CN219144350U - 电池模组、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及车辆技术领域，具体涉及一种电池模组、电池包及车辆。本公开提供的电池模组包括隔离板和防火上盖；隔离板设有第一连接孔，防火上盖设有第二连接孔，第二连接孔与第一连接孔对应，紧固件依次穿过第一连接孔和第二连接孔将隔离板和防火上盖连接。防火上盖一方面可以起到热失控防护的作用，另一方面也可以保护电池单元顶部高低压线束和连接片，起到电气安全防护作用。防火上盖可以隔热和抵抗火焰冲击，提高了电池模组的安全性。隔离板和防火上盖通过紧固件连接，安装拆卸方便。

Description

电池模组、电池包及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体涉及一种电池模组、电池包及车辆。

背景技术

电动车辆主要使用电池包提供的电压来作为动力能源。随着新能源车辆行业的发展，整个行业对电池包中的电池的安全要求越来越高，这是因为在电池包的使用过程中，若电池包中的电池受到短路、高温等因素的影响时，电池内部容易产生高温气流，从而影响电池包的绝缘性和安全性。

因此如何提供一种绝缘性好且安全性高的电池包是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种电池模组、电池包及车辆。

本公开第一方面提供了一种电池模组，包括：隔离板和防火上盖；

所述隔离板设有第一连接孔，所述防火上盖设有第二连接孔，所述第二连接孔与所述第一连接孔对应，紧固件依次穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔将所述隔离板和所述防火上盖连接。

进一步的，电池模组还包括堆叠设置的多个电池单元，所述隔离板和所述防火上盖依次设置于所述多个电池单元高度方向Z的上方；

所述隔离板设有汇流排，所述电池单元包括电极引线，所述汇流排与所述电极引线连接。

进一步的，所述防火上盖在所述多个电池单元高度方向的投影面积大于所述多个电池单元高度方向的投影面积。

进一步的，位于端部的所述电池单元的外侧设有绝缘端板。

本公开第二方面提供了一种电池包，包括：第一方面所述的电池模组。

进一步的，沿长度方向X，相邻两个所述电池模组之间设有假体电芯；

所述假体电芯包括主体部和设置于所述主体部两侧的绝缘板；

所述绝缘板与所述主体部卡接，所述绝缘板与所述电池模组抵接。

进一步的，所述绝缘板的周缘形成有翻边，所述绝缘板的中部区域形成有朝向所述电池模组凸出的隆起部。

进一步的，沿宽度方向Y，相邻的两个电池模组之间设有中央冷却板，所述中央冷却板沿长度方向X延伸；

所述电池模组宽度方向Y的外侧设有侧部冷却板，所述侧部冷却板沿长度方向X延伸。

进一步的，所述侧部冷却板的顶部到所述电池单元肩部的距离H1满足：0mm≤H1≤20mm，且H1≤0.1*H3，其中，H3为所述电池单元的高度；

和/或，所述侧部冷却板的高度H2满足：0.2*H3≤H2≤H3，其中，H3为所述电池单元的高度。

进一步的，所述中央冷却板的顶部到所述电池单元肩部的距离H4满足：0mm≤H4≤20mm，且H4≤0.1*H3，其中，H3为所述电池单元的高度；

和/或，所述中央冷却板的高度H5满足：0.5*H3≤H5≤H3，其中，H3为所述电池单元的高度；

和/或，所述中央冷却板的底部到所述电池单元底部的距离H7满足：0mm≤H7≤40mm，且H7≤0.1*H3，其中，H3为所述电池单元的高度。

本公开第三方面提供了一种车辆，包括第二方面所述的电池包。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的电池模组包括隔离板和防火上盖；隔离板设有第一连接孔，防火上盖设有第二连接孔，第二连接孔与第一连接孔对应，紧固件依次穿过第一连接孔和第二连接孔将隔离板和防火上盖连接，也即利用隔离板和防火上盖通过紧固件连接配合，不但能提升电池模组的绝缘性能，还能提升电池模组的安全性，从而得到绝缘性好且安全性高的电池包。

附图说明

图1为本公开实施例所述电池模组的爆炸图；

图2为本公开实施例所述电池模组的一种俯视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图3的局部结构示意图；

