CN209389082U - 一种电池包、动力电池和电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包，包括电池模组、托盘、冷却板、连接柱、弹性件；托盘包括底板，连接柱的下端与所述底板固定连接；冷却板位于所述底板上方，冷却板与底板之间设有活动间隙，冷却板可相对所述底板上下活动；弹性件套设在所述连接柱上，且弹性件的上端止抵于冷却板，弹性件的下端止抵于所述底板，弹性件呈压缩状并向冷却板提供向上的弹力。将本申请提供的电池包应用于电动车辆时，可保证恶劣工况下，通过弹性件对冷却板做弹性支撑，使冷却板与电池模组底部贴合而。另外，弹性件套设在连接柱上，连接柱对弹性起到导向的作用，可以同时实现弹性件在X轴、Y轴和Z轴方向的限位。

Description

一种电池包、动力电池和电动车辆

技术领域

本申请涉及一种动力电池领域，尤其涉及一种电池包，动力电池和电动车辆。

背景技术

在电池包内，一般是将冷却板直接或间接固定在托盘内侧来实现电池的冷却或加热，冷却板与电芯底部贴合的越紧密，对电池的散热或冷却效果更好。当冷却板直接固定在托盘内侧，托盘和冷却板直接接触，在汽车长期恶劣工况下使用，车架及托盘发生一定程度变形时，托盘上表面平面度会发生变化，导致冷却板与电芯间产生缝隙，热阻增加甚至冷却液泄漏；因此对与冷却板接触的托盘上表面的平面度要求较高，加工成本高，此外托盘与冷夜板直接接触时，热交换较多，电芯的冷却或加热效果下降；当冷却板间接固定在托盘内侧时，托盘与冷却板之间设有隔热材料，在长期使用过程中，隔热材料存在压溃变形的可能性，导致冷却板与电芯件产生缝隙，热阻增加，因此对隔热材料的抗压力要求。

公开号为CN105552272A的专利申请文本公开了一种动力电池包，通过板状的支撑件与片状的弹性件相连共同为冷却板提供支撑力，使冷却板能够与电池紧密贴合，并且能够为冷却板提供缓冲力，在受到震动冲击时，使冷却板免受冲击。但该方案存在缺点是，该方案中支撑件和弹性件之间采用卡扣和卡孔配合的方式连接，支撑件和冷却板之间同样采用卡扣和卡孔的配合的方式固定连接，这种卡扣和卡孔配合的固定方式只能约束支撑件和弹性件在电池模组在Z轴方向和X轴方向的位移，支撑件和弹性件在Y轴方向仍然会发生位移，支撑件发生位移后会使得冷却板整体在Z轴方向受力不均匀，影响冷却板与电池模组热底部的贴合程度，降低热交换速率，此外，由于支撑件和冷却板之间采用卡扣卡孔配合的方式连接，冷却板采用冲压的方式成型，生产成本较高。

实用新型内容

针对以上至少一种问题，本申请提供了一种电池包，所述电池包包括电池模组、托盘、冷却板、连接柱、弹性件；所述托盘包括底板，所述连接柱的下端与所述底板固定连接；所述冷却板位于所述底板上方，所述冷却板与所述底板之间设有活动间隙，所述冷却板可相对所述底板上下活动；所述弹性件套设在所述连接柱上，且所述弹性件的上端止抵于所述冷却板，所述弹性件的下端止抵于所述底板，所述弹性件呈压缩状并向所述冷却板提供向上的弹力。

