CN220604824U - 一种动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池，包括电池组；高压管理件，高压管理件与电池组电连接；防护壳体，防护壳体的外表面上设置有防护层，高压管理件及电池组均设置于防护壳体的内部，解决了现有动力电池的外壳体的表面容易发生锈蚀的问题，有利于保证并提高动力电池的使用寿命和使用性能。

Description

一种动力电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池领域，尤其涉及一种动力电池。

背景技术

在目前的外壳体的研发设计过程中，主要针对动力电池箱体的结构强度和重量要求进行改进。当动力电池应用于新能源船舶，研发设计方面也更加注重于外壳体的密封防水设计，而由于动力电池应用于新能源船舶时，动力电池处于较为湿热及较为高盐雾的环境中，相较于动力电池应用于新能源汽车等其它领域，动力电池的外壳体表面更加容易发生锈蚀的问题，从而影响了外壳体及动力电池的使用寿命。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种动力电池，解决了现有动力电池的外壳体的表面容易发生锈蚀的问题，有利于保证并提高动力电池的使用寿命和使用性能。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种动力电池，包括：

电池组；

高压管理件，所述高压管理件与所述电池组电连接；

防护壳体，所述防护壳体的外表面上设置有防护层，所述高压管理件及所述电池组均设置于所述防护壳体的内部。

在本实用新型的一些实施例中，所述防护壳体包括防护箱体、防护箱盖和密封元件，所述防护箱盖盖设于所述防护箱体，所述密封元件设于所述防护箱体与所述防护箱盖之间，所述高压管理件及所述电池组均安装固定于所述防护箱体的内部。

在本实用新型的一些实施例中，该动力电池还包括充电插头、防水插座、及铰接于所述防水插座的防水保护盖，所述充电插头设于所述防水插座的内部，所述充电插头与所述高压管理件电连接，所述充电插头与所述防水插座固定连接于所述防护壳体。

在本实用新型的一些实施例中，所述防护壳体上设置有远程对接端，所述远程对接端与所述高压管理件电连接。

在本实用新型的一些实施例中，该动力电池还包括天线模块及GPS定位模块，所述天线模块及所述GPS定位模块均与所述高压管理件电连接，且所述天线模块及GPS定位模块均安装固定于所述防护壳体。

在本实用新型的一些实施例中，该动力电池还包括显示模块，所述显示模块固定连接于所述防护壳体，所述显示模块与所述高压管理件电连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述防护箱体与所述防护箱盖均采用HC340LA。

在本实用新型的一些实施例中，所述防护箱体与所述防护箱盖均通过电泳及烤漆的工艺成型有所述防护层。

在本实用新型的一些实施例中，所述防护壳体上设有防水泄压阀。

在本实用新型的一些实施例中，所述防护壳体上设有若干个壳体提手。

综上所述，本实用新型提供的一种动力电池，具有如下技术效果：

在装配有高压管理件和电池组的防护壳体外表面成型有一抗腐蚀抗氧化的防护层，使得该动力电池在处于较为湿热及较为高盐雾的环境不容易发生锈蚀的风险，保证并提高动力电池的使用寿命和使用性能。

同时，在高压管理件的作用下实现电池管理和高压配电管理高度集成化，使得新能源船舶不再需要配备高压箱，更不需要考虑高压箱及连接动力电池与高压箱之间的线束受到氧化、腐蚀的问题，既有助于新能源船舶的轻量化设计，还进一步提高新能源船舶的使用安全性和使用稳定性，为新能源船舶的远航提供保障。

附图说明

图1为本实用新型一种动力电池的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型一种动力电池的局部装配示意图。

图标：1-电池组，11-总正汇流排，12-总负汇流排，2-高压管理件，3-防护壳体，31-防护装配腔，32-电池端板，33-防护箱体，34-防护箱盖，35-密封元件，41-充电插头，42-防水插座，43-防水保护盖，51-天线模块，52-GPS定位模块，61-显示模块，62-远程对接端，63-防水泄压阀，64-壳体提手。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