图5为本公开实施例所述电池模组的结构示意图；

图6为图5中a处的局部放大图；

图7为本公开实施例所述电池模组的另一种结构示意图；

图8为假体电芯的结构示意图；

图9为绝缘板的结构示意图；

图10为电芯区域的示意图；

图11为防火上盖的示意图；

图12为本公开实施例所述电池模组的一种侧视图。

附图标记：1、隔离板；11、第一连接孔；12、汇流排；2、防火上盖；21、第二连接孔；3、紧固件；4、绝缘端板；5、假体电芯；51、主体部；52、绝缘板；521、隆起部；522、翻边；6、中央冷却板；7、侧部冷却板；8、电池单元；80、电池模组。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

电池包包括箱体以及设置在箱体的电池模组，箱体可由铝、铝合金或其他金属材料制成，箱体内具有容纳腔。在一些具体的实施方式中，箱体为顶部敞开的箱体结构，并包括上箱盖，上箱盖的尺寸与箱体顶部的开口的尺寸相当，上箱盖可通过螺栓等固定件固定于开口，从而形成容纳腔。同时，为了提高箱体的密封性，在上箱盖与箱体之间还可设置密封件。

在一些具体的实施方式中，箱体内设有支撑梁，支撑梁与箱体连接，用于将箱体分隔为多个腔体，电池模组设置于腔体。

箱体的容纳腔内可容置一个或两个以上的电池模组，电池模组在箱体内可以沿电池包的长度方向并排设置，也可以沿电池包的宽度方向并排设置，且各电池模组与箱体固定。

电池单元8包括壳体，壳体可为六面体形，也可为其他形状，且该壳体内部形成容纳腔，用于容纳电极组件和电解液。壳体可包括金属材料，例如铝或铝合金等，也可包括绝缘材料，例如塑胶等。

电池模组还包括线束隔离板组件，该线束隔离板组件放置于靠近电池单元8的电极引线的一端，具体的，线束隔离板组件位于电池单元8的上方。

线束隔离板组件包括隔离板1。

结合图1、图5、图6、图7和图12所示，本公开实施例提供的电池模组包括隔离板1和防火上盖2，具体地，防火上盖2可为云母上盖；隔离板1设有第一连接孔11，防火上盖2设有第二连接孔21，第二连接孔21与第一连接孔11对应，紧固件3依次穿过第一连接孔11和第二连接孔21将隔离板1和防火上盖2连接。也即利用隔离板1和防火上盖2通过紧固件连接配合，不但能提升电池模组的绝缘性能，还能提升电池模组的安全性，从而得到绝缘性好且安全性高的电池包。

具体地，防火上盖2一方面可以起到热失控防护的作用，另一方面也可以保护电池单元顶部高低压线束和连接片，起到电气安全防护作用。防火上盖2可以隔热和抵抗火焰冲击，提高了电池模组的安全性；隔离板可以起到隔离和电气绝缘作用。

此外，隔离板1和防火上盖2通过紧固件3连接，安装拆卸方便。可选的，紧固件3可以为塑料卡扣或铆钉，安装方便且绝缘安全。

在一些具体的实施方式中，电池模组还包括堆叠设置的多个电池单元8，堆叠方向可为长度方向、宽度方向或高度方向。如图1所示，多个电池单元8堆叠设置，堆叠方向为长度方向X。

其中，电池单元8可以为能够重复充放电使用的二次电池。隔离板1和防火上盖2依次设置于多个电池单元8高度方向Z的上方；隔离板1设有汇流排12，电池单元8包括电极引线，汇流排12与电极引线连接。防火上盖2一方面可以起到热失控防护的作用，另一方面也可以保护电池单元顶部高低压线束和连接片，起到电气安全防护作用。

具体地，电池单元8包括电极引线，且各电池单元8均包括正极电极引线和负极电极引线，在电池模组中，多个电池单元8之间电连接，具体可采用串联、并联或混联等连接方式，且相邻电池单元8之间通过汇流排12连接，例如，当电池单元8串联时，一电池单元8的正极电极引线和与其相邻的电池单元8的负极电极引线通过汇流排12连接。

防火上盖2在多个电池单元8高度方向的投影面积大于多个电池单元8高度方向的投影面积。使每块防火上盖2需要完全覆盖电池模组，且防火上盖2的边缘在XY面俯视投影上需要完全遮蔽电池模组，即防火上盖2面积≥电池模组区域面积。当电池模组为多个时，每个电池模组中的防火上盖2均大于对应的电池模组区域面积。

