CN219203369U - Ctp电池包及动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种CTP电池包及动力装置，该CTP电池包包括：上壳体和下壳体，其内部形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有电芯；防护部，其为中空结构，设置在所述容纳腔内部，并位于所述容纳腔相对的两侧，所述电芯设置在两所述防护部之间。本实用新型通过设置防护部，有效解决了现有CTP电池包防护性能低，容易破损、失效的问题，有利于减少电池包维护、维修成本，提高使用寿命；又最大程度地提高了电池包能量密度，减轻了整包重量，实现了整包轻量化设计目标。

Description

CTP电池包及动力装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种CTP电池包及动力装置。

背景技术

CTP(Cell To Pack，无模组技术)，一般来说，电动汽车上配备的电池组由电池组组装成模组(Module)，然后模组安装在电池组(Pack)中，形成电池组－模组－电池包的三级装配模式。而CTP，也就是Cell To PACK(电池－电池包)，是将电池直接集成到电池包中，从而省去了中间的模组架构，简化了PACK的结构，提高了空间利用率。CTP技术能够显著提升电池能量密度，提高纯电动车的续航里程。

但是由于CTP技术去除了电池包内部的电池组侧梁，在电池使用过程中经常发生晃动以及碰撞，极易对电池包造成损坏，严重影响电池的长期使用，甚至可能存在安全隐患。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种CTP电池包及动力装置，旨在解决现有电池包无模组技术中存在的电池包防护性能低，容易破损、失效的问题。

一个方面，本实用新型提供了一种CTP电池包，包括：

上壳体和下壳体，其内部形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有电芯；

防护部，其为中空结构，设置在所述容纳腔内部，并位于所述容纳腔的内侧壁与所述电芯之间。

进一步的，所述防护部包括：

防护模块，其一侧分别与所述上壳体和下壳体的内侧壁连接，另一侧与所述电芯接触，所述上壳体和下壳体的每一侧并排设置有所述防护模块；其中，

所述防护模块的上部开设有第一腔体，所述防护模块的下部开设有第二腔体。

进一步的，所述第一腔体和第二腔体均包括若干个独立的腔室，若干所述腔室呈蜂窝状排列设置。

进一步的，所述第一腔体靠近所述电芯的一侧设置有第一挡板，所述第一腔体的上部设置有顶板，所述顶板与所述上壳体的内顶面之间设置有第一连接层。

进一步的，所述顶板与所述上壳体的内顶面之间设置有阻挡部，所述阻挡部位于所述第一连接层远离所述电芯的一侧。

进一步的，所述顶板靠近所述电芯的一侧设置有第一延伸部，所述第一延伸部的上顶面与所述上壳体的内顶面之间设置有所述第一连接层，所述第一延伸部的下底面与汇流排支架相连接。

进一步的，所述第二腔体远离所述电芯的一侧设置有第二挡板，所述第二挡板与所述下壳体的内侧壁连接。

进一步的，所述第二挡板与所述下壳体的内侧壁之间设置有第二连接层。

进一步的，所述第二挡板的下部设置有第二延伸部，所述第二延伸部的一侧与所述下壳体的内侧壁之间设置有所述第二连接层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型CTP电池包设置上壳体包裹电芯，在电芯两侧设置防护部，防护部具有中空结构，加强了电池包防护能力，且能够有效减少电池包重量。防护部包括防护模块，有利于模块化生产，减小加工装配难度，提升电池包加工效率；有效解决了现有CTP电池包防护性能低，容易破损、失效的问题，有利于减少电池包维护、维修成本，提高使用寿命；又最大程度地提高了其能量密度，减轻了整包重量，实现了整包轻量化设计目标。

另一个方面，本实用新型还提供了一种动力装置，包括上述CTP电池包，CTP电池包用于为动力装置提供电能。

可以理解的是，上述动力装置采用了本实用新型提供的CTP电池包，上述动力装置具有与所述CTP电池包相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种CTP电池包剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种CTP电池包防护部中防护模块示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种CTP电池包防护部中防护模块的A方向视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种CTP电池包防护部中防护模块的B方向视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种CTP电池包防护部中防护模块的俯视图；

图6为图3中C－C方向的剖视图。

其中：100、电池包；101、电芯；110、上壳体；120、下壳体；130、壳体；200、防护部；210、防护模块；211、第一腔体；212、第二腔体；213、腔室；221、第一挡板；222、顶板；223、第一延伸部；224、第二挡板；225、第二延伸部；231、第一连接层；232、第二连接层；233、阻挡部；234、泡沫双面胶；240、汇流排支架。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，或一体的连接；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申请中的具体含义。