在目前的新能源船舶中，普遍采用现有的动力电池作为新能源船舶的供应能量的来源，并配备一高压箱，组合成电池系统。这不仅占用了大量的空间，空间利用率极低，也不利于新能源船舶的轻量化设计。更重要的在于，现有的动力电池的外壳体及高压箱的箱体还均需要面临锈蚀的风险，如此，使得该电池系统的使用寿命和使用性能低下。

兹就上述存在的问题，本实用新型旨在于将电池管理和高压配电管理高度集成化，并使得动力电池成型为PACK结构，以达成轻量化设计的目的的同时，极大改善现有动力电池的锈蚀问题，请参见具体分析如下：

具体请根据图1所示，本实用新型所公开的一种动力电池，包括电池组1、高压管理件2以及防护壳体3。其中，防护壳体3的内部具有防护装配腔31，上述的电池组1包括多个电池单体，多个电池单体串并联连接，并均匀阵列于防护装配腔31内。每一电池单体的种类、型号及高度均保持的一致性，在串并联连接的PACK过程中，还用到包括有导电排(如铝母排、铜母排、铜铝复合排等)、总正汇流排11以及总负汇流排12，其具体的连接方式属于电池领域内的现有技术，在此不作详细赘述。

如此，电池组1在防护壳体3内部的装配更加紧凑，密度更加高，从而获取更大的电容量，更高的电压，有利于提高动力电池的能量和功率密度，同时，还能够减小防护壳体3及动力电池的占用空间和生产成本。

为避免在防护壳体3内部的电池组1产生松动，保证电池组1能够稳固地装配于防护壳体3的内部，如图1所示，在电池组1的两相对侧均设置有电池端板32，每一电池端板32均具有端板大面，端板大面即为电池端板32中面积最大的一侧面，每一电池端板32的端板大面均抵接接触于电池组1，且均固定连接于防护壳体3，使得电池组1能够稳定地约束在防护装配腔31的内部，且在实现防护壳体3的轻量化设计的前提下，保证防护壳体3整体的强度和刚度，并利用电池端板32的形变，有效吸收电池组1的电池单体在使用状态下所产生的膨胀现象。

进一步地，具体请结合图1及图2所示，上述的高压管理件2优选设置于电池组1的顶部，高压管理件2可通过连接件固定于防护壳体3，或者，高压管理件2还可螺栓连接至电池端板32，高压管理件2与电池组1电连接。如此，可先将电池组1组装至防护装配腔31的内部后，再加装高压管理件2，使得该动力电池的装配更加便捷，但不局限于电池组1的顶部，根据电池设计及装配要求，还可将高压管理件2的安装位置进行调整。

应当说明的是，此处高压管理件2用于分配、监控及管理高压电源。具体为，高压管理件2上集成有BMS主控模块及PDU模块，则在BMS主控模块的BDU与PDU模块配合下，不仅实现对电池组1的电压、电流、温度、荷电状态及电池劣化程度等方面进行实时检测与评估，同时，还能够对电池组1进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、电路过载短路保护、和诊断管理等。其中，当高压管理件2的高压接口与新能源船舶的高压负载电连接时，能够实时监控电池的电压电流的各项状态，保证动力电池在充放电过程中的安全使用，并进行预充检测和绝缘电阻监测。有效地作为新能源船舶高压系统中的电源的分配和管理，也保护和监控新能源船舶高压系统的运行。

如此，一方面，该动力电池实现电池管理和高压配电管理高度集成化的目的，并作为完整的电池系统使用，新能源船舶不再需要额外配置高压箱，提高新能源船舶的空间利用率，便于船舶的轻量化设计，提升续航能力、降低成本。与此同时，该动力电池在使用过程中所监测的各项状态数据能够统一管理，提高数据的监测精度和使用性能，并且简化线束的连接，使得电池系统更加紧凑、简单。

另一方面，高压管理件2上的BMS主控模块及PDU模块均具备有实时监控高压系统及过载短路保护功能，能够在电路异常的情况下快速切断高压电源，避免发生电路故障而引发事故，实现高压管理件2的可靠性更高。

此外，根据新能源船舶的需求以及设计目的，高压管理件2上还可以灵活集成DC模块、PTC控制模块等，达到模块化、智能化及集成化的目的，同时，提高了高压管理件2通用性及功能性，从而更加适应远航等极为苛刻的环境，为新能源船舶的高性能、高安全、高效率提供更好的支持和保障，也对后续的检修维护提供了便捷性。