结合图10和图11所示，图10示意为6个电池模组区域的俯视图，图11示意为防火上盖2覆盖面积与电芯区域面积的关系。本专利展示的方案中，一共有6个电池模组布置区域，对应的有6块防火上盖。设计上要求每块防火上盖需要完全覆盖电池模组区域(电芯区域)，且防火上盖的边缘在XY面俯视投影上需要完全遮蔽电芯区域，防火上盖为云母板，即云母板1面积≥电芯区域1面积，云母板2面积≥电芯区域2面积，……，云母板6面积≥电芯区域6面积。

结合图7、图8和图9所示，位于端部的电池单元8的外侧设有绝缘端板4。绝缘端板4可以由塑料制成。可以将电池单元8与金属跨梁假体电芯5和金属箱体支撑梁间隔离开，起到电气安全防护的作用，提高电池包的安全性。

结合图7、图8和图9所示，本公开实施例提供的电池包包括本公开实施例提供的电池模组。电池模组可以是一个、两个、三个……

在一些具体的实施方式中，沿长度方向X，相邻两个电池模组之间设有假体电芯5；

本公开实施例通过设置跨梁假体电芯5，可以使多个电池单元8在形成一个电池模组时，电池模组可以跨过假体电芯5，使部分的电池单元8位于支撑梁一侧的部分容纳腔区域内，部分的电池单元8位于支撑梁另一侧的部分容纳腔区域内。通过在电池模组中间设置跨梁假体电芯5，一方面，通过假体电芯5可以承担电池模组堆叠挤压力和后续循环膨胀力，另一方面，通过假体电芯5可以将电池模组与支撑梁连接。通过设置跨梁假体电芯5，可以将电池包内电池单元8形成一个模组。因此，电池包仅需一个单独的模组端板和装配间隙，提高了电池包内空间利用率。

本公开实施例将两个电池模组用一个假体电芯5集成在一起，这样一方面可以节省端板的重量和固定螺栓的数量，另一方面，前后两个电池模组的侧部冷却板7和中央冷却板6就可以做成一体式，不用分成前后两块(前后两块还需要用管路连接起来)，节省物料的同时，还有降本减重的作用。

假体电芯5包括主体部51和设置于主体部51两侧的绝缘板52；绝缘板52与主体部51卡接，绝缘板52与电池模组抵接，可以起到电气安全防护的作用，提高电池包的安全性。将电池单元8与金属跨梁假体电芯5的主体部51和金属箱体支撑梁间隔离开，起到电气安全防护的作用，提高电池包的安全性。

可选的，绝缘板52与电池模组通过结构胶连接。

在一些具体的实施方式中，所述绝缘板52的周缘形成有翻边522，所述绝缘板52的中部区域形成有朝向所述电池模组凸出的隆起部521。

每个假体电芯5的两侧分别有两个绝缘板52，跨梁假体电芯5与电池单元8成组前，预先将绝缘板52扣在跨梁假体电芯5的两侧。绝缘板52上有翻边522，翻边522的作用是结构卡接和绝缘，可以将假体电芯5完全包在其中。

绝缘板52周缘的翻边522，可以绝缘板52形成卡接结构，绝缘板52和翻边522连接处设有加强筋，在加强筋的左右两侧，翻边522是为了更好的与铝型材跨梁假体电芯5结构配合。隆起部521可以提供电池单元的鼓胀空间，即预留空间给电池单元8后续的循环鼓胀。

结合图2、图3和图4所示，沿宽度方向Y，相邻的两个电池模组之间设有中央冷却板6，中央冷却板6沿长度方向X延伸；电池模组宽度方向Y的外侧设有侧部冷却板7，侧部冷却板7沿长度方向X延伸。

中央冷却板6为前后贯穿式设计，铝合金挤出型材结构，与电池单元8侧边用导热结构胶固定，可以提高电池单元8的散热效果。中央冷却板6在模组成组时一方面可以起到取代传统模组金属侧板的作用，另一方面可以补偿底部液冷板板散热能力不足的问题。

侧部冷却板7为前后贯穿式设计，铝合金挤出型材结构，与电池单元8侧边用导热结构胶固定，可以提高电池单元8的散热效果。侧部冷却板7在模组成组时一方面可以起到取代传统模组金属侧板的作用，另一方面可以补偿底部液冷板板散热能力不足的问题。

