CN219180629U - 电池安装箱体、电池包和车辆 - Google Patents

电池安装箱体、电池包和车辆 Download PDF

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CN219180629U
CN219180629U CN202223180055.4U CN202223180055U CN219180629U CN 219180629 U CN219180629 U CN 219180629U CN 202223180055 U CN202223180055 U CN 202223180055U CN 219180629 U CN219180629 U CN 219180629U
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battery
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张显智
袁文静
黄荣
王鹏
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Beijing Electric Vehicle Co Ltd
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Beijing Electric Vehicle Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种电池安装箱体、电池包和车辆,属于电池制造技术领域。电池安装箱体,包括:安装框架,安装框架具有用于安装电池模组的多个安装区域;冷却板,冷却板设有安装孔;衬套,衬套安装于所述安装孔,且至少部分凸出于冷却板;密封胶层,冷却板通过密封胶层与安装框架粘接,且衬套凸出于冷却板的部分止抵安装框架,且冷却板与安装框架间隔开。通过在冷却板上增加安装衬套,减小冷却板与安装框架的直接接触面积,减少热传导面积;通过设置密封胶层,抑制冷却板与安装框架之间的热传导,从而在低温环境下提升电池包的保温性能,减少因低温加热造成的额外能量损耗和等待时间,提高整车动力性能,提升驾乘人员的体验舒适度。

Description

电池安装箱体、电池包和车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求北京新能源汽车股份有限公司、北京新能源汽车股份有限公司蓝谷动力系统分公司于2022年6月20日提交的,发明名称为“动力电池盖板和电池”的中国专利申请号“202221547710.2”的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请属于电池制造技术领域,尤其涉及一种电池安装箱体、电池包和车辆。
背景技术
一些电池模组会采用大冷板方案,冷板与下壳体集成,形成装配电芯、模组的箱体,但是发明人研究发现,当冷板与下壳体边框集成时,形成了金属直接接触,导致低温环境下电池包内温度降低的速率加剧,严重影响电池包的充放电能力,缩短了电池包的使用寿命。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电池安装箱体、电池包和车辆,通过衬套和密封胶层的设置,提升低温环境下电池包的保温性能。
第一方面,本申请提供了一种电池安装箱体,包括:
安装框架,所述安装框架具有用于安装电池模组的多个安装区域;
冷却板,所述冷却板设有安装孔;
衬套,所述衬套安装于所述安装孔,且至少部分凸出于所述冷却板;
密封胶层,所述冷却板通过所述密封胶层与所述安装框架粘接,且所述衬套凸出于所述冷却板的部分止抵所述安装框架,且所述冷却板与所述安装框架间隔开。
根据本申请的电池安装箱体,通过在冷却板上增加安装衬套,减小冷却板与安装框架的直接接触面积,减少热传导面积;在冷却板与安装框架之间填充特殊的密封胶层,可以抑制冷却板与安装框架之间的热传导,从而在低温环境下提升电池包的保温性能,保证电池包在更加适宜的温度运行,减少因低温加热造成的额外能量损耗和等待时间,提高整车动力性能,提升驾乘人员的体验舒适度。
根据本申请的一个实施例,所述衬套包括第一段和第二段,所述第一段的外径小于所述第二段,所述第一段嵌入所述安装孔,所述第二段靠近所述第一段的端面止抵所述冷却板,所述第二段背离所述第一段的端面止抵所述安装框架。
根据本申请的一个实施例,所述冷却板包括层叠相连的流道板和支撑板,所述流道板具有用于流通冷却介质的流道,所述安装孔为贯穿所述流道板和所述支撑板的阶梯型孔,所述第一段贯穿所述流道板且止抵所述支撑板。
根据本申请的一个实施例,所述第二段的高度为H1,满足:1mm≤H1≤2mm。
根据本申请的一个实施例,所述安装孔的直径为D1,相邻的所述安装孔之间的距离为W1,满足:
8mm≤D1≤20mm,80mm≤W1≤120mm。
根据本申请的一个实施例,所述衬套为金属或者树脂材料制成。
根据本申请的一个实施例,所述衬套设有避让孔,所述安装框架和所述冷却板通过贯穿所述避让孔的螺纹连接件相连。
根据本申请的一个实施例,所述安装框架包括外框架、横梁和纵梁,所述外框架、所述横梁和所述纵梁限定出所述多个安装区域,所述冷却板包括下层冷却板和上层冷却板,所述下层冷却板与所述外框架相连,所述上层冷却板与所述横梁相连。
第二方面,本申请提供了一种电池包,包括:
如上述中任一种电池安装箱体;
电池模组,所述电池模组安装于所述安装区域内,且止抵所述冷却板。
根据本申请的电池包,一方面,在低温环境下,提升了电池包的保温性能,保证电池包在更加适宜的温度运行,另一方面,减少因低温加热造成的额外能量损耗和等待时间,优化了电池包在极寒环境下的工作性能。
第三方面,本申请提供了一种车辆,包括:如上述中的电池包。
根据本申请的车辆,拥有良好的热管理能力,抑制低温环境下电池包内温度降低的速率,实现低温环境下的大倍率快充,从而优化车辆在寒冷环境下的放电能力、续航里程以及动力性,进而延长车辆的使用寿命。。
本申请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,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/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是本申请实施例提供的电池模组的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的电池模组局部放大的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的电池模组的电芯的结构示意图之一;
图4是本申请实施例提供的电池模组的电芯的结构示意图之二;
图5是本申请实施例提供的电池包的结构示意图之一;
图6是本申请实施例提供的电池包的结构示意图之二;
图7是本申请实施例提供的安装支架的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的安装支架局部放大的结构示意图之一;
图9是本申请实施例提供的安装支架局部放大的结构示意图之二;
图10是本申请实施例提供的电池包的结构示意图之三;
图11是本申请实施例提供的电池包的装载点的位置示意图;
图12是本申请实施例提供的电池包的冷却板的安装结构示意图之一;
图13是本申请实施例提供的电池包的冷却板的结构示意图;
图14是本申请实施例提供的电池包的冷却板局部放大的结构示意图;
图15是本申请实施例提供的电池包中冷却板的安装结构示意图之二;
图16是本申请实施例提供的电池包的双层冷却板的结构示意图之一;
图17是本申请实施例提供的电池包的双层冷却板的结构示意图之二;
图18是本申请实施例提供的电池包的第一插接板的结构示意图;
图19是本申请实施例提供的电池包的第二插接板的结构示意图。
附图标记:
电池模组100,侧板101,弹性垫102,隔热垫103;
电芯110,外壳111,盖板组件112,正极盖板组件112a,负极盖板组件112b;
防爆阀113,正极防爆阀113a,负极防爆阀113b,极柱114,正极柱114a,负极柱114b;
端板120,泄压孔121;
安装支架200,外框架210,边梁211,前梁212,后梁213,防爆透气阀214,横梁220,第一缺口221,第二缺口222,挂载点223,纵梁230;
上层冷却板300,第一安装孔310,过孔320,上层冷却板进口330,上层冷却板出口340;
下层冷却板400,第二安装孔410,流道板430,支撑板440,下层冷却板进口430,下层冷却板出口440;
密封胶层401,导热结构胶402,螺纹连接件403;
衬套420,避让孔421;
第一防火层501,第二防火层502;
第一插接板600,第一主进水口610,第一进水接头620,第二主进水口630,第二进水接头640,第一法兰650;
第二插接板700,第一主出水口710,第一出水接头720,第二主出水口730,第二出水接头740,第二法兰750;
底部护板800;
上盖900。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,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,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
如无特殊的说明,本申请中的前后方向为车辆的纵向,即X向;左右方向为车辆的横向,即Y向;上下方向为车辆的竖向,即Z向。
本申请公开了一种电池模组100。
下面参考图1-图4描述根据本申请实施例的电池模组100。
在一些实施例中,如图1-图2所示,电池模组100包括:多个电芯110、端板120、侧板101和弹性垫102。
多个电芯110沿厚度方向并排设置。
电芯110可以采用长薄化设计,长度为L,高度为H,厚度为T,满足:500mm≤L≤620mm,70mm≤H≤130mm,14mm≤T≤25mm,电芯110具体的结构形式在后文中再做详细描述。
多个电芯110可以用于存储电能以及提供动力,其中,多个表示2个或2个以上。
