CN219350561U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包，其中电池包具有两两相交的第一方向、第二方向和第三方向，电池包包括液冷组件和多个单体电池，液冷组件包括沿第二方向间隔排布的多个液冷板，液冷板沿第三方向延伸，相邻的液冷板之间设有至少一个单体电池，电池包还包括汇流排组件和第一阻隔构件，汇流排组件设于单体电池沿第一方向的一侧；其中，第一阻隔构件设于汇流排组件靠近单体电池的一侧，并遮盖至少部分所述液冷板。根据本实用新型，电池包具有高稳定性和安全性。

Description

电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池包。

背景技术

随着纯电汽车的发展，对整车的续航能力，即对纯电汽车所使用的电池包的质量能量密度的需求提高。电池包的整体尺寸逐渐增加，电池包所使用的电芯由磷酸铁锂电芯向三元电芯发展。三元电芯的质量能量密度相比磷酸铁锂的质量能量密度更高，但是三元电芯同时伴随着稳定性、安全性较低的问题。一旦三元电芯发生热失控，易引发其他模块的异常，进而导致热失控扩散到整个电池包。因此，如何避免三元电芯在热失控过程中，引发热扩散到整个电池包成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种电池包，第一阻隔构件将高温高压喷出物阻隔在单体电池和汇流排组件之间，保护液冷板及其他正常使用的单体电池，从而避免液冷板损坏而引发的二次热失控，从而提高整体的稳定性和安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种电池包，具有两两相交的第一方向、第二方向和第三方向，电池包包括液冷组件和多个单体电池，液冷组件包括沿第二方向间隔排布的多个液冷板，液冷板沿第三方向延伸，相邻的液冷板之间设有至少一个单体电池，电池包还包括汇流排组件和第一阻隔构件，汇流排组件设于单体电池沿第一方向的一侧；

其中，第一阻隔构件设于汇流排组件靠近单体电池的一侧，并遮盖至少部分所述液冷板。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，沿第二方向，相邻两个单体电池之间具有间隙，所述间隙内设有所述液冷板，所述第一空间的尺寸为D₁ mm，所述第一阻隔构件的尺寸为D₂ mm，满足：1≤D₂/D₁≤2。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，电池包还包括第二阻隔构件，第二阻隔构件设于汇流排组件远离单体电池的一侧，沿第一方向，第二阻隔构件与第一阻隔构件在垂直于所述第一方向的平面上的投影至少部分重合。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一阻隔构件分别包括防火棉、陶瓷化硅胶复合带中的至少一种；第二阻隔构件包括防火棉、陶瓷化硅胶复合带中的至少一种。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，沿第一方向，第二阻隔构件的尺寸为H₃ mm，满足：0.3≤H₃≤10。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，电池包还包括支撑垫，支撑垫设置于第二阻隔构件远离汇流排组件的一侧。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，单体电池沿第一方向的一端设有极柱，汇流排组件包括集流构件和第一绝缘膜，集流构件设置在第一绝缘膜背离单体电池的一侧并与极柱电连接，第一阻隔构件设置于第一绝缘膜背离集流构件的一侧。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，沿第一方向，第一阻隔构件的尺寸为H₁ mm，汇流排组件的尺寸为H₂ mm，满足：0.5≤H₁/H₂≤0.8。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一阻隔构件沿第一方向的尺寸H₁ mm满足：0.3≤H₁≤5。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，汇流排组件还包括第二绝缘膜，第二绝缘膜设置于集流构件远离第一绝缘膜的一侧。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，液冷板在第二方向上具有相对的第一壁面和第二壁面；第一壁面或/和第二壁面上设置有绝缘喷膜。

上述技术方案中的电池包的安全防护结构具有如下优点或有益效果：第一阻隔构件设于汇流排组件靠近单体电池的一侧；沿第一方向，第一阻隔构件至少部分遮盖液冷板，当单体电池热失控产生高温高压喷出物时，第一阻隔构件能够保护汇流排组件，同时避免汇流排组件受高温部分熔化掉落到液冷板上，进而避免液冷板损坏引起单体电池间的二次热失控从而提高电池包整体的安全性。

保护液冷板就是同时保障液冷组件，使得在热失控发生时液冷组件依然可以带走部分热量，以对热失控的单体电池进行散热，进一步避免热扩散。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是根据本实用新型实施例提供的一种电池包的爆炸示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的电池包的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例提供的电池包的剖面示意图；

图4是根据本实用新型实施例提供的第一阻隔构件设置在间隙处的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例提供的汇流排组件、第二阻隔构件和第一阻隔构件的爆炸示意图；

图6是根据本实用新型实施例提供的集流构件的结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例提供的液冷组件的结构示意图；

