电池总成和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车制造技术领域，特别涉及一种电池总成和一种车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车的逐步发展，现对新能源汽车的动力电池总成的集成化的要求越来越高。目前动力电池总成的集成方式一般采用若干独立的vda(verband der automobilindustrie，汽车工业协会)标准模组进行集成。然而，vda标准模组结构复杂、零部件多，电池总成的空间利用率低和能量密度低。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本实用新型的实施例提供了一种至少部分地解决上述问题的电池总成和车辆。
4.第一方面，本实用新型的实施例提供一种电池总成，包括：
5.电芯堆，所述电芯堆由若干圆柱电芯组成；
6.第一冷却板，所述第一冷却板设于所述电芯堆上方，与所述电芯堆中的所述圆柱电芯刚性连接；
7.下箱体，所述下箱体设有用于容纳所述电芯堆的若干容纳腔。
8.第二方面，本实用新型的实施例提供一种车辆，包括上述实施例所述的电池总成。
9.本实用新型各实施例的技术方案可以实现以下优点中的至少一个：由若干圆柱电芯组成的电芯堆直接容纳于下箱体的容纳腔中，省去了传统模组中的侧板结构、端板结构，提高了电池总成中的空间利用率和能量密度。
10.另外，第一冷却板设于电芯堆上方，且与电芯堆中的所述圆柱电芯刚性连接，一方面通过第一冷却板对圆柱电芯以及电芯堆上部连接件进行冷却，可以避免电池总成因充放电释放热量对电池总成造成损害，提高电池总成的使用安全性和使用寿命；另一方面，第一冷却板与电芯堆中的圆柱电芯刚性连接，使得电芯堆整体结构刚度提升，从而让电池总成的机械性能和抗振动能力提升。
附图说明
11.图1是本实用新型的实施例的一种电池总成的分解示意图；
12.图2是本实用新型的实施例的一种下箱体的示意图之一；
13.图3是本实用新型的实施例的一种下箱体的示意图之二；
14.图4是本实用新型的实施例的一种电芯堆的示意图。
15.附图标记说明：
16.100-电芯堆、200-第一冷却板、400-第二冷却板、500-第三冷却板；
17.300-下箱体、310-容纳腔、320-纵梁、330-横梁、340-侧框梁、350-后框梁、360-下箱体前端、370-下箱体后端。
具体实施方式
18.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
19.参照图1，示出了本实用新型的实施例的一种电池总成的分解示意图。本实用新型的实施例中的电池总成包括电芯堆100、第一冷却板200和下箱体300，电芯堆100由若干圆柱电芯组成，第一冷却板200设于电芯堆100上方，且与电芯堆100中的圆柱电芯刚性连接，如第一冷却板200与电芯堆100中的圆柱电芯的极柱刚性连接，以提升电芯堆100整体结构刚度。下箱体300设有若干容纳腔310，若干电芯堆100分别容纳于下箱体300的容纳腔310中。
20.本实用新型的实施例中，由若干圆柱电芯组成的电芯堆100直接容纳于下箱体300的容纳腔310中，省去了传统模组中的侧板结构、端板结构，提高了电池总成中的空间利用率和能量密度。
21.另外，第一冷却板200设于电芯堆100上方，且与电芯堆100中的圆柱电芯刚性连接，一方面通过第一冷却板200对圆柱电芯以及电芯堆100上部连接件进行冷却，可以避免电池总成因充放电释放热量对电池总成造成损害，比如，在电池4c超充等工况下，电芯极柱以及电芯堆100上部连接件(如铝巴、柔性连接板(fpc，flexible printed circuit)、镍片等)温度较高，通过增加第一冷却板200对电芯上部及周边结构进行冷却，从而提高电池总成的使用安全性和使用寿命；另一方面，第一冷却板200与电芯堆100中的圆柱电芯刚性连接，使得电芯堆100整体结构刚度提升，从而让电池总成的机械性能和抗振动能力提升。
22.在本实用新型的一实施例中，第一冷却板200可以采用一体式钎焊板方案或者分体式的钎焊板方案，第一冷却板200与电芯堆100中的圆柱电芯通过导热结构胶进行刚性连接，以实现第一冷却板200和电芯堆100的热量传递。
23.在本实用新型的一示例中，下箱体可以采用型材、铸铝的方式实现，也可以采用钣金拼焊、复合材料或者铸铝的方式实现，本实用新型对此不加以局限。
