CN115295954A - 一种箱体结构、电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种箱体结构、电池包及车辆，涉及车辆技术领域，该箱体结构包括箱本体和纵梁，箱本体设有用于容置电芯的容纳腔；纵梁设置于容纳腔中，纵梁内部设有与箱本体外部连通的排气通道，纵梁在宽度方向上的端面用于朝向电芯的高压输出极及防爆阀设置，纵梁对应电芯的高压输出极及防爆阀的位置设有排泄孔，排泄孔处设有封闭排泄孔的封闭件；当电芯热失控时，与热失控的电芯对应的封闭件用于破裂，以导通排泄孔和排气通道。本发明能够达到在电芯发生热失控时降低热扩散风险概率的目的。

Description

一种箱体结构、电池包及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种箱体结构、电池包及车辆。
背景技术
由于电动汽车保有量越来越大，人们对电动汽车的安全性要求也是日益提升，电池包作为电动汽车的动力来源，其安全性更是备受关注。在现有的电池包结构中，其包括箱体和堆叠于箱体中的电芯，当某个电芯热失控时，该电芯内部喷发出的高压高温物质有时会触发其他电芯发生热失控，存在安全隐患。
发明内容
本发明解决的问题是如何在电芯发生热失控时降低热扩散风险的概率。
一方面，本发明提供一种箱体结构，包括：
箱本体，所述箱本体设有用于容置电芯的容纳腔；
纵梁，所述纵梁设置于所述容纳腔中，所述纵梁内部设有与所述箱本体外部连通的排气通道，所述纵梁在宽度方向上的端面用于朝向所述电芯的高压输出极及防爆阀设置，所述纵梁对应所述电芯的高压输出极及防爆阀的位置设有排泄孔，所述排泄孔处设有封闭所述排泄孔的封闭件；
当所述电芯热失控时，与热失控的所述电芯对应的所述封闭件用于破裂，以导通所述排泄孔和所述排气通道。
可选地，所述箱本体包括底板以及围绕所述底板的边沿设置的侧梁，所述底板和所述侧梁合围形成所述容纳腔，所述纵梁在宽度方向的两端面分别与所述侧梁间隔设置，所述电芯用于设置于所述纵梁和所述侧梁之间。
可选地，所述排气通道中设有防火板，所述防火板沿所述纵梁的宽度方向将所述排气通道分隔为第一通道和第二通道。
可选地，所述排气通道的内顶壁和内底壁分别设置有第一连接件和第二连接件，所述防火板的一端与所述第一连接件连接，另一端与所述第二连接件连接。
可选地，所述第一连接件和所述第二连接件均为设有滑道的导轨，所述防火板的两端分别位于对应的所述导轨的所述滑道中。
可选地，所述箱本体的侧壁内设有与所述排气通道连通的导流通道，所述导流通道用于与外部连通。
可选地，所述封闭件为防火隔热膜片，所述防火隔热膜片位于所述排泄孔朝向所述排气通道的一侧，所述防火隔热膜片覆盖所述排泄孔。
可选地，所述排泄孔设有多个，多个所述排泄孔沿着所述纵梁的长度方向均匀设置于所述纵梁上。
另一方面，本发明提供一种电池包，包括如上所述的箱体结构。
再一方面，本发明提供一种车辆，包括如上所述的电池包。
现对于现有技术，本发明的有益效果是：
箱本体设有用于容置电芯的容纳腔，纵梁设置于容纳腔中，纵梁内部设有与箱本体外部连通的排气通道，纵梁在宽度方向上的端面用于朝向电芯的高压输出极及防爆阀设置，纵梁对应电芯的高压输出极及防爆阀的位置设有排泄孔，排泄孔处设有用于封闭排泄孔的封闭件，当某个电芯热失控时，该电芯将显著发热，例如，其产生的高温气体将促使对应位置的封闭件融化，进而破裂，以导通排泄孔和排气通道，该电芯产生的气体便会通过排泄孔进入排气通道，并最终排至箱本体外部，由于排气通道中的气体经过流动已达不到促使其他封闭件破损的温度，故气体不会作用于其他电芯的高压输出极及防爆阀以引起热失控，起到在电芯发生热失控时降低热扩散风险概率的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中箱体结构的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明实施例中纵梁的一种实施方式的剖视图；
图3为本发明实施例中纵梁的一种实施方式的结构示意图；
图4为图3中A处的局部放大图；
图5为纵梁未安装封闭件以及防火板的结构示意图；
图6为图5中B处的局部放大图；
