CN116093534A - 电池包、动力电池系统以及车辆 - Google Patents

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CN116093534A CN202310085337.6A CN202310085337A CN116093534A CN 116093534 A CN116093534 A CN 116093534A CN 202310085337 A CN202310085337 A CN 202310085337A CN 116093534 A CN116093534 A CN 116093534A
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谭祖宏
肖人漳
黄小清
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Chongqing Seres New Energy Automobile Design Institute Co Ltd
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Abstract

本申请涉及电动汽车技术领域，具体提供一种电池包、动力电池系统以及车辆，该电池包具体包括：盖体、箱体和电池单体；盖体与箱体组装，形成用于容纳电池单体的容纳腔；电池单体排布于容纳腔内；电池单体包括靠近盖体的顶面、与顶面相邻的侧面、防爆阀以及输出极柱；防爆阀设置于侧面，输出极柱设置于顶面；箱体具有热失控副产物排出通道；排出通道的入口与防爆阀对应设置，排出通道的出口设置在箱体背离电池单体的外侧；在电池单体热失控时，防爆阀打开而排出的热失控副产物通过入口进入排出通道，并通过出口排出电池包外。该方案通过对单体电池结构和箱体结构进行设置，能够降低热失控对电池单体、电池包以及外部人或物的影响。

Description

电池包、动力电池系统以及车辆
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电池包、动力电池系统以及车辆。
背景技术
随着科技的发展，尤其是锂电池的高速发展，具体体现在锂电池的能量密度高，储电能力增强，以及充电速度的增加，新能源汽车也随之高速发展。
新能源汽车的动力电池系统通常采用若干电池单体组成电池包来提供动力，而动力电池系统热安全事故是当前业内普遍面临的技术问题，其中热失控副产物蔓延更是加剧热安全事故的重要因素。
相关技术中，针对热失控问题，通常在热失控副产物集中的位置配置一个或多个防爆阀。当电池单体发生热失控时，热失控副产物(或称为失效副产物)会基于流体运动规律充盈电池包内，然后通过防爆阀喷出。该设置方式会存在如下缺点：高温高热的热失控副产物从防爆阀位置排出时呈伞状射出，影响区域较广；电池包内热失控副产物的充盈极大造成电池包内排出途径上的其他电池单体受热、电连接绝缘失效乃至高压拉弧等关联影响；并且，电池包内低压采样线束收到高温高压气体冲击，也存在很大概率出现线束冲击熔断、接插件融化松脱等，会导致信号丢失，不利于事故原因追溯排查。
因此，相关领域亟需一种电池包来解决上述至少部分技术问题。
发明内容
鉴于相关技术中的基于防爆阀排出热失控副产物而导致的影响区域广、关联影响大以及对其他结构产生冲击导致结构失效的问题。为解决上述技术问题本申请旨在提供一种电池包，包括盖体、箱体和电池单体；所述盖体与所述箱体组装，形成用于容纳所述电池单体的容纳腔；所述电池单体排布于所述容纳腔内；所述电池单体包括靠近所述盖体的顶面、与所述顶面相邻的侧面、防爆阀以及输出极柱；所述防爆阀设置于所述侧面，所述输出极柱设置于所述顶面；所述箱体具有热失控副产物排出通道；所述排出通道的入口与所述防爆阀对应设置，所述排出通道的出口设置在所述箱体背离所述电池单体的外侧；在所述电池单体热失控时，所述防爆阀打开而排出的热失控副产物通过所述入口进入所述排出通道，并通过所述出口排出所述电池包外。
在上述电池包的具体实施方式中，所述箱体包括箱体框架梁；所述箱体框架梁位于成排放置的所述电池单体的至少一侧；
所述排出通道形成于所述箱体框架梁内。
在上述电池包的具体实施方式中，所述电池单体排列为至少两排，所述箱体框架梁对应设置至少三条；
所有所述箱体框架梁均沿所述电池单体的排布方向延伸。
