CN115241569A - 电池箱体及动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池技术领域，公开了一种电池箱体及动力电池。该电池箱体用于安装电芯模组，所述电池箱体包括箱底板和箱侧板；所述箱底板内部中空形成底部液冷通道，箱侧板与所述箱底板连接，且围绕所述箱底板的周向设置，所述箱侧板内设置有侧部液冷通道。电芯热失控时产生的热量能够分别被底部液冷通道以及侧部液冷通道内的介质吸收，有利于及时降低电池箱体内的温度，以使流体的温度降低至着火点以下，避免动力电池着火或爆炸。

Description

电池箱体及动力电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及电池箱体及动力电池。

背景技术

现有动力电池中，为了防止电芯工作时产生的热量无法及时排出而导致热失控、起火甚至爆炸等情况发生，一般通过增加动力电池内流体排出路径长度，或是由外部向动力电池内部补加冷却液的方式实现，冷却液与动力电池内热气流的换热面积小，冷却效果均不理想，且增加了动力电池的成本。

因此，亟需一种电池箱体及动力电池来解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电池箱体，能够解决对电芯热失控时喷出流体冷却效果不理想的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池箱体，用于安装电芯模组，所述电池箱体包括：

箱底板，所述箱底板内部中空形成底部液冷通道；

箱侧板，与所述箱底板连接，且围绕所述箱底板的周向设置，所述箱侧板内设置有侧部液冷通道。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述电芯模组的底面与所述箱底板间隔设置形成泄压腔，所述箱侧板内设置有排烟通道，所述箱侧板的内壁设置有连通所述排烟通道和所述泄压腔的进口，所述箱侧板的外壁上设置有与所述排烟通道连通的泄压口。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述侧部液冷通道和所述排烟通道嵌套设置。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述侧部液冷通道套设于所述排烟通道外，所述侧部液冷通道包括沿所述排烟通道周向间隔排列的多个分支通道。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述箱侧板包括首尾连接的多个侧板，所述箱底板的每侧边缘均连接有所述侧板，所述排烟通道延伸于至少两个所述侧板内，所述进口和所述泄压口分别位于所述排烟通道的两端。

作为上述电池箱体的一种可选方案，设置有所述排烟通道的侧板中，所述排烟通道的数量为至少两个。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述侧板包括侧板本体以及设置于所述侧板本体内侧下端的边梁，所述排烟通道和所述侧部液冷通道均位于所述边梁内，所述侧板本体内设置有空腔，所述空腔内设置有多个加强筋。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述排烟通道内设置有过滤组件。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述过滤组件包括活性炭、过滤网和泡棉中的至少一种。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述电芯模组包括多个电芯，所述电芯模组中的所述电芯在所述箱底板上的投影均位于对应的所述底部液冷通道覆盖范围内。

作为上述电池箱体的一种可选方案，多个所述电芯排列形成电芯组件，所述底部液冷通道的形状及大小与所述电芯组件在所述箱底板上的投影的形状及大小相适配。

作为上述电池箱体的一种可选方案，所述电池箱体内设置有多个电芯模组，所述箱底板对应每个所述电芯模组均设置有所述底部液冷通道。

本发明的另一个目的在于提供一种动力电池，能够解决对电芯热失控时喷出流体冷却效果不理想的问题，提高动力电池的安全性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

动力电池，包括电芯模组以及上述的电池箱体，所述电芯模组设置于所述电池箱体内。

作为上述动力电池的一种可选方案，所述电芯模组包括外壳以及设置在所述外壳内的多个电芯，所述外壳的底面设置有通孔，所述外壳的底面以及侧面的至少下端均设置有模组液冷通道。

本发明的有益效果：

本发明提供的电池箱体中，电芯热失控时产生的热量能够分别被底部液冷通道以及侧部液冷通道内的介质吸收，有利于及时降低电池箱体内的温度，以使流体的温度降低至着火点以下，避免动力电池着火或爆炸。

本发明提供的动力电池包括上述电池箱体，对电芯热失控时喷出流体的冷却效果好。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的动力电池的爆炸图；

