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CN114221077A - 电池装置及作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池装置及作业机械，电池装置包括多个电池箱，且数量可选地用于作业机械，各电池箱包括：箱体，包括框架和设置于框架内的多层支撑板，多层支撑板沿竖直方向间隔分布；多个电池模块，设置于各层支撑板上，且多层电池模块通过线路相串联；多个液冷板，分布于各层支撑板上，液冷板用于与各层支撑板上的电池模块换热；强弱电接插端子，设置于箱体上，且强弱电接插端子与电池模块电连接；液冷连接器，设置有用于和外部液冷管相连接的端口，并且液冷连接器通过管路与各个液冷板相连接。如此设置，本发明提供的电池装置及作业机械，其能够有效解决换电过程之中因大容量电池重量重，导致的换电难的技术问题。

Description

电池装置及作业机械
技术领域
本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种电池装置及作业机械。
背景技术
随着新能源作业机械的普及，新能源作业机械的换电方式越来越受到领域内的重视。
由于作业机械具有工作时间长、需求电量大、多为封闭场景施工等特点，相比于充电，换电具有换电时间短、充电功率稳定、电网冲击小等优点。
进一步地，为了满足作业机械的续航需求，现有技术中常采用换电、送电相结合的模式，即，通过车辆将满电电池送至作业现场，并对作业机械的待更换电池进行更换。
然而，作业机械的换电均为整个电池系统换电，存在大容量电池重量重、换电难的技术问题。
发明内容
本发明提供一种电池装置及作业机械，其能够有效解决换电过程之中因大容量电池重量重，导致的换电难的技术问题。
本发明的第一方面提供一种电池装置，包括多个电池箱，且数量可选地用于作业机械，各所述电池箱包括：
箱体，包括框架和设置于所述框架内的多层支撑板，多层支撑板沿竖直方向间隔分布；
多个电池模块，设置于各层所述支撑板上，且多层所述电池模块通过线路相串联；
多个液冷板，分布于各层所述支撑板上，所述液冷板用于与各层所述支撑板上的电池模块换热；
强弱电接插端子，设置于所述箱体上，且所述强弱电接插端子与所述电池模块电连接；
液冷连接器，设置有用于和外部液冷管相连接的端口，并且所述液冷连接器通过管路与各个所述液冷板相连接。
根据本发明提供的电池装置，所述强弱电接插端子和所述液冷连接器都设置在所述箱体的底端。
根据本发明提供的电池装置，所述框架为长方体结构，且所述框架竖立设置，所述强弱电接插端子和所述液冷连接器都设置在所述箱体的底端。
根据本发明提供的电池装置，所述框架包括多根型材，所述型材通过焊接或者连接件相连接形成所述框架，所述支撑板通过焊接或连接件连接于所述框架内。
根据本发明提供的电池装置，各个所述电池模块都包括多个并排设置的电芯，所述电池模块的各个电芯通过导电连接件相串联。
根据本发明提供的电池装置，各个所述电芯的极耳分别设置在电芯的前后两端。
根据本发明提供的电池装置，还包括采样电路，所述采样电路与各层所述支撑板上的电芯电连接。
根据本发明提供的电池装置，所述电池模块设置为电池包。
根据本发明提供的电池装置，所述支撑板设置为4-6层。
本发明的第二方面提供一种作业机械，包括车体和设置于所述车体的电池装置，所述电池装置为如上任一项所述的电池装置，且所述车体上设置有多组强弱电连接装置和液冷连接装置，所述强弱电连接装置和所述液冷连接装置与所述电池箱的强弱电接插端子和液冷连接器相适配。
根据本发明提供的作业机械，所述强弱电连接装置、液冷连接装置与所述强弱电接插端子、液冷连接器的连接方向设置为竖直方向。
有益效果：
一、本发明提供的技术方案中，电池装置包括多个电池箱，应用在作业机械的数量可根据作业机械的实际电量、电压需求进行选择，由于每个电池箱都设置有强弱电接插端子和液冷连接器，每个电池箱的温度都能单独控制，并且每个电池箱都能够向作业机械供电。当作业机械需要换电时，可将每个电池箱进行单独更换，相比于更换一整个电池装置，方便操作。
二、本发明提供的进一步方案中，所述强弱电接插端子和所述液冷连接器都设置在所述箱体的底端。
如此设置，在更换电池箱时，由作业机械取出电池箱时，只需将电池箱由下至上方向直接抬起电池箱即可实现强弱电接插端子和液冷连接器与作业机械的拆分。同样，将作业机械安装至作业机械时，只需由上至下方向将电池放置在作业机械的车体上，并且将强弱电接插端子和液冷连接器与作业机械的强弱电连接装置和液冷连接装置对正，通过电池箱的自重即可实现对接结构的自锁。
三、本发明提供的进一步方案中，所述框架为长方体结构，且所述框架竖立设置，所述强弱电接插端子和所述液冷连接器都设置在所述箱体的底端。
