CN220692093U - 一种矩阵式电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矩阵式电池包，矩阵式电池包的结构包括下壳体；以及电池模组，设置在所述下壳体的内部，所述电池模组由电芯模块组成，所述电芯模块包括至少两个电芯，所述电芯模块的电芯沿第一方向设置成一排，所述第一方向为所述下壳体的宽度方向，所述电芯的长度方向平行于所述第一方向。该矩阵式电池包能够解决现有的电芯布置方式对电池包的宽度方向上的空间利用不充分的问题。

Description

一种矩阵式电池包

技术领域

本申请涉及动力电池包技术领域，尤其是涉及一种矩阵式电池包。

背景技术

当代汽车产业正在发生革命性的变化，即传统燃油汽车正在逐步被新能源汽车所代替，其中纯电动汽车作为新能源汽车的一种正在兴起。在现有技术中，许多传动燃油车平台直接通过将发动机结构更换为动力电池包结构，实现将汽车动力源由燃油更换为电池。随着市场上新能源汽车的浮现，人们对电动汽车的续航有了更高的需求，同样的电池参数意味着需要在电动汽车的电池包中布置更多的电池才能达到更高的续航里程。

目前市场上的矩阵式电池包，在电芯的长度小于电池包的宽度的一半时，模组内部的电芯间的汇流排仅在电池包的长度方向上连接电芯。由于电芯沿电池包的长度方向设置时，电池包内部的零部件较多，且电池包内设置有较多的横梁，导致实际可布置电芯的空间变小，电芯对电池包的宽度方向利用不充分，造成电池包的电量无法进一步提升。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种矩阵式电池包，用以解决现有的电芯布置方式对电池包的宽度方向上的空间利用不充分的问题。

根据本实用新型提供了一种矩阵式电池包，其中，所述矩阵式电池包包括：下壳体；以及电池模组，设置在所述下壳体的内部，所述电池模组由电芯模块组成，所述电芯模块包括至少两个电芯，所述电芯模块的电芯沿第一方向设置成一排，所述第一方向为所述下壳体的宽度方向，所述电芯的长度方向平行于所述第一方向。

优选地，所述下壳体包括：底板；下壳体边框，设置在所述底板的外周，所述下壳体边框设置有连通于所述下壳体的外部的排气通道；以及多个底托板，设置在所述下壳体边框的内部，所述底托板沿第二方向设置，所述第二方向为所述下壳体的长度方向，多个所述底托板在所述第一方向上间隔地设置，所述电池模组设置在多个所述底托板的上部，所述底托板与所述底板之间设置有间隔。

优选地，所述电芯的防爆阀设置在所述电芯的底部，所述防爆阀正对所述底托板之间的间隔处。

优选地，所述电芯模组在正对所述底托板之间的间隔处的非防爆阀区域设置有第一隔热部件，所述底板在正对所述底托板之间的间隔处设置有第二隔热部件。

优选地，所述电池模组包括多个所述电芯模块，多个所述电芯模块沿所述电芯的厚度方向排列，多个所述电芯模块沿所述第二方向设置成一排，相邻的两个所述电芯模块之间设置有间隙，所述间隙内设置有间隔部件。

优选地，所述电池模组还包括模组中梁，所述模组中梁设置在所述电芯模块的相邻的两个所述电芯之间，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯分别连接于所述模组中梁的两侧，所述模组中梁连接所述电池模组的多个电芯模块，所述底板通过连接件连接于所述模组中梁。

优选地，所述电池模组的上部设置有冷板，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯之间设置有中间汇流排，所述中间汇流排与所述冷板之间设置有间隔；所述电池模组在所述第一方向上的两侧设置有多个电芯间汇流排，所述电芯间汇流排连接所述电池模组的相邻的两个所述电芯模块；所述电池模组在所述第二方向上的两端设置有输出极汇流排，所述输出极汇流排设置在所述电芯模块的端部。

优选地，所述电池模组还包括采集总成，所述采集总成设置在所述电池模组在所述第一方向上的两侧，所述采集总成包括：多个第一采集片，设置在所述采集总成的靠近所述电池模组的一侧，多个所述第一采集片与多个所述电芯模块的电芯一一对应地连接，用于采集同侧的所述电芯的顶盖的电压；以及多个第二采集片，多个所述第二采集片与多个所述电芯间汇流排一一对应地连接，用于采集同侧的所述电芯间汇流排的电压。

优选地，所述下壳体的内部设置有沿所述第一方向延伸的中间梁，所述中间梁与所述下壳体边框的所述第二方向上的中部连接，所述矩阵式电池包至少包括两个所述电池模组，两个所述电池模组分别设置在所述中间梁的两侧。

