CN112652857B - 一种动力电池、动力电池的热扩散防护方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，公开一种动力电池、动力电池的热扩散防护方法及车辆。其中动力电池包括壳体和置于壳体内的模组总成，壳体包括相互扣合的上盖和底板，模组总成包括多个相互电连接的模组，上盖或底板上设置有防爆阀，动力电池还包括防火总成、排气通道和绝缘总成，防火总成设置于模组总成和上盖之间；模组总成的边缘与壳体的内侧壁之间形成与防爆阀连通的排气通道；绝缘总成设置于相邻两个模组之间。本发明的防火总成能用于阻挡热失控时气体冲破上盖；排气总成用于对气体起到导向作用，使气体经由排气总成和防爆阀流出动力电池；同时，设置于相邻两个模组之间的绝缘总成能有效地改善动力电池热失控时模组总成内部发生高压短路等连锁反应。

Description

一种动力电池、动力电池的热扩散防护方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种动力电池、动力电池的热扩散防护方法及车辆。
背景技术
动力电池作为电动汽车的核心部件，其安全性对电动汽车的安全性至关重要。
现有技术中，当动力电池内部模组发生热失控时，会引发动力电池内部的气体累积，并在动力电池内部无规则流窜，当气体累积过多时，会导致冲破壳体，发生危险。
所以，亟需一种动力电池，以解决上述问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种动力电池、动力电池的热扩散防护方法及车辆，在热失控时具有较高的安全性。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种动力电池，包括壳体和置于所述壳体内的模组总成，所述壳体包括相互扣合的上盖和底板，所述模组总成包括多个相互电连接的模组，所述上盖或所述底板上设置有防爆阀，所述动力电池还包括：
防火总成，设置于所述模组总成和所述上盖之间；
排气通道，所述模组总成的边缘与所述壳体的内侧壁之间形成所述排气通道，所述排气通道与所述防爆阀连通；
绝缘总成，设置于相邻两个所述模组之间。
作为一种动力电池的优选方案，所述绝缘总成包括侧绝缘板和端绝缘板，所述侧绝缘板设置于所述模组的侧边，所述端绝缘板设置于所述模组的端部。
作为一种动力电池的优选方案，所述侧绝缘板和所述端绝缘板的截面均设置为L形，L形的所述侧绝缘板的短臂与所述模组的顶面抵接，长臂与所述模组的侧面抵接；L形的所述端绝缘板的短臂与所述模组的顶面抵接，长臂与所述模组的端面抵接。
作为一种动力电池的优选方案，所述绝缘总成与所述模组卡接或粘接。
作为一种动力电池的优选方案，所述防火总成包括防火板，以及设置于所述防火板上且位于所述防火板与所述上盖之间的隔热层。
作为一种动力电池的优选方案，所述防火总成与所述底板可拆卸连接。
作为一种动力电池的优选方案，所述模组呈矩阵排列，相邻行所述模组之间间隔设置，以形成与所述排气通道连通的横梁通道。
作为一种动力电池的优选方案，所述上盖上设置有泄压螺母，所述泄压螺母置于所述上盖的中部。
一种动力电池的热扩散方法，采用如上任一方案所述的动力电池，所述防火总成和所述绝缘总成能阻隔所述动力电池内热失控时的气体，气体能经由所述排气通道并由所述防爆阀流出所述动力电池。
一种车辆，包括以上任一方案所述的动力电池。
本发明的有益效果为：
通过在上盖或底板上设置防爆阀，配合模组总成的边缘与壳体的内侧壁之间形成排气通道，使动力电池内部发生热失控时，气体能沿排气通道流通，避免了气体在动力电池内乱窜对模组总成造成的损伤，由于排气通道与防爆阀流通，所以排气通道内的气体最终能经由防爆阀流出动力电池，减少了冲破壳体发生危险的可能性，以及壳体所承受的压强，延长了壳体破裂的时间，改善了气体扩散效果；另外，通过在模组总成和上盖之间设置防火总成，用于阻挡热失控时气体冲破上盖，总体上有效地延长动力电池从内部发生热失控到外部见明火的时间，从而有效增加乘客逃离时间，可显著提升动力电池的安全性；同时，设置于相邻两个模组之间的绝缘总成能有效地改善动力电池热失控时模组总成内部发生高压短路等连锁反应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的动力电池的爆炸示图；