如此设置，本发明提供的电池箱，安装至作业机械上时，呈竖立状态，单个电池箱所占用的作业机械的面积较小，可方便在作业机械上设置多个电池箱，有效提高了作业机械的空间利用率。
四、本发明的第二方面提供一种作业机械，包括车体和设置于所述车体的电池装置，所述电池装置为如上所述的电池装置，且所述车体上设置有多组强弱电连接装置和液冷连接装置，所述强弱电连接装置和所述液冷连接装置与所述电池箱的强弱电接插端子和液冷连接器相适配。本发明提供的作业机械，各个电池箱可分别安装在车体上，通过多个电池箱向作业机械供电，当更换电池箱时，不需要将电池装置整体拆卸更换，而只需将各个电池箱分别进行更换即可，电池箱的重量体积较小，方便更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中电池箱的主视图；
图2是本发明实施例中电池箱的仰视图；
图3是本发明实施例中电池箱的侧视图；
11：箱体； 12：电芯； 13：导电连接件；
14：采样电路； 15：支撑板； 16：液冷连接器；
17：强弱电接插端子； 18：液冷板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图3描述本发明的实施例中的电池装置及作业机械。本发明实施例提供了一种电池装置，包括多个电池箱，电池箱的具体数量可根据作业机械的电量需求以及每个电池箱的容量设定。
各电池箱包括箱体11、电池模块、液冷板18、强弱电接插端子17以及液冷连接器16。其中，箱体11包括框架和设置于框架内的多层支撑板15，多层支撑板15沿竖直方向间隔分布。比如，每个箱体11可设置有4-6层支撑板15，支撑板15上用于设置电池模块。具体地，该支撑板15可以为板状结构或者框架结构。
每层支撑板15上都设置有电池模块，不同层之间的电池模块可以通过线路相串联，并且线路与强弱电接插端子17相连接。
多个液冷板18分布于各层支撑板15上，液冷板18用于与各层支撑板15上的电池模块换热。该液冷板18可以由铜、铝、铁等导热材料制成，液冷板18可以设置有供冷媒介质流动的冷媒通道或者管路，电池模块可以设置在液冷板18上，通过液冷板18内的冷媒实现电池模块的温度调节。
强弱电接插端子17设置于箱体11上，且强弱电接插端子17与电池模块电连接，通过强弱电接插端子17能够实现电池箱与作业机械或充电设备的电连接，进而完成电池箱的充放电以及信息采集等功能。
液冷连接器16设置有用于和外部液冷管相连接的端口，并且液冷连接器16通过管路与各个液冷板18相连接。液冷连接器16与作业机械或充电设备的冷媒供给系统通过液冷管相连接，进而能够将冷媒导流至液冷板18，实现与电池模块的换热。
如此设置，本发明实施例提供的电池装置包括多个电池箱，应用在作业机械的数量可根据作业机械的实际电量、电压需求进行选择，由于每个电池箱都设置有强弱电接插端子17和液冷连接器16，每个电池箱的温度都能单独控制，并且每个电池箱都能够向作业机械供电。当作业机械需要换电时，可将每个电池箱进行单独更换，相比于更换一整个电池装置，方便操作。
在进一步的实施例中，强弱电接插端子17和液冷连接器16都设置在箱体11的底端。
电池箱更换时，沿竖直方向进行更换，比如由作业机械取出电池箱时，只需将电池箱由下至上方向直接抬起电池箱即可实现强弱电接插端子17和液冷连接器16与作业机械的拆分。同样，将作业机械安装至作业机械时，只需由上至下方向将电池放置在作业机械的车体上，并且将强弱电接插端子17和液冷连接器16与作业机械的强弱电连接装置和液冷连接装置对正，通过电池箱的自重即可实现对接结构的自锁。
强弱电接插端子17和液冷连接器16的结构可参考现有技术中强弱电接插装置和液冷连接装置，此处不再进行赘述。
强弱电接插端子17和液冷连接器16可以通过焊接、螺钉连接等方式连接在箱体11的底端。
在进一步的实施例中，框架可设置为长方体结构，且框架竖立设置，强弱电接插端子17和液冷连接器16都设置在箱体11的底端。
如此设置，本实施例提供的电池箱，安装至作业机械上时，呈竖立状态，单个电池箱所占用的作业机械的面积较小，可方便在作业机械上设置多个电池箱，有效提高了作业机械的空间利用率。
具体地，框架可以包括多根型材，由多根型材搭接形成长方体结构，型材之间具体可通过焊接或者螺钉等连接方式相连接，支撑板15可以通过焊接或连接件等连接方式连接于框架内。
如此设置，本实施例提供的电池箱，安装至作业机械上时，呈竖立状态，单个电池箱所占用的作业机械的面积较小，可方便在作业机械上设置多个电池箱，有效提高了作业机械的空间利用率。
在一些实施例中，各个电池模块都包括多个并排设置的电芯12，具体地，电芯12可以为板状结构，电芯12呈竖直状态且多个电芯12层叠设置，电芯12之间可以通过导电连接件13相串联。具体地，导电连接件13可以设置为长条片状结构，电芯12设置有极耳，用于和导电连接件13相连接，电芯12的极耳可以通过焊接或者螺钉等连接件与导电连接件13相连接
