一种双层电池包、制造方法及车辆与流程

本发明涉及动力电池领域，具体涉及一种双层电池包、制造方法及车辆。

背景技术：

1、动力电池包采用双层结构能够利用车辆底部高度方向的空间，提高电芯布置数量。现有双层电池包中，上、下层电芯通常采用多个独立模组的结构形式，各模组通过端板、捆绑扎带或模组侧板等结构件对内部电芯进行约束，再将多个模组分别安装于箱体内。

2、由于各模组分别形成独立的约束结构，不同电芯区域之间缺少整体性连接，特别是对于上层电芯结构，各独立模组之间的约束和载荷传递相对分散，使上层电芯质量难以形成整体承载。在车辆振动以及电芯膨胀等载荷作用下，各区域之间难以对载荷进行分散，容易影响双层电池包的整体结构稳定性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种双层电池包、制造方法及车辆，解决现有双层电池包中多个上层电芯区域相互独立、整体约束不足，导致上层电芯组件结构整体性和稳定性较差的问题。

2、本发明的第一目的是提供一种双层电池包，采用以下方案：

3、包括下箱体组件、下层电芯组件、上层电芯组件及上盖组件；下箱体组件包括箱体边框、多个下层膨胀梁及下层液冷板，形成多个下层电芯容纳区，下层电芯组件包括分设于各下层电芯容纳区的下层电芯堆；上层电芯组件包括上层托盘组件、多个上层电芯堆、侧拉板和上拉板，上层托盘组件包括上层液冷板和多个上层膨胀梁，形成与下层电芯容纳区竖向一一对应的上层电芯容纳区，上层电芯堆设于上层电芯容纳区；侧拉板设于多个上层膨胀梁的侧面端部并依次连接所有上层膨胀梁，上拉板设于上层膨胀梁上方并依次连接所有上层膨胀梁，形成跨多个上层电芯容纳区的整体约束框架；上层电芯组件整体固定于多个下层膨胀梁。

4、进一步地，所述下层液冷板的上表面设有导热结构胶，各下层电芯堆通过导热结构胶固定于下层液冷板，并与下层液冷板进行热交换。

5、进一步地，所述上层液冷板的上表面设有导热结构胶，各上层电芯堆通过导热结构胶固定于上层液冷板，并与上层液冷板进行热交换。

6、进一步地，所述侧拉板和上拉板均沿上层电芯堆的排列方向延伸，并通过铆接或螺接方式与所有上层膨胀梁固连。

7、进一步地，所述多个下层膨胀梁分别为前下层膨胀梁、中下层膨胀梁和后下层膨胀梁，中下层膨胀梁分隔相邻下层电芯容纳区，并作为对应下层液冷板的中部支撑结构；

8、所述多个上层膨胀梁分别为前上层膨胀梁、中上层膨胀梁和后上层膨胀梁，中上层膨胀梁分隔相邻上层电芯容纳区，并作为对应上层液冷板的中部支撑结构。

9、进一步地，所述上层电芯堆和下层电芯堆均包括多个单体电芯及设置于单体电芯两侧的绝缘板，绝缘板位于对应膨胀梁与单体电芯之间，以实现电气隔离。

10、进一步地，所述上层电芯组件整体可拆卸安装于下箱体组件的多个下层膨胀梁上，上盖组件与下箱体组件连接形成封闭电池包。

11、本发明的第二目的是提供一种双层电池包制造方法，用于制造如第一目的中的双层电池包，包括：

12、构建下箱体组件，并安装下层液冷板，在下层液冷板表面涂覆导热结构胶形成下层导热结构层；

13、将多个下层电芯堆分别安装于对应电芯容纳区内，构建包括上层液冷板、多个上层膨胀梁的上层托盘组件，并在上层液冷板表面涂覆导热结构胶形成上层导热结构层；

14、将多个上层电芯堆固定于上层托盘组件，并连接侧拉板和上拉板，使侧拉板和上拉板分别依次连接所有上层膨胀梁，使上层托盘组件、多个上层电芯堆、侧拉板和上拉板预装形成整体上层电芯模块；

