用于CTP电池包的箱体、CTP电池包及车辆的制作方法

用于ctp电池包的箱体、ctp电池包及车辆
技术领域
1.本公开涉及电池技术领域，特别涉及一种用于ctp电池包的箱体、ctp电池包及车辆。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，车辆电池领域的发展也越来越受到广泛地关注。目前，相关技术中，电池包包括多个电池模块，每个电池模块又包括多个单体电池。电池包在装配时，先将多个单体电池组装成电池模块，后将多个电池模块封装成电池包。
3.在此部分中描述的结构不一定是之前已经设想到或采用的结构。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何结构仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。


技术实现要素：

4.根据本公开的第一方面，提供一种用于ctp电池包的箱体，包括：底壁；侧壁，该侧壁连接在该底壁上，且该底壁与该侧壁共同围成用于容纳多个单体电池的容纳空间；该底壁上设置有多个沿第一方向间隔排列的卡合部，每个卡合部用于与一个该单体电池卡合连接。
5.根据本公开的第二方面，提供一种ctp电池包，包括多个单体电池以及上述用于ctp电池包的箱体；且该用于ctp电池包的箱体的每个卡合部与一个该单体电池卡合连接。
6.根据本公开的第三方面，提供一种车辆，包括根据本公开第二方面的ctp电池包。
7.根据本公开实施例，相比于传统的将单体电池胶粘形成电池模组，再将电池模组装配成电池包的装配方式，取消了电池模组的装配过程，提高了ctp电池包的装配效率以及ctp电池包的能量密度。
附图说明
8.附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
9.图1是根据一个示例性实施例的用于ctp电池包的箱体的结构示意图；
10.图2是图1中所示箱体的示意性俯视图；
11.图3是图1中所示箱体的示意性剖视图，其中在箱体内装入了单体电池；
12.图4是用于ctp电池包的箱体中的第一分隔部的一种示例性结构示意图；
13.图5是用于ctp电池包的箱体中的第一分隔部的另一种示例性结构示意图；
14.图6是根据另一个示例性实施例的用于ctp电池包的箱体的结构示意图；
15.图7是根据又一个示例性实施例的用于ctp电池包的箱体的结构示意图；
16.图8是根据示例性实施例的ctp电池包中汇线排的位置示意图。
17.附图标记说明：
18.100：箱体；
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110：底壁；
19.120：侧壁；
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121：第一侧壁；
20.122：第二侧壁；
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130：卡合部；
21.131：第一凹槽；
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132：第二凹槽；
22.140：第一分隔部；
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141：导向部；
23.142：第一子分隔部；
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150：第二分隔部；
24.200：单体电池；
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300：汇流排；
25.x：第一方向；
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y：第二方向；
26.z：第三方向。
具体实施方式
27.在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。
28.在本公开中对各种该示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，根据果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
29.电池包作为一种能够提供清洁能源的动力部件，广泛应用于新能源汽车领域。在相关技术中，电池包通常由多个电池模组装配而成，而每个电池模组又是由多个单体电池装配而成。即在电池包的装配过程中，先将单体电池用结构胶粘接在电池模组的壳体内部，形成电池模组，然后将多个电池模组粘接在电池包箱体中，以形成电池包。
