CN113594581B - 电池包及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种电池包及电动汽车。该电池包包括箱体;多个电池模组,设于所述箱体内;热管理系统,所述热管理系统包括集成于所述电池模组内部的热管理流道,以及设于所述电池模组外的热管理管路,所述热管理流道与所述热管理管路相连通;其中,所述热管理管路的至少部分由热熔材质制成,用于在预设温度阈值时解封,以使自解封处输出的冷却液喷淋至所述电池模组。本申请提供的方案,当电池模组由于热失控而产生高温气体和火焰时,热气和火焰能烧化热管理管路,热管理管路中的冷却液能自烧化变形处输出并喷淋至电池模组,能降低电池模组的温度及隔绝氧气,进而能有效抑制电池包发生热扩散,提升了电池模组的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及新能源技术领域,尤其涉及电池包及电动汽车。
背景技术
电池包作为电动汽车的能量源,其安全性能至关重要,电池包在使用过程中,内部的电池模组会产生热量,当热量聚集到一定程度时,会造成电池包的热失控,一旦电池包的热失控得不到有效处理,可能会引发严重的安全事故,然而,相关技术难以对电池包的热失控进行有效防护,电池包的安全性和可靠性较低。
发明内容
为解决或部分解决相关技术中存在的问题,本申请提供一种电池包及电动汽车,该电池包能有效抑制热失控,安全性及可靠性更高。
本申请第一方面提供一种电池包,包括:
箱体;
多个电池模组,设于所述箱体内;
热管理系统,所述热管理系统包括集成于所述电池模组内部的热管理流道,以及设于所述电池模组外的热管理管路,所述热管理流道与所述热管理管路相连通;
其中,所述热管理管路的至少部分由热熔材质制成,用于在预设温度阈值时解封,以使自解封处输出的冷却液喷淋至所述电池模组。
在其中一个实施例中,所述热管理管路上设置有多个连通节点,所述热管理流道包括进液端和出液端;
所述多个连通节点通过所述进液端和所述出液端与所述多个电池模组内的所述热管理流道相连通。
在其中一个实施例中,所述多个电池模组相间隔设置;
所述热管理管路布置于相间隔的所述电池模组之间,且通过接头与所述热管理流道可拆卸密封连接,其中,所述热管理管路邻近于所述接头的部分由热熔材质制成。
在其中一个实施例中,所述电池模组内设有液冷板,所述热管理流道布置于所述液冷板上,所述电池模组的背对两侧分设有进液端和出液端,所述热管理流道连通于所述进液端和所述出液端之间。
在其中一个实施例中,所述液冷板由热熔材质制成,当所述电池模组出现热失控时,所述液冷板能被热熔,以使所述热管理流道中的冷却液自热熔处输出至所述电池模组的内部空间。
在其中一个实施例中,所述多个电池模组沿第一方向和第二方向平铺式排布于所述箱体内;所述热管理管路包括并联流路和串联流路,至少部分所述电池模组沿第一方向相间隔地并联连接于所述并联流路,所述串联流路用于串联连接沿第二方向相邻的所述电池模组。
在其中一个实施例中,所述串联流路包括热熔性软管,所述热熔性软管两端密封连接于沿第二方向相邻的所述电池模组的热管理流道的进液端和出液端;其中,所述热熔性软管至少部分沿着并靠近于所述电池模组的外侧壁设置。
在其中一个实施例中,所述热管理管路的熔点低于所述热管理流道的熔点;或,
所述热管理管路的材质包括塑料,所述热管理流道的材质包括铝。
在其中一个实施例中,所述箱体内设置有防火隔离结构,所述防火隔离结构设于所述电池模组与所述箱体的上侧壁之间;所述防火隔离结构包括防火隔离板,所述防火隔离板覆盖于所述多个电池模组的外表面。
本申请第二方面提供一种电动汽车,包括如上所述的电池包。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请实施例提供的电池包,包括箱体;多个电池模组,设于所述箱体内;热管理系统,所述热管理系统包括集成于所述电池模组内部的热管理流道,以及设于所述电池模组外的热管理管路,所述热管理流道与所述热管理管路相连通;其中,所述热管理管路的至少部分由热熔材质制成,用于在预设温度阈值时解封,以使自解封处输出的冷却液喷淋至所述电池模组,这样设置后,当箱体内的电池模组由于热失控而产生高温气体和火焰时,热气和火焰能烧化热管理管路,热管理管路中的冷却液能自烧化变形处输出并喷淋至电池模组,能降低电池模组的温度及隔绝氧气,进而能有效抑制电池包发生热扩散,提升了电池模组的安全性能。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述,本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本申请示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请一实施例的电池包的爆炸示意图;
