电池包及动力电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池包及动力电池系统。


背景技术：

2.动力电池为电动车的核心部件之一，为电动车的正常运行提供动力来源。其中，一般电池包为长方形，这种电池包对于方形电芯结构紧凑，但对于圆柱形电芯，电芯排布不够紧凑，电芯间存在较大间隙，导致结构不够紧凑，空间利用率不够高。


技术实现要素：

3.本实用新型的实施例提供了一种电池包及动力电池系统，可以改善整体式高压箱体积过大导致布置装配困难的技术问题。
4.第一方面，本实用新型的实施例提供了一种电池包，包括：
5.箱体；
6.电芯组，设于所述箱体上，所述电芯组包括多个圆柱形电芯单体，所述多个圆柱形电芯单体在所述箱体上呈六边形阵列分布；
7.高压电器盒，设于所述电芯组上，所述高压电器盒内设有高压器件，所述高压器件与所述电芯组电连接；
8.上盖，设于所述高压电器盒上。
9.在一实施例中，相邻的所述圆柱形电芯单体相切。
10.在一实施例中，所述箱体靠近所述电芯组的一侧设有与所述多个圆柱形电芯单体一一对应的卡槽，所述圆柱形电芯单体卡设于所述卡槽内。
11.在一实施例中，所述圆柱形电芯单体的底部与所述箱体胶接。
12.在一实施例中，所述电池包还包括设于所述电芯组和所述高压电器盒之间的隔层，所述电芯组还包括电芯连接线束，所述电芯连接线束用于所述多个圆柱形电芯单体的相互连接；
13.所述隔层设有线束布置通孔，所述电芯连接线束设于所述线束布置通孔内。
14.在一实施例中，所述电池包还包括设于所述电芯组和所述隔层之间的电芯限位结构，所述电芯限位结构包括与所述多个圆柱形电芯单体一一对应的限位孔。
15.在一实施例中，所述箱体和所述上盖的尺寸结构相同。
16.在一实施例中，所述箱体和所述上盖配合形成容纳腔，所述电芯组和所述高压电器盒均设于所述容纳腔内。
17.在一实施例中，所述高压电器盒的底部设有高压通孔，所述高压通孔用于所述电芯组和所述高压电器盒内的所述高压器件的连接线束穿过。
18.第二方面，本实用新型的实施例提供了一种动力电池系统，包括上述任一项所述的电池包。
19.在一实施例中，所述电池包包括：
20.箱体；
21.电芯组，设于所述箱体上，所述电芯组包括多个圆柱形电芯单体，所述多个圆柱形电芯单体在所述箱体上呈六边形阵列分布；
22.高压电器盒，设于所述电芯组上，所述高压电器盒内设有高压器件，所述高压器件与所述电芯组电连接；
23.上盖，设于所述高压电器盒上。
24.在一实施例中，相邻的所述圆柱形电芯单体相切。
25.在一实施例中，所述箱体靠近所述电芯组的一侧设有与所述多个圆柱形电芯单体一一对应的卡槽，所述圆柱形电芯单体卡设于所述卡槽内。
26.在一实施例中，所述圆柱形电芯单体的底部与所述箱体胶接。
27.在一实施例中，所述电池包还包括设于所述电芯组和所述高压电器盒之间的隔层，所述电芯组还包括电芯连接线束，所述电芯连接线束用于所述多个圆柱形电芯单体的相互连接；
28.所述隔层设有线束布置通孔，所述电芯连接线束设于所述线束布置通孔内。
29.在一实施例中，所述电池包还包括设于所述电芯组和所述隔层之间的电芯限位结构，所述电芯限位结构包括与所述多个圆柱形电芯单体一一对应的限位孔。
30.在一实施例中，所述箱体和所述上盖的尺寸结构相同。
31.在一实施例中，所述箱体和所述上盖配合形成容纳腔，所述电芯组和所述高压电器盒均设于所述容纳腔内。
32.在一实施例中，所述高压电器盒的底部设有高压通孔，所述高压通孔用于所述电芯组和所述高压电器盒内的所述高压器件的连接线束穿过。
33.本实用新型的实施例的有益效果：
