CN111416082A - 一种热失控导热路径结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热失控导热路径结构，包括箱体和电芯，所述电芯通过螺栓连接在箱体中间位置，且所述电芯与箱体内侧侧壁不接触，所述箱体内部预制有散热流道，所述散热流道位于电芯外侧，本发明通过控制电芯安装方向、单向导热阀、箱体内部空腔以及Pack级防爆阀等一系列导热路径优化，大大提高了热失控热量的散热效率。通过隔热材料、单向导热阀的设计，使热失控产生的热量受人为导向，更安全快速的排出，大大减小了热扩散发生的可能性。通过电芯防爆阀、单向导热阀以及Pack级防爆阀三级热缓冲的设计，延缓了电芯热失控热量向外部喷发的速率，为乘客舱乘员逃生争取了时间，提高了整车安全性。

Description

一种热失控导热路径结构
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，具体为一种热失控导热路径结构。
背景技术
目前大多数模组以及Pack设计在控制热失控时的设计方式是通过在电芯与电芯之间或者电芯与Pack结构之间增加隔热材料来实现的。这种控制方式确实可以降低热扩散的速率，有效的防护Pack内的其他电芯、结构件以及电气元件，但是隔热材料本身为了隔热，其本身会增加阻燃剂等传热系数极小的材料，同时，这些材料本身密度较大，造成整包重量的增加，能量密度降低的同时，会致使电池包内局部温度升高，进而影响高温区域内的其他电芯，严重的会导致热扩散。所以本专利提出了一种新的结构方案，结合少量隔热材料的使用，通过特定的导热路径，将电芯热失控产生的高温气体排出，避免或者延缓热扩散的进一步发生。
为此，我们提出一种热失控导热路径结构来解决现有技术中存在的问题，使其提高散热效率，合理使用隔热材料，使热失控产生的热量受人为导向，更安全快速的排出，大大减小了热扩散发生的可能性。延缓了电芯热失控热量向外部喷发的速率，为乘客舱乘员逃生争取了时间，提高了整车安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热失控导热路径结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热失控导热路径结构，包括箱体和电芯，所述电芯通过螺栓连接在箱体中间位置，且所述电芯与箱体内侧侧壁不接触，所述箱体内部预制有散热流道，所述散热流道位于电芯外侧，所述箱体端部螺纹连接有防爆阀，所述防爆阀与散热流道相连通，所述箱体内侧中间位置螺纹连接有泄压阀，所述泄压阀下端与散热流道连通，所述泄压阀与电芯泄压口位置相对应；
所述泄压阀由阀体、阀片和挡片组成，所述阀体螺纹连接在箱体内侧，所述阀片通过螺栓连接在阀体进气口内侧壁，且所述阀片与阀体进气口内侧壁紧密贴合，所述挡片通过螺栓连接在阀体弯折处。
优选的，所述箱体侧壁焊接有固定板，所述固定板中间开设有通孔结构。
优选的，所述箱体内部焊接有位于散热流道内的加强筋，所述加强筋为圆柱结构，且所述加强筋与散热流道上端面相贴合。
优选的，所述阀体内侧壁通过螺栓连接有胶垫，所述胶垫中间通孔小于阀片直径。
优选的，所述挡片倾斜安装在阀体内侧，且所述挡片与阀片不接触。
优选的，所述阀体内侧壁通过螺栓连接有弹簧，所述弹簧另一端通过螺栓与阀片连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过控制电芯安装方向、单向导热阀、箱体内部空腔以及Pack级防爆阀等一系列导热路径优化，大大提高了热失控热量的散热效率。通过隔热材料、单向导热阀的设计，使热失控产生的热量受人为导向，更安全快速的排出，大大减小了热扩散发生的可能性。通过电芯防爆阀、单向导热阀以及Pack级防爆阀三级热缓冲的设计，延缓了电芯热失控热量向外部喷发的速率，为乘客舱乘员逃生争取了时间，提高了整车安全性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明箱体组件结构示意图；
图3为本发明箱体内部结构示意图；
图4为本发明泄压阀结构示意图。
图中：1箱体、2电芯、3散热流道、4防爆阀、5泄压阀、6阀体、7阀片、8挡片、9固定板、10加强筋、11胶垫、12弹簧。
具体实施方式
下面将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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种热失控导热路径结构，包括箱体1和电芯2，所述电芯2通过螺栓连接在箱体1中间位置，且所述电芯2与箱体1内侧侧壁不接触，所述箱体1内部预制有散热流道3，所述散热流道3位于电芯2外侧，所述箱体1端部螺纹连接有防爆阀4，所述防爆阀4与散热流道3相连通，所述箱体1内侧中间位置螺纹连接有泄压阀5，所述泄压阀5下端与散热流道3连通，所述泄压阀5与电芯2泄压口位置相对应；通过控制圆柱或方形硬壳电芯2在Pack设计的方向，将电芯2的泄压阀方向朝向Pack箱体1上预留的散热路径位置，在电芯2热失控喷发时，高温(600℃左右)气体大概率由泄压阀5喷出，第一时间喷向箱1对应位置，气体温度虽不足以使箱体1材质融化，但会使箱体1上安装的单向导热泄压阀5阀体打开，使高温气体通过箱体1内部散热流道3空腔流向Pack级防爆阀，当压力增长到Pack级防爆阀5泄压压力时，防爆阀5打开将高温高压气体排出。