图2是本发明实施例一提供的下箱体的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的下箱体的爆炸图；

图4是本发明实施例一提供的侧部侧板的剖视图；

图5是本发明实施例一提供的箱底板的剖视图；

图6是本发明实施例二提供的下箱体的爆炸图；

图7是本发明实施例二提供的一种侧部侧板的剖视图；

图8是本发明实施例二提供的另一种侧部侧板的剖视图。

图中：

10、下箱体；11、箱底板；111、底部液冷通道；121、侧部侧板；1211、侧板本体；12111、空腔；12112、加强筋；1212、边梁；12121、排烟通道；12122、侧部液冷通道；122、前侧板；123、后侧板；1231、泄压口；131、纵梁；132、横梁；14、泄压阀；151、活性炭；152、泡棉；153、过滤网；20、上盖；30、电芯模组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了一种动力电池，包括电池箱体和设置在电池箱体内的电芯模组30。其中，电池箱体包括下箱体10和上盖20，上盖20用于封闭下箱体10的顶部开口，电芯模组30设置于下箱体10和上盖20之间。

如图2所示，下箱体10包括箱底板11以及箱侧板。电芯模组30安装于电池箱体内时，电芯模组30的底面与箱底板11间隔设置，以形成泄压腔。箱侧板与箱底板11连接，且围绕箱底板11的周向设置，以使下箱体10形成顶部开口的箱体结构。箱底板11内部中空形成底部液冷通道111，箱侧板内设置有排烟通道12121以及侧部液冷通道12122，侧部液冷通道12122和底部液冷通道111内均设置冷却液，例如水。箱侧板的内壁设置有连通排烟通道12121和泄压腔的进口，箱侧板的外壁上设置有与排烟通道12121连通的泄压口1231。

当电池箱体内的电芯热失控时，电芯喷出的流体经过泄压腔和进口进入排烟通道12121内，再由泄压口1231排出。本实施例中，箱底板11内设置有底部液冷通道111，箱侧板内设置有侧部液冷通道12122，能够对经过的流体冷却，以使流体的温度降低至着火点以下，避免动力电池着火或爆炸。

此外，电芯热失控产生的流体中存在灰尘等颗粒物，在流体经过排烟通道12121冷却过程中，灰尘等颗粒会附着在排烟通道12121的表面，从而起到消除黑烟的目的。箱底板11和箱侧板内因设置冷却液体，表面的温度较低，也能够达到吸附流体中的灰尘等颗粒的作用，进一步达到消除黑烟的目的。

如图3所示，本实施例中，箱底板11大致为矩形，箱侧板包括收尾相连的四个侧板，箱底板11的每侧边缘均连接有侧板。为方便介绍，四个侧板分别包括相对设置的前侧板122和后侧板123，以及相对设置的两个侧部侧板121。前侧板122和后侧板123沿箱底板11的长度方向排列，两个侧部侧板121沿箱底板11的宽度方向排列。

为提高冷却效果，每个侧部侧板121内均设置有排烟通道12121，排烟通道12121在侧部侧板121内由前向后延伸，并延伸至后侧板123内，以延长排烟通道12121的长度。

为进一步提高冷却效果，进口设置在侧部侧板121的前端内壁上，出口设置在后侧板123上。本实施例中，下箱体10的宽度两侧均设置有排烟通道12121，位于下箱体10内的流体能够分别由两侧的排烟通道12121排出下箱体10外，能够避免电芯热失控产生的流体长期在泄压通道内滞留而引发其他电芯热失控。

一些实施例中，箱底板11的形状、侧板的数量、排烟通道12121的数量、位置以及长度均可以根据实际需要设定。

进一步地，下箱体10还包括三个支撑梁。三个支撑梁包括一个沿箱底板11长度方向延伸的纵梁131以及两个沿箱底板11宽度方向延伸的横梁132，三个支撑梁呈干字型分布，以在下箱体10内划分出四个安装腔，每个安装腔内均能够安装一个电芯模组30。该种设置，能够在增加电芯数量的基础上，控制每个电芯模组30的尺寸，从而有利于提高每个电芯模组30的强度。

在其他实施例中，下箱体10内设置支撑梁的数量以及每个支撑梁的安装位置均可以根据实际需要调整，以根据需要调整下箱体10内电芯模组30的数量。

如图4所示，为了提高侧部液冷通道12122对排烟通道12121内流体的冷却效果，侧部液冷通道12122和排烟通道12121可以嵌套设置，以增加侧部液冷通道12122与排烟通道12121之间的换热面积。

本实施例中，侧部液冷通道12122套设在排烟通道12121外，即侧部液冷通道12122围绕排烟通道12121的周向设置。具体地，排烟通道12121设置在侧板中心位置，侧部液冷通道12122大致为环形结构，以围绕排烟通道12121一周，从而在周向上均匀冷却排烟通道12121内的流体。