30.电池的无模组设计(cell to pack，简称“ctp”)逐渐成为发展趋势，无模组设计的核心是将单体电池直接集成到电池包。目前，常见的无模组设计主要思路是仍保留电池模组，只是简化电池模组的壳体结构，在电池包的装配过程中，仍是将单体电池粘接在简化后的电池模组壳体中，然后将简化后的电池模组粘接在电池包壳体中。
31.单体电池以及电池模组的装配采用胶粘的工艺需要较多的结构胶，会导致电池包的重量增加，降低了电池包的能量密度。另外，由于胶体具有一定的流动性，胶粘位置不易控制，导致单体电池难以准确固定于预设位置，定位精度差，且装配效率低。
32.因此，为了解决上述问题中的至少一个，本公开实施例中提供了一种用于ctp电池包的箱体、ctp电池包及车辆，取消了电池模组，能够直接将单体电池装配成ctp电池包，且单体电池采用卡合的方式实现安装，定位精度高并且装配效率高。
33.以下参照附图对本公开的实施例进行详细阐述。可以理解的是，为了方便阐述，在以下附图中，x代表第一方向，y代表第二方向，z代表第三方向。且第一方向x、第二方向y和第三方向z为两两垂直设置。
34.图1是根据一个示例性实施例的用于ctp电池包的箱体的结构示意图；图2是图1中所示箱体的示意性俯视图；图3是图1中所示箱体的示意性剖视图，其中在箱体内装入了单
体电池，形成ctp电池包。
35.参照图1至图3，本公开实施例的第一方面提供了一种用于ctp电池包的箱体100，该箱体100包括：底壁110和侧壁120。侧壁120连接在底壁110上，且底壁110与侧壁120共同围成用于容纳多个单体电池200的容纳空间。
36.在一些实施例中，如图1至图3所示，底壁110可以为长方形结构，其长度方向可以为第一方向x，其宽度方向可以为第二方向y；侧壁120可以为围绕底壁的环绕结构，其可以沿第三方向z延伸，侧壁120沿第三方向z的底部可以与底壁110连接。底壁110和侧壁120的连接方式可以有多种，例如底壁110可以通过焊接、粘接、铆接或螺接等固定方式与侧壁120连接，又例如，侧壁120和底壁110可以通过冲压、铸造等一体成型工艺一体加工而成。
37.继续参照图1至图3，侧壁120和底壁110可以围合成容纳空间，该容纳空间可以用于安装多个单体电池200。可选地，容纳空间背离底壁110的顶部具有开口，箱体100还可以具有顶盖，顶盖可拆卸地安装于侧壁120的顶端，从而与侧壁120、底壁110围合成上述的容纳空间。其中，顶、底等表述方位的名词为基于图1中第三方向z的顶部和底部。
38.为了实现对单体电池200的安装，底壁110上设置有多个沿第一方向x间隔排列的卡合部130，每个卡合部130用于与一个单体电池200卡合连接。
39.在卡合部130的一些实现方式中，如在图1至图3所示的实施例中，底壁110上设置有沿第一方向x间隔排布的多个第一分隔部140，每个第一分隔部140凸出底壁110设置。且相邻两个第一分隔部140以及底壁110共同围成第一凹槽131，每个第一凹槽131构成一个卡合部130。通过第一凹槽131卡合单体电池200，可以简化卡合部130的结构，方便箱体100的加工。
40.其中，第一分隔部140可以为单独形成的零件，其可以通过焊接、粘接、螺接等固定方式与底壁110固定连接。或者，第一分隔部140可以与底壁110通过一体成型工艺加工为一体件，该一体成型工艺包括但不限于冲压、铸造、挤出成型等。通过一体成型工艺可以简化箱体的加工过程，且提高第一分隔部140与底壁110之间的连接强度。
41.可以理解的是，卡合部130可以具有多种其他可实现的方式，例如，卡合部130可以包括形成在底壁110上的卡扣，单体电池200上可以设置有能够与卡扣卡合的卡槽，通过卡扣卡合连接在卡槽中，可以将单体电池200布置在底壁110的预设位置。
42.在一些实施例中，如在图1至图2中所示，第一分隔部140可以沿平行于底壁110的第二方向y延伸，且第一分隔部140沿第二方向y的至少一个端部延伸至与侧壁120连接，即第一分隔部140可以为长条状结构，其可以增加第一凹槽131(即卡合部)和单体电池200之间的相互接触面积，提供良好的卡合效果。如图1至2所示的实施例中，第一分隔部140的两端可以均延伸至与侧壁120连接。在一些其他示例中，第一分隔部可以只有一个端部与侧壁120连接，其另一个端部可以与侧壁120之间具有间隙。
43.参照图1至图3，多个第一分隔部140可以等间隔排列，相邻两个第一分隔部140之间的距离可以略小于或等于单体电池200沿第一方向x的尺寸，使得单体电池200插入第一凹槽131中时，单体电池200沿第一方向x的两个侧面可以抵靠于相邻的两个第一分隔部140，单体电池200的底面可以与底壁110接触，从而实现单体电池200和第一凹槽131的过盈配合，即实现单体电池200与卡合部130的卡合固定。
