CN114566752A - 火焰抑制结构、电池包及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种火焰抑制结构、电池包及用电装置。该火焰抑制结构包括壳体和抑流件，所述壳体具有第一开口、第二开口以及连通所述第一开口和所述第二开口的中空流道；所述抑流件用于延长火焰在所述中空流道之间的流动时间。本申请实施例通过抑流件延长火焰在中空流道之间的流动时间，可减小火焰从火焰抑制结构排出时的强度，最终可减小从电池包内射出的火焰的强度，可使得电池包的热失控得到控制，提高电池包的安全性。

Description

火焰抑制结构、电池包及用电装置

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，具体涉及一种火焰抑制结构、电池包及用电装置。

背景技术

相关技术中，多个单体电池经过串并联形成电池包后，在正常使用、误用、滥用时，可能因为外力挤压、外力刺破、高温循环、高温存储、过充、短路等原因，导致电池包出现热失控现象。

热失控发生时单体电池所产生的热量大部分会以火焰或者热气流的形式从泄压口中排出。其中射流火形式的泄压方式风险大，极易点燃周边物质或冲击人员造成二次伤害。

如何更好地控制热失控的发生，提高电池包的安全性是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种火焰抑制结构、电池包及用电装置，以更好控制电池包的热失控发生，提高电池包的安全性。

第一方面，本申请实施例提供了一种火焰抑制结构，所述火焰抑制结构包括壳体和抑流件，所述壳体具有第一开口、第二开口以及连通所述第一开口和所述第二开口的第一流道；所述抑流件用于抑制火焰。

本申请实施例提供的火焰抑制结构，可设置在电池包发生热失控时易出现损伤、有火焰通过的位置，该位置可为电池包的内部，也可为电池包的外部，火焰抑制结构的数量可为一个，也可为多个，可根据实际情况设置。当电池包发生热失控时，壳体上的第一开口和第二开口中的一者为火焰进入开口，另一者为火焰排出开口，电池包内的火焰通过第一流道的过程中在抑流件的作用下能够被抑制，可减小火焰从火焰抑制结构排出时的强度，减小从电池包内射出的火焰的强度，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述壳体包括沿第一方向相离设置的第一壁和第二壁、沿第二方向相离设置的第三壁和第四壁、沿第三方向相离设置的第五壁和第六壁；其中，所述第一开口设于所述第三壁，所述第二开口设于所述第四壁，或者，所述第一开口设于所述第五壁，所述第二开口设于所述第六壁，或者，所述第一开口和所述第二开口中的一者设于所述第三壁、第四壁、第五壁或第六壁其中一个，所述第一开口和所述第二开口中的另一者设于所述第一壁或第二壁。

在本申请的一些实施例中，所述抑流件设置在所述第一流道内，所述抑流件包括第一抑流部，所述第一抑流部包括第一连接端和远离所述第一连接端的第一自由端，所述第一连接端连接所述壳体的内壁，所述第一自由端与所述壳体的内壁存在间隙。第一抑流部通过第一连接端连接于壳体的内壁上，第一自由端与壳体的内壁存在间隙，可使得火焰通过第一流道的长度得到增加，火焰通过第一流道的长度的增加可减小火焰从火焰抑制结构排出时的强度，即火焰需绕过第一抑流部并通过第一抑流部与壳体内壁的间隙继续流动，可增大火焰与壳体的内壁以及第一抑流部碰撞的几率，可减少火焰中燃烧自由基，进一步减小从火焰电池包内射出的火焰的强度，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述抑流件还包括第二抑流部，所述第二抑流部包括第二连接端和远离所述第二连接端的第二自由端，所述第二连接端连接所述壳体的内壁，所述第二自由端与所述壳体的内壁存在间隙。通过第一抑流部和第二抑流部的配合，可使得火焰通过第一流道的长度以及难度得到进一步增加，可进一步地减小从电池包内射出的火焰的强度，可使得电池包的热失控进一步得到控制，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述第一抑流部的第一连接端连接所述第一内壁，所述第二抑流部的第二连接端连接所述第二内壁，所述第一抑流部和所述第二抑流部沿所述中空流道呈交错分布。可使得火焰通过中空流道的长度以及曲折程度得到增加，可有效减小从电池包内射出的火焰的强度，此外，可增加外部氧气进入电池包内的难度，从而可减小电池包内火焰燃烧充分程度，使得电池包内火焰进一步减小，使得电池包的热失控得到更进一步地控制，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述第一抑流部的所述第一连接端与所述第一自由端沿第一方向的距离为H1，所述第一壁与所述第二壁沿第一方向的距离为H2，H1大于或等于H2的二分之一；所述第二抑流部的所述第二连接端和所述第二自由端沿第一方向的距离为H3，H3大于或等于H2的二分之一。可使得火焰通过第一流道的长度以及曲折程度得到增加，可减小从电池包内射出的火焰的强度，此外，可进一步增加外部氧气进入电池包内的难度，从而可进一步减小电池包内火焰燃烧充分程度，使得电池包内火焰更进一步减小，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，沿第三方向Z，第一抑流部121和第二抑流部122的投影有重叠。