无模组技术，简称CTP(Cell To Pack)，是一种减少或者去除电池“电芯－模组－整包”三级Pack结构的技术。相比传统电池包结构设计，CTP的优势有：可提高电池包内体积利用率15％以上，零件数量减少40％左右，生产效率得到大幅提升，并且降低了电池包的制造成本。传统CTP技术中将电池直接集成到电池包中缺乏模组架构，导致电池直接承受碰撞影响，严重影响了电池使用寿命，造成电池包维护、维修成本增加。因此有必要设计一种CTP电池包用以解决当前面临问题。

参阅图1所示，本实施例提供了一种CTP电池包，包括上壳体110、下壳体120、电芯101和防护部200，上壳体110与下壳体120连接时，内部形成容纳腔，容纳腔内安装有电芯101；防护部200设置在电芯101的外侧，用于防止电池包100承受外部冲击时，损坏电芯101造成电池包100损坏。

具体而言，上壳体110与下壳体120组成的壳体130优选为方形空心结构。壳体130内安装电芯101和防护部200，壳体130对各个部件进行限位以及固定。上壳体110与下壳体120可以为塑料材质，也可以为钢板、铝板、挤压铝型材、压铸铝等传统材质，上壳体110和下壳体120可以选择相同材质或根据需要选择不同材质。上壳体110和下壳体120组合时形成的容纳腔内能够放置若干个电芯101，电芯101的放置数量以及容纳腔的体积可根据实际情况进行设置。

具体而言，防护部200设置在电芯101外侧，防护部200的防护位置优选为电芯101的侧面，也可根据实际需要进行调整，防护电芯101实际使用时受碰撞危险较大的部分。

可以理解的是，在电芯101外侧设置防护部200能够对电芯101起到较好的防护作用，加强了电芯101抗碰撞能力，有利于电池包100的长时间使用；使用上壳体110和下壳体120包裹防护部200与电芯101对电池包100所受冲击起到缓冲作用，进一步加强了电池包100的安全性能。

在本申请的一些实施例中，结合图2－6所示，防护部200包括防护模块210，防护模块210一侧与壳体130的内侧壁连接，另一侧与电芯101连接，实现防护部200的自身定位，限制防护模块210在容纳腔内移动。其中电芯101每侧的防护部200可由单个防护模块210构成，也可包括多个防护模块210，每个防护模块210均在上部设置有第一腔体211，下部设置有第二腔体212。

可以理解的是，在本申请的一些实施例中若所需电池包100体型较大，单个防护模块210无法充分保护电芯101一侧，将采用多个防护模块210拼接后对电芯101进行防护，防护模块210拼接使用时的防护性能与单独使用时的防护性能相同，拼接位置的连接强度可通过对防护模块210加设拼接结构的方式增强。

可以理解的是，防护模块210设置有第一腔体211与第二腔体212，形成空心结构，减少了自身重量，且通过腔体侧壁加强了自身抗折能力，提升了防护部的防护性能。

可以理解的是，防护部200可由防护模块210组合而成，有利于防护部200的模块化加工与组装，有利于提升电池包100模块化生产，提升了电池包100生产效率，减小了装配难度。防护模块210的结构设计减轻了自身重量，加强了自身防护性能，有利于增大电池包100能量密度，提升电池包100防护性能。

在本申请的一些实施例中，防护模块210的第一腔体211与第二腔体212均包括若干个独立的腔室213，腔室213成并列排布的蜂窝状设置。

具体而言，第一腔体211中腔室213朝向方向相同，第二腔体212中腔室213朝向方向相同，且第一腔体211与第二腔体212的腔室朝向方向相反。

可以理解的是，防护部200中的防护模块210采用上下腔体结构，该结构具有质量轻、吸能效果好的优势。将第二腔体212腔室213朝向电芯101一侧，第一腔体211腔室213朝向远离电芯101的一侧，充分保证了蜂窝状结构的使用，充分减少防护部200对CTP电池包整包重量的影响，有利于降低整包的能量密度，利于整包的轻量化设计。

在本申请的一些实施例中，第一腔体211靠近电芯的一侧设置有第一挡板221，第一腔体211的上部设置有顶板222，顶板222与上壳体110的内顶面之间设置有第一连接层231。第一连接层231用于对防护模块210的固定连接。

