CN112490579A - 电池箱体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池箱体，包括：支撑底板，所述支撑底板的上表面设有液冷板，所述液冷板与所述支撑底板之间间隔设置构成气体冷却室，所述液冷板的上表面设有隔离密封板；边框，所述边框包括后梁、右边梁、前梁和左边梁，所述后梁、右边梁、前梁和左边梁顺序设置在所述支撑底板的周边上，与所述隔离密封板围成电池放置腔，所述后梁上设有连通所述电池放置腔和所述气体冷却室的喷射入口通道，所述前梁上设有连通所述电池放置腔和所述气体冷却室的喷射出口通道，所述喷射出口通道的出口设有防爆阀；上盖，用于封盖所述电池放置腔。在发生热失控时能够把热量快速导出来进一步抑制延长热扩散的时间。
Description
技术领域
本发明涉及电池箱技术领域，特别是涉及一种电池箱体。
背景技术
2020年关于动力电池系统新国标GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准正式通过并于2021年1月1日正式实施。新国标中新增加了一项关于电池包或系统在热失控及热扩散后5分钟内不能出现火焰的要求。目前的电池箱一旦箱体内的电池包内部电芯热失控，就很容易造成热扩散。并且电池包内部聚集的可燃气体及可燃物产生的热量无法及时排出，从而造成热扩散。使得内部火焰从泄压阀瞬间喷出，造成连锁反应。达不到新国标要求的5分钟内电池包外无明火的要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池箱体,在发生热失控时能够把热量快速导出来进一步抑制并延长热扩散的时间。
本发明实施例所采用的技术方案是：一种电池箱体，包括：支撑底板，所述支撑底板的上表面设有液冷板，所述液冷板与所述支撑底板之间间隔设置构成气体冷却室，所述液冷板的上表面设有隔离密封板；边框，所述边框包括后梁、右边梁、前梁和左边梁，所述后梁、右边梁、前梁和左边梁顺序设置在所述支撑底板的周边上，与所述隔离密封板围成电池放置腔，所述后梁上设有连通所述电池放置腔和所述气体冷却室的喷射入口通道，所述前梁上设有连通所述电池放置腔和所述气体冷却室的喷射出口通道，所述喷射出口通道的出口设有防爆阀；上盖，用于封盖所述电池放置腔。
根据本发明实施例的电池箱体，至少具有如下有益效果：在电池箱内的电池包内部电芯出现热失控的时候，产生的可燃气体由电池放置腔从喷射入口通道进入气体冷却室再从喷射出口通道经过防爆阀排出，整个过程拉长了电芯热失控喷射的可燃气体到防爆阀的通道，延长了冷却时间，同时，可燃气体在进入气体冷却室的时候，高温气体经过液冷板经过热交换降温，降低了气体的温度，避免了热失控时可燃气体燃烧产生的明火喷到箱体的外部，避免了箱体内的热聚集，延缓了热扩散的风险，增加了人员逃生的时间。
根据本发明的一些实施例，所述气体冷却室内设有吸能保温板，所述吸能保温板与所述液冷板的冷却面直接接触，所述吸能保温板上设有若干道喷射通道，每道所述喷射通道的一端与所述喷射入口通道连通，另一端与所述喷射出口通道连通。
根据本发明的一些实施例，所述液冷板上设有若干并排设置并连通的冷却条，所述喷射通道与所述冷却条交叉布置。
根据本发明的一些实施例，所述后梁为挤压型材，所述后梁的两端由封堵板密封形成前密封腔室，所述喷射入口通道包括所述后梁上设置的多组第一进气口和第一出气口，每一所述第一进气口连通所述前密封腔室与所述电池放置腔，每一所述喷射通道通过对应的第一出气口与所述前密封腔室连通。
根据本发明的一些实施例，所述前梁为挤压型材，所述前梁的两端由封堵板密封形成后密封腔室，所述喷射出口通道包括前梁设置的第二进气口和第二出气口，每一所述喷射通道通过对应的第二出气口与所述后密封腔室连通，所述后密封腔室通过所述第二出气口与外部环境连通，所述第二出气口上设有所述防爆阀。
根据本发明的一些实施例，所述第二进气口设有防水透气装置。
根据本发明的一些实施例，所述防水透气装置为防水透气阀或防爆隔膜。
根据本发明的一些实施例，所述液冷板设有与车载冷却系统连通的接口。
根据本发明的一些实施例，所述上盖的内表面喷涂有耐火层。
根据本发明的一些实施例，设在所述电池放置腔中的电池模组上表面设有隔热层。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例本发明电池箱体的爆炸图；
图2是火焰燃烧喷射路径的结构示意图；
图3是电池箱体的下箱体结构示意图；
图4是电池箱体的剖视图；
图5是后梁的爆炸图；
图6是前梁的爆炸图。
附图标记：
