CN111106278B - 电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包，该电池包包括箱体，箱体设置成空腔结构；排气通道，设置在箱体的底部；多个单体电池，多个单体电池堆叠设置并容置于箱体的空腔结构内，且多个单体电池位于排气通道背离箱体底部的端面上，每个单体电池朝向排气通道的端面设有防爆阀；其中，排气通道朝向防爆阀的结构层设有薄弱区，任意单体电池热失控时，单体电池内的气体能够经由薄弱区收集至排气通道内并排出。本发明提供的电池包发生热失控产生的高温高压气体向背离车舱方向喷发，并且能够将箱体内的气体快速排出至外界环境，具有安全性高的特点。

Description

电池包
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包。
背景技术
近年来，新能源汽车的出现对于社会发展和环境保护均起到了巨大的推动作用，动力电池包作为一种可充电的电池是新能源汽车的动力来源，在新能源汽车领域中被广泛应用。
其中，电池包在短路、过充等情况下会发生一些副反应，进而产生一定量及温度的气体，当产生的气体增加到一定程度时会导致热失控现象，进而朝向车舱方向设置的防爆阀爆破并向车舱方向喷发高压高温气体，影响车舱内的安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池包，以缓解现有技术中的电池包发生热失控时产生的高温高压气体向车舱方向发生喷发，存在影响车舱内人员安全的技术问题。
本发明提供了一种电池包，包括：
箱体，所述箱体设置成空腔结构；
排气通道，设置在所述箱体的底部；
多个单体电池，多个所述单体电池堆叠设置并容置于所述箱体的空腔结构内，且多个所述单体电池位于所述排气通道背离所述箱体底部的端面上，每个所述单体电池朝向所述排气通道的端面设有防爆阀；
其中，所述排气通道朝向所述防爆阀的结构层设有薄弱区，任意所述单体电池热失控时，所述单体电池内的气体能够经由所述薄弱区收集至所述排气通道内并排出。
进一步的， 所述排气通道包括：
多个气体通道，每个所述气体通道的至少一端为开口端，每个所述气体通道的开口端与所述电池包外部连通，且所述防爆阀位于所述单体电池朝向所述气体通道的端面，
其中，所述薄弱区位于所述气体通道朝向所述防爆阀的结构层，任意所述单体电池热失控时能够经由所述薄弱区收集至所述气体通道内并排出。
进一步的，所述排气通道还包括：
汇流通道，设有连通口，所述连通口与所述电池包外部连通；
所述汇流通道与每个所述气体通道的开口端连通，所述气体通道内的气体从每个所述气体通道的开口端流向所述连通口。
进一步的，还包括：
第一单向阀，所述第一单向阀的进气口与所述气体通道连通，所述第一单向阀设置成响应所述气体通道内的压力增加而打开。
进一步的，还包括：
密封件，密封所述连通口，所述密封件设置成响应所述排气通道内的压力增加而打开。
进一步的，还包括：
第二单向阀，设置在所述汇流通道背离所述箱体底部的端面上，所述第二单向阀的进气口与所述汇流通道连通，且所述第二单向阀的开启压力大于所述密封件的开启压力。
进一步的，所述箱体包括：
上箱体，设有与所述空腔结构连通的泄压阀；
下箱体，与所述上箱体密封并形成所述箱体的空腔结构，其中，经由所述第二单向阀流出的气体沿所述泄压阀排出。
进一步的，所述气体通道与所述单体电池之间设有导流件，所述导流件与所述防爆阀对应的位置设有导流通道。
进一步的，还包括：
多个垫件，设置在箱体底部与所述单体电池之间，所述气体通道和所述导流件的高度和与所述垫件的高度相等。
进一步的，还包括：
防护板，位于所述气体通道内并设置在所述气体通道朝向所述箱体底部的端面上；所述防护板与所述薄弱区的对应设置。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种电池包，该电池包包括箱体、堆叠设置在箱体空腔结构内的多个单体电池和设置在箱体底部的排气通道，其中，多个单体电池位于排气通道背离箱体底部的端面上，并且，每个单体电池朝向排气通道的端面设有防爆阀，具体的，排气通道朝向防爆阀的结构层设有薄弱区，任意单体电池热失控时，单体电池内的气体能够经由薄弱区收集至排气通道内并排出。由于防爆阀设置在每个单体电池朝向排气通道的端面上，因此，当箱体内的一个或者多个单体电池发生热失控时，单体电池热失控产生的高温高压气体朝向排气通道喷发，避免向车舱方向喷发，保障了车舱内人员的安全性，其中，排气通道朝向防爆阀的结构层设有薄弱区，单体电池热失控产生的高温气体能够经由薄弱区收集至排气通道内并排出至外界环境中，进一步提高电池包的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本发明实施例提供的电池包的爆炸图；
