CN112599924A - 一种电池包用泄压防爆通道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包用泄压防爆通道，包括内箱、外箱和防冲击过滤结构，在内箱中设置多个电池单体或者电池包，所述内箱和外箱连接，所述内箱和外箱连通，所述防冲击过滤结构设在外箱中，所述防冲击过滤结构包括多个防冲击过滤板，多个所述防冲击过滤板之间间隔设置，所述防冲击过滤板上开设有多个过滤孔。有益效果：本申请将集防冲击和过滤阻火的结构设置在外箱内，有效利用空间布局，大大减小泄压防爆通道的整体体积，通过第二空间上防爆阀的侧面排出泄压，实现了在不影响单体电池顶部泄压的最佳效果的同时，还能减少现有单体电池顶部连接过滤阻火结构的体积，从而解决新能源乘用车安装火灾抑制装置的空间不足问题。

Description

一种电池包用泄压防爆通道

技术领域

本发明涉及电池包火灾抑制技术领域，具体涉及一种电池包用泄压防爆通道。

背景技术

现有的技术方案有排气管过滤装置采用中和剂或吸附剂(如粗颗粒分离层、活性炭层、高锰酸钾层、活性氧化铝层、微粒过滤器层)的方式来过滤烟气。当电池容量小，热失控反应缓和的时候，这种方式是可以起到过滤作用的，但是这种方式的局限性在于，当大容量的电芯热失控时，尤其是三元电池产生大量的烟气，剧烈燃烧，排出的烟气压力非常大，中和剂或吸附剂的过滤方式会对烟气的排放产生严重的阻碍作用，导致压力过大损坏过滤装置甚至使动力电池包发生爆裂，燃烧的固体颗粒物在爆裂处喷出并引燃排放的可燃气体，造成火灾迅速蔓延。

现有的技术方案还有在电池箱外设置一个阻火结构，阻火结构内设置有多个阻火板在外壳内壁相对两侧，与阻火外壳内壁形成一个开口，开口最大孔径在0.07mm～0.5mm之间。但这种阻火结构过于庞大，不利于在新能源车上进行合理布局，尤其对于乘用车根本没有足够的空间来进行安装。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种电池包用泄压防爆通道，本申请将集防冲击和过滤阻火的结构设置在外箱内，通过外箱的第一空间和第二空间的设计，有效利用空间布局，大大减小泄压防爆通道的整体体积，通过第二空间上防爆阀的侧面排出泄压，实现了在不影响单体电池顶部泄压的最佳效果的同时，还能减少现有单体电池顶部连接过滤阻火结构的体积，从而解决新能源乘用车安装火灾抑制装置的空间不足问题；电池热失控泄压时，冲击力直接作用于防冲击过滤结构，缓解了与外箱上盖直接冲击。避免了箱体被破坏进而着火的风险，有效地保护了乘客的安全。

本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种电池包用泄压防爆通道，包括内箱、外箱和防冲击过滤结构，在内箱中设置多个电池单体或者电池包，所述内箱和外箱连接，所述内箱和外箱连通形成泄压通道，所述防冲击过滤结构设在外箱中，所述防冲击过滤结构包括多个防冲击过滤板，多个所述防冲击过滤板之间间隔设置，所述防冲击过滤板上开设有多个过滤孔。

进一步地，所述电池包上设有排气管和单向阀，所述单向阀设在排气管上，所述排气管的一端与电池包连接，所述排气管的另一端延伸进外箱中，所述内箱和外箱通过排气管连通，所述单向阀的流向为电池包到外箱。