支撑底板100、液冷板200、冷却条210、气体冷却室300、隔离密封板400；
边框500、后梁510、右边梁520、前梁530、左边梁540、入口通道511、前密封腔室512、喷射出口通道531、防爆阀532、后密封腔室533；
电池放置腔600、电池模组610、吸能保温板700、喷射通道710、上盖800、封堵板900。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面参考图1到图6描述根据本发明实施例的电池箱体。
如图1到图3所示，根据本发明实施例的电池箱体，包括：
支撑底板100，支撑底板100的上表面设有液冷板200，液冷板200与支撑底板100之间间隔设置构成气体冷却室300，液冷板200的上表面设有隔离密封板400；
边框500，边框500包括后梁510、右边梁520、前梁530和左边梁540，后梁510、右边梁520、前梁530和左边梁540顺序设置在支撑底板100的周边上，与隔离密封板400围成电池放置腔600，后梁510上设有连通电池放置腔600和气体冷却室300的喷射入口通道511，前梁530上设有连通电池放置腔600和气体冷却室300的喷射出口通道531，喷射出口通道531的出口设有防爆阀532；
上盖800，用于封盖电池放置腔600。
电池模组610正常工作的时候，液冷板200其功能主要是控制电池模组610的温度，使电池模组610始终保持在最优的温度区间。另一功能是控制整个电池模组610内的电芯的温差，使得各个电芯温差不能过大。
如图2和图4所示，在电池放置腔600中的电池模组610内部电芯热失控的时候，产生的可燃气体由电池放置腔600从喷射入口通道511进入气体冷却室300再从喷射出口通道531经过防爆阀532排出。整个过程拉长了电芯热失控喷射的可燃气体到防爆阀532的通道，延长了冷却时间。同时，可燃气体在进入气体冷却室300的时候，高温气体经过与液冷板200进行热交换降温，降低了气体的温度，避免了热失控时可燃气体燃烧产生的明火喷到箱体的外部，避免了箱体内的热聚集，延缓了热扩散的风险，增加了人员逃生的时间。
在本发明的一些实施例中，气体冷却室300内设有吸能保温板700，吸能保温板700与液冷板200的冷却面直接接触，吸能保温板700上设有若干道喷射通道710，每道喷射通道710的一端与喷射入口通道511连通，另一端与喷射出口通道531连通。
吸能保温板700，其功能主要吸收来自底部的碎石冲击能量。同时对液冷系统进行保温。吸能保温板700上设有若干道喷射通道710，可以对进入气体冷却室300中的可燃气体进行导流，使燃气沿着设定的路径流动。
在本发明的进一步实施例中，液冷板200上设有若干并排设置并连通的冷却条210，喷射通道710与冷却条210交叉布置。
喷射通道710与冷却条210交叉布置，使得燃烧喷射物与液冷板200之间进行热交换。对于整车液冷系统一般会有3-10L冷却液，并且冷却液与电池包外部冷凝器相连接进行散热。因此在热失控初期电芯喷射的可燃气体与可燃物会在喷射通道710内与液冷板200进行热交换。而整个喷射通道710的长度与箱体的长度相同，热交换的空间及效率都得到了保证。可燃气体及可燃物在与液冷系统进行热交换后的气体则通过前梁530与防爆阀532后喷出箱体外部。因此在进行整个液冷系统降温后的气体温度会大幅降低，从而不会产生明火。
其中吸能保温板700为降低成本很多时候取消处理，其不影响可喷射通道710的形成。如果取消吸能保温板700则喷射通道710与液冷板200之间的热交换面积更大，热量吸收效果更好。
不管箱体的形状如何在设计时必须使得喷射通道710经过液冷板200，并且与液冷板200接触的通道长度越长越好。与液冷板200接触的面积越大越好。液冷板200的冷却液正常的工作温度一般在20-50度之间，因此在电芯热失控时喷射的可燃气体燃烧温度在1000度左右。这就形成了很大的温差，有利于热交换的效率。加速热量排出，避免热聚集。
在本发明的一些实施例中，后梁510为挤压型材，后梁510的两端由封堵板900密封形成前密封腔室512，喷射入口通道511包括后梁510上设置的多组第一进气口和第一出气口，每一第一进气口连通前密封腔室512与电池放置腔600，每一喷射通道710通过对应的第一出气口与前密封腔室512连通。
在本发明的一些实施例中，前梁530为挤压型材，前梁530的两端由封堵板900密封形成后密封腔室533，喷射出口通道531包括前梁530设置的第二进气口和第二出气口，每一喷射通道710通过对应的第二出气口与后密封腔室533连通，后密封腔室533通过第二出气口与外部环境连通，第二出气口上设有防爆阀532。
