CN218849592U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包。该电池包包括电芯堆叠单元，该电芯堆叠单元包括若干电芯排列单元以及若干液冷板，电芯排列单元包括成组排列的若干电芯，液冷板可分离地连通，每一液冷板包括一个型腔板，每一电芯排列单元的至少一侧外表面贴合设置有型腔板。通过直接将若干电芯排列成组形成至少一个电芯排列单元，在每个电芯排列单元的至少一侧外表面贴合设置液冷板，采用了去模组化的方案形成电芯堆叠单元，减少了电池包中的零部件数量，降低了装配难度，提升了电池包内可容纳电芯的数量，进而有效增加了电池包的能量密度。并且，若干液冷板可分离地连通，每个液冷板均可以独立安装、维护或更换，进一步降低了安装、维护和更换的难度和成本。

Description

电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包结构技术领域，尤其涉及一种电池包。

背景技术

现有的电池包中，由电芯结合大量配件成组设置形成电池模组，再由电池模组成组设置，配合负责热管理的液冷系统形成电池包。零部件数量较多，导致整个电池包的体积大、重量重，且大量配件占用了电池包的内部空间，使得电池包中的电芯有限，进一步限制了电池包的能量密度得不到有效提升。同时，数量较多的零部件也导致整个电池包的结构复杂，装配难度较大，耗时耗力。

基于以上所述，亟需一种电池包，能够解决上述的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池包，零部件数量少，能量密度高，装配难度低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电池包，包括电芯堆叠单元，上述电芯堆叠单元包括：

若干电芯排列单元，上述电芯排列单元包括成组排列的若干电芯；

若干液冷板，若干上述液冷板可分离地连通，上述液冷板用于对相贴合的上述电芯排列单元进行热管理；每一上述液冷板包括一个型腔板，每一上述电芯排列单元的至少一侧外表面贴合设置有上述型腔板。

可选地，相邻两个上述电芯排列单元之间夹设有上述液冷板或者隔热件。

可选地，上述液冷板与上述电芯排列单元的外表面之间夹设有导热结构胶。

可选地，上述型腔板具有型腔，上述型腔在上述型腔板的两端形成开口，上述型腔内壁上设置有若干加强筋，若干上述加强筋沿上述型腔的延伸方向设置，并将上述型腔划分成若干平行流道。

可选地，上述液冷板还包括集流体，上述集流体设置在上述型腔板的上述开口处，上述集流体连接有进出接头，若干上述液冷板上的上述集流体之间连接有液冷管路，上述进出接头与上述液冷管路相连接。

可选地，上述集流体具有集流腔，上述进出接头与上述集流腔连通，上述集流腔内设置有限位台，上述型腔板的端部插接至上述集流腔中并抵接于上述限位台。

可选地，每个上述集流体设有两个上述进出接头，两个上述进出接头分别设置在上述集流体的两侧，并且两个上述进出接头完全错位设置。

可选地，上述加强筋包括连续加强筋和间断加强筋，上述连续加强筋抵接于上述型腔的两侧的内壁，上述间断加强筋具有变形缓冲间隙。

可选地，上述连续加强筋位于上述型腔的至少一个侧边缘，上述间断加强筋位于上述型腔的中部。

可选地，沿从上述型腔的中部至上述型腔的侧边缘的方向，位于不同上述间断加强筋上的上述变形缓冲间隙逐个减小。

本实用新型所提供的电池包的有益效果在于：通过在电池包中按照实际需求直接将若干电芯排列成组形成至少一个电芯排列单元，在每个电芯排列单元的至少一侧外表面贴合设置液冷板，利用液冷板对相贴合的电芯进行热管理，采用了去模组化的方案形成结构简单的电芯堆叠单元，减少了电池包中的零部件数量，降低了装配难度，提升了电池包内可容纳电芯的数量，进而有效增加了电池包的能量密度。并且，若干液冷板可分离地连通，每个液冷板均可以独立安装、维护或更换，进一步降低了安装、维护和更换的难度和成本。