在本申请的一些实施例中，所述第一抑流部与所述第一开口和/或第二开口呈相对设置，所述第二抑流部与所述第一开口和/或第二开口呈相对设置。可增大火焰通过第一流道时与第一抑流部和/或第二抑流部的碰撞的几率，进一步减少火焰中燃烧自由基，最终可减小从电池包内射出的火焰的强度，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述壳体和抑流件均包括金属材质，提高火焰抑制结构的结构强度。

第二方面，本申请实施例提供一种电池包，包括电池外壳，设置并收容于所述电池外壳内的多个单体电池，以及上述的火焰抑制结构。

火焰抑制结构可设置在电池包发生热失控时易出现损伤、有火焰通过的位置，该位置可为电池外壳的内部，也可为电池外壳的外部，火焰抑制结构的数量可为一个，也可为多个，可根据实际情况设置。当电池包发生热失控时，壳体上的第一开口和第二开口中的一者为火焰进入开口，另一者为火焰排出开口，电池包内的火焰通过第一流道的过程中在抑流件的作用下能够被抑制，可减小火焰从火焰抑制结构排出时的强度，减小从电池包内射出的火焰的强度，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述电池外壳内设置供火焰通过的通道，所述电池壳体上设置泄压部，所述泄压部与所述通道连通，使得电池包内的火焰和热气流及时排出，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述火焰抑制结构位于所述通道内，并与所述泄压部连通；和/或，所述火焰抑制结构设置在所述电池外壳的外部，并与所述泄压部连通，可根据电池包的实际情况设置，可减小从电池包内射出的火焰的强度，使得电池包的热失控得到有效控制，提高电池包的安全性。

在本申请的一些实施例中，所述泄压部包括贯穿所述电池外壳的壳壁的开口。电池外壳的壳壁可为电池外壳的任一壁。

在本申请的一些实施例中，所述泄压部还包括泄压阀，所述泄压阀设置在所述开口处。

在本申请的一些实施例中，所述火焰抑制结构与所述电池外壳一体成型，比如通过注塑工艺一体成型形成。

在本申请的一些实施例中，所述电池外壳包括金属材质。

第三方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括根据第二方面中任一项实施例中的电池包。火焰抑制结构可提高电池包的安全性，具有该类电池包的用电装置的使用安全性更高。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请的一些实施例的火焰抑制结构的示意图；