为了降低整车的整体重量，电池箱体越轻越好，前梁530和后梁510均采用挤压型材，其空心结构使得箱体的结构更加轻便，降低箱体的整体重量。但是本申请的箱体的一个关键技术点需要保证箱体整体的密封性能，避免可燃气体沿着型材的中空腔体向左右边梁处扩散。通过在后梁510的两端由封堵板900密封形成前密封腔室512，可以避免可燃气体沿着型材的中空腔体向左右边梁处扩散。
在本发明的一些实施例中，为了避免液冷板200的泄露而造成的液体内漏到箱体中的风险，第二进气口设有防水透气装置。具体的，防水透气装置为防水透气阀或防爆隔膜。从而达到液冷系统与电气系统的物理隔离密封达到干湿分离的效果。这样设置可以达到箱体中电池模组610正常工作时的透气压力平衡，在箱体内部电芯热失控的极端情况下可以冲破隔膜或防水透气阀达到泄压与液冷板200进行热交换从而排出到电池包外部，避免了热量聚集达到了延缓或抑制热扩散的目的。
在本发明的一些实施例中，液冷板200设有与车载冷却系统连通的接口。本发明利用了车辆的现有液冷系统进行冷却，因此没有增加新的零部件，很好的控制了成本，从而达到了更多的功能。
在本发明的一些实施例中，上盖800的内表面喷涂有耐火层，降低热失控的风险。
在本发明的一些实施例中，设在电池放置腔600中的电池模组610上表面设有隔热层。电池模组610上部的隔热层主要功能是为了防止可燃气体在整个箱体内部对其他未热失控的电池模组610提供保护，避免连续反应，使得可燃气体经过后梁导入到电池包下部燃烧喷射通道内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电池箱体，其特征在于，包括：
支撑底板，所述支撑底板的上表面设有液冷板，所述液冷板与所述支撑底板之间间隔设置构成气体冷却室，所述液冷板的上表面设有隔离密封板；
边框，所述边框包括后梁、右边梁、前梁和左边梁，所述后梁、右边梁、前梁和左边梁顺序设置在所述支撑底板的周边上，与所述隔离密封板围成电池放置腔，所述后梁上设有连通所述电池放置腔和所述气体冷却室的喷射入口通道，所述前梁上设有连通所述电池放置腔和所述气体冷却室的喷射出口通道，所述喷射出口通道的出口设有防爆阀；
上盖，用于封盖所述电池放置腔。
2.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于：所述气体冷却室内设有吸能保温板，所述吸能保温板与所述液冷板的冷却面直接接触，所述吸能保温板上设有若干道喷射通道，每道所述喷射通道的一端与所述喷射入口通道连通，另一端与所述喷射出口通道连通。
3.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于：所述液冷板上设有若干并排设置并连通的冷却条，所述喷射通道与所述冷却条交叉布置。
4.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于：所述后梁为挤压型材，所述后梁的两端由封堵板密封形成前密封腔室，所述喷射入口通道包括所述后梁上设置的多组第一进气口和第一出气口，每一所述第一进气口连通所述前密封腔室与所述电池放置腔，每一所述喷射通道通过对应的第一出气口与所述前密封腔室连通。
5.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于：所述前梁为挤压型材，所述前梁的两端由封堵板密封形成后密封腔室，所述喷射出口通道包括前梁设置的第二进气口和第二出气口，每一所述喷射通道通过对应的第二出气口与所述后密封腔室连通，所述后密封腔室通过所述第二出气口与外部环境连通，所述第二出气口上设有所述防爆阀。
6.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于：所述第二进气口设有防水透气装置。
7.根据权利要求6所述的电池箱体，其特征在于：所述防水透气装置为防水透气阀或防爆隔膜。
8.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于：所述液冷板设有与车载冷却系统连通的接口。
9.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于：所述上盖的内表面喷涂有耐火层。
10.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于：设在所述电池放置腔中的电池模组上表面设有隔热层。
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