电池包支撑件和电池包的制作方法

本发明涉及一种支撑结构，其用于具有组装在一起的多个电池单元并且需要冷却和互连手段的电池包。本发明还涉及一种集成了支撑结构的电池包。这种电池包的一种应用是用于电动车辆。

背景技术：

1、用于电动车辆的传统电池包通常包括安装在钢和/或铝金属壳体内的电池单元，该金属壳体具有增强元件，以增强包在发生碰撞时的刚度和完整性。由于电池在使用过程中产生热量，因此将电池单元放置在安装在金属壳体内的单独的冷却板上。为了确保从电池单元到冷却元件的充分热量流动，已知的是提供插在电池单元和冷却元件之间的热界面材料，以改善接触和通过传导进行的热量流动。由于电池单元需要电互连，并且需要分别与电池包所连接的外部电缆连接，通常向电池单元提供单元到单元的汇流排，用于将电池单元电互联。

2、传统电池包有许多缺点，包括：

3、-电池单元冷却不充分或不均匀，限制了电池单元的能量密度，

4、-多个组装部件用于冷却、电连接和结构抗性，增加了组装复杂性和制造成本，同时降低了可靠性

5、-电池单元周围需要结构刚性高的壳体，增加了重量和体积。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于具有高能量密度的紧凑轻便的电池包的电池包结构组件。

2、本发明的目的还在于提供坚固紧凑并且能够使电池包的电池单元充分冷却的电池包结构组件。

3、本发明的具体目的在于提供特别用于汽车应用的电池包和用于电池包的结构组件。

4、提供制造起来经济实惠的电池包结构组件是有益的。

5、提供轻便的电池包结构组件是有益的。

6、提供具有高碰撞抗性的电池包结构组件是有益的。

7、本发明的目的已通过提供根据权利要求1所述的电池包结构组件和根据权利要求20所述的电池包实现。

8、本文公开了一种电池包结构组件，其包括多个横向支撑装置，一组或多组堆叠的电池单元可以安装在这些横向支撑装置之间且电互连。每个横向支撑装置包括支撑框架和安装在支撑框架上的多个电池连接板，电池连接板的导电表面面向横向支撑件的外侧面。支撑框架包括形成于其中的腔室，腔室流体互连以形成用于使冷却流体在横向支撑装置中流通的至少一个通道，腔室被电池连接板遮盖。

9、在有利的实施方式中，所述至少一个通道的相邻腔室通过包含孔的腔室分隔壁分隔开。

10、在有利的实施方式中，腔室分隔壁以相对于x方向和y方向的中间角度从支撑框架的第一侧延伸到支撑框架的相对的第二侧，多个相继的腔室分隔壁因此在z方向上看呈之字形，其中x、y和z表示笛卡尔参考系的三条相互垂直的轴线。

11、在有利的实施方式中，腔室设置在支撑框架的第一侧和支撑框架的相对的第二侧，所述第一侧和所述第二侧的所述腔室被电池连接板覆盖。

12、在有利的实施方式中，横向支撑装置包括位于支撑框架的第一端和第二端中的每一端的至少一个流体端口，流体端口被配置成耦接到流体互连轴，流体互连轴安装在两个间隔开的横向支撑装置之间并且使它们流体互连。

13、在有利的实施方式中，多个横向支撑装置和多个所述流体互连轴形成蛇形结构。

14、在有利的实施方式中，支撑框架包括分隔各自用于使冷却流体在横向支撑装置中流通的两个通道的中央分隔壁。

15、在有利的实施方式中，支撑框架包括布置在支撑框架的周壁上的固定插口，用于将壳体的壁固定到横向支撑装置。

16、在有利的实施方式中，支撑框架由一体成型的主体构成。

17、在有利的实施方式中，支撑框架由聚合物制成，可选地该聚合物包含增强材料。

18、在有利的实施方式中，所述聚合物是热塑性树脂。

19、在有利的实施方式中，热塑性树脂选自：

20、-脂肪族聚酰胺，例如聚酰胺66、聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610、聚酰胺66/610、聚酰胺6/12、聚酰胺666；

21、-半芳香族聚酰胺，例如全部或一部分二酸单元衍生自对苯二甲酸酯和/或间苯二甲酸酯的聚酰胺，例如pa6t、聚酰胺6it、pa6t/66、pa6t/dt和pa6t/6i；

22、-聚烯烃，例如聚丙烯；

23、-聚酯，例如聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；

24、-共聚醚酯，例如具有包括pbt、pet和/或ptt的硬段和包括聚(c2-4烷氧化物)二醇的软段的共聚醚酯；

25、-聚苯硫醚(pps)；

26、-聚缩醛；

27、-液晶聚合物。

28、在有利的实施方式中，支撑框架是注塑的。

29、在有利的实施方式中，横向支撑装置具有长形形状，该长形形状符合具有最小矩形截面的平行六面体，其高度为h1、宽度为w且长度为d，d大于w和h1，高度h1略大于所述电池单元的高度h2。

30、在有利的实施方式中，支撑框架包括侧对侧导体元件，侧对侧导体元件从第一侧到相对的第二侧横穿支撑框架的介电材料，且使安装在所述第一侧和所述相对的第二侧的电池连接板电互连。

