CN111755636A - 中间支架及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种中间支架及电池包。该中间支架第一板，设置有第一薄弱区；第二板，与所述第一板间隔设置形成排气通道；支撑件，将所述第一板和所述第二板彼此连接；其中，所述排气通道与所述中间支架外部连通。本申请中，第一板设置有第一薄弱区，第二板与第一板相对且间隔设置有排气通道。排气通道与中间支架外部连通，能将第一电池阵列热失控产生的高温高压气体排出。

Description

中间支架及电池包

【技术领域】

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种中间支架及电池包。

【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。

现有电池包包括箱体和容纳设置在箱体内的多个电池模组，多个电池模组堆叠设置。电池模组中设置有单体电池，电池模组在短路、过充等情况下会发生一些副反应，进而产生大量高温高压的气体，当产生的气体增加到一定程度时会导致热失控现象。

其中一个电池模组热失控后，自防爆阀排出的高温高压气体会朝向相邻的电池模组喷射，从而引起相邻电池模组的热失控，引起安全问题。

【申请内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种中间支架及电池包，以有效防止电池阵列失控产生的高温高压气体不能及时排出导致安全问题。

第一方面，提供了一种中间支架。该中间支架包括：

第一板，设置有第一薄弱区；

第二板，与所述第一板间隔设置形成排气通道；

支撑件，将所述第一板和所述第二板彼此连接；

其中，所述排气通道与所述中间支架外部连通。

可选地，所述第一薄弱区包括贯通所述第一板的排气孔；或者，

所述第一薄弱区包括设置在所述第一板上的单向阀；或者，

所述第一薄弱区小于所述第一板其余部分的厚度。

可选地，所述第二板面向所述第一板的表面设置有防护件；

所述防护件与所述第一薄弱区对应设置，且所述防护件为阻燃材料制成。

可选地，多个所述支撑件间隔排布在所述第一板与所述第二板之间，相邻的所述支撑件之间形成所述排气通道。

第二方面，提供了一种电池包。该电池包包括：

箱体，包括下箱体；

第一电池模组；

第二电池模组，所述第一电池模组和所述第二电池模组沿着高度方向堆叠设置；和

上述的中间支架；

其中，所述第一电池模组与所述第二电池模组之间设置有所述中间支架；

所述第一电池模组包括第一底面，所述第一底面面向所述中间支架，且所述第一底面设置有第一防爆阀；

所述第一薄弱区与所述第一防爆阀位置对应；

所述第一防爆阀排出的气体能经所述第一薄弱区收集至所述排气通道内并排出。

可选地，所述第二电池模组固定设置于所述下箱体上，所述第一电池模组设置于所述第二电池模组远离所述下箱体的一侧。

可选地，多个所述第一电池模组在高度方向上堆叠设置；

相邻两个所述第一电池模组之间设置有所述中间支架。

可选地，还包括：

第一密封件，设置在所述第一板与所述第一底面之间，且环绕所述第一防爆阀设置。

可选地，所述第一防爆阀突出于所述第一底面。

可选地，还包括：

安装支架，所述安装支架固定设置在所述中间支架上；

其中，所述安装支架分别与所述第一电池模组和所述第二电池模组固定连接。

可选地，所述第一电池模组包括第一电池阵列和两个第一端板，所述第一底面为所述第一电池阵列面向所述中间支架的表面，两个所述第一端板分别位于所述第一电池阵列长度方向的两端，且固定连接在所述安装支架上；

所述第二电池模组包括：第二电池阵列和两个第二端板，所述第二电池阵列包括第二底面，所述第二底面面向所述下箱体，且所述第二底面设置有第三防爆阀，两个所述第二端板分别位于所述第二电池阵列长度方向的两端，且固定连接在所述安装支架上。

可选地，所述第二电池模组包括：

第二电池阵列，所述第二电池阵列包括第二底面，所述第二底面面向所述下箱体，且所述第二底面设置有第三防爆阀；

其中，所述下箱体设置有空腔结构，所述下箱体朝向所述第三防爆阀的结构层设置有第二薄弱区，所述第二薄弱区与所述第三防爆阀位置对应；

自所述第三防爆阀排出的气体能经所述第二薄弱区收集至所述空腔结构内并排出。

可选地，所述第二防爆阀突出于所述第二底面。

可选地，所述下箱体包括：

上板，所述第二薄弱区设置在所述上板上；

下板，所述下板与上板间隔设置形成所述空腔结构；和

边框，所述边框封盖所述空腔结构的开口以形成所述下箱体；

其中，所述边框上设置有排出通道，所述排出通道与所述空腔结构相连通；

所述空腔结构内收集的气体能经所述排出通道排出至所述箱体外部。

本申请实施例提供的中间支架及电池包中，第一板设置有第一薄弱区，第二板与第一板相对且间隔设置有排气通道。排气通道与中间支架外部连通，能将第一电池阵列热失控产生的高温高压气体排出。