34.在本实用新型的实施例中，通过多个圆柱形电芯单体呈六边形阵列分布，形成六边形电池包，可以合理有效规划圆柱形电芯单体之间的空间布置，使其结构紧凑，从而解决长方形电池包内圆柱形电芯单体集成度不高、空间利用率低的技术问题。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本实用新型的实施例提供的电池包的爆炸图；
37.图2是本实用新型的实施例提供的电池包的剖面图；
38.图3是本实用新型的实施例提供的电芯组的俯视图；
39.图4是本实用新型的实施例提供的电芯组的俯视图；
40.图5是本实用新型的实施例提供的电芯组的俯视图；
41.图6是本实用新型的实施例提供的电芯和箱体的剖面图。
42.附图标号：
43.1、箱体；11、卡槽组；2、电芯组；21、圆柱形电芯单体；3、高压电器盒；31、高压通孔；
4、上盖；5、隔层；51、线束布置通孔；6、电芯限位结构；61、限位孔。
具体实施方式
44.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
45.在本实用新型中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
46.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。
47.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
48.如图1和图2所示，电池包依次包括箱体1、电芯组2、高压电器盒3以及上盖4。电芯组2设于箱体1上，电芯组2包括多个圆柱形电芯单体21，多个圆柱形电芯单体21在箱体1上呈六边形阵列分布。其中，多个圆柱形电芯单体21沿着周阵列排布呈六边形阵列分布，而圆柱形电芯单体21数量本实施例不作限制，基于圆柱形电芯单体21数量不同，阵列得到的电芯组2的尺寸大小不同。
49.高压电器盒3设于电芯组2上，高压电器盒3内设有高压器件(图中未示出)，包括但不限于电池正负极、继电器、熔断器、分流器等，可以根据不同的需求对高压电器盒3内的高压器件进行选择和布置，本实施例不作具体限定。
50.上盖4设于高压电器盒3上，箱体1和上盖4可以通过螺栓进行连接，使得整个电池包成为一个整体，便于运输存储装配等。
51.此外，基于多个圆柱形电芯单体21呈六边形阵列分布，对应的形成的电芯组2的外部轮廓近似于六边形，为了与电芯组2相匹配，箱体1、高压电器盒3以及上盖4的外部轮廓同样设为六边形。
52.本实施例中多个圆柱形电芯单体21呈六边形阵列分布，相应地箱体1、高压电器盒
3以及上盖4均设为六边形，形成六边形电池包，其结构紧凑，空间利用率高，集成度高。
53.在一些实施例中，如图3、图4及图5所示，根据圆柱形电芯单体21数量需要确定向外圈拓展阵列的数量，图3以一个圆柱形电芯单体21为中心，向外圈拓展阵列一圈圆柱形电芯单体21，图4以一个圆柱形电芯单体21为中心，向外圈拓展阵列两圈圆柱形电芯单体21，图5以一个圆柱形电芯单体21为中心，向外圈拓展阵列三圈圆柱形电芯单体21，需要说明的是，任一圈都是呈六边形阵列分布，从而得到包含不同数量的圆柱形电芯单体21不同尺寸大小的电芯组2。
54.在一些实施例中，任意相邻的圆柱形电芯单体21均相切，即使得任意相邻的圆柱形电芯单体21之间的间隙最小。同时如果箱体1围设在电芯组2的周围，则箱体1同样与电芯组2外围的圆柱形电芯单体21相切，即箱体1外轮廓同样为六边形，从而得到六边形的电池包，六边形电池包结构紧凑，提高箱体1的空间利用率。
55.在一些实施例中，基于散热需求，多个圆柱形电芯单体21相互之间可以设有一定距离的空隙，以满足冷却通道等机构的布置。其中，不同的圆柱形电芯单体21之间的间隙可以相同，即所有的圆柱形电芯单体21均匀间隔设置。不同的圆柱形电芯单体21之间的间隙也可以不相同，例如相邻的圆柱形电芯单体21之间的间隙按照等差数列排布，又或者随机无规律排布，即可以根据冷却需求自由设置相邻的圆柱形电芯单体21之间的间隙。