具体而言，为加强防护模块210的固定和提升防护模块210抗弯性能，在第一腔体211上部设置的顶板222能够保证第一腔体211与上壳体110之间具有连接固定的位置，设置第一挡板221，能够防止外部杂质通过第一腔体211进入电芯101，引起电芯101损坏，且第一挡板221设立方向与腔室213侧壁相互垂直，加强了防护模块210的抗弯性能，提升了模块的强度。第一连接层231优选为结构胶。

可以理解的是，防护模块210中设置顶板222与第一挡板221既加强了防护模块210的抗碰撞能力，也加强了对杂质灰尘的阻挡能力，又为防护模块210安装固定提供基础。第一连接层231使用结构胶进行连接避免了采用硬连接时应力传导给电芯造成电芯101损坏的情况，使用结构胶进行的软连接对电池包100所受应力起到缓冲作用，有利于加强CTP电池包的防护性能。

在本申请的一些实施例中，顶板222与上壳体110内顶面之间设置有阻挡部233，阻挡部233位于第一连接层231远离电芯101的一侧。

具体而言，阻挡部233优选为挡胶泡棉，阻挡部233形状优选为规则矩形，数量可选用多个，主要用于能够充分填补上壳体110与防护模块210的顶板222之间的空隙，对第一连接层231未完全冷却时进行流动限制。

可以理解的是，当第一连接层231采用结构胶对防护模块210进行固定时，结构胶的特性导致结构胶可能流入上壳体110与防护模块210的缝隙中，影响连接效果。设置阻挡部233能够有效阻挡结构胶流入缝隙中，充分保证防护部200连接的稳定性。

在本申请的一些实施例中，顶板222靠近电芯101的一侧设置有第一延伸部223，第一延伸部223的上顶面与上壳体110的内顶面之间设置第一连接层231，第一延伸部223的下底面与汇流排支架240连接固定。其中，汇流排支架240用于固定汇流排，汇流排在电池中应用较为广泛。汇流排的通用性好，实用性强，具有安全可靠，省时简便。其材质可以为纯铜制造，导电性能好，接触电阻低，能够充分发挥电池包100的性能。

具体而言，为加强防护模块210连接的稳定性，设置第一延伸部223，第一延伸部223延伸长度可根据防护模块210大小进行调整。第一延伸部223一侧通过第一连接层231与上壳体110连接，另一侧通过泡沫双面胶234与安装在电芯101上的汇流排支架240连接，连接方式优选为使用结构胶或泡沫双面胶234进行固定连接，也可以使用其他能够完成第一延伸部223与汇流排支架240固定连接的方式。使用结构胶与泡沫双面胶234的连接方式，连接位置具有胶体或泡沫的缓冲物。

可以理解的是，第一延伸部223主要为加强防护模块210的连接稳定性，增大与上壳体110和电芯101的连接面积，限制了防护模块210的位置，在电池包100使用过程中充分保证防护部不受颠簸、碰撞、晃动影响而产生位移。加大第一连接层231布置面积，一方面能够加强连接，另一方面，第一连接层231优选为结构胶连接，结构胶的特性使第一连接层具有缓冲作用，当电池包100承受压力时，第一连接层231可一定程度减小电芯101所受压力。且设置第一延伸部223能够与顶板222和第一挡板221共同作用包裹电芯101死角范围，阻挡防护模块210与电芯101间的空隙，防止灰尘杂质对电芯造成损伤。

在本申请的一些实施例中，第二腔体212远离电芯101的一侧设置有第二挡板224，第二挡板224与下壳体120内侧壁连接。

具体而言，顶板222用于防护模块210上部的连接固定，第二挡板224用于防护模块210下部的连接固定。第二挡板224设置在远离电芯一侧。

可以理解的是，第二挡板224提供平面增加与下壳体120接触面积，为防护模块210下部连接固定提供基础。

在本申请的一些实施例中，第二挡板224的下部设置有第二延伸部225，第二延伸部225的一侧与下壳体120的内侧壁之间设置第二连接层232。

具体而言，第二挡板224可以为光滑平面，光滑平面在使用第二连接层进行固定时能够充分利用空间，减小防护模块所占空间，增大电池包100的能量密度；也可以为凹凸平面，凹凸平面的第二挡板224能够在连接时与固定物质充分结合，增大接触面积，使连接更加稳固。第二挡板224与下壳体120连接位置包括倾斜、垂直连接。