第一电池模组和第二电池模组堆叠设置，中间支架设置在第一电池模组与第二电池模组之间，第一电池阵列面向中间支架的第一底面设置有第一防爆阀，第一薄弱区与第一防爆阀位置对应。第一电池阵列热失控产生的高温高压气体能经第一薄弱区收集至排气通道内并排出，能有效防止第一电池阵列热失控产生的高温高压气体朝向相邻电池模组喷射，避免了相邻电池模组的热失控从而杜绝安全问题。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本申请一种实施例提供的电池包的结构示意图。

图2是图1电池包的零件爆炸图。

图3是图1电池包除去上箱体后的结构示意图。

图4是沿图1中A-A方向的剖面图。

图5是图4中B处的放大示意图。

图6是图2中中间支架的放大示意图。

图7是图2中第一电池阵列的第一单体电池结构示意图。

图8是图2中第二电池阵列的第二单体电池结构示意图。

图9是图2中下箱体的结构示意图。

图10是沿图9中C-C方向的剖面图。

标记说明：

1-箱体；

10-下箱体；

110-上板；

1102-第二薄弱区；

112-下板；

114-边框；

1142-排出通道；

116-空腔结构；

118-第三密封件；

12-上箱体；

122-第二防爆阀；

3-第一电池模组；

30-第一电池阵列；

300-第一底面；

302-第一防爆阀；

32-第一端板；

4-中间支架；

40-第一板；

402-第一薄弱区；

42-第二板；

44-支撑件；

46-排气通道；

48-防护件；

49-安装支架；

5-第二电池模组；

50-第二电池阵列；

500-第二底面；

502-第三防爆阀；

52-第二端板；

6-第一密封件；

7-第二密封件；

X-长度方向；

Y-宽度方向；

Z-高度方向。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上(包括两个)；术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性及装配顺序。

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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

根据本申请的一个实施例，提供了一种电池包。请参阅图1至图6，该电池包包括箱体1、第一电池模组3、第二电池模组5和中间支架4。箱体1包括下箱体10和上箱体12。下箱体10与上箱体12密封连接。箱体1内可设置有一个或者多个第一电池模组3、一个或者多个第二电池模组5。

第一电池模组3包括第一电池阵列30。第一电池阵列30包括多个第一单体电池。多个第一单体电池在其厚度方向上堆叠设置在一起。其中，第一单体电池在工作时，由于第一单体电池的正、负电极与内部电解液发生化学反应，因此能够产生大量的热。其中，当发生短路、过充等情况时，第一单体电池的正、负电极与内部电解液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。任意第一单体电池热失控时，高温高压气体能排出至第一单体电池外部。

第二电池模组5包括第二电池阵列50。第二电池阵列50包括多个第二单体电池。多个第二单体电池在其厚度方向上堆叠设置在一起。其中，第二单体电池在工作时，由于第二单体电池的正、负电极和内部电解液会发生化学反应，因此能够产生大量的热。其中，当发生短路、过充等情况时，第二单体电池的正、负电极与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。任意第二单体电池热失控时，高温高压气体能排出至第二单体电池外部。

第一电池阵列30和第二电池阵列50可相同排布，具有长度方向X、宽度方向Y和高度方向Z。第一电池模组3和第二电池模组5沿着高度方向Z堆叠设置。具体地，可以是第二电池模组5堆叠在第一电池模组3上方，也可以是第一电池模组3堆叠在第二电池模组5的上方。第一电池模组3与第二电池模组5之间设置有中间支架4。第一电池模组3包括第一底面300，第一底面300面向中间支架4设置。第一底面300设置有第一防爆阀302。本实施例中，第一底面300为第一电池阵列30面向中间支架4的表面。优选地，第二电池模组5固定设置于下箱体10上，第一电池模组3设置于第二电池模组5远离所述下箱体10的一侧，使得第一电池模组3热失控时朝向中间支架4所在的底部喷射，避免向乘客舱喷射，保证乘客舱的安全性。中间支架4包括第一板40、第二板42和支撑件44。第一板40设置有第一薄弱区402。第二板42与第一板40相对且间隔设置，第二板42与第一板40之间间隔形成有排气通道46。支撑件44将第一板40和所述第二板42彼此连接，形成一体结构的中间支架4。其中，排气通道46与中间支架4的外部连通。