附图说明

图1是本实用新型所提供的电池包的立体示意图；

图2是本实用新型中的电池堆叠分总成的立体示意图；

图3是本实用新型中液冷板的立体示意图；

图4是本实用新型中液冷板的集流体的立体示意图；

图5是本实用新型中液冷板的型腔板的立体示意图；

图6是图5中A处的局部放大图；

图7是本实用新型中的电池堆叠分总成的截面示意图；

图8是本实用新型中液冷板的型腔板的截面示意图。

图中：

1、上箱体；

2、下箱体；

3、电芯堆叠单元；31、电芯排列单元；311、电芯；32、液冷板；321、型腔板；3211、型腔；3212、加强筋；32121、凸台；322、集流体；3221、集流腔；3222、限位台；323、进出接头；33、液冷管路。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面参照图1至图8介绍本实用新型所提供的电池包。该电池包相比于传统的电池包，采取了去模组化的组装成型方式，由若干电芯311直接成组，相比于传统电池中的先由电芯311组装电池模组，再由电池模组成组，所使用的零部件更少。

具体地，如图1、图2所示，该电池包包括上箱体1、下箱体2、电芯堆叠单元3以及若干液冷板32。在本实施例中，每一液冷板32包括一个型腔板321，若干型腔板321平行排列，型腔板321的长度方向平行于图1中所示的Y轴方向，其宽度方向平行于Z轴方向，其厚度方向平行于X轴方向。若干电芯311沿型腔板321的长度方向逐个排列成组，形成电芯排列单元31，每一个电芯排列单元31上至少一侧外表面贴合于型腔板321，型腔板321中流动设置有工作介质(例如冷却液)，工作介质能够与电芯311的外表面之间进行热传递。需要说明的是，在一些其他实施例中，型腔板321的安装方向以及电芯排列单元31的排列方向也可以根据实际需求和尺寸要求设计，本实用新型对此不做具体限定。

继续参照图1、图2所示，若干电芯311排列组成多个电芯排列单元31，每一个电芯排列单元31的至少一侧外表面贴合设置于上述的液冷板32，每一液冷板32均可独立安装，若干液冷板32之间采用串联、并联或串并联组合的方式可分离地连通，每个液冷板32均可以独立安装、维护或更换，相比于现有技术中常见的在安装、维护或更换过程中需要同步处理所有的液冷板32，能够大大简化安装、维护和更换的操作。在本实施例中，多个电芯排列单元31沿液冷板32的厚度方向排列并和液冷板32组成电芯堆叠单元3，能够使得该电池包内可安装的电芯311数量增加，达到预设的能量容量，满足电池包的设计要求；并且，由于液冷板32能够独立安装，方便形成可分离的连通，因此可以方便地根据电池包的能量容量，组合任意数量的液冷板32和电芯排列单元31。需要说明的是，在本实施例中，该液冷板32既可以对电芯311进行液冷，也能够进行液热，使得电芯311的温度既不会过高，也不会过低，具有更强的热管理能力。

可以理解的是，电池包内的电芯311数量、电芯堆叠单元3的排列方式均是根据电池包的实际需要设计的，本实用新型中对此不做具体限定，既可以是如本实施例中的单层排列，也可以是在液冷板32的宽度方向上进行进一步的多层排列；既可以是每个电芯排列单元31均以相同的规律排列，也可以是根据电池包的结构采取的各个电芯排列单元31以不相同的规律适应性排列，这些均属于本实用新型所要保护的范围之内。

通过在电池包中按照实际需求直接将若干电芯311排列成组形成至少一个电芯排列单元31，在每个电芯排列单元31的至少一侧外表面贴合设置液冷板32，利用液冷板32对相贴合的电芯311进行热管理，采用了去模组化的方案形成结构简单的电芯堆叠单元3，减少了电池包中的零部件数量，降低了装配难度，提升了电池包内可容纳电芯311的数量，进而有效增加了电池包的能量密度。并且，若干液冷板32可分离地连通，每个液冷板32均可以独立安装、维护或更换，进一步降低了安装、维护和更换的难度和成本。

可选地，在本实施例中，如图2所示，一个液冷板32的两侧各贴合一个电芯排列单元31，形成一个电芯堆叠分总成。该电芯堆叠分总成内包括一个液冷板32和两个电芯排列单元31，由一个液冷板32满足两个电芯排列单元31的固定和热管理需求。该排列方式相比于依次将一个液冷板32和一个电芯排列单元31规律排列，即每个电芯排列单元31两侧均设置液冷板32的排列方式，能够显著减少液冷板32的使用数量，进一步释放电池包内的空间，提升电池包内电芯311的数量，并且也减少了装配的难度和耗时。