44.在一些实施例中，多个第一分隔部140之间的间隔距离也可以设置为不等的，即多
个第一凹槽131沿第一方向x的尺寸可以不同，使得在同一ctp电池包中可以同时设置多种不同尺寸的单体电池200，每种单体电池200都可以卡合于相应的第一凹槽131中。
45.在本公开的其他可选实施例中，卡合部130除了由第一凹槽131构成，还可以由第二凹槽132构成，第二凹槽132可以由位于最外侧的第一分隔部140、侧壁120以及底壁110共同围成。
46.其中，最外侧的第一分隔部140是指多个第一分隔部140中，沿第一方向x最外端的两个第一分隔部140，每一最外侧的第一分隔部140与侧壁120以及底壁110可以共同围成该第二凹槽132，每个第二凹槽132也构成一个卡合部130。
47.可以理解，对于一个箱体100而言，其最多可以有两个第二凹槽132，这两个第二凹槽132可以位于其他多个第一凹槽131的两侧。
48.每个第二凹槽132也可以与一个单体电池200卡合连接。可选地，第二凹槽132沿第一方向x的尺寸可以略小于或等于单体电池200沿第一方向x的尺寸，使得单体电池200插入第二凹槽132中时，单体电池200沿第一方向x的一个侧面可以抵靠于最外侧的第一分隔部140，单体电池200的另一个侧面可以抵于侧壁120，单体电池200的底面可以与底壁110接触，从而实现单体电池200和第二凹槽132的过盈配合，即实现单体电池200与卡合部130的卡合固定。同时，设置第二凹槽132还可以合理利用箱体100内的空间，提高空间利用率。
49.在一些实施例中，如在图1至图3所示的实施例中，第一分隔部140凸出于底壁110的尺寸为2～3毫米。即第一分隔部140沿第三方向z的高度可以大于等于2毫米，并小于等于3毫米。该尺寸可以使得第一分隔部140构成的卡合部130既能够卡紧单体电池200，又不至于使箱体100增加过多的重量，可以提高ctp电池包的能量密度。
50.综上，可以理解的是，由于相关技术中，单体电池以及电池模组的装配采用胶粘的工艺，因此，需要较多的结构胶，会导致电池包的重量增加。而本公开实施例中，通过在箱体100中设置用于卡合单体电池200的卡合部130，卡合连接相比于相关技术中的胶粘方式，安装方便快速，提高了ctp电池包的装配效率。同时，卡合部130代替了传统的结构胶，可以相应地减轻ctp电池包的重量，提高ctp电池包的能量密度。
51.同时，由于本公开实施例中，直接将多个单体电池200安装于箱体100中以形成ctp电池包，因此可以取消相关技术中的电池模组结构，真正实现ctp技术。且由于取消了电池模组，简化了装配过程，进一步提高了装配效率。并且，使得最终装配而成的ctp电池包中，不包含电池模组的壳体，减轻了ctp电池包的重量，进一步提高了电池的能量密度。
52.另外，由于胶体具有一定的流动性，胶粘位置不易控制，导致相关技术中的单体电池难以准确固定于预设位置，定位精度差，而本公开中，由于卡合部130还可以起到限位作用，使得单体电池200可以准确安装到预设位置上，定位精度高。
53.进一步地，本公开实施例中，第一分隔部140的横截面形状也可以有多种。图4是用于ctp电池包的箱体中的第一分隔部的一种示例性结构示意图。其中，横截面可以为与第二方向y垂直的平面。图4中，为了清楚地表示第一分隔部140的形状，隐藏了底壁110和侧壁120，并对图中第一分隔部140的比例做了相应放大调整。因此，图4的结构比例并不能代表实际产品的结构比例。
54.请参照图4，第一分隔部在140背离底壁110的顶部具有导向部141，以平行于底壁110的平面为横截面，导向部141的横截面积从背离底壁110的一端向靠近底壁110的一端逐
渐增大。
55.导向部141可以设置在第一分隔部140的顶部，可以理解的是，第一分隔部140沿第三方向z可以大致分为两个部分，顶部的导向部141以及底部的本体，本体的横截面积可以处处相等，导向部141的横截面积可以从上到下逐渐增大。导向部141可以起到导向作用，其可以使形成的第一凹槽131或第二凹槽132的横截面积具有从下到上增大的一段，从而方便快速地将单体电池200伸入第一凹槽131或第二凹槽132中，提高了装配效率。而第一分隔部140的底部的本体可以实现卡合单体电池200的作用。
56.能够实现导向部141横截面积由上至下增大的结构可以有多种，例如图4中，导向部141的横截面为半圆形。图5是用于ctp电池包的箱体中的第一分隔部的另一种示例性结构示意图，在图5中，导向部141的横截面可以为梯形。当然，导向部141的横截面形状还可以为三角形或半椭圆形等。