24.参照图2，示出了本实用新型的实施例的一种下箱体的示意图之一。下箱体300包括侧框梁340、纵梁320和横梁330，若干容纳腔310由纵梁320、横梁330以及侧框梁340组合形成。作为示例，基于车辆宽度为1600mm到1800mm之间，考虑到碰撞间隙、门槛梁等，可以确定电池宽度尺寸为1450mm到1550mm之间，前后各布置一根30mm到35mm宽度的型材横梁330，保证车辆侧面碰撞安全性；基于整车轴距为2500mm到2700mm之间，电池总成长度尺寸为2100mm到2200mm之间，内部布置两根宽度为20mm到35mm之间的型材纵梁320，来提升电池总成模态、强度等性能指标。使得电池总成内部形成三个网格状容纳腔310，来放置电芯堆100，然后采用直径为40～50mm，高度为80～100mm的圆柱电芯集成三个电芯堆100，放置在下箱体300三个容纳腔310中。
25.参照图3，示出了本实用新型的实施例的一种下箱体的示意图之二。电池总成还包括第二冷却板400和第三冷却板500(参照图4)。第二冷却板400设于下箱体300底部，用于替代下箱体300的底板，通过第二冷却板400与电芯堆100中的圆柱电芯刚性连接，将电芯堆100固定在下箱体300的容纳腔310中。作为示例，第二冷却板400可以采用一体式钎焊板方案或者分体式的钎焊板方案，厚度可以在5mm到8mm之间，第二冷却板400与下箱体300的型材边框及横梁330可以采用fds(flow drill screw，旋转攻丝铆接)工艺进行连接，采用密
封胶进行密封，采用导热结构胶固定连接电芯堆100中的圆柱电芯与第二冷却板400，以实现第二冷却板400和电芯堆100中的圆柱电芯的热量传递。
26.第三冷却板500位于圆柱电芯之间，且第三冷却板500垂直于第一冷却板和第二冷却板。作为示例，第三冷却板500的形状可以是蛇形，位于相邻的两排圆柱电芯组之间，与圆柱电芯的侧面弧度适配，且圆柱电芯与第三冷却板500通过胶粘连接，以通过第三冷却板对圆柱电芯进行冷却。
27.本实用新型的实施例中，由于在电池充放电的过程中，会进行放热造成电池的温度过高，电池容量衰减，热失控风险增加，因此可以通过设置在电芯堆100上方的第一冷却板200、设置在电芯堆100下方第二冷却板400和设置在圆柱电芯之间的第三冷却板500对电芯堆100中的圆柱电芯和电芯堆100上部连接件(如铝巴、柔性连接板(fpc，flexible printed circuit)、镍片等)进行冷却，从而避免电池因温度过高而造成损害，提高电池总成的使用安全性和使用寿命；另外，在环境温度过低时，电池容量衰减、性能衰减，若此时充电，会增加热失控的风险(如析锂导致的内短路存在引发热失控的风险)，因此可以通过第一冷却板200、第二冷却板400和第三冷却板500对圆柱电芯进行预加热，以降低热失控引发的风险；并且，第一冷却板200和第二冷却板400分别与电芯堆100中的圆柱电芯刚性连接，使得电芯堆100整体结构刚度和电池总成整体结构刚度提升，从而让电芯堆100和电池总成的机械性能和抗振动能力提升。
28.在本实用新型的一实施例中，电池总成还包括蜂窝板，蜂窝板设于第二冷却板400下方，用于充当电池总成的防护底板。作为示例，电池总成底部采用5mm到10mm的蜂窝板来充当电池总成底护板，来防护电池底部受到的冲击，增加电池安全性，同时相比常用的钢板防护方案轻量化优势明显。需要说明的是防护底板除了采用蜂窝板，还可以采用其他金属或合金板，例如可以采用钢板，本实用新型对此不加以局限。
29.在本实用新型的一实施例中，电池总成还包括bdu(battery disconnect unit，电池包断路单元)-bms(battery management system，电池管理系统)主控集成模块、dcdc(dc-to-dc converter，直流-直流转换器)-obc(on-board charger，车载充电机)集成模块、智能熔断器驱动板和多个分布式从控采集模块。
30.其中，bms是对电池进行管理的系统，通常具有测量电池电压的功能，防止或避免电池过放电、过充电、过温度等异常状况出现；bdu也称作电池配电单元，内部集成高压器件，含有预充回路、充放电回路，具有电流检测、电压检测等功能，用来控制动力电池回路的通断，起到系统过载和短路保护的作用；dcdc是电能转换的电路或是机电设备，可以将直流(dc)电源转换为不同电压的直流(或近似直流)电源，其功率范围可以从很小(小的电池)到非常大(高压电源转换)；obc是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据bms提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程；智能熔断器驱动板用于根据获取到的电池状态进行熔断，以断开电池总成的内部连接；从控采集模块用于采集各个圆柱电芯的电压、电流和温度数据，并将数据发送至bdu-bms主控集成模块。
