电池包及动力系统的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池包及动力系统。


背景技术：

2.随着电池技术的不断发展，电池包广泛应用于船舶、汽车等领域中。现有的电池包通常包括外壳、电池模组和bms(battery management system，电池管理系统)，电池模组和bms设置外壳内从而形成一个整体。在电池包应用于船舶或汽车中时，还需要为电池包匹配bdu(battery energy distribution unit，电池能量分配单元)，bdu控制着电动汽车/船舶高压电气回路的上下电过程、预充过程、充电过程，是高压回路中至关重要的组件。现有技术中的bdu与电池包分体设置，使电池包使用时的线路连接繁琐，降低了船舶/汽车的装配效率。
3.因此，亟待需要一种电池包及动力系统来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的在于提出一种电池包，自带电池能量分配单元可直接使用，且电池包内部布局紧凑，各部件连接方便。
5.本实用新型的另一个目的在于提出一种动力系统，通过设置上述的电池包，使用方便，且结构紧凑。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.电池包，包括：
8.外壳，形成有容纳腔；
9.两个电池模组，沿第一方向间隔设置在所述容纳腔内；
10.电池管理系统，设置在所述容纳腔内且位于两个所述电池模组之间，所述电池模组与所述电池管理系统电连接；
11.电池能量分配单元，设置在所述容纳腔内且位于所述电池模组沿第二方向的一端，所述电池模组和所述电池管理系统分别与所述电池能量分配单元电连接，所述第一方向垂直于所述第二方向。
12.作为一个可选的方案，两个所述电池模组串联连接，其中一个电池模组朝向所述电池能量分配单元的一侧形成有正极输出端并与所述电池能量分配单元的正极连接，另一个所述电池模组朝向所述电池能量分配单元的一侧形成有负极输出端并与所述电池能量分配单元的负极连接。
13.作为一个可选的方案，所述电池包还包括正极端子、负极端子、通讯端子及启动按钮，所述正极端子和所述负极端子分别与所述电池能量分配单元电连接，所述通讯端子和所述启动按钮分别与所述电池管理系统电连接，所述正极端子、所述负极端子、所述通讯端子及所述启动按钮均设置在所述外壳的同一侧。
14.作为一个可选的方案，所述外壳包括壳体和壳盖，所述壳体和所述壳盖围设形成
所述容纳腔，所述壳体和所述壳盖之间夹设有环形密封件。
15.作为一个可选的方案，所述环形密封件的厚度大于或等于5mm。
16.作为一个可选的方案，所述壳体内的底部设置有第一紧固件，所述电池包还包括第二紧固件，所述第一紧固件和所述第二紧固件配合能将所述电池能量分配单元锁定于所述壳体内；和/或
17.所述壳体内的底部设置有横梁，所述电池模组通过第三紧固件固定于所述横梁上。
18.作为一个可选的方案，所述电池模组的底部与所述壳体底部之间设置有缓冲件。
19.作为一个可选的方案，所述外壳构造为长方体；和/或
20.所述外壳沿第一方向的尺寸为l1，所述外壳沿所述第二方向的尺寸为l2，所述外壳沿第三方向的尺寸为l3，所述第三方向分别垂直于所述第一方向和所述第二方向，其中：380mm≤l1≤420mm，80mm≤l2≤520mm，205mm≤l3≤225mm。
21.一种动力系统，包括至少两个所述的电池包。
22.作为一个可选的方案，至少两个所述电池包并联连接。
23.本实用新型有益效果为：
24.本实用新型的电池包，在壳体内部设置了电池能量分配单元，从而使电池包可以直接进行使用，不必进行电池能量分配单元的线路连接，提高了电池包使用的便利性。壳体内的两个电池模组沿第一方向间隔布置，电池管理系统设置在两个电池模组之间，从而便于两个电池模组分别与电池管理系统进行电连接；电池能量分配单元设置在电池模组沿第二方向的一侧，不仅使壳体内各部件之间的布置紧凑，并使整个电池包的形状规整，还使电池模组与电池能量分配单元的连接线路、电池模组与电池管理系统之间的连接线路、电池管理系统与电池能量分配单元之间的连接线路不会产生交叉干涉，进而能够提高组装的便利性，也能降低线路之间短路的风险，提高电池包的安全性。
25.本实用新型的动力系统，通过设置上述的电池包，各电池包组装方便，由于单个电池包结构紧凑且形状规整，从而能降低整个动力系统的体积。