图8是根据本实用新型实施例提供的电池单元的结构示意图；

图9是根据本实用新型实施例提供的电池列的结构示意图。

附图部件标识如下：

1、汇流排组件；11、集流构件；

2、液冷组件；21、液冷板；211、第一壁面；212、第二壁面；22、绝缘喷膜；

3、电池单元；31、电池列；311、单体电池；3111、极柱；

4、第一阻隔构件；

5、第二阻隔构件；

6、第一绝缘膜；7、第二绝缘膜；8、支撑垫；9、间隙。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

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”、“顺时针”、“逆时针”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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”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小于第二特征。

在申请实施例中，“平行”是指直线与直线、直线与面、或面与面形成的角度为-1°～1°的状态。另外，“垂直”是指直线与直线、直线与面、或面与面形成的角度为89°～91°的状态。

三元电芯的质量能量密度相比磷酸铁锂的质量能量密度更高，但是三元电芯同时伴随着稳定性、安全性较低的问题。如何设计电池包的热扩散防护，避免三元电芯在热失控过程中，引发热扩散，以最大程度的降低热失控及热扩散的危害。

因此，本文公开的示例性电池包，图1为根据本实施例提供的一种电池包的爆炸示意图，图2为根据本实施例提供的电池包的结构示意图，图3为根据本实施例提供的电池包的剖面示意图，图4为根据本实施例提供的第一阻隔构件4设置在间隙9处的结构示意图，图8为根据本实施例提供的电池单元3的结构示意图，图9为根据本实施例提供的电池列31的结构示意图；如图1至图4及图8和图9所示，电池包具有两两相交的第一方向Z、第二方向X和第三方向Y，本实施例中，第一方向Z、第二方向X和第三方向Y两两垂直，电池包包括液冷组件2和电池单元3，电池单元3包括多个电池列31，液冷组件2包括沿第二方向X间隔排布的多个液冷板21，液冷板21沿第三方向Y延伸，电电池列31包括多个单体电池311，相邻的液冷板21之间设有至少一个单体电池311，具体地，本实施例中，相邻的液冷板21之间设置有一个电池列31，电池包还包括汇流排组件1和第一阻隔构件4，汇流排组件1设于单体电池311沿第一方向Z的一侧，本实施例中，汇流排组件1设置于单体电池311的顶部上方。需要说明的是，在其他的实施例中，汇流排组件1可以设置于单体电池311沿第二方向X或第三方向Y的一侧。

其中，单体电池311沿第一方向Z的一端设有与汇流排组件1电连接的极柱3111，单体电池311通过极柱3111实现与汇流排组件1电连接，并且汇流排组件1位于单体电池311的顶部上方；第一阻隔构件4设于汇流排组件1靠近单体电池311的一侧，并遮盖至少部分液冷板21，具体而言，沿第一方向Z，第一阻隔构件4与液冷板21在垂直于第一方向Z的平面上的投影至少部分重叠。

在本实施例中，沿第二方向X，相邻两个单体电池311之间围成间隙9，液冷板21设置于间隙9中，间隙9的尺寸为D₁ mm，第一阻隔构件4的尺寸为D₂ mm，满足：1≤D₂/D₁≤2，满足此范围时，第一阻隔构件4覆盖两个单体电池311之间的间隙9，同时也会遮盖间隙9中的液冷板21，这样可以避免汇流排组件1中熔化的物质从第一阻隔构件4的边沿渗入间隙9中造成液冷板21的损坏，也避免第一阻隔构件4的尺寸过大带来成本上升。优选地，1.2≤D₂/D₁≤1.5。

在本实施例中，图7为根据本实施例提供的液冷组件2的结构示意图，如图7所示，液冷板21在第二方向X上具有相对的第一壁面211和第二壁面212；第一壁面211或/和第二壁面212上设置有绝缘喷膜22。本实施例中，第一壁面211和第二壁面212上均设置有绝缘喷膜22，以对液冷板21进一步保护，避免液冷板21引起相邻的单体电池311发生短路。

单体电池311的充放电过程中，液冷组件2的对单体电池311进行散热。相邻两个单体电池311之间围成间隙9，在单体电池311热失控后，单体电池311产生高温高压喷出物，高温高压喷出物如：电解液、卷绕物等会从单体电池311内喷射出来，会先将汇流排组件1破坏，破坏后的汇流排组件1可能会有部分熔化物掉落在间隙9内，也即可能掉落在相邻两个单体电池311之间的液冷板21上，高温的物质掉落在液冷板21上会造成绝缘喷膜22破损，进而会导致汇流排组件1或者相邻两个单体电池311与液冷板21之间拉弧短路造成热扩散，引起二次热失控。