56.需要说明的是，也可以选择部分相邻的圆柱形电芯单体21相切，部分相邻的圆柱形电芯单体21之间设有间隙以布置冷却通道。此外，为了满足冷却通道的布置，同时使电芯组2中各个圆柱形电芯单体21的排列尽量紧凑，可以将任意一个或部分位置的圆柱形电芯单体21替换为冷却通道。
57.在一些实施例中，箱体1靠近电芯组2的一侧设有若干卡槽11，且卡槽11与多个圆柱形电芯单体21一一对应，如图6所示，圆柱形电芯单体21分别卡设于卡槽11，以实现电芯组2内各个圆柱形电芯单体21的限位固定，增加了圆柱形电芯单体21的稳定性，系统可靠性提高。
58.在一些实施例中，圆柱形电芯单体21的底部与箱体1胶接，以将圆柱形电芯单体21固定在箱体1上。需要说明的是，箱体1靠近电芯组2的一侧可以不设置卡槽11，而是直接将圆柱形电芯单体21的底部与箱体1胶接。但如果在箱体1靠近电芯组2的一侧设有若干卡槽11，同时在圆柱形电芯单体21的底部打胶，然后将圆柱形电芯单体21的底部卡设在卡槽11内，同时圆柱形电芯单体21的底部与卡槽11胶接，能够更好地对圆柱形电芯单体21进行限位和固定。
59.在一些实施例中，电芯组2还包括电芯连接线束(图中未示出)，电芯连接线束用于多个圆柱形电芯单体21的相互连接，因此电芯组2的顶部与高压电器盒3的底部之间需要一定的空间用于容纳电芯连接线束。
60.因此，电池包还包括隔层5，隔层5设于电芯组2和高压电器盒3之间，隔层5设有线束布置通孔51，电芯连接线束布置在线束布置通孔51内，即隔层5配合高压电器盒3的底部以及电芯组2的顶部形成容纳空间，用于布置圆柱形电芯单体21的电芯连接线束。同样地，由于圆柱形电芯单体21呈六边形阵列分布，电芯组2的外轮廓近似六边形，为了配合电芯组2的结构，隔层5的轮廓设为六边形。其中，隔层5设为绝缘材料，进一步隔绝电芯组2与高压电器盒3。此外，隔层5设于电芯组2和高压电器盒3之间还可以起到一定的缓冲作用。
61.本实施例中在电芯组2和高压电器盒3之间设置隔层5，隔层5设为中空的空腔结构，为连接各个圆柱形电芯单体21的电芯连接线束提供布置空间，同时将电芯组2与高压电器盒3的高压器件隔离开来，提升绝缘效果。
62.在一些实施例中，电芯组2还包括多个圆柱形电芯单体21相互连接的电芯连接线束，因此电芯组2的顶部与高压电器盒3的底部之间需要一定的空间用于容纳电芯连接线束。上述实施例中的隔层5可以是设置的独立的结构，也可以与其它部件集成，例如，高压电器盒3靠近电芯组2的一侧的周围设有与电芯组2的顶部抵接的挡板，挡板类似于上述实施例中的隔层5，挡板配合高压电器盒3的底部以及电芯组2的顶部形成容纳空间，用于容纳电芯连接线束，实现空间的合理布置。其中，高压电器盒3的挡板设为绝缘材料。
63.在一些实施例中，圆柱形电芯单体21的底部卡设于箱体1的卡槽11内或者胶接在箱体1上(直接胶接在箱体1上或者胶接在卡槽11中)，即圆柱形电芯单体21只有一端进行限位固定，其固定效果可能不够紧密，从而导致圆柱形电芯单体21脱胶等。因此电池包还包括电芯限位结构6，电芯限位结构6设于电芯组2和隔层5之间，电芯限位结构6的一侧与电芯组2中各个圆柱形电芯单体21的顶面抵接，即电芯限位结构6与箱体1配合实现对电芯组2中各个圆柱形电芯单体21的限位。电芯限位结构6的另一侧与隔层5的底部抵接，需要说明的是，当电池包中不包含隔层5时，电芯限位结构6的另一侧与高压电器盒3抵接。其中，电芯限位结构6设为绝缘材料，同时，由于圆柱形电芯单体21呈六边形阵列分布，电芯组2的外轮廓近似六边形，为了配合电芯组2的结构，电芯限位结构6的外轮廓设为六边形。电芯限位结构6能够进一步隔绝电芯组2与高压电器盒3，此外，电芯限位结构6设于电芯组2和隔层5(或高压电器盒3)之间还可以起到一定的缓冲作用。