图7为本发明实施例中箱本体的一种实施方式的剖视图；
图8为箱本体和电芯的装配示意图。
附图标记说明：
1、箱本体；11、容纳腔；12、底板；13、侧梁；131、导流通道；132、排气口；2、纵梁；21、排气通道；211、第一通道；212、第二通道；22、排泄孔；23、防火板；24、封闭件；25、导轨；251、滑道；3、电芯。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
而且，附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向(也就是与Z轴的正向相反的方向)表示下；附图中Y轴表示纵向，也就是前后位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示前，Y轴的负向(也就是与Y轴的正向相反的方向)表示后；附图中X轴表示横向，也就是左右位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示左，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向)表示右。
同时需要说明的是，前述Z轴、X轴和Y轴表示含义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。
如图1所示，本发明实施例的箱体结构，包括箱本体1和纵梁2，箱本体1设有用于容置电芯3的容纳腔11；纵梁2设置于容纳腔11中，纵梁2内部设有与箱本体1外部连通的排气通道21，纵梁2在宽度方向上的端面用于朝向电芯3的高压输出极及防爆阀设置，纵梁2对应电芯3的高压输出极及防爆阀的位置设有排泄孔22，排泄孔22处设有封闭排泄孔22的封闭件24；当电芯3热失控时，与热失控的电芯3对应的封闭件24用于破裂，以导通排泄孔22和排气通道21。
在本实施例中，如图1所示，箱本体1为矩形箱，其设有一端敞口的容纳腔11，容纳腔11中设有一根纵梁2，纵梁2为箱梁结构，其内部设有排气通道21，纵梁2长度方向的两端分别与容纳腔11的内壁连接，纵梁2远离敞口的端面与容纳腔11朝向敞口的内壁连接，即该纵梁2将容纳腔11分为两个用于容置电芯3的容置空间，在电芯3放入容置空间后，其堆叠方式为侧放或者平躺，所有电芯3高压输出极及防爆阀朝向纵梁2在宽度方向上的端面，纵梁2对应电芯3的高压输出极及防爆阀的位置设有排泄孔22，排泄孔22处设有封闭排泄孔22的封闭件24；当电芯3热失控时，电芯3产生的气体促使对应位置的封闭件24融化以导通排泄孔22和排气通道21。
由此，当某个电芯3热失控时，该电芯3将显著发热，例如，其产生的高温气体将促使对应位置的封闭件24融化，进而破裂，以导通排泄孔22和排气通道21，该电芯3产生的气体便会通过排泄孔22进入排气通道21，并最终排出至箱本体1外部，由于排气通道21中的气体经过流动已达不到促使其他封闭件24破损的温度，故气体不会作用于其他电芯3的高压输出极及防爆阀以引起热失控，起到在电芯3发生热失控时降低热扩散风险概率的目的。
同时，相对于竖放的电芯3，电芯3堆叠方式为侧放或者平躺，其不仅能够降低电芯3高度，可以摆放更多的电芯3提升能量密度，而且电芯3的高压输出极及防爆阀朝向纵梁2，可以在车辆发生碰撞时，由于其高度降低，能够避开车辆侧面柱变形区以提升碰撞安全性。
在本实施例中，纵梁2与箱本体1的连接方式包括但不限于粘接或者螺钉连接。
在其他实施方式中，纵梁2的数量也可以为多个，例如两个、三个或者四个等，这里不做限制，根据实际需求而定。
可选地，箱本体1包括底板12以及围绕底板12的边沿设置的侧梁13，底板12和侧梁13合围形成容纳腔11，纵梁2在宽度方向的两端面分别与侧梁13间隔设置，电芯3用于设置于纵梁2和侧梁13之间。
箱本体1的一种实施方式中，如图1、7所示，箱本体1包括底板12和侧梁13，底板12为长方形板，底板12的四个边分别垂直连接侧梁13，底板12与侧梁13的连接方式包括但不限于粘接或者螺钉连接，在底板12和四个侧梁13装配完成后，底板12和四个侧梁13合围形成容纳腔11，纵梁2在长度方向的两端分别与对应的侧梁13连接，纵梁2在宽度方向的两端面分别与侧梁13间隔设置，电芯3用于设置于纵梁2和侧梁13之间。这样，箱本体1的结构简单，便于生产制造。