图2为本发明实施例提供的单体电池与箱体连接的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的设有一个汇流通道的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的设有两个汇流通道的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的设有两个汇流通道的另一视角的结构示意图；
图6为图5中A-A方向的剖视图。
图标：
1-箱体；
11-空腔结构；
12-上箱体；
13-下箱体；
2-排气通道；
21-气体通道；
211-薄弱区；
212-开口端；
22-汇流通道；
3-单体电池；
4-第一单向阀；
5-第二单向阀；
6-密封件；
7-导流件；
71-导流通道；
8-垫件；
9-泄压阀；
10-防护板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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。
在本发明的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体的，电池包包括箱体1和多个单体电池3，箱体1为空腔结构11，多个单体电池3容置于空腔结构11内。箱体1包括上箱体12和下箱体13，单体电池3放置在下箱体13上，上箱体12与下箱体13密封连接，以防止水汽等进入箱体1内对单体电池3产生影响。进一步的，单体电池3工作时，由于单体电池3的正、负电极放电以及单体电池3内部电解液的化学反应因此能够产生大量的热，其中，当电池包发生短路、过充等情况时，单体电池3的正、负电极放电以及单体电池3内部电解液的化学反应产生的热量远远超过正常值，进而发生热失控，产生大量高温高压气体。
如图1、图2、图3和图4所示，在本实施例中，该电池包箱体1底部设有排气通道2，其中，多个单体电池3位于排气通道2背离箱体1底部的端面上，并且，每个单体电池3朝向排气通道2的端面设有防爆阀，具体的，排气通道2朝向防爆阀的结构层设有薄弱区211，任意单体电池3热失控时，单体电池3内的气体能够经由薄弱区211收集至排气通道2内并排出。由于防爆阀设置在每个单体电池3朝向排气通道2的端面上，因此，当箱体1内的一个或者多个单体电池3发生热失控时，单体电池3热失控产生的高温高压气体朝向排气通道2喷发，避免向车舱方向喷发，保障了车舱内人员的安全性，其中，排气通道2朝向防爆阀的结构层设有薄弱区211，单体电池3热失控产生的高温气体能够经由薄弱区211收集至排气通道2内并排出至外界环境中，进一步提高电池包的安全性。
此处需要说明的是，薄弱区211可以是通孔，可以是强度低的结构，也可以是熔点较低的材料，还可以是通孔上覆盖有熔点低的材料形成的结构，具体的，薄弱区211的设置方式在本实施例中不做具体限定，只要发生热失控时，单体电池3内产生的高温高压气体能通过薄弱区211即可。
进一步的，排气通道2包括多个气体通道21，每个气体通道21的开口端212能够与电池包外部连通，且防爆阀位于单体电池3朝向气体通道21的端面，具体的，薄弱区211位于气体通道21朝向防爆阀的结构层，任意单体电池3热失控时能够经由薄弱区211收集至气体通道21内并排出。其中，气体通道21的可以一端开口，也可以两端都设开口。
如图1、图3和图4所示，其中，每个单体电池3可以直接连接在气体通道21上，为能够保障发生热失控的单体电池3产生的气体均能够流至气体通道21内，具体的，在本实施例中，气体通道21与单体电池3之间设有导流件7，导流件7与防爆阀对应的位置设有导流通道71，防爆阀处喷发出的气体能够在导流通道71的导向作用下全部流至对应的气体流道内，确保排气过程的安全性，为保障安全性，导流件7为阻燃材料制成。
如图1所示，进一步的，为能够更好的保护气体通道21的完整性，避免单体电池3的重量全部施压在气体通道21上，导致气体通道21变形，影响气体排放的顺畅性，在本实施例中，该电池包还包括多个垫件8，垫件8设置在箱体1底部与单体电池3之间，具体的，气体通道21和导流件7的高度和与垫件8的高度相等。