可选的，所述冷却板上设置有第一通孔，所述连接柱穿过所述第一通孔并与所述底板固定连接，所述冷却板可沿所述连接柱相对所述底板上下活动。

可选的，所述冷却板包括冷却板主体和相对于所述冷却板主体凹陷形成的第一连接柱安装空间，所述第一通孔设置在所述第一连接柱安装空间内。

可选的，所述冷却板的侧边间隔设有多个所述第一连接柱安装空间。

可选的，所述冷却板的中间位置设有所述第一连接柱安装空间。

可选的，所述连接柱的顶端位于所述第一连接柱安装空间内。

可选的，所述冷却板下表面贴设有支撑件，所述支撑件设有第二通孔，所述连接柱穿过所述第二通孔并与所述底板固定连接，所述支撑件可沿所述连接柱相对所述底板上下活动。

可选的，所述支撑件包括支撑件主体和相对于所述支撑件主体凹陷形成的第二连接柱安装空间，所述第二通孔设置在所述第二连接柱安装空间内。

可选的，所述支撑件的侧边间隔设有多个所述第二连接柱安装空间。

可选的，所述支撑件的中间位置设有所述第二连接柱安装空间。

可选的，所述连接柱的顶端位于所述第二连接柱安装空间内。

可选的，所述弹性件的上端与所述冷却板之间设置有垫片，所述弹性件的上端通过所述垫片止抵于所述冷却板。

可选的，所述连接柱为螺钉，所述连接柱的上端为螺帽，所述连接柱的下端设置有外螺纹，所述底板上设置有与所述连接柱的下端配合的内螺纹孔，所述连接柱的下端与所述底板螺纹连接。

可选的，所述弹性件为弹簧。

可选的，所述冷却板的上表面贴设有导热胶或导热垫。

可选的，所述冷却板的下表面设有保温材料。

本实用新型的第二个目的提供了一种动力电池，所述动力电池包括上述提供的电池包。

本实用新型的第三个目的提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括所述的动力电池。

与现有技术相比，本申请具有的有益效果为：在冷却板下方设置弹性件，且弹性件套设在连接柱上，通过弹性件对冷却板做弹性支撑，使冷却板与电池模组底部贴合。将本申请提供的电池包应用于电动车辆时，当电动车辆处于恶劣工况下或由于长久使用导致车架及电池托盘变形时，弹性件可伺服支撑，仍可保证冷却板与电池模组的可靠贴合，由此可以减少因冷却板与电芯间产生的缝隙导致热阻增加，冷却效果变差的问题。因冷却板与托盘不直接接触，故托盘的上表面的加工精度要求较低，降低生产制造成本；另外，弹性件套设在连接柱上，连接柱对弹性起到导向的作用，可以同时实现弹性件在X轴、Y轴和Z轴方向的限位，减少因恶劣工况下，电池包震动导致冷却板和电池模组之间、冷却板和弹性件的错位带来的冷却板冷却效果不佳的问题。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的螺钉、冷却板和弹性件的***图；

图2为本实用新型一个实施例的冷却板和托盘装配后的结构示意图；

图3为本实用新型的另一个实施例的螺钉、冷却板和弹性件的***图；

图4为本实用新型在冷却板下表面设有支撑件的***图；

图5为图4的结构件装配后的正视图；

图6为本实用新型再一个实施例在冷却板下面设置支撑件的示意图；

图7为本实用新型再一个实施例中冷却板下面设置支撑件的装配后的示意图；

图8为支撑件的结构示意图。

附图标记：

1连接柱，11轴肩，2垫片，3弹性件，4冷却板，41冷却板主体，42第一连接柱安装空间，43第一通孔，5电池模组，6托盘，61内螺纹孔，62底板，7支撑件，71支撑件主体，72第二通孔，73凹槽，8套筒。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细说明。文中“内侧”是指临近电池模组的一侧，“外侧”是指远离电池模组的一侧。

如图1-图4所示，本申请实施例提供了一种电池包，包括电池模组5、托盘6、冷却板4、连接柱1、弹性件3；所述托盘6包括底板62，所述连接柱1的下端与所述底板62固定连接；所述冷却板4位于所述底板62上方，所述冷却板4与所述底板62之间设有活动间隙，所述冷却板4可相对所述底板62上下活动；所述弹性3件套设在所述连接柱1上，且所述弹性件3的上端止抵于所述冷却板4，所述弹性件3的下端止抵于所述底板62，所述弹性件3呈压缩状并向所述冷却板4提供向上的弹力。

