CN220796953U - 电池包和电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包和电动车，所述电池包包括：第一壳体结构、电芯组和电控总成；其中，所述第一壳体结构具有第一容纳腔；所述电芯组设置于所述第一容纳腔内；所述电控总成设置于所述第一容纳腔内且位于所述电芯组的外围；所述电控总成包括电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC‑DC转换器，还包括压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器。通过将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器均集成在第一壳体结构内，增加第一壳体结构内集成元件的数量，从而提高电池系统和电控总成的集成度。

Description

电池包和电动车

技术领域

本申请涉及电池领域，更具体地涉及一种电池包和电动车。

背景技术

随着电动汽车技术的发展，电动汽车逐渐替代燃油汽车成为乘用车的发展趋势。在燃油汽车中，发动机和变速箱是燃油汽车的两大关键部件。而在电动汽车中，电池系统和电控总成是电动汽车的两大关键部件。目前电动汽车中，电池系统和电控总成采用简单的分布式集成方案，集成度较低，不利于提高电动汽车的集成度。

实用新型内容

为了解决上述问题中的至少一个而提出了本实用新型。根据本申请第一方面，提供了一种电池包，所述电池包包括：第一壳体结构、电芯组和电控总成；其中，所述第一壳体结构具有第一容纳腔；所述电芯组设置于所述第一容纳腔内；所述电控总成设置于所述第一容纳腔内且位于所述电芯组的外围；所述电控总成包括电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，还包括压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器。

在本申请的一个实施例中，所述电池包还包括：冷板，所述冷板设置于所述电芯组上，所述冷板用于与所述电芯组进行换热。

在本申请的一个实施例中，所述电控总成还包括：第二壳体结构，所述第二壳体结构具有第二容纳腔，所述第二壳体结构设置在所述第一容纳腔内且位于所述电芯组的外围；所述电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在所述第二容纳腔内，且所述压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器设置在所述第二容纳腔内。

在本申请的一个实施例中，所述第二壳体结构内设置至少一个电路板；所述电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在所述电路板上；且所述压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器设置在所述电路板上。

在本申请的一个实施例中，所述第二容纳腔内设置有散热器，所述散热器用于对所述电控总成散热。

在本申请的一个实施例中，所述散热器为液冷散热器或风冷散热器。

在本申请的一个实施例中，所述电池包还包括：隔断结构，设置于所述第一容纳腔内，且将所述第一容纳腔分隔为独立的第一腔室和第二腔室；其中，所述电芯组设置在所述第一腔室内，所述第二壳体结构设置在所述第二腔室内。

在本申请的一个实施例中，所述第一壳体结构包括：托盘和盖体，其中，所述盖体包含盖板和连接在所述盖板边缘处的侧板；在所述盖体扣合在所述托盘上时，所述盖板、侧板与所述托盘合围成所述第一容纳腔。

在本申请的一个实施例中，所述电控总成还包括：至少一个连接器，每个所述连接器均通过所述侧板上的开口外露于所述第一壳体结构表面。

在本申请的一个实施例中，所述电池包还包括：保温防火层，设置于盖板与所述侧板的内壁上。

根据本申请第二方面，提供了一种电动车，所述电动车包括：车辆本体、以及设置在所述车辆本体上的上述任意一种电池包。

根据本申请实施例提供的电池包和电动车，通过将电控总成和电芯组均设置在第一壳体结构内，而且在电控总成中不仅包含与电芯组的管理相关的电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，而且还包含与电动车内其他控制功能相关的压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器，将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器均集成在第一壳体结构内，增加第一壳体结构内集成元件的数量，从而提高电池系统和电控总成的集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的电池包的爆炸图；

图2为本实用新型一实施例提供的电池包的外观立体图；

图3为本实用新型一实施例提供的电池包的正面结构示意图。

附图标记：

11-托盘12-盖板13-侧板14-保温防火层

15-开口20-电芯组30-电控总成31-电路板

32-连接器40-隔断结构50-冷板

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供了一种电池包，参考图1，该电池包包括：第一壳体结构、电芯组20和电控总成30；其中，第一壳体结构具有第一容纳腔；电芯组20设置于第一容纳腔内；电控总成30设置于第一容纳腔内且位于电芯组20的外围；电控总成30包括电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，还包括压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器。