图2a为本申请的一些实施例的火焰抑制结构的剖视图；

图2b为本申请的另外一些实施例的火焰抑制结构的剖视图；

图3为本申请的一些实施例的电池包的结构示意图；

图4为本申请的一些实施例的火焰抑制结构与开口连通地设置在电池外壳的外部的结构示意图(一个开口开设在电池外壳的顶壁上)；

图5为本申请的一些实施例的多个火焰抑制结构与多个开口一一对应连通地设置在电池外壳的外部的结构示意图(多个开口开设在电池外壳的的顶壁)；

图6为图4的的剖视图；

图7为本申请的一些实施例的火焰抑制结构与开口连通地设置在电池外壳的内壁上的结构示意图(开口开设在电池外壳的顶壁)；

图8为本申请的一些实施例火焰抑制结构与开口连通地设置在电池外壳的内壁上的结构示意图(开口开设在电池外壳的侧壁)。

具体实施方式中的附图标号如下：

火焰抑制结构100；电池包200；

壳体110，抑流件120；

第一开口111，第二开口112，第一流道113，

第一壁1101，第二壁1102、第三壁1103、第四壁1104、第五壁1105、第六壁1106；

第一抑流部121，第二抑流部122；

第一连接端1211，第一自由端1212；

第二连接端1221，第二自由端1222；

第一方向X，第二方向Y，第三方向Z；

电池外壳201；单体电池202；通道203；泄压部204。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图3所示，本申请第一方面的实施例提供了一种火焰抑制结构100，可用于电池包200，火焰抑制结构100包括壳体110和抑流件120，壳体110具有第一开口111、第二开口112以及连通第一开口111和第二开口112的第一流道113。抑流件120用于抑制火焰。第一开口111和第二开口112可为相对分布，也可为非相对设置，例如错开分布。

本申请实施例提供的火焰抑制结构，可设置在电池包200发生热失控时易出现损伤、有火焰通过的位置，该位置可为电池包200的内部，也可为电池包200的外部，火焰抑制结构100的数量可为一个，也可为多个，可根据实际情况设置。当电池包200发生热失控时，壳体110上的第一开口111和第二开口112中的一者为火焰进入开口，另一者为火焰排出开口，电池包200内的火焰通过第一流道113的过程中在抑流件120的作用下能够被抑制，可减小火焰从火焰抑制结构100排出时的强度，减小从电池包200内射出的火焰的强度，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，壳体110包括沿第一方向X相离设置的第一壁1101和第二壁1102、沿第二方向Y相离设置的第三壁1103和第四壁1104、沿第三方向Z相离设置的第五壁1105和第六壁1106，第二方向Y垂直于第一方向X，第三方向Z垂直于第一方向X和第二方向Y，第一壁1101、第二壁1102、第三壁1103、第四壁1104、第五壁1105及第六壁1106形成第一流道113。其中，第一开口111设于第三壁1103，第二开口112设于第四壁1104上，或者，第一开口111设于第五壁1105，第二开口112设于第六壁1106上，或者，第一开口111和第二开口112中的一者设于第三壁1103、第四壁1104、第五壁1105或第六壁1106其中一个，第一开口111和第二开口112中的另一者设于第一壁1101或第二壁1102。可选的，第一开口111设于第六壁1106，第二开口112设于第一壁1101。

