一种电动汽车用锂电池包的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车动力电池技术领域，具体涉及一种电动汽车用锂电池包。

背景技术：

在新能源汽车领域中，动力电池包一般作为电动汽车的主要能量来源。作为一种动力电池包，锂电池包由于其具有更为轻便、容量更大、循环性能好以及使用寿命长等优点，近年来开始广泛应用于电动汽车。目前，锂电池包一般安装在电动汽车车身地板的下方，受到电动汽车车身的影响，锂电池包的安装空间十分有限。同时，为了保证电动汽车的行驶续航能力，锂电池包内需要大量锂电池为电动汽车提供大电流和大电压。同时，电动汽车在行驶过程中会经常遭受颠簸而产生各种震动，从而造成电池包内单体锂电池及其他各部件易脱落，进一步导致锂电池包可靠性低的问题。因此如何在有限空间的锂电池包内合理布局更多的单体锂电池且保证锂电池包内部结构排布合理以及各部件连接稳固，是在电池包结构设计中噬需解决的问题。

锂电池包内的大量单体锂电池在充放电过程中，其内部发生的化学副反应以及电池内阻会产生大量的热量，而大量单体锂电池所处的空间狭小且较为封闭，大量热量不易散出；若单体锂电池长期处于高温环境下，其充放电性能和工作寿命会大幅降低，而且会给电池包带来安全隐患。为了让电池包内的单体电池均工作在正常的温度范围内，电池包内一般会设计有散热系统或散热装置，目前用于电动汽车的锂电池包常用的散热方式是采用风冷散热方式，其通常的做法是将电池包内外设计成开放的结构，内设多个风扇或抽风管道，采用风扇进行吹风或者通过抽风管道进行抽风来带走电池包内的热量，这种风冷散热方式虽然散热效果较好，但是电池包密闭程度低，防护等级也较低。电池包安装在汽车车身下方，在正常使用过程中会经常遇到雨雪及粉尘环境，以及遭受汽车颠簸而产生的各种震动，若电池包内外是开放式环境，则容易遭受进水进尘的危险，进而可能遭受电池包短路、起火等危险。因此如何在一个密闭程度较高的电池包内兼顾电池包良好的散热性能，是在电池包结构设计中另一个噬需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种结构简单的电动汽车用锂电池包，能够在有限空间内容纳大量的单体锂电池，排布合理，空间利用率高；且单体锂电池与其他各部件连接稳固，能够有效防止由于电动汽车震动而造成单体锂电池与其他各部件脱落，提高了电池包的可靠性。

本实用新型的技术方案如下：

一种电动汽车用锂电池包，包括有电池包箱体，电池包箱体内水平设置的第一绝缘板将电池包箱体内分隔成上腔室和下腔室，上腔室和下腔室内均固定安装有一个或多个电池组，多个电池组经串联后连接在锂电池包正负高压接头之间；电池包箱体上腔室内还设置有电池管理系统，电池管理系统通过采集均衡线与每个电池组保持连接。

电池组呈一方形体结构，其包括有两块上下对称水平布置的第二绝缘板以及水平方向排布在两块第二绝缘板之间的一个或多个电池块，两块第二绝缘板之间还通过螺栓固定，并通过电池组绑带固定在上腔室底部或下腔室底部，多个电池块经串联后连接在电池组的正负接头上。

电池块呈一方形体结构，其包括两块上下对称水平布置的电池支架以及多个上下方向固定安装在两块电池支架之间的单体锂电池，多颗单体锂电池朝向一致以及经并联后连接在电池块的正负接头上。

电池包箱体内还设置有散热结构，散热结构包括主体部位横向嵌入至电池块内部而尾部与电池包箱体内壁相贴合的导热板、竖直方向设置在电池块与电池包箱体内壁之间且头部与电池包箱体内壁扣合的扣板、焊接在电池包箱体内底部或第一绝缘板上且与扣板扣合的底部定位块、设置在扣板与导热板尾部之间且均与扣板与导热板尾部相贴合的楔形锁紧块以及沿上下方向穿过楔形锁紧块并与底部定位块通过螺纹配合连接的锁紧螺钉。