在上述的方案中，通过将电控总成30和电芯组20均设置在第一壳体结构内，而且在电控总成30中不仅包含与电芯组20的管理相关的电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，而且还包含与电动车内其他控制功能相关的压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器，将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器均集成在第一壳体结构内，增加第一壳体结构内集成元件的数量，从而提高电池系统和电控总成30的集成度。下面结合附图对上述各个结构进行详细的介绍。

在设置第一壳体结构时，参考图1，第一壳体结构作为集成电芯组20和各种元件的容纳结构，其具有第一容纳腔，可以将电芯组20和各种元件容纳在第一容纳腔内，以实现对电芯组20和各种元件的集成。

示例性的，参考图1、图2及图3，第一壳体结构可以包括托盘11和盖体，其中，托盘11作为设置电芯组20和各种元件的支撑结构，其可以采用一个板体结构，在应用时，托盘11可以直接安装在电动车的底盘上。盖体包含盖板12和连接在盖板12边缘处的侧板13，在盖体扣合在托盘11上时，盖板12、侧板13与托盘11合围成第一容纳腔。即盖体作为保护电芯组20和各种集成元件的壳体，其可以包含一个表面积较大的盖板12，盖板12与托盘11位置相对，在盖板12的四周边缘处连接了侧板13，在将盖体扣合在托盘11上时，侧板13能够将盖板12与托盘11之间隔开，以在盖板12与托盘11之间形成第一容纳腔。应当理解的是，上述仅示例性的示出设置第一壳体结构的一种方式，除此之外，还可以采用其他的设置方式。

在将电芯组20设置于第一容纳腔内时，可以采用多种方式。示例性的，参考图1，电芯组20可以采用诸如但不限于CTP或CTB的集成方式集成在第一壳体结构内，以提高电芯组20的能量密度。例如，电芯组20在采用CTP方式集成在第一壳体结构内时，电芯组20中可以包含有多个电芯，每个电芯可以为诸如但不限于刀片电芯，多个电芯沿与电芯的长度方向垂直的方向依次排列在托盘11上，每个电芯可以采用诸如但不限于胶粘、卡接、螺钉紧固等方式固定在托盘11上。

在设置电控总成30时，参考图1，电控总成30不仅包括电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，这些器件与电芯组20的能量分配、管理和充放电相关。而且电控总成30还可以包括压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器，这些控制器与电芯组20是非直接相关的，但是可以通过电芯组20给这些控制器供电。

示例性的，电控总成30可以包含压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的所有控制器，即将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器均集成在第一壳体结构内，以增加第一壳体结构内集成的元件数量，提高电控总成30和电池系统的集成度。

在将电控总成30集成在第一壳体结构内时，参考图1，电控总成30设置于第一容纳腔内且位于电芯组20的外围。需要解释的是，电芯组20的外围指的是：电芯组20的边缘位置，即电芯组20的四个侧边位置。示例性的，电控总成30可以位于电芯组20的一侧，且电控总成30与电芯组20的电极位置不相对，即电控总成30设置在电芯组20的宽度方向的一侧，防止电芯组20出现热失控时喷射到电控总成30中，对电控总成30造成损坏。

示例性的，电控总成30还可以包括第二壳体结构(图中未示出)，第二壳体结构具有第二容纳腔，第二壳体结构设置在第一容纳腔内且位于电芯组20的外围。可以将电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在第二容纳腔内，且还可以将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器设置在第二容纳腔内。各个即电控总成30虽然设置于第一壳体结构内，但是针对电控总成30还设置了单独的第二壳体结构，来容纳这些器件，且第二壳体结构具备一定的防尘防水及高压隔离及防凝露能力，独立固定于托盘11之上，以使电控总成30与电芯组20之间互不干扰，防止热失控时对相邻的电芯组20或电控总成30造成损坏。

第二壳体结构作为容纳电控总成30中各个模块的壳体结构，其可以采用盒体、箱体等结构，第二壳体结构可以采用诸如但不限于胶粘、螺栓固定、铆接等方式固定在托盘11上。

示例性的，在将电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在第二容纳腔内时，可以在第二壳体结构内设置至少一个电路板31，即第二壳体结构内电路板31的个数可以为一个、两个、三个等。该电路板31具体可以为诸如但不限于印刷电路板31等结构，将电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均采用诸如但不限于焊接、粘接、卡接、插接等方式集成在电路板31上，同样的，也可以将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器集成在电路板31上，以便于将这些器件集成在一起并容纳在第二壳体结构的第二容纳腔内。示例性的，可以将电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在同一块电路板31上，将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器设置在另一块电路板31上。在一些实施例中，也可以将电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机、DC-DC转换器、以及压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器均设置在同一块电路板31上。

