一种电动汽车电池架构

技术领域

本发明涉及一种电动汽车电池架构，属于新能源汽车技术领域

背景技术

电池技术是电动汽车最大的短板，包括电池组成本偏高，包括爆燃风险的安全问题，以及电池管理尚需改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决电池组成本较高、安全不足的问题，以及从根本上改善电池充放电管理，具有经济、安全、可靠的特点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种电动汽车电池架构，包括单颗电池、导热及固定结构、承重框架及承重骨架、导流结构、检测结构、堆栈调温及逃逸结构。

所述单颗电池包括裸电芯，正极端，正极端绝缘硅胶，负极端，负极端绝缘硅胶。

所述导热及固定结构中，铝结构件与单体电芯接触，下方的温敏结构件与上方的铝结构件通过温敏结构件连接螺栓连接，铝结构件通过铝结构件固定螺栓固定在承重框架的下方。

所述承重框架中，每一格承重框架的开放面朝下，其它面封闭或半封闭，且每一格承重框架安装一颗电池，每一格承重框架上开有线路接口。

所述承重框架安装在所述承重骨架上。

所述导流结构中，导流结构箍合件固定导流结构弹簧和导流绝缘结构件，导流绝缘结构件连接导流结构铜结构件，导流结构铜结构件连接导流引出线，通过导流结构固定垫及导流结构螺栓把导流结构固定在承重框架上。

所述检测结构中，检测结构箍合件固定检测结构弹簧和检测结构绝缘结构件，检测结构绝缘结构件连接检测结构探针结构件，检测结构探针结构件连接检测引出线，通过检测结构固定垫及检测结构螺栓把检测结构固定在承重框架上。

所述堆栈调温及逃逸结构包括每排承重框架的框架护板及框架护板固定螺栓，调温箱底护板，调温箱侧护板，调温箱，位于堆栈调温及逃逸结构相对最低位置的磁吸逃逸门，以及外接温湿度控制系统。

进一步的，无爆燃风险的电池通过多个组合框架以及承重骨架在调温箱中的堆栈结构，无需设置逃逸路径。

可选的，单颗电池直径69-199mm，单颗电池高度99-299mm。

优选的，单颗电池直径139mm，单颗电池高度199mm。

可选的，温敏材料的软化温度60-90度。

优选的，温敏材料的软化温度70度。

优选的，以三元锂电池为例，车辆空闲时调温箱保持10度温度，行车时若电池温度达到30度，则开始限速，若电池温度达到40度大幅限速，若电池温度达到50度则应停车。

优选的，每台电动汽车装配单颗电池数量60-120颗。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本方案通过加大电池直径和高度，提高单颗电池容量，减少电池管理的节点数量。

2、本方案通过调温箱保温，通过外接温湿度控制系统调节电池的温度，无论严寒酷暑，电池都可正常工作，较低的初始工作温度，以及车辆运行过程中的持续控温，有充足的温升空间使得电池可以持续正常工作。

3、本方案通过单颗电池独立充放电连接，为电池充放电提供任意串并连接可能，通过独立电压内阻检测连接，实时检测并记录每颗电池的电压内阻状态以及寿命循环容量保持情况，有利于排查或替换相对其它电池电性能出现明显下降的电池。

4、本方案通过温敏结构件协同铝结构件固定电池，若某个电池温升异常，触发温敏结构件的软化温度时，温敏结构件软化，电池失去固定支撑掉落并逃逸出车外，使得其它电池不受异常电池的影响，也保证了整车的相对安全。

附图说明

图1为本发明提出的单颗电池侧视结构示意图

图2为本发明提出的单颗电池俯视结构示意图

图3为本发明提出的单颗电池安装在框架中的侧视结构示意图

图4为本发明提出的导流结构固定垫及检测结构固定垫俯视结构示意图

图5为本发明提出的图3当中A-A截图结构示意图

图6为本发明提出的同一组合框架中的多个电池截面结构示意图

图7为本发明提出的不同组合框架中的多个电池侧视结构示意图

图8为本发明提出的在调温箱中的多个组合框架堆栈截面结构示意图

图9为本发明提出的无爆燃风险的电池在调温箱中的多个组合框架堆栈截面结构示意图

图中：1、裸电芯；2、正极端；3、正极端绝缘硅胶；4、负极端；5、负极端绝缘硅胶；6、铝结构件；7、温敏结构件；8、温敏结构件连接螺栓；9、铝结构件固定螺栓；10、承重框架；11、承重骨架；12、导流结构箍合件；13、导流结构弹簧；14、导流绝缘结构件；15、导流结构铜结构件；16、导流引出线；17、导流结构固定垫；18、导流结构螺栓；19、检测结构箍合件；20、检测结构弹簧；21、检测结构绝缘结构件；22、检测结构探针结构件；23、检测引出线；24、检测结构固定垫；25、检测结构螺栓；26、线路接口；27、框架护板；28、框架护板固定螺栓；29、调温箱底护板；30、调温箱侧护板；31、调温箱；32、磁吸逃逸门；33、外接温湿度控制系统。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