31、在有利的实施方式中，侧对侧导体元件是销或杆的形式。

32、在有利的实施方式中，电池连接板由导电材料制的，可选地在内侧包覆有遮盖所述腔室的绝缘材料。

33、在有利的实施方式中，电池连接板由金属制成。

34、在有利的实施方式中，电池连接板通过焊接与支撑框架密封结合。

35、本文还公开了一种电池包，其包括如上所述的电池包结构组件和安装在横向支撑装置之间且电互连的多个电池单元。每个电池单元具有大致长方形的形状，其高度为h2、长度为l且厚度为t，l大于h2，多个电池单元在y轴方向上沿其厚度方向t堆叠以形成组或模块，横向支撑装置在y方向上延伸，电池单元的长度l在x方向上取向，其中x、y和z表示笛卡尔参考系的三条相互垂直的轴线。布置在电池单元的端部上的电池单元的电气终端与电池连接板接触。

36、在有利的实施方式中，电池包还包括壳体，壳体包括包住电池包的顶部、底部和侧部的顶壁和底壁以及侧壁，壳体在多个固定点固定到电池包结构组件的横向支撑装置。

37、本发明的其他目的和有利方面将通过权利要求书、以下具体描述和附图中而变得明显。

技术特征：

1.一种电池包结构组件(2)，包括多个横向支撑装置(5)，一组或多组堆叠的电池单元(3)能够安装在所述多个横向支撑装置(5)之间并且电互联，每个横向支撑装置包括支撑框架(6)和安装在所述支撑框架上的多个电池连接板(16)，所述电池连接板的导电表面面向所述横向支撑件的外侧面，所述支撑框架包括形成于其中的腔室(8)，所述腔室(8)流体互连以形成用于使冷却流体在所述横向支撑装置中流通的至少一个通道，所述腔室被所述电池连接板遮盖。

2.根据权利要求1所述的电池包结构组件，其中，所述至少一个通道的相邻腔室由包含孔(11)的腔室分隔壁(10)分隔。

3.根据权利要求2所述的电池包结构组件，其中，所述腔室分隔壁以相对于x方向和y方向的中间角度从所述支撑框架的第一侧延伸到所述支撑框架的相对的第二侧，多个相继的腔室分隔壁因此在z方向上看呈之字形，其中x、y和z表示笛卡尔参考系的三条相互垂直的轴线。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述腔室设置在所述支撑框架的第一侧和所述支撑框架的相对的第二侧，所述第一侧和所述第二侧的所述腔室被所述电池连接板遮盖。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述横向支撑装置包括位于所述支撑框架的第一端和第二端中的每一端的至少一个流体端口，所述流体端口被配置成耦接到流体互连轴(18)，所述流体互连轴(18)安装在两个间隔开的横向支撑装置之间并且使它们流体互连。

6.根据前述权利要求所述的电池包结构组件，其中，所述多个横向支撑装置和多个所述流体互连轴形成蛇形结构。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述支撑框架包括分隔各自用于使冷却流体在所述横向支撑装置中流通的两个通道的中央分隔壁。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述支撑框架包括布置在所述支撑框架的周壁(7)上的固定插口(34)，用于将壳体(2)的壁(2a、2b)固定到所述横向支撑装置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述支撑框架由一体成型的主体构成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述支撑框架由聚合物制成，可选地所述聚合物包含增强材料。

11.根据前述权利要求所述的电池包结构组件，其中，所述聚合物是热塑性树脂。

12.根据前述权利要求所述的电池包结构组件，其中，所述热塑性树脂选自：

13.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述支撑框架是注塑的。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述横向支撑装置具有长形形状，所述长形形状符合具有最小矩形横截面的平行六面体，其高度为h1、宽度为w且长度为d，d大于w和h1，并且高度h1略大于所述电池单元的高度h2。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述支撑框架包括侧对侧导体元件(14)，所述侧对侧导体元件(14)从第一侧到相对的第二侧横穿所述支撑框架的介电材料，并且使安装在所述第一侧和所述相对的第二侧的电池连接板电互联。

16.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述侧对侧导体元件是销或杆的形式。

17.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述电池连接板由导电材料制成，可选地在内侧包覆有遮盖所述腔室的绝缘材料。

18.根据前述权利要求所述的电池包结构组件，其中，所述电池连接板由金属制成。

19.根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件，其中，所述电池连接板通过焊接与所述支撑框架密封结合。

20.一种电池包，包括根据前述权利要求中任一项所述的电池包结构组件和多个电池单元(3)，所述多个电池单元(3)安装在所述横向支撑装置(5)之间并且电互连，每个电池单元具有大致长方形的形状，其高度为h2、长度为l且厚度为t，l大于h2，所述多个电池单元在y轴方向上沿其厚度方向t堆叠以形成组或模块(35)，所述横向支撑装置在y方向上延伸，所述电池单元的长度l沿着x方向取向，其中x、y和z表示笛卡尔参考系的三条相互垂直的轴线，布置在所述电池单元的端部的所述电池单元的电气终端与所述电池连接板接触。

21.根据前述权利要求所述的电池包，还包括壳体(2)，所述壳体(2)包括包住所述电池包的顶部、底部和侧部的顶壁和底壁(2a)以及侧壁(2b)，所述壳体在多个固定点(37)固定到所述电池包结构组件的所述横向支撑装置(5)。

技术总结
电池包结构组件(2)，包括多个横向支撑装置(5)，一组或多组堆叠的电池单元(3)可以安装在多个横向支撑装置(5)之间并且电互连，每个横向支撑装置包括支撑框架(6)和安装在支撑框架上的多个电池连接板(16)，电池连接板的导电表面面向横向支撑件的外侧面，支撑框架包括形成于其中的腔室(8)，腔室(8)流体互连以形成用于使冷却流体在横向支撑装置中流通的至少一个通道，腔室被电池连接板遮盖。

技术研发人员：F·S·J-M·贾梅,B·M·莫里斯,M·苏尔莫尼,M·C·雷诺
受保护的技术使用者：杜邦聚合物公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17