示例性的，参考图1，电池包还可以包括：隔断结构40，隔断结构40设置于第一容纳腔内，且隔断结构40将第一容纳腔分隔为独立的第一腔室和第二腔室。其中，电芯组20设置在第一腔室内，第二壳体结构设置在第二腔室内。即在第一容纳腔内设置有隔断结构40，该隔断结构40具体可以为诸如但不限于隔板等结构，能够将第一容纳腔分隔为独立的两个腔室，分别为第一腔室和第二腔室。将电芯组20设置在第一腔室内，将电控总成30的第二壳体结构及其内的各种器件设置在第二腔室时，防止电芯组20出现热失控时对电控总成30造成损坏，同时，在电控总成30发生燃烧或者爆炸时可有效隔断热量蔓延，提升电池包的安全性，即防止电控总成30出现故障时对电芯组20造成损坏。隔断结构40具体将第一容纳腔分隔为第一腔室和第二腔室时，隔断结构40可以为一个板体结构，隔断结构40的四个边缘分别连接在盖板12、托盘11、以及相对的两个侧板13之间，从而将第一容纳腔分隔为独立的两个腔室。

示例性的，参考图1、图2及图3，电控总成30还可以包括：至少一个连接器32，每个连接器32均通过侧板13上的开口15外露于第一壳体结构表面。示例性的，每个连接器32可以连接在电路板31上，通过电路板31上的走线和过孔与对应的器件电连接，从而将诸如但不限于电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器、压缩机控制器、整车控制器和电机控制器等器件的传输接口引入到电池包外，与外部的对应模块进行交互，使电控总成30具备与整车进行能量及信号交换的功能。示例性的，还可以使每个连接器32与开口15之间采用诸如但不限于密封胶、橡胶条等密封结构，使连接器32与侧板13的开口15之间密封连接，提高电池包的密封性能。

示例性的，参考图1，电池包还可以包括：冷板50，冷板50设置于电芯组20上，冷板50用于与电芯组20进行换热，以调节电芯组20内部的温度。具体的，冷板50可以对电芯组20进行加热，也可以对电芯组20进行制冷，以调节电芯组20的环境温度。在设置冷板50时，可以采用多种方式。示例性的，如图1所示，冷板50可以设置在电芯组20上与托盘11相对的表面，具体的，冷板50可以通胶粘、卡接等方式设置在电芯组20的表面，增加冷板50与电芯组20的热传导面积，提高换热效率。冷板50的冷媒输入输出管路可以通过电控总成30引出电池包后与电动车的空调系统连接，以采用电动车的空调系统对冷板50输送冷媒。具体的，冷板50的冷媒输入输出管路可以通过电控总成30一侧设置连接器32的侧板13处引出到电池包外。

在一些实施例中，还可以在第二容纳腔内设置有散热器，散热器用于对电控总成30散热。具体的，散热器可以用于对电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机、DC-DC转换器、以及压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个器件进行散热，以降低电控总成30的环境温度，使电控总成30以较为良好的状态进行工作。即散热器仅具有冷却功能，而不具有加热功能，这与电控总成30的最优工作温度相关。电控总成30在温度越低的条件下，其工作效率越好，因此针对电控总成30只需设置散热器即可，无需设置具有加热功能的换热器件。

在设置散热器时，可以采用多种方式。示例性的，散热器可以为液冷散热器，液冷散热器具体可以采用液冷板的方式，但是液冷板的表面需要做绝缘层处理，以防止液冷板与电控总成30之间发生诸如但不限于断路、短路等的电学缺陷。液冷板可以设置在电路板31上未设置器件的一面，可以通过绝缘的导热硅脂连接，提高电路板31与液冷板之间的换热效率。液冷板还可以设置在电路板31上设置器件的一面，液冷板通过诸如但不限于导热硅脂、导热块与各个器件的表面连接，提高液冷板与各个器件之间的换热效率。