上述电池包，第一阻隔构件4设于汇流排组件1靠近单体电池311的一侧；沿第一方向Z，第一阻隔构件4至少部分遮盖液冷板21，也即第一阻隔构件4与液冷板21在垂直于第一方向Z的平面上的投影至少部分重叠，当某个单体电池311热失控产生高温高压喷出物时，第一阻隔构件4能够阻挡高温高压喷出物进入间隙9，进而避免液冷板21所引起的二次热失控；也避免影响其他,单体电池311。第一阻隔构件4将高温高压喷出物阻隔在单体电池311和汇流排组件1之间，保护液冷板21。保护液冷板21就是同时保障液冷组件2，使得液冷组件2可以带走部分热量，以对热失控的单体电池311进行散热，进一步避免热扩散。

电池包通过在汇流排组件1靠近单体电池311的一侧设计第一阻隔构件4，第一阻隔构件4至少部分遮盖间隙9，实现将单体电池311热失控产生的高温高压喷出物堆积在单体电池311和汇流排组件1之间，保护液冷板21及其他正常使用的单体电池311，从而避免液冷板21损坏而引发的二次热失控，从而提高整体的稳定性和安全性。

在本实施例中，图5为根据本实施例提供的汇流排组件1、第二阻隔构件5和第一阻隔构件4的爆炸示意图，如图5所示，电池包还包括第二阻隔构件5，第二阻隔构件5设于汇流排组件1远离单体电池311的一侧，沿第一方向Z，第二阻隔构件5与第一阻隔构件4在垂直于第一方向Z的平面上的投影至少部分重合。也就是第二阻隔构件5和第一阻隔构件4相对设置在单体电池311的两侧，并且第二阻隔构件5与第一阻隔构件4再垂直于第一方向Z的平面上的投影至少部分重合，以将间隙9对应的汇流排组件1包围。由于高温高压喷出物会对汇流排组件1造成破坏，第一阻隔构件4和第二阻隔构件5将汇流排组件1的部分位置包围后，能对汇流排组件1进行保护，避免高温高压喷出物将汇流排组件1的相关部件熔化，进而阻止高温高压喷出物破坏汇流排组件1后产生飞溅。

在本实施例中，图6为根据本实施例提供的集流构件11的结构示意图，如图6所示，汇流排组件1包括集流构件11和第一绝缘膜6，集流构件11设置在第一绝缘膜6背离单体电池311的一侧并与极柱3111电连接，第一阻隔构件4设置于第一绝缘膜6背离集流构件11的一侧。汇流排组件1还包括第二绝缘膜7，第二绝缘膜7设置于集流构件11远离第一绝缘膜6的一侧，本实施例中，第二阻隔构件5设置在第二绝缘膜7远离集流构件11的一侧。第一绝缘膜6和第二绝缘膜7对集流构件11进行支撑保护。

在本实施例中，第一绝缘膜6包括PET膜(聚酯薄膜)、PI膜(聚酰亚胺薄膜)中的一种，第二绝缘膜7包括PET、PI中的一种。在一些实施例中，第一绝缘膜6或第二绝缘膜7为FPC(柔性电路板)组件，以实现对各个单体电池311的信息采集及传输。

集流构件11设于单体电池311沿第一方向Z的顶端，并且集流构件11与单体电池311的极柱3111电连接；而第一绝缘膜6和第二绝缘膜7相对设置在集流构件11的两侧。第一绝缘膜6和第二绝缘膜7对集流构件11进行绝缘保护。

本实施例中，集流构件11、第二绝缘膜7和第一绝缘膜6为热压一体成型。

在本实施例中，第一阻隔构件4包括防火棉、陶瓷化硅胶复合带中的至少一种，第二阻隔构件5包括防火棉、陶瓷化硅胶复合带中的至少一种。值得说明的是，第一阻隔构件4和第二阻隔构件5的材质只是示例性的提出，只要第一阻隔构件4和第二阻隔构件5应用的材质能使其进行隔热保护均在本申请的保护范围内。

在本实施例中，沿第一方向Z，第一阻隔构件4的尺寸为H₁ mm，汇流排组件1的尺寸为H₂ mm，满足：0.5≤H₁/H₂≤0.8。沿第一方向Z，第一阻隔构件4的尺寸小于汇流排组件1的尺寸，第一阻隔构件4能加强对间隙9的覆盖效果，保证避免高温高压喷出物进入间隙9。当H₁/H₂的取值大于0.8时，第一阻隔构件4的厚度相对过大，会造成材料的浪费以及成本的上升，当H₁/H₂的取值小于0.5时，第一阻隔构件4的厚度过小，有可能无法对汇流排组件1形成有效的防护阻隔，保护效果不够好；当满足0.5≤H₁/H₂≤0.8时，可以较好地兼顾保护效果与成本。