中央冷却板6和侧部冷却板7均为铝合金挤压型材，优点是流道设计方案灵活，结构强度高可以满足电池单元预紧力和膨胀力的需求，也可以为整个电池包的刚度、强度、模态提供一定的帮助。

在模组沿长度X向的端部，中央冷却板6和侧部冷却板7均会伸出模组一段距离，便于布置集流转接头、水嘴和连接管插头。在箱体支撑梁的设计上，可以将支撑梁整体做低，或局部做“U形”避让槽。

在一些具体的实施方式中，中央冷却板6设有进液口和出液口，进液口和出液口均与第一流道连通，冷却液可以从进液口流入，经中央冷却板6内的第一流道，从出液口流出，电池单元8工作时，该第一流道内的冷却液能够对电池单元8起到散热的作用，使其在适宜的温度下工作，可以提高电池单元8的散热效果，使电池单元8的工作环境更加适宜，延长了电池单元8的使用寿命。

流道区域设有沿中央冷却板6的长度方向X延伸的多个第一流道，中央冷却板6的长度方向X的两端均设有集流体，集流体具有与第一流道连通的汇流流道，集流体设有水嘴，水嘴与汇流流道连通。

当中央冷却板6是挤压铝型材结构时，需要在其两端设计汇流和转接结构，因此，在中央冷却板6的长度方向X的两端均设有集流体，冷却液在中央冷却板6中流向端部后，通过集流体结构实现汇流，然后通过水嘴和中央冷却板6之间的管路，与另外一个冷却板连接汇流形成回路。该集流体上有两个孔，用于安装定位和后续安装接地线，两个定位孔为对称防呆设计。

中央冷却板6内部形成有两端贯通的第一流道，使冷却液与电池单元8接触的表面积较大，从而提高了导热、散热的效果。可选的，中央冷却板6为一体成型铝材，第一流道的数量可以为一个、两个、三个、四个……通过多个第一流道将冷却液进行分配，使得冷却液在中央冷却板6中的流动更加均匀，更加规律，提高了电池单元8的散热效果。

侧部冷却板7设有进液口和出液口，进液口和出液口均与第二流道连通，冷却液可以从进液口流入，经中央冷却板6内的第二流道，从出液口流出，电池单元8工作时，该第二流道内的冷却液能够对电池单元8起到散热的作用，使其在适宜的温度下工作，可以提高电池单元8的散热效果，使电池单元8的工作环境更加适宜，延长了电池单元8的使用寿命。

侧部冷却板7设有沿长度方向X延伸的多个第二流道，侧部冷却板7的长度方向X的两端均设有集流体，集流体具有与第二流道连通的汇流流道，集流体设有水嘴，水嘴与汇流流道连通。

当侧部冷却板7是挤压铝型材结构时，需要在其两端设计汇流和转接结构，因此，在侧部冷却板7的长度方向X的两端均设有集流体，冷却液在侧部冷却板7中流向端部后，通过集流体结构实现汇流，然后通过水嘴和侧部冷却板7之间的管路，与另外一个冷却板连接汇流形成回路。该集流体上有两个孔，用于安装定位和后续安装接地线，两个定位孔为对称防呆设计。

侧部冷却板7内部形成有两端贯通的第二流道，使冷却液与电池单元8接触的表面积较大，从而提高了导热、散热的效果。可选的，侧部冷却板7为一体成型铝材，第二流道的数量可以为一个、两个、三个、四个……通过多个第二流道将冷却液进行分配，使得冷却液在侧部冷却板7中的流动更加均匀，更加规律，提高了电池单元8的散热效果。

侧部冷却板7的顶部不能超过电池单元8高低方向Z的顶部，否则影响装配。在一些具体的实施方式中，侧部冷却板7的顶部到电池单元8肩部的距离H1满足：0mm≤H1≤20mm，且H1≤0.1*H3，其中，H3为电池单元8的高度；结构强度高，可以满足电池单元8预紧力和膨胀力的需求，也可以为整个电池包的刚度、强度、模态提供一定的帮助。

由于侧部冷却板7的高度H2关联热管理性能，太小则影响换热能力，太大则会增加电池包的重量。在一些具体的实施方式中，侧部冷却板7的高度H2满足：0.2*H3≤H2≤H3，其中，H3为电池单元8的高度。一方面可以起到取代传统模组金属侧板的作用，另一方面可以补偿底部液冷板板散热能力不足的问题。在提高散热效果。