在上述电池包的具体实施方式中，沿所述箱体框架梁的延伸方向，在所述箱体框架梁的两端分别设置第一堵盖和第二堵盖；
所述第一堵盖与所述箱体框架梁固定连接；
所述第二堵盖与所述箱体框架梁密封固定；所述第二堵盖在所述热失控副产物的冲击下打开，以排出所述热失控副产物。
在上述电池包的具体实施方式中，所述第一堵盖包括金属堵盖；所述第一堵盖与所述箱体框架梁为一体成型的结构，或者所述第一堵盖与所述箱体框架梁焊接固定；
和/或，
所述第二堵盖包括塑料堵盖；所述第二堵盖与所述箱体框架梁通过螺栓和密封结构固定密封。
在上述电池包的具体实施方式中，所述箱体框架梁还包括排出辅助通道和第一隔热腔，所述排出辅助通道与所述第一隔热腔并排设置，且位于所述排出通道朝向所述电池单体的一侧；
所述排出副通道通过所述入口与所述电池单体的防爆阀一一对应设置，且连通至所述排出通道；
所述第一隔热腔与所述电池单体的侧面未设置防爆阀的至少部分位置对应。
在上述电池包的具体实施方式中，所述箱体框架梁还包括第二隔热腔；所述第二隔热腔设置于所述排出辅助通道背离所述第一隔热腔的一侧，对应于所述电池单体的侧面未设置防爆阀的位置；
所述电池包还包括密封垫，所述密封垫用于密封所述箱体和所述盖体，所述密封垫设置于所述第二隔热腔背离所述排出辅助通道的一侧。
在上述电池包的具体实施方式中，所述箱体框架梁中，围设形成所述排出通道的侧壁的壁厚大于不包围所述排出通道的侧壁的壁厚。
在上述电池包的具体实施方式中，该电池包还包括隔热垫；所述隔热垫位于所述箱体框架梁与所述电池单体的侧面之间；
所述隔热垫在对应于所述防爆阀的位置设置受热失控副产物冲击而打开的挡片；
所述防爆阀打开时，所述挡片受到热失控副产物冲击而打开，所述热失控副产物通过对应的所述入口排到所述排出通道内。
在上述电池包的具体实施方式中，所述隔热垫中，在所述挡片与隔热垫主体连接的位置，在背离所述电池单体的一侧设置凹槽。
本申请还提供一种动力电池系统，包括上述任一种电池包。
本申请还提供一种车辆，包括上述任一种动力电池系统。
综上，本申请的电池包包括盖体、箱体和电池单体；其中，盖体与箱体组装，形成用于容纳电池单体的容纳腔；电池单体排布于容纳腔内；电池单体包括靠近盖体的顶面、与顶面相邻的侧面、防爆阀以及输出极柱；防爆阀设置于侧面，输出极柱设置于顶面；如此设置，将防爆阀与输出极柱分别设置在电池单体的不同表面，增大了防爆阀与输出电极之间的空间距离，减弱了热失控副产物以及热失控热传导对输出电极的影响，以及减弱了对输出电极与其他结构部件之间的连接结构的影响，避免热失控扩散。同时，箱体具有热失控副产物排出通道；排出通道的入口与防爆阀对应设置，排出通道的出口设置在箱体背离电池单体的外侧；在电池单体热失控时，防爆阀打开而排出的热失控副产物通过入口进入排出通道，并通过出口排出电池包外，由此电池单体热失控副产物的排出途径为经防爆阀由入口进入箱体具有的排出通道之后，由排出通道的出口直接排出到电池包外，并不采用电池包内的路径传输，从而避免了热失控副产物在电池包内的蔓延扩散，从而改善了对电池包内的高压电连接、低压采样线束以及其他电池单体的影响，以及通过出口排出，避免了在电池包外的伞状喷射，从而避免了对电池包外整车布置、乃至乘客安全造成的干扰和影响。
进一步地，通过在箱体中设置箱体框架梁，且排出通道形成于箱体框架梁内，有利于确保结构统一，确保较高的结构稳定性和空间利用率。
进一步地，通过设置电池单体为两排或更多排时，箱体框架梁对应为三条或者更多条，且各箱体框架梁均沿电池单体的排布方向延伸，使得个箱体框架梁的结构简单且规律，有利于简化箱体的结构，以及有利于简化电池包的整体结构，且箱体框架梁与电池单体的排布方式较简单。
进一步地，通过设置沿箱体框架梁的延伸方向，箱体框架梁的两端分别连接第一堵盖和第二堵盖，其中第一堵盖与箱体框架梁固定连接，可选采用焊接等方式固定；第二堵盖与箱体框架梁密封连接，可选利用螺栓以及密封结构等实现密封连接，能够在不发生热失控的情况下，利用第一堵盖和第二堵盖密封箱体框架梁，将电池包内部与外部间隔开，避免电池包外部的物体进入电池包内，从而确保电池包内的整体环境稳定，从而确保电池包的性能稳定；以及在发生热失控的情况下，第二堵盖在热失控副产物的冲击下失效打开，使得热失控副产物顺利排出。
进一步地，在箱体框架梁中，在排出通道朝向单体电池的一侧，还可设置第一隔热腔和排出辅助通道，第一隔热腔与电池单体中未设置防爆阀的至少部分位置对应，能够将该对应部分的电池单体与排出通道间隔开，避免利用排出通道导向的热失控副产物由于热传导作用而对电池单体存在影响。排出辅助通道与第一隔热腔并排设置，连通入口和排出通道，有利于简化箱体框架梁的结构设计。