更进一步地，防护壳体3的外表面上设置有用于抗腐蚀和抗氧化的防护层，此处的防护层优选通过电泳及烤漆的工艺成型，如此，不仅使得该防护壳体3满足中性盐雾720h小时的要求，相当于自然环境30年的防腐要求，保证良好的抗腐蚀抗氧化效果，且烤漆工艺烤漆的漆膜光滑平整，色泽饱满，不易脱落，达到耐脏及防水的效果。此外，在防护壳体3的外表面上的防护层还可选通过浸渍或喷涂抗腐蚀抗氧化漆的工艺成型。

由于高压管理件2及电池组1均设置于防护壳体3的内部，能够同时保护电池组1及高压管理件2不受腐蚀损坏，从而保证并大大提高该动力电池的使用寿命和使用性能，也避免了传统动力电池与高压箱之间连接的线束受到腐蚀的问题，为新能源船舶供应稳定的电源提供良好的保障。此外，还节省了在高压箱的箱体成型防护层的工艺，从而极大程度地节省了工艺成本。

在本实施例中，具体请根据图1所示，防护壳体3包括防护箱体33、防护箱盖34、以及用于防水的密封元件35，防护箱盖34盖设于防护箱体33，密封元件35设于防护箱体33与防护箱盖34之间，高压管理件2及电池组1均安装固定于防护箱体33的内部。

也即，先高压管理件2及电池组1均安装固定于防护箱体33的内部后，再将防护箱盖34盖合至防护箱体33，并通过若干个紧固件进行紧固，实现了动力电池的生产组装的目的。上述的密封元件35优选采用防腐抗氧化密封圈，或者，在密封条外覆盖一层抗腐蚀抗氧化的涂层，此处的密封条优选采用发泡硅胶，其耐火等级达到UL94V0，耐温达到-40-220℃，且属于一种环保材料。

具体地，具体请根据图1所示，上述的密封元件35沿着防护箱体33的开口周侧延伸设置，且密封元件35上设置有若干个用于贯穿对应紧固件的通孔，则在紧固件的作用下，密封元件35不会由于受到防护箱盖34与防护箱体33之间的夹紧力的影响而产生偏位。

如此，保证并提高了防护壳体3每一处的密封性，避免防护壳体3外部的液体或灰尘等物体不会进入到防护装配腔31的内部，从而防止防护装配腔31内部的高压管理件2及电池组1受到影响或损坏。

应当说明的是，上述的防护箱体33与防护箱盖34均采用HC340LA，其结构强度达到340MPa，使得防护壳体3具备良好的结构强度，满足各种振动碰撞实验，同时，避免该动力电池在受到冲击、振荡等情况下破坏了防护壳体3的结构及气密性，使得防护壳体3外部的液体进入防护装配腔31而促使电池组1及高压管理件2发生短路的风险，如此，更进一步地提高了该动力电池的使用安全性和使用寿命。

考虑该动力电池中的电池组1在长期大功率充放电的过程中会产生大量的热，尤其，当电池组1中的任意一个电池单体在发生热失控的情况下，会使得防护装配腔31发生热蔓延现象，并致使防护装配腔31内部的压强增大，从而很容易诱发电池起火或爆炸的风险，加之新能源船舶在远航过程中发生电池起火的事故时，会使得整体的危险系数继续攀升。

兹就上述存在的问题，发明人提供了一种优选的方案，具体请结合图1及图2所示，上述防护壳体3上设有防水泄压阀63，用于防护壳体3内部的平衡泄压、以及阻滞液体进入防护壳体3内部并发生凝结。

也即，在防水泄压阀63的作用下，当防护装配腔31内部的压强达到预设的压力值时，防水泄压阀63会开启，使得防护装配腔31内部的高温气体排出防护壳体3，一方面，将防护装配腔31内部的压强快速地恢复至正常范围内，另一方面，随着部分高温气体排出防护壳体3外部，也使得防护装配腔31内部的温度能够迅速下降，从而有效地缓解电池组1产生热蔓延的风险。