每个电池单元8的两侧都有液冷板，其中两颗电池单元8中央的中央冷却板6更宽，两侧的侧部冷却版略窄。可以对电池单元8起到散热的作用，使其在适宜的温度下工作，可以提高电池单元8的散热效果，使电池单元8的工作环境更加适宜，延长了电池单元8的使用寿命。

中央冷却板6的顶部不能超过电池单元8高低方向Z的顶部，否则影响装配。在一些具体的实施方式中，中央冷却板6的顶部到电池单元8肩部的距离H4满足：0mm≤H4≤20mm，且H4≤0.1*H3，其中，H3为电池单元8的高度；结构强度高，可以满足电池单元8预紧力和膨胀力的需求，也可以为整个电池包的刚度、强度、模态提供一定的帮助。

由于中央冷却板6的高度H2关联热管理性能，太小则影响换热能力，太大则会增加电池包的重量。在一些具体的实施方式中，中央冷却板6的高度H5满足：0.5*H3≤H5≤H3，其中，H3为电池单元8的高度；一方面可以起到取代传统模组金属侧板的作用，另一方面可以补偿底部液冷板板散热能力不足的问题。在提高散热效果。

为了满足装配，在中央冷却板6的底部要预留一定的间隙。由于中央冷却板6的高度H2关联热管理性能，太小则影响换热能力，太大则会增加电池包的重量。基于此，在一些具体的实施方式中，中央冷却板6的底部到电池单元8底部的距离H7满足：0mm≤H7≤40mm，且H7≤0.1*H3，其中，H3为电池单元8的高度。结构强度高，可以满足电池单元8预紧力和膨胀力的需求，也可以为整个电池包的刚度、强度、模态提供一定的帮助。

本公开实施例提供的车辆包括本公开实施例提供的电池包。车辆可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。本申请实施例公开的电池包可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。本公开实施例提供的车辆与本公开实施例提供的电池包具有相同的优势在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (11)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：隔离板和防火上盖；

所述隔离板设有第一连接孔，所述防火上盖设有第二连接孔，所述第二连接孔与所述第一连接孔对应，紧固件依次穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔将所述隔离板和所述防火上盖连接。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括堆叠设置的多个电池单元，所述隔离板和所述防火上盖依次设置于所述多个电池单元高度方向(Z)的上方；

所述隔离板设有汇流排，所述电池单元包括电极引线，所述汇流排与所述电极引线连接。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述防火上盖在所述多个电池单元高度方向的投影面积大于所述多个电池单元高度方向的投影面积。

4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，位于端部的所述电池单元的外侧设有绝缘端板。

5.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求1至4任一项所述的电池模组。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，沿长度方向(X)，相邻两个所述电池模组之间设有假体电芯；

所述假体电芯包括主体部和设置于所述主体部两侧的绝缘板；

所述绝缘板与所述主体部卡接，所述绝缘板与所述电池模组抵接。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述绝缘板的周缘形成有翻边，所述绝缘板的中部区域形成有朝向所述电池模组凸出的隆起部。

8.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，沿宽度方向(Y)，相邻的两个电池模组之间设有中央冷却板，所述中央冷却板沿长度方向(X)延伸；

所述电池模组宽度方向(Y)的外侧设有侧部冷却板，所述侧部冷却板沿长度方向(X)延伸。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述侧部冷却板的顶部到电池单元肩部的距离H1满足：0mm≤H1≤20mm，且H1≤0.1*H3，其中，H3为所述电池单元的高度；

和/或，所述侧部冷却板的高度H2满足：0.2*H3≤H2≤H3，其中，H3为电池单元的高度。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述中央冷却板的顶部到电池单元肩部的距离H4满足：0mm≤H4≤20mm，且H4≤0.1*H3，其中，H3为所述电池单元的高度；

和/或，所述中央冷却板的高度H5满足：0.5*H3≤H5≤H3，其中，H3为电池单元的高度；

和/或，所述中央冷却板的底部到电池单元底部的距离H7满足：0mm≤H7≤40mm，且H7≤0.1*H3，其中，H3为所述电池单元的高度。

11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求5至10任一项所述的电池包。

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