在本实施例中，为防止气体进入气体通道21时破坏气体通道21的底部，具体的，该电池包还包括防护板10，防护板10位于气体通道21内并设置在气体通道21朝向箱体1底部的端面上，并且，防护板10与薄弱区211对应设置，这样，热失控后产生的高温高压气体进入气体通道21内会直接喷向防护板10，阻隔可气体对气体通道21底部的影响。
如图1、图2、图3和图4所示，其中，任意单体电池3热失控产生的气体可以经由与该单体电池3对应的气体通道21排出，为能够实现按照指定的方向排出，以提高电池包的安全性，同时，减少箱体1排气口的数量，在本实施例中，排气通道2还包括汇流通道22。具体的，汇流通道22设有与电池包外部连通的连通口，且汇流通道22与每个气体通道21的开口端212连通，气体通道21内的气体从每个气体通道21的开口端212流向连通口，当单体电池3热失控流至气体通道21的气体能够全部汇集至汇流通道22内，在经由汇流通道22按照设定的方向排出，提高了电池包的安全性。
进一步的，汇流通道22可以为一个或者多个。在本实施例中，汇流通道22优选为两个，两个汇流通道22分别设置在每个气体通道21的两端。当排气通道2内的气体积累到一定压力后，如不能及时的排出，可能会造成排气通道2的爆炸，汇流通道22设置为两个，排气通道2内的气体能更快速的排出，降低了爆炸的风险。其中，汇流通道22的两端可以均设连通口，为能够实现汇流通道22内的气体均向同一指定方向排出，以提高安全性，每个汇流通道22设有一个连通口。
具体的，在本实施例中，为保障电池包的安全性，气体通道21、汇流通道22、导流件7和防护板10均为阻燃材料制成。
如图1所示，进一步的，汇流通道22的连通口可以直接与外界环境连通，为能够防止外界的灰尘、水气等进入电池包内，在本实施例中，该电池包还包括密封件6，密封件6密封连通口，并且，密封件6设置成响应排气通道2内的压力增加而打开。
具体的，密封件6可以是单向阀，当排气通道2内的压力大于设定值时，单向阀打开。密封件6可以为强度低的结构，在排气通道2内的压力达到一定压力后，低强度结构被破坏而打开。密封件6还可以为塑料或者金属等材料制成，并且，密封件6与汇流通道22的连通口可以通过粘接、卡接等方式设置在连通口上，其中，为保障密封件6能够快速相应汇流通道22内的压力增加而打开，在本实施例中，优选地，密封件6与连通口粘接，当排气通道2内压力大于粘结力时，密封件6打开。
如图1、图2、图3和图4所示，其中，汇流通道22可以直接与每个气体通道21连通，气体通道21内的气体可能通过汇流通道22流至其他气体流道21内，进而影响其他单体电池3的使用，气体通道21内的气体还可能碰到汇流通道22的或气体通道21自身的内壁后回流，造成气体排放不顺畅。在本实施例中，该电池包还包括第一单向阀4，第一单向阀4的进气口与气体通道21连通，第一单向阀4设置成响应气体通道21内的压力增加而打开，第一单向阀4可以保障排放至汇流通道22内的气体无法回流到气体通道21内，提高了安全性。
其中，为保障气体通道21内的气体能够顺利沿着第一单向阀4排出，第一单向阀4的开启值小于一个单体电池3热失控时在气体通道21内产生的压力值，其中，第一单向阀4具体结构在此不做限定，只要符合上述打开条件的第一单向阀4均能够应用于该电池包。
请继续参照图1、图2、图3和图4，其中，单体电池3热失控产生的气体可以全部流至气体通道21内，再经由汇流通道22流散至外界环境中，其中，当单体电池3热失控情况严重，产生的气体量超过汇流通道22连通口的单位流通量时，为确保电池包及汽车的安全性，在本实施例中，该电池包还还包括第二单向阀5，第二单向阀5设置在汇流通道22背离箱体1底部的端面上，第二单向阀5的进气口与汇流通道22连通，且第二单向阀5的开启压力大于密封件6的开启压力，当汇流通道22内的气体无法及时排出至外界环境中时，即气体通道21内的气体压力值超过其能够承受的气压值，此时，排气通道2内气体还可以同时由第二单向阀5处流出，以提高安全性。
在本实施中，为能够保障第二单向阀5能够只在排气通道2内的气体压力超过预设值打开，具体的，第二单向阀5的设定打开压力不小于气体通道21能够承受的气压值，其中，第二单向阀5具体结构在此不做限定，只要符合上述打开条件的第二单向阀5均能够应用于该电池包。