所述泄压阀5由阀体6、阀片7和挡片8组成，所述阀体6螺纹连接在箱体1内侧，所述阀片7通过螺栓连接在阀体6进气口内侧壁，且所述阀片7与阀体6进气口内侧壁紧密贴合，所述挡片8通过螺栓连接在阀体6弯折处。单向导热的泄压阀5为特殊设计，其开关原理如下，主阀体6为隔热材质，内部开关核心为两片金属，其中一侧安装热变形系数较高的阀片7，当热量传至阀片7上时，阀片7迅速形变撑开阀体使热量传导至另一侧，另一侧安装热变形系数较低的挡片8，热量传导至挡片8时，不会使高温传递至另一侧。此种设计可解决热量通过导热路径直接排至箱体1外侧，不会影响箱体1内部其他区域的电芯2。
具体的，所述箱体1侧壁焊接有固定板9，所述固定板9中间开设有通孔结构，固定板9用于配合将箱体1安装在汽车内部，维持箱体1组件位置的稳定。
具体的，所述箱体1内部焊接有位于散热流道3内的加强筋10，所述加强筋10为圆柱结构，且所述加强筋10与散热流道3上端面相贴合，加强筋10用于提高箱体1的承重能力，降低箱体1受力变形的可能。
具体的，所述阀体6内侧壁通过螺栓连接有胶垫11，所述胶垫11中间通孔小于阀片7直径，胶垫11用于配合阀片7密封阀体6，避免阀体6反向泄露热气。
具体的，所述挡片8倾斜安装在阀体6内侧，且所述挡片8与阀片7不接触。
具体的，所述阀体6内侧壁通过螺栓连接有弹簧12，所述弹簧12另一端通过螺栓与阀片7连接，弹簧12用于配合阀体6与阀片7连接，保证阀片7能够紧密贴合在阀体6内部。
结构原理：通过控制圆柱或方形硬壳电芯2在Pack设计的方向，将电芯2的泄压阀方向朝向Pack箱体1上预留的散热路径位置，在电芯2热失控喷发时，高温(600℃左右)气体大概率由泄压阀5喷出，第一时间喷向箱1对应位置，气体温度虽不足以使箱体1材质融化，但会使箱体1上安装的单向导热泄压阀5阀体打开，使高温气体通过箱体1内部散热流道3空腔流向Pack级防爆阀，当压力增长到Pack级防爆阀5泄压压力时，防爆阀5打开将高温高压气体排出，单向导热的泄压阀5为特殊设计，其开关原理如下，主阀体6为隔热材质，内部开关核心为两片金属，其中一侧安装热变形系数较高的阀片7，当热量传至阀片7上时，阀片7迅速形变撑开阀体使热量传导至另一侧，另一侧安装热变形系数较低的挡片8，热量传导至挡片8时，不会使高温传递至另一侧。此种设计可解决热量通过导热路径直接排至箱体1外侧，不会影响箱体1内部其他区域的电芯2。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种热失控导热路径结构，包括箱体(1)和电芯(2)，其特征在于：所述电芯(2)通过螺栓连接在箱体(1)中间位置，且所述电芯(2)与箱体(1)内侧侧壁不接触，所述箱体(1)内部预制有散热流道(3)，所述散热流道(3)位于电芯(2)外侧，所述箱体(1)端部螺纹连接有防爆阀(4)，所述防爆阀(4)与散热流道(3)相连通，所述箱体(1)内侧中间位置螺纹连接有泄压阀(5)，所述泄压阀(5)下端与散热流道(3)连通，所述泄压阀(5)与电芯(2)泄压口位置相对应；
所述泄压阀(5)由阀体(6)、阀片(7)和挡片(8)组成，所述阀体(6)螺纹连接在箱体(1)内侧，所述阀片(7)通过螺栓连接在阀体(6)进气口内侧壁，且所述阀片(7)与阀体(6)进气口内侧壁紧密贴合，所述挡片(8)通过螺栓连接在阀体(6)弯折处。
2.根据权利要求1所述的一种热失控导热路径结构，其特征在于：所述箱体(1)侧壁焊接有固定板(9)，所述固定板(9)中间开设有通孔结构。
3.根据权利要求1所述的一种热失控导热路径结构，其特征在于：所述箱体(1)内部焊接有位于散热流道(3)内的加强筋(10)，所述加强筋(10)为圆柱结构，且所述加强筋(10)与散热流道(3)上端面相贴合。
4.根据权利要求1所述的一种热失控导热路径结构，其特征在于：所述阀体(6)内侧壁通过螺栓连接有胶垫(11)，所述胶垫(11)中间通孔小于阀片(7)直径。
5.根据权利要求1所述的一种热失控导热路径结构，其特征在于：所述挡片(8)倾斜安装在阀体(6)内侧，且所述挡片(8)与阀片(7)不接触。
6.根据权利要求1所述的一种热失控导热路径结构，其特征在于：所述阀体(6)内侧壁通过螺栓连接有弹簧(12)，所述弹簧(12)另一端通过螺栓与阀片(7)连接。
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