在实际的执行中,多个电芯110在厚度方向上堆叠,组装成电池模组100,多个电芯110通过将内部的化学能转化为电能并输出,以此为电池模组100所在的结构提供动力。
端板120位于多个电芯110的端部。
端板120可以用于热防护,如图1所示,端板120可以设置于多个电芯110的一端,或者端板120可以设置于多个电芯110的两端,比如,在一些实施例中,如图1所示,端板120设置于多个电芯110的两端。
端板120可以采用防火材料、隔热材料或者其他材质,比如,在一些实施例中,端板120采用防火材料。防火材料包括但不限于陶瓷化硅橡胶、云母或者其他材质等。
上述端板120的防火材质,可以避免热蔓延的发生,从而减小热失控带来的危害。
侧板101位于最外侧的两个电芯110的外侧面。
侧板101可以用于固定多个电芯110以及防火,侧板101可以是防火塑料材质,防火塑料材质包括但不限于酚醛树脂、泡棉或者气凝胶等。
在实际的执行中,多个电芯110的两个外侧面的侧板101与其两个端部的端板120相配合,共同围成一个电池模组100的内部区域,该内部区域限定出多个电芯110的安装位置,当电芯110发生热失控时,侧板101辅助端板120对其他相邻位置的电池模组100进行防护。
侧板101与最外侧的电芯110的外侧面之间夹持有弹性垫102,隔热垫103和弹性垫102均为防火材料制成。
弹性垫102可以用于缓冲、固定以及防火,弹性垫102的材质可以是橡胶、泡棉或者气凝胶等,比如,在一些实施例中,弹性垫102的材质为气凝胶。
电池模组100未装配进框架时,弹性垫102处于自由状态;电池模组100装配进框架时,弹性垫102处于压缩状态,装配进框架后,被压缩的弹性垫102将电池模组100在框架内固定住。
在实际的执行中,当电池模组100受到撞击或者颠簸时,弹性垫102通过其可压缩回弹的材质,将巨大的撞击力缓冲至较低的水平,减小撞击的作用对电池模组100内的多个电芯110造成的伤害,同时,当内部电芯110发生热失控时,弹性垫102的防火材质阻止高温气流向电池模组100外部继续扩散。
本申请实施例提供的电池模组100,通过多个电芯110、端板120、侧板101和弹性垫102的设置,配合弹性垫102的压缩性能,将电芯110在宽度方向上固定住,减小电芯110在电池模组100的位移浮动,提高电池模组100的结构可靠性,且减少了电芯110的成组装配部件。
在一些实施例中,如图1-图2所示,相邻的电芯110之间夹设有隔热垫103。
隔热垫103可以用于防火隔热以及缓冲,隔热垫103的材质可以是气凝胶、防火硅橡胶或者其他材质,比如,在一些实施例中,隔热垫103的材质为防火硅橡胶。
隔热垫103与电芯110之间的连接方式可以包括但不限于胶粘接、卡扣卡接或者螺栓连接等,比如,在一些实施例中,隔热垫103与电芯110之间通过胶粘接相连,胶粘剂可以包括但不限于CMC(羧甲基纤维素钠)、SBR(丁苯橡胶)或者PVDF(聚偏二氟乙烯)等。
在实际的执行中,隔热垫103的两个面涂覆胶粘剂,将涂覆好胶粘剂的隔热垫103间隔放置于两个相邻的电芯110之间,当电池模组100中其中一块电芯110发生热失控时,隔热垫103可以有效阻隔其热量向相邻的电芯110传递,防止热量在整个电池模组100内大范围地扩散。
通过上述隔热垫103的设置,在相邻两个电芯110之间间隔布置,一方面,有效地避免了电芯110热失控产生的多米诺效应;另一方面,隔热垫103也有良好的压缩性能,还可作为缓冲材料,以抵消电芯110在充放电过程中的膨胀和收缩变化。
在一些实施例中,如图3-图4所示,电芯110包括:外壳111、极芯和两个盖板组件112。
如图3-图4所示,外壳111可以为薄壁壳体,比如外壳111的厚度可以为0.3mm-0.8mm,在一些实施例中,外壳111的厚度可以为0.5mm或0.7mm。外壳111可以采用铝合金板材或钢板,外壳111的形状可以制成长条扁平化的形状。
比如,在实际的执行中,可以将一整片完整的铝皮卷成长方体筒状,并在重叠的两个侧边上焊接,形成两端敞开,四周封闭的中空方管,其中,该焊接可以为折弯焊接或者高频焊接成型,在焊接完成后,可以经过两次或其他次数的拉伸,得到长而薄的外壳111。铝合金壳体质量轻,在应用中一旦出现电池爆炸的现象,铝壳可减小爆炸冲击力。
或者外壳111可以用两片相同的铝皮进行焊接,将两片铝皮的其中一个侧边焊接相连,并将两片铝皮的另外一侧也焊接相连,形成如同上述的两端敞开,四周封闭的中空方管,可以经过两次或其他次数的拉伸,得到长而薄的外壳111。以此为例制作出的外壳111在两侧分别均留有焊缝,而上述采用一整块铝皮进行加工的外壳111则只在被焊接的一侧留有焊缝。
极芯设于外壳111内,极芯可以包括正极片、负极片、隔膜和电解液,极芯可采用叠片或卷绕方式成型,极芯可以包含一个或多个最小极芯单元。
下面介绍极芯通过叠片方式成型的示例。
在隔膜上放置一层负极片,再在负极片上又放置一层隔膜,然后在负极片上的隔膜上放置正极片,最后在正极片上再放置一层隔膜,以此制备出最小极芯单元。需要说明的是,一个最小极芯单元并不能组成完整的极芯,制作完整的极芯需要将上述最小极芯单元在厚度方向上逐层叠加。
下面介绍极芯通过卷绕方式成型的示例。
在隔膜上放置一层负极片,再在负极片上又放置一层隔膜,然后在负极片上的隔膜上放置正极片,最后在正极片上再放置一层隔膜,将上述最小极芯单元通过卷针的转动,卷成一个层层包裹的卷芯状,卷芯可以为圆柱形或者椭圆柱形,卷针可以为棱形、椭圆形或者圆形等。
正极集流体从极芯的一端导出,并通过焊接的方式与正极柱114a连接,负极集流体从极芯的另一端导出,并通过焊接的方式与负极柱114b连接。
在实际的执行中,可以将集流体通过点焊的方式焊成一个金属板,再以极柱114作为内层焊接件,极片集流体位于极柱114两面,可采用电磁脉冲焊接方式将极柱114的两面分别与金属板进行焊接。可以理解的是,电流通过集流体导入极柱114,再经由伸出外壳111的多个极柱114输出放电。
如图3-图4所示,两个盖板组件112分别安装于外的两端,且两个盖板组件112均包括防爆阀113和多个极柱114。
盖板组件112与外壳111可以通过激光焊接相连,两个盖板组件112分别为正极盖板组件112a和负极盖板组件112b。
如图3-图4所示,正极盖板组件112a可以包括正极柱114a和正极防爆阀113a。
如图3-图4所示,负极盖板组件112b可以包括负极柱114b和负极防爆阀113b。
正极柱114a可以是导电材料,或者正极柱114a也可以是多材质复合材料,比如正极柱114a可以采用三元正极材料,三元正极材料可以包括镍、钴、锰三种材料,或者三元正极材料也可以包括镍、钴、铝三种材料,且正极柱114a也可以设置保护片。
正极柱114a可以设置为多个,其中,多个表示两个或两个以上,正极柱114a可以做成圆形、方形或者其他形状,正极柱114a的其中一端可以与电池内部的极芯通过一体化焊接连接,另一端伸出壳体与外部电路连接,从而达到充放电的作用。
负极柱114b可以是导电材料,比如负极柱114b可以采用铝、铜铝摩擦焊或其他材质,且负极柱114b也可以设置保护片。
负极柱114b可以设置为多个,其中,多个表示两个或两个以上,负极柱114b可以做成圆形、方形或者其他形状,负极柱114b的其中一端可以与电池内部的极芯通过一体化焊接连接,另一端伸出壳体与外部电路连接,从而达到充放电的作用。
相关技术中,极柱114只设置为一个,从而导致电池容量小,允许的电流强度也相应降低。
可以理解的是,上述技术会减小电流强度,影响能量密度的大小,特别是对于电池供能的设备,充满电后能完成的工作量较小,同样质量下,电池组的电容量也达不到需求。本申请实施例的电芯110由于设有多个极柱114,允许的电流更强,能量密度更大,与此同时同等重量的电池组电池容量也更大。
正极防爆阀113a可以设置在正极盖板组件112a的第二端,正极防爆阀113a可以采用铝合金材料,且正极防爆阀113a可以运用一体成型的方式与正极盖板相连接。正极防爆阀113a可以采用腰形、圆形、椭圆形或者其他形状,且正极防爆阀113a的上方可覆盖保护片。
在实际的执行中,当电池包壳体内部压强小于正极防爆阀113a所设定的爆破值时,热气从压强高的一方流向压强低的一方,气体通过正极防爆阀113a向外排放,而当壳体内部压强小于外部压强时,气体将从正极防爆阀113a进入内腔,从而实现内外气压平衡。
负极防爆阀113b可以设置在负极盖板组件112b的第二端,负极防爆阀113b可以采用铝合金材料,且负极防爆阀113b可以运用一体成型的方式与负极盖板相连接。负极防爆阀113b可以采用腰形、圆形、椭圆形或者其他形状,且负极防爆阀113b的上方可覆盖保护片。
在实际的执行中,当电池包壳体内部压强小于负极防爆阀113b所设定的爆破值时,热气从压强高的一方流向压强低的一方,气体通过负极防爆阀113b向外排放,而当壳体内部压强小于外部压强时,气体将从负极防爆阀113b进入内腔,从而实现内外气压平衡。
需要说明的是,防爆阀113在电芯110内部需要设置塑料或其他材质的保护件,占用一定电芯110内部空间。本电芯110在两侧引出极柱114,盖板下需设置塑胶件及保护支架等,已占据一定空间,因而在两侧的盖板组件112上设置防爆阀113,不会浪费电芯110内部空间。
如图6所示,本申请实施例通过设置两个防爆阀113,如果电芯110发生热失控,热气可以通过较短的泄压路径到达指定地点,上述实施例可以有效缩短泄压传输的路径,引导压力在防爆阀113位置喷发,有效降低了安全风险。
需要说明的是,防爆阀113的设置可以是镜像对称布置或者中心对称布置,比如,在一些实施例中,防爆阀113的设置为镜像对称布置。即正极防爆阀113a和负极防爆阀113b都设置在对应的盖板组件112的第一端。
上述镜像对称布置的设计,可以让防爆阀113两端相互对应,同时使电芯110内部空间布局合理灵活。
根据本申请实施例提供的电芯110,通过多个极柱114并联和两侧设置防爆阀113,既可以在确保电流强度的情况下提高能量密度,又可以在不影响体积利用率的情况下,提高电芯110的安全性。