进一步地，相邻两个电芯堆叠分总成之间夹设有隔热件(图中未示出)，使得电池包内形成“一个电芯排列单元31/一个液冷板32/一个电芯排列单元31/一个隔热件/一个电芯排列单元31/一个液冷板32/一个电芯排列单元31”的排列方式。通过设置隔热件，能够防止隔热件两侧的电芯311之间热扩散或热影响，避免当某一个电芯311出现过热时，热量会快速地传递并影响部分正常电芯311，使得该电池包具有更高的可靠性。当然，隔热件既可以选用隔热板，也可以选用隔热胶，本实用新型中对此不做具体限定，只要能够发挥隔热保护的效果即可。

需要强调的是，在本实用新型中，液冷板32与电芯排列单元31(或者各个电芯311)的表面之间的贴合设置，既包括直接贴合，也包括间接贴合，只要能够使得液冷板32能够对电芯311进行热管理即可。示例性地，在本实施例中，液冷板32与电芯排列单元31的外表面之间夹设有导热结构胶(图中未示出)，该导热结构胶既可以确保液冷板32与电芯排列单元31的外表面之间通过导热结构胶具有较大的接触面积，也使得液冷板32与电芯排列单元31的外表面之间具有一定的连接强度，使得液冷板32能够更好地贴合与热管理电芯排列单元31。

当然，本实用新型中对固定电芯311的结构、类型等不做具体限定，能够起到固定效果即可。示例性地，可将电芯311的底面胶粘于下箱体2，也可使用螺纹连接、卡扣连接等其他方式，这些均属于本实用新型所要保护的范围之内。

可选地，在本实施例中，电池包内还包括有高压配电单元、电池管理系统、插件、密封件等功能组件(图中均未示出)，各个功能组件能够为电池包提供更好的电路管理、液路管理以及密封性增强等功能。

参照图3至图8所示，在本实施例中，液冷板32包括型腔板321、集流体322以及进出接头323，型腔板321、集流体322以及进出接头323相连接形成液冷板32，液冷板32之间则通过液冷管路33相连接，液冷管路33与进出接头323可拆卸的连接，且与设置于电池包上的进出水口相连接，形成电池包的热管理回路，热管理回路中流动设置有上述的工作介质，能够通过对工作介质的温度控制，对电芯311进行液冷或液热的热管理。

显然，除了在集流体322设置进出接头323以形成液冷板32之间的可拆卸连接外，也可以在集流体322或者型腔板321上设置螺纹接口，在液冷管路33的端部设置相应螺纹结构，直接将液冷管路33的端部螺纹连接于上述螺纹接口；或者在集流体322或者型腔板321上设置卡扣接口，在液冷管路33上设置卡扣接头，卡扣接头直接扣接于卡扣接口。因此，本实用新型中不具体限定液冷板32之间的连接结构或连接方式，只要能够形成可分离、可拆卸的连接即可。

可选地，如图5、图6、图7所示，型腔板321具有型腔3211，型腔3211的内壁上设置有若干加强筋3212，若干加强筋3212将该型腔3211划分成若干平行流道，形成口琴管状结构，防止上述工作介质在型腔板321内产生紊流等会降低传热效率的情况，同时也使得型腔板321具有一定的结构强度和抗弯折能力。可以理解的是，型腔板321的结构特性使得制作人员可以通过挤出成型的方式，以较低的成本和较少的时间将型腔板321制作成型，因此通过使用型腔板321能显著降低液冷板32以及电池包的制作成本。当然，在一些其他实施例中，也可以采用具有其他形状流道结构的板件替代上述型腔板321，或者将型腔板321的设置方向根据实际需求进行旋转、偏移，只要能够固定和热管理相贴合的电芯311，就均属于本实用新型所要保护的范围之内。

需要说明的是，为了方便叙述，本实用新型中将上述平行流道的开口处所在的型腔板321外表面定义为型腔板321的端部(包括一端、两端等叙述方式)，将贴合于电芯排列单元31的型腔板321外表面定义为型腔板321的侧面(包括一侧、两侧等叙述方式)，将既没有设置上述平行流道的开口，也不贴合于电芯排列单元31的型腔板321外表面定义为型腔板321的侧边缘(包括一个侧边缘、两个侧边缘等叙述方式)。