附图说明
26.图1是本实用新型具体实施方式提供的电池包的结构示意图；
27.图2是本实用新型具体实施方式提供的电池包的爆炸图；
28.图3是本实用新型具体实施方式提供的电池包的主视图；
29.图4是本实用新型具体实施方式提供的电池包的侧视图；
30.图5是本实用新型具体实施方式提供的电池能量分配单元安装在壳体内的示意图。
31.图中：
32.1、外壳；11、壳体；12、壳盖；13、横梁；131、螺纹孔；
33.2、电池模组；21、正极输出端；22、负极输出端；23、第二安装孔；
34.3、电池管理系统；
35.4、电池能量分配单元；41、第一安装孔；
36.51、正极端子；52、负极端子；53、通讯端子；54、启动按钮；55、远程启动端子；56、泄
压阀；57、蜂鸣器；
37.6、环形密封件；
38.71、第一铜排；72、第二铜排；
39.9、把手。
具体实施方式
40.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
41.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
44.本实施例提供了一种电池包，电池包可以应用于电动船舶、电动汽车中。图1中x向表示第一方向，y向表示第二方向，z向表示第三方向，x向、y向及z向互相垂直。如图1和图2所示，电池包包括外壳1、两个电池模组2、电池管理系统3及电池能量分配单元4。其中，外壳1形成有容纳腔，两个电池模组2沿第一方向间隔设置在容纳腔内，电池管理系统3设置在容纳腔内且位于两个电池模组2之间，电池模组2与电池管理系统3电连接，电池能量分配单元4设置在容纳腔内且位于电池模组2沿第二方向的一端，电池模组2和电池管理系统3分别与电池能量分配单元4电连接。
45.本实用新型的电池包在壳体11内部设置了电池能量分配单元4，从而使电池包可以直接进行使用到电动船舶或电动汽车，不必进行电池能量分配单元4的线路连接，提高了电池包使用的便利性。电池管理系统3设置在两个电池模组2之间，从而便于两个电池模组2分别与电池管理系统3进行电连接；电池能量分配单元4设置在电池模组2沿第二方向的一侧，不仅使壳体11内各部件之间的布置紧凑，并使整个电池包的形状规整，还使电池模组2与电池能量分配单元4的连接线路、电池管理系统3与电池能量分配单元4之间的连接线路不会产生交叉干涉，进而能够提高电池包组装的便利性，也能降低线路之间短路的风险，提高电池包的安全性。
46.如图1和图2所示，本实施例中，外壳1包括壳体11和壳盖12，壳体11具有敞口，电池模组2、电池管理系统3和电池能量分配单元4均可以从敞口安装到壳体11中，壳盖12盖设在壳体11的敞口处，从而使外壳1和壳体11围设形成封闭的容纳腔。优选地，本实施例的电池包还包括环形密封件6，环形密封件6夹设在外壳1与壳盖12之间，从而能够提高电池包的密封性，避免外部杂质、水等进入到容纳腔内而影响电池包的使用寿命。可选地，环形密封件6可以是由泡棉、橡胶等材料制成的部件，优选地，环形密封件6的厚度大于或等于5mm，从而使电池包的ip等级可以达到ip67，从而使电池包能够满足在船舶中使用。当然，其他实施例中，也可以根据电池包的使用场景及ip等级要求对应调整环形密封件6的厚度，在此不做限定。
47.本实施例中，如图2所示，两个电池模组2串联设置，其中一个电池模组2朝向电池能量分配单元4的一侧形成有正极输出端21，且正极输出端21与电池能量分配单元4的正极连接，另一个电池模组2朝向电池能量分配单元4的一侧形成有负极输出端22，且负极输出端22与电池能量分配单元4的负极连接。通过将电池模组2的正极输出端21、负极输出端22分别设置在朝向电池能量分配单元4的一侧，可以进一步提高电池模组2与电池能量分配单元4之间连接的便利性，避免与其他的线路产生缠绕。具体地，电池模组2的正极输出端21与电池能量分配单元4的正极之间通过一个第一铜排71连接，另一个电池模组2的负极输出端22与电池能量分配单元4的负极之间通过一个第一铜排71连接。