优选地，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯的肩部之间的距离为8mm～60mm，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯的顶部设置有连接两个所述电芯的连接板，用于提升所述电芯模块的刚度。

本实用新型实施例的矩阵式电池包，其电池模组设置在下壳体的内部，电池模组由电芯模块组成，电芯模块包括至少两个电芯，电芯模块的电芯沿下壳体的宽度方向设置成一排，即电芯在下壳体的宽度方向上成组，进而有效利用电池包在宽度方向上的空间，并可以使电池模组避开电池包内部的横梁，如此能够有效地解决现有的电芯布置方式对电池包的宽度方向上的空间利用不充分的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是根据本实用新型的矩阵式电池包的部分结构的示意图。

图2是根据本实用新型的矩阵式电池包的结构拆分的示意图。

图3是根据本实用新型的矩阵式电池包的下壳体的示意图。

图4是根据本实用新型的矩阵式电池包的部分结构的另一角度的示意图。

图5是根据本实用新型的矩阵式电池包的电池模组的示意图。

图6是根据本实用新型的矩阵式电池包的电芯模块的示意图。

图7是根据本实用新型的矩阵式电池包的电芯模块的另一示意图。

图8是根据本实用新型的矩阵式电池包的采集总成的示意图。

附图标记：1-下壳体；11-底板；110-FDS螺钉；12-下壳体边框；120-排气通道；13-底托板；14-中间梁；2-电池模组；20-电芯模块；200-电芯；201-防爆阀；21-模组中梁；22-中间汇流排；23-电芯间汇流排；24-输出极汇流排；3-冷板；4-采集总成；41-第一采集片；42-第二采集片；5-BDU；6-BMS。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

本实用新型提供一种矩阵式电池包，如图1至图8所示，该矩阵式电池包包括下壳体1以及电池模组2。

在以下的描述中，将参照图1至图8具体描述矩阵式电池包的上述组件的具体结构以及上述组件的连接关系。

如图1至图8所示，在实施例中，电池模组2可以设置在下壳体1的内部。所述电池模组2可以由电芯模块20组成，每个电芯模块20可以包括至少两个电芯200。电芯模块20的电芯200可以沿第一方向设置成一排，所述第一方向可以为下壳体1的宽度方向，即电芯200在下壳体1的宽度方向上成组地设置。电芯200的长度方向可以平行于所述第一方向，如此可以有效地利用所述矩阵式电池包在宽度方向上的空间。

优选的，如图1至图4所示，在实施例中，下壳体1可以包括底板11、下壳体边框12以及多个底托板13。其中，底板11可以为矩形板件，所述底板11设置在下壳体1的底部，下壳体边框12可以设置在底板11的外周。底托板13可以设置在下壳体边框12的内部，底托板13的两端可以与下壳体边框12的内壁连接。优选的，底托板13可以沿第二方向设置，所述第二方向可以为下壳体1的长度方向。多个底托板13在第一方向上间隔地设置，电池模组2则可以设置在所述多个底托板13的上部。具体的，电池模组2的底部可以与所述多个底托板13的顶面通过结构胶粘接。优选的，下壳体边框12的侧壁上可以设置有连通于下壳体1的外部的排气通道120。所述底托板13与底板11之间可以设置有间隔，使得底托板13与底板11之间可以形成一条连通于所述排气通道120的排烟通道，用于在所述矩阵式电池包热失控时进行排气。

进一步的，优选的，如图4所示，在实施例中，电池模组2的电芯200的防爆阀201可以设置在电芯200的底部(即防爆阀201竖直向下设置)。优选的，防爆阀201正对所述底托板13之间的间隔处。如此设置可以使电芯200的防爆阀201直接连通于所述排烟通道，且排烟通道的尺寸较大，使得所述矩阵式电池包可以顺畅地排烟。此外，优选的，电池模组2在正对底托板13之间的间隔处的非防爆阀201区域设置有第一隔热部件，所述第一隔热部件用于保护电芯200。底板11在正对底托板13之间的间隔处设置有第二隔热部件。具体的，所述第一隔热部件和所述第二隔热部件可以均为云母板或环氧板。

优选的，如图1至图7所示，在实施例中，电池模组2可以包括多个电芯模块20。多个电芯模块20可以沿电芯200的厚度方向排列，且多个电芯模块20可以沿第二方向设置成一排(即在下壳体1的长度方向上对齐设置)。优选的，相邻的两个电芯模块20之间还可以设置有间隙，所述间隙的宽度可以≥0.1mm，同时所述间隙的宽度≥0.2倍电芯200的厚度。再优选的，所述间隙内还可以设置有间隔部件。具体的，所述间隔部件可以为泡棉或塑料片。