冷却板4与电池模组5底部贴合的越紧密，热传导效果越好，如果将冷却板4直接安装在托盘6上表面，对托盘6上表面的平面度要求较高，加工成本高，且冷却板4与托盘6直接接触，热交换较多，电池模组5的冷却或加热效果下降；再者，当汽车长期恶劣工况下使用导致车架及托盘6发生一定程度变形时，托盘6上表面平面度会发生变化，导致冷却板5与电池模组5之间产生缝隙，热阻增加甚至冷却液泄漏。为了解决上述问题，本申请在冷却板5和托盘6之间设置了弹性件3，冷却板4与底板62之间设有活动间隙，当电池包处于恶劣工况下，如震动较为厉害，冷却板4在活动间隙里可相对于所述底板62上下活动，在冷却板上下活动的过程中，弹性件3对冷却板4做弹性支撑，保征冷却板4与电池模组5底部的良好贴合，避免电池模组5与冷却板4之间产生间隙导致热阻增加，冷却效果变差。弹性件3套设在连接柱1上，连接柱1对弹性件3起到导向限位的作用，防止弹性件3发生跑位。连接柱1下端与底板62固定连接，为保证冷却板4可相对于底板62上下活动，连接柱1的上端与冷却板4之间为活动连接，正常情况下，弹性件成压缩状态，从而可为冷却板4提供向上的弹力。

本申请对连接柱1与底板62的连接方式不作限定。连接柱1的下端可以与底板62可拆卸固定连接，或者直接焊接在一起，本申请对连接柱1的上端与冷却板4的连接方式也不作限定，只要保证冷却板4相对所述底板能上下活动即可。

根据本申请提供的电池包，所述冷却板设有第一通孔43；所述连接柱1穿过所述第一通孔43并与所述底板62固定连接，所述冷却板4可沿所述连接柱1相对所述底板62上下活动。由此，连接柱1可同时对弹性件3和冷却板4起到限位的作用，可以同时实现冷却板4和弹性件3在X轴、Y轴和Z轴方向的固定，减少因恶劣工况下，电池包震动导致冷却板4和电池模组5之间、冷却板4和弹性件3的错位带来的冷却板4冷却效果不佳的问题，结构比较简单，稳定性较高。

优选的，所述冷却板4包括冷却板主体41和相对于所述冷却板主体41凹陷形成的第一连接柱安装空间42，所述第一通孔43设置在所述第一连接柱安装空间42内。冷却板4的材料通常为薄壁铝材，强度较差，该第一连接柱安装空间42可提高冷却板4的局部刚度，另外，电池包内部元器件布置通常较为紧凑，必要时，第一连接柱安装空间42结构可实现顶部空间的避让功能，在冷却板4沿连接柱1向上活动的时候，第一连接柱安装空间42可以提供缓冲空间。

本申请对所述第一连接柱安装空间42的数量和位置不作限定，可以根据实际的需要在冷却板4的不同位置设置不同数量的第一连接柱安装空间42。第一连接柱安装空间42上方可能会有电池模组5或其他结构件，为了方便电池模组5或其他结构件的安装，优选的，将所述第一连接柱安装空间42设置在冷却板4的侧边，由此，尽量避免第一连接柱安装空间42设置给电池模组5的安装带来不便。为了使得冷却板4受力更加均匀，优选在冷却板4的四个侧边均设置有第一连接柱安装空间42或者是在两个相对的侧边设置有第一连接柱安装空间42，且第一连接柱安装空间42间隔设置。

为了进一步提高冷却板4的安装的稳定和可靠性以及方便冷却板4和电池模组5的贴合的更紧密，所述冷却板4的中间位置设有所述第一连接柱安装空间42。

进一步的，为了尽量减少连接柱1在上下活动的过程对冷却板4上方的电池模组5或其他结构的影响，所述连接柱1的顶端位于所述第一连接柱安装空间内42。

本申请对冷却板4的具体结构不作限定，可以由面板和基板组成，流道结构位于面板和基板限定的空腔内，或者直接在冷却板4内部冲压形成流道结构。

为了加强冷却板4的整体刚度，避免弹性支撑点因分散导致的冷却板4局部变形，所述冷却板4下表面贴设有支撑件7。

电池模组5直接安装在冷却板4上方，如果在冷却板4上设置第一连接柱安装空间42，连接柱1位于第一连接柱安装空间42内，可能会给电池模组5或其他结构件的安装带来不便，因为为了避免此种问题，在所述支撑上设有第二通孔72，所述连接柱1穿过所述第二通孔72并与所述底板62固定连接，所述支撑件7可沿所述连接柱1相对所述底板62上下活动。也就是说连接柱1不直接与冷却板4连接，而是通过支撑件7与冷却板4连接，由于连接柱1不与冷却板4直接连接，冷却板4表面可以不用设置第一通孔43和第一连接柱安装空间42，电池模组5或者其他结构件的安装就不再受到第一通孔43、连接柱1和第一连接柱安装空间42的限制了。整个电池包的组装也更加容易。