48.如图2所示，电池包还包括正极端子51和负极端子52，正极端子51和负极端子52设置在外壳1上，电池能量分配单元4的正极通过一个第二铜排72与正极端子51连接，电池能量分配单元4的负极通过另一个第二铜排72与负极端子52电连接，正极端子51和负极端子52是整个电池包的能量输出端子。进一步地，电池包还包括通讯端子53、启动按钮54、泄压阀56、蜂鸣器57、远程启动端子55，通讯端子53、启动按钮54、蜂鸣器57、远程启动端子55均与电池管理系统3电连接。通讯端子53、启动按钮54、泄压阀56、蜂鸣器57、远程启动端子55均设置在外壳1的外侧。其中，通讯端子53用于电池包与外部设备进行通讯，具体通讯端子53的数量可以根据需求设置，蜂鸣器57用于在电池包过载、温度异常等情况下发出提示，远程启动端子55可以连接线路，以使用户远程启动电池包。
49.优选地，正极端子51、负极端子52、通讯端子53、启动按钮54、泄压阀56、蜂鸣器57、远程启动端子55均设置在壳体11的同一侧，则外壳1的其他侧处于一个光滑无凸起的状态。一方面，当需要多个电池包同时使用时，便于电池包进行堆叠和排布；另一方面，在将电池包安装在电动汽车或电动船舶中时，仅保证电池包设置有上述端子的一侧露出即可，从而提高电动汽车或电动船舶设计的灵活性。
50.优选地，如图2所示，电池包还包括把手9，把手9连接在外壳1的外侧，把手9用于用户的握持，从而使用户更方便地挪动电池包。本实施例中，把手9与上述的各端子位于外壳1的同一侧。
51.如图1和图2所示，电池包的外壳1构造为长方体，使电池包的外形规整，进而便于将电池包安装在电动船舶或电动车辆中，此外，当需要多个电池包共同使用时，便于多个电池包进行排布。本实施例中，如图3和图4所示，外壳1沿第一方向的尺寸为l1，外壳1沿第二方向的尺寸为l2，外壳1沿第三方向的尺寸为l3，其中：380mm≤l1≤420mm，80mm≤l2≤520mm，205mm≤l3≤225mm。以上尺寸仅为一个可行的实施方式，其他实施例中，可以根据实
际需要灵活设置外壳1的尺寸，在此不做限定。
52.优选地，壳体11内的底部设置有第一紧固件，电池包还包括第二紧固件，第一紧固件和第二紧固件配合能将电池能量分配单元4锁定于壳体11内。具体地，如图4所示，电池能量分配单元4上设置有第一安装孔41，第一紧固件可以为螺母，螺母可以通过焊接的方式固定在壳体11内的底部，第二紧固件为螺栓，第二紧固件穿设第一安装孔41后与第一紧固件螺纹配合，从而将电池能量分配单元4固定在壳体11中。可以理解的是，电池能量分配单元4可以通过一组、两组、或者多组第一紧固件和第二紧固件的配合来实现固定，在此不做限定。其他实施例中，也可以是，第一紧固件为螺栓，螺栓倒置设置且通过焊接的方式固定在外壳1内的底部，第一紧固件穿设第一安装孔41，第二紧固件为螺母，螺母与螺栓螺纹配合以实现电池能量分配单元4的固定。
53.优选地，如图2和图4所示，壳体11内的底部设置有横梁13，电池模组2支撑于横梁13上，电池模组2通过第三紧固件固定于横梁13上。具体地，横梁13通过焊接的方式连接在壳体11内的底部，横梁13上设置有螺纹孔131，电池模组2上设置有第二安装孔23，第三紧固件为螺栓，第三紧固件贯穿第二安装孔23后与螺纹孔131螺纹配合，从而实现将温感模组固定在横梁13上。可以理解的是，每个电池模组2可以通过一个、两个或者多个第三紧固件固定在横梁13上。本实施例中，外壳1包括两个横梁13，两个横梁13沿第二方向间隔设置，每个电池模组2沿第二方向的两端分别支撑在两个横梁13上，从而实现稳定的支撑。
54.由于横梁13的设置电池模组2与壳体11的底部之间形成了间隙。优选地，电池模组2与壳体11的底部之间设置有缓冲件，从而能够大大降低外部震动对电池模组2的损伤，从而提高电池包的使用寿命。本实施例中，缓冲件可以为泡棉等柔性部件，在此不做限定。
55.本实施例还提出一种动力系统，动力系统包括至少两个上述的电池包，在一些实施例中，至少两个电池包并联连接，从而在输出电压一定的前提下提高动力系统的总电能，从而增加使用该动力系统的电动船舶、电动车辆的续航能力。在另外的实施例中，至少两个电池包之间也可以串联连接，从而可以根据实际需要调整动力系统的输出电压，使动力系统可以应用在不同的场景中。
56.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，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，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。