进一步地，在箱体框架梁中，还设置第二隔热腔，第二隔热腔设置于排出辅助通道背离第一隔热腔的一侧，也对应于电池单体的侧面未设置防爆阀的位置，能够将密封箱体与盖体的密封垫与排出辅助通道间隔开，从而避免结合排出辅助通道导向的热失控副产物由于热传导作用而对密封垫产生的影响，有利于确保密封垫保持较好的性能，从而确保盖体与箱体之间具有较好的密封性，从而确保电池包的整体性能稳定性较好。
进一步地，还可设置箱体框架梁中，围设形成排出通道的侧壁厚于不用于包围排出通道的侧壁，由此能够使得排出通道能够承受得住热失控副产物的冲击，确保较好的结构稳定性。
进一步地，该电池包还可包括隔热垫，该隔热垫设置于箱体框架梁与电池单体之间，用于将箱体框架梁与电池单体间隔开，以避免利用排出通道导向的热失控副产物由于热传导作用而对电池单体存在影响；同时，设置隔热垫在对应于防爆阀的位置具有受到热失控副产物冲击而打开的挡片，该挡片在不发生热失控的情况下，间隔在排出通道的入口与防爆阀之间，以及在发生热失控的情况下，在防爆阀打开而排出热失控副产物时，受到热失控副产物冲击而打开，使得热失控副产物能够顺利通过入口排到排出通道内，进而排出电池包之外。
进一步地，上述隔热垫中，在挡片与隔热垫主体连接的位置，在背离电池单体的一侧还设置凹槽，以在实现挡片与隔热垫主体连接的同时，减弱挡片受冲击打开的阻力，从而便于挡片受热失控副产物冲击而打开。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电池包的总体装配结构示意图；
图2为本申请图1中示出的电池包的爆炸图；
图3为本申请实施例提供的电池包中一种电芯的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的电池包的一种下箱体组件爆炸示意图；
图5为本申请实施例提供的电池包的一种箱体框架梁的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的箱体框架梁的截面结构示意图；
图7为本申请实施例提供的电池包中一种隔热垫的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的电池包中一种防爆堵盖的结构示意图。
图中所述文字标注表示为：
1、箱体；2、电池单体；3、电池汇流排；4、盖体；5、密封垫；21、防爆阀；22、输出极柱；201、侧面；202、顶面；101、箱体框架梁；102、第一堵盖、103、第二堵盖；104、第一隔热腔、105、排出辅助通道；106、第二隔热腔；107、堵盖安装孔；1011、入口；1012、出口；1001、第一侧壁；1002、第二侧壁；1003、第三侧壁；1004、第四侧壁；11、隔热垫；111、挡片；112、非排出口隔热区域；113、凹槽；1031、防爆堵盖壳体；1032、防爆堵盖密封胶。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
诚如背景技术中提到的相关技术中的基于防爆阀排出热失控副产物而导致的影响区域广、关联影响大以及对其他结构产生冲击导致结构失效的问题。
具体的，根据计算机流体力学仿真数据可得到气体流动云图，由其可知在热失控发生时，热失控副产物会会基于流体运动规律充盈电池包内，然后通过防爆阀喷出，如此会导致如下问题。
其一、热失控副产物通常是高温高热的，当其从防爆阀位置排出时程伞状射出，影响区域较广。具体而言，目前防爆阀普遍使用的是弹簧压力结构式弹簧，排气通道为电池包内压力推动阀芯位移、阀芯与阀体之间形成斜向环形空间，当热失控副产物向外喷出时，喷出轨迹为斜向伞状结构、辐射区域极大，对周边器件乃至人员安全造成极大威胁。
其二、电池包内热失控副产物的充盈极大造成电池包内排出途径上的其他电池单体受热、电连接绝缘失效乃至高压拉弧等关联影响。具体而言，电池包内失效电池单体的副产物高温高热，一般优先沿着最短路径扩散到气压最低的防爆阀设置位置，扩散途径中的其他未失控电池单体会受到极高的温度冲击和副产物颗粒形成的物理冲击，受到冲击的电池单体(可简称为受体电池单体)通常会受热以及受力，当达到一定极限时，受体电池单体会进一步发生热失控，出现热扩散现象；同样，电池包内高压连接件在高温高压副产物热和力的双重作用下，很可能产生绝缘失效乃至高压拉弧等问题；从而进一步加剧整个电池系统热失控反应。
