CN219350576U - 电池包及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池包及电动车辆。电池包包括箱体和N个电池组，N≥2且为整数；箱体包括用于容置N个所述电池组的安装腔；N个电池组沿第二方向依次排布，每个电池组包括多个沿第一方向排布的电芯，每个电芯包括壳体和设置于壳体两侧的第一极柱和第二极柱，在同一电池组中，相邻的两个电芯中，一个电芯的第一极柱与另一个电芯的第二极柱连接，以使相邻的两个电芯电连接。这样实现该电池组内多个电芯的依次串联排列，取消了设置绝缘片的工序，从而可以提高电池包内的空间利用率，并降低工艺难度。

Description

电池包及电动车辆

技术领域

本实用新型涉及电池的技术领域，尤其涉及一种电池包及电动车辆。

背景技术

续航距离短、充电时间长是电动汽车发展的限制性因素之一，提高电池能量密度是解决电动汽车的续航距离短的技术问题的主要技术路径，而要提高电池能量密度的其中一个方法就是提高电池包的空间利用率，通过提高电池包内的空间利用率，在可以在电池包内装载更多的电芯。

现有的电池包内包括多个电芯，多个电芯依次串联连接，在将多个电芯串联连接时，相邻电芯的正极柱和负极柱一般通过焊接固定，同时，在相邻的电芯之间还设置有电芯间绝缘片，这样就降低了电池包内的空间利用率，以及还增加了工艺难度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池包及电动车辆，以解决上述现有的电池包和电动车辆中通过焊接工艺连接相邻电芯的正极柱和负极柱，需要设置电芯间绝缘片，导致空间利用率不高，工艺难度大的技术问题。

本实用新型提供的电池包，其包括：箱体和N个电池组，N≥2且为整数；所述箱体包括用于容置N个所述电池组的安装腔；N个所述电池组沿第二方向依次排布，每个所述电池组包括多个沿所述第一方向排布的电芯，每个所述电芯包括壳体和设置于所述壳体两侧的第一极柱和第二极柱，在同一所述电池组中，相邻的两个所述电芯中，一个所述电芯的第一极柱与另一个所述电芯的第二极柱连接，以使相邻的两个所述电芯电连接。

其中，所述第一极柱包括第一顶面，所述第二极柱包括第二顶面，所述第一顶面与所述第二顶面相抵设置且相焊接。

其中，所述第一极柱包括第一顶面，所述第二极柱包括第二顶面，所述第一顶面上设有第一凸起部，所述第二顶面上与所述凸起部的位置对应处设有第一凹陷部，所述凸起部插接于所述凹陷部内。

其中，所述第一极柱包括第一顶面，所述第二极柱包括第二顶面，所述第二顶面的表面积大于所述第一顶面的表面积，所述第二顶面上与所述第一顶面的位置对应处设有第二凹陷部，所述第一极柱插接于所述第二凹陷部内。

其中，相邻的两个电池组之间设有冷却板。

其中，每个所述电池组中，所述电芯在第二方向上的两个相对的侧面为第一侧面，在第一方向上的两个侧面为第二侧面；所述第一侧面的面积大于所述第二侧面的面积。

其中，所述冷却板和与其连接的所述电芯之间设置有导热胶。

其中，所述箱体内设置有一个或多个隔板，所述隔板将所述安装腔分隔为多个格口，每个格口内容置至少一个电池组。

其中，所述箱体包括顶板和底板，每个所述电池组中的所述电芯和所述顶板、底板之间设置有用于粘接的结构胶。

其中，所述冷却板在第一方向上的两个端部具有延伸部和与所述延伸部并列的缺口部，所述延伸部与所述箱体固定连接；所述冷却板中具有冷媒管路，所述冷媒管路于所述缺口部处与外部管路连通。

其中，所述箱体包括第一接电端子和第二接电端子，在N个所述电池组中，任意相邻的两个所述电池组于所述缺口部处串联设置，以将N个所述电池组依次串联连接；在N个所述电池组中，以第二方向计，排第一位序的所述电池组在第一方向上的一端的所述第一极柱与所述第一接电端子电连接，排第N位序的所述电池组在第一方向上的一端的所述第二极柱与所述第二接电端子电连接。