在一些实施例中,如图3-图4所示,本申请实施例提供的电芯110,长度为L,高度为H,厚度为T,满足:500mm≤L≤620mm,70mm≤H≤130mm,14mm≤T≤25mm。比如,在一些实施例中,电芯110的具体尺寸为:L=580mm,H=80mm,T=20mm。在本申请实施例中,电芯110的具体尺寸为:L=600mm,H=112mm,T=15.5mm。
在实际的执行中,多个极芯单元堆叠出的极芯可以输出强大的电流,以供充电的需求,较薄的壳体也减小了体积利用率,即使电芯110发生热失控,热气也可以从两侧的防爆阀113排出。
上述这种长薄化设计,增加了极芯堆叠层数,从而加大了能量体积密度,且在缩小体积的前提下,结合多极柱114的结构设计,可以增大允许的电流强度,且结合两端防爆阀113的结构设计,又可减小热失控的危害性。
在一些实施例中,如图1-图2所示,端板120上设有多个泄压孔121,每个端板120上的多个泄压孔121与多个防爆阀113一一对应。
可以理解的是,当电池模组100还未装配进框架,此时弹性垫102处于自由状态,端板120上的多个泄压孔121并未与多个防爆阀113位置正对,当电池模组100已经装配进框架后,此时弹性垫102处于压缩状态,端板120上的多个泄压孔121并与多个防爆阀113位置正对。
其中,多个表示2个或2个以上,泄压孔121的形状可以是腰形、圆形、方形、三角形或者多边形等,泄压孔121的形状可以与防爆阀113的形状类似,比如,在一些实施例中,泄压孔121和防爆阀113的形状都为腰形。
在实际的执行中,提前在端板120上定位好安装后防爆阀113的位置,根据定位标记对端板120进行预开孔,然后将拥有泄压孔121的端板120安装至多个电芯110的两端,安装完成后,两端的端板120上的泄压孔121的位置与电芯110两端的防爆阀113的位置相对应,当电芯110发生热失控,向外喷射高温高速气流时,泄压孔121位置可引导喷射气流方向。
通过上述多个泄压孔121的设置,与电芯110两端防爆阀113相配合,疏通了防爆阀113通往电池模组100外的泄压通道,从而避免热气在电池模组100内大量膨胀引起短路或者爆炸的危险,进而完善了热管理系统的功能。
本申请还公开了一种电池包。
下面参考图5-图19描述根据本申请实施例的电池包。
在一些实施例中,如图5-图6和图10-图11所示,电池包包括:安装框架200。
安装框架200具有用于安装电池模组100的多个安装区域。
安装框架200可以用于支撑整体结构,安装框架200的材质可以是金属材质、塑料材质或者其他材质,比如,在一些实施例中,安装框架200的材质为金属材质。其中,金属材质可以包括但不限于铝、镍或者钢等。
如上述中的电池模组100,电池模组100安装于安装框架200内,且弹性垫102处于压缩状态。
在实际的执行中,电池模组100进入安装框架200装配前,通过调试工装夹具,压缩弹性垫102,使得电池模组100与安装框架200形成间隙配合。电池模组100进入安装框架200装配后,撤去工装夹具,将被压缩的弹性垫102释放,此时,电池模组100与安装框架200形成过盈配合。
需要说明的是,在弹性垫102处于自由状态时,电芯110上的防爆阀113的位置与端板120上的泄压孔121的位置并非是正对设置;在弹性垫102未被释放时,电芯110上的防爆阀113的位置与端板120上的泄压孔121的位置并非是正对设置;在弹性垫102被释放后,电芯110上的防爆阀113的位置才与端板120上的泄压孔121的位置才是正对设置。
上述可挤压入箱的模组结构形式,配合弹性垫102可压缩的材质,加强电池模组100在安装框架200内的纵向固定,减小电芯110在电池模组100的位移浮动,在减少了电芯110的成组装配部件的同时,提升了整个电池包的刚度。
在一些实施例中,如图5-图6所示,电池包还包括:底部护板800、上盖900、下层冷却板400和上层冷却板300。
底部护板800安装于安装框架200的底部。
底部护板800可以用于保护电池包的下底面,在实际的执行中,当电池包与其他元件相互摩擦或者撞击时,底部护板800保护在电池包的底部,以免其被损坏。
上盖900安装于安装框架200的顶部。
上盖900可以用于保护电池包的上顶面,在实际的执行中,当电池包与其他元件相互摩擦或者撞击时,上盖900保护在电池包的顶部,以免其被损坏;同时,当电池模组100内的热气排到外面时,上盖900避免热气向上继续运动,冲毁与电池包相连接的其他元件。
下层冷却板400位于底部护板800与电池模组100的下表面之间,且下层冷却板400与外框架210固定连接。
下层冷却板400可以用于维持温度均衡,下层冷却板400的冷却方式可以是风冷、液冷或者热管等,比如,在一些实施例中,如图5-图6和图16-图17所示,下层冷却板400的冷却方式为液冷,后述均以下层冷却板400的冷却方式为液冷为例进行说明。
如图16-图17所示,下层冷却板400可以包括下层冷却板进口430和下层冷却板出口440。
上层冷却板300位于上盖900与电池模组100的上表面之间,且上层冷却板300与横梁220固定连接。
上层冷却板300可以用于维持温度均衡,上层冷却板300的冷却方式可以是风冷、液冷或者热管等,比如,在一些实施例中,如图5-图6和图16-图17所示,上层冷却板300的冷却方式为液冷,后述均以上层冷却板300的冷却方式为液冷为例进行说明。
如图16-图17所示,上层冷却板300可以包括上层冷却板进口330和上层冷却板出口340。
在实际的执行中,电池包在工作时,产生大量多余的热量,该热量通过与上层冷却板300以及下层冷却板400表面接触的方式相互传递,冷却介质从上层冷却板进口330注入上层冷却板300,同时,冷却介质从下层冷却板进口430注入下层冷却系统,注入的冷却介质在上层冷却板300和下层冷却板400中循环流动,上层冷却板300和下层冷却板400利用液体流动换热系数较大的特性,依靠液体流动转移高热量,这些高热量会被上层冷却板300和下层冷却板400中通过的冷却介质带走,最终从上层冷却板出口340和下层冷却板出口440排出。
通过上述底部护板800、上盖900、下层冷却板400和上层冷却板300的设置,一方面,能提升电池包自身结构的强度和刚度;另一方面,双层冷却板可以提升电池包热防护的能力,优化电池系统的热管理性能,。
在一些实施例中,如图16-图17所示,下层冷却板400的进出口与上层冷却板300的进出口交叉布置。
如图16-图17所示,上层冷却板进口330可以设置于上层冷却板300的第一侧(图16-图17中左侧);上层冷却板出口340可以设置于上层冷却板300的第二侧(图16-17右中右侧)。
如图16-图17所示,下层冷却板进口430可以设置于下层冷却板400的第二侧(图16-图17中右侧);下层冷却板出口440可以设置于下层冷却板400的第一侧(图16-图17中左侧)。
在实际的执行中,冷却介质从上层冷却板进口330流入,吸收了高热量之后从上层冷却板出口340流出,第一侧的上层冷却板进口330的冷却介质温度比第二侧的上层冷却板出口340低;冷却介质从下层冷却板进口430流入,吸收了高热量之后从下层冷却板出口440流出,第一侧的下层冷却板出口440的冷却介质温度比第二侧的下层冷却板进口430高。
这样,通过上述双层交叉进出口的设置,实现了电池包的第一侧和第二侧的温度的均衡,从而缩小了电池包的内部温差,进而提升了电池包的安全性能。
在一些实施例中,如图12所示,电池模组100与上层冷却板300的第一侧之间的导热结构胶402的导热系数小于电池模组100与上层冷却板300的第二侧之间的导热结构胶402的导热系数;电池模组100与下层冷却板400的第二侧之间的导热结构胶402的导热系数小于电池模组100与下层冷却板400的第一侧之间的导热结构胶402的导热系数。
位于进口处的导热结构胶402可以是低导热系数导热胶,低导热系数导热胶可以包括但不限于导热密封胶、导热垫片或者导热灌封胶等,比如,在一些实施例中,位于进口处的导热结构胶402为导热垫片。
位于出口处的导热结构胶402可以是高导热系数导热胶,高导热系数导热胶可以是导热凝胶,或者高导热系数导热胶可以是导热硅脂,比如,在一些实施例中,位于出口处的导热结构胶402为导热凝胶。
在实际的执行中,靠近进口处的冷却区域温度较低,位于进口处的低导热系数导热胶确保该区域温度不会过低,以防温度过低时进口处的冷却介质从液态冰冻为固态,堵塞通道;靠近出口处的冷却区域温度较高,位于出口处的高导热系数导热胶确保该区域温度不会过高,以防温度过高时出口处的冷却介质烫毁液冷装置,造成电池包漏液。
通过上述进出口不同导热率的导热胶的设计,配合双层交叉进出口的设置,实现系统整体均温控制,优化热管理性能,从而提升整包安全性,进而延长电池系统的使用寿命。
在一些实施例中,如图7所示,安装框架200包括:外框架210、横梁220和纵梁230,外框架210、横梁220和纵梁230限定出多个安装区域,安装区域内布置有电池模组100,侧板101止抵横梁220。安装框架200的具体结构将在下述实施例作详细描述。
在一些实施例中,如图7-图9所示,外框架210包括边梁211、前梁212和后梁213,横梁220连接在边梁211之间,纵梁230连接在前梁212与后梁213之间,缺口包括:第一缺口221和第二缺口222。
第一缺口221位于横梁220与纵梁230交叉的位置。
第一缺口221可以用于导通气流,如图8所示,第一缺口221可以设置于横梁220的中部或者其他部位,比如,在一些实施例中,第一缺口221设置于横梁220的中部。
第一缺口221的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,第一缺口221的数量为4个,其中,只有最靠近安装框架200的前梁212的一根横梁220上没有设置第一缺口221。
第二缺口222位于横梁220与边梁211相连的位置。
第二缺口222可以用于导通气流,如图9所示,第二缺口222可以设置于横梁220的端或者其他部位,比如,在一些实施例中,第一缺口221设置于横梁220的两端。
第二缺口222的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,第二缺口222的数量为10个。
在实际的执行中,如图7所示,多个第一缺口221可以组成中部排气通道,中部排气通道主要流经安装框架200的中部区域;多个第二缺口222可以组成侧边排气通道,中部排气通道主要流经安装框架200的侧壁区域。