其三、由于电池包内低压采样线束收到高温高压气体冲击，也存在很大概率出现线束冲击熔断、接插件融化松脱等现象，从而导致电池包内的电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)出现部分信号丢失乃至整个BMS失效、数据丢失，整个电池系统状态失控，不利于后续事故原因排查追溯。
针对相关技术中的问题，参见图1、图2、图3及图4，本申请提出了一种电池包，该电池包通过结构改进，可实现电池热失控时，电池包内无热失控副产物蔓延、且热失控副产物在电池包上的预设位置定向排出。示例性的，该电池包包括：盖体4、箱体1和电池单体2；盖体4与箱体1组装，形成用于容纳电池单体2的容纳腔；电池单体2排布于容纳腔内；电池单体2包括靠近盖体4的顶面202、与顶面202相邻的侧面201、防爆阀21以及输出极柱22；防爆阀21设置于侧面201，输出极柱22设置于顶面202；箱体1具有热失控副产物排出通道100；排出通道100的入口1011与防爆阀21对应设置，排出通道100的出口1012设置在箱体1背离电池单体2的外侧；在电池单体2热失控时，防爆阀21打开而排出的热失控副产物通过入口1011进入排出通道100，并通过出口1012排出电池包外。
具体的，如图2所示，该电池包包括箱体1、电池单体2、盖体4以及可选包括电池汇流排3；其中，盖体4与箱体1组装形成用于容纳电池单体2的容纳腔，该容纳腔为一密封空间；电池单体2在容纳腔内成排放置，电池汇流排3连接在相邻电池单体2之间，用于实现电池单体2之间的串并联。在其他实施方式中，电池包还可包括其他结构组件，在此不限定。
需要说明的是，按照图2中示出的方位，其中仅示例性的示出了箱体1在下，盖体4在上，但并不构成对电池包的限定。
结合图2和图3，电池单体2包括防爆阀21和输出极柱22，且防爆阀21和输出极柱22分别设置在电池单体2的不同表面，即二者在电池单体2的不同平面内。示例性的，以电池单体2靠近盖体4的一侧为顶面202，与顶面202相邻的为侧面201；则防爆阀21位于侧面，输出极柱22位于顶面202。进一步地，防爆阀21在电池单体2的侧面与排出通道100的入口1011正对，可选地，入口1011完全覆盖防爆阀21，以实现二者之间的有效正对。基于此，当电池单体2热失控时，由防爆阀21处排出的热失控副产物可快速通过排出物通道100的入口1011进入排出通道100，并进一步通过出口1012排离电池包内，避免了热失控副产物在电池包内的蔓延，从而避免了对电池包内的其他结构组件的影响；同时，通过设置防爆阀21在电池单体2的侧面201，输出极柱22在电池单体2的顶面，即防爆阀21和输出极柱22位于电池单体2的不同表面，还避免了热失控副产物在顶部排出可能对电池汇流排3和盖体4的绝缘层造成高温及物理冲击乃至进而引起的高压拉弧风险；同时，电池单体2的输出极柱22便于电池单体2成组时电连接操作便利，以及便于实现电池包整包装配时的绝缘防护操作。
由此，通过设置电池单体2中，防爆阀21设置在电池单体2的侧面，且与输出极柱22分布在电池单体2的不同表面，有效避免了防爆阀21开阀时热失控副产物对电连接的影响，同时也避免防爆阀21设置顶部开阀时有可能造成的其他绝缘失效。
同时，通过设置电池包中的箱体1具有热失控副产物排出通道100；排出通道100的入口1011与防爆阀21对应设置，排出通道100的出口1012设置在箱体1背离电池单体2的外侧；在电池单体2热失控时，防爆阀21打开而排出的热失控副产物通过入口1011进入排出通道100，并通过出口1012排出电池包外，避免了对电池包内的结构组件的影响，实现了热失控副产物从排入到定向排离的全过程；其中，排出通道100的延伸实现对热失控副产物的导向。