其中，每个电芯具有防爆阀，所述防爆阀设置在所述电芯的底侧。

本实用新型提供的电动车辆，其包括上述的电池包。

本实用新型提供的上述电池包及电动车辆与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供的电池包，其每个电池组内沿第一方向依次排布的多个电芯中，在相邻的两个电芯的接触面上，该两个电芯的第一极柱、第二极柱只需要被夹紧就可以彼此连接，实现该电池组内多个电芯的依次串联排列。这样取消了设置绝缘片的工序，从而可以提高电池包内的空间利用率，并降低工艺难度。

本实用新型提供的电动车辆，其包括上述的电池包，当然地具有与上述的电池包一致的有益效果，不再赘述。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本实用新型实施例中电池包的电芯在第一视角方向上的结构示意图；

图2为图1所示的电芯在第二视角方向上的结构示意图；

图3为一个电池组中的两个电芯连接的示意图；

图4为一个电池组中的电芯与冷却板连接的示意图；

图5为冷却板、一个电池组中的电芯与箱体连接的示意图；

图6为图5所示结构在俯视方向上的示意图。

图中：

10-箱体；11-电芯格口；12-冷却板；

121-延伸部；122-缺口部；

20-电芯；21-第一极柱；22-第二极柱；23-第一侧面；24-第二侧面；25-防爆阀；26-结构胶。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型提供的电池包及电动车辆的实施例进行说明。

在本实用新型的电池包的一个实施例中，参看图1～图6，电池包包括箱体10和N个电池组，N≥2且为整数。箱体10包括用于容置N个电池组的安装腔。N个电池组沿第二方向依次排布，每个电池组包括多个沿所述第一方向排布的电芯20，每个电芯20包括壳体和设置于所述壳体两侧的第一极柱21和第二极柱22，在同一电池组中，相邻的两个电芯20中，一个电芯20的第一极柱21与另一个电芯20的第二极柱22连接，以使相邻的两个电芯电连接。N个电池组沿第二方向依次排布，且N个电池组串联连接在一起，N个电池组串接后位于两端的第一极柱21和第二极柱22分别与第一接电端子和第二接电端子连接。

在该实施例中，每个电池组内沿第一方向依次排布的多个电芯20中，在相邻的两个电芯20的接触面上，该两个电芯20的第一极柱21、第二极柱22只需要被夹紧就可以彼此贴合设置，实现该电池组内多个电芯20的依次串联排列。这样设置可以在相邻的两个电芯20之间取消焊接工艺，以及取消设置电芯间绝缘片，从而可以提高电池包内的空间利用率，并降低工艺难度。

在上述结构的基础上，沿第二方向依次排布的多个电池组，可以沿第二方向依次串联，也可以任意搭配串联，也可以沿第二方向依次并联或任意搭配并联，还可以混联，只要能形成一个完整的充放电回路即可。

在电池包的一个实施例中，第一极柱21的第一顶面和第二极柱22的第二顶面相抵合并且采用焊接的方式固定，第一顶面和第二顶面可以直接相抵，也可以在第一顶面与第二顶面之间设置导热胶再相抵，这里不作限定，第一顶面为第一极柱21远离电芯的一面，第二顶面为第二极柱22远离电芯的一面，这种先相抵再焊接的方法工艺制造和装配的效率都高，操作步骤少，降低成本。

在电池包的一个实施例中，第一极柱21的第一顶面上设有第一凸起部，第二极柱22的第二顶面上与第一凸起部的位置对应处设有第一凹陷部，第一凸起部插接于第一凹陷部内，优选第一凸起部与第一凹陷部相适配，以使得第一顶面与第二顶面相连接，这样接触面大，过流面积大，这里指的相适配不是绝对意义上的尺寸完全匹配，例如第一凸起部的凸出尺寸与第一凹陷部的内凹尺寸的差值在±10％的误差范围都可以理解为第一凸起部的凸出尺寸与第一凹陷部的内凹尺寸相适配，第一顶面与第二顶面的连接方式可选地有抵接、粘接、焊接、卡扣连接等，在这里不作限定，只要能保证相互固定定位即可，通过第一凸起部与第一凹陷部的匹配插接，可以使得相邻的两个电芯在第一方向和第二方向上不会产生松动偏移，可以省去激光焊接的工序或者减少激光焊接的区域，有效保护了电芯壳体，防止焊接时壳体焊或变形提升了电芯装配的良品率。

在电池包的一个实施例中，第二极柱22的第二顶面的表面积大于第一极柱21的第一顶面21的表面积，第二顶面上与第一顶面的位置对应处设有第二凹陷部，第一极柱21插接于第二凹陷部内，在一中优选的实施例中第一极柱21与第二凹陷部相适配，以使得第一顶面与第二凹陷部的底面相连接，这样接触面大，过流面积大，连接方式可选地有贴合设置、抵接、粘接、焊接、卡扣连接等，在这里不做限定，优选第一顶面与第二凹陷部的底面相贴合设置，本实施例工艺简单、节省人力和物力。