如图1所示，进一步的，为能够使得沿着第二单向阀5排入电池箱体1内的气体能够顺利流散至外界环境中，在本实施例中，箱体1包括上箱体12和下箱体13，其中，上箱体12设有与空腔结构11连通的泄压阀9，并且，上箱体12与下箱体13，密封并形成箱体1的空腔结构11，具体的，经由第二单向阀5流出的气体沿泄压阀9排出。
单体电池3从防爆阀内排出的物质可能还有火焰，为进一步提高电池包的安全性能，排气通道2内还设置有阻燃包，阻燃包内设有阻燃介质，阻燃包位于气体通道21内并与薄弱区211对应设置。当火焰随着气体从薄弱区211进入空腔结构11中时，火焰与阻燃介质接触，不会蔓延到空腔结构11中的其他地方。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电池包，其特征在于，包括：
箱体（1），所述箱体（1）设置成空腔结构（11）；
排气通道（2），设置在所述箱体（1）的底部；
多个单体电池（3），多个所述单体电池（3）堆叠设置并容置于所述箱体（1）的空腔结构（11）内，且多个所述单体电池（3）位于所述排气通道（2）背离所述箱体（1）底部的端面上，每个所述单体电池（3）朝向所述排气通道（2）的端面设有防爆阀，以使所述单体电池（3）热失控产生的高温高压气体朝向所述排气通道（2）喷发，避免向车舱方向喷发；
其中，所述排气通道（2）朝向所述防爆阀的结构层设有薄弱区（211），任意所述单体电池（3）热失控时，所述单体电池（3）内的气体能够经由所述薄弱区（211）收集至所述排气通道（2）内并排出；
所述排气通道（2）包括：多个气体通道（21），所述气体通道（21）与所述单体电池（3）之间设有导流件（7），所述导流件（7）与所述防爆阀对应的位置设有导流通道（71）；
所述电池包还包括：
多个垫件（8），设置在箱体（1）底部与所述单体电池（3）之间，所述气体通道（21）和所述导流件（7）的高度和与所述垫件（8）的高度相等；
所述垫件（8）设置在所述气体通道（21）的外部。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，每个所述气体通道（21）的至少一端为开口端（212），每个所述气体通道（21）的开口端（212）与所述电池包外部连通，且所述防爆阀位于所述单体电池（3）朝向所述气体通道（21）的端面，
其中，所述薄弱区（211）位于所述气体通道（21）朝向所述防爆阀的结构层，任意所述单体电池（3）热失控时能够经由所述薄弱区（211）收集至所述气体通道（21）内并排出。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述排气通道（2）还包括：
汇流通道（22），设有连通口，所述连通口能够与所述电池包外部连通；
所述汇流通道（22）与每个所述气体通道（21）的开口端（212）连通，所述气体通道（21）内的气体从每个所述气体通道（21）的开口端（212）流向所述连通口。
4.根据权利要求2或3所述的电池包，其特征在于，还包括：
第一单向阀（4），所述第一单向阀（4）的进气口与所述气体通道（21）连通，所述第一单向阀（4）设置成响应所述气体通道（21）内的压力增加而打开。
5.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，还包括：
密封件（6），密封所述连通口，所述密封件（6）设置成响应所述排气通道（2）内的压力增加而打开。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，还包括：
第二单向阀（5），设置在所述汇流通道（22）背离所述箱体（1）底部的端面上，所述第二单向阀（5）的进气口与所述汇流通道（22）连通，且所述第二单向阀（5）的开启压力大于所述密封件（6）的开启压力。
7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述箱体（1）包括：
上箱体（12），设有与所述空腔结构（11）连通的泄压阀（9）；
下箱体（13），与所述上箱体密封并形成所述箱体的空腔结构（11），其中，经由所述第二单向阀（5）流出的气体沿所述泄压阀（9）排出。
8.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：
防护板（10），位于所述气体通道（21）内并设置在所述气体通道（21）朝向所述箱体（1）底部的端面上；所述防护板（10）与所述薄弱区（211）的对应设置。
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