本申请实施例提供的电池包包括盖体4、箱体1和电池单体2；其中，盖体4与箱体1组装，形成用于容纳电池单体2的容纳腔；电池单体2排布于容纳腔内；电池单体2包括靠近盖体4的顶面202、与顶面202相邻的侧面201、防爆阀21以及输出极柱22；防爆阀21设置于侧面201，输出极柱22设置于顶面202；如此设置，将防爆阀21与输出极柱22分别设置在电池单体2的不同表面，增大了防爆阀21与输出电极之间的空间距离，减弱了热失控副产物以及热失控热传导对输出电极的影响，以及减弱了对输出电极与其他结构部件之间的连接结构的影响，避免热失控扩散。同时，箱体1具有热失控副产物排出通道100；排出通道100的入口1011与防爆阀21对应设置，排出通道100的出口1012设置在箱体1背离电池单体2的外侧；在电池单体2热失控时，防爆阀21打开而排出的热失控副产物通过入口1011进入排出通道100，并通过出口1012排出电池包外，由此电池单体2热失控副产物的排出途径为经防爆阀21由入口1011进入箱体1具有的排出通道100之后，由排出通道100的出口1012直接排出到电池包外，并不采用电池包内的路径传输，从而避免了热失控副产物在电池包内的蔓延扩散，从而改善了对电池包内的高压电连接、低压采样线束以及其他电池单体2的影响，以及通过出口1012排出，避免了在电池包外的伞状喷射，从而避免了对电池包外整车布置、乃至乘客安全造成的干扰和影响。
本申请实施例提供了一种动力电池系统中针对电池包的热失控副产物定向排离的方案，其中：排出通道100的入口1011可与防爆阀21一一对应设置，从而在发生电池热失控时，电池单体2的防爆阀21排出的热失控副产物可直接传输至排出通道100内，而不会在电池包蔓延；进一步地，进入排出通道100内的热失控副产物由排出通道100进行导向，并在出口1012排出，从而实现热失控副产物在电池包的指定位置定向排出。
能够理解的是，指定位置即为出口1012的位置。
与相关技术进行对比来示例性说明本申请提供的技术方案的有益效果，如下：其一、将相关技术中电池单体防爆阀顶部设计改进为侧部设计，防爆阀与排出通道的入口对应设置；将电池包内电池单体热失控副产物排出途径由电池包内自然形成的排出通道、经防爆阀伞状排出改进为电池单体热失控副产物直接排出到箱体上的排出通道、经出口直接定向排出电池包，避免热失控副产物经过电池包内，从而避免对高压电连接、低压电池管理系统以及电池包内的其他结构组件造成的影响；其二、通过设置电池包的箱体具有针对热失控副产物的排出通道，利用排出通道对热失控副产物进行导向，使热失控副产物经出口定向直射排出，该排出角度相对于伞状喷射而言，角度更小，避免了相关技术中电池包外伞状排出的热失控副产物对电池包外整车布置、乃至乘客逃离造成的干扰和伤害。
在一些实施方式中，结合图2和图4，该电池包中，箱体1包括箱体框架梁101；箱体框架梁101位于成排放置的电池单体2的至少一侧；排出通道100形成于箱体框架梁101内。
具体的，通过在箱体1中设置箱体框架梁101，且排出通道100形成于箱体框架梁101内，有利于确保结构统一，确保较高的结构稳定性和空间利用率。
在一些实施方式中，继续参考图2和图4，该电池包中，电池单体2排列为至少两排，箱体框架梁101对应设置至少三条；所有箱体框架梁101均沿电池单体2的排布方向延伸。
示例性的，以图2和图4为例，电池单体2为两排，对应箱体框架梁101为三条；在其他实施方式中，电池单体还可为三排或更多排，对应箱体框架梁101的数量还可为四条或更多条，在此不限定。
由此，通过设置电池单体2为两排或更多排时，箱体框架梁101对应为三条或者更多条，且各箱体框架梁101均沿电池单体2的排布方向延伸，使得个箱体框架梁101的结构简单且规律，有利于简化箱体1的结构，以及有利于简化电池包的整体结构，且箱体框架梁101与电池单体2的排布方式较简单。
在一些实施方式中，继续参考图4，沿箱体框架梁101的延伸方向，在箱体框架梁101的两端分别设置第一堵盖102和第二堵盖103；第一堵盖102与箱体框架梁101固定连接；第二堵盖103与箱体框架梁101密封固定；第二堵盖103在热失控副产物的冲击下打开，以排出热失控副产物。
具体的，在箱体框架梁101的两端分别设置第一堵盖102和第二堵盖103；且通过设置第一堵盖102与箱体框架梁101采用固定连接方式，在确保电池包整包气密性的同时还防止热失控副产物从此处排出；同时，通过设置第二堵盖103与箱体框架梁101密封连接，能够确保电池包整包在未热失控时的气密性，以及在发生热失控时，第二堵盖103会受到高温高压热失控副产物冲击而打开，从而便于热失控副产物顺利排出。
在一些实施方式中，第一堵盖102包括金属堵盖；第一堵盖102与箱体框架梁101为一体成型的结构，或者第一堵盖102与箱体框架梁101焊接固定；和/或，第二堵盖103包括塑料堵盖；第二堵盖103与箱体框架梁101通过螺栓和密封结构固定密封。