在电池包的一个实施例中，箱体1包括第一接电端子和第二接电端子，任意相邻的两个电池组串联设置，以将N个所述电池组依次串联连接；在N个所述电池组中，以第二方向计，排第一位序的电池组在第一方向上的一端的第一极柱21与第一接电端子电连接，排第N位序的电池组在第一方向上的一端的第二极柱22与第二接电端子电连接。易言之，在该实施例中，沿第二方向，第一个电池组一端的第二极柱22和第二个电池组一端的第一极柱21连接，同时，第二个电池组另一端的第二极柱22与第三个电池组一端的第一极柱21连接，以此类推，连接到最后的一个电池组，最后的一个电池组中剩余一个第二极柱22，该第二极柱22与第二接电端子电连接，而前述的第一个电池组中的第一极柱21则与第一接电端子电连接。通过上述设置，从第一个电池组到最后一个电池组中的所有电芯被串联连接在第一接电端子和第二接电端子之间，在此情况下，电池包内的所有电芯串联连接为一个整体，通过第一接电端子和第二接电端子对外界进行充放电。

在电池包的一个实施例中，每个电池组在第二方向上的一侧或两侧设置有与该电池组内的多个电芯20连接的冷却板12。

在该实施例中，对于每个电池组中的多个电芯20而言，位于其一侧或两侧的冷却板12能够与其进行热交换，如图4～图6所示。具体地，冷却板12内可以设置液冷或气冷的循环管路，通过循环管路中的液态或气态冷媒与电芯的侧部发生热交换。在实际实施本实用新型的方案时，优选使用液冷方式，且循环管路中的冷媒优选为水。

在该实施例中，设置在每个电池组的多个电芯20的一侧或两侧的冷却板12，与电芯20的水平方向的侧部连接和接触，进行热交换；在电芯20的温度较高时，对其进行冷却，避免电芯20过热，影响电芯20的性能及安全性，以及，还可以在电芯20的温度较低时，对电芯20进行加热或保温，避免电芯20的温度较低，而导致电芯20的性能变差。

在电池包的一个实施例中，每个所述电池组中，电芯20在第二方向上的两个相对的侧面为第一侧面23，在第一方向上的两个侧面为第二侧面24；第一侧面23的面积大于第二侧面24的面积。

对于电芯20而言，第一侧面23实际为电芯20的与冷却板12连接的侧面，第一极柱21和第二极柱22分别设置在电芯20的第二侧面24上，每个电芯20的两个第二侧面24实际为与相邻电芯20之间的连接面。在该实施例中，电芯20的面积较大的第一侧面23与冷却板12连接，冷却板12和电芯20的接触面积更大，冷却板12与电芯20之间的热交换效率会更高，从而能够增强对电芯20的散热效果。此种情况下，相较于现有技术中在电芯20的底侧对电芯进行热交换和散热的方案，本实施例中的冷却板12可以对电芯20的热交换和散热的效果明显更高。

当然地，在本实施例中，也可以将电芯20的第二侧面24作为电芯20的与冷却板12连接的侧面，将第一极柱21和第二极柱22设置在第一侧面23上，以第一侧面23作为电芯20与相邻电芯20之间的连接面。相较于上述的方案，此时，电芯20的与冷却板12连接的面积较小。但在电芯20的高度大于电芯20在第一方向上的长度的一半时，电芯20的两个第二侧面24的面积会大于电芯20的底侧的面积；通过在每个电池组的两侧设置两个冷却板12，该两个冷却板12分别与该电池组内的电芯20的两端的第二侧面24连接，可以使电芯20与两个冷却板12进行热交换的总区域大于现有技术中对在电芯的底侧对电芯进行热交换的面积，从而与该现有技术中的方案相比，冷却板12与电芯20之间的热交换效率会更高，能够增强对电芯20的散热效果。