另外，本实施例中，电芯12之间还通过采样电路14相串联，采样电路14用于输送电芯12的状态信息，并且各层的采样电路14汇集在一起后连接至强弱电接插端子17，强弱电接插端子17可以与作业机械或充电设备的电池管理系统相连接，上述采样电路14可以设置为FPC(柔性电路板)。
在进一步实施例中，各个电芯12的极耳分别设置在电芯12的前后两端，如图1所示。如此设置，电芯12的极耳外露于电芯12的前后两端，方便各个电芯12之间的串联。
而且，电芯12的极耳设置在电芯12的前后两端，不需要占用竖直方向的空间，各层支撑板15之间的距离可有效减小，降低了电池箱的整体高度。
需要说明的是，在其它实施例中，设置在各层支撑板15上的电池模块也可采用电池包的形式。
本发明的实施例中还提供了一种作业机械，包括车体和设置于车体的电池装置，电池装置为如上任一实施例中所述的电池装置，且车体上设置有多组强弱电连接装置和液冷连接装置，强弱电连接装置和液冷连接装置与电池箱的强弱电接插端子17和液冷连接器16相适配。该作业机械可具体为电动挖掘机、电动泵车、电动起重机等。
如此设置，多个电池箱可以同时安装在作业机械上，各个电池箱的强弱电接插端子17和液冷连接器16与作业机械上的强弱电连接装置和液冷连接装置对应连接，进而实现多个电池箱向作业机械同时供电，并且作业机械的冷媒供给系统能够向各个电池箱供给冷媒，实现电池箱的温度调节。
当需要更换电池装置时，电池箱作为电池装置的组成单元，可单独进行更换，电池箱的重量和体积较小，方便更换。
在进一步的实施例中，作业机械的强弱电连接装置、液冷连接装置与强弱电接插端子17、液冷连接器16的连接方向设置为竖直方向。即，强弱电连接装置、液冷连接装置与强弱电接插端子17、液冷连接器16的拆装方向为竖直方向，如此设置，在更换电池箱时，由作业机械取出电池箱时，只需将电池箱由下至上方向直接抬起电池箱即可实现强弱电接插端子17和液冷连接器16与作业机械的拆分。同样，将作业机械安装至作业机械时，只需由上至下方向将电池放置在作业机械的车体上，并且将强弱电接插端子17和液冷连接器16与作业机械的强弱电连接装置和液冷连接装置对正，通过电池箱的自重即可实现对接结构的自锁。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种电池装置，其特征在于，包括多个电池箱，且数量可选地用于作业机械，各所述电池箱包括：
箱体，包括框架和设置于所述框架内的多层支撑板，多层支撑板沿竖直方向间隔分布；
多个电池模块，设置于各层所述支撑板上，且多层所述电池模块通过线路相串联；
多个液冷板，分布于各层所述支撑板上，所述液冷板用于与各层所述支撑板上的电池模块换热；
强弱电接插端子，设置于所述箱体上，且所述强弱电接插端子与所述电池模块电连接；
液冷连接器，设置有用于和外部液冷管相连接的端口，并且所述液冷连接器通过管路与各个所述液冷板相连接。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述强弱电接插端子和所述液冷连接器都设置在所述箱体的底端。
3.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述框架为长方体结构，且所述框架竖立设置，所述强弱电接插端子和所述液冷连接器都设置在所述箱体的底端。
4.根据权利要求3所述的电池装置，其特征在于，所述框架包括多根型材，所述型材通过焊接或者连接件相连接形成所述框架，所述支撑板通过焊接或连接件连接于所述框架内。
5.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，各个所述电池模块都包括多个并排设置的电芯，所述电池模块的各个电芯通过导电连接件相串联。
6.根据权利要求5所述的电池装置，其特征在于，各个所述电芯的极耳分别设置在电芯的前后两端。
7.根据权利要求5所述的电池装置，其特征在于，还包括采样电路，所述采样电路与各层所述支撑板上的电芯电连接。
8.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池模块设置为电池包。
9.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述支撑板设置为4-6层。
10.一种作业机械，其特征在于，包括车体和设置于所述车体的电池装置，所述电池装置为如权利要求1-9任一项所述的电池装置，且所述车体上设置有多组强弱电连接装置和液冷连接装置，所述强弱电连接装置和所述液冷连接装置与所述电池箱的强弱电接插端子和液冷连接器相适配。
11.根据权利要求10所述的作业机械，其特征在于，所述强弱电连接装置、液冷连接装置与所述强弱电接插端子、液冷连接器的连接方向设置为竖直方向。
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