31.具体地，bdu-bms主控集成模块、dcdc-obc集成模块、以及智能熔断器驱动板位于下箱体300的后框梁350与容纳腔310之间，多个分布式从控采集模块位于bdu-bms主控集成模块、dcdc-obc集成模块、以及智能熔断器驱动板的下方。电芯堆100位于电池总成的最底
部，bdu-bms主控集成模块、dcdc-obc集成模块、智能熔断器驱动板以及从控采集模块位置的高度均大于电芯堆100所在位置的高度，以防止圆柱电芯发生热失控时，外泄的物质浸染到上述的bdu-bms主控集成模块、dcdc-obc集成模块、智能熔断器驱动板和从控采集模块，造成对电池总成更大的损坏。
32.本实用新型的实施例中，将bms、bdu二合一，dcdc、obc二合一分别集成到同一模块与电池总成连接，相比于bms、bdu、dcdc和obc分散布置，更加方便对电池总成进行管理，同时还可以简化线路连接，减少线束的使用，提高空间利用率，具有较高的集成性，降低成本。
33.需要说明的是，本实用新型中bdu与bms、dcdc、obc和智能熔断器驱动板可以集成、或者部分集成，具体可以根据实际需要进行设置，本实用新型对此不加以局限。
34.在本实用新型的一实施例中，电池总成还包括上箱体，上箱体设有与bdu-bms集成模块和dcdc-obc集成模块所处的位置对应的维修口盖，在bdu-bms集成模块和dcdc-obc集成模块存在故障时，可以通过打开维修口盖对bdu-bms集成模块和dcdc-obc集成模块进行维护。
35.在本实用新型的一示例中，上箱体可以采用钣金冲压方案形成，也可以冲压其他方案形成，本实用新型对此不加以局限。
36.在本实用新型的一实施例中，维修口盖与上箱体之间和上箱体与下箱体300之间设有密封条，以通过密封条保证电池总成的密封性。
37.在本实用新型的一实施例中，下箱体的前端360设有前驱高压接口与维修开关，下箱体的后端370设有后驱高压接口、整车通信接口和快充接口。
38.本实用新型的实施例还提供了一种车辆，包括前述的电池总成。所述电池总成包括：电芯堆，所述电芯堆由若干圆柱电芯组成；第一冷却板，所述第一冷却板设于所述电芯堆上方，与所述电芯堆中的所述圆柱电芯刚性连接；下箱体，所述下箱体设有用于容纳所述电芯堆的若干容纳腔。
39.在本实用新型一实施例中，所述下箱体包括侧框梁、纵梁和横梁；若干所述容纳腔由所述纵梁、所述横梁以及所述侧框梁组合形成。
40.在本实用新型一实施例中，还包括：第二冷却板，所述第二冷却板设于所述下箱体底部，用于充当所述下箱体的底板；在所述电芯堆容纳于所述容纳腔中时，所述第二冷却板与所述电芯堆中的所述圆柱电芯刚性连接；第三冷却板，所述第三冷却板位于所述圆柱电芯之间，所述第三冷却板垂直于所述第一冷却板和所述第二冷却板。
41.在本实用新型一实施例中，所述第一冷却板和所述第二冷却板通过导热胶与所述电芯堆中的所述圆柱电芯连接，所述第三冷却板与所述圆柱电芯通过胶粘连接。
42.在本实用新型一实施例中，还包括bdu-bms主控集成模块、dcdc-obc集成模块、智能熔断器驱动板和从控采集模块；所述bdu-bms主控集成模块、所述dcdc-obc集成模块、以及所述智能熔断器驱动板位于所述后框梁与所述容纳腔之间，所述从控采集模块位于所述bdu-bms主控集成模块、所述dcdc-obc集成模块、以及所述智能熔断器驱动板的下方；其中，所述从控采集模块所在位置的高度大于所述电芯堆。
43.在本实用新型一实施例中，还包括上箱体，所述上箱体设有与所述bdu-bms集成模块和所述dcdc-obc集成模块所处的位置对应的维修口盖。
44.在本实用新型一实施例中，所述维修口盖与所述上箱体之间和所述上箱体与所述
下箱体之间设有密封条。
45.在本实用新型一实施例中，还包括设于所述第二冷却板下方的蜂窝板，所述蜂窝板用于充当所述电池总成的防护底板。
46.在本实用新型一实施例中，所述下箱体的前端设有前驱高压接口与维修开关，所述下箱体的后端设有后驱高压接口、整车通信接口和快充接口。
47.以上对本实用新型所提供的一种电池总成和车辆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。