当气流从电芯110背离安装框架200的边梁211的一端导出,通过第一缺口221,进入安装框架200的后梁213和横梁220的中间区域,最后通过安装框架200的后梁213上的防爆透气阀214排出。
当气体从电芯110靠近安装框架200的边梁211的一端导出,通过第二缺口222,进入安装框架200的后梁213和横梁220的中间区域,最后通过安装框架200的后梁213上的防爆透气阀214排出。
上述第一缺口221和第二缺口222的设置,通过在安装框架200横梁220气流流经位置设计导流缺口,形成畅通的整包排气通道,使得热气流迅速沿着第一缺口221和第二缺口222到达防爆透气阀214位置,迅速向外排出,从而避免气流的无序流动,导致气流流经位置高压连接部件绝缘失效,产生高压拉弧现象,直接引发电芯110或者电池模组100短路并发生热失控。
在一些实施例中,如图10所示,电池包还包括:第一防火层501和第二防火层502。
第一防火层501设于第一缺口221与上盖900之间。
第一防火层501用于保护安装框架200的上盖900,如图10所示,第一防火层501可以设置于安装框架200的中部,第一防火层501的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图10所示,第一防火层501的数量为1个。
第一防火层501的材质可以是防火涂层、云母或者防火硅橡胶等,比如,在一些实施例中,第一防火层501的材质为防火硅橡胶。
第二防火层502设于第二缺口222与上盖900之间。
第二防火层502用于保护安装框架200的上盖900,如图10所示,第二防火层502可以设置于安装框架200的侧边,第二防火层502的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图10所示,第二防火层502的数量为2个。
第二防火层502的材质可以是防火涂层、云母或者防火硅橡胶等,比如,在一些实施例中,第二防火层502的材质为防火硅橡胶。
在实际的执行中,在整包排气通道薄弱区域,尤其是第一缺口221和第二缺口222附近的上盖900部分,容易受到高温高速气流的冲击,导致上盖900被烧穿,密封失效引发外部新鲜空气进入,造成电池包失火风险,设置第一防火层501和第二防火层502后,第一防火层501保护上盖900的中部不会被高温高速气流烧穿,第二防火层502保护上盖900的两个侧边不会被高温高速气流烧穿。
这样第一防火层501和第二防火层502的设置,保障上盖900的中部和侧部的热防护能力,从而提升整个电池包的热防护能力,进而提升整个电池包的安全性能。
本申请还公开了一种电池包的安装框架200。
下面参考图7-图10描述根据本申请实施例的电池包的安装框架200。
在一些实施例中,如图7所示,电池包的安装框架200包括:外框架210、横梁220和纵梁230。
外框架210设有用于安装防爆透气阀214的通孔。
通孔的数量可以是一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图10所示,通孔在外框架210上设置2个。
纵梁230与外框架210相连。
纵梁230的两端可以分别与外框架210X方向的两端相连接。
纵梁230与外框架210的连接方式包括但不限于焊接、螺栓连接、卡扣卡接或者铆钉连接等,比如,在一些实施例中,纵梁230与外框架210通过焊接的方式相连。
纵梁230的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,纵梁230的数量为1个。
横梁220与外框架210相连,且与纵梁230交叉布置,外框架210、横梁220和纵梁230限定出用于安装电池模组100的多个安装区域,横梁220设有缺口,缺口用于连通安装区域与防爆透气阀214。
横梁220的两端可以分别与外框架210Y方向的两侧相连接。
横梁220与外框架210的连接方式包括但不限于焊接、螺栓连接、卡扣卡接或者铆钉连接等,比如,在一些实施例中,横梁220与外框架210通过焊接的方式相连。
横梁220的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,横梁220的数量为5个。
在实际的执行中,横梁220与纵梁230将安装框架200内部分割成多个独立空腔,每个空腔内均布置电池模组100,其中,多个表示2个或2个以上。
比如,在一些实施例中,如图7所示,横梁220数量为5个,纵梁230的数量为1个,安装框架200内部形成8个独立空腔,则布置有8个电池模组100。
本申请实施例提供的安装框架200通过上述外框架210、横梁220和纵梁230的设置,配合导流缺口和防爆透气阀214的设计,形成畅通的整包排气通道,使得电芯110发生热失控后,其喷发的高温高速气流迅速沿着导流通道到达防爆透气阀214位置,迅速向外排出,从而避免喷射气流的快速堆积以及无序流动,导致气流流经位置高压连接部件绝缘失效,产生高压拉弧现象,直接引发电芯110或者电池模组100短路并发生热失控。
在一些实施例中,如图7-图9所示,外框架210包括边梁211、前梁212和后梁213,横梁220连接在边梁211之间,纵梁230连接在前梁212与后梁213之间,缺口包括:第一缺口221和第二缺口222。
第一缺口221和第二缺口222的具体结构可以参考上述实施例的具体描述。
在一些实施例中,如图7所示,横梁220的上表面高于纵梁230的上表面,缺口位于横梁220的上表面。
可以理解的是,如图7所示,横梁220在竖直方向的高度高于纵梁230的高度,且横梁220的上表面突出于安装框架200,换句话说,第一缺口221和第二缺口222导出的气流可以在整个安装框架200的大面进行扩散流动。
同时,如图7所示,第一缺口221和第二缺口222可以均设置于安装框架200的上方,且第一缺口221和第二缺口222的底部可以均高于纵梁230的上表面。
上述横梁220和纵梁230的高度关系设置,配合第一缺口221和第二缺口222的位置,增大了气流导通的面积,从而加快了疏导气流的速率,进而优化了电池包的热管理性能。
在一些实施例中,如图7所示,外框架210包括边梁211、前梁212和后梁213,横梁220连接在边梁211之间,纵梁230连接在前梁212与后梁213之间。
如图7所示,前梁212和后梁213可以为外框架210在X方向的两端的梁,前梁212的形状可以是直线形、两端弯折的梯线形或者中间弯折的折线形,比如,在一些实施例中,前梁212的形状为两端弯折的梯线形;后梁213的形状可以是直线形、两端弯折的梯线形或者中间弯折的折线形,比如,在一些实施例中,后梁213的形状为直线形,纵梁230的一端可以与前梁212相连接,纵梁230的另一端可以与后梁213相连接。
边梁211可以为外框架210在Y方向的两侧的梁,边梁211的形状可以是直线形、两端弯折的梯线形或者中间弯折的折线形,比如,在一些实施例中,边梁211的形状为直线形,横梁220的一端可以与外框架210一侧边梁211相连接,横梁220的另一端可以与外框架210的另一端相连接。
后梁213设有通孔,横梁220为多个,多个横梁220中靠近后梁213的横梁220与后梁213间隔开设置且形成排气通道。
在实际的执行中,当气流从电芯110背离安装框架200的边梁211的一端导出,通过第一缺口221,进入上述排气通道,最后防爆透气阀214排出;当气体从电芯110靠近安装框架200的边梁211的一端导出,通过第二缺口222,进入上述排气通道,最后通过防爆透气阀214排出。
这样,通过上述外框架210、横梁220和纵梁230的空间位置设计,形成了一条缺口以及排气通道相配合的完整且畅通无阻的排气路径,从而避免喷射气流无序流动,导致气流流经位置高压连接部件绝缘失效,产生高压拉弧现象,直接引发电池模组100短路并发生热失控。
在一些实施例中,靠近后梁213的横梁220与后梁213的间距为C,满足:20mm≤C≤60mm。
比如,在一些实施例中,靠近后梁213的横梁220与后梁213的间距C具体为40mm。
通过上述靠近后梁213的横梁220与后梁213的距离设置,在保证了安装框架200体积不会过大影响体积利用率的同时,增大了排气通道的面积,从而提高了排气效率,进而提升了电池包热防护的能力。
在一些实施例中,如图7所示,横梁220为多个,多个横梁220中的一个及外框架210均设有用于连接车身的挂载点223。
外框架210上的挂载点223可以为一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,外框架210布置有14个挂载点223。
横梁220和车身的具体连接方式在后面的实施例中再作详细描述。
通过上述多个挂载点223的设置,实现了电池包与车身的固定连接,使电池包整体参与到车身强度,提高了车身整体的刚度和强度。
本申请还公开了另一种电池包。
下面参考图1-图11描述根据本申请实施例的电池包。
在一些实施例中,如图5-图6和图10-图11所示,电池包包括:安装框架200、防爆透气阀214和电池模组100。
安装框架200参考上述实施例中的任一种安装框架200。
防爆透气阀214安装于通孔。
防爆透气阀214用于将电池包内的气流排出,防爆透气阀214的数量可以是一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,通孔在外框架210上设置2个,防爆透气阀214也相应设置2个。
在实际的执行中,排气通道主要流经安装框架200的侧壁及中部区域,从第一缺口221和第二缺口222传输出的高温高速气流都将流入多个横梁220中靠近后梁213的横梁220与后梁213形成的排气通道中,最后两个区域的高温高速气流均从后梁213的防爆透气阀214排出电池包。
电池模组100安装于安装区域,电池模组100的详细结构参考上述实施例的描述。
本申请实施例提供的电池包通过上述安装框架200、防爆透气阀214和电池模组100的设置,配合第一缺口221和第二缺口222的设计,形成的完整流畅的气流通道,避免气流在电池包内的快速堆积以及无序流动,避免周边的电池模组100温度骤升,引发热失控连锁反应,进一步加剧电池系统热失控发生,从而提高电池包热防护的能力。
