应用软包电池的电动汽车动力电池包的制作方法

本公开属于新能源电动汽车电力储存领域，具体涉及一种应用软包电池的电动汽车动力电池包。

背景技术

目前，应用软包电池的电动汽车电池包成熟产品较少。主要有以下两种设计方案：

方案一：电池包的热管理的核心部件是液冷板。液冷板与软包电池均为扁平外形，每个液冷板夹持在两个软包电池之间，较大的面相接触，构成“双电芯夹持安装结构”。每个液冷板具有进出口，进出口与总进出口管路相连接构成一闭合循环管路。当电池包需要散热时(夏季高温)，管路中的液体起“冷却液”功能。总进口管路冷却液分流进入每个液冷板，液冷板内冷却液在板内微小通道中流过，带走电池所产生的热量。被加热后的冷却液经液冷板出口流出，汇流进出总出口管道，最终将热量散失到环境之中。如此冷却液往复循环实现对整个电池包的散热。

方案二：该电池包内每四个软包电池被封装在一个金属盒体内，对软包电池起到保护作用。盒盖与盒体采用折边滚压工艺，难以拆解。电池包的散热只依靠外壳自然对流散热，并没有额外加热、散热功能的设计，也使得该电动车应用地域范围受到限制。

方案一电池包有以下缺点：1、液冷板内通道狭小，液体流通阻力较大。2、压紧力的大小关系到密封性能、结构稳定性等，要求很高；3、由于1和2缺点，该电池包技术要求高，技术普及性不高；4、由于1和2缺点，该电池包回收难度大，拆解修复后不容易重新组装、再应用。

方案二电池包结构相对简单，有以下缺点：1、自然对流散热功能有限，无加热功能设计，限制了应用地域、环境范围；2、方案二电池包的金属盒的折边滚压组装工艺，使得拆解难度较大。

公开内容

本公开提供了一种应用软包电池的电动汽车动力电池包，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

本公开提供了一种应用软包电池的电动汽车动力电池包，包括若干个电池模块，所述电池模块包括：模块箱；m个电池单元，其位于所述模块箱中，包括：n个软包电池，并联连接；以及电池盒，所述n个软包电池置于所述电池盒中；加热元件，铺设于所述模块箱内部底面，对电池盒内的软包电池加热；m-1块导热板，其夹持在相邻的两个电池单元之间；以及散热片，其安装于所述导热板上，带走电池产生的热量，其中，n≥1，m＞1。

优选地，所述模块箱包覆有进出口的壳体，形成冷空气流通通道；所述壳体进口或出口设置驱动风机和遮挡板，在所述遮挡板的作用下，所述冷空气流通通道在打开和关闭两状态下切换。

优选地，在所述电池盒内部，电池和电池盒内壁以及两个电池之间填充导热脂或插入导热石墨片、柔性导热片。

优选地，所述导热板为导热金属板、平板热管或微槽群复合相变传热装置。

优选地，所述散热片与所述导热板之间充填导热脂或插入导热石墨片、柔性导热片，然后散热片与导热板用螺栓紧固连接或可拆铆接。

优选地，所述加热元件为加热膜或ptc加热器。

优选地，所述电池单元之间通过电池单元连接套件连接，电池单元连接套件包括电绝缘塑料小盒体，上面设置有圆孔；以及金属导电片，其嵌于所述电绝缘塑料小盒体内部，上面设置有圆孔，与所述电绝缘塑料小盒体的圆孔对齐；其中，所述电池单元的引出电极依次穿过所述电绝缘小盒体与所述金属导电片上的圆孔，所述引出电极的伸出部分通过紧固螺母与电池单元之间紧固连接。

优选地，所述模块箱的材质包括不锈钢、铝合金、碳纤维和增强塑料所述电池盒下部为金属材质，所述电池盒上盖为电绝缘塑料材质。

优选地，所述电池包内模块数量和排列形式以及所述单个模块内电池单元的数量能够调整。

优选地，在散热时，所述软包电池发热产生的热量首先传递给电池盒，再由电池盒传递给导热板，热量沿导热板传递到散热片，散热片位于冷风通道内，由流通冷风带走电池所产生热量，通过控制流通冷风的流速来控制散热热功率，使电池在适宜温度下工作；在加热时，所述加热元件产生热量，传递给电池盒，然后热量再由电池盒传递到软包电池，通过控制加热膜的加热功率来控制电池的升温速度，使电池在适宜温度下工作。