具体的，在箱体框架梁101的两端分别采用金属堵盖和塑料堵盖(也称为防爆堵盖)；其中，金属堵盖与箱体框架梁101采用焊接或其他永久固定方式，在确保电池包整包气密性的同时还防止热失控副产物从此处排出；防爆堵盖与箱体框架梁101采用螺栓加密封胶或密封圈材质固定密封，在电池包正常工作情况下，即未发生热失控的情况下，防爆堵盖能很好的确保电池包整包气密性，当发生热失控时，此处防爆堵盖会受到高温高压热失控副产物冲击迅速失效(熔化或破裂失效)，确保热失控副产物会顺利从热失控排出口1012定向排出。
需要说明的是，金属堵盖需要选用耐高温耐冲击的金属材料(例如铝)或其他高强度的工程材料替代，在保证电池包整包气密性的同时还防止热失控副产物从此处排出。
本申请实施例中，通过设置沿箱体框架梁101的延伸方向，箱体框架梁101的两端分别连接第一堵盖102和第二堵盖103，其中第一堵盖102与箱体框架梁101固定连接，可选采用焊接或其他永久固定方式固定；第二堵盖103与箱体框架梁101密封连接，可选利用螺栓以及密封结构等实现密封连接，能够在不发生热失控的情况下，利用第一堵盖102和第二堵盖103密封箱体框架梁101，将电池包内部与外部间隔开，避免电池包外部的物体进入电池包内，从而确保电池包内的整体环境稳定，从而确保电池包的性能稳定；以及在发生热失控的情况下，第二堵盖103在热失控副产物的冲击下失效打开，使得热失控副产物顺利排出。
在一些实施方式中，如图8所示，第二堵盖(例如防爆堵盖)主要由防爆堵盖壳体1031和防爆堵盖密封胶1032组成；其中，防爆堵盖密封胶1032的主要作用是电池系统正常工作情况下保证防爆堵盖壳体1031与箱体框架梁101间的密封作用，可选用密封结构胶、泡棉类密封条及其他密封材料形成，在此不限定。
本申请实施例中，防爆堵盖壳体1031与箱体框架梁101间通过螺栓或其他方式连接，既确保正常工作情况下电池系统密封性能，又满足热失控发生时该位置受到热失控副产物冲击及时失效，从而使热失控副产物顺利排出。针对此，该防爆堵盖壳体1031可选用耐温性能一般、在热失控副产物冲击下快速融化失效，或机械强度适中、在热失控副产物物理冲击下快速破裂失效的工程塑料材料、或理化性能类似的金属材料，在此不限定。
在一些实施方式中，如图5和图6所示，箱体框架梁101还包括排出辅助通道105和第一隔热腔104，排出辅助通道105与第一隔热腔104并排设置，且位于排出通道100朝向电池单体2的一侧；排出副通道通过入口1011与电池单体2的防爆阀21一一对应设置，且连通至排出通道100；第一隔热腔104与电池单体2的侧面201未设置防爆阀21的至少部分位置对应。
具体的，在箱体框架梁101中，在排出通道100朝向单体电池的一侧，还可设置第一隔热腔104和排出辅助通道105，第一隔热腔104与电池单体2中未设置防爆阀21的至少部分位置对应，能够将该对应部分的电池单体2与排出通道100间隔开，避免利用排出通道100导向的热失控副产物由于热传导作用而对电池单体2存在影响。排出辅助通道105与第一隔热腔104并排设置，连通入口1011和排出通道100，有利于简化箱体框架梁101的结构设计。
在一些实施方式中，继续参考图6，箱体框架梁101还包括第二隔热腔106；第二隔热腔106设置于排出辅助通道105背离第一隔热腔104的一侧，对应于电池单体2的侧面201未设置防爆阀21的位置；电池包还包括密封垫5，密封垫5用于密封箱体1和盖体4，密封垫5设置于第二隔热腔106背离排出辅助通道105的一侧。
具体的，在箱体框架梁101中，还设置第二隔热腔106，第二隔热腔106设置于排出辅助通道105背离第一隔热腔104的一侧，也对应于电池单体2的侧面201未设置防爆阀21的位置，能够将密封箱体1与盖体4的密封垫5与排出辅助通道105间隔开，从而避免结合排出辅助通道105导向的热失控副产物由于热传导作用而对密封垫5产生的影响，有利于确保密封垫5保持较好的性能，从而确保盖体4与箱体1之间具有较好的密封性，从而确保电池包的整体性能稳定性较好。
在一些实施方式中，继续参考图6，箱体框架梁101中，围设形成排出通道100的侧壁的壁厚大于不包围排出通道100的侧壁的壁厚。
具体的，通过设置箱体框架梁101中，围设形成排出通道100的侧壁厚于不用于包围排出通道100的侧壁，由此能够使得排出通道100能够承受得住热失控副产物的冲击，确保较好的结构稳定性。
在一些实施方式中，箱体框架梁101还可包括堵盖安装孔107，该堵盖安装孔107为预留的螺栓安装孔结构，能够满足第二堵盖螺栓连接及金属堵盖铆接等需求。
