CN111613745B - 动力电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种动力电池包及车辆，其中，动力电池包包括托盘、盖板以及电池阵列；所述盖板盖设于所述托盘上形成一个容纳腔，所述容纳腔包括泄压区域、电池放置区域以及电连接区域，所述泄压区域和所述电连接区域分别设于所述电池阵列放置区域的两侧；所述电池阵列设置于所述电池放置区域内，所述电池阵列的防爆阀对应所述泄压区域，所述电池阵列的极耳对应所述电连接区域，且所述盖板抵接所述电池阵列。本申请的动力电池包及车辆，通过设置分离的泄压区域和电连接区域，降低了防爆阀对极耳的影响，可以有效避免防爆阀喷发的高温高压气体、固体或火焰引起连锁热失控反应。

Description

动力电池包及车辆

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种动力电池包及车辆。

背景技术

电池包是电动汽车的核心部件，主要由若干单体电池、电池托盘或支撑结构、上盖、热管理构架、电池管理和执行组件等组成。

由于汽车需要保证离地间隙和内部乘员仓的空间，随着整车高度有不断降低的趋势来降低风阻和能耗，留给电池包的高度空间越来越有限，因此，在该有限空间内，如何提高电池包的能量密度成为电池技术领域一个重要研究方向。

传统的方形单体电池，一般保持极耳和防爆阀在上部的姿态，在电池上方需要要预留极耳的连接和信号采集空间以及防爆阀的泄压空间，挤占了单体电池内部提供能量的高度空间，且浪费了可贵的电池包高度空间。

另外，防爆阀和输出的极耳在同一个方向，当电池内部热失控的时候，从防爆阀喷出的高温高压气体、固体、火焰等会直接损害关键的电联接、温度和电压采样等部件，同时容易损害电池上方的上盖，对汽车底部进行直接的热影响，最终对乘员的安全构成威胁。

发明内容

本申请的目的在于提供一种动力电池包及车辆，以解决现有技术中电池包存在的能力量密度受限于高度以及连锁热失控反应的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种动力电池包，包括托盘、盖板以及电池阵列；

所述盖板盖设于所述托盘上形成一个容纳腔，所述容纳腔包括泄压区域、电池放置区域以及电连接区域，所述泄压区域和所述电连接区域分别设于所述电池放置区域的两侧；

所述电池阵列设置于所述电池放置区域内，所述电池阵列的防爆阀对应所述泄压区域，所述电池阵列的极耳对应所述电连接区域，且所述盖板抵接所述电池阵列。

可选地，所述电池阵列由若干个电芯构成，每个所述电芯上设有一个所述防爆阀和一对所述极耳。

可选地，所述电芯为长方体结构，所述电芯具有长度L、宽度H和厚度D，且所述长度L大于所述宽度H，所述宽度H大于所述厚度D。

可选地，所述防爆阀设在所述宽度H和所述厚度D对应的第一面上，所述极耳设在所述宽度H和所述厚度D对应的第二面上。

可选地，所述电池阵列具有至少一个行和至多两个列，且所述电池阵列的一个单元包括多个所述电芯。

可选地，所述电池阵列具有三个行和两个列，所述两个列中，每一列的所述电芯的所述防爆阀同向布置，且所述两个列的所述电芯的所述极耳相对而设。

可选地，所述电池阵列具有一个行和两个列，所述两个列中，每一列的所述电芯的所述防爆阀同向布置，且所述两个列的所述电芯的所述极耳相对而设。

可选地，所述容纳腔包括两个所述泄压区域和一个所述电连接区域；

所述两个列的所述防爆阀分别对应一个所述泄压区域，所述两个列的所述极耳共用一个所述电连接区域。

可选地，所述托盘和/或所述盖板集成有液冷系统。

本申请还提供一种车辆，包括上述的任一种动力电池包。

采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：

1）本申请的动力电池包通过设置分离的泄压区域和电连接区域，降低了防爆阀对极耳的影响，可以有效避免防爆阀喷发的高温高压气体、固体或火焰引起连锁热失控反应；

2）本申请的动力电池包充分利用了高度空间，可以有效增加单个电芯的有用能量，从而提高电池包整体的能量密度；

3）本申请的动力电池包的盖板直接抵接电池阵列，且在盖板内集成液冷系统，使得盖板也可以作为电池包的散热面或保温面，可以有效提高电池包的散热性能和保温性能。

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为本申请实施例一种可选的动力电池包的分解示意图；

图2为本申请实施例一种可选的电芯的结构示意图；

图3为本申请实施例一种可选的电池阵列的结构示意图；

图4为本申请实施例一种可选的电池阵列的结构示意图；

图5为本申请实施例一种可选的电池阵列的结构示意图。

以下对附图作补充说明：

1-托盘；2-盖板；3-电池阵列；101-泄压区域；102-电池放置区域；103-电连接区域；104-泄压孔；301-防爆阀；302-极耳；303-电芯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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的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。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