57.图6是根据另一个示例性实施例的用于ctp电池包的箱体的结构示意图。请参照图6，本实施例是在图1所在的示例性实施例的基础上对第一分隔部140的结构进行的改进。其他部件的结构和功能与本公开上述示例性实施例中描述的结构和功能相同，具体可以参考上述示例性实施例，在此不做赘述。
58.本实施例中，第一分隔部140可以包括多个第一子分隔部142。多个第一子分隔部142沿平行于底壁110的第二方向y间隔排布。可选地，每个第一子分隔部142也可以为长条状结构，其可以沿第二方向y延伸。
59.每个第一分隔部140可以由多个第一子分隔部142沿第二方向y间隔排列而成，可以理解的是，在一个第一分隔部140中，多个第一子分隔部142可以等间隔设置，也可以不等间隔设置，具体可以根据实际情况进行设置。
60.本实施例中，第一凹槽131可以由相邻两列的多个第一子分隔部142和底壁110共同围成，而第二凹槽132可以由最外侧的一列多个第一子分隔部142、底壁110和侧壁120共同围成。
61.本实施例通过将第一分隔部140设置为多个第一子分隔部142，在实现单体电池200卡合的同时，可以减轻第一分隔部140的重量，进一步减轻箱体100和装配成的ctp电池包的重量，从而提高ctp电池包的能量密度。
62.图7是根据又一个示例性实施例的用于ctp电池包的箱体的结构示意图；请参照图7，本实施例是在图1所在的示例性实施例的基础上进行的改进。图7中与图1中相同部件的结构和功能相同，在此不做赘述。
63.请参照图7，侧壁120上还凸出设置有多个第二分隔部150，多个第二分隔部150沿第一方向x间隔排布，且每个第二分隔部150与一个第一分隔部140对应设置，以使第二分隔部150抵靠在单体电池200的侧面。
64.其中，第二分隔部150的结构形式也可以有多种，例如，第二分隔部150可以沿第三方向z延伸成长条状。或者，第二分隔部150也可以包括沿第三方向z间隔设置的多个第二子分隔部。第二分隔部150与侧壁120之间的连接方式可以参考第一分隔部140与底壁110之间的连接方式，多个第二子分隔部的设置方式也可以参考多个第一子分隔部142的设置方式，在此不做赘述。
65.每个第二分隔部150可以与一个第一分隔部140对应设置，可以理解的是，第二分
隔部150沿第一方向x相对的两个侧面分别为第一侧面和第二侧面，与该第二分隔部150相对应的第一分隔部140沿第一方向x相对的两个侧面分别为第三侧面和第四侧面，其中，第一侧面和第三侧面可以位于同一平面内，第二侧面和第四侧面可以位于同一平面内。
66.相邻两个第二分隔部150沿第一方向x的尺寸可以略小于或等于单体电池200沿第一方向x的尺寸，使得当单体电池200插入第一凹槽131后，单体电池200沿第一方向x的两个侧面可以分别抵靠在相邻两个第二分隔部150上，第二分隔部150可以起到辅助固定单体电池200的作用，避免了单体电池200在颠簸工况时发生晃动。
67.图8是根据示例性实施例的ctp电池包中汇线排的位置示意图。请继续参照图7和图8，在第二分隔部150的一些实施例中，第二分隔部150设置在侧壁120背离底壁110的位置上，以在第二分隔部150与底壁110之间形成用于设置汇流排300的走线空间。
68.可以理解的是，每个单体电池200均具有正负极接线端子，为了实现多个单体电池200的电连接，需要在ctp电池包中设置汇流排300，汇流排300可以沿第一方向x延伸，以将单体电池200的接线端子连接。
69.本实施例中，第二分隔部150设置在侧壁120的沿第三方向z的顶部，即侧壁120靠近底壁110的位置上并不设置第二分隔部150，使得第二分隔部150和底壁110的第一分隔部140之间具有走线空间，在装配形成的ctp电池包中，走线空间中可以设置有汇流排300。该结构既能提高单体电池200的固定效果，又能合理利用空间，为汇流排300提供走线空间。
70.当然，在图7所示的实施例中，第一分隔部140为沿第二方向y延伸的长条状结构。另外，可选地，该实施例中的第一分隔部140还可以设置成如图6所示的包括多个第一子分隔部142的结构形式。具体可以参考上述实施例，在此不做赘述。
71.在本公开的另一些实施例中，箱体100的侧壁120上还可以设置有第三分隔部。继续参照图7，侧壁120可以包括两相对设置的第一侧壁121和第二侧壁122，多个第二分隔部121设置于第一侧壁121上，且第二侧壁122上凸出设置有多个第三分隔部。
72.多个第三分隔部可以沿第一方向x间隔排布，且每个第三分隔部与一个第二分隔部150对应设置，以使第三分隔部抵靠在单体电池200的侧面。
73.其中，第三分隔部的结构形式也可以有多种，例如，第三分隔部可以沿第三方向z延伸成长条状。或者第三分隔部也可以包括沿第三方向z间隔设置的多个第三子分隔部。第三分隔部与侧壁120之间的连接方式可以参考第二分隔部与侧壁120之间的连接方式，多个第三子分隔部的设置方式也可以参考多个第一子分隔部142的设置方式，在此不做赘述。
