CN218896773U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包，包括：壳体，壳体的内部设有容纳空间；至少两排设在容纳空间内的电芯，任意相邻两排的电芯的短边侧面正对设置，且任意相邻的两排电芯之间设有连接梁，连接梁上形成有凹槽，凹槽内设有嵌件，嵌件包括电气部件和热失控防护部件中的至少一种。本实用新型实施例的电池包，通过在任意相邻的两个电芯之间设有连接梁，连接梁和相邻的两个电芯之间限定有凹槽，嵌件设置在凹槽内，既能提高内部电芯整体的刚度，同时也能提高内部空间利用率，提升电池包能量密度。

Description

电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池包。

背景技术

当代汽车产业正在发生革命性的变化，即传统燃油汽车正在逐步被新能源汽车所代替，其中纯电动汽车作为新能源汽车的一种正在兴起，许多传动燃油车平台直接通过将发动机结构更换为动力电池包结构，将汽车动力源由燃油更换为电池，随着市场上新能源汽车的浮现。

随人们对电动汽车的续航有了更高的需求，同样的电池参数意味着更高的续航里程电动汽车的电池包中需要布置更多的电池，一种矩阵式电池包可以大幅提升电池包体积利用率，提升整车续驶里程。目前市场上的矩阵式电池包，实际的安全性、结构性考虑较少，通过设置横梁或纵梁加强电池包内部结构，但是，采用该方式会占用电池包内部空间，增加电池包内铜排长度，影响电池包内布置，不利于提高电池的能量密度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池包，所述电池包既能提高内部电芯整体的刚度，同时也能提高内部空间利用率，提升电池包能量密度。

根据本实用新型实施例的电池包，包括：壳体，所述壳体的内部设有容纳空间；至少两排设在所述容纳空间内的电芯，任意相邻两排的所述电芯的短边侧面正对设置，且任意相邻的两排所述电芯之间设有连接梁，所述连接梁上形成有凹槽，所述凹槽内设有嵌件，所述嵌件包括电气部件和热失控防护部件中的至少一种。

根据本实用新型实施例的电池包，通过在任意相邻的两个电芯之间设有连接梁，连接梁和相邻的两个电芯之间限定有凹槽，嵌件设置在凹槽内，既能提高内部电芯整体的刚度，同时也能提高内部空间利用率，提升电池包能量密度。

一些实施例中，所述连接梁的上部和/或下部上形成有所述凹槽。

一些实施例中，所述嵌件的靠近所述电芯的顶端面或底端面的一端不超出所述凹槽。

一些实施例中，所述凹槽的宽度小于等于所述电芯的宽度的8％。

一些实施例中，所述电芯的顶端面或底端面与所述壳体通过导热胶粘接，且粘接面积大于等于所述顶端面或所述底端面的面积的40％。

一些实施例中，所述连接梁包括：第一板件，所述第一板件连接在相邻的两个所述电芯中的一者上；第二板件，所述第二板件连接在相邻的两个所述电芯中的另一者上；连接板，所述连接板的一端垂直连接所述第一板件，另一端垂直连接所述第二板件。

一些实施例中，所述电芯的侧端部上设有正极柱和负极柱，所述电芯的底端部或顶端部设有防爆阀。

一些实施例中，所述电池包还包括设在所述壳体的长度方向的一侧的采集部件，所述采集部件包括：主体部和采集片，所述采集片设在所述主体部上，并连接所述正极柱或所述负极柱，所述主体部上设有与所述采集片对应的缓冲结构。

一些实施例中，将至少两排所述电芯构成的整体称为模组，所述模组具有宽度W，所述壳体具有外框宽度Y，所述容纳空间具有内腔宽度Y1，其中，W：Y1≥0.9，W：Y≥0.85。

一些实施例中，将至少两排所述电芯构成的整体称为模组，所述模组具有长度L，所述壳体具有外框长度X，所述容纳空间具有内腔长度X1，其中，L：X≥0.7，L：X1≥0.75。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例中电池包的立体结构图；