冷却板4与支撑件7的连接方式不作限定，优选的，冷却板4与支撑件7之间焊接固定，结构会更加稳定。

本申请对所述第二通孔72的设置位置和数量不作限定，为了安装方便，支撑件7的侧边超出冷却板4的侧边，所述第二通孔72间隔设置在所述支撑件7超出冷却板4的侧边位置。

或者，所述支撑件7包括支撑件主体71和相对于所述支撑件主体71凹陷形成的第二连接柱安装空间，所述第二通孔72设置在所述第二连接柱安装空间内。第二连接柱安装空间结构可实现顶部空间的避让功能，在支撑件7沿连接柱1向上活动的时候，第二连接柱安装空间可以提供缓冲空间。设置第二连接柱1安装件可以使得连接柱1的安装更加灵活和方便。

本申请对所述第二连接柱安装空间的数量和位置不作限定，可以根据实际的需要在支撑件7的不同位置设置不同数量的第二连接柱安装空间。为了减小连接柱1对冷却板4的影响以及支冷却板4受力的更加均匀，优选的，将所述第二连接柱安装空间设置在支撑件7的侧边，进一步的，优选在支撑件7的四个侧边均设置有第二连接柱安装空间或者是在两个相对的侧边设置有第二连接柱安装空间，且第二连接柱安装空间间隔设置。

为了进一步提高冷却板4的安装的稳定和可靠性以及方便冷却板4和电池模组5的贴合的更紧密，所述冷却板4的中间位置设有所述第二连接柱安装空间。

进一步的，为了尽量减少连接柱1在上下活动的过程中对冷却板4上方的电池模组5或其他结构的影响，所述连接柱1的顶端位于所述第二连接柱安装空间内。

为了降低支撑板的重量，所述支撑板上设有凹槽73。同时为了起到加强结果，所述支撑板的边缘位置和/或凹槽73的边沿设有翻边加强结构。

本申请对翻边加强结构的形状、尺寸和不作特殊限定。

本申请对支撑板的材质不作限定，可以为薄金属板材，也可以为强度较高的复合材料，如碳纤维材料，支撑板可以采用冲压成型，支撑板可以为一体成型的板状结构，也可以为分体多块结构，本申请不作限定，本申请对凹槽73的位置以及形状也不作限定。

根据本申请提供的电池包，所述弹性件3的上端与所述冷却板4之间设置有垫片2，所述弹性件3的上端通过所述垫片2止抵于所述冷却板4。所述垫片2用于增加弹性件3与冷却板4的接触面积，提高弹性支撑的可靠性，本申请对垫片2的具体结构不作限定，可以为垫圈或者其他的结构形式。

本申请对连接柱1的具体结构不作限定。只要能起到导向作用即可。

优选的，所述连接柱1为螺钉，所述连接柱1的上端为螺帽，所述连接柱1的下端设置有外螺纹，所述底板62上设置有与所述连接柱1的下端配合的内螺纹孔61，所述连接柱1的下端与所述底板62螺纹连接。通过螺钉将连接柱1可拆卸固定在底板62上，实际操作起来更加方便。螺帽卡在冷却板4的上表面对冷却板4的起到Z轴方向的限位作用，或者是卡在支撑件7的上表面对支撑件7起到Z轴的方向的限位作用。

本申请对螺钉的规格不作特殊限定。托盘6的内螺纹孔61在加工的过程中，无法精确的加工出一定尺寸的孔结构，当将螺钉安装在托盘6的内螺纹孔61，可以选用具有轴肩11特征的螺钉，例如内六角圆柱头轴肩11螺钉，轴肩11的上表面卡在底板62的上表面，用于实现螺钉旋入深度的定位以及螺钉预紧力的保持，或者在普通螺钉外表面套设有套筒8，所述套筒8的下表面卡在与底板62的上表面接触，套筒8用于实现螺钉的旋入深度的定位以及螺钉预紧力的保持。套筒8的材料本申请不作限定，为了使套筒8具备一定的抗压性能，以保证螺钉预紧力，套筒8的材料可以为强度较高的金属，或抗压强度较高的复合材料，通过在螺钉上设有定位结构，可以减少托盘6的加工精度，降低生产成本。