请参见图1，图1是本申请实施例一种可选的动力电池包的分解示意图，该图1中，动力电池包包括托盘1、盖板2以及电池阵列3；

盖板2盖设于托盘1上形成一个容纳腔（图1中未示出，请参见图3），该容纳腔包括泄压区域101、电池放置区域102以及电连接区域103，泄压区域101和电连接区域103分别设于电池放置区域102的两侧；

电池阵列3设置于电池放置区域102内，电池阵列3的防爆阀301对应泄压区域101，电池阵列3的极耳302对应电连接区域103，且盖板2抵接电池阵列3。

在具体实施中，盖板2与电池阵列3之间还可以增加导热结构胶来固定导热，以增加盖板2的散热性能，而传统的电池包仅仅通过托盘散热；盖板2与电池阵列3之间无浪费空间，实现了高度空间的充分利用，有利于提高电池包的能量密度。

作为一种可选的实施方式，图1所示的电池阵列3由若干个电芯303构成，每个电芯303上设有一个防爆阀301和一对极耳302（如图2所示），该一对极耳包括正极耳和负极耳。

作为一种可选的实施方式，电芯303为长方体结构，电芯303具有长度L、宽度H和厚度D，且长度L大于宽度H，宽度H大于厚度D，电芯303整体呈长条状，相较于传统电芯具有更大的长度尺寸，通过加长电芯的尺寸来提高电芯和电池包能量密度；防爆阀301设在宽度H和厚度D对应的第一面上，极耳302设在宽度H和所厚度D对应的第二面上，即图2所示的，防爆阀301和极耳302分别设在加长的电芯303的两端。

作为一种可选的实施方式，电池阵列3具有至少一个行和至多两个列，且电池阵列3的一个单元包括多个电芯303。

为了保证每一列电芯的防爆阀不影响另外一列电芯的极耳，下述实施例中，电池阵列3的列数均不超过二。

作为一种可选的实施方式，电池阵列3具有三个行和两个列，该两个列中，每一列的电芯303的防爆阀301同向布置，且两个列的电芯303的极耳302相对而设，极耳相对设置，方便进行电连接。

在具体实施中，如图3所示，加长的电芯303采用侧躺的方式排列放置在托盘1上，电芯303可以与托盘1粘接，电芯303与托盘1之间也可以增加热界面材料来提高导热性能；电芯303形成3×2的电池阵列3，其中，第一列电芯303的防爆阀301朝托盘1的第一侧布置，第二列电芯303的防爆阀301朝托盘1的第二侧布置，第一列电芯303的极耳302和第二列电芯303的极耳302相对布置。

相应的，在托盘1上有对应第一列电芯防爆阀和第二列电芯防爆阀的两个泄压区域101，分别设置在托盘1的两侧，在两个泄压区域101中间依次设有第一个电池放置区域102（放置第一列电芯）、电连接区域103和第二个电池放置区域102（放置第二列电芯），如此，电连接区域103位于电池包的中间，可以避免电池包侧面碰撞挤压极耳，从而避免短路等电气安全事件，泄压区域101分设电池包的两侧，可以有效降低防爆阀对极耳和电连接件的影响，提高电池包的安全性能。

此外，托盘1上还设有若干纵梁和横梁，用于分隔电池阵列3中的每个单元，为电池包提供支撑，增加整体结构强度；托盘1的边框和横梁上还设有泄压孔104，泄压孔104的位置应对应泄压区域101，以形成泄压通道，当某个电芯的防爆阀喷发出高温高压的气体、固体或火焰时，可以通过泄压通道排出，防止影响到更多电芯，引起热失控连锁反应；在电连接区域103中，还可以用非金属材料的构件为电连接件提供支撑和绝缘，对电芯的部件提供必要的限位。

作为一种可选的实施方式，电池阵列3具有一个行和两个列，该两个列中，每一列的电芯303的防爆阀301同向布置，且两个列的电芯303的极耳302相对而设。

在具体实施中，如图4所示，与图3所示的电池阵列不同的是，图3中的托盘1中没有横梁，仅有一条纵梁，电芯303形成1×2的电池阵列3。

在具体实施中，电池阵列还可以如图5所示，电芯303形成3×1的电池阵列3，即只有一列电芯，相应的，托盘1上则只设有一个泄压区域101，泄压区域101和电连接区域103分设托盘1的两侧。