图2为本实用新型实施例中电池包去除壳体后的立体结构图一；

图3是图2的III处局部放大图；

图4是图2的IV处局部放大图；

图5是本实用新型实施例中两排电芯的示意图；

图6为本实用新型实施例中电池包去除壳体后的立体结构图二；

图7为本实用新型实施例中采集部件的立体结构图；

图8为本实用新型实施例中电芯端板的立体结构图；

图9为本实用新型实施例中电池包的爆炸分解图。

附图标记：

100、电池包；1a、凹槽；

10、壳体；10a、容纳空间；102、下壳体；1021、边梁；

20、电芯；201、正极柱；202、负极柱；203、防爆阀；2001、电池单体；

30、连接梁；301、第一板件；302、第二板件；303、连接板；

40、嵌件；

50、采集部件；501、主体部；5011、折弯部；5012、插件；502、采集片；503、缓冲结构；

60、底护板；70、冷却板；80、电芯端板；80a、插件固定区域；80b、插件固定结构；

901、BDU；902、BMS。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，或一体地连接；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。

下面参考图1-图9，描述根据本实用新型实施例的电池包100。

如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的电池包100，包括壳体10和电芯20。

壳体10的内部设有容纳空间10a。电芯20为至少两排且设在容纳空间10a内，任意相邻两排的电芯20的短边侧面正对设置。电芯20可以是指单个电芯或者模组，电芯20的数量可以是两个或多个，根据情况具体设置，例如，电芯20为模组，且模组设为两排。

任意相邻的两排电芯20之间设有连接梁30，连接梁30能起到连接支撑作用，将至少两个电芯20构成一体件，使得至少两个电芯20构成的模块刚度足够强，起到加强梁的作用，使电池包100无需设置横梁，可以提高电芯20的刚度。

连接梁30上设有凹槽1a，凹槽1a内设有嵌件40，嵌件40包括电气部件和热失控防护部件中的至少一种。凹槽1a能提供嵌件40安装所需的空间，合理利用壳体10的内部空间，提高空间利用率。电气部件可以为线束或铜排，热失控防护部件可以为喷射灭火剂的机构。

根据本实用新型实施例的电池包100，通过在任意相邻的两个电芯20之间设有连接梁30，连接梁30和相邻的两个电芯20之间限定有凹槽1a，嵌件40设置在凹槽1a内，既能提高内部电芯20整体的刚度，同时也能提高内部空间利用率，提升电池包能量密度。

一些实施例中，如图2和图3所示，连接梁30的上部和/或下部上形成有凹槽1a。连接梁30与相邻的两个电芯20的上部之间限定有凹槽1a。或者，连接梁30与相邻的两个电芯20的下部之间限定有凹槽1a。又或者，连接梁30与相邻的两个电芯20的上部之间限定有凹槽1a，同时连接梁30与相邻的两个电芯20的上部之间也限定有凹槽1a(见图3)。

可以理解为，凹槽1a选择不同的布置位置能适应不同的需求，提高适应性，而通过设置更多的凹槽1a则能放置更多种类的嵌件40。

一些实施例中，嵌件40的靠近电芯20的顶端面或底端面的一端不超出凹槽1a。当电芯20的上部和连接梁30之间限定出凹槽1a时，嵌件40的上端不超出电芯20的顶端面；当电芯20的下部和连接梁30之间限定出凹槽1a时，嵌件40的下端不超出电芯20的底端面。采用这种方式能完全隐藏嵌件40，避免嵌件40在装配过程中与壳体10发生干涉。

一些实施例中，凹槽1a的宽度小于等于电芯20的宽度的8％。“凹槽1a的宽度”和“电芯20的宽度”可以是指图1中左右方向上的尺寸。也就是说，凹槽1a的宽度可以是电芯20的宽度的1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％中的任一数值。当然，这里只是举例说明，凹槽1a的宽度不限于上述示例，根据情况可具体设置，这里不再赘述。