在本申请的一些实施例中，如图2a所示，抑流件120位于第一流道113内，并设置在壳体110上。抑流件120包括第一抑流部121，第一抑流部121至少为一个，第一抑流部121包括第一连接端1211和远离第一连接端1211的第一自由端1212，第一连接端1211连接壳体110的内壁，第一自由端1212与壳体110的内壁存在间隙。第一抑流部121可为板状结构，也可采用其他结构，本申请不做限制。第一抑流部121通过第一连接端1211连接于壳体110的内壁上，第一自由端1212与壳体110的内壁存在间隙，可使得火焰通过第一流道113的长度得到增加，火焰通过第一流道113的长度的增加可减小火焰从火焰抑制结构100排出时的强度，火焰需绕过第一抑流部121并通过第一抑流部121与壳体内壁的间隙继续流动，可增大火焰与壳体10的内壁以及第一抑流部121碰撞的几率，可减少火焰中燃烧自由基，进一步减小火焰从电池包200内射出的火焰的强度，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，抑流件120还包括第二抑流部122，第二抑流部122至少为一个，第二抑流部122包括第二连接端1221和远离第二连接端1221的第二自由端1222，第二连接端1221连接壳体110的内壁，第二自由端1222与壳体110的内壁存在间隙。第二抑流部122可为板状结构，也可采用其他结构，本申请不做限制。通过第一抑流部121和第二抑流部122的配合，可使得火焰通过第一流道113的长度以及难度得到进一步增加，可进一步地减小从电池包200内射出的火焰的强度，可使得电池包200的热失控进一步得到控制，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，如图2a所示，第一抑流部121的第一连接端1212连接第一壁1101，第二抑流部122的第二连接端1221连接第二壁1102，第一抑流部121和第二抑流部122沿第一流道113呈交错分布。可使得火焰通过第一流道113的长度以及难度得到增加，可减小从电池包200内射出的火焰的强度，此外，可增加外部氧气进入电池包200内的难度，从而可减小电池包200内火焰燃烧的程度，使得电池包200内火焰进一步减小，使得电池包200的热失控得到更进一步地控制，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，如图2a所示，第一抑流部121的第一连接端1211与第一自由端1212沿第一方向X的距离为H1，第一内壁1101与第二内壁1102沿第一方向X的距离为H2，H1大于或等于H2的二分之一，第二抑流部122的第二连接端1221和第二自由端1222沿第一方向X的距离为H3，H3大于或等于H2的二分之一。沿第三方向Z，第一抑流部121和第二抑流部122的投影有重叠。可使得火焰通过第一流道113的长度以及难度得到增加，可减小从电池包200内射出的火焰的强度，此外，可进一步增加外部氧气进入电池包200内的难度，从而可进一步减小电池包200内火焰燃烧充分程度，使得电池包200内火焰更进一步减小，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，第一抑流部121与第一开口111和/或第二开口112呈相对设置，第二抑流部122与第一开口111和/或第二开口112呈相对设置。可增大火焰通过第一流道113时与第一抑流部121和/或第二抑流部122的碰撞的几率，进一步减少火焰中燃烧自由基，最终可减小从电池包200内射出的火焰的强度，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，壳体110和抑流件120均包括金属材质，提高火焰抑制结构100的结构强度。

在本申请的另外一些实施例中，如图2b所示，第一开口111所在的侧壁与第二开口112所在的侧壁具有相邻关系的两个侧壁。例如，第一开口111可以设于第六壁1106，第二开口112可以设于第一壁1101。由此，第一开口111所在的侧壁与第二开口112所在的侧壁，不具有相对设置的关系，当火焰由第一开口111进入第一流道113后，会受到与第一开口111所在侧壁相对的侧壁的抑制，这种情况下，与第一开口111所在侧壁相对的侧壁即作为抑流件120使用。类似地，当火焰由第二开口112进入第一流道113后，会受到与第二开口112所在侧壁相对的侧壁的抑制，这种情况下，与第二开口112所在侧壁相对的侧壁即作为抑流件120使用。以第一开口111设于第六壁1106，第二开口112设于第一壁1101的情况为例，第一开口111作为火焰进入开口，第二开口112作为火焰排出开口，当火焰从第一开口111进入第一流道113后，会受到第五壁1105的抑制作用，此次，第五壁1105即作为抑流件120使用。

如图3至图8所示，本申请第二方面的实施例提供一种电池包200，包括电池外壳201，堆叠设置并收容于电池外壳201内的多个单体电池202，以及上述的火焰抑制结构100。

火焰抑制结构100可设置在电池包200发生热失控时易出现损伤、有火焰通过的位置，该位置可为电池外壳201的内部，也可为电池外壳201的外部，火焰抑制结构的数量可为一个，也可为多个，可根据实际情况设置。当电池包200发生热失控时，壳体110上的第一开口111和第二开口112中的一者为火焰进入开口，另一者为火焰排出开口，电池包200内的火焰通过第一流道113的过程中在抑流件120的作用下能够被抑制，可减小火焰从火焰抑制结构100排出时的强度，可减小从电池包200内射出的火焰的强度，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，图3至图8所示，电池外壳201内设置供火焰通过的通道203，电池壳体201上设置泄压部204，泄压部204与通道203连通，使得电池包200内的火焰和热气流及时排出，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，如图3至图8所示，火焰抑制结构100位于通道203内，并与泄压部204连通；和/或，火焰抑制结构100设置在电池外壳201的外部，并与泄压部203连通，可根据电池包的实际情况设置，可减小从电池包200内射出的火焰的强度，提高电池包200的安全性。