在一些实施例中,如图10所示,电池包还包括:上盖900、上层冷却板300和防火层。
上盖900安装于安装框架200的顶部。
上层冷却板300位于所上盖900与电池模组100的上表面之间。
上盖900和上层冷却板300的具体结构参考上述实施例中的描述。
防火层设于缺口与上盖900之间,防火层可以包括:第一防火层501和第二防火层502。
第一防火层501设于第一缺口221与上盖900之间。
第一防火层501用于保护安装框架200的上盖900,如图10所示,第一防火层501可以设置于安装框架200的中部,第一防火层501的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图10所示,第一防火层501的数量为1个。
第一防火层501的材质可以是防火涂层、云母或者防火硅橡胶等,比如,在一些实施例中,第一防火层501的材质为防火硅橡胶。
第二防火层502设于第二缺口222与上盖900之间。
第二防火层502用于保护安装框架200的上盖900,如图10所示,第二防火层502可以设置于安装框架200的侧边,第二防火层502的数量可以为1个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图10所示,第二防火层502的数量为2个。
第二防火层502的材质可以是防火涂层、云母或者防火硅橡胶等,比如,在一些实施例中,第二防火层502的材质为防火硅橡胶。
在实际的执行中,在整包排气通道薄弱区域,尤其是第一缺口221和第二缺口222附近的上盖900部分,容易受到高温高速气流的冲击,导致上盖900被烧穿,密封失效引发外部新鲜空气进入,造成电池包失火风险,设置第一防火层501和第二防火层502后,第一防火层501保护上盖900的中部不会被高温高速气流烧穿,第二防火层502保护上盖900的两个侧边不会被高温高速气流烧穿。
这样第一防火层501和第二防火层502的设置,保障上盖900的中部和侧部的热防护能力,从而提升整个电池包的热防护能力,进而提升整个电池包的安全性能。
在一些实施例中,如图1-图2所示,电池模组100包括:多个电芯110、隔热垫103、端板120、侧板101和弹性垫102。
多个电芯110沿厚度方向并排设置。
相邻的电芯110之间夹设有隔热垫103。
端板120位于多个电芯110的端部。
侧板101位于最外侧的两个电芯110的外侧面,侧板101止抵安装框架200。
侧板101与最外侧的电芯110的外侧面之间夹持有弹性垫102,且弹性垫102处于压缩状态,隔热垫103和弹性垫102均为防火材料制成。
电池包中的电池模组100可参考其他实施例中的描述,电池模组100中的电芯110、隔热垫103、端板120、侧板101和弹性垫102等部件的具体结构均可参考其他实施例中的描述。
本申请还公开了一种电池安装箱体。
下面参考图11-图15描述根据本申请实施例的电池安装箱体。
在一些实施例中,如图15所示,电池安装箱体包括:安装框架200、冷却板、衬套420和密封胶层401。
安装框架200的具体结构参考其他实施例中的描述,此处不再赘述。
冷却板设有安装孔,冷却板可以用于均衡电池包内的温度,冷却板可以包括上层冷却板300和下层冷却板400,后述均以冷却板为下层冷却板400为例进行详细说明。
安装孔可以设置于安装框架200的外框架210上、横梁220上或者纵梁230上等,比如,在一些实施例中,如图15所示,安装孔设置于安装框架200的外框架210上。
如图15所示,下层冷却板400可以通过安装孔与安装框架200进行连接,安装孔的设置可以为一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,安装孔设置有50个。
安装孔的形状可以为圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,如图13-图14所示,安装孔的形状为圆形。
衬套420安装于安装孔,且至少部分凸出于冷却板。
衬套420可以作为连接部件,如图13-图14所示,衬套420可以通过焊接的方式与安装孔连接,或者衬套420可以通过焊接的方式与安装孔连接,比如,在一些实施例中,衬套420通过焊接的方式与安装孔连接。
需要说明的是,衬套420与安装孔的连接,无论选取何种方式,都需满足衬套420与安装孔的配合面达到密封的效果。
下层冷却板400通过密封胶层401与安装框架200粘接,且衬套420凸出于冷却板的部分止抵安装框架200,且冷却板与安装框架200间隔开。
密封胶层401用于隔绝冷却板与安装框架200,密封胶层401可以为低导热率的密封胶,低导热率的密封胶可以包括单组分密封胶或者多组分密封胶,密封胶层401的材质包括但不限于丙烯酸、聚氨酯等,比如,在一些实施例中,密封胶层401为双组分密封胶,且密封胶层401的材质为丙烯酸和聚氨酯双组份原料混合。
需要说明的是,上述密封胶层401同时也具有一定的弹性模量。
在实际的执行中,安装孔需先与衬套420相连接,衬套420再与安装框架200进行连接,同时下层冷却板400和安装框架200之间被密封胶层401分隔开。
需要说明的是,上层冷却板300与安装框架200的连接方式与上述下层冷却板400与安装框架200的连接方式相同,两者之间微小的差异则在于,上层冷却板300与安装框架200的横梁220相连接,即安装孔布置于安装框架200的横梁220;下层冷却板400与安装框架200的外框架210相连接,即安装孔布置于安装框架200的外框架210。
在实际的执行中,密封胶层401抑制热量从电芯110传递到冷却板,再通过冷却板与底部护板800的接触位置传递到外部环境;同时密封胶层401具有较好的密封性能,可满足电池包的防尘防水要求;另外密封胶层401本身具有一定的结构强度,连接液冷板与下壳体边框,对整包结构强度进行增强。
相关技术中,冷却板与安装框架200直接大面积接触连接,冷却板与安装框架200接触位置有一层0.2mm~0.5mm的密封胶层401。在低温环境下,电池包内部的热量先传递到冷却板,再通过冷却板与底部护板800和上盖900的连接接触位置直接将热量传递到外界环境,上述技术在电池包降低成本的同时,保温性能也有一定程度的降低。
本申请实施例提供的电池安装箱体,通过在冷却板上增加安装衬套420,减小冷却板与安装框架200的直接接触面积,减少热传导面积;在冷却板与安装框架200之间填充特殊的密封胶层401,可以抑制冷却板与安装框架200之间的热传导,从而在低温环境下提升电池包的保温性能,保证电池包在更加适宜的温度运行,减少因低温加热造成的额外能量损耗和等待时间,提高整车动力性能,提升驾乘人员的体验舒适度。
在一些实施例中,如图15所示,衬套420包括第一段和第二段,第一段的外径小于第二段,第一段嵌入安装孔,第二段靠近第一段的端面止抵冷却板,第二段背离第一段的端面止抵安装框架200。
衬套420的第一段的形状可以是圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,如图14所示,衬套420的第一段为圆台状;衬套420的第二段的形状可以是圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,衬套420的第二段也为圆台状。
衬套420的第一段和第二段可以是一体成型,或者衬套420的第一段和第二段可以是通过焊接相连,比如,在一些实施例中,衬套420的第一段和第二段为一体成型所得。
可以理解的是,如图15所示,衬套420的第一段和第二段可以组成一个倒置的阶梯台,即衬套420的第一段嵌入下层冷却板400内,衬套420的第二段则布置于下层冷却板400表面。
在实际的执行中,下层冷却板400通过衬套420的第二段止抵安装框架200的外框架210,从而实现与安装框架200之间的连接。
通过上述衬套420的第一段和第二段的设置,第一方面,衬套420的第一段嵌入下层冷却板400中,提高了连接处的结构强度,使下层冷却板400与安装框架200之间的连接更加紧密;第二方面,衬套420的第二段隔开下层冷却板400与安装框架200,减少了下层冷却板400与安装框架200的接触换热。
在一些实施例中,如图15所示,冷却板包括层叠相连的流道板430和支撑板440,流道板430具有用于流通冷却介质的流道,安装孔为贯穿流道板430和支撑板440的阶梯型孔,第一段贯穿流道板430且止抵支撑板440。
如图15所示,流道板430可以设置于支撑板440的上面,流道板430可以用于给冷却介质提供流动通道,支撑板440则可以用于支撑下层冷却板400的结构。
如图15所示,衬套420的第一段的上端面与第二段的下端面相连接,衬套420的第一段的下端面与支撑板440相连接。
在实际的执行中,衬套420的第一段嵌入并贯穿下层冷却板400的流道板430,同时衬套420的第一段与下层冷却板400的支撑板440接触并连接,衬套420的第二段与安装框架200的外框架210接触并连接,且下层冷却板400和安装框架200之间布置密封胶层401,则下层冷却板400通过上述衬套420和密封胶层401作为连接介质与安装框架200限位连接。
这样,通过流道板430和支撑板440的设置,配合衬套420与密封胶层401,实现了冷却板和安装框架200之间的限位固定,在保证连接紧密的同时,有效避免了冷却板和安装框架200的直接接触,从而提升了电池包的保温性能。
在一些实施例中,如图15所示,第二段的高度为H1,满足:1mm≤H1≤2mm。
比如,在一些实施例中,衬套420的第二段的高度H1为1.5mm,则密封胶层401的厚度也对应为1.5mm。
通过上述衬套420的第二段的高度设置,第一方面,避免了因为第二段过矮,密封胶层401过薄达不到预期的保温效果;第二方面避免因为第二段过厚,密封胶层401过厚,连接介质体积过大的情况,从而节省了成本。
在一些实施例中,如图13-图15所示,安装孔的直径为D1,相邻的安装孔之间的距离为W1,满足:
8mm≤D1≤20mm,80mm≤W1≤120mm。
比如,在一些实施例中,安装孔的直径D1为10mm,相邻的安装孔之间的距离W1为100mm。