导热板包括有截面呈“U”型的主体部位，主体部位包括圆弧段、连接在圆弧段一端的第一电芯贴合段、连接在圆弧段另一端的第二电芯贴合段，第二电芯贴合段向外延伸形成箱体内壁贴合段，第一电芯贴合段的前后两侧面均与单体锂电池相贴合，第二电芯贴合段的前后两侧面均与单体锂电池相贴合，箱体内壁贴合段与箱体内壁相贴合。

导热板内沿其长度方向设置有导流管道，导流管道内装载有冷凝液。

扣板经弯折成型，其断面呈“7”字形，从头部至尾部依次由箱体内壁扣合段、与箱体内壁扣合段上端连接的水平支撑段、与水平支撑段连接的垂直支撑上段、与垂直支撑上段下端连接的弯折段以及与弯折段下端连接的垂直支撑下段；垂直支撑下段的下端向箱体内壁扣合段方向延伸形成定位块扣合水平段和定位块扣合垂直段，箱体内壁扣合段下端向内延伸形成弯钩，扣板的水平支撑段上开设有弧形通孔，扣板的垂直支撑下段与定位块扣合水平段之间的连接部位上开设有通孔，通孔包括位于垂直支撑下段的垂直支撑通孔和位于定位块扣合水平段的水平扣合通孔。

底部定位块的断面呈“⊥”形，其包括底部的定位支撑板以及上部的定位杆，定位支撑板一端向外延伸形成定位扣板，定位杆穿过水平扣合通孔抵靠在垂直支撑通孔侧壁上，定位杆顶部面向下开设有螺纹孔，该螺纹孔内连接有锁紧螺钉。

电池管理系统包括安装在第二绝缘板上且通过CAN通讯连接在整车通讯接口上的电池管理单元、安装在第二绝缘板上且通过采集均衡线与电池组连接以及通过CAN通讯与电池管理单元连接的电池检测单元、安装在第二绝缘板上且通过采集信号线连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的绝缘检测单元。

其中，电池管理单元（简称为“BMU”）电池管理系统的控制中心，负责整个系统的运行过程监控、数据处理、控制策略实现以及与电动汽车之间通讯控制，具体用于电池检测单元和绝缘检测单元的工作状况检测、电池包剩余电量（简称为“SOC”）估算、与电动汽车之间通信检测、故障告警等，电池检测单元（简称为“CSC”）主要用于电池包内单体锂电池电压检测、电池连接松动检测以及电池包内温度检测等，绝缘检测单元（简称为“IDC”）主要用于电池包总电流检测、总电压检测、绝缘检测等。

锂电池包还包括有设置在电池包箱体内的熔断器、快充继电器、分流器和设置在电池包箱体外的车载充电机，车载充电机连接在锂电池包总正极与总负极之间且还通过CAN通讯与电池管理单元连接，熔断器、分流器和快充继电器均与电池组串联，分流器还通过采集信号线与绝缘检测单元并联。

本实用新型通过第一绝缘板将电池包箱体内分隔成两个或多个腔室，每个腔室内都固定安装有多个电池组，每个电池组是由单体锂电池并联形成电池块后再串联形成，多个电池组经串联后连接在锂电池包正负高压接头之间，同时熔断器、快充继电器、分流器、电池管理系统安装在电池组的上方，在锂电池包有限空间内能够在有限空间内容纳大量的单体锂电池，排布合理，内部线路集成化较高，空间利用率高；且单体锂电池与其他各部件连接稳固，能够有效防止由于电动汽车震动而造成单体锂电池与其他各部件脱落，提高了电池包的可靠性。

本实用新型通过将导热板横向嵌入至电池块内部而尾部与电池包箱体内壁相贴合，这样，导热板的第一电芯贴合段、第二电芯贴合段的前后两侧面均与单体锂电池相贴合，导热板的箱体内壁贴合段与电池包箱体内壁相贴合，当电池块在充放电过程中产生的大量热量便无缝触导地传递至导热板并进一步地传递至电池包箱体并散发至外部空间。

