一种适应电芯膨胀的电池包的制作方法

本技术涉及新能源汽车电池，具体地讲，涉及一种适应电芯膨胀的电池包。

背景技术：

1、受益于新能源行业的不断发展，锂电池行业迎来新一轮发展机遇，新能源因其节能、环保无污染的优势，受到国家的高度重视和大力扶持。电动汽车作为重要的一种新能源汽车，越来越得到市场的认可。

2、电动汽车的动力源是电池包，电池包将电能传递给电机，电机带动轮子旋转实现了汽车的驱动。电池包虽然一般为一个大箱体，但是内部其实是由多个电芯单体通过串并联形式组合起来的。电池包的设计方案一般先将数个电芯通过结构件组成模组，再将数个模组固定到箱体内并用铜排或铝排实现电路的串并联最终引出。电池模组是从单体电芯到电池包的重要过渡半成品，能够方便量产，提升装配效率，并且便于检修。

3、一般而言磷酸铁锂和三元电池都存在其电芯内部压力随着充放电过程而变化的状态。电量越多电池内部压力就越大，充满电时候内部压力达到最大，此时方壳电芯的大面会有一定的鼓胀，这种现象称为呼吸作用。对于同一颗电芯，一般使用的越久，内部的压力越大。

4、电池的失效往往是由电芯内部的异常导致的，但是目前主流电池包方案几乎无法监控电池内部状况。主流方案一般是通过电池的电压，温度等外观数据来间接判断。无法做到更早的发现异常电芯。

5、随着电池的充放电循环数增加，在同样电量的时候，旧电芯的内部压力会高于新的电芯。方壳电池长期收到挤压力抑制呼吸作用，会降低电池的使用寿命。

6、现有电池包存在一下不足：

7、(1)现有的电池包需要较高的电压，有时候需要一百多个电芯串联实现高电压。如果采用方壳电芯，往往会先设计十多个电芯串联的小模组(约300mm长)，然后把十多个模组装配串联。由于每个模组的端侧板结构结构件占据更多空间，导致了整个电池包能量密度偏低。整车的续航偏低。因此行业开始尝试ctp(电芯到电池包)方案，来提高能量密度。

8、(2)常规的模组方案，电芯之间由端板和侧板焊接或者螺栓锁死，没有形变空间。因此当充满电时候模组内部电芯之间由于呼吸作用的膨胀被限制，模组内挤压的力度最大。长期的挤压情况下，会加速电池老化，降低电池寿命。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种适应电芯膨胀的电池包，不但能够提升电池包的能量密度，也能通过对模组膨胀形变量的监控来实时分析模组的安全，对于异常的模组做到早发现，早介入，提升电池的安全性。

2、本实用新型采用如下技术方案实现发明目的：

3、一种适应电芯膨胀的电池包，其特征是，包括：多个电池模组；电池包，多个所述电池模组固定连接所述电池包；电池管理系统，所述电池管理系统固定连接所述电池包，多个所述电池模组分别固定连接所述电池管理系统，所述电池模组包括电芯、两个端板、两个侧板、活动端板、液压弹簧、顶部压条、两组交错分布的汇流铝排及采样线束，两个所述端板分别固定连接两个所述侧板，一组所述电芯设置在两个所述端板及两个所述侧板形成区域，一组所述电芯一端接触一侧所述端板；所述活动端板设置在两个所述端板及两个所述侧板形成区域内，一组所述电芯一端接触一侧所述活动端板；所述液压弹簧设置在两个所述端板及两个所述侧板形成区域内，所述液压弹簧固定端固定连接另一侧所述端板，所述液压弹簧的自由端固定连接所述活动端板；所述顶部压条的两端分别固定连接对应的所述端板；每个所述汇流铝排分别通过焊接连接相邻的所述电芯；所述采样线束包括采集线、两组采集线分支、通讯线及采集线连接器，所述采集线分支及所述采集线连接器分别固定连接所述采集线，所述采集线固定连接所述顶部压条，每个所述采集线分支分别固定连接对应的所述汇流铝排，所述通讯线一端固定连接所述液压弹簧，所述通讯线另一端固定连接所述采集线连接器。

4、作为本技术方案的进一步限定，两个所述侧板底部分别固定连接侧板折边，每个所述电芯分别接触对应的所述侧板折边。

5、作为本技术方案的进一步限定，所述电池包包括电池包外壳、电池包上盖及电池包正负极，所述电池包正负极固定连接所述电池包外壳，所述电池包上盖固定连接所述电池包外壳，所述电池模组固定连接所述电池包外壳。

6、作为本技术方案的进一步限定，所述采集线连接器分别固定连接所述电池管理系统。

7、与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

8、(1)相比传统方案端侧板焊接或者锁死的方案，本专利的电池系统通过使用一种可以适当伸缩的模组，首先能够实现更高的能量密度。其次能让电芯在电量较满内部膨胀力较大的时候，实现压力的可调可控，让压力保持在一个比较合理的范围提升电池寿命。再次，本电池系统可以通过监控模组的尺寸位移来实现对模组膨胀程度的检测，能够提前发现异常膨胀的模组，从而将可能存在的风险提前预知，并介入处理；

9、(2)通过液压弹簧的设计，让模组内电芯能够发生相对位移，且保证模组内压力可控，有利于电芯的寿命；

10、(3)电池管理系统根据收集到的信息，从电压，温度，液压弹簧形变的程度这三个参数综合判断电池的状况。如果某个模组内液压弹簧的形变量明显和其他模组差异较大，或者超过了设定阈值，说明可能某一个电芯出现异常膨胀。bms会重点标记，将相关信息传递到云端，并进一步监控和分析。如果模组间的差异持续超过正常范围且扩大，即判定模组异常。可以在电池发生起火等风险之前提前介入并处理，避免带来财产和人身的风险。

技术特征：

1.一种适应电芯膨胀的电池包，其特征是，包括：

2.根据权利要求1所述的适应电芯膨胀的电池包，其特征是：两个所述侧板(13)底部分别固定连接侧板折边(131)，每个所述电芯(11)分别接触对应的所述侧板折边(131)。

3.根据权利要求1所述的适应电芯膨胀的电池包，其特征是：所述电池包(2)包括电池包外壳(21)、电池包上盖(22)及电池包正负极(23)，所述电池包正负极(23)固定连接所述电池包外壳(21)，所述电池包上盖(22)固定连接所述电池包外壳(21)，所述电池模组(1)固定连接所述电池包外壳(21)。

4.根据权利要求1所述的适应电芯膨胀的电池包，其特征是：所述采集线连接器(184)分别固定连接所述电池管理系统(3)。

技术总结
本技术公开了一种适应电芯膨胀的电池包，其特征是，包括：多个电池模组；电池包，多个所述电池模组固定连接所述电池包；电池管理系统，所述电池管理系统固定连接所述电池包，多个所述电池模组分别固定连接所述电池管理系统；多跟低压线束，每个所述电池模组分别固定连接相应的所述低压线束的一端，每个所述低压线束的另一端分别固定连接所述电池包。本技术涉及新能源汽车电池技术领域，具体地讲，涉及一种适应电芯膨胀的电池包。

技术研发人员：王敬波
受保护的技术使用者：深圳熠森锂电科技有限公司
技术研发日：20230109
技术公布日：2024/1/13