图2是本申请一实施例的电池包的下箱体与电池模组的装配示意图;
图3是图2中Ⅰ处的局部放大示意图;
图4是图2中沿A-A处的剖面示意图;
图5是图4中Ⅱ处的局部放大示意图;
图6是图4中Ⅲ处的局部放大示意图。
附图标记:下箱体11;端口111、112;热管理管路113;热管理流道123;进液端121;出液端122;热熔性软管114;接头1141、1142;电池模组12;防火隔离结构30;上箱体20。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整,并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请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。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
电池包作为电动汽车的能量源,其安全性能至关重要,电池包在使用过程中,内部的电池模组会产生热量,当热量聚集到一定程度时,会造成电池的热失控,一旦电池的热失控得不到有效处理,可能会引发严重的安全事故,然而,相关技术难以对电池包的热失控进行有效防护,电池包的安全性和可靠性较低。针对上述问题,本申请实施例提供一种电池包及电动汽车,该电池包能有效抑制热失控,安全性及可靠性更高。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
参见图1-图6,本申请实施例提供一种电池包,包括箱体;多个电池模组12,设于箱体内;热管理系统,热管理系统包括集成于电池模组12内部的热管理流道123,以及设于电池模组12外的热管理管路113,热管理流道123与热管理管路113相连通;其中,热管理管路113的至少部分由热熔材质制成,用于在预设温度阈值时解封,以使自解封处输出的冷却液喷淋至电池模组12。这样设置后,当箱体内的电池模组12由于热失控而产生高温气体和火焰时,热气和火焰能熔化热管理管路113,热管理管路113中的冷却液能自熔化破裂处输出并喷淋至电池模组12,能降低电池模组12的温度及隔绝氧气,进而能有效抑制电池包发生热扩散,提升了电池模组12的安全性能。
本实施例中,箱体包括上箱体20与下箱体11,多个电池模组12安装于上箱体20与下箱体11限定出的容置空间内,热管理管路113布置于该容置空间内且与电池模组12内部设置的液冷流道密封连通。
一些实施例中,多个电池模组12平铺式安装于箱体内,且多个电池模组12相互串联连接或并联连接。每个电池模组12的内部集成有热管理流道123,冷却液能在热管理流道123和热管理管路113流通,进而能使电池包处于适宜的工作温度。
继续参见图2,一些实施例中,电池模组12可以是呈矩形体的软包电池模组,多个电池模组12相间隔且呈阵列状排布,热管理管路113布置于相间隔的电池模组12之间,且通过接头与热管理流道123可拆卸密封连接,一种实现方式中,热管理管路113邻近于接头的部分由热熔材质制成,由于邻近于接头的部位和电池模组12的距离更为接近,因此,当邻近于接头的部位烧化破裂后,冷却液能快速喷淋至电池模组12的外表面或填充至相间隔的电池模组12之间。
参见图1-图3,一些实施例中,箱体上设有进液端口111和出液端口112,热管理管路113和进液端口111及出液端口112相连,热管理管路113上设置有多个连通节点,热管理流道123包括进液端121和出液端122;多个连通节点通过进液端121和出液端122与多个电池模组12内的热管理流道123相连通。这样设置后,邻近于每个电池模组12的部位均可布置热管理管路113,当任意一个电池模组12出现热失控时,均能融化与其邻近的热管理管路113,进而实现对任意一个电池模组12的热扩散进行抑制。
可以理解的是,本实施例的进液端口111、出液端口112、进液端121和出液端122仅是示例性说明,在其他实施例中,还可以将进液端和出液端的位置进行交换,或者,可根据进液和出液方式自由设置进液端和出液端的位置。
一些实施例中,热管路管路的部分由热熔材质制成,也可以将全部通过热熔材质制成,部分通热熔材质制成时,可以将能够热熔的部分设于邻近于的电池模组12处,这样,当电池模组12热失控时,冷却液能快速作用于电池模组12的热失控处,因而能提高冷却液的降温效果。
一些实施例中,电池模组12的外部设有水泵,热管理管路113与水泵相连,冷却液在外部水泵的推动下,能产生快速喷射效果,能将冷却液快速且更大范围地喷淋至热失控的电池模组12,这样能更为快速的实现降温以及能在短时件内增加收容空间内冷却液的输入量,进而也能更为快速地隔绝氧气,或能快速抑制起火现象。