从上述技术方案可以看出，本公开应用软包电池的电动汽车动力电池包至少具有以下有益效果其中之一：

(1)电池包的连接、紧固、密封、防腐、绝缘等方面的措施均具有拆解方便的特点，并且可以根据需要将退役电池包拆解至模块直至电池盒内电池；

(2)电池包的模块设计灵活，模块个数、模块尺寸、单模块内电池单元数量均可以根据车型的电池包预留空间灵活安排，整个电池箱形状可多样化设计；

(3)电池盒的设计，对软包电池具有机械支撑、安全防护、散热、加热等多种功能；

(4)从电池包总体来说，电池包内在对每个电池在散热和加热时，每个电池所处状态、施加的热管理措施几乎相同，有利于电池包内电池温度的一致性，有利于电池工作时性能的一致性。

附图说明

图1为本公开实施例中应用软包电池的电动汽车动力电池包的示意图。

图2为图1所示电池包去掉包覆壳体后的结构示意图。

图3为本公开实施例中一个电池单元的示意图。

图4为本公开实施例中电池盒的示意图。

图5为本公开实施例中软包电池的示意图。

图6为本公开实施例中两个软包电池并联的示意图。

图7为本公开实施例中电池单元连接套件的示意图。

图8a和8b为本公开实施例中若干电池单元相连接的示意图。

图9为本公开实施例中电池单元相连接局部详图的示意图。

图10为本公开实施例中模块箱与加热膜的第一示意图。

图11为本公开实施例中模块箱与加热膜的第二示意图。

图12为本公开实施例中安装散热片的示意图。

图13为本公开实施例中散热原理示意图。

图14为本公开实施例中加热原理示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-金属电极；2-电池盒上盖；

3-电池盒下部；4-金属导电片；

5-紧固螺母；6-电绝缘塑料小盒体；

7-导热板；8-螺母保护盖；

9-模块箱；10-加热膜；

11-模块箱上盖；12-加工孔；

13-散热片；14-总电池箱；

15-模块箱包覆壳体；16-电池盒；

17-软包电池；18-电池单元。

具体实施方式

本公开提供了一种应用软包电池的电动汽车动力电池包，所述电池模块包括：模块箱；m个电池单元，其位于所述模块箱中，包括：n个软包电池，并联连接；以及电池盒，所述n个软包电池置于所述电池盒中；加热元件，铺设于所述模块箱内部底面，对电池盒内的软包电池加热；m一1块导热板，其夹持在相邻的两个电池单元之间；以及散热片，其安装于所述导热板上，带走电池产生的热量，n≥1，m＞1。本公开的应用软包电池的电动汽车动力电池包电池包的连接、紧固、密封、防腐、绝缘等方面的措施均具有拆解方便的特点，并且可以根据需要将退役电池包拆解至模块直至电池盒内电池。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种应用软包电池的电动汽车动力电池包。图1为本公开一实施例应用软包电池的电动汽车动力电池包的结构示意图。15为包覆于模块箱外部具有前后进出口的壳体。图2为图1所示电池包去掉包覆壳体后的结构示意图。如图所示，本公开应用软包电池的电动汽车动力电池包包括若干电池模块9，每个电池模块9由若干个电池单元18组成，如图3所示。

以下分别对本实施例应用软包电池的电动汽车动力电池包的各个组成部分进行详细描述。

图4为本公开实施例中电池单元的示意图。如图4所示，将两个并联的软包电池装入电池盒构成一个电池单元。图5为电池盒示意图。如图5所示，电池盒下部3为金属材质，电池盒上盖2为电绝缘塑料材质。金属电池盒既可以对软包电池起到机械支撑和保护作用，也可以散热、加热方面起到作用。

图6为本公开实施例中软包电池的示意图。如图6所示，软包电池的两个电极1为两个薄金属片从软包电池内部伸出。

图7为本公开实施例中两个软包电池并联的示意图。如图7所示，为一个电池单元内部的两个并联软包电池，金属电极1为两个软包电池的公共引出电极，金属电极部位的螺纹用于连接、紧固。软包电池极片夹持金属电极，它们之间的连接可以铆接、电阻电焊、超声波焊接等适合于薄片面连接的方式。两个电极1的螺纹部分由电池盒上盖上面的两个孔伸出。在电池盒内部，电池和电池盒内壁、两个电池之间涂覆、充填不会固化的导热脂或插入导热石墨片、柔性导热片等材料，在减小接触热阻的同时也可以方便后期拆解。

图8a和8b为本公开实施例中电池单元连接套件的示意图。如图8a、8b所示，电池单元与电池单元之间通过电池单元连接套件连接，电池单元连接套件包括金属导电片4、紧固螺母5，电绝缘塑料小盒体6。所述电绝缘塑料小盒体6，上面设置有圆孔；以及金属导电片4，其嵌于所述电绝缘塑料小盒体6内部，上面设置有圆孔，与所述电绝缘塑料小盒体6的圆孔对齐；其中，所述电池单元的引出电极依次穿过所述电绝缘小盒体6与所述金属导电片4上的圆孔，所述引出电极的伸出部分通过紧固螺母5与电池单元之间紧固连接。该连接同时建立起电池单元与电池单元之间的串联通路，电流通过金属导电片由一个电池单元传输到另一电池单元。若干电池单元两两之间用连接套件进行连接就形成了一个模块的电池组，单个模块内电池数量根据应用需要、车体预留空间、组装方便性、后期拆解应用等因素确定。电池单元之间的连接局部详图如图9所示，紧固螺母拧紧后，盖上螺母保护盖8。其它裸露的带电部分涂覆绝缘胶、喷涂绝缘漆或做其它电绝缘、防腐蚀处理。导热板可为导热金属板、热管、平板热管、微槽群复合相变传热装置，或其它可实现高效传热的部件。