第一薄弱区402与第一防爆阀302位置对应。第一电池阵列30发生热失控时产生的高温高压气体能排出第一防爆阀302。第一防爆阀302排出的气体能经第一薄弱区402收集至排气通道46内并排出至箱体1外。

当箱体1内的一个或者多个第一单体电池发生热失控时，第一电池阵列30排出的气体能朝向中间支架4所在的底部方向排出，能有效防止自第一防爆阀302排出的高温高压气体朝向相邻电池模组喷射，避免了相邻电池模组的热失控从而杜绝安全问题。

第一薄弱区402的具体结构可根据需要设置，只要其能让第一电池阵列30排出的气体通过从而进入排气通道46即可。

一种可选示例中，请继续参阅图6，第一薄弱区402包括贯通第一板40的排气孔。排气通道46与排气孔相连通。排气孔可与排气通道46相连通。第一电池阵列30排出的气体能经排气孔进入排气通道46中。

另一种可选示例中，第一薄弱区402可包括设置在第一板40上的单向阀。当单向阀位于第一防爆阀302的压力大于设定值时，单向阀打开，第一电池阵列30排出的高温高压气体能通过单向阀进入到排气通道46中。单向阀的具体结构在此不做限定，符合上述打开条件的单向阀均能够应用于电池包。

又一种可选示例中，第一薄弱区402可一体设置于第一板40，第一薄弱区402的厚度小于第一板40其余部分的厚度。第一薄弱区402的强度低于第一板40其余部分的强度。第一电池阵列30热失控时，低强度的第一薄弱区402能被第一电池阵列30排出的高温高压气体破坏而打开。

此外，第一薄弱区402可一体设置于第一板40，第一薄弱区402可设置成熔点较低的材料。第一薄弱区402的熔点低于第一板40其余部分的熔点。当第一电池阵列30热失控时，低熔点的第一薄弱区402能被第一电池阵列30排出的高温高压气体熔化打开。

然而，第一电池阵列30热失控产生的气体温度很高，其进入到排气通道46中可能会破坏第二板42。本实施例中，请参阅图4至图6，第二板42面向所述第一板40的表面设置有防护件48。防护件48与第一薄弱区402对应设置。防护件48为阻燃材料制成。防护件48能防止进入到排气通道46中的高温高压气体破坏第二板42。从第一电池阵列30排出的物质可能还有火焰，当火焰随着气体从第一薄弱区402进入排气通道46中时，火焰可与阻燃材料的防护件48接触，不会烧穿中间支架4，影响第二电池模组5。

为能在第一板40与第二板42之间间隔设置形成排气通道46，本实施例中，请参阅图6，多个支撑件44间隔排布在第一板40与所述第二板42之间，从而使第一板40与第二板42间隔设置。相邻的支撑件44之间形成排气通道46。在第一板40与第二板42之间可间隔设置形成有一个或者多个排气通道46。例如，中间支架4可以是一体形成的型材结构。又例如，支撑件44可分别与第一板40及第二板42通过焊接或者其他方式固定连接在一起。

排气通道46的具体结构只要使能将其内收集的废气排气即可。

本实施例中，请继续参阅图2和图3，排气通道46可贯通延伸至中间支架4的边沿。排气通道46内收集的高温高压气体直接通过排气通道46排出至箱体1内。

在其他实施例中，排气通道46也可延伸至中间支架4的边沿但不完全贯通中间支架4，中间支架4的边沿可设置有支架薄弱区的封闭结构。支架薄弱区的厚度可较小设置，从而具有较小的强度。当排气通道46内的压力增大至设定值时，低强度的支架薄弱区可被破坏而打开。此外，支架薄弱区也可设置成单向阀等。

为使排气通道46内收集的废气能排出至箱体1外，本实施例中，请参阅图1和图2，箱体1上设置有第二防爆阀122。自排气通道46排出的气体能进入箱体1的内部并收集在箱体1内部空间。箱体1内部空间收集的废气能从第二防爆阀122排出。例如，第二防爆阀122可设置于上箱体12。

本实施例中，请参阅图4，电池包还可包括第一密封件6。第一密封件6设置在第一板40与第一底面300之间。第一密封件6环绕第一防爆阀302设置，以防第一电池阵列30产生的废气进入到第一板40与第一底面300之间的间隙，避免废气沿该间隙扩散。第一密封件6可包括环绕第一防爆阀302设置的密封胶或者密封垫等。