进一步地，所述外箱包括第一空间和第二空间，第一空间设置在电池包顶部，第二空间设置在电池包的一个或多个侧面上，第一空间和第二空间连通。

进一步地，在第一空间内，所述防冲击过滤板倾斜设置；在第二空间内，所述防冲击过滤板倾斜设置。

进一步地，在第一空间内，单个所述防冲击过滤板在第一空间底部的垂直投影面积覆盖并大于电池包上排气管的面积。

进一步地，在第一空间内，所述防冲击过滤板至少与第一空间底部和第一空间顶部连接；在第二空间内，所述防冲击过滤板至少与两个相对的第二空间侧面连接。

进一步地，所述第一空间完全覆盖电池包顶部，第二空间完全覆盖电池包侧面。

进一步地，在所述第二空间与电池包接触的相对侧上设有防爆阀，所述电池包的泄压从排气管排出进入第一空间，然后经第二空间的防爆阀排出。

进一步地，在第一空间中，所述排气管有多个，所述单向阀有多个，所述排气管与所述单向阀的数量相同，多个排气管并排组成一列排气管，在电池包上设有多列排气管，在每列排气管的两侧均设置有防冲击过滤板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请的目的是首先保证电池热失控时产生的高压气体不破坏电池箱，其次对容易引起火灾的火星等固体颗粒物过滤遮挡在外箱内，防止火星喷出引燃可燃气体，造成二次火灾。本申请将集防冲击和过滤阻火的结构设置在外箱内，通过外箱的第一空间和第二空间的设计，有效利用空间布局，大大减小泄压防爆通道的整体体积，通过第二空间上防爆阀的侧面排出泄压，实现了在不影响单体电池顶部泄压的最佳效果上，还能减少现有单体电池顶部连接过滤阻火结构的体积，从而解决新能源乘用车安装火灾抑制装置的空间不足问题；电池热失控泄压时，冲击力直接作用于防冲击过滤结构，缓解了与外箱上盖直接冲击。避免了箱体被破坏进而着火的风险，有效地保护了乘客的安全。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是单体电池与排气管连接的结构示意图。

图3是单列排气管与单个防冲击过滤板的结构示意图。

其中，1.内箱，2.外箱，3.单体电池，4.防冲击过滤结构，5.防冲击过滤板，6.过滤孔，7.第一空间，8.第二空间，9.防爆阀，10.排气管，11.单向阀，12.第一空间底部，13.第一空间顶部，14.电池包顶部，15.电池包侧面，16.垂直投影面积，17.第二空间侧面，18泄压阀口。

具体实施方式

如图1至3所示，一种电池包用泄压防爆通道，包括内箱1、外箱2和防冲击过滤结构4，在内箱1中设置多个单体电池3，当然也可以在内箱1中设置1个或多个电池包，(1个电池包是由多个单体电池3组成)。所述内箱1和外箱2连接，所述内箱1和外箱2连通，所述防冲击过滤结构4设在外箱2中，所述防冲击过滤结构4包括多个防冲击过滤板5，多个所述防冲击过滤板5之间间隔设置，所述防冲击过滤板5上开设有多个过滤孔6。过滤孔6可以是圆形孔、槽型孔等。外箱2要求达到IP67防护等级，外箱2的设计应符合电池包热失控时箱体承压的国家或行业标准。防冲击过滤板5的设计结构能够阻断热失控产生的高压气体的冲击力，过滤孔6能够对热失控喷放燃烧的固体颗粒物火星进行隔离过滤，使其能量在设置有多个防冲击过滤板5的外箱2内消耗殆尽，最后通过外箱2上的防爆阀9及时泄压，使外箱2外没有火星喷出，避免二次火灾的发生。过滤孔6的孔径可以设置为不同大小，为进一步优化过滤效果，可以将内箱1顶面中间位置的过滤孔6孔径设置为较大孔径的，将内箱1顶面中间位置向两侧延伸的过滤孔6孔径设置为较小孔径的，而且越往两侧边沿，过滤孔6孔径越小。由此可以形成，依次逐级过滤。本申请的目的是首先保证电池热失控时产生的高压气体不破坏电池箱，其次对容易引起火灾的火星等固体颗粒物过滤遮挡在外箱2内，防止火星喷出引燃可燃气体，造成二次火灾。本申请将集防冲击和过滤阻火的结构设置在外箱2内，通过外箱2的第一空间7和第二空间8的设计，有效利用空间布局，大大减小泄压防爆通道的整体体积，通过第二空间8上防爆阀9的侧面排出泄压，实现了在不影响单体电池3顶部泄压的最佳效果上，还能减少现有单体电池3顶部连接过滤阻火结构的体积，从而解决新能源乘用车安装火灾抑制装置的空间不足问题。

所述电池包上设有排气管10和单向阀11，所述单向阀11设在排气管10上，具体的单向阀11可以设在排气管10的中间，也可以设置在排气管10的出气端。所述排气管10的一端与电池包内的单体电池3上的泄压阀口18连接，所述排气管10的另一端延伸进外箱2中，所述内箱1和外箱2通过排气管10连通，所述单向阀11的流向为单体电池3到外箱2。每个单体电池3上有泄压阀口18，排气管10连接泄压阀口18，排气管10与泄压阀口18的连接部位需密封固定。电池包内单体电池3在发生热失控时，产生的高压气体通过泄压阀口18---排气管10---第一空间7内。当某个单体电池3热失控而泄压时，气体能顺畅地从泄压阀口18喷出，经过单向阀11进入到第一空间7内。而单向阀11阻止了喷出的气体对其它单体电池3的冲击，也能阻止火星或火焰通过排气管10进入到电池中。

所述外箱2包括第一空间7和第二空间8，第一空间7设置在电池包顶部14，第二空间8设置在电池包的一个或多个侧面上，第一空间7和第二空间8连通。当第二空间8为多个侧面时，可以是相邻的两个侧面，也可以是相对的两个侧面，或者3个侧面上(相邻或不相邻)，或4个侧面上都设置也可以。当第二空间8设置在多个侧面时，每个侧面上都设置相对应的防爆阀9。