在一些实施例中，第一阻隔构件4包括防火棉，沿第一方向Z，第一阻隔构件4的尺寸为H₁ mm，满足：0.3≤H₁≤5，优选地，2≤H₁≤4。第二阻隔构件5包括防火棉，沿第一方向Z，第二阻隔构件5的尺寸为H₃mm，满足：4≤H₃≤10。防火棉对粘贴位置的平整度要求低，生产工艺性要求低，使制作电池包的成本得到控制。其中，可利用游标卡尺多次测量第一阻隔构件4的厚度，并取平均值，得到H₁。

在另一些实施例中，第一阻隔构件4包括陶瓷化硅胶复合带，沿第一方向Z，第一阻隔构件4的尺寸为H₁ mm，满足：0.3≤H₁＜5，优选地，1≤H₁≤2.5例如，第一阻隔构件4的尺寸H₁为0.8，汇流排组件1的尺寸H₂为1，H₁/H₂＝0.8。第二阻隔构件5包括陶瓷化硅复合带，沿第一方向Z，第二阻隔构件5的尺寸为H₃ mm，满足0.3≤H₃≤1。其中，可利用游标卡尺多次测量第二阻隔构件5的厚度，并取平均值，得到H₃；可利用游标卡尺多次测量第一阻隔构件的厚度，并取平均值，得到H₁；可采用游标卡尺多次测量汇流排组件1的最大厚度，并取平均值，得到H₂，或者，采用游标卡尺多次测量汇流排组件1的最小厚度，并取平均值，得到H₂，或者采用游标卡尺分别多次测量汇流排组件1的最大厚度和最小厚度，然后取平均值得到H₂。

在本实施例中，电池包还包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体在第一方向Z上叠合并限定出容纳腔，液冷组件2、单体电池311、汇流排组件1、第一阻隔构件4和第二阻隔构件5设置在容纳腔中。

其中，电池包还包括支撑垫8，支撑垫8设置于第二阻隔构件5远离汇流排组件1的一侧。支撑垫8对电池单元3或/和汇流排组件1进行保护，避免上箱体在外力的作用下变形挤压电池单元3或/和汇流排组件1。

以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本实用新型的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本实用新型权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池包，具有两两相交的第一方向、第二方向和第三方向，所述电池包包括液冷组件和多个单体电池，所述液冷组件包括沿所述第二方向间隔排布的多个液冷板，所述液冷板沿所述第三方向延伸，相邻的所述液冷板之间设有至少一个所述单体电池，其特征在于，所述电池包还包括汇流排组件和第一阻隔构件，所述汇流排组件设于所述单体电池沿所述第一方向的一侧；

其中，所述第一阻隔构件设于所述汇流排组件靠近所述单体电池的一侧，并遮盖至少部分所述液冷板。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，沿第二方向，相邻两个单体电池之间具有间隙，所述间隙内设有所述液冷板，所述间隙的尺寸为D₁ mm，所述第一阻隔构件的尺寸为D₂mm，满足：1≤D₂/D₁≤2。

3.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括第二阻隔构件，所述第二阻隔构件设于所述汇流排组件远离所述单体电池的一侧，沿所述第一方向，所述第二阻隔构件与所述第一阻隔构件在垂直于所述第一方向的平面上的投影至少部分重合。

4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一阻隔构件包括防火棉、陶瓷化硅胶复合带中的至少一种；和/或，所述第二阻隔构件包括防火棉、陶瓷化硅胶复合带中的至少一种。

5.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，沿所述第一方向，所述第二阻隔构件的尺寸为H₃ mm，满足：0.3≤H₃≤10。

6.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括支撑垫，所述支撑垫设置于所述第二阻隔构件远离所述汇流排组件的一侧。

7.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述单体电池沿第一方向的一端设有极柱，所述汇流排组件包括集流构件和第一绝缘膜，所述集流构件设置在所述第一绝缘膜背离所述单体电池的一侧并与所述极柱电连接，所述第一阻隔构件设置于所述第一绝缘膜背离所述集流构件的一侧。

8.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一阻隔构件的尺寸为H₁ mm，所述汇流排组件的尺寸为H₂ mm，满足：0.5≤H₁/H₂≤0.8。

9.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一阻隔构件沿所述第一方向的尺寸H₁ mm满足：0.3≤H₁≤5。

10.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述汇流排组件还包括第二绝缘膜，所述第二绝缘膜设置于所述集流构件远离所述第一绝缘膜的一侧。

11.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述液冷板在所述第二方向上具有相对的第一壁面和第二壁面；所述第一壁面或/和所述第二壁面上设置有绝缘喷膜。

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