请结合参阅图7，第一底面300为第一电池阵列30的底面，第一防爆阀302可设置成突出于第一底面300。第一防爆阀302的高度高出于第一电池模组3的第一底面300。第一板40与第一底面300之间形成有用于安装第一密封件6的安装空间，第一密封件6设置在第一板40与第一底面300之间的安装空间。

根据需要，在中间支架4上可安装有一个或者多个第一电池模组3。

本实施例中，在中间支架4上可安装有一个第一电池模组3。

在其他实施例中，在中间支架4背向第二电池模组5的一侧可安装有多个第一电池模组3。多个第一电池模组3在高度方向Z上堆叠设置。相邻两个第一电池模组3之间设置有中间支架4。第一电池阵列30热失控产生的气体能朝向中间支架4所在的底部方向排出，并经第一薄弱区402收集至对应中间支架4的排气通道46内。

为将电池模组堆叠设置在一起，本实施例中，请参阅图2至图4，中间支架4还固定设置有安装支架49。安装支架49固定设置在中间支架4上。安装支架49分别与第一电池模组3和所述第二电池模组5固定连接。

第一电池模组3还可包括两个第一端板32。两个第一端板32分别位于第一电池阵列30长度方向X的两端。第一端板32固定连接在所述安装支架49上。

本实施例中，请参阅图2至图4、图9至图10，第二电池阵列50包括第二底面500。第二底面500面向箱体1的底部设置。第二电池模组5的第二底面500设置有第三防爆阀502。第二电池模组5还可包括两个第二端板52。两个第二端板52分别位于第二电池阵列长度方向X的两端。第二端板52固定连接在安装支架49上。例如，第二端板52与安装支架49可通过螺纹连接方式或者其他方式固定连接在一起。

其中，下箱体10设置有空腔结构116。下箱体10具有朝向第三防爆阀502的结构层，该结构层设置有第二薄弱区1102。第二薄弱区1102与第三防爆阀502位置对应设置。第二电池阵列50热失控产生的气体能从第三防爆阀502排出；自第三防爆阀502排出的气体能经第二薄弱区1102收集至空腔结构116内并排出至箱体1外。

本实施例中，请参阅图4，电池包还可包括第二密封件7。第二密封件7设置在下箱体10与第二底面500之间。第二密封件7环绕第二防爆阀122设置，以防第二电池阵列50产生的废气进入到下箱体10与第二底面500之间的间隙，避免废气沿该间隙扩散。第二密封件7可包括环绕第二防爆阀122设置的密封胶或者密封垫等。

请结合参阅图8，第二防爆阀122可设置成突出于第二底面500。第二防爆阀122的高度高出于第二电池模组5的第二底面500。下箱体10与第二底面500之间形成有用于安装第二密封件7的安装空间，第二密封件7设置下箱体10与第二底面500之间的安装空间。

下箱体10结构可根据需要设置。本实施例中，请参阅图9和图10，下箱体10包括上板110、下板112和边框114。第二薄弱区1102设置在上板110上。下板112与上板110间隔设置有形成空腔结构116。边框114封盖空腔结构116的开口以形成下箱体10。边框114的部分结构可伸入上板110与下板112之间的空间中，并与上板110及下板112固定连接，构成一体式的下箱体10。其中，边框114上设置有排出通道1142，排出通道1142与空腔结构116相连通。空腔结构116内收集的气体能经排出通道1142排出至箱体1外部。

排出通道1142的具体结构可根据需要进行设置，只要能将空腔结构116内收集的气体排出至箱体1外部即可。例如，排出通道1142可与支架薄弱区同理设置。

一种可选示例中，请参阅图10，排出通道1142可设置有用于密封排出通道1142的第三密封件118。第三密封件118可覆盖排出通道1142，以防止灰尘、水汽等从外界环境通过排出通道1142进入到空腔结构116中。空腔结构116内的压力大于设定值时能冲破第三密封件118，以使空腔结构116内收集的气体经排出通道1142排出至箱体1外。

此外，排出通道1142内可设置有单向阀。当空腔结构116内的压力大于设定值时，单向阀打开，空腔结构116内收集的气体能经排出通道1142排出至箱体1外。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种用于电池包的中间支架(4)，其特征在于，包括：