在本实施例中，可以根据需要设置电芯20的第一侧面23与冷却板12连接，或者是设置第二侧面24与冷却板12连接。在电芯20的散热需求不高时，例如在高纬度、气候偏寒冷的地区所销售和使用的电动车辆所应用的电池包，其可以设置电芯20的第二侧面24与冷却板12连接，将第一极柱21和第二极柱22分别设置在电芯20的两个第一侧面23上，每个电池组中，相邻电芯20的第一侧面23彼此相对，且依次相接。而在电芯20的散热需求较高时，例如在低温度、气候偏温暖的地区所销售和使用的电动车辆所应用的电池包，其可以设置电芯20的第一侧面23与冷却板12连接，将第一极柱21和第二极柱22分别设置在电芯20的两个第二侧面24上，每个电池组中，相邻电芯20的第二侧面24彼此相对，且依次相接。在实际实施本实用新型的方案时，具体可以以电芯20的第一侧面23与冷却板12连接的实施例为优选。

在该实施例中，由于已经在每个电池组的侧部设置了冷却板12，满足了对电芯20进行热交换的需求。对于本实施例中的电池包，就无需在每个电池组的底部设置冷却板，这样就节约了电池包在Z向(竖直方向)上所需要占用的空间。

在现有技术中，箱体10一般包括底板、侧板和端板等结构，这些结构共同限定出了用于安装腔。而在本实施例中，冷却板12设置在每个电池组的侧部，可以起到侧板的作用，从而使箱体10可以不再设置额外的侧板。并且，以冷却板12取代侧板，其安装方式与现有技术中的侧板基本一致，无需对箱体10的整体结构进行较大的调整或重新设计。

此外，将冷却板12设置在每个电池组的侧面，还可以抑制每个电池组内电芯20在工作过程中可能发生的体积膨胀的现象，以及，冷却板12还可以作为加强结构，增加电池包在水平和垂直方向上的结构支撑强度。

在电池包的一个实施例中，冷却板12和与其连接的电芯20之间设置有导热胶。这样设置，通过导热胶将冷却板12和电芯20粘接，且传导热量，可以增加冷却板12和电芯20之间进行热交换的面积，加强对电芯20的热管理的效果。而且，在设置了导热胶将冷却板12和电芯20连接之后，还无需像现有技术中在侧板和电芯之间设置侧板绝缘片，实际上相比现有技术减少了电池包所需要的零件数量，从而可以降低装配难度。

在电池包的一个实施例中，箱体20内设置有一个或多个隔板，隔板将安装腔分隔为多个格口，每个格口内容置至少一个电池组。上述设置的隔板可以增加箱体20的结构强度，减小箱体20在受到外力作用力发生变形的几率。而且，上述隔板还可以用于安装冷却板12，即可以将冷却板12贴合到隔板上。

在电池包的一个实施例中，箱体10包括顶板和底板(图中未示出)，每个电池组中的电芯20和顶板、底板之间设置有用于粘接的结构胶26，如图4所示(仅示出了顶部的结构胶26)。通过结构胶26将电芯20与顶板、底板连接，可以将电芯20在箱体10中牢固地固定。

在电池包的一个实施例中，冷却板12在第一方向上的两个端部具有延伸部121和与延伸部121并列的缺口部122，延伸部121与箱体10固定连接，具体可以是焊接。具体地，缺口部122位于延伸部121的下方。在该实施例中，通过延伸部121，可以将冷却板12与箱体10牢固地固定。除了延伸部121外，冷却板12还可以与箱体10的顶板、底板固定连接，具体可以通过上述实施例中所描述的结构胶26将冷却板12与顶板、底板粘接固定。

如上所述，冷却板12中具有冷媒管路，冷媒管路需要与外部管路连接，实现冷媒的循环，并通过冷媒的循环持续地与电芯20之间产生热交换。具体地，冷却板12中的冷媒管路可以与外部管路连通于缺口部122处。以冷媒管路为水冷为例，上述描述实质上是在缺口部122处设置冷却板12中冷媒管路的进水口和出水口。

在该实施例中，N个所述电池组中，任意相邻的两个所述电池组于缺口部122处串联设置，以将N个所述电池组依次串联连接。

在电池包的一个实施例中，每个电池组中的电芯20具有防爆阀25，防爆阀25设置在电芯20的底侧，如图4和图5所示。

本实用新型的发明人发现，现有的电芯通常在电芯的底侧布置用于对电芯进行冷却的冷却板，相应地，防爆阀通常只能设置在电芯的顶侧。以安装有上述电芯的车辆为例，其在实际中会出现以下的技术问题：当电芯发生意外而向外排出有毒气体时，由于防爆阀是朝向车辆的乘员舱的，这些从电芯排出的气体就会迅速向乘员舱扩散和蔓延，这就会给车辆乘员舱内的乘客带来损害的风险。