图2是本发明具体实施方式提供的动力电池的防火总成的示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的动力电池隐藏上盖的俯视图；
图4是本发明具体实施方式提供的动力电池的上盖、泄压螺母和防爆阀的爆炸视图。
图中：
11、上盖；12、底板；13、模组；14、防爆阀；15、泄压螺母；16、泄压孔；
2、防火总成；21、防火板；22、隔热层；23、螺栓；24、安装孔；
3、排气通道；31、横梁通道；
4、绝缘总成；41、侧绝缘板；42、端绝缘板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
如图1-图4所示，本实施方式提供一种用于车辆的动力电池，该动力电池包括壳体和置于壳体内的模组总成，壳体包括相互扣合的上盖11和底板12，模组总成包括多个相互电连接的模组13，上盖11或底板12上设置有防爆阀14，动力电池还包括防火总成2、排气通道3和绝缘总成4，防火总成2设置于模组总成和上盖11之间；模组总成的边缘与壳体的内侧壁之间形成排气通道3，排气通道3与防爆阀14连通；绝缘总成4设置于相邻两个模组13之间。
通过在上盖11或底板12上设置防爆阀14，配合模组总成的边缘与壳体的内侧壁之间形成排气通道3，使动力电池内部发生热失控时，气体能沿排气通道3流通，避免了气体在动力电池内乱窜对模组总成造成的损伤，由于排气通道3与防爆阀14流通，所以排气通道3内的气体最终能经由防爆阀14流出动力电池，减少了冲破壳体发生危险的可能性，以及壳体所承受的压强，延长了壳体破裂的时间，改善了气体扩散效果；另外，通过在模组总成和上盖11之间设置防火总成2，用于阻挡热失控时气体冲破上盖11，总体上有效地延长动力电池从内部发生热失控到外部见明火的时间，从而有效增加乘客逃离时间，可显著提升动力电池的安全性；同时，设置于相邻两个模组13之间的绝缘总成4能有效地改善动力电池热失控时模组总成内部发生高压短路等连锁反应。
上盖11和底板12之间密封连接，密封等级为IP67级，在模组总成发生热失控时，可保证动力电池的密封完好，阻止外部氧气进入动力电池内部，进而防止内部电解液引发火焰。
具体地，防爆阀14设置于上盖11上，并设置有两个，两个防爆阀14设置于上盖11相对的两侧，且靠近动力电池的一端，有利于增加热失控时气体的流出路径。防爆阀14可在动力电池内外有压差时，平衡内外压强，当内部压强达到一定数值时开启，大幅提高热失控时动力电池的排气量，可有效减弱壳体所承受的压强，延后电池箱体破裂的时间，从而改善热扩散防护效果。值得说明的是，防爆阀14为现有技术，可采用外购获得，其安装及使用方法在此不在赘述。
进一步地，模组13呈矩阵排列，相邻行模组13之间间隔设置，以形成与排气通道3连通的横梁通道31，以增加动力电池内部，尤其是相邻行模组13之间发生热失控时气体的流通路径，有效地防止气体在动力电池内部乱窜造成的危害，使气体能通过横梁通道31和排气通道3汇聚至防爆阀14，最后经由防爆阀14流出动力电池。
本实施例中，防火总成2包括防火板21以及设置于防火板21上且位于防火板21与上盖11之间的隔热层22。防火板21为平板状结构，由强度较高、耐高温、抗冲击的材料制成，可在模组13发生热失控时承受热失控释放的高温高压气体的冲击而不发生破裂，提高动力电池的安全性；隔热层22为泡棉层，可以为动力电池内的模组总成提供保温隔热效果；同时隔热层22设置于防火板21与上盖11之间，有效地避免模组总成发生热失控时对隔热层22的损伤。防火总成2与底板12可拆卸连接，便于安装及更换，可选地，防火板21上设置有安装孔24，螺栓23穿设于安装孔24内与底板12螺纹连接。
具体地，动力电池的绝缘总成4由耐高温冲击、耐高压绝缘的材料制成，示例性地，绝缘总成4为陶瓷纤维复合材料或云母板。
进一步地，绝缘总成4包括侧绝缘板41和端绝缘板42，侧绝缘板41设置于模组13的侧边，端绝缘板42设置于模组13的端部，以保证相邻的模组13之间均具有抗冲击绝缘的效果。
优选地，侧绝缘板41和端绝缘板42的截面均设置为L形，L形的侧绝缘板41的短臂与模组13的顶面抵接，长臂与模组13的侧面抵接；L形的端绝缘板42的短臂与模组13的顶面抵接，长臂与模组13的端面抵接。
本实施例中，为实现绝缘总成4和模组13之间的连接，绝缘总成4与模组13可卡接或粘接，卡接牢固，粘接便捷，本领域技术人员可以实际情况进行选择。