而电池组1在处于正常使用状态时，防水泄压阀63利用气体分子与液体分子和灰尘颗粒的体积大小数量级差，气体分子能够通过防水泄压阀63在防护壳体3内外之间自由流通，而液体分子与灰尘颗粒无法通过，达到防水防尘与透气的目的，不仅实现该动力电池在正常充放电状态下平衡防护装配腔31内部压强的目的，同时避免水蒸气在防护装配腔31内部积聚和凝结而促使电池组1发生短路的风险，也避免灰尘颗粒在电池组1和/或高压管理件2上积聚而影响该动力电池的使用性能。有效保证该动力电池处于远航等极为苛刻的环境下的使用稳定性。

应当说明的是，具体请结合图1及图2所示，防水泄压阀63优选设置在防护壳体3的防护箱体33上，当然，根据电池设计及结构设计需求，防水泄压阀63还可设置在防护壳体3的防护箱盖34上，或者，防护箱体33及防护箱盖34均配置有防水泄压阀63。此外，防水泄压阀63可通过螺栓方式与防护壳体3连接安装，防水泄压阀63也可通过压入方式与防护壳体3连接安装，防水泄压阀63也可通过卡扣方式与防护壳体3连接安装等。

作为本实施例的其中一种优选方案，具体请结合图1及图2所示，该动力电池还包括天线模块51及GPS定位模块52，天线模块51及GPS定位模块52均与高压管理件2电连接，且天线模块51及GPS定位模块52均安装设置在防护壳体3上，其中，如图1所示，天线模块51及GPS定位模块52均优选设置于防护壳体3的防护箱体33，当然，天线模块51及GPS定位模块52还可以均设置于防护壳体3的防护箱盖34，天线模块51及GPS定位模块52的其中一者均设置于防护箱体33，天线模块51及GPS定位模块52的另一者均设置于防护箱盖34。

利用天线模块51及GPS定位模块52的配合，将该动力电池及新能源船舶所在的实时位置、时间信息和/或速度信息转换成无线电信号，并发送传输至用户设备的GPS接收机。如此，当该动力电池及新能源船舶发生特殊情况下，能够及时、精准地确定其所在位置，争取援助和抢救的宝贵时间。同时，还能够实时、高精度地获取该动力电池及新能源船舶的使用信息，有利于动态把握该动力电池及新能源船舶的状态。

考虑新能源船舶在远航或重载运输的情况下，该动力电池的能耗将会很高，当该动力电池的电量偏低时，将会影响新能源船舶的运输。

针对上述存在的问题，发明人提供了一种可选的方案，即配置多个动力电池，且多个动力电池并联连接，提高了使用电量，从而提高了该新能源船舶的续航能力。

除此之外，发明人还提供了另一种优选方案，具体请结合图1及图2所示，该动力电池还包括充电插头41、防水插座42、及铰接于防水插座42的防水保护盖43，充电插头41设于防水插座42的内部，充电插头41与高压管理件2电连接，充电插头41与防水插座42固定连接于防护壳体3。

优选地，充电插头41为国标充电插头41，高压管理件2与新能源船舶的控制系统电连接，则当动力电池的电量偏低时，高压管理件2将低电量的预警信号反馈至新能源船舶的控制系统，以告知新能源船舶的操控者，操控者可随时操控新能源船舶行驶至附近的充电基站进行快速充电。

在给予电池组1进行充电时，翻转打开防水保护盖43，将充电基站的充电线插接至充电插头41即可。而充电结束后，仅需要充电线拔离充电插头41，并将防水保护盖43盖合至防水插座42，使得充电插头41密封在防水插座42的内部，从而避免在非充电状态下，液体或灰尘掉落在充电插头41上。

应当说明的，上述采用多个动力电池并联连接的方案与采用国标充电插头41以及时补充电源的方案可结合使用。

作为本实施例进一步的优选方案，具体请结合图1及图2所示，防护壳体3上设置有远程对接端62，远程对接端62与高压管理件2电连接。如此，新能源船舶的控制系统可通过远程控制线可插接至远程对接端62，则新能源船舶的控制系统与高压管理件2电连接。