继续参见图2,一些实施例中,多个电池模组12沿第一方向X和第二方向Y平铺式装设于箱体内;热管理管路113包括并联流路和串联流路,至少部分电池模组12沿第一方向X相间隔地并联连接于并联流路,串联流路用于串联连接沿第二方向Y相邻的电池模组12。
一种实现方式中,可以设置两条并联流路,两条并联流路分别和箱体上设置的进液端口111和出液端口112相连,其中一条并联流路配置为进液总流路,另一条并联流路配置为出液总流路,进液总流路中的冷却液流经电池模组12内的热管理流道123后通过出出液总流路输出,这样实现了冷却液在多个电池模组12中的循环。
本实施例中,两条并联流路可以设置于多个电池模组12相背对的两侧,且沿第一方向X延伸,这样可以分别和沿第一方向X排列的电池模组12相连。沿第二方向Y排列的电池模组12之间通过串联流路相连。
一些实施例中,并联流路和/或串联流路由热熔材质制成,优选地,可以将串联流路通过热熔材质制成,这样设置后,由于串联流路的两端和相邻的电池模组12相连,当两端相连的任意一个电池模组12出现热失控时,均可以使串连流路融化破裂,进而能提升热失控的防护范围。
一些实施例中,串联流路为热熔性软管114,热熔性软管114两端密封连接于沿第二方向Y相邻的电池模组12的进液端121和出液端122;其中,热熔性软管114至少部分沿着并靠近于电池模组12的外侧壁设置。本实施例中,热熔性软管114的材质可以由具有柔性的热熔材质制成,例如塑料,但不限塑料。
参见图3-图6,热熔性软管114可以呈U型,U型的热熔性软管114至少部分沿着并靠近于电池模组12的外侧壁设置,这样可使得热熔性软管114的热熔破裂处与电池模组12的距离较为接近,当电池模组12出现热失控时,自电池模组12的外侧壁发出的热量或火焰能更直接地作用于热熔性软管114的管壁,管壁破裂后,冷却液的喷射方向可直接对应于电池模组12,能使冷却液更快速、更大范围地喷射于电池模组12,这样能提升降温速度和氧气隔绝速度,利于提升热失控抑制效率。另外,由于热熔性软管114具有柔性,这样还可以提升相邻电池模组12流体性连通的稳定性。
一些实施例中,电池模组12内设有液冷板,热管理流道123布置于液冷板上,本实施例中,电池模组12内的液冷板可以由热熔材质制成,当电池模组12内的单体电芯出现热失控时,散发的高温会使热管理流道123熔化破裂,冷却液从融化破裂处流出并能与热失控的单体电芯接触,这样可以为热失控的单体电芯降温,进而,能在电池模组12的内部实现减缓和阻止热扩散。
电池模组12的背对两侧分设有进液端121和出液端122,热管理流道123连通于进液端121和出液端122之间。电池模组12内设有多个单体电芯,多个单体电芯位于液冷板的两侧,液冷流道包括设于液冷板上的多条支路,多条支路的沿电池模组12的长度方向延伸且沿电池模组12的高度方向均匀布置,这样设置后,自进液端121流入的冷却液能均匀的流通至电池模组12的内部,当电池模组12内部任意一处出现热失控时,均可烧熔对应部位的热管理流道123。
本实施例中,由于液冷板上的多条支路的沿电池模组12的长度方向延伸且沿电池模组12的高度方向均匀布置,这样,可以一定程度地隔绝电池模组12两侧的电芯组,也能进一步隔离两侧电芯组的热扩散。
一些实施例中,热管理管路113的熔点可以低于热管理流道123的熔点,例如,热管理流道123可以由铝制成,热管理流道123由塑料制成,当电池模组12内的温度高于铝的熔点时,铝由固态变为液态,即受热熔化。当箱体内的温度高于塑料的熔点时,热管理流道123可以受热熔化。当箱体内的温度高于热管理管路113的熔点而低于热管理流道123的熔点时,热管理管路113首先融化,这可以使电池模组12迅速降温,而且可以使热管理流道123保持完整使电池模组12不受破坏;由于热管理管路113通过接头可拆卸地连接于电池模组12,因此当热管理管路113被融化损坏后,能便捷地更换新的热管理管路113,这样可以降低电池包的修复成本。
一些情况下,当箱体内的温度均高于热管理管路113的熔点和热管理流道123的熔点时,热管理管路113和热管理流道123均能被熔化,这样可以同时在电池模组12的内部和外部实现降温和隔绝氧气,能快速抑制电池包出现剧烈的热扩散。可以发现,本实施例提供的方案,不论电池包出现何种程度的热扩散,均能有效抑制,安全性更高。
相关技术中的箱体不能长时间承受高温,为了避免电池模组12散发的热量破坏箱体结构,进而对箱体外的其它部件造成损害。
继续参见图1,本实施例的箱体内还设有防火隔离结构30,防火隔离结构设于电池模组12与箱体的上侧壁之间;防火隔离结构包括防火隔离板,防火隔离板覆盖于多个电池模组12的外表面。