通过上述安装孔的直径和相邻的安装孔之间的距离设置,第一方面,避免了因为安装孔的直径过大或者相邻的安装孔之间的距离过小,冷却板上开孔区域的面积过大,冷却板的强度和刚度严重下降;第二方面避免因为安装孔的直径过小或者相邻的安装孔之间的距离过大,连接部件接触面积过小或者连接部件数量过少的情况,从而提高了冷却板与安装框架200连接的牢靠性。
在一些实施例中,如图13-图15所示,衬套420为金属或者树脂材料制成。
比如,在一些实施例中,衬套420为树脂材料制成。
这样,通过上述衬套420材料的设计,第一方面,加工材料可塑性强,易于加工制造;第二方面,衬套420的材质导热率低,在低温环境,可以抑制温度降低速率;第三方面,衬套420的材质耐久性好,可耐高温低温和腐蚀,大大地延长了使用寿命。
在一些实施例中,如图15所示,衬套420设有避让孔421,安装框架200和冷却板通过贯穿避让孔421的螺纹连接件403相连。
螺纹连接件403可以包括自攻螺钉、沉头螺钉或者紧定螺钉等,比如,在一些实施例中,如图15所示,螺纹连接件403为自攻螺钉。自攻螺钉可以包括但不限于FDS螺钉(流钻螺钉)、CSD螺钉(机械牙螺钉)或者其他螺钉,比如,在一些实施例中,如图15所示,螺纹连接件403为FDS螺钉(流钻螺钉)。
在实际的执行中,如图15所示,衬套420的避让孔421与下层冷却板400的安装孔限位配合,上述螺纹连接件403同时穿过衬套420的避让孔421与下层冷却板400的安装孔,螺纹连接件403的头部止抵下层冷却板400的下表面,螺纹连接件403的尾部穿出安装框架200的外框架210。
这样,通过上述螺纹连接件403和避让孔421的设置,实现了冷却板与安装框架200的固定连接的同时,使衬套420、密封胶层401、冷却板以及安装之间的连接更加牢靠,从而增大了连接处的结构强度,优化了电池包的机械性能。
在一些实施例中,如图11-图12所示,安装框架200包括外框架210、横梁220和纵梁230,外框架210、横梁220和纵梁230限定出多个安装区域,冷却板包括下层冷却板400和上层冷却板300,下层冷却板400与外框架210相连,上层冷却板300与横梁220相连。
上层冷却板300和下层冷却板400与安装框架200的具体连接可以参考下述实施例中的描述,此处不再赘述。
本申请还公开了另一种电池包。
下面参考图11-图12描述根据本申请实施例的电池包。
在一些实施例中,如图11-图12所示,电池包包括:电池安装箱体和电池模组100。
电池安装箱体参考上述实施例中任一种的电池安装箱体。
电池模组100安装于安装区域内,且止抵冷却板,电池模组100可参考其他的实施例的描述,此处不再赘述。
安装有上述电池安装箱体和电池模组100的电池包,一方面,在低温环境下,提升了电池包的保温性能,保证电池包在更加适宜的温度运行,另一方面,减少因低温加热造成的额外能量损耗和等待时间,优化了电池包在极寒环境下的工作性能。
本申请还公开了另一种电池包。
下面参考图1-图17描述根据本申请实施例的电池包。
在一些实施例中,如图11-图12所示,电池包还包括:安装框架200、电池模组100、下层冷却板400和上层冷却板300。
安装框架200包括外框架210、纵梁230和多个横梁220,外框架210、横梁220和纵梁230限定出多个安装区域。
电池模组100安装于安装区域内。
安装框架200和电池模组100的具体结构参考其他实施例的描述,此处不再赘述。
下层冷却板400位于底部护板800与电池模组100的下表面之间,且下层冷却板400与外框架210固定连接。
下层冷却板400可以用于维持温度均衡,下层冷却板400的冷却方式可以是风冷、液冷或者热管等,比如,在一些实施例中,如图5-图6和图16-图17所示,下层冷却板400的冷却方式为液冷,后述均以下层冷却板400的冷却方式为液冷为例进行说明。
如图16-图17所示,下层冷却板400可以包括下层冷却板进口430和下层冷却板出口440。
上层冷却板300位于上盖900与电池模组100的上表面之间,且上层冷却板300与横梁220固定连接。
上层冷却板300可以用于维持温度均衡,上层冷却板300的冷却方式可以是风冷、液冷或者热管等,比如,在一些实施例中,如图5-图6和图16-图17所示,上层冷却板300的冷却方式为液冷,后述均以上层冷却板300的冷却方式为液冷为例进行说明。
如图16-图17所示,上层冷却板300可以包括上层冷却板进口330和上层冷却板出口340。
在实际的执行中,电池包在工作时,产生大量多余的热量,该热量通过与上层冷却板300以及下层冷却板400表面接触的方式相互传递,冷却介质从上层冷却板进口330注入上层冷却板300,同时,冷却介质从下层冷却板进口430注入下层冷却系统,注入的冷却介质在上层冷却板300和下层冷却板400中循环流动,上层冷却板300和下层冷却板400利用液体流动换热系数较大的特性,依靠液体流动转移高热量,这些高热量会被上层冷却板300和下层冷却板400中通过的冷却介质带走,最终从上层冷却板出口340和下层冷却板出口440排出。
相关技术中,在电芯110大面进行冷却处理,即在电芯110大面之间布置多功能柔性冷板,其冷却结构为口琴管形式。
但是上述技术由于其使用的冷却结构为口琴管,结构强度偏弱,电池模组100布置长度方向可浮动,完全依靠电芯110与电池包顶部盖板的粘接,结构可靠性存在风险,尤其是垂直方向的振动、冲击。
本申请实施例提供的电池包,通过上层冷却板300和下层冷却板400的设置,利用箱体横梁220代替模组端板120,双层冷却板能提升电池系统的热管理性能,多横梁220的结构在加强电池系统下壳体强度的同时将液冷板、电芯110、箱体连接成为一个整体,在保证热管理性能同时大大提升电池系统集成度和结构强度。
在一些实施例中,如图11-图14所示,上层冷却板300的外周设有多个间隔开布置的第一安装孔310,上层冷却板300通过贯穿第一安装孔310的螺纹连接件403与横梁220固定连接;下层冷却板400的外周设有多个间隔开布置的第二安装孔410,下层冷却板400通过贯穿第二安装孔410的螺纹连接件403与外框架210固定连接。
第一安装孔310的形状可以是圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,如图11所示,第一安装孔310的形状为圆形。第一安装孔310的数量可以是一个或者多个,其中多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,第一安装孔310在上层冷却板300的外周布置有40个。
第二安装孔410的形状可以是圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,如图13所示,第二安装孔410的形状为圆形。第一安装孔310的数量可以是一个或者多个,其中多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,第二安装孔410在下层冷却板400的外周布置有50个。
螺纹连接件403可以包括自攻螺钉、沉头螺钉或者紧定螺钉等,比如,在一些实施例中,如图15所示,螺纹连接件403为自攻螺钉。自攻螺钉可以包括但不限于FDS螺钉(流钻螺钉)、CSD螺钉(机械牙螺钉)或者其他螺钉,比如,在一些实施例中,如图15所示,螺纹连接件403为FDS螺钉(流钻螺钉),下述均以螺纹连接件403为FDS螺钉(流钻螺钉)为例进行说明。
在实际的执行中,如图12所示,FDS螺钉(流钻螺钉)贯穿上层冷却板300的第一安装孔310,且FDS螺钉(流钻螺钉)的尾部插入安装框架200的横梁220上,上层冷却板300通过FDS螺钉(流钻螺钉)与安装框架200进行连接。
在实际的执行中,如图15所示,FDS螺钉(流钻螺钉)贯穿下层冷却板400的第二安装孔410,且FDS螺钉(流钻螺钉)的尾部插入安装框架200的外框架210上,下层冷却板400通过FDS螺钉(流钻螺钉)与安装框架200进行连接。
可以理解的是,FDS螺钉在连接时不用提前打孔、攻丝,通过高速旋转融化待固定材质,形成密封结构。
通过上述第一安装孔310和第二安装孔410的设置,第一方面,配合FDS螺钉(流钻螺钉)的机械性质,形成良好的密封效果,从生产工艺上降低成本,提升生产效率,同时保证结构装配强度;第二方面,充分将安装框架200、电池模组100、下层冷却板400和上层冷却板300形成一个整体,能有效提升整个电池包的刚度和模态。
在一些实施例中,如图7、图11和图13所示,多个横梁220中的至少一个设有用于连接车身的挂载点223,上层冷却板300设有与挂载点223正对的过孔320。
挂载点223可以为一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,横梁220设有4个挂载点223。
在实际的执行中,横梁220上的多个挂载点223均与连接套筒相连接,然后连接套筒再与整车的地盘进行连接,从而实现电池包与车辆的装配连接。
过孔320的形状可以包括圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,如图11和图13所示,过孔320的形状为圆形。
过孔320可以为一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,上层冷却板300上设有4个过孔320。
需要说明的是,挂载点223和过孔320的数量是相等的,而且挂载点223和过孔320的位置是一一对应的。
这样,通过上述横梁220上多个挂载点223和上层冷却板300上多个过孔320的设置,使电池包结构参与车身强度,提升车身的扭转刚度,在整车侧面碰撞发生时为乘员仓提供更强的保护,从而提升整车的安全性能。
在一些实施例中,如图6和图11所示,挂载点223包括横梁220上的槽,槽内安装有贯穿过孔320的套筒。
套筒的形状可以包括圆形、三角形或者方形等,比如,在一些实施例中,如图6和图11所示,套筒的形状为圆形。
套筒可以为一个或者多个,其中,多个表示2个或2个以上,比如,在一些实施例中,如图7所示,横梁220设有4个挂载点223,则套筒也相应地设置有4个。
在实际的执行中,挂载点223上的套筒贯穿上层冷却板300的过孔320,最后与车身底板相连,实现整个电池包参与到车身强度内。