箱本体1的另一种实施方式中，底板12为长方形板，侧梁13为矩形框架结构，侧梁13设置于底板12上以合围形成容纳腔11。这样，在生产时，只需要加工两个部件，节省了工艺。
可选地，排气通道21中设有防火板23，防火板23沿纵梁2的宽度方向将排气通道21分隔为第一通道211和第二通道212。
需要理解的是，当纵梁2宽度方向的两侧均设有电芯3时，由于纵梁2两侧的电芯3是对称设置的，故纵梁2宽度方向的侧壁上的排泄孔22以及封闭件24也是对应设置的，当一侧的电芯3发生热失控时，其产生的气体融化对应封闭件24后进入排气通道21会对另一侧对应的封闭件24进行直吹，可能会造成另一侧对应的封闭件24融化导致另一侧电芯3发生热失控。
如图2所示，排气通道21的竖直横截面呈矩形，排气通道21的中间位置竖直设有一块防火板23，防火板23的熔点大于电芯3热失控后产生气体的温度，防火板23沿纵梁2的宽度方向将排气通道21分隔为第一通道211和第二通道212。这样，在纵梁2宽度方向的两侧均设有电芯3时，当一侧的电芯3发生热失控时，其产生的气体融化对应封闭件24后进入第一通道211，由于防火板23的阻挡，气体不会进入第二通道212，从而避免气体沿纵梁2的宽度方向直吹第二通道212处对应设置的封闭件24，进而避免引起纵梁2另一侧的电芯3发生热扩散。
可选地，排气通道21的内顶壁和内底壁分别设置有第一连接件和第二连接件，防火板23的一端与第一连接件连接，另一端与第二连接件连接。
如图2所示，排气通道21的竖直横截面为矩形，排气通道21在纵梁2高度方向上的顶壁和底壁分别设有第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件上下对应设置，防火板23为直板结构，其一端与第一连接件连接，另一端与第二连接件连接。这样，防火板23不仅能够将排气通道21一分为二，而且能够代替传统加强筋以加强排气通道21内部的强度，进而在生产纵梁2时，由于取消了加强筋，起到轻量化效果。
在其他实施方式中，排气通道21的竖直横截面也可以为圆形、椭圆形或者其他不规则形状，这里不做限制，根据实际需求而定。
具体地，第一连接件和第二连接件均为设有滑道251的导轨25，防火板23的两端分别位于对应的导轨25的滑道251中。
如图5、6所示，排气通道21的内壁上端面朝向下端面凸出设置有导轨25，导轨25沿着纵梁2的长度方向设置，且导轨25朝向下端面的一端设有U型滑道251。同理，排气通道21的内壁下端面朝向上端面凸出设置有导轨25，导轨25沿着纵梁2的长度方向设置，且导轨25朝向下端面的一端设有U型滑道251。两个导轨25的U型滑道251上下对称设置，防火板23的两端分为位于两个导轨25的滑道251中。
这样，在安装防火板23时，将防火板23对准上下两个导轨25的U型滑道251，然后推动防火板23沿着U型滑道251移动，直至防火板23运动到位，然后将防火板23与导轨25粘接或者螺钉连接，从而实现防火板23的固定。
可选地，箱本体1的侧壁内设有与排气通道21连通的导流通道131，所述导流通道131用于与外部连通。
如图7所示，箱本体1的侧梁13内部设有导流通道131，侧梁13在朝向容纳腔11的端面设有进气口以及在远离容纳腔11的端面设有排气口132，纵梁2长度方向的端部与侧梁13设置进气口的部位连接，且排气通道21罩设进气口，这样，排气通道21通过进气口与导流通道131连通，排气通道21中的气体会通过导流通道131排出至外界，由于排气通道21罩设进气口，故排气通道21中的气体不会泄漏致容纳腔11中。
进一步地，排气口132处设置有排气阀，从而防止异物通过排气口132进入导流通道131或者排气通道21，从而造成堵塞。
可选地，封闭件24为防火隔热膜片，防火隔热膜片位于排泄孔22朝向排气通道21的一侧，防火隔热膜片覆盖排泄孔22。
如图3、4所示，封闭件24为防火隔热膜片，其熔点小于电芯3热失控时在高压输出极及防爆阀处产生的温度，防火隔热膜片位于排泄孔22朝向排气通道21的一侧，防火隔热膜片覆盖排泄孔22，由此，在正常情况下，排泄孔22和排气通道21不连通。当电芯3发生热失控时，对应排泄孔22处的防火隔热膜片在高温下融化以导通排泄孔22和排气通道21。