为了确保导热板的箱体内壁贴合段与电池包箱体内壁之间紧密相贴合，本实用新型还通过楔形锁紧块卡接在扣板的弯折段与导热板的箱体内壁贴合段之间，且通过将扣板的箱体内壁扣合段卡接在电池包箱体内壁的扣板挂钩上，以及通过将扣板的定位块扣合垂直段卡接在底部定位块的定位扣板上，因此在锁紧螺钉穿过楔形锁紧块后并与底部定位块进行螺纹配合过程中，锁紧螺钉不断向下，扣板的弯折段在受到来自于楔形锁紧块锁紧力后便产生了沿导热板的箱体内壁贴合段方向的挤压力，促使导热板的箱体内壁贴合段与电池包箱体内壁紧密贴合，并确保电池块在充放电过程中产生的大量热量通过导热板无缝触导地传递至电池包箱体并散发至外部空间。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型在锂电池包有限空间内能够在有限空间内容纳大量的单体锂电池，排布合理，空间利用率高；同时拆装简单易行，有利于后续锂电池包进行维修；

2.本实用新型所述的锂电池包箱体的密闭程度较高，还通过将导热板横向嵌入至电池块内部而尾部与电池包箱体内壁相贴合，当电池块在充放电过程中产生的大量热量便无缝触导地传递至导热板并进一步地传递至电池包箱体并散发至外部空间，在确保锂电池包密闭程度较高的同时，具备优良的散热性能，且散热性能稳定可靠，能将锂电池包内部温度控制在电池管理系统正常工作的范围内；

3.本实用新型所述的锂电池包内密闭程度较高，且单体锂电池与其他各部件连接稳固，锂电池包遭受汽车颠簸而产生的各种震动时，不仅能够有效防止进水进尘，进而避免电池包短路、起火等危险，而且能够防止电池包内单体锂电池及其他各部件易脱落，提高了锂电池包的可靠性；

4.本实用新型还在锂电池包内增设了电池管理系统，与电池包一同形成了功能较为完善的电池系统，不仅能够对单体锂电池和电池包进行电流、电压及温度检测，还能整个系统的运行过程监控、数据处理、控制策略实现以及与电动汽车之间通讯控制；

5.本实用新型还通过增设熔断器、快充继电器、分流器等快充部件，能够实现锂电池包的快速充电功能。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型所述的电动汽车用锂电池包的结构示意图；

图2是本实用新型所述的电动汽车用锂电池包内部结构示意图；

图3是电池组的结构示意图；

图4是图1的主视图；

图5是图4中A区域的局部剖视放大图；

图6是导热板的结构示意图；

图7是导热板的断面图；

图8是扣板的结构示意图；

图9是电池管理系统与锂电池组之间的电气连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如附图1和图2所示，一种电动汽车用锂电池包，包括有电池包箱体1，电池包箱体1内水平设置的第一绝缘板2将电池包箱体1内分隔成上腔室和下腔室，上腔室和下腔室内均固定安装有一个或多个电池组3，多个电池组3经串联后连接在锂电池包正负高压接头之间；电池包箱体1上腔室内还设置有电池管理系统，电池管理系统通过采集均衡线与每个电池组3保持连接。

如附图3所示，电池组3呈一方形体结构，其包括有两块上下对称水平布置的第二绝缘板3-2以及水平方向排布在两块第二绝缘板3-2之间的一个或多个电池块3-1，两块第二绝缘板3-2之间还通过螺栓固定，并通过电池组绑带3-4固定在上腔室底部或下腔室底部，多个电池块3-1经串联后连接在电池组3的正负接头上。

电池块3-1呈一方形体结构，其包括两块上下对称水平布置的电池支架3-5以及多个上下方向固定安装在两块电池支架3-5之间的单体锂电池3-3，多颗单体锂电池3-3朝向一致以及经并联后连接在电池块3-1的正负接头上。