64.其中，电芯组2还包括多个圆柱形电芯单体21相互连接的电芯连接线束，因此电芯限位结构6包括与多个圆柱形电芯单体21一一对应的限位孔61，每个圆柱形电芯单体21对应的限位孔61用于连接该圆柱形电芯单体21的电芯连接线束穿过，以与其它圆柱形电芯单体21电连接。此外，各个限位孔61分别穿过对应的各个圆柱形电芯单体21的电芯连接线束，基于电芯连接线束的约束，同样可以起到对各个圆柱形电芯单体21进行限位的作用。
65.本实施例中在电芯组2和隔层5之间设置电芯限位结构6，进一步对电芯组2内各个圆柱形电芯单体21进行限位固定，同时将电芯组2与高压电器盒3的高压器件隔离开来，提升绝缘效果。
66.在一些实施例中，箱体1用于承载支撑电池包的其它结构，上盖4用于遮盖电池包的其它结构，箱体1和上盖4两者固定配合使得电池包成为一个整体，便于运输装配。箱体1和上盖4两者功能结构相似，因此将箱体1和上盖4设为尺寸结构相同，则箱体1和上盖4可以共用同一模具，节省了成本，缩短了设计、生产周期。需要说明的是，对于箱体1和上盖4上不同的结构，例如箱体1内设置的卡槽11，可以后期通过冲压形成凹槽。
67.在一些实施例中，箱体1和上盖4可以设为板状结构，外轮廓为配合电芯组2的六边形，箱体1和上盖4通过螺栓固定连接，以实现电池包的整体的限位固定。
68.在一些实施例中，箱体1和上盖4两者配合形成密闭的容纳腔，电芯组2和高压电器盒3均设于容纳腔内，增加电池包的密封性，以达到防尘防水的效果。如果电池包还包括隔层5和电芯限位结构6，则隔层5和电芯限位结构6同样设于箱体1和上盖4形成的容纳腔内。同样地，为了配合电芯组2的结构，箱体1和上盖4的外轮廓设为六边形。
69.在一些实施例中，电芯组2和高压电器盒3内的高压器件通过连接线束(图中未示出)进行电连接，为了便于连接线束的布置，高压电器盒3的底部设有高压通孔31，高压通孔31用于电芯组2和高压电器盒3内的高压器件的连接线束穿过。如果电池包设置有隔层5，由于隔层5的中间设有线束布置通孔51，并不会干扰连接线束的布置。此外，如果电池包设置有电芯限位结构6，电芯限位结构6上同样设有限位孔61用于线束布置。
70.在一些实施例中，为了阻燃防护处理，箱体1和上盖4的内侧胶接有阻燃橡胶层(图中未示出)。此外，基于通风散热的需求，箱体1和上盖4可以灵活开设通风孔，本实施例不作具体限定。
71.本实施例中多个圆柱形电芯单体21呈六边形阵列分布，相应地箱体1、高压电器盒3以及上盖4均设为六边形，形成六边形电池包，其结构紧凑，空间利用率高，集成度高。
72.在一些实施例中，提供了一种动力电池系统，所述动力电池系统包括上述任意一项所述的电池包。
73.在一些实施例中，所述电池包包括：
74.箱体1；
75.电芯组2，设于所述箱体1上，所述电芯组2包括多个圆柱形电芯单体21，所述多个圆柱形电芯单体21在所述箱体1上呈六边形阵列分布；
76.高压电器盒3，设于所述电芯组2上，所述高压电器盒3内设有高压器件，所述高压器件与所述电芯组2电连接；
77.上盖4，设于所述高压电器盒3上。
78.在一些实施例中，相邻的所述圆柱形电芯单体21相切。
79.在一些实施例中，所述箱体1靠近所述电芯组2的一侧设有与所述多个圆柱形电芯单体21一一对应的卡槽11，所述圆柱形电芯单体21卡设于所述卡槽11内。
80.在一些实施例中，所述圆柱形电芯单体21的底部与所述箱体1胶接。
81.在一些实施例中，所述电池包还包括设于所述电芯组2和所述高压电器盒3之间的隔层5，所述电芯组2还包括所述多个圆柱形电芯单体21相互连接的电芯连接线束；
82.所述隔层5设有线束布置通孔51，所述电芯连接线束设于所述线束布置通孔51内。
83.在一些实施例中，所述电池包还包括设于所述电芯组2和所述隔层5之间的电芯限位结构6，所述电芯限位结构6包括与所述多个圆柱形电芯单体21一一对应的限位孔61。