图10为本公开实施例中模块箱与加热膜的第一示意图。如图10所示，上述构成一个模块的电池组置于一个模块箱9内，模块箱9的材质根据机械加工性能、力学性能、电绝缘防护性能、重量等因素可选择金属材质(不锈钢、铝合金等)、复合材料(碳纤维、增强塑料等)等材质。在模块箱内部底面铺设加热膜或ptc加热器10，用于对软包电池加热。

图11为本公开实施例中模块箱与加热膜的第二示意图。如图11所示，将一个模块的电池组置于模块箱内之后，盖上模块箱上盖。模块箱上盖11有与导热板7相同数量的开缝，用于导热板7穿过。一个模块内首尾两个电池单元金属电极螺纹部分较长，如图10所示，这两个电极可通过模块箱上盖上的加工孔伸出模块箱上盖12，这两个电极作为模块箱总正极和总负极，用于与其它模块箱相连接。完成连接后对电极的防腐、绝缘处理与模块箱内部电极处理类似(同前所述，盖上螺母保护盖，裸露的带电部分涂覆绝缘胶、喷涂绝缘漆或做其它电绝缘、防腐蚀处理)。另外，各部件贴合、接触、孔隙余量位置进行密封操作，如加密封垫、涂密封胶(不会硬化的胶，如704硅橡胶)，方便后期拆解。

图12为本公开实施例中安装散热片的示意图。如图12所示，对模块箱装配、密封工作完成后，在导热板上部安装散热片13。散热片与导热板之间也进行减小接触热阻操作，采用前述的类似操作，散热片与导热板之间涂覆、充填不会固化的导热脂或插入导热石墨片、柔性导热片等材料，然后散热片与导热板用螺栓紧固连接或进行可拆铆接，在减小接触热阻的同时也可以方便后期拆解。

经过上述操作，一个模块箱组装完成。

本实施例中，电池箱为两行三列排列的电池箱，模块数量、模块排列形式根据电量需要、车体预留空间等因素选定。

图1中，对模块箱包覆具有前后进出口的壳体15，从而形成了冷空气流通通道(按图1箭头所示方向或反方向，单程流通)。壳体进口或出口设置驱动风机用于加速冷风。同时进出口设置可开启/关闭的遮挡板，高温时，遮挡板开启，冷风流通；低温时，遮挡板关闭通道，阻止冷风的流通带走加热膜产生的用于加热电池的热量。

该应用软包电池的电动汽车动力电池包进行热管理(散热和加热)的方法详细介绍如下：

首先是散热管理。如图13所示，按图示箭头方向，软包电池发热所产生热量首先传递给电池盒，再由电池盒传递给导热板，热量沿导热板向上传递到散热片，散热片位于冷风通道内，由流通冷风带走电池所产生热量，通过控制流通冷风的流速来控制散热热功率，使电池在适宜的工作温度下工作。

其次是加热管理。如图14所示，按图示箭头方向，加热膜产生热量，传递给与之相接触电池盒，然后热量再由电池盒传递到软包电池。通过控制加热膜的加热功率来控制电池的升温，使电池在适宜的工作温度下工作。在加热时，散热片所在的冷风通道被关闭，阻止冷风的流通带走加热膜产生的用于加热电池的热量。关闭的通道形成一不流通的空气保温层，对于电池也起到隔热保温作用。

至此，本公开一实施例应用软包电池的电动汽车动力电池包介绍完毕。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

综上所述，本公开提供了一种应用软包电池的电动汽车动力电池包，所述电池模块包括：模块箱；m个电池单元，其位于所述模块箱中，包括：n个软包电池，并联连接；以及电池盒，所述n个软包电池置于所述电池盒中；加热元件，铺设于所述模块箱内部底面，对电池盒内的软包电池加热；m-1块导热板，其夹持在相邻的两个电池单元之间；以及散热片，其安装于所述导热板上，带走电池产生的热量，n≥1，m＞1。本公开的应用软包电池的电动汽车动力电池包电池包的连接、紧固、密封、防腐、绝缘等方面的措施均具有拆解方便的特点，并且可以根据需要将退役电池包拆解至模块直至电池盒内电池。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。