如附图4至图5所示，电池包箱体1内还设置有散热结构，散热结构包括主体部位横向嵌入至电池块内部而尾部与电池包箱体内壁相贴合的导热板4-1、竖直方向设置在电池块3-1与电池包箱体1内壁之间且头部与电池包箱体1内壁扣合的扣板4-2、焊接在电池包箱体1内底部或第一绝缘板2上且与扣板4-2扣合的底部定位块4-3、设置在扣板4-2与导热板4-1尾部之间且均与扣板4-2与导热板4-1尾部相贴合的楔形锁紧块4-4以及沿上下方向穿过楔形锁紧块4-4并与底部定位块4-3通过螺纹配合连接的锁紧螺钉4-5。

如附图5所示，底部定位块4-3的断面呈“⊥”形，其包括底部的定位支撑板4-3-1以及上部的定位杆4-3-2，定位支撑板4-3-1一端向外延伸形成定位扣板4-3-3，定位杆4-3-2穿过水平扣合通孔4-2-11抵靠在垂直支撑通孔4-2-10侧壁上，定位杆4-3-2顶部面向下开设有螺纹孔4-3-4，该螺纹孔内连接有锁紧螺钉4-5。

如附图6所示，导热板4-1包括有截面呈“U”型的主体部位，主体部位包括圆弧段4-1-2、连接在圆弧段4-1-2一端的第一电芯贴合段4-1-1、连接在圆弧段4-1-2另一端的第二电芯贴合段4-1-3，第二电芯贴合段4-1-3向外延伸形成箱体内壁贴合段4-1-4，第一电芯贴合段4-1-1的前后两侧面均与单体锂电池3-3相贴合，第二电芯贴合段4-1-3的前后两侧面均与单体锂电池3-3相贴合，箱体内壁贴合段4-1-4与箱体内壁相贴合。

如附图7所示，导热板4-1内沿其长度方向设置有导流管道4-1-5，导流管道4-1-5内装载有冷凝液。

如附图8所示，扣板4-2经弯折成型，其断面呈“7”字形，从头部至尾部依次由箱体内壁扣合段4-2-1、与箱体内壁扣合段4-2-1上端连接的水平支撑段4-2-2、与水平支撑段4-2-2连接的垂直支撑上段4-2-3、与垂直支撑上段4-2-3下端连接的弯折段4-2-4以及与弯折段4-2-4下端连接的垂直支撑下段4-2-5；垂直支撑下段4-2-5的下端向箱体内壁扣合段4-2-1方向延伸形成定位块扣合水平段4-2-6和定位块扣合垂直段4-2-7，箱体内壁扣合段4-2-1下端向内延伸形成弯钩4-2-8，扣板4-2的水平支撑段4-2-2上开设有弧形通孔4-2-9，扣板4-2的垂直支撑下段4-2-5与定位块扣合水平段4-2-6之间的连接部位上开设有通孔，通孔包括位于垂直支撑下段4-2-5的垂直支撑通孔4-2-10和位于定位块扣合水平段4-2-6的水平扣合通孔4-2- 11。

如附图1、附图2和附图9所示，电池管理系统包括安装在第二绝缘板3-2上且通过CAN通讯连接在整车通讯接口上的电池管理单元5-1、安装在第二绝缘板3-2上且通过采集均衡线与电池组连接以及通过CAN通讯与电池管理单元连接的电池检测单元5-2、安装在第二绝缘板3-2上且通过采集信号线连接在锂电池包总正极与总负极之间且通过CAN通讯与电池管理单元连接的绝缘检测单元5-3。

锂电池包还包括有设置在电池包箱体1内的熔断器6、快充继电器7、分流器8和设置在电池包箱体外的车载充电机10，车载充电机10连接在锂电池包总正极与总负极之间且还通过CAN通讯与电池管理单元5-1连接，熔断器6、分流器8和快充继电器7均与电池组串联，分流器8还通过采集信号线与绝缘检测单元并联。