第一板(40)，设置有第一薄弱区(402)；

第二板(42)，与所述第一板(40)间隔设置形成排气通道(46)；

支撑件(44)，将所述第一板(40)和所述第二板(42)彼此连接；

其中，所述排气通道(46)与所述中间支架(4)外部连通。

2.根据权利要求1所述的中间支架(4)，其特征在于：

所述第一薄弱区(402)包括贯通所述第一板(40)的排气孔；或者，

所述第一薄弱区(402)包括设置在所述第一板(40)上的单向阀；或者，

所述第一薄弱区(402)小于所述第一板(40)其余部分的厚度。

3.根据权利要求1所述的中间支架(4)，其特征在于：

所述第二板(42)面向所述第一板(40)的表面设置有防护件(48)；

所述防护件(48)与所述第一薄弱区(402)对应设置，且所述防护件(48)为阻燃材料制成。

4.根据权利要求1所述的中间支架(4)，其特征在于：

多个所述支撑件(44)间隔排布在所述第一板(40)与所述第二板(42)之间，相邻的所述支撑件(44)之间形成所述排气通道(46)。

5.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体(1)，包括下箱体(10)；

第一电池模组(3)；

第二电池模组(5)，所述第一电池模组(3)和所述第二电池模组(5)沿着高度方向(Z)堆叠设置；和

根据权利要求1-4中任一项所述的中间支架(4)；

其中，所述第一电池模组(3)与所述第二电池模组(5)之间设置有所述中间支架(4)；

所述第一电池模组(3)包括第一底面(300)，所述第一底面(300)面向所述中间支架(4)，且所述第一底面(300)设置有第一防爆阀(302)；

所述第一薄弱区(402)与所述第一防爆阀(302)位置对应；

所述第一防爆阀(302)排出的气体能经所述第一薄弱区(402)收集至所述排气通道(46)内并排出。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：

所述第二电池模组(5)固定设置于所述下箱体(10)上，所述第一电池模组(3)设置于所述第二电池模组(5)远离所述下箱体(10)的一侧。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：

多个所述第一电池模组(3)在高度方向(Z)上堆叠设置；

相邻两个所述第一电池模组(3)之间设置有所述中间支架(4)。

8.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，还包括：

第一密封件(6)，设置在所述第一板(40)与所述第一底面(300)之间，且环绕所述第一防爆阀(302)设置。

9.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：

所述第一防爆阀(302)突出于所述第一底面(300)。

10.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，还包括：

安装支架(49)，所述安装支架(49)固定设置在所述中间支架(4)上；

其中，所述安装支架(49)分别与所述第一电池模组(3)和所述第二电池模组(5)固定连接。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于：

所述第一电池模组(3)包括第一电池阵列(30)和两个第一端板(32)，所述第一底面(300)为所述第一电池阵列(30)面向所述中间支架(4)的表面，两个所述第一端板分别位于所述第一电池阵列(30)长度方向(X)的两端，且固定连接在所述安装支架(49)上；

所述第二电池模组(5)包括：第二电池阵列(50)和两个第二端板(52)，所述第二电池阵列(50)包括第二底面(500)，所述第二底面(500)面向所述下箱体(10)，且所述第二底面(500)设置有第三防爆阀(502)，两个所述第二端板(52)分别位于所述第二电池阵列(50)长度方向(X)的两端，且固定连接在所述安装支架(49)上。

12.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述第二电池模组(5)包括：

第二电池阵列(50)，所述第二电池阵列(50)包括第二底面(500)，所述第二底面(500)面向所述下箱体(10)，且所述第二底面(500)设置有第三防爆阀(502)；

其中，所述下箱体(10)设置有空腔结构(116)，所述下箱体(10)朝向所述第三防爆阀(502)的结构层设置有第二薄弱区(1102)，所述第二薄弱区(1102)与所述第三防爆阀(502)位置对应；

自所述第三防爆阀(502)排出的气体能经所述第二薄弱区(1102)收集至所述空腔结构(116)内并排出。

13.根据权利要求12所述的电池包，其特征在于：

所述第二防爆阀(122)突出于所述第二底面(500)。

14.根据权利要求12所述的电池包，其特征在于，所述下箱体(10)包括：

上板(10)，所述第二薄弱区(1102)设置在所述上板(110)上；

下板(112)，所述下板(112)与上板(110)间隔设置形成所述空腔结构(116)；和

边框(114)，所述边框(114)封盖所述空腔结构(116)的开口以形成所述下箱体(10)；

其中，所述边框(114)上设置有排出通道(1142)，所述排出通道(1142)与所述空腔结构(116)相连通；

所述空腔结构(116)内收集的气体能经所述排出通道(1142)排出至所述箱体(1)外部。

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