基于以上的发现，本实用新型的发明人在本实用新型的技术方案中，在冷却板12设置在箱体10上每排电池组的侧部，使冷却板12与电芯20的侧部接触并进行热交换，从而就不在电芯20的底侧布置用于对电芯20进行冷却的冷却板12，这样就腾出了电芯20的底侧的空间，可以将防爆阀25设置在电芯20的底侧。在将防爆阀25设置在电芯20的底侧之后，在电芯20因发生意外情况而从防爆阀25处向外喷出有毒气体时，这些有毒气体是朝向下方、朝向地面喷出的，而不是朝向车辆的乘员舱喷出，从而就可以减小这些喷出的有毒气体对车辆的乘员舱内的乘客的损害。

在上述的实施例中，每个电池组中，电芯20可以为全极耳结构，也即是将极耳揉平处理。在这样的全极耳结构下，可以增大电芯20的过流面积，降低电芯20的内阻和电芯20间传输电阻，相应地，可以降低电芯20的发热量，有利于提高电芯20的使用寿命和降低电芯20的热管理难度。

综上所述，本实用新型上述实施例的电池包，其每个电池组内沿第一方向依次排布的多个电芯20中，在相邻的两个电芯20的接触面上，该两个电芯20的第一极柱21、第二极柱22只需要被夹紧就可以彼此连接，实现该电池组内多个电芯20的依次串联排列。这样设置可以在相邻的两个电芯20之间取消焊接工艺，以及取消设置绝缘片，从而可以提高电池包内的空间利用率，并降低工艺难度。在上述结构的基础上，沿第二方向依次排布的多个电池组，彼此串联，对于串联后的多个电池组，其两端分别具有一个第一极柱21和一个第二极柱22，该第一极柱21和第二极柱22分别位于不同的电池组中，将该第一极柱21和第二极柱22分别与第一接电端子和第二接电端子连接，从而电池包内的所有电芯20被连接在一起，并通过第一接电端子和第二接电端子对外界进行充放电。

在本实用新型的电动车辆的一个实施例中，电动车辆包括上述的实施例中所描述的电池包。

本实施例中的电动车辆，是指具有电池包，且能够根据电池包提供的电量驱动行走的各种车辆，其包括纯电动车辆、插电混动汽车、非插电混动汽车等，并不限于纯电动车辆。

本实施例中的电动车辆，其包括上述的电池包，当然地具有与上述的电池包一致的有益效果，不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：箱体和N个电池组，N≥2且为整数；

所述箱体包括用于容置N个所述电池组的安装腔；

N个所述电池组沿第二方向依次排布，每个所述电池组包括多个沿第一方向排布的电芯，每个所述电芯包括壳体和设置于所述壳体两侧的第一极柱和第二极柱，在同一所述电池组中，相邻的两个所述电芯中，一个所述电芯的第一极柱与另一个所述电芯的第二极柱连接，以使相邻的两个所述电芯电连接。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一极柱包括第一顶面，所述第二极柱包括第二顶面，所述第一顶面与所述第二顶面相抵设置贴合且相焊接。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一极柱包括第一顶面，所述第二极柱包括第二顶面，所述第一顶面上设有第一凸起部，所述第二顶面上与所述凸起部的位置对应处设有第一凹陷部，所述凸起部插接于所述凹陷部。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一极柱包括第一顶面，所述第二极柱包括第二顶面，所述第二顶面的表面积大于所述第一顶面的表面积，所述第二顶面上与所述第一顶面的位置对应处设有第二凹陷部，所述第一极柱插接于所述第二凹陷部。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，相邻的两个电池组之间设有冷却板。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述冷却板和与其连接的所述电芯之间设置有导热胶。

7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述冷却板在第一方向上的两个端部具有延伸部和与所述延伸部并列的缺口部，所述延伸部与所述箱体固定连接；

所述冷却板中具有冷媒管路，所述冷媒管路于所述缺口部处与外部管路连通。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述箱体包括第一接电端子和第二接电端子，在N个所述电池组中，任意相邻的两个所述电池组于所述缺口部处串联设置，以将N个所述电池组依次串联连接；

在N个所述电池组中，以第二方向计，排第一位序的所述电池组在第一方向上的一端的所述第一极柱与所述第一接电端子电连接，排第N位序的所述电池组在第一方向上的一端的所述第二极柱与所述第二接电端子电连接。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的电池包，其特征在于，每个所述电芯具有防爆阀，所述防爆阀设置在所述电芯的底侧。

10.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括权利要求1～9中任意一项所述的电池包。

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