参照图4所示，集流体322具有集流腔3221，进出接头323安装于集流体322的表面，并和集流腔3221相连通。集流腔3221具有插接口，型腔板321的端部能够通过插接口插接至集流腔3221中，使得型腔板321中的流道与集流腔3221相连通。连通后，工作介质就可以通过电池包上的进出水口(图中未示出)流入液冷管道，并通过与液冷管道相连通的进出接头323流入集流腔3221，继而流入型腔板321的流道中，实现与电芯311之间的热传递。

进一步地，继续参照图4所示，集流腔3221内设置有限位台3222，当型腔板321的端部插接至集流腔3221时，型腔板321的端部抵接于限位台3222，既能够防止插接过深导致型腔板321遮盖进出接头323，甚至流道抵接至集流腔3221的内壁导致工作介质不能正常流动，也能够防止组装时插接过浅，导致型腔板321与集流体322的连接强度或者密封性能不够，出现断裂、分离、泄露等不良情况。

进一步地，在本实施例中，如图2、图3所示，每个集流体322安装有两个进出接头323，两个进出接头323分别安装在集流体322的两侧，方便在装配时使用液冷管路33将多个集流体322连接。并且，两个进出接头323完全错位设置，防止工作介质从一个进出接头323流入后，不进入型腔板321内部，而直接从另一个进出接头323流出，导致制冷效率不佳。

可选地，在本实施例中，集流体322与型腔板321的端部采用钎焊或者胶粘工艺连接，进出接头323与集流体322由钎焊或者胶粘工艺连接，以确保连接处的密封性能。

可选地，在本实施例中，集流体322连接于下箱体2，使得液冷板32能够代替现有电池包中的箱体横梁结构。当然，在本实用新型中，液冷板32不局限于通过集流体322连接下箱体2，也可以采用其他的固定方式，例如直接通过型腔板321连接下箱体2，本实用新型中对此不做具体限定，只要能够将液冷板32固定安装在电池包内即可。

进一步地，在本实施例中，如图7、图8所示，部分加强筋3212于中部断裂，使得加强筋3212分为连续加强筋和间断加强筋两种类型。其中，连续加强筋不断裂，抵接于型腔3211的两侧的内壁；间断加强筋由型腔壁上相对应的两个凸台32121组成，相对应的两个凸台32121之间具有变形缓冲间隙。当电芯311充放电时，会发生膨胀，因此夹设在两个电芯排列单元31之间的液冷板32会受挤压，此时，由于加强筋3212断裂形成了两个相对应的凸台32121，且两个凸台32121之间留有变形缓冲间隙，如图7所示，在电芯311的膨胀力推动下，型腔板321产生向内压缩的趋势，此时由于具有变形缓冲间隙，使得型腔板321能够发生变形，对电芯311的膨胀现象产生缓冲效果，能够防止电池包的内部结构因电芯311的膨胀现象而被破坏或松动，影响电池包的结构强度和结构完整性，同时，凸台32121依旧能够对工作介质的流动起到引导作用，能够满足热管理的需求。

需要说明的是，在现有技术中，应用于液冷系统的型腔板321一般都具备采用金属制成、型腔壁较薄等方便传热的特性，因此一般都具有微量变形的能力，并非绝对刚体。同时，加强筋3212的断裂方式也是多种多样的，既可以是在加强筋3212的中部断裂，在型腔壁的两侧形成对称的两个凸台32121，两个凸台32121之间形成上述变形缓冲间隙，也可以是在加强筋3212与型腔壁的连接处断裂，即只形成一个凸台32121，变形缓冲间隙则位于凸台32121与型腔壁之间。因此，本实用新型中对于加强筋3212的断裂方式不做具体限定，能够形成变形缓冲间隙即可。