进一步地，上盖11上设置有泄压孔16，泄压孔16内设置有泄压螺母15，在动力电池内部压强过大时，泄压螺母15会由于压力的缘故松动并脱落，对动力电池内部气体快速经由泄压孔16排出，优选地，泄压螺母15置于上盖11的中部，沿动力电池的长度方向间隔设置有两个。示例性地，泄压螺母15规格可以选择M5或者M6。
在动力电池发生热失控时，首先防火总成2能对高温高压气体进行阻挡，防止冲破动力电池的上盖11；在高温高压气体流窜时，绝缘总成4能防止高温高压气体对其他模组13的冲击，避免引发高压电弧；排气通道3能引导高温高压气体朝防爆阀14位置汇集；最后防爆阀14在高压气体冲击下开启，释放动力电池内部气体，泄压螺母15保护壳体不受破坏，从而避免火焰产生。
本实施方式还公开一种动力电池的热扩散方法，采用如上任一方案所述的动力电池，当动力电池发生热失控时，防火总成2和绝缘总成3能阻隔动力电池内热失控时的气体，有效地防止气体冲破上盖11或导致模组总成内部发生高压短路等连锁反应，同时，气体能经由排气通道3并由防爆阀14流出动力电池，保证了动力电池在发生热失控时动力电池的安全性。
本实施方式还公开一种车辆，包括如上任一方案所述的动力电池。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
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。

Claims (9)

1.一种动力电池，包括壳体和置于所述壳体内的模组总成，所述壳体包括相互扣合的上盖(11)和底板(12)，所述模组总成包括多个相互电连接的模组(13)，其特征在于，所述上盖(11)或所述底板(12)上设置有防爆阀(14)，所述动力电池还包括：
防火总成(2)，设置于所述模组总成和所述上盖(11)之间；
排气通道(3)，所述模组总成的边缘与所述壳体的内侧壁之间形成所述排气通道(3)，所述排气通道(3)与所述防爆阀(14)连通；
绝缘总成(4)，设置于相邻两个所述模组(13)之间；
所述绝缘总成(4)包括侧绝缘板(41)和端绝缘板(42)，所述侧绝缘板(41)设置于所述模组(13)的侧边，所述端绝缘板(42)设置于所述模组(13)的端部。
2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述侧绝缘板(41)和所述端绝缘板(42)的截面均设置为L形，L形的所述侧绝缘板(41)的短臂与所述模组(13)的顶面抵接，长臂与所述模组(13)的侧面抵接；L形的所述端绝缘板(42)的短臂与所述模组(13)的顶面抵接，长臂与所述模组(13)的端面抵接。
3.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述绝缘总成(4)与所述模组(13)卡接或粘接。
4.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述防火总成(2)包括防火板(21)，以及设置于所述防火板(21)上且位于所述防火板(21)与所述上盖(11)之间的隔热层(22)。
5.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述防火总成(2)与所述底板(12)可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述模组(13)呈矩阵排列，相邻行所述模组(13)之间间隔设置，以形成与所述排气通道(3)连通的横梁通道(31)。
7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述上盖(11)上设置有泄压螺母(15)，所述泄压螺母(15)置于所述上盖(11)的中部。
8.一种动力电池的热扩散方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的动力电池，所述防火总成(2)和所述绝缘总成(4)能阻隔所述动力电池内热失控时的气体，气体能经由所述排气通道(3)并由所述防爆阀(14)流出所述动力电池。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的动力电池。
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