84.在一些实施例中，所述箱体1和所述上盖4的尺寸结构相同。
85.在一些实施例中，所述箱体1和所述上盖4配合形成容纳腔，所述电芯组2和所述高压电器盒3均设于所述容纳腔内。
86.在一些实施例中，所述高压电器盒3的底部设有高压通孔31，所述高压电器盒3用于所述电芯组2和所述高压电器盒3内的所述高压器件的连接线束穿过。
87.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，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。

技术特征：
1.一种电池包，其特征在于，包括：箱体；电芯组，设于所述箱体上，所述电芯组包括多个圆柱形电芯单体，所述多个圆柱形电芯单体在所述箱体上呈六边形阵列分布；高压电器盒，设于所述电芯组上，所述高压电器盒内设有高压器件，所述高压器件与所述电芯组电连接；上盖，设于所述高压电器盒上。2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，相邻的所述圆柱形电芯单体相切。3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体靠近所述电芯组的一侧设有与所述多个圆柱形电芯单体一一对应的卡槽，所述圆柱形电芯单体卡设于所述卡槽内。4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述圆柱形电芯单体的底部与所述箱体胶接。5.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括设于所述电芯组和所述高压电器盒之间的隔层，所述电芯组还包括电芯连接线束，所述电芯连接线束用于所述多个圆柱形电芯单体的相互连接；所述隔层设有线束布置通孔，所述电芯连接线束设于所述线束布置通孔内。6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括设于所述电芯组和所述隔层之间的电芯限位结构，所述电芯限位结构包括与所述多个圆柱形电芯单体一一对应的限位孔。7.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述箱体和所述上盖的尺寸结构相同。8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述箱体和所述上盖配合形成容纳腔，所述电芯组和所述高压电器盒均设于所述容纳腔内。9.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述高压电器盒的底部设有高压通孔，所述高压通孔用于所述电芯组和所述高压电器盒内的所述高压器件的连接线束穿过。10.一种动力电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池包。

技术总结
本实用新型提供一种电池包及动力电池系统，电池包包括：箱体；电芯组，设于所述箱体上，所述电芯组包括多个圆柱形电芯单体，所述多个圆柱形电芯单体在所述箱体上呈六边形阵列分布；高压电器盒，设于所述电芯组上，所述高压电器盒内设有高压器件，所述高压器件与所述电芯组电连接；上盖，设于所述高压电器盒上。本实用新型多个圆柱形电芯单体呈六边形阵列分布，形成六边形电池包，其结构紧凑，空间利用率高，集成度高。成度高。成度高。


技术研发人员：赵恒喜 卢卿 阚天荣 刘振雨 李左营 张本府 党奎 权圣渊 郑剑
受保护的技术使用者：湖北亿纬动力有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/7/14