一些实施例中，电芯20的顶端面或底端面与壳体10通过导热胶粘接，且粘接面积大于等于顶端面或底端面的面积的40％。

可以理解为，电芯20的顶端面与容纳空间10a的顶壁面通过导热胶粘接，粘接面积大于等于顶端面的面积的40％，例如，电芯20顶端面上导热胶的粘接面积可以是电芯20的顶端面面积的40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％中的任一值。电芯20的底端面与容纳空间10a的底壁面通过导热胶粘接，粘接面积大于等于底端面的面积的40％，例如，电芯20底端面上导热胶的粘接面积可以是电芯20的底端面面积的40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％中的任一值。当然，这里只是举例说明，粘接面积的面积不限于上述示例，根据情况可具体设置，这里不再赘述。

也就是说，通过选择合适大小的导热胶粘接面积能保证电芯20和壳体10的粘接强度，提高电池包100内部电芯20的可靠性。

可选地，导热胶的导热系数小于等于5W/(m·k)。

一些实施例中，如图3和图5所示，连接梁30包括第一板件301、第二板件302、连接板303。第一板件301连接在相邻的两个电芯20中的一者上；第二板件302连接在相邻的两个电芯20中的另一者上；连接板303的一端垂直连接第一板件301，另一端垂直连接第二板件302。

可以理解为，第一板件301和对应的电芯20面面接触并粘接相连，第二板件302和对应的电芯20面面接触并粘接相连，通过这种方式能增强第一板件301、第二板件302和电芯20的连接强度。第一板件301、第二板件302、连接板303三者构成“H”型构件，结构强度高，对相邻两个电芯20的刚度提升效果比较好。

可选地，第一板件301、第二板件302、连接板303可以为一体成型件。

可选地，第一板件301、第二板件302、连接板303为金属件，三者焊接相连。

一些实施例中，如图3和图5所示，连接板303设有至少两个，且沿电芯20的高度方向间隔开设置。“电芯20的高度”可以是指图3中上下方向上的尺寸，通过增加连接板303的数量能提高连接梁30的结构强度，提升刚度加强效果。例如，连接板303为三个，且与第一板件301和第二板件302之间形成两个空腔结构。

一些实施例中，第一板件301、第二板件302和电芯20的高度尺寸相等。

一些实施例中，如图2、图4和图5所示，电芯20的侧端部上设有正极柱201和负极柱202，电芯20的底端部或顶端部设有防爆阀203。电芯20的侧端部可以是指长度方向的侧端或宽度方向的侧端。防爆阀203可以是设在电芯20的顶端部，防爆阀203也可以是设在电芯20的底端部，即，防爆阀203不是设置在两个极柱之间。电芯20能在侧端部接电，并在底部或顶部排气，这样能提高电池包100的安全性。

可选地，至少两个电芯20中，电芯20均可以是正极柱201位于负极柱202的上方。

可选地，至少两个电芯20中，电芯20均可以是正极柱201位于负极柱202的下方。

可选地，至少两个电芯20中，一部分的电芯20可以是正极柱201位于负极柱202的上方，其余的电芯20可以是正极柱201位于负极柱202的下方。

一些实施例中，如图6和图7所示，电池包100还包括设在壳体10的长度方向的一侧的采集部件50，采集部件50包括主体部501和采集片502，采集片502设在主体部501上，并连接正极柱201或负极柱202，主体部501上设有与采集片502对应的缓冲结构503。

采集部件50用于采集电压和温度。采集片502的数量与同侧的正极柱201和负极柱202的数量之和相等，例如，正极柱201与对应的采集片502电连接，负极柱202与对应的采集片502电连接。缓冲结构503能起到缓冲作用，避免电芯20膨胀后使主体部501受力。

可选地，正极柱201与对应的采集片502可以采用焊接方式相连，负极柱202与对应的采集片502可以采用焊接方式相连。

一些实施例中，主体部501可以为FPC或FFC。

一些实施例中，如图7所示，缓冲结构503为缓冲孔，当电芯20膨胀后会作用在采集片502上，此时缓冲孔能提供主体部501上与采集片502相连部分的缓冲空间。

可选地，如图7所示，缓冲孔构造为U型孔，通过这种方式能在采集片502的底部和两侧起到缓冲作用，缓冲效果比较好。

一些实施例中，主体部501的长度小于等于电芯20的长度的15％。“主体部501的长度”和“电芯20的长度”可以是指图6中前后方向上的尺寸。也就是说，主体部501的长度可以为电芯20的长度的15％、12％、10％、8％、6％、4％、2％等中的任一值，当然，这里只是举例说明，根据情况可以具体设置，这里不再赘述。