在具体实施中，本申请实施例的动力电池包还可以包括外置电器模块， 外置电器模块包含但不限于：电池管理系统BECM，电流采集器件CSC和继电器，保险FUSE，预充电阻，连接器，压力传感器等用于对电芯进行管理，控制，执行管理动作等器件的集合体；该外置电器模块可以是一个整体或者分割为多于一个的几个模块，放置在电池包外部，通过活动安装与托盘或者盖板的外侧进行连接，比如采用螺纹连接等，在需要的时候可以单独拆卸，方便维修和更换。

作为一种可选的实施方式，托盘1和/或盖板2集成有液冷系统。

将电池包盖板作为电池热管理的散热板，由于盖板与车身底部接近，而不是像托盘底面一样暴露在汽车的底盘下面的空气中，一般车辆行进中的气流也会加快托盘底面的散热能力，电池包易受外界的热影响，而采用盖板作为电池热管理的散热板不易受外界气流影响，可以提高电池包的保温性能。

本申请实施例还提供了一种车辆，包括上述的任一种动力电池包。

本申请实施例的动力电池包及车辆具有如下有益效果：

1）本申请的动力电池包通过设置分离的泄压区域和电连接区域，降低了防爆阀对极耳的影响，可以有效避免防爆阀喷发的高温高压气体、固体或火焰引起连锁热失控反应；

2）本申请的动力电池包充分利用了高度空间，可以有效增加单个电芯的有用能量，从而提高电池包整体的能量密度；

3）本申请的动力电池包的盖板直接抵接电池阵列，且在盖板内集成液冷系统，使得盖板也可以作为电池包的散热面或保温面，可以有效提高电池包的散热性能和保温性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动力电池包，其特征在于，包括托盘（1）、盖板（2）以及电池阵列（3）；

所述盖板（2）盖设于所述托盘（1）上形成一个容纳腔，所述容纳腔包括泄压区域（101）、电池放置区域（102）以及电连接区域（103），所述泄压区域（101）和所述电连接区域（103）分别设于所述电池放置区域（102）的两侧；

所述电池阵列（3）设置于所述电池放置区域（102）内，所述电池阵列（3）的防爆阀（301）对应所述泄压区域（101），所述电池阵列（3）的极耳（302）对应所述电连接区域（103），且所述盖板（2）抵接所述电池阵列（3）；

所述电池阵列（3）具有至少一行和两个列，所述两个列中，每一列的所述电芯（303）的所述防爆阀（301）同向布置，且所述两个列的所述电芯（303）的所述极耳（302）相对而设，在托盘（1）的两侧分别有对应第一列电芯防爆阀和第二列电芯防爆阀的两个泄压区域（101），在两个泄压区域（101）中间依次设有第一个电池放置区域（102）、电连接区域（103）和第二个电池放置区域（102）;

所述容纳腔包括一个所述电连接区域（103）；所述两个列的所述极耳（302）共用一个所述电连接区域（103）；

所述托盘（1）上还设有多个纵梁和横梁，用于分隔电池阵列（3）中的每个单元；所述托盘（1）的边框和横梁上设有泄压孔（104），所述泄压孔（104）的位置应对应泄压区域（101）。

2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述电池阵列（3）由若干个电芯（303）构成，每个所述电芯（303）上设有一个所述防爆阀（301）和一对所述极耳（302）。

3.根据权利要求2所述的动力电池包，其特征在于，所述电芯（303）为长方体结构，所述电芯（303）具有长度L、宽度H和厚度D，且所述长度L大于所述宽度H，所述宽度H大于所述厚度D。

4.根据权利要求3所述的动力电池包，其特征在于，所述防爆阀（301）设在所述宽度H和所述厚度D对应的第一面上，所述极耳（302）设在所述宽度H和所述厚度D对应的第二面上。

5.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述电池阵列（3）具有三个行和两个列。

6.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述电池阵列（3）具有一个行和两个列。

7.根据权利要求5或6所述的动力电池包，其特征在于，所述容纳腔还包括两个所述泄压区域（101）；

所述两个列的所述防爆阀（301）分别对应一个所述泄压区域（101）。

8.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述托盘（1）和/或所述盖板（2）集成有液冷系统。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1~8中任一项所述的动力电池包。

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