在其他实施例中，可以将侧部液冷通道12122设置在侧板中心位置，将排烟通道12121设置为环形结构，围绕侧板液冷通道周向设置，也可以达到冷却效果。

进一步地，由于侧板内需要设置排烟通道12121而形成中空结构，为了改善侧板的强度，侧部液冷通道12122可以包括沿排烟通道12121周向间隔排列的多个分支通道，相邻的两个分支通道之间有实体结构连接，以保证侧板的强度。

本实施例中，排烟通道12121的截面形状为矩形，分支通道设置有四个，并呈L型，每个分支通道设置在排烟通道12121的顶角位置，以使四个分支通道组成的侧部液冷通道12122的形状与排烟通道12121的外轮廓形状相同，从而增加换热面积。

在其他实施例中，排烟通道12121的截面形状、分支通道的形状以及数量均可以根据实际需要设定。

如图4所示，侧部侧板121包括侧板本体1211以及设置在侧板本体1211内侧下端的边梁1212，边梁1212的顶面形成支撑面，能够用于支撑电芯模组30，以使电芯模组30的底面与箱底板11间隔设置。排烟通道12121和侧部液冷通道12122均位于边梁1212内，以更靠近泄压腔，从而及时对电芯热失控产生的流体冷却。

为提高侧板的强度，侧板本体1211内设置有空腔12111，空腔12111内设置有多个加强筋12112。通过设置空腔12111，能够减轻下箱体10的重量，实现轻量化设置。通过设置加强筋12112能够保证侧板的强度，从而避免下箱体10变形。

此外，侧板本体1211内形成的多个空腔12111还可以起到隔热效果，避免动力电池内部产生的热量影响动力电池外部的部件，有利于提高动力电池的安全性能。

为使电芯热失控产生的气体及时冷却并排出，侧部侧板121内可以设置至少两个排烟通道12121，每个排烟通道12121内的流体均能通过侧部液冷通道12122冷却，以提高冷却速度。

本实施例中，侧部侧板121内设置有两个排烟通道12121，每个排烟通道12121外周均对应设置有侧部液冷通道12122，两个排烟通道12121上下设置。

在其他实施例中，每个侧部侧板121内排烟通道12121的数量、侧部液冷通道12122的数量以及排列方式均可以根据实际需要调整，例如至少两个排烟通道12121沿水平方向排列或呈矩阵排列；每个排烟通道12121均对应设置有一个侧部液冷通道12122，或两个以上排烟通道12121共用同一侧部液冷通道12122。

此外，现有技术中电芯热失控时，喷出的流体直接与箱底板接触，容易导致箱底板被熔穿。本实施例中，如图5所示，通过在箱底板11内部形成底部液冷通道111，当电芯热失控时，电芯喷出的流体与箱底板11接触时，底部液冷通道111的水能够吸收流体的热量，一方面能够起到对流体冷却的作用，另一方面还能够放置箱底板11被熔穿。

进一步地，电芯模组30中的电芯在箱底板11上的投影均位于对应的底部液冷通道111覆盖范围内，以更好地对流体冷却，进一步降低箱底板11被熔穿的风险。

可选地，电芯模组30包括多个电芯，多个电芯按照一定规律排列形成电芯组件，底部液冷通道111的形状及大小与电芯组件在箱底板11上的投影面积的形状及大小相适配，以保证电芯热失控喷出的流体与箱底板11接触位置均设置有底部液冷通道111。

本实施例中，电芯组件大致呈矩形，对应地，底部液冷通道111的形状也为矩形，且底部液冷通道111的尺寸不小于电芯组件在箱底板11上的投影大小，以保证冷却效果，避免箱底板11被熔穿。

本实施例中动力电池共设置四个电芯模组30，对应地，箱底板11内设置有四个底部液冷通道111。

实施例二

本实施例提供了一种动力电池，其在实施例一的基础上进一步改进，本实施例中的下箱体10中，排烟通道12121内还设置有过滤组件，以过滤其内流体中的灰尘等颗粒物，从而解决动力电池排出流体携带黑烟的问题。

具体地，如图6和图7所示，过滤组件可以包括设置在排烟通道12121内的活性炭151。活性炭151沿排烟通道12121的长度方向延伸，活性炭151为多孔疏松结构，例如可形成蜂窝孔状，能够在允许气体通过的基础上，吸附气体中携带的灰尘等颗粒物，从而达到过滤的目的。

进一步地，过滤组件还包括泡棉152，泡棉152设置在排烟通道12121末端，且位于泄压口1231的前侧，以使经过泄压口1231排出的气体先通过泡棉152。泡棉152相比活性炭151能够过滤更小的颗粒物，从而避免泄压口1231堵塞。