一方面，高压管理件2将该动力电池的数据及信息(如电压、电流、温度、负载、输入/输出电压等)远程传输至新能源船舶的控制系统，操控者能够在控制系统进行在线实时监控、管理，实现远程监控该动力电池的实时运行状态的目的，则操控者不需要实时在该动力电池的位置进行现场巡视检查，降低了管理的难度。

另一方面，新能源船舶的控制系统能够反馈对应指令传输至高压管理件2，实现对该动力电池进行远程控制通断电及充放电的目的，当配置多个动力电池时，操控者可远程自由切换、管理多个动力电池的状态，减少了人工现场维护和管理的成本，也降低了操作者现场操作的难度，也能够及时对存在异常的动力电池做出及时的应对措施，及时消除安装隐患，提高该新能源船舶的使用安全系数。

作为本实施例进一步的优选方案，具体请结合图1及图2所示，该动力电池还包括显示模块61，显示模块61固定连接于防护壳体3，显示模块61与高压管理件2电连接，也即为显示模块61通过数据线连接至高压管理件2的显示输出端，以接收高压管理件2的信号并形成相应的图像(如电压电流参数、剩余电量参数、充电时长参数、内部压强的参数、内部动态温度的参数、当前电池的使用状态等)，从而有利于操控者对该动力电池的使用状态做出精准的判断，从而能够根据该动力电池的使用状态做出及时、准确的应对措施，也便于质检人员在调试过程或检修过程中对该动力电池各项数据的排查。

此外，具体请结合图1和图2所示，上述的防护箱体33的两相对侧壁上均设置有两个壳体提手64，以便于该动力电池的运送和移动。当然，不限于上述的四个壳体提手64，壳体提手64的数目还可以为一个，一个壳体提手64设置在防护箱盖34的顶部，并位于防护箱盖34的中间位置。或者，壳体提手64的数目还可以为两个，两个壳体提手64分别设置于防护箱体33的两相对侧壁或防护箱盖34的两相对侧壁。或者，壳体提手64的数目还可以为三个、四个、五个、六个等。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池，其特征在于，包括：

电池组(1)；

高压管理件(2)，所述高压管理件(2)与所述电池组(1)电连接；

防护壳体(3)，所述防护壳体(3)的外表面上设置有防护层，所述高压管理件(2)及所述电池组(1)均设置于所述防护壳体(3)的内部。

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述防护壳体(3)包括防护箱体(33)、防护箱盖(34)和密封元件(35)，所述防护箱盖(34)盖设于所述防护箱体(33)，所述密封元件(35)设于所述防护箱体(33)与所述防护箱盖(34)之间，所述高压管理件(2)及所述电池组(1)均安装固定于所述防护箱体(33)的内部。

3.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于：还包括充电插头(41)、防水插座(42)、及铰接于所述防水插座(42)的防水保护盖(43)，所述充电插头(41)设于所述防水插座(42)的内部，所述充电插头(41)与所述高压管理件(2)电连接，所述充电插头(41)与所述防水插座(42)固定连接于所述防护壳体(3)。

4.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于：所述防护壳体(3)上设置有远程对接端(62)，所述远程对接端(62)与所述高压管理件(2)电连接。

5.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于：还包括天线模块(51)及GPS定位模块(52)，所述天线模块(51)及所述GPS定位模块(52)均与所述高压管理件(2)电连接，且所述天线模块(51)及GPS定位模块(52)均安装固定于所述防护壳体(3)。

6.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于：还包括显示模块(61)，所述显示模块(61)固定连接于所述防护壳体(3)，所述显示模块(61)与所述高压管理件(2)电连接。

7.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于：所述防护箱体(33)与所述防护箱盖(34)均采用HC340LA。

8.根据权利要求2或7所述的动力电池，其特征在于：所述防护箱体(33)与所述防护箱盖(34)均通过电泳及烤漆的工艺成型有所述防护层。

9.根据权利要求1或2或7所述的动力电池，其特征在于：所述防护壳体(3)上设有防水泄压阀(63)。

10.根据权利要求1或2或7所述的动力电池，其特征在于：所述防护壳体(3)上设置有若干个壳体提手(64)。