这样,通过上述套筒的设置,电池模组100、安装框架200、下层冷却板400以及上层冷却板300形成了装配整体,提高了电池包整体结构的强度;并且通过与多个横梁220的配合,为电池模组100提供预紧力及位置约束,延长电池包的使用寿命。
在一些实施例中,如图7和图11所示,挂载点223设置于中间的横梁220上。
在实际的执行中,安装框架200内布置有5个横梁220,其中,5个横梁220以中间的横梁220为对称轴,形成中心对称,套筒设置于中间的横梁220的挂载点223上,并且套筒贯穿上层冷却板300的过孔320,最后套筒与车身相连。
通过上述挂载点223的位置设计,使电池包与车身的连接处更加接近电池包的几何中心,避免了因连接处两侧质量相差过大,电池包发生偏转或者脱落的情况,减少了电池包在车内的移动,增加了连接结构的扭转刚度,从而优化了整车的工作性能。
在一些实施例中,如图12所示,电池模组100通过导热结构胶402与下层冷却板400及上层冷却板300粘接。
电池模组100与下层冷却板400之间采用的导热结构胶402以及电池模组100与上层冷却板300之间采用的导热结构胶402,在上述实施例中已经进行过详细描述,此处不再赘述。
通过上述导热胶的设置,一方面,减少了电池模组100与下层冷却板400及上层冷却板300的直接接触,避免低温环境下电池包内温度降低的速率加剧;另一方面,在传导热量的同时,对电池模组100的上下层进行粘接固定。
在一些实施例中,如图1-图2所示,电池模组100包括:多个电芯110、隔热垫103、端板120、侧板101和弹性垫102。
多个电芯110沿厚度方向并排设置。
相邻的电芯110之间夹设有隔热垫103。
端板120位于多个电芯110的端部。
侧板101位于最外侧的两个电芯110的外侧面,侧板101止抵安装框架200。
侧板101与最外侧的电芯110的外侧面之间夹持有弹性垫102,且弹性垫102处于压缩状态,隔热垫103和弹性垫102均为防火材料制成。
电池包中的电池模组100可参考其他实施例中的描述,电池模组100中的电芯110、隔热垫103、端板120、侧板101和弹性垫102等部件的具体结构均可参考其他实施例中的描述。
在一些实施例中,如图1-图2所示,相邻的电芯110之间夹设有隔热垫103。
隔热垫103的具体结构参考其他实施例中的描述。
在一些实施例中,如图3-图4所示,电芯110包括:外壳111、极芯和两个盖板组件112。
极芯设于外壳111内。
两个盖板组件112分别安装于外壳111的两端,且两个盖板组件112均包括防爆阀113和多个极柱114。
电芯110的外壳111、极芯和两个盖板组件112等部件参考其他实施例中的描述。
本申请还公开了另一种电池包。
下面参考图1-图19描述根据本申请实施例的电池包。
在一些实施例中,如图5-图6所示,电池包还包括:底部护板800、上盖900、下层冷却板400、上层冷却板300、第一插接板600和第二插接板700。
底部护板800安装于安装框架200的底部。
底部护板800可以用于保护电池包的下底面,在实际的执行中,当电池包与其他元件相互摩擦或者撞击时,底部护板800保护在电池包的底部,以免其被损坏。
上盖900安装于安装框架200的顶部。
上盖900可以用于保护电池包的上顶面,在实际的执行中,当电池包与其他元件相互摩擦或者撞击时,上盖900保护在电池包的顶部,以免其被损坏;同时,当电池模组100内的热气排到外面时,上盖900避免热气向上继续运动,冲毁与电池包相连接的其他元件。
下层冷却板400位于底部护板800与电池模组100的下表面之间,且下层冷却板400与外框架210固定连接。
下层冷却板400可以用于维持温度均衡,下层冷却板400的冷却方式可以是风冷、液冷或者热管等,比如,在一些实施例中,如图5-图6和图16-图17所示,下层冷却板400的冷却方式为液冷,后述均以下层冷却板400的冷却方式为液冷为例进行说明。
如图16-图17所示,下层冷却板400可以包括下层冷却板进口430和下层冷却板出口440。
上层冷却板300位于上盖900与电池模组100的上表面之间,且上层冷却板300与横梁220固定连接。
上层冷却板300可以用于维持温度均衡,上层冷却板300的冷却方式可以是风冷、液冷或者热管等,比如,在一些实施例中,如图5-图6和图16-图17所示,上层冷却板300的冷却方式为液冷,后述均以上层冷却板300的冷却方式为液冷为例进行说明。
如图16-图17所示,上层冷却板300可以包括上层冷却板进口330和上层冷却板出口340。
在实际的执行中,电池包在工作时,产生大量多余的热量,该热量通过与上层冷却板300以及下层冷却板400表面接触的方式相互传递,冷却介质从上层冷却板进口330注入上层冷却板300,同时,冷却介质从下层冷却板进口430注入下层冷却系统,注入的冷却介质在上层冷却板300和下层冷却板400中循环流动,上层冷却板300和下层冷却板400利用液体流动换热系数较大的特性,依靠液体流动转移高热量,这些高热量会被上层冷却板300和下层冷却板400中通过的冷却介质带走,最终从上层冷却板出口340和下层冷却板出口440排出。
相关技术中,在电芯110大面进行冷却处理,即在电芯110大面之间布置多功能柔性冷板,其冷却结构为口琴管形式。
但是上述技术由于其使用的冷却结构为口琴管,结构强度偏弱,电池模组100布置长度方向可浮动,完全依靠电芯110与电池包顶部盖板的粘接,结构可靠性存在风险,尤其是垂直方向的振动、冲击。
本申请实施例提供的电池包,通过上层冷却板300和下层冷却板400的设置,利用箱体横梁220代替模组端板120,双层冷却板能提升电池系统的热管理性能,多横梁220的结构在加强电池系统下壳体强度的同时将液冷板、电芯110、箱体连接成为一个整体,在保证热管理性能同时大大提升电池系统集成度和结构强度。
第一插接板600包括第一主进水口610、与第一主进水口610连通的第一进水接头620、第二主进水口630以及与第二主进水口630连通的第二进水接头640,第一主进水口610和第二主进水口630用于与整车供水端连接,第一进水接头620与上层冷却板300的进口连接,第二进水接头640与下层冷却板400的进口连接。
如图16-图17所示,第一主进水口610与上层冷却板进口330可以通过管路一连通,管路一的一端可以连接第一进水接头620,管路一的另一端可以连接上层冷却板进口330,从而实现第一主进水口610与上层冷却板进口330的连通,管路一可以通过快插接头与上层冷却板300和第一进水接头620进行连通。
如图16-图17所示,第二主进水口630与下层冷却板进口430可以通过管路二连通,管路二的一端可以连接第二进水接头640,管路二的另一端可以连接下层冷却板进口430,从而实现第二主进水口630与下层冷却板进口430的连通,管路二可以通过快插接头与下层冷却板400和第一进水接头620进行连通。
第一主进水口610与第二主进水口630可以通过管道阀门控制并连通至整车供水端,管道阀门包括但不限于三通阀、减压阀、截止阀或者旋塞阀等,比如,在一些实施例中,第一主进水口610与第二主进水口630通过三通阀与车端进水口相连通。
上述第一主进水口610与第二主进水口630的三通阀可以布置于电池包外部,或者第一主进水口610与第二主进水口630的三通阀可以布置于电池包内部,比如,在一些实施例中,第一主进水口610与第二主进水口630的三通阀布置于电池包外部。
第二插接板700包括第一主出水口710、与第一主出水口710连通的第一出水接头720、第二主出水口730以及与第二主出水口730连通的第二出水接头740,第一主出水口710和第二主出水口730用于与整车回水端连接,第一出水接头720与上层冷却板300的出口连接,第二出水接头740与下层冷却板400的出口连接。
如图16-图17所示,第一主出水口710与上层冷却板出口340可以通过管路三连通,管路三的一端可以连接第一出水接头720,管路三的另一端可以连接上层冷却板出口340,从而实现第一主出水口710与上层冷却板出口340的连通,管路三可以通过快插接头与上层冷却板300和第一出水接头720进行连通。
如图16-图17所示,第二主出水口730与下层冷却板出口440可以通过管路四连通,管路四的一端可以连接第二出水接头740,管路四的另一端可以连接下层冷却板出口440,从而实现第二主出水口730与下层冷却板出口440的连通,管路四可以通过快插接头与下层冷却板400和第一出水接头720进行连通。
第一主出水口710与第二主出水口730可以通过管道阀门控制并连通至整车回水端,管道阀门包括但不限于三通阀、减压阀、截止阀或者旋塞阀等,比如,在一些实施例中,第一主出水口710与第二主出水口730通过三通阀与车端进水口相连通。
上述第一主出水口710与第二主出水口730的三通阀可以布置于电池包外部,或者第一主出水口710与第二主出水口730的三通阀可以布置于电池包内部,比如,在一些实施例中,第一主出水口710与第二主出水口730的三通阀布置于电池包外部。
在实际的执行中,第一主进水口610与第二主进水口630通过三通阀与车端进水口相连通,第一主出水口710与第二主出水口730通过三通阀与车端进水口相连通,将上述2个三通阀均布置在电池系统外部,而且第一主进水口610与第二主进水口630的三通阀可根据电池系统流量分配情况变更为流量可调的三通控制阀,根据车端工作工况进行上下流量调节,同时,第一主进水口610与第二主进水口630流量平均分配,在电池系统快充时,总流量设计为25L/min,满足大倍率快充散热需求。
相关技术中,电池包的主进出水口采用单进单出结构设计,但是随着电池包充电倍率的提高,同时电池包散热需求也逐渐提升,上述单进单出的结构设计无法满足电池包的高倍率散热需求。
本申请实施例提供的电池包,通过上述双进双出的结构设计,配合上述三通阀的位置设置,第一方面,避免了在电池包内部增加三通阀的复杂设计,有利于电池系统内部空间利用率,降低了在电池包内部泄漏风险;第二方面,三通阀可调节冷却板的流量,提高液冷系统流量,提高散热功率,从而满足大倍率快充需求。
在一些实施例中,如图5-图7和图16-图17所示,安装框架200包括:外框架210、横梁220和纵梁230,外框架210、横梁220和纵梁230限定出多个安装区域,外框架210与最前方的横梁220之间限定出管路容纳区域,第一插接板600和第二插接板700安装于管路容纳区域。