当然，散热器的设置方式并不限于上述示出的液冷散热器方式，除此之外，还可以采用其他的方式。例如，还可以采用风冷散热器作为设置在第二容纳腔内的散热器，风冷散热器具体可以为诸如但不限于散热风扇等器件。可以在第二壳体结构上设置出风口，将风冷散热器可容纳在第二容纳腔内且朝向出风口位置处，提高风冷散热器的散热效率。

在一些实施例中，冷板50与散热器可以分别独立工作，即冷板50与散热器之间的工作互不干扰。具体的，可以仅打开冷板50而不打开散热器，可以仅打开散热器而不打开冷板50，还可以既打开冷板50又打开散热器。还可以使冷板50为制热模式，而散热器为制冷模式；或者，冷板50和散热器均为制冷模式。另外，冷板50和散热器在同为制冷模式时，制冷模式的档位可以相同也可以不相同。即针对电芯组20和电控总成30分别设置了各自独立的换热器，以对电控总成30和电芯组20分别进行热管理，使两者之间在热管理时相互之间互不干扰，以适应不同工况需求。通过上述的方式，使电芯组20和电控总成30具备独立的热管理及热失控防护能力，在降低整车成本、增加整车集成度的同时，进一步提升电动车的安全性。

示例性的，参考图1，电池包还可以包括：保温防火层14，设置于盖板12与侧板13的内壁上，即在盖体的内壁上还设置了保温防火层14，以对电芯组20和电控总成30进行防火和保温保护，提高对电芯组20和电控总成30的保护效果。

在上述示出的各种实施方式中，通过将电控总成30和电芯组20均设置在第一壳体结构内，而且在电控总成30中不仅包含与电芯组20的管理相关的电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，而且还包含与电动车内其他控制功能相关的压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器，将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器均集成在第一壳体结构内，增加第一壳体结构内集成元件的数量，从而提高电池系统和电控总成30的集成度。而且上述示出的电池包的结构简单，同时具备独立的热管理及热失控防护能力，在降低整车成本、增加整车集成度的同时，进一步提升电动车的安全性。

另外，本申请实施例还提供了一种电动车，参考图1、图2及图3，该电动车包括：车辆本体、以及设置在车辆本体上的上述任意一种电池包。该电动车可以为电动乘用车、电动商用车、电动工程车等。该车辆本体具体可以包括车架、车辆、车壳、车轮等。通过将电控总成30和电芯组20均设置在第一壳体结构内，而且在电控总成30中不仅包含与电芯组20的管理相关的电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，而且还包含与电动车内其他控制功能相关的压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器，将压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器均集成在第一壳体结构内，增加第一壳体结构内集成元件的数量，从而提高电池系统和电控总成30的集成度。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

第一壳体结构，具有第一容纳腔；

电芯组，设置于所述第一容纳腔内；

电控总成，设置于所述第一容纳腔内且位于所述电芯组的外围；其中，所述电控总成包括电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器，还包括压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括：冷板，设置于所述电芯组上，用于与所述电芯组进行换热。

3.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电控总成还包括：第二壳体结构，具有第二容纳腔，设置在所述第一容纳腔内且位于所述电芯组的外围；

所述电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在所述第二容纳腔内，且所述压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器设置在所述第二容纳腔内。

4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第二壳体结构内设置至少一个电路板；

所述电池管理系统、电源分配单元、电池能量分配单元、车载充电机和DC-DC转换器均设置在所述电路板上；

且所述压缩机控制器、整车控制器和电机控制器中的至少一个控制器设置在所述电路板上。

5.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第二容纳腔内设置有散热器，所述散热器用于对所述电控总成散热。

6.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，还包括：隔断结构，设置于所述第一容纳腔内，且将所述第一容纳腔分隔为独立的第一腔室和第二腔室；

其中，所述电芯组设置在所述第一腔室内，所述第二壳体结构设置在所述第二腔室内。

7.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一壳体结构包括：

托盘；

盖体，包含盖板和连接在所述盖板边缘处的侧板；其中，在所述盖体扣合在所述托盘上时，所述盖板、侧板与所述托盘合围成所述第一容纳腔。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电控总成还包括：至少一个连接器，每个所述连接器均通过所述侧板上的开口外露于所述第一壳体结构表面。

9.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，还包括：保温防火层，设置于盖板与所述侧板的内壁上。

10.一种电动车，其特征在于，包括：

车辆本体；

设置在所述车辆本体上的如权利要求1～9中任一项所述的电池包。