一些实施例中，主体部501的宽度小于等于电芯20的高度的70％。“主体部501的宽度”和“电芯20的高度”可以是指图6中上下方向上的尺寸。也就是说，主体部501的宽度可以为电芯20的宽度的70％、65％、60％、50％等中的任一值，当然，这里只是举例说明，根据情况可以具体设置，这里不再赘述。

一些实施例中，采集片502与电芯20之间的汇流排(图未示出)电连接，每个电芯20上的极柱所焊接的汇流排，至少焊接有一个采集片502。可选地，采集片502可以为镍片。

一些实施例中，如图6和图7所示，主体部501具有折弯部5011，折弯部5011邻近电芯20的宽度方向一侧的端部设置，折弯部5011上设有至少一个插件5012，插件5012设在电芯端板80上。

可选地，电芯端板80为绝缘材料制成。

可选地，电芯端板80上设有内嵌螺纹套，用于固定电芯20的输出极铜排。

可选地，如图8所示，电芯端板80上设有插件固定区域80a，插件固定区域80a上设有插件固定结构80b，用于固定插件5012。

一些实施例中，插件5012的高度大于等于电芯20的高度的50％。“插件5012的高度”和“电芯20的高度”可以是指图6中上下方向上的尺寸。也就是说，插件5012的高度可以为电芯20的高度的50％、60％、65％、70％、80％等中的任一值，当然，这里只是举例说明，根据情况可以具体设置，这里不再赘述。

可选地，插件5012可以为低压插件，且插件5012的数量为电芯20的数量的两倍。

一些实施例中，如图9所示，壳体10包括上壳体(图未示出)和下壳体102，电芯20设在下壳体102内，电池包100还包括底护板60和冷却板70，底护板60设在下壳体102的底部，冷却板70设在下壳体102上，且位于电芯20的上方。底护板60用于保护电池包100的底部，可以提升防护效果，冷却板70能起到冷却降温作用，从而提高电池包100整体的安全性。

可选地，冷却板70与下壳体102的连接方式可以是螺接、铆接或焊接。

一些实施例中，如图9所示，下壳体102的空腔内设有至少两个边梁1021，通过增强边梁1021能提高下壳体102的刚度，提高安全性。例如，边梁1021为两个，可以设在下壳体102的长度方向的两端或宽度方向的两端。又例如，边梁1021为四个，可以同时设在下壳体102的长度方向的两端和宽度方向的两端(见图9)。

一些实施例中，如图2和图5所示，电芯20包括至少两个电池单体2001，每个电池单体2001为长条形。每个电池单体2001的长度为0.06m～0.3m，每个电池单体2001的厚度和长度之比小于等于0.1。

可选地，电池单体2001的大于等于150mm，电芯20的长度为300～3000mm。需要说明的是，电芯20的具体厚度、高度和长度由电芯20自身的结构决定，与摆放方向无关。

可选地，任意相邻的两个电池单体2001之间设有间隙(图未示出)，间隙的宽度大于等于0.1mm，且间隙的宽度大于等于0.2倍的电芯20的厚度。

可选地，间隙内设有填充料，填充料的厚度不大于间隙的宽度。填充料在电池单体2001发生膨胀时能起到缓冲作用。

一些实施例中，如图1所示，电芯20沿壳体10的长度方向设有多组，每组电芯20为两个，且沿壳体10的宽度方向对称设置。“壳体10的长度方向”可以是指图1中前后方向，“壳体10的宽度方向”可以是指图1中左右方向。

一些实施例中，电芯20的长度和电池包100的宽度之比大于0.85。

一些实施例中，任意相邻的两个电芯20之间所形成的凹槽1a在壳体10的最大表面上投影，与壳体10的最大表面至少部分重合。例如，壳体10的最大表面可以是指顶端面或底端面，也就是说，凹槽1a的正投影位于壳体10的顶端面或底端面上。