可选地，泄压口1231处设置有泄压阀14，通过设置过滤组件，能够在消除黑烟的基础上，避免泄压阀14堵塞，从而提高动力电池的可靠性。

可选地，过滤组件还可以包括过滤网153，过滤网153设置在排烟通道12121内且位于泄压阀14的前侧，以避免泄压阀14堵塞。

在其他实施例中，过滤组件可以包括活性炭151、过滤网153和泡棉152中的至少一种。

实施例三

本实施例提供了一种动力电池，其在实施例一或实施例二的基础上进一步改进，本实施例中的电芯模组30也设置有液冷结构，以进一步为电芯热失控喷出的流体冷却。

具体地，电芯模组30包括外壳以及设置在外壳内的多个电芯，外壳的底面对应每个电芯均设置有通孔，电芯热失控时产生的流体通过通孔排出外壳外。外壳的底面以及侧面的至少下端均设置有模组液冷通道。

通过设置模组液冷通道，电芯热失控时喷出的高温流体将先与外壳的侧面以及底面接触，通过模组液冷通道内的液体吸收热量，从而进行冷却。同时，外壳表面能够吸附烟雾，减少烟雾排出，有利于消除黑烟。

此处需要说明的是，本实施例中不限制外壳内的模组液冷通道的具体形状、大小以及外壳的结构，只要能够形成模组液冷通道并对电芯喷出的流体冷却即可。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (14)

1.电池箱体，用于安装电芯模组(30)，其特征在于，所述电池箱体包括：

箱底板(11)，所述箱底板(11)内部中空形成底部液冷通道(111)；

箱侧板，与所述箱底板(11)连接，且围绕所述箱底板(11)的周向设置，所述箱侧板内设置有侧部液冷通道(12122)。

2.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述电芯模组(30)的底面与所述箱底板(11)间隔设置形成泄压腔，所述箱侧板内设置有排烟通道(12121)，所述箱侧板的内壁设置有连通所述排烟通道(12121)和所述泄压腔的进口，所述箱侧板的外壁上设置有与所述排烟通道(12121)连通的泄压口(1231)。

3.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述侧部液冷通道(12122)和所述排烟通道(12121)嵌套设置。

4.根据权利要求3所述的电池箱体，其特征在于，所述侧部液冷通道(12122)套设于所述排烟通道(12121)外，所述侧部液冷通道(12122)包括沿所述排烟通道(12121)周向间隔排列的多个分支通道。

5.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述箱侧板包括首尾连接的多个侧板，所述箱底板(11)的每侧边缘均连接有所述侧板，所述排烟通道(12121)延伸于至少两个所述侧板内，所述进口和所述泄压口(1231)分别位于所述排烟通道(12121)的两端。

6.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于，设置有所述排烟通道(12121)的侧板中，所述排烟通道(12121)的数量为至少两个。

7.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于，所述侧板包括侧板本体(1211)以及设置于所述侧板本体(1211)内侧下端的边梁(1212)，所述排烟通道(12121)和所述侧部液冷通道(12122)均位于所述边梁(1212)内，所述侧板本体(1211)内设置有空腔(12111)，所述空腔(12111)内设置有多个加强筋(12112)。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的电池箱体，其特征在于，所述排烟通道(12121)内设置有过滤组件。

9.根据权利要求8所述的电池箱体，其特征在于，所述过滤组件包括活性炭(151)、过滤网(153)和泡棉(152)中的至少一种。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的电池箱体，其特征在于，所述电芯模组(30)包括多个电芯，所述电芯模组(30)中的所述电芯在所述箱底板(11)上的投影均位于对应的所述底部液冷通道(111)覆盖范围内。

11.根据权利要求10所述的电池箱体，其特征在于，多个所述电芯排列形成电芯组件，所述底部液冷通道(111)的形状及大小与所述电芯组件在所述箱底板(11)上的投影的形状及大小相适配。

12.根据权利要求10所述的电池箱体，其特征在于，所述电池箱体内设置有多个电芯模组(30)，所述箱底板(11)对应每个所述电芯模组(30)均设置有所述底部液冷通道(111)。

13.动力电池，其特征在于，包括电芯模组(30)以及如权利要求1至12中任一项所述的电池箱体，所述电芯模组(30)设置于所述电池箱体内。

14.根据权利要求13所述的动力电池，其特征在于，所述电芯模组(30)包括外壳以及设置在所述外壳内的多个电芯，所述外壳的底面设置有通孔，所述外壳的底面以及侧面的至少下端均设置有模组液冷通道。

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