15、将整体上层电芯模块安装至下箱体组件，并固定于下箱体组件的多个下层膨胀梁；

16、安装上盖组件，形成双层电池包。

17、进一步地，所述下层导热结构层和上层导热结构层在固定对应电芯堆的同时，分别形成对应电芯堆与对应液冷板之间的导热连接，使各电芯堆分别与对应液冷板构成热管理单元。

18、本发明的第三目的是提供一种车辆，包括如第一目的中的双层电池包，双层电池包安装于车辆的车身。

19、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

20、针对现有双层电池包中多个上层电芯区域相互独立、整体约束不足，导致上层电芯组件结构整体性和稳定性较差的问题，本发明通过侧拉板和上拉板分别依次连接所有上层膨胀梁，使分属于多个上层电芯容纳区的上层膨胀梁形成跨多个电芯容纳区的整体约束框架。当上层电芯堆产生膨胀作用时，侧拉板和上拉板能够对多个上层膨胀梁形成共同约束，使作用于不同上层电芯容纳区的载荷能够通过整体框架进行分散，相比多个电芯区域分别独立约束的结构，有利于提高上层电芯组件的结构整体性和稳定性。上层电芯组件以整体形式固定于下箱体组件的多个下层膨胀梁，并且上层电芯容纳区与下层电芯容纳区在竖向上一一对应，使上层整体约束框架与下箱体组件形成上下对应的分区承载关系，有利于提高双层电池包整体结构的连续性，并减少上层电芯载荷偏置对整体结构的不利影响。上层电芯堆、上层托盘组件、侧拉板和上拉板能够预先形成整体上层电芯模块，再整体安装至下箱体组件，相比多个零散模组分别进行安装，可减少安装和定位工序，有利于提高装配效率。

1.一种双层电池包，其特征在于，包括下箱体组件、下层电芯组件、上层电芯组件及上盖组件；下箱体组件包括箱体边框、多个下层膨胀梁及下层液冷板，形成多个下层电芯容纳区，下层电芯组件包括分设于各下层电芯容纳区的下层电芯堆；上层电芯组件包括上层托盘组件、多个上层电芯堆、侧拉板和上拉板，上层托盘组件包括上层液冷板和多个上层膨胀梁，形成与下层电芯容纳区竖向一一对应的上层电芯容纳区，上层电芯堆设于上层电芯容纳区；侧拉板设于多个上层膨胀梁的侧面端部并依次连接所有上层膨胀梁，上拉板设于上层膨胀梁上方并依次连接所有上层膨胀梁，形成跨多个上层电芯容纳区的整体约束框架；上层电芯组件整体固定于多个下层膨胀梁。

2.如权利要求1所述的双层电池包，其特征在于，所述下层液冷板的上表面设有导热结构胶，各下层电芯堆通过导热结构胶固定于下层液冷板，并与下层液冷板进行热交换。

3.如权利要求2所述的双层电池包，其特征在于，所述上层液冷板的上表面设有导热结构胶，各上层电芯堆通过导热结构胶固定于上层液冷板，并与上层液冷板进行热交换。

4.如权利要求1所述的双层电池包，其特征在于，所述侧拉板和上拉板均沿上层电芯堆的排列方向延伸，并通过铆接或螺接方式与所有上层膨胀梁固连。

5.如权利要求1所述的双层电池包，其特征在于，所述多个下层膨胀梁分别为前下层膨胀梁、中下层膨胀梁和后下层膨胀梁，中下层膨胀梁分隔相邻下层电芯容纳区，并作为对应下层液冷板的中部支撑结构；

6.如权利要求1所述的双层电池包，其特征在于，所述上层电芯堆和下层电芯堆均包括多个单体电芯及设置于单体电芯两侧的绝缘板，绝缘板位于对应膨胀梁与单体电芯之间，以实现电气隔离。

7.如权利要求1所述的双层电池包，其特征在于，所述上层电芯组件整体可拆卸安装于下箱体组件的多个下层膨胀梁上，上盖组件与下箱体组件连接形成封闭电池包。

8.一种双层电池包制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-7中任一项所述的双层电池包，包括：

9.如权利要求8所述的双层电池包制造方法，其特征在于，所述下层导热结构层和上层导热结构层在固定对应电芯堆的同时，分别形成对应电芯堆与对应液冷板之间的导热连接，使各电芯堆分别与对应液冷板构成热管理单元。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的双层电池包，双层电池包安装于车辆的车身。