一些实施例中，如图1所示，电池包100还包括：BDU901、BMS902、总正铜排(图未示出)和总负铜排(图未示出)，总正铜排与所有电芯20的正极柱201相连，总负铜排与所有电芯20的负极柱202相连，总正铜排和总负铜排与BDU901电连接。

一些实施例中，如图1所示，将至少两排电芯20构成的整体称为模组，模组具有宽度W，壳体10具有外框宽度Y，容纳空间10a具有内腔宽度Y1，其中，W：Y1≥0.9，W：Y≥0.85。

例如，电芯20沿壳体10的宽度方向设为两排，模组的宽度W可以是指图1中左右方向上的尺寸，“外框宽度Y”可以是指壳体10在图1中左右两个外端面的距离，“内腔宽度Y1”可以是指容纳空间10a在图1中左右两个腔壁之间的距离。W和Y1的比值可以是0.9、0.92、0.94、0.96、0.98等中的任一值，W和Y的比值可以是0.85、0.88、0.9、0.92、0.94、0.96、0.98等中的任一值。当然，这里只是举例说明，根据情况可以具体设置，这里不再赘述。

一些实施例中，如图1所示，模组具有长度L，壳体10具有外框长度X，容纳空间10a具有内腔长度X1，其中，L：X≥0.7，L：X1≥0.75。

例如，模组的长度L可以是指图1中前后方向上的尺寸，“外框长度X”可以是指壳体10在图1中前后两个外端面的距离，“内腔长度X1”可以是指容纳空间10a在图1中前后两个腔壁之间的距离。L和X的比值可以是0.7、0.72、0.78、0.80、0.85、0.88、0.9、0.96、0.98等中的任一值，L和X1的比值可以是0.75、0.78、0.80、0.85、0.88、0.9、0.96、0.98等中的任一值。当然，这里只是举例说明，根据情况可以具体设置，这里不再赘述。

根据本实用新型实施例的电池包的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)的内部设有容纳空间(10a)；

至少两排设在所述容纳空间(10a)内的电芯(20)，任意相邻两排的所述电芯(20)的短边侧面正对设置，且任意相邻的两排所述电芯(20)之间设有连接梁(30)，所述连接梁(30)上形成有凹槽(1a)，所述凹槽(1a)内设有嵌件(40)，所述嵌件(40)包括电气部件和热失控防护部件中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述连接梁(30)上部和/或下部上形成有所述凹槽(1a)。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述嵌件(40)的靠近所述电芯(20)的顶端面或底端面的一端不超出所述凹槽(1a)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池包，其特征在于，所述凹槽(1a)的宽度小于等于所述电芯(20)的宽度的8％。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯(20)的顶端面或底端面与所述壳体(10)通过导热胶粘接，且粘接面积大于等于所述顶端面或所述底端面的面积的40％。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述连接梁(30)包括：

第一板件(301)，所述第一板件(301)连接在相邻的两个所述电芯(20)中的一者上；

第二板件(302)，所述第二板件(302)连接在相邻的两个所述电芯(20)中的另一者上；

连接板(303)，所述连接板(303)的一端垂直连接所述第一板件(301)，另一端垂直连接所述第二板件(302)。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯(20)的侧端部上设有正极柱(201)和负极柱(202)，所述电芯(20)的底端部或顶端部设有防爆阀(203)。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包(100)还包括设在所述壳体(10)的长度方向的一侧的采集部件(50)，所述采集部件(50)包括主体部(501)和采集片(502)，所述采集片(502)设在所述主体部(501)上，并连接所述正极柱(201)或所述负极柱(202)，所述主体部(501)上设有与所述采集片(502)对应的缓冲结构(503)。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，将至少两排所述电芯(20)构成的整体称为模组，所述模组具有宽度W，所述壳体(10)具有外框宽度Y，所述容纳空间(10a)具有内腔宽度Y1，其中，W：Y1≥0.9，W：Y≥0.85。

10.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，将至少两排所述电芯(20)构成的整体称为模组，所述模组具有长度L，所述壳体(10)具有外框长度X，所述容纳空间(10a)具有内腔长度X1，其中，L：X≥0.7，L：X1≥0.75。

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