可以理解的是，为加强防护模块210的下部连接稳定性，设置第二延伸部225扩大了连接面积，第二连接层232优选为结构胶，结构胶的特性使第二连接层232具有缓冲作用，当电池包100承受压力时，第二连接层232可一定程度减小电芯101所受压力。

在本申请的一些实施例中，防护部200采用PC(聚碳酸酯)和PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的组合材料，防护部200中各处板厚优选为1－3mm。

可以理解的是，PC和PBT的组合材料保持了结晶材料PBT的耐化学性、易于成型等优点，又兼具非结晶材料PC的韧性和尺寸稳定性，具有较高的表面硬度、较高的刚性和韧性，较高的抗高温能力、较高的抗应力开裂能力，基于该材料的防护部200由多个具有蜂窝状结构的防护模块210组合而成，其具有很好的溃缩性能，能够通过自身的溃缩尽可能地吸收侧面的碰撞能量，又最大程度地提高其能量密度，减轻了CTP电池包重量。

基于上述实施例的另一种优选的实施方式中，本实施方式提供了一种动力装置，该动力装置包括上述实施例中的CTP电池包，CTP电池包用于为动力装置提供电能。

具体而言，上述动力装置可以为车辆、列车、飞行器、船舶等。

具体的，在动力装置内安装上述各实施例中的CTP电池包，减少了动力装置的重量，提升了动力装置的电池的防护性能，并且该动力装置可通过模块化对电池包进行组装加工，能够有效地提高电池包的生产效率，降低人工成本和人工作业强度。

上述各实施例中的CTP电池包及动力装置，在电芯侧面设置防护部，对电芯侧面防冲撞能力进行提升，加强了电芯防护性能，减少了电芯维护维修成本。防护部采用防护模块组装的方式，加强了防护部的模块化生产，提高生产效率，节省了装配时间。防护模块采用蜂窝状结构减小了防护部重量，提升了电池包能量密度，提升了电池包的产品质量，降低了成本。使用连接层对防护对进行连接固定限制了防护部的位移范围，充分加强对电芯的防护能力，对所受冲击及进行缓冲，进一步加强电池包抗撞击能力。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种CTP电池包，其特征在于，包括：

上壳体和下壳体，其内部形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有电芯；

防护部，其为中空结构，设置在所述容纳腔内部，并位于所述容纳腔的内侧壁与所述电芯之间。

2.根据权利要求1所述的CTP电池包，其特征在于，所述防护部包括：

防护模块，其一侧分别与所述上壳体和下壳体的内侧壁连接，另一侧与所述电芯接触，所述上壳体和下壳体的每一侧并排设置有所述防护模块；其中，

所述防护模块的上部开设有第一腔体，所述防护模块的下部开设有第二腔体。

3.根据权利要求2所述的CTP电池包，其特征在于，所述第一腔体和第二腔体均包括若干个独立的腔室，若干所述腔室呈蜂窝状排列设置。

4.根据权利要求2所述的CTP电池包，其特征在于，所述第一腔体靠近所述电芯的一侧设置有第一挡板，所述第一腔体的上部设置有顶板，所述顶板与所述上壳体的内顶面之间设置有第一连接层。

5.根据权利要求4所述的CTP电池包，其特征在于，

所述顶板与所述上壳体的内顶面之间设置有阻挡部，所述阻挡部位于所述第一连接层远离所述电芯的一侧。

6.根据权利要求4所述的CTP电池包，其特征在于，所述顶板靠近所述电芯的一侧设置有第一延伸部，所述第一延伸部的上顶面与所述上壳体的内顶面之间设置有所述第一连接层，所述第一延伸部的下底面与汇流排支架相连接。

7.根据权利要求2所述的CTP电池包，其特征在于，

所述第二腔体远离所述电芯的一侧设置有第二挡板，所述第二挡板与所述下壳体的内侧壁连接。

8.根据权利要求7所述的CTP电池包，其特征在于，所述第二挡板与所述下壳体的内侧壁之间设置有第二连接层。

9.根据权利要求8所述的CTP电池包，其特征在于，所述第二挡板的下部设置有第二延伸部，所述第二延伸部的一侧与所述下壳体的内侧壁之间设置有所述第二连接层。

10.一种动力装置，其特征在于，包括如权利要求1－9任一项所述的CTP电池包。

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