优选的，如图5至图7所示，在实施例中，电池模组2还可以包括模组中梁21，所述模组中梁21的横截面可以为矩形。模组中梁21可以设置在电芯模块20的相邻的两个电芯200之间。具体的，模组中梁21可以设置在电芯模块20的下部，电芯模块20的相邻的两个电芯200分别粘接于模组中梁21的相对的两侧。模组中梁21可以同时连接电池模组2的多个电芯模块20。

此外，优选的，如图2所示，在实施例中，底板11可以通过多个沿第二方向设置的连接件连接于模组中梁21，以提高所述矩阵式电池包的整体的刚度，所述连接件可以为FDS螺钉110(流钻螺钉)。优选的，电芯200的长度可以为350mm至1000mm。电芯模块20的电芯200在第一方向上的总尺寸/电芯模块20在第一方向上的总尺寸可以为0.93-0.99。电芯模块20在第一方向上的总尺寸/下壳体1的内部在第一方向上的尺寸可以为0.85-0.98。

优选的，如图1至图7所示，在实施例中，电池模组2的上部可以设置有冷板3，所述冷板3可以与电池模组2的顶面连接，用于为电池模组2降温。而电芯模块20的相邻的两个电芯200之间则可以设置有中间汇流排22。具体的，所述中间汇流排22可以为能够弯折的金属片，中间汇流排22的两端分别与所述两个电芯200的电极焊接。安装过程可以如图7所示，电芯模块20的相邻的两个电芯200可以在中间汇流排22弯折呈90°的状态下焊接于中间汇流排22的两端。其后，再次弯折中间汇流排22，使电芯模块20的相邻的两个电芯200的下部均粘接于模组中梁21。

优选的，如图2至图6所示，在实施例中，冷板3可以为矩形的板件。所述冷板3可以作为下壳体1的上盖，中间汇流排22的顶部与冷板3之间则可以设置有间隔。电芯模块20的相邻的两个电芯200的肩部之间的距离可以为8mm～60mm，如此设置可以避免电芯模块20的相邻的两个电芯200间距离过小而无法成组，或距离过大而导致所述矩阵式电池包的电量受影响。在电芯模块20的相邻的两个电芯200的顶部，还可以设置有连接两个所述电芯200的连接板，所述连接板用于提升电芯模块20的刚度。

此外，优选的，如图2和图5所示，在实施例中，电池模组2在所述第一方向上的两侧可以设置有多个电芯间汇流排23。优选的，电芯间汇流排23可以在所述第二方向上连接电池模组2的相邻的两个电芯模块20的电极。具体的，所述电芯间汇流排23可以为能够在所述第二方向上弯折的金属片，电芯间汇流排23的两端分别与相邻的两个电芯模块20的电芯200的端部电极连接。优选的，电池模组2在所述第二方向上的两端可以设置有输出极汇流排24，输出极汇流排24可以设置在电芯模块20的端部。如此设置可以使电池模组2的输出极的数量成倍地减少，以易于操作人员安装并能够节省零部件的数量。

优选的，如图2和图5所示，在实施例中，电池模组2还可以包括采集总成4。优选的，所述采集总成4可以形成为条形，两个采集总成4可以分别安装在电池模组2在所述第一方向上的两侧。进一步的，优选的，采集总成4可以包括多个第一采集片41以及多个第二采集片42。其中，多个第一采集片41可以设置在采集总成4的靠近电池模组2的一侧。多个第一采集片41可以与多个电芯模块20的电芯200的顶盖一一对应地连接，所述第一采集片41用于采集同侧的所述电芯200的顶盖的电压。第一采集片41和第二采集片42可以分别设置在采集总成4的两侧。多个第二采集片42可以与电池模组2的多个电芯间汇流排23一一对应地连接，所述第二采集片42用于采集同侧的电芯间汇流排23的电压。所述第一采集片41和第二采集片42相配合即可采集所述电池模组2的各个电芯200的电压，进而提高了所述矩阵式电池包的可靠性。

优选的，如图1至图4所示，在实施例中，下壳体1的内部还可以设置有沿所述第一方向延伸的中间梁14。具体的，所述中间梁14可以与下壳体边框12的所述第二方向上的中部连接，中间梁14的两端可以分别连接于下壳体边框12的相对的两侧板面。优选的，所述矩阵式电池包可以至少包括两个电池模组2。在实施例中，所述矩阵式电池包可以设置有两个电池模组2，所述两个电池模组2可以分别设置在中间梁14的两侧。所述两个电池模组2的顶部可以通过导热结构胶粘接于冷板3的底面，所述导热结构胶的导热系数可以不高于5W/(m·k)，所述电池模组2的粘胶面积可以为60％～100％。另外，优选的，下壳体1的内部还可以设置有BDU5(电池包断路单元)和BMS6(电池管理系统)，所述BDU5和所述BMS6可以均设置在下壳体1的内部的在所述第二方向上的端部。