电池模组12产生的高温气体时,高温气体通常会往电池模组12的上方流动,对电池模组12的上箱体20加热,使上箱体20破裂而影响电池系统的外部安全,本实施例设置防火隔离结构30且将防火隔离结构30设于电池模组12与箱体的上侧壁之间后,可以使电池模组12的上方区域与上箱体20相隔离,就可以对上箱体20起到保护的作用,从而进一步提升了电池包的安全性。
以上介绍了本申请实施例提供的电池包,相应地,本申请实施例还提供一种电动汽车,该电动汽车包括如上图1-图6实施例中的电池包。
参见图1和图2,该电动汽车的电池包包括箱体;多个电池模组12,设于箱体内;热管理系统,热管理系统包括集成于电池模组12内部的热管理流道123,以及设于电池模组12外的热管理管路113,热管理流道123与热管理管路113相连通;其中,热管理管路113的至少部分由热熔材质制成,热熔材质制成的部分用于在预设温度阈值融化变形,以使自融化变形处输出的冷却液喷淋至电池模组12。这样设置后,当电池模组12由于热失控而产生高温气体和火焰时,热气和火焰能烧化热管理管路113,热管理管路113中的冷却液能自烧化变形处输出并喷淋至电池模组12,能降低电池模组12的温度及隔绝氧气,进而能有效抑制电池包发生热扩散,提升了电池模组12的安全性能。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉,说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外,可以理解,本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减,本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (7)
1.一种电池包,其特征在于,包括:
箱体;
多个电池模组,设于所述箱体内;
热管理系统,所述热管理系统包括集成于所述电池模组内部的热管理流道,以及设于所述电池模组外的热管理管路,所述热管理流道与所述热管理管路相连通;
其中,所述热管理管路的至少部分由热熔材质制成,用于在预设温度阈值时解封,以使自解封处输出的冷却液喷淋至所述电池模组;所述热管理管路上设置有多个连通节点,所述热管理流道包括进液端和出液端;所述多个连通节点通过所述进液端和所述出液端与所述多个电池模组内的所述热管理流道相连通;
所述多个电池模组相间隔设置;所述热管理管路布置于相间隔的所述电池模组之间,且通过接头与所述热管理流道可拆卸密封连接,其中,所述热管理管路邻近于所述接头的部分由热熔材质制成;所述热管理管路邻近于所述接头的部分的熔点低于所述热管理流道的熔点;
所述多个电池模组沿第一方向和第二方向平铺式排布于所述箱体内,所述热管理管路包括热熔性软管,所述热熔性软管两端密封连接于沿第二方向相邻的所述电池模组的热管理流道的进液端和出液端;其中,所述热熔性软管至少部分沿着并靠近于所述电池模组的外侧壁设置。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:
所述电池模组内设有液冷板,所述热管理流道布置于所述液冷板上,所述电池模组的背对两侧分设有进液端和出液端,所述热管理流道连通于所述进液端和所述出液端之间。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于:
所述液冷板由热熔材质制成,当所述电池模组出现热失控时,所述液冷板能被热熔,以使所述热管理流道中的冷却液自热熔处输出至所述电池模组的内部空间。
4.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于:
所述热管理管路包括并联流路和串联流路,至少部分所述电池模组沿第一方向相间隔地并联连接于所述并联流路,所述串联流路用于串联连接沿第二方向相邻的所述电池模组。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池包,其特征在于:
所述热管理管路的材质包括塑料,所述热管理流道的材质包括铝。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电池包,其特征在于:
所述箱体内设置有防火隔离结构,所述防火隔离结构设于所述电池模组与所述箱体的上侧壁之间;所述防火隔离结构包括防火隔离板,所述防火隔离板覆盖于所述多个电池模组的外表面。
7.一种电动汽车,其特征在于:包括如权利要求1-6任一项所述的电池包。
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