本申请实施例中，排出通道100承担热失控副产物的排出导向的作用，该腔体四周壁厚(例如第一侧壁1001、第二侧壁1002和第三侧壁1003)比其他侧壁(例如第四侧壁)同比偏厚，以确保能够承受热失控时热失控副产物所造成的物理冲击。第二隔热腔106能够有效隔断排除辅助通道105处的热失控副产物的热量向上传递，从而避免其对密封垫5造成损坏而引起电池包整包密封失效。第一隔热腔104能够有效阻断排出通道100内热量向电池单体2下部传递；整个箱体1同样兼具承载电池包整包的力学稳定性需求。隔热垫11能够有效密封防爆阀周边与入口1011，从而防止入口1011对应的排出辅助通道105内逸散的少量热失控副产物的热量对非失效电池单体2造成热传递影响。由此，该箱体框架梁101设置具有多种功能的腔体结构，实现了热失控副产物排出通道的入口、排出辅助通道、排出通道、密封垫隔热腔体、电池单体下部隔热腔体等多种功能结构的集成。
在一些实施方式中，从参考图6和图7，该电池包还包括隔热垫11；隔热垫11位于箱体框架梁101与电池单体2的侧面201之间；隔热垫11在对应于防爆阀21的位置设置受热失控副产物冲击而打开的挡片111；防爆阀21打开时，挡片111受到热失控副产物冲击而打开，热失控副产物通过对应的入口1011排到排出通道100内。
具体的，该电池包还可包括隔热垫11，该隔热垫11设置于箱体框架梁101与电池单体2之间，用于将箱体框架梁101与电池单体2间隔开，以避免利用排出通道100导向的热失控副产物由于热传导作用而对电池单体2存在影响；同时，设置隔热垫11在对应于防爆阀21的位置具有受到热失控副产物冲击而打开的挡片111，该挡片111在不发生热失控的情况下，间隔在排出通道100的入口1011与防爆阀21之间，以及在发生热失控的情况下，在防爆阀21打开而排出热失控副产物时，受到热失控副产物冲击而打开，使得热失控副产物能够顺利通过入口1011排到排出通道100内，进而排出电池包之外。
本申请实施例中，电池单体2中的防爆阀21与箱体1中的排出通道100的入口1011正对配合，电池单体2发生热失控时，电池单体2的防爆阀21打开，隔热垫11上的挡片111受冲击而翻转打开，热失控副产物直接经入口1011喷射到排出通道100，最后经出口1012定向排出到电池包外，整个过程中避免了电池包内物热失控副产物蔓延情况发生。
能够理解的是，以图7示出的方位为例，左侧为正面结构示意图，右侧为背面局部结构放大图。
在一些实施方式中，继续参考图7，隔热垫11中，在挡片111与隔热垫11主体连接的位置，在背离电池单体2的一侧设置凹槽113。
具体的，上述隔热垫11中，在挡片111与隔热垫11主体连接的位置，在背离电池单体2的一侧还设置凹槽113，以在实现挡片111与隔热垫11主体连接的同时，减弱挡片111受冲击打开的阻力，从而便于挡片111受热失控副产物冲击而打开。
本申请实施例中，隔热垫11设置有挡片111和凹槽113(也称为翻转槽)，从而使电池单体2热失控时，对应位置挡片111沿凹槽113翻转，排出通道100的入口1011处的通道畅通，而其他未失控位置对应的挡片111则不翻转。
在一些实施方式中，同一排电池单体2中，电池单体2一正一反放置，即相邻电池单体2的防爆阀位于相对侧面，针对此，相对电池单体2而言，隔热垫上的挡片111间隔设置，如图7中，虚线框代表非排出口隔热区域，其对应于未设置防爆阀的完整侧面，基于与电池单体2的防爆阀21反面对配，与未翻转的挡片111一起，能够有效隔断入口1011所对应的排出辅助通道逸散的少量热失控副产物对非失效电池单体造成的热传递影响。
本申请实施例提供的电池包，通过上述结构设置，能够在热失控时实现热失控副产物的定向排离，从而降低乃至避免热失控副产物对电池包外部人或物造成二次伤害；同时，能够避免电池包内部热失控副产物蔓延的发生，进一步避免了热扩散、绝缘失效乃至高压拉弧等热失控加剧恶化的现象发生，有效控制事故剧烈程度；以及，能够避免传统热失控对动力电池系统BMS系统的影响，对于事故过程监控、后续事故原因调查提供数据支撑。
在上述实施方式的基础上，本申请实施例还提供一种了动力电池系统，该动力电池系统包括上述实施方式提供的任一种电池包，具有对应的有益效果。
在其他实施方式中，该动力电池系统还可包括电池管理系统等其他结构组件，在此不赘述也不限定。
