动力电池结构的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种动力电池结构。


背景技术：

2.随着电动汽车和电动工具的发展，对电池的各项性能指标要求越来越高。在不断提升动力电池能量密度的过程中，动力电池的结构设计越来越来紧凑，动力电池的体积也越来越大，所以动力电池的安全性问题也越来越突出。尤其是，传统的动力电池的高压电路中熔断器在车辆高速行驶过程中熔断，使高速行驶的车辆发生非预期性的动力中断，从而给车辆带来危险。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种动力电池结构，旨在解决传统的动力电池的高压电路中熔断器在车辆高速行驶过程中熔断，使高速行驶的车辆发生非预期性的动力中断，从而给车辆带来危险的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的动力电池结构，包括：
5.箱体，所述箱体的底部设有开口；
6.支撑结构，所述支撑结构盖合于所述开口；以及
7.至少两路呈并联设置的高压电路，所述高压电路位于所述箱体内，所述高压电路包括熔断器以及与所述熔断器通信连接的电池管理系统，至少两路高压电路的熔断器的熔断阈值不同。
8.在本实用新型的一些实施例中，所述呈并联设置的高压电路为两路，两路所述高压电路并联连接有电池模组，其中一路所述高压电路的熔断阈值为大于1/2(ki)，所述i为所述电池模组的额定电流值，所述k为修正系数，1≤k≤3。
9.在本实用新型的一些实施例中，所述呈并联设置的高压电路为两路，包括第一高压电路以及第二高压电路，所述第一高压电路的熔断阈值为所述第二高压电路的熔断阈值的二至四倍。
10.在本实用新型的一些实施例中，所述支撑结构包括压力传感器、底护板以及用于安装电池模组的底板；所述底板位于所述底护板的上方；所述压力传感器安设于所述底护板朝向所述底板的一端面且与所述底板接触。
11.在本实用新型的一些实施例中，还包括用于检测所述箱体内温度、湿度以及气压的传感器组，所述传感器组与所述电池管理系统通信连接，所述传感器组位于所述箱体内。
12.在本实用新型的一些实施例中，动力电池结构还包括液冷管，所述液冷管与所述箱体呈一体式设计。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述液冷管均匀布置于电池模组的上方。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述箱体内设置有用于导热的导热件，所述导热件连接于电池模组与液冷管之间。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述导热件为导热材料制成的软体热管。
16.在本实用新型的一些实施例中，动力电池结构还包括位于所述箱体内的保温材料，所述保温材料安设于所述箱体的侧面以及电池模组的侧面。
17.在本实用新型的一些实施例中，所述保温材料为保温棉和\或气凝胶。
18.上述动力电池结构，通过设置有至少两路呈并联设置的高压电路，且至少两路高压电路的熔断器的熔断阈值不同，形成两级高压电路保护。即，单独一路高压电路用于车辆作为动力输出，车辆高速行驶过程中该路高压电路因输出功率过高，使该路高压电路中的熔断器熔断或该路高压电路高压断路，电池管理系统识别后发出信号，使电池模组输出功率降低，而另单独一路高压电路继续为电池模组提供动能，如该路高压电路的熔断器熔断或该路高压电路高压断路，则证明电池模组出现故障，电池管理系统识别后发出信号，电池模组停止运行，并提示驾驶者尽快检修车辆，避免非预期性的动力中断等给高速行驶中的车辆带来危险，从而提高了该动力电池使用的稳定性；通过在箱体的底部设置有开口且支撑结构盖合于开口，满足电池模组的安装采用向上吊装的形式，维修更换电池模组时只需拆除支撑结构，即可以单独更换电池模组与位于箱体内的电气元件，既便于更换，也提高了维修效率。
附图说明
19.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，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的爆炸结构示意图。
21.附图标号说明：
22.标号名称标号名称1箱体6电池模组2底板7电池管理系统3底护板8高压盒4压力传感器9液冷管5传感器组
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23.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
24.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，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
27.如图1所示，本实用新型提出一种动力电池结构，其包括箱体1、支撑结构以及至少两路呈并联设置的高压电路；箱体1的底部设有开口；支撑结构盖合于开口；高压电路位于箱体1内，高压电路包括熔断器以及与熔断器通信连接的电池管理系统7，至少两路高压电路的熔断器的熔断阈值不同。