74.每个第三分隔部可以与一个第二分隔部150对应设置，可以理解的是，第二分隔部150沿第一方向x相对的两个侧面分别为第一侧面和第二侧面，与该第二分隔部150相对应的第三分隔部沿第一方向x相对的两个侧面分别为第五侧面和第六侧面，其中，第一侧面和第五侧面可以位于同一平面内，第二侧面和第六侧面可以位于同一平面内。
75.相邻两个第三分隔部沿第一方向x的尺寸可以略小于或等于单体电池200沿第一方向x的尺寸，使得当单体电池200插入第一凹槽131后，单体电池200沿第二方向y的一端可以卡合在相邻两个第二分隔部150上，单体电池200的另一端可以卡合在相邻两个第三分隔部上。第三分隔部可以起到辅助固定单体电池200的作用，进一步提高了单体电池200的牢固性。
76.本实施例中，可选地，第三分隔部与第二分隔部150可以对称设置。第三分隔部可
以设置在侧壁120的沿第三方向z的顶部，即侧壁120靠近底壁110的位置上并不设置第三分隔部，使得第三分隔部和底壁110的第一分隔部140之间具有走线空间，在装配形成的ctp电池包中，走线空间中可以设置有汇流排300。该结构既能提高单体电池200的固定效果，又能合理利用空间，为汇流排300提供走线空间。
77.可以理解的是，单体电池200的正极和负极可以位于单体电池200相对的两个表面，多个单体电池200装配成ctp电池包时，单体电池200的接线端子可以朝向第一侧壁121或第二侧壁122，并且相邻两个单体电池200的正负极接线端子可以反向排列。例如在靠近第一侧壁121的位置上，多个单体电池200的接线端子沿第一方向x依次为“正极、负极、正极
……
负极”，相应地，在靠近第二侧壁122的位置上，多个单体电池200的接线端子沿第一方向x依次为“负极、正极、负极
……
正极”。
78.另外，ctp电池包可以设置两个汇线排300，一个汇线排300设置于第二分隔部150与底壁110之间，另一个汇线排300设置于第三分隔部与底壁110之间。每个汇线排300可以同时连接每个单体电池200的正极或者负极。
79.本公开实施例的第二方面还提供了一种ctp电池包，该ctp电池包可以应用于车辆或其他需要设置电池的工业设备中。ctp电池包可以包括多个单体电池200以及用于ctp电池包的箱体100。箱体100的每个卡合部130与一个单体电池200卡合连接。其中，单体电池200可以是磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、镍氢电池、三元锂电池、石墨烯电池等中的一种。箱体100的结构和功能与本公开上述示例性实施例中的描述相同，具体可以参考上述示例性实施例，在此不做赘述。
80.ctp电池包中可以设置有汇流排300，汇流排300设置在单体电池200与侧壁120之间，具体可以参考上述实施例。
81.另外，在另一些实施例中，汇流排300可以设置在单体电池200背离底壁110的顶部。例如，每个单体电池200的正极、负极接线端子均可以设置在单体电池200背离底壁110的顶面，汇流排300可以设置在单体电池200顶部，从而实现多个单体电池200的电连接。
82.可选地，相邻两个单体电池200之间以及最外侧的单体电池200与侧壁120之间设置有胶粘层。其中，多个单体电池200中，沿第一方向x的最外端的两个单体电池200为最外侧的单体电池200。可以理解的是，相关技术中，单体电池除了底部胶粘于电池模组壳体上，其相邻两个单体电池之间也需要胶粘固定。而本实施例中，通过将单体电池200的底端卡合固定于箱体100中，可以辅助少量的胶粘层进一步增强单体电池200的固定效果，避免单体电池200在颠簸工况下晃动。
83.本公开实施例提供的ctp电池包中，每个单体电池200都可以依靠卡合部130卡合在箱体100中，能够实单体电池200的快速定位以及安装，同时取消了相关技术中的电池模组，提高了ctp电池包的装配效率及能量密度。
84.本公开实施例的第三方面还提供了一种车辆，包括ctp电池包，该车辆可以为小型汽车、巴士或轨道车辆等，车辆可以具有车身，ctp电池包可以安装于车身上。
85.其中ctp电池包的结构和功能与本公开上述示例性实施例中的描述相同，具体可以参考上述示例性实施例，在此不在赘述。本公开实施例提供的车辆，具有能够快速装配的ctp电池包，从而提高了整车的装配效率，降低了生产成本。
86.虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和
设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。