在本实施例中，每个排泄孔22可以单独设置一个封闭件24。所有排泄孔22也可以共用一个封闭件24，即封闭件24的面积足够大，能够同时覆盖所有的排泄孔22。
可选地，排泄孔22设有多个，多个排泄孔22沿着纵梁2的长度方向均匀设置于纵梁2上。这样，由于排泄孔22与电芯3的高压输出极及防爆阀对应设置，故电芯3能够均匀分布于容纳腔11中。
本发明另一实施例的电池包，包括如上的箱体结构。
在本实施例中，电池包还包括上盖和电芯模组，上盖与箱体结构拆卸式连接，用于封闭容纳腔11，如图8所示，电芯模组设置于容纳腔11中，电芯模组包括多个电芯3，每个电芯3的高压输出极及防爆阀朝向纵梁2设置，并分别与排泄孔22一一对应设置。
本实施例的电池包与箱体结构相对于现有技术的有益效果相同，故在此不再赘述。
本发明再一实施例的车辆，包括如上的电池包。
本实施例的车辆与箱体结构相对于现有技术的有益效果相同，故在此不再赘述。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种箱体结构，其特征在于，包括：
箱本体(1)，所述箱本体(1)设有用于容置电芯(3)的容纳腔(11)；
纵梁(2)，所述纵梁(2)设置于所述容纳腔(11)中，所述纵梁(2)内部设有与所述箱本体(1)外部连通的排气通道(21)，所述纵梁(2)在宽度方向上的端面用于朝向所述电芯(3)的高压输出极及防爆阀设置，所述纵梁(2)对应所述电芯(3)的高压输出极及防爆阀的位置设有排泄孔(22)，所述排泄孔(22)处设有封闭所述排泄孔(22)的封闭件(24)；
当所述电芯(3)热失控时，与热失控的所述电芯(3)对应的所述封闭件(24)用于破裂，以导通所述排泄孔(22)和所述排气通道(21)。
2.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述箱本体(1)包括底板(12)以及围绕所述底板(12)的边沿设置的侧梁(13)，所述底板(12)和所述侧梁(13)合围形成所述容纳腔(11)，所述纵梁(2)在宽度方向的两端面分别与所述侧梁(13)间隔设置，所述电芯(3)用于设置于所述纵梁(2)和所述侧梁(13)之间。
3.根据权利要求2所述的箱体结构，其特征在于，所述排气通道(21)中设有防火板(23)，所述防火板(23)沿所述纵梁(2)的宽度方向将所述排气通道(21)分隔为第一通道(211)和第二通道(212)。
4.根据权利要求3所述的箱体结构，其特征在于，所述排气通道(21)的内顶壁和内底壁分别设置有第一连接件和第二连接件，所述防火板(23)的一端与所述第一连接件连接，另一端与所述第二连接件连接。
5.根据权利要求4所述的箱体结构，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均为设有滑道(251)的导轨(25)，所述防火板(23)的两端分别位于对应的所述导轨(25)的所述滑道(251)中。
6.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述箱本体(1)的侧壁内设有与所述排气通道(21)连通的导流通道(131)，所述导流通道(131)用于与外部连通。
7.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述封闭件(24)为防火隔热膜片，所述防火隔热膜片位于所述排泄孔(22)朝向所述排气通道(21)的一侧，所述防火隔热膜片覆盖所述排泄孔(22)。
8.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述排泄孔(22)设有多个，多个所述排泄孔(22)沿着所述纵梁(2)的长度方向均匀设置于所述纵梁(2)上。
9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的箱体结构。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包。
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