可以理解的是,上述管路一、管路二、管路三以及管路四可以布置于管路容纳区域。
第一插接板600可以通过焊接、螺栓连接或者胶粘接的方式安装于管路容纳区域,比如,在一些实施例中,第一插接板600通过螺栓连接安装于管路容纳区域。
第二插接板700可以通过焊接、螺栓连接或者胶粘接的方式安装于管路容纳区域,比如,在一些实施例中,第二插接板700通过螺栓连接安装于管路容纳区域。
通过上述管路容纳区域的设计,在提高电池包流量的基础上,未进行电池包内部管路尺寸增加,上层冷却板300以及下层冷却板400通过不同管路进行流量控制,更加有利于流量分配。
在一些实施例中,如图16-图19所示,第一插接板600包括第一法兰650,第二插接板700包括第二法兰750,第一法兰650与前梁212固定连接,第二法兰750与前梁212固定连接。
如图18所示,第一主进水口610可以与第一法兰650进行连接,第二主进水口630可以与第一法兰650进行连接,从而实现第一主进水口610和第二主进水口630通过第一法兰650的固定连接。
第一法兰650与第一主进水口610和第二主进水口630的连接方式包括但不限于焊接、螺栓连接或者胶粘接,比如,在一些实施例中,第一法兰650通过焊接的方式同时与第一主进水口610和第二主进水口630进行固定连接。
第一法兰650与前梁212的连接方式包括但不限于焊接、螺栓连接或者胶粘接,比如,在一些实施例中,第一法兰650通过螺栓连接与前梁212进行固定连接。螺栓连接的连接部件可以包括M4螺栓、M5螺栓、M6螺栓、M8螺栓或者M10等,比如,在一些实施例中,第一法兰650通过M5螺栓与前梁212进行固定连接。
如图19所示,第一主出水口710可以与第二法兰750进行连接,第二主出水口730可以与第二法兰750进行连接,从而实现第一主出水口710和第二主出水口730通过第二法兰750的固定连接。
第二法兰750与第一主出水口710和第二主出水口730的连接方式包括但不限于焊接、螺栓连接或者胶粘接,比如,在一些实施例中,第二法兰750通过焊接的方式同时与第一主出水口710和第二主出水口730进行固定连接。
第二法兰750与前梁212的连接方式包括但不限于焊接、螺栓连接或者胶粘接,比如,在一些实施例中,第二法兰750通过螺栓连接与前梁212进行固定连接。螺栓连接的连接部件可以包括M4螺栓、M5螺栓、M6螺栓、M8螺栓或者M10等,比如,在一些实施例中,第二法兰750通过M5螺栓与前梁212进行固定连接。
通过上述第一法兰650和第二法兰750的设置,结合双进水口结构形式,成倍地提高电池包传输流量,从而提高电池包的散热功率,满足大倍率快充散热需求。
在一些实施例中,如图16-图19所示,第一法兰650和第二法兰750与前梁212之间均夹持有密封圈。
密封圈的材质可以包括但不限于金属、塑胶、橡胶、硅胶、橡胶包金属或者硅胶包金属等,比如,在一些实施例中,第一法兰650和第二法兰750与前梁212之间夹持的密封圈的材质为橡胶材质。
在实际的执行中,第一主进水口610和第二主进水口630先与第一法兰650进行固定连接,第一主出水口710和第二主出水口730先与第二法兰750进行固定连接,然后第一法兰650和第二法兰750再与安装框架200的前梁212进行连接,并且用密封圈将其密封,从而实现第一插接板600和第二插接板700与前梁212的固定连接。
这样,通过上述密封圈的设置,保证安装框架200内外密封结构满足设计要求的同时,降低了冷却介质泄露,电池包漏液的风险。
在一些实施例中,上层冷却板300的进口位于上层冷却板300的第一侧,上层冷却板300的出口位于上层冷却板300的第二侧,下层冷却板400的进口位于下层冷却板400的第二侧,下层冷却板400的出口位于下层冷却板400的第一侧。
上层冷却板300和下层冷却板400的进出口交叉布置方式参考上述实施例中的描述,此处不再赘述。
在一些实施例中,如图12所示,电池模组100与上层冷却板300的第一侧之间的导热结构胶402的导热系数小于电池模组100与上层冷却板300的第二侧之间的导热结构胶402的导热系数;电池模组100与下层冷却板400的第二侧之间的导热结构胶402的导热系数小于电池模组100与下层冷却板400的第一侧之间的导热结构胶402的导热系数。
电池模组100与上层冷却板300以及下层冷却板400的导热胶的具体布置方式参考上述实施例中的描述,此处不再赘述。
在一些实施例中,如图16-图17所示,上层冷却板300包括沿横向间隔开布置的两个子板,且两个子板的尾部通过管道连接。
如图16所示,上层冷却板300的其中一个子板可以包括上层冷却板进口330,上层冷却板300的另一个子板可以包括上层冷却板出口340,管道的一端与上层冷却板300的其中一个子板相连,管道的另一端与上层冷却板300的另一个子板相连,从而实现上层冷却板300的两个子板之间的连接。
在实际的执行中,冷却介质从其中一个子板上的上层冷却板进口330流入,流经连接两个子板的管道,传输到另一个子板上,最后,冷却介质从另一个子板上的上层冷却板出口340流出。
这样,通过上述两个子板的设置,一方面,分区对安装框架200两侧的多个电池模组100进行冷却,结构布局紧凑合理;另一方面,便于拆卸和维修,减少了非功能区域的冷却板的面积,节省了材料成本。
在一些实施例中,如图1-图2所示,电池模组100包括:多个电芯110、隔热垫103、端板120、侧板101和弹性垫102。
多个电芯110沿厚度方向并排设置。
相邻的电芯110之间夹设有隔热垫103。
端板120位于多个电芯110的端部。
侧板101位于最外侧的两个电芯110的外侧面,侧板101止抵安装框架200。
侧板101与最外侧的电芯110的外侧面之间夹持有弹性垫102,且弹性垫102处于压缩状态,隔热垫103和弹性垫102均为防火材料制成。
电池包中的电池模组100可参考其他实施例中的描述,电池模组100中的电芯110、隔热垫103、端板120、侧板101和弹性垫102等部件的具体结构均可参考其他实施例中的描述。
在一些实施例中,如图3-图4所示,电芯110包括:外壳111、极芯和两个盖板组件112。
极芯设于外壳111内。
两个盖板组件112分别安装于外壳111的两端,且两个盖板组件112均包括防爆阀113和多个极柱114。
电芯110的外壳111、极芯和两个盖板组件112等部件参考其他实施例中的描述。
本申请还公开了一种车辆,该车辆包括上述中任一种电池包。
安装有上述电池包的车辆,拥有良好的热管理能力,抑制低温环境下电池包内温度降低的速率,实现低温环境下的大倍率快充,从而优化车辆在寒冷环境下的放电能力、续航里程以及动力性,进而延长车辆的使用寿命。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,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”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申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本申请的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、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申请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申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请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,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池安装箱体,其特征在于,包括:
安装框架,所述安装框架具有用于安装电池模组的多个安装区域;
冷却板,所述冷却板设有安装孔;
衬套,所述衬套安装于所述安装孔,且至少部分凸出于所述冷却板;
密封胶层,所述冷却板通过所述密封胶层与所述安装框架粘接,且所述衬套凸出于所述冷却板的部分止抵所述安装框架,且所述冷却板与所述安装框架间隔开。
2.根据权利要求1中所述的电池安装箱体,其特征在于,所述衬套包括第一段和第二段,所述第一段的外径小于所述第二段,所述第一段嵌入所述安装孔,所述第二段靠近所述第一段的端面止抵所述冷却板,所述第二段背离所述第一段的端面止抵所述安装框架。
3.根据权利要求2中所述的电池安装箱体,其特征在于,所述冷却板包括层叠相连的流道板和支撑板,所述流道板具有用于流通冷却介质的流道,所述安装孔为贯穿所述流道板和所述支撑板的阶梯型孔,所述第一段贯穿所述流道板且止抵所述支撑板。
4.根据权利要求2中所述的电池安装箱体,其特征在于,所述第二段的高度为H1,满足:1mm≤H1≤2mm。
5.根据权利要求1中所述的电池安装箱体,其特征在于,所述安装孔的直径为D1,相邻的所述安装孔之间的距离为W1,满足:
8mm≤D1≤20mm,80mm≤W1≤120mm。
6.根据权利要求1中所述的电池安装箱体,其特征在于,所述衬套为金属或者树脂材料制成。
7.根据权利要求1中所述的电池安装箱体,其特征在于,所述衬套设有避让孔,所述安装框架和所述冷却板通过贯穿所述避让孔的螺纹连接件相连。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池安装箱体,其特征在于,所述安装框架包括外框架、横梁和纵梁,所述外框架、所述横梁和所述纵梁限定出所述多个安装区域,所述冷却板包括下层冷却板和上层冷却板,所述下层冷却板与所述外框架相连,所述上层冷却板与所述横梁相连。
9.一种电池包,其特征在于,包括:
如权利要求1-8中任一项所述的电池安装箱体;
电池模组,所述电池模组安装于所述安装区域内,且止抵所述冷却板。
10.一种车辆,其特征在于,包括:如权利要求9中所述的电池包。
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