在上述实施方式的基础上，本申请实施例还提供了一种车辆，包括上述实施方式提供的任一种动力电池系统，具有对应的有益效果。
在其他实施方式中，该车辆还可包括驾舱系统、动力系统等其他结构系统，在此不赘述也不限定。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种电池包，其特征在于，包括：盖体、箱体和电池单体；
所述盖体与所述箱体组装，形成用于容纳所述电池单体的容纳腔；所述电池单体排布于所述容纳腔内；
所述电池单体包括靠近所述盖体的顶面、与所述顶面相邻的侧面、防爆阀以及输出极柱；所述防爆阀设置于所述侧面，所述输出极柱设置于所述顶面；
所述箱体具有热失控副产物排出通道；所述排出通道的入口与所述防爆阀对应设置，所述排出通道的出口设置在所述箱体背离所述电池单体的外侧；
在所述电池单体热失控时，所述防爆阀打开而排出的热失控副产物通过所述入口进入所述排出通道，并通过所述出口排出所述电池包外。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体包括箱体框架梁；所述箱体框架梁位于成排放置的所述电池单体的至少一侧；
所述排出通道形成于所述箱体框架梁内。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池单体排列为至少两排，所述箱体框架梁对应设置至少三条；
所有所述箱体框架梁均沿所述电池单体的排布方向延伸。
4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，沿所述箱体框架梁的延伸方向，在所述箱体框架梁的两端分别设置第一堵盖和第二堵盖；
所述第一堵盖与所述箱体框架梁固定连接；
所述第二堵盖与所述箱体框架梁密封固定；所述第二堵盖在所述热失控副产物的冲击下打开，以排出所述热失控副产物。
5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第一堵盖包括金属堵盖；所述第一堵盖与所述箱体框架梁为一体成型的结构，或者所述第一堵盖与所述箱体框架梁焊接固定；
和/或，
所述第二堵盖包括塑料堵盖；所述第二堵盖与所述箱体框架梁通过螺栓和密封结构固定密封。
6.根据权利要求2-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述箱体框架梁还包括排出辅助通道和第一隔热腔，所述排出辅助通道与所述第一隔热腔并排设置，且位于所述排出通道朝向所述电池单体的一侧；
所述排出副通道通过所述入口与所述电池单体的防爆阀一一对应设置，且连通至所述排出通道；
所述第一隔热腔与所述电池单体的侧面未设置防爆阀的至少部分位置对应。
7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述箱体框架梁还包括第二隔热腔；所述第二隔热腔设置于所述排出辅助通道背离所述第一隔热腔的一侧，对应于所述电池单体的侧面未设置防爆阀的位置；
所述电池包还包括密封垫，所述密封垫用于密封所述箱体和所述盖体，所述密封垫设置于所述第二隔热腔背离所述排出辅助通道的一侧。
8.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述箱体框架梁中，围设形成所述排出通道的侧壁的壁厚大于不包围所述排出通道的侧壁的壁厚。
9.根据权利要求2-5任一项所述的电池包，其特征在于，还包括隔热垫；所述隔热垫位于所述箱体框架梁与所述电池单体的侧面之间；
所述隔热垫在对应于所述防爆阀的位置设置受热失控副产物冲击而打开的挡片；
所述防爆阀打开时，所述挡片受到热失控副产物冲击而打开，所述热失控副产物通过对应的所述入口排到所述排出通道内。
10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述隔热垫中，在所述挡片与隔热垫主体连接的位置，在背离所述电池单体的一侧设置凹槽。
11.一种动力电池系统，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的电池包。
12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求11所述的动力电池系统。
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