在所述第一空间7中的多个防冲击过滤板5之间间隔设置，在所述第二空间8中的多个防冲击过滤板5之间间隔设置。

在第一空间7内，所述防冲击过滤板5倾斜设置；在第二空间8内，所述防冲击过滤板5倾斜设置。倾斜设置就是排除防冲击过滤板5与第一空间7的底面垂直或平行设置的其它设置。倾斜设置的目的是为了让防冲击过滤板5对排气管10排出的高压气体起到阻挡和过滤的作用。

在第一空间7内，单个所述防冲击过滤板5在第一空间7底部12的垂直投影面积16覆盖并大于电池包上一列排气管10的面积。可以保障排气管10排出的高压气体可以被单个防冲击过滤板5完全过滤。

在第一空间7内，所述防冲击过滤板5至少与第一空间7底部12和顶部13连接；在第二空间8内，所述防冲击过滤板5至少与两个相对的第二空间侧面17连接。防冲击过滤板5通过至少两个面与外箱2的连接设计，能够增加外箱2的耐压强度，最大程度地保护外箱2不遭到破坏。

所述第一空间7完全覆盖电池包顶部14，第二空间8完全覆盖电池包侧面15。完全覆盖电池包顶部14能够保证电池包上的每一个排出管都能在第一空间7内，即电池包上的每一个排出管都能顺利的无阻碍的排出高压气体，并且排出的高压气体都在第一空间7内。第二空间8与第一空间7是连通的，当第二空间8完全覆盖电池包侧面15时，第二空间8与第一空间7是等宽的设计，以保证第一空间7内的高压气体能够顺利无阻碍的进入第二空间8内。

在所述第二空间8与电池包接触的相对侧上设有防爆阀9，防爆阀9可设置多个。所述单体电池3的泄压从排气管10排出进入第一空间7，然后经第二空间8的防爆阀9排出。防爆阀9维护外箱2内外的压力平衡。防爆阀9的设计防水透气，当热失控发生时能及时泄压，保证烟气的排泄通畅。防爆阀9与普通安全阀相比，去掉了里面的金属网状结构。普通安全阀内部的网状结构，容易被爆炸的颗粒物堵塞，不利于气体排出，本申请中防爆阀9的优点：不容易被爆炸的颗粒物堵塞，更利于气体排出。

在第一空间7中，所述排气管10有多个，所述单向阀11有多个，所述排气管10与所述单向阀11的数量相同，多个排气管10并排组成一列排气管10，在电池包上设有多列排气管10，在每列排气管的两侧均设置有防冲击过滤板5。在第一空间7内，单个所述防冲击过滤板5在第一空间底部12的垂直投影面积16大于电池包上一列排气管10的面积，以便保证一列排气管10排出的高压气体能够被单个防冲击过滤板5所过滤，提升防冲击过滤板5的过滤效果以及高压气体冲击力的阻断效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电池包用泄压防爆通道，其特征在于：包括内箱、外箱和防冲击过滤结构，在内箱中设置多个电池单体或者电池包，所述内箱和外箱连接，所述内箱和外箱连通形成泄压通道，所述防冲击过滤结构设在外箱中，所述防冲击过滤结构包括多个防冲击过滤板，多个所述防冲击过滤板之间间隔设置，所述防冲击过滤板上开设有多个过滤孔。

2.根据权利要求1所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：所述电池包上设有排气管和单向阀，所述单向阀设在排气管上，所述排气管的一端与电池包连接，所述排气管的另一端延伸进外箱中，所述内箱和外箱通过排气管连通，所述单向阀的流向为电池包到外箱。

3.根据权利要求2所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：所述外箱包括第一空间和第二空间，第一空间设置在电池包顶部，第二空间设置在电池包的一个或多个侧面上，第一空间和第二空间连通。

4.根据权利要求3所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：在所述第一空间内，所述防冲击过滤板倾斜设置；在第二空间内，所述防冲击过滤板倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：在第一空间内，单个所述防冲击过滤板在第一箱体底部的垂直投影面积覆盖并大于电池包上排气管的面积。

6.根据权利要求3所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：在第一空间内，所述防冲击过滤板至少与第一箱体底部和第一箱体顶部连接；在第二空间内，所述防冲击过滤板至少与两个相对的第二箱体侧面连接。

7.根据权利要求3所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：所述第一空间完全覆盖电池包顶部，第二空间完全覆盖电池包侧面。

8.根据权利要求3所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：在所述第二空间与电池包接触的相对侧上设有防爆阀，所述电池包的泄压从排气管排出进入第一空间，然后经第二空间的防爆阀排出。

9.根据权利要求3所述的电池包用泄压防爆通道，其特征在于：在第一空间中，所述排气管有多个，所述单向阀有多个，所述排气管与所述单向阀的数量相同，多个排气管并排组成一列排气管，在电池包上设有多列排气管，在每列排气管的两侧均设置有防冲击过滤板。

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