在本申请的一些实施例中，如图3至图8所示，泄压部204包括贯穿电池外壳的壳壁的开口。电池外壳的壳壁可为电池外壳的任一壁。

在本申请的一些实施例中，泄压部204还包括泄压阀(图中未示出)，泄压阀设置在开口处。

在本申请的一些实施例中，火焰抑制结构100与电池外壳201一体成型，比如通过注塑工艺一体成型形成。

在本申请的一些实施例中，电池外壳201包括金属材质。

第三方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括根据第二方面中任一项的电池包200。火焰抑制结构100可提高电池包200的安全性，具有该类电池包200的用电装置的使用安全性更高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (11)

1.一种火焰抑制结构，其特征在于，所述火焰抑制结构包括：

壳体，所述壳体具有第一开口、第二开口以及连通所述第一开口和所述第二开口的第一流道；

抑流件，所述抑流件用于抑制火焰。

2.根据权利要求1所述的火焰抑制结构，其特征在于，所述壳体包括沿第一方向相离设置的第一壁和第二壁、沿第二方向相离设置的第三壁和第四壁、沿第三方向相离设置的第五壁和第六壁；

其中，所述第一开口设于所述第三壁，所述第二开口设于第四壁，或者，

所述第一开口设于所述第五壁，所述第二开口设于所述第六壁，或者，

所述第一开口和所述第二开口中的一者设于所述第三壁、所述第四壁、所述第五壁或所述第六壁其中一个，所述第一开口和所述第二开口中的另一者设于所述第一壁或所述第二壁。

3.根据权利要求2所述的火焰抑制结构，其特征在于，所述抑流件设置在所述第一流道内，所述抑流件包括第一抑流部，所述第一抑流部包括第一连接端和远离所述第一连接端的第一自由端，所述第一连接端连接所述壳体的内壁，所述第一自由端与所述壳体的内壁存在间隙。

4.根据权利要求3所述的火焰抑制结构，其特征在于，所述抑流件还包括第二抑流部，所述第二抑流部包括第二连接端和远离所述第二连接端的第二自由端，所述第二连接端连接所述壳体的内壁，所述第二自由端与所述壳体的内壁存在间隙。

5.根据权利要求4所述的火焰抑制结构，其特征在于，所述第一抑流部的第一连接端连接所述第一壁，所述第二抑流部的第二连接端连接所述第二壁，所述第一抑流部和所述第二抑流部沿所述第一流道呈交错分布。

6.根据权利要求5所述的火焰抑制结构，其特征在于，所述第一抑流部的所述第一连接端与所述第一自由端沿第一方向的距离为H1，所述第一壁与所述第二壁沿第一方向的距离为H2，H1大于或等于H2的二分之一；所述第二抑流部的所述第二连接端和所述第二自由端沿第一方向的距离为H3，H3大于或等于H2的二分之一。

7.根据权利要求3所述的火焰抑制结构，其特征在于，所述第一抑流部与所述第一开口和/或第二开口呈相对设置，所述第二抑流部与所述第一开口和/或第二开口呈相对设置。

8.一种电池包，其特征在于，包括：电池外壳，设置并收容于所述电池外壳内的多个单体电池，以及根据权利要求1至7任一项所述的火焰抑制结构。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池外壳内设置供火焰通过的通道，所述电池壳体上设置泄压部，所述泄压部与所述通道连通；

所述火焰抑制结构位于所述通道内，并与所述泄压部连通；

和/或，所述火焰抑制结构设置在所述电池外壳的外部，并与所述泄压部连通。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述火焰抑制结构与所述电池外壳一体成型。

11.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求8至10任一项所述的电池包。

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