在本申请中，对弹性件3的具体结构不作限定，只有具有一定的弹性，能给冷却板4做弹性支撑的结构件即可，可以为弹簧或塑胶类弹性件3，例如，可以为圆柱螺旋弹簧、变径螺旋弹簧、线性或非线性片弹簧、橡胶弹簧等标准件，也可为非标定制弹性件3等。

进一步的，所述弹性件3优选为弹簧，弹簧为市场上成熟的标准件，互换性强，方便采购和管控，利于成本控制。

进一步的，为了提高冷却板44与电池模组55之间的导热效果，所述冷却板44的上表面设有导热材料（图中未画出），所述导热材料与所述电池模组55的底部相贴合。本申请对导热材料的种类不作限定，可以为导热胶、导热垫。

在本申请中，冷却板44下方采用弹性件33做弹性支撑，冷却板44和托盘66之间留有间隙，该间隙可以用作空气隔热层，解决冷却板4和托盘6之间的热损失问题。，为了进一步的提高电池包的保温效果，减少热损失，冷却板4下表面铺设有保温材料或者直接在冷却板4下表面喷涂保温涂层，本申请对保温材料的种类不作限定，可以为发泡类保温材料，例如泡棉或者聚氨酯喷涂保温材料。传统的电池包结构中，在冷却板4和底板62之间设置保温材料，保温材料往往还起到支撑称重的作用，对保温材料的强度较高，另外冷却板4压在保温材料上，长久使用后保温材料易被压扁变薄导致热阻增加，冷却效果变差，本申请中，由于弹性件3可提供更持久可靠弹性支撑力，避免了上述问题。

本申请还提供了一种动力电池，含有上述提供的电池包，本实用新型涉及的电池包在结构上设计简单合理，使用起来操作方便快捷，实用性很高，生产成本较低。含有该电池包的动力电池，可靠性和稳定较高，动力电池的使用寿命延长。

本申请还提供了一种含有该动力电池的电动车辆。

以上仅为本申请较为优选的实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以由各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种电池包，其特征在于，包括电池模组、托盘、冷却板、连接柱、弹性件；所述托盘包括底板，所述连接柱的下端与所述底板固定连接；所述冷却板位于所述底板上方，所述冷却板与所述底板之间设有活动间隙，所述冷却板可相对所述底板上下活动；所述弹性件套设在所述连接柱上，且所述弹性件的上端止抵于所述冷却板，所述弹性件的下端止抵于所述底板，所述弹性件呈压缩状并向所述冷却板提供向上的弹力。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷却板上设置有第一通孔，所述连接柱穿过所述第一通孔并与所述底板固定连接，所述冷却板可沿所述连接柱相对所述底板上下活动。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述冷却板包括冷却板主体和相对于所述冷却板主体凹陷形成的第一连接柱安装空间，所述第一通孔设置在所述第一连接柱安装空间内。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述冷却板的侧边间隔设有多个所述第一连接柱安装空间。

5.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述冷却板的中间位置设有所述第一连接柱安装空间。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的电池包，其特征在于，所述连接柱的顶端位于所述第一连接柱安装空间内。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷却板下表面贴设有支撑件，所述支撑件设有第二通孔，所述连接柱穿过所述第二通孔并与所述底板固定连接，所述支撑件可沿所述连接柱相对所述底板上下活动。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述支撑件包括支撑件主体和相对于所述支撑件主体凹陷形成的第二连接柱安装空间，所述第二通孔设置在所述第二连接柱安装空间内。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述支撑件的侧边间隔设有多个所述第二连接柱安装空间。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述支撑件的中间位置设有所述第二连接柱安装空间。

11.根据权利要求8至10任意一项所述的电池包，其特征在于，所述连接柱的顶端位于所述第二连接柱安装空间内。

12.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述弹性件的上端与所述冷却板之间设置有垫片，所述弹性件的上端通过所述垫片止抵于所述冷却板。

13.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述连接柱为螺钉，所述连接柱的上端为螺帽，所述连接柱的下端设置有外螺纹，所述底板上设置有与所述连接柱的下端配合的内螺纹孔，所述连接柱的下端与所述底板螺纹连接。

14.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

15.根据权利要求1上所述的电池包，其特征在于，所述冷却板的上表面贴设有导热胶或导热垫。

16.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷却板的下表面设有保温材料。

17.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池包括权利要求1-16任一项所述的电池包。

18.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括权利要求17所述的动力电池。