使用过程中，所述矩阵式电池包的内部可以沿所述第二方向设置有两个电池模组2，两个电池模组2可以分别设置在中间梁14的两侧。每个电池模组2可以包括多个沿第二方向设置的电芯模块20，同一电池模组2的电芯模块20之间通过模组中梁21连接。每个电芯模块20可以包括两个电芯200，电芯模块20的电芯200可以沿所述第一方向设置，且电芯200的长度方向平行于所述第一方向。电芯模块20的相邻的两个电芯200之间可以通过中间汇流排22连接。如此设置可以有效利用所述矩阵式电池包在宽度方向上的空间，进而提升所述矩阵式电池包的电量。另外，底托板13与底板11之间可以设置有排烟通道，使电芯200的防爆阀201直接连通于排烟通道，使得所述矩阵式电池包在热失控时能够顺畅地排烟。采集总成4则可以设置在电池模组2在所述第一方向上的两侧，进而在有效利用所述矩阵式电池包在宽度方向上的空间的情况下采集电芯200的电压，以保证所述矩阵式电池包的使用安全。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种矩阵式电池包，其特征在于，所述矩阵式电池包包括：

下壳体；以及

电池模组，设置在所述下壳体的内部，所述电池模组由电芯模块组成，所述电芯模块包括至少两个电芯，所述电芯模块的电芯沿第一方向设置成一排，所述第一方向为所述下壳体的宽度方向，所述电芯的长度方向平行于所述第一方向。

2.根据权利要求1所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述下壳体包括：

底板；

下壳体边框，设置在所述底板的外周，所述下壳体边框设置有连通于所述下壳体的外部的排气通道；以及

多个底托板，设置在所述下壳体边框的内部，所述底托板沿第二方向设置，所述第二方向为所述下壳体的长度方向，多个所述底托板在所述第一方向上间隔地设置，所述电池模组设置在多个所述底托板的上部，所述底托板与所述底板之间设置有间隔。

3.根据权利要求2所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电芯的防爆阀设置在所述电芯的底部，所述防爆阀正对所述底托板之间的间隔处。

4.根据权利要求3中所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电芯模组在正对所述底托板之间的间隔处的非防爆阀区域设置有第一隔热部件，所述底板在正对所述底托板之间的间隔处设置有第二隔热部件。

5.根据权利要求2所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电池模组包括多个所述电芯模块，多个所述电芯模块沿所述电芯的厚度方向排列，多个所述电芯模块沿所述第二方向设置成一排，相邻的两个所述电芯模块之间设置有间隙，所述间隙内设置有间隔部件。

6.根据权利要求5所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电池模组还包括模组中梁，所述模组中梁设置在所述电芯模块的相邻的两个所述电芯之间，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯分别连接于所述模组中梁的两侧，所述模组中梁连接所述电池模组的多个电芯模块，所述底板通过连接件连接于所述模组中梁。

7.根据权利要求5所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电池模组的上部设置有冷板，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯之间设置有中间汇流排，所述中间汇流排与所述冷板之间设置有间隔；所述电池模组在所述第一方向上的两侧设置有多个电芯间汇流排，所述电芯间汇流排连接所述电池模组的相邻的两个所述电芯模块；所述电池模组在所述第二方向上的两端设置有输出极汇流排，所述输出极汇流排设置在所述电芯模块的端部。

8.根据权利要求7所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电池模组还包括采集总成，所述采集总成设置在所述电池模组在所述第一方向上的两侧，所述采集总成包括：

多个第一采集片，设置在所述采集总成的靠近所述电池模组的一侧，多个所述第一采集片与多个所述电芯模块的电芯一一对应地连接，用于采集同侧的所述电芯的顶盖的电压；以及

多个第二采集片，多个所述第二采集片与多个所述电芯间汇流排一一对应地连接，用于采集同侧的所述电芯间汇流排的电压。

9.根据权利要求5所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述下壳体的内部设置有沿所述第一方向延伸的中间梁，所述中间梁与所述下壳体边框的所述第二方向上的中部连接，所述矩阵式电池包至少包括两个所述电池模组，两个所述电池模组分别设置在所述中间梁的两侧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的矩阵式电池包，其特征在于，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯的肩部之间的距离为8mm～60mm，所述电芯模块的相邻的两个所述电芯的顶部设置有连接两个所述电芯的连接板，用于提升所述电芯模块的刚度。