28.上述动力电池结构，通过设置有至少两路呈并联设置的高压电路，且至少两路高压电路的熔断器的熔断阈值不同，形成两级高压电路保护；其中，熔断阈值较低的一路记为低阈值高压电路，熔断阈值较高的一路记为高阈值高压电路；两路高压电路并联用于车辆作为动力输出，当车辆高速行驶过程中因输出功率过高，使低阈值高压电路中的熔断器熔断或该路高压电路高压断路，电池管理系统7识别后发出信号，使电池模组6输出功率降低，而高阈值高压电路继续通过电池模组6为车辆提供动能，当高阈值高压电路的熔断器熔断或该路高压电路高压断路，则证明电池模组6出现故障，电池管理系统7识别后发出信号，电池模组6停止运行，并提示驾驶者尽快检修车辆，避免非预期性的动力中断等给高速行驶中的车辆带来危险，从而提高了该动力电池使用的稳定性；通过在箱体1的底部设置有开口且支撑结构盖合于开口，满足电池模组6的安装采用向上吊装的形式，维修更换电池模组6时只需拆除支撑结构，即可以单独更换电池模组6与位于箱体1内的电气元件，既便于更换，也提高了维修效率。
29.本实施例中，高压电路的数量为两路且并联设置，两路高压电路的熔断器的熔断阈值不同；其中，熔断阈值较低的电路为低阈值高压电路，熔断阈值较高的电路记为高阈值高压电路。低阈值高压电路与高阈值高压电路并联同时用于车辆作为动力输出；当车辆高速行驶过程中输出功率超过低阈值高压电路的阈值范围时，低阈值高压电路的熔断器熔断或该路高压电路高压断路，电池管理系统7识别后发出信号，使电池模组6输出功率降低50％；而高阈值高压电路则继续通过电池模组6为车辆提供动能。
30.进一步的，呈并联设置的高压电路为两路，两路高压电路并联连接有电池模组6，其中一路高压电路的熔断阈值为大于1/2(ki)，i为电池模组6的额定电流值，k为修正系数，1≤k≤3；额定电流值i为对应不同电池模组6的额定电流值，修正系数k可根据不同需求进行对应调整，避免因熔断阈值过高导致无法对高输出功率进行熔断截流，进而无法对电池模组6产生预警保护效果；通过设置对应的熔断阈值，使不同高压电路具有不同的熔断阈值，实现对不同电池模组6的适配连接，确保高压电路能够正常实现其保护预警功能。
31.进一步的，呈并联设置的高压电路为两路，包括第一高压电路以及第二高压电路，第一高压电路的熔断阈值为第二高压电路的熔断阈值的二至四倍，使得两路高压电路之间的熔断阈值存在至少一倍的差值范围，确保在一定输出功率的情况下，其中一路高压电路熔断时，另外一路高压电路仍可正常提供动能；避免第一高压电路以及第二高压电路的同时熔断而无法提供备用动能；其中，两路高压电路之间的熔断阈值的差值范围可根据实际
情况进行调整设置。
32.在本实用新型的一些实施例中，高压电路还包括高压盒8，熔断器位于高压盒8内。
33.上述高压盒8、熔断器以及电池管理系统7均为本领域的公知常识，这里不做赘述。
34.在本实用新型的一些实施例中，电池模组6的安装采用向上吊装的形式。如此，使电池模组6离地间隙更高，提高安全性。
35.在本实用新型的一些实施例中，支撑结构包括底护板3、与电池管理系统7通讯连接的压力传感器4以及用于安装电池模组6的底板2；底板2位于底护板3的上方；压力传感器4安设于底护板3朝向底板2的一端面且与底板2接触。如此，车辆由于托底或外力作用后，底护板3的压力传感器4把信号传给电池管理系统7进行分析，然后为保护电池模组6将动力输出功率降低，并将提示信号传给驾驶者尽快检修，保证车辆行驶安全避免严重后果发生，并避免ip68失效等严重后果
36.其中，ip68是gb/t 4208-2017外壳防护等级(ip代码)中，防尘防水等级标准的最高级别。
37.优选地，底护板3的外轮廓为板型状，压力传感器4为多个且设置于底护板3的多个位置，因此，当各位置发生碰撞后，压力传感器4能迅速检测到。而且，底护板3的结构简单，因此，便于加工。
38.在本实用新型的一些实施例中，动力电池结构还包括用于检测箱体1内温度、湿度以及气压的传感器组5，传感器组5与电池管理系统7通信连接，传感器组5位于箱体1内。如此，通过设置有传感器组5，实现对箱体1内的温度、湿度以及气压进行检测，从而避免箱体1内部温度、湿度以及气压变化，使高压环境爬电距离、电气间隙要求发生变化发生短路风险，热失控时气压的急剧变化发生箱体1爆裂风险。
39.其中，传感器组5由温度传感器、湿度传感器以及气压传感器组5成。温度传感器、湿度传感器以及气压传感器均为本领域的公知常识，这里不做赘述。
40.具体地，当气压传感器检测到气压超出或低于预设阈值后，通过电池管理系统7控制开关进行排气或进气。当气压急剧上升时，电池管理系统7发出信号提示使用者，并控制开关进行排气避免爆裂。
41.在本实用新型的一些实施例中，动力电池结构还包括可通入冷却介质的液冷管9，液冷管9与箱体1呈一体式设计。
42.优选地，液冷管9均匀布置于电池模组6的上方。如此，通过液冷管9实现与电池模组6热交换，提升热管理效率，散热均匀。
43.优选地，冷却介质为水或导热油等液体冷却介质，如此，通过在液冷管9内通过冷却介质，实现对电池模组6的散热。
44.在本实用新型的一些实施例中，箱体1内设置有用于导热的导热件，导热件连接于电池模组6与液冷管9之间。如此，提高热传导效率。
45.优选地，导热件为导热材料制成的软体热管，进一步地，软体热管还可以通入冷却介质，从而提高电池模组6的散热。
46.在本实用新型的一些实施例中，动力电池结构还包括位于箱体1内的保温材料，保温材料安设于箱体1的侧面以及电池模组6的侧面。如此，通过设置有保温材料实现对电池模组6进行保温。
47.优选地，保温材料为保温棉和\或气凝胶。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。