可选地，在本实施例中，如图7、图8所示，位于型腔板321至少一个侧边缘的加强筋3212采用连续加强筋，能够使得型腔板321具有更优良的结构强度，防止型腔板321在电池包装配过程中或者电芯311的初期测试过程中发生边框变形，影响电池包的结构强度和结构完整性。当然，本实用新型中对于连续加强筋和间断加强筋的排布方式不做具体限定，可以是连续设置，也可以是间隔设置；可以是依次逐个间隔设置，也可以是按照一定数量的间隔设置；可以将连续加强筋设置在型腔板321的一个侧边缘，也可以将连续加强筋设置在型腔板321的两个侧边缘，这些均属于本实用新型所要保护的范围之内。

进一步地，如图7、图8所示，由于在电芯311的生命周期中，在充放电时，电芯311沿着液冷板32宽度方向的不同位置处的膨胀量存在差异，因此对加强筋3212断裂形成的变形缓冲间隙采用了阶梯递进式的设计。

具体地，如图7、图8所示，为方便叙述，沿从型腔板321中部至型腔板321侧边缘的方向，将各个变形缓冲间隙依次以h₁、h₂、h₃、h₄和h₅代称，其中h₁位于型腔板321中部，h₅则在上述变形缓冲间隙中最接近型腔板321的某一个侧边缘，h₂、h₃、h₄则依次逐个排列在h₁和h₅之间。上述的阶梯递进式的设计，即是指各个变形缓冲间隙的大小为h₁＞h₂＞h₃＞h₄＞h₅，形成了型腔板321中部变形能力更强，并且沿着从型腔板321中部向两个侧边缘的方向，变形能力逐个减弱但是结构强度逐个增强的情况，使得该型腔板321既能够缓冲电芯311膨胀，而且能够保证结构强度以满足固定电芯311的需求。

当然，需要说明的是，在本实用新型中，既可以是如图7、图8所示的连续设计，也可以是不连续的设计，即在型腔板321中间隔设置连续加强筋和间断加强筋，相邻两个间断加强筋之间也可设置连续加强筋，进一步增强液冷板31的结构强度。本实用新型中对此不做具体限定，对于变形缓冲间隙的具体尺寸也不做具体限定，能够满足实际需求，缓冲电芯311膨胀即可。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池包，其特征在于，包括电芯堆叠单元(3)，所述电芯堆叠单元(3)包括：

若干电芯排列单元(31)，所述电芯排列单元(31)包括成组排列的若干电芯(311)；

若干液冷板(32)，若干所述液冷板(32)可分离地连通，所述液冷板(32)用于对相贴合的所述电芯排列单元(31)进行热管理；每一所述液冷板(32)包括一个型腔板(321)，每一所述电芯排列单元(31)的至少一侧外表面贴合设置有所述型腔板(321)。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，相邻两个所述电芯排列单元(31)之间夹设有所述液冷板(32)或者隔热件。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述液冷板(32)与所述电芯排列单元(31)的外表面之间夹设有导热结构胶。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述型腔板(321)具有型腔(3211)，所述型腔(3211)在所述型腔板(321)的两端形成开口，所述型腔(3211)内壁上设置有若干加强筋(3212)，若干所述加强筋(3212)沿所述型腔(3211)的延伸方向设置，并将所述型腔(3211)划分成若干平行流道。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述液冷板(32)还包括集流体(322)，所述集流体(322)设置在所述型腔板(321)的所述开口处，所述集流体(322)连接有进出接头(323)，若干所述液冷板(32)上的所述集流体(322)之间连接有液冷管路(33)，所述进出接头(323)与所述液冷管路(33)相连接。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述集流体(322)具有集流腔(3221)，所述进出接头(323)与所述集流腔(3221)连通，所述集流腔(3221)内设置有限位台(3222)，所述型腔板(321)的端部插接至所述集流腔(3221)中并抵接于所述限位台(3222)。

7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，每个所述集流体(322)设有两个所述进出接头(323)，两个所述进出接头(323)分别设置在所述集流体(322)的两侧，并且两个所述进出接头(323)完全错位设置。

8.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述加强筋(3212)包括连续加强筋和间断加强筋，所述连续加强筋抵接于所述型腔(3211)的两侧的内壁，所述间断加强筋具有变形缓冲间隙。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述连续加强筋位于所述型腔(3211)的至少一个侧边缘，所述间断加强筋位于所述型腔(3211)的中部。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，沿从所述型腔(3211)的中部至所述型腔(3211)的侧边缘的方向，位于不同所述间断加强筋上的所述变形缓冲间隙逐个减小。

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