除非别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参照图1-9，所述电动汽车电池架构，包括单颗电池、导热及固定结构、承重框架及承重骨架、导流结构、检测结构、堆栈调温及逃逸结构，所述单颗电池包括裸电芯1，正极端2，正极端绝缘硅胶3，负极端4，负极端绝缘硅胶5，所述导热及固定结构中，铝结构件6与单体电芯1接触，下方的温敏结构件7与上方的铝结构件6通过温敏结构件连接螺栓8连接，铝结构件6通过铝结构件固定螺栓9固定在承重框架10的下方，所述承重框架10安装在所述承重骨架11上，所述导流结构中，导流结构箍合件12固定导流结构弹簧13和导流绝缘结构件14，导流绝缘结构件14连接导流结构铜结构件15，导流结构铜结构件15连接导流引出线16，通过导流结构固定垫17及导流结构螺栓18把导流结构固定在承重框架10上，所述检测结构中，检测结构箍合件19固定检测结构弹簧20和检测结构绝缘结构件21，检测结构绝缘结构件21连接检测结构探针结构件22，检测结构探针结构件22连接检测引出线23，通过检测结构固定垫24及检测结构螺栓25把检测结构固定在承重框架10上，承重框架10上开有线路接口26，所述堆栈调温及逃逸结构包括每排承重框架的框架护板27及框架护板固定螺栓28，调温箱底护板29，调温箱侧护板30，调温箱壁31，位于堆栈调温及逃逸结构相对最低位置的磁吸逃逸门32，以及外接温湿度控制系统33。

本实施例中，如图1-3、5-9所示，通过加大裸电芯1直径和高度，提高单颗电池容量，减少充放电管理的节点数量。

本实施例中，如图3、5-9所示，每一格承重框架10的开放面朝下，其它面封闭或半封闭，且每一格承重框架10安装一颗电池。

本实施例中，如图6、7所示，承重框架10在电池的直径方向组合形成同一组合框架，多个组合框架安装在承重骨架11之上。

本实施例中，如图8所示，多个组合框架通过承重骨架11架设在调温箱31中，通过外接温湿度控制系统33调节温度和湿度，且每颗电池都有顺畅的逃逸路径。

本实施例中，如图8所示，通过外接温控管理系统33调节调温箱31的温度来控制电池温升。车辆空闲时外接温湿度控制系统33对调温箱31实施热管理，保持10-15度左右的温度，使得电池有较低的初始工作温度，车辆运行过程中，外接温控管理系统33持续调节调温箱31的温度。视不同电池温升特性的需要，行车时若电池达到一定的温度则需要开始限速，超过一定的温度则应停车，以保证电池的温升安全。

本实施例中，如图3、7所示，通过导流结构铜结构件15连接导流引出线16对每颗电池独立充电和放电连接引出，为电池充放电提供任意串并连接可能，通过检测结构探针结构件22连接检测引出线23对每颗电池的检测连接引出，实时检测并记录每颗电池的电压内阻状态以及寿命循环容量保持情况，有利于排查或替换电性能相对其它电池出现明显下降的电池。

以上实施例中，如图3所示，需要说明的是，导流结构铜结构件15连接导流引出线16和检测结构探针结构件22连接检测引出线23在电池正极端2和电池负极端4对称设置，图3未完整标注。

本实施例中，如图3、5-8所示，通过铝结构件6传导裸电芯1与外界的热量，温敏结构件7协同铝结构件6通过温敏结构件连接螺栓8和铝结构件固定螺栓9把电池固定在承重框架10的下方，若某电池温升出现异常，触发温敏结构件7的软化温度时，温敏结构件7开始软化，电池在尚未达到可能导致电池性能急剧恶化的临界温度之前失去固定支撑掉落。由于每颗电池都有掉落逃逸路径到达磁吸逃逸门32，通过电池自重撞开磁吸逃逸门32掉落出车外，使得其它电池不受异常电池温升或爆燃的影响，也保证了整车的相对安全。

以上实施例中，因为热量的传导、温敏材料的软化需要一定的时间，温敏结构件7的软化温度应显著低于可能导致电池性能急剧恶化的临界温度。

在本发明一实施例中，如图9所示，无爆燃风险的电池通过多个组合框架以及承重骨架在调温箱31中的堆栈结构，无需设置逃逸路径。

进一步的，有逃逸路径和无需设置逃逸路的两种方案都可用于电动汽车、光伏储能、各种电站储能等应用。

可选的，在上述实施例中，包括但不限于三元锂电池、磷酸铁锂电池、固态锂电池。

以上所述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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均应包含在本发明的保护范围之内。