CN208797082U - 一种电池包 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电池包，包括箱体和多个电芯，所述箱体用于容纳多个电芯，且所述箱体设置有防爆阀；所述电池包还包括至少一个防护结构，所述防护结构固定于所述箱体内，所述防护结构包括壳体；所述壳体包括顶壁和侧壁，所述顶壁和所述侧壁围成流体通道，从所述电芯排出的热流能够在所述流体通道内流动；所述防护结构用于使热流从所述防爆阀排出时为非燃烧状态。本申请中，当电池包发生热失控现象、电芯排出热流时，通过在电池包内增设一个或多个防护结构，能够阻止该热流发生燃烧，从而能够避免燃烧状态的流体从防爆阀排出，以提高该电池包的安全性，且流体从防爆阀排出后，能够避免损坏电池包箱体。

Description

一种电池包

【技术领域】

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池包。

【背景技术】

电池包包括箱体和位于箱体内部的电芯，随着动力电池系统能量密度逐步提高，电芯化学体系逐步向高能量密度发展，电芯容积也越发变大。但是，高能量密度的电芯发生热失效时存在放热量大、持续时间长、危害程度高等问题。

电芯发生热失效现象时，产生高温(≈1000℃)气液固三相热流，且该热流冲击电池包箱体，导致箱体被冲破，且该高温热流泄露后与空气接触时容易发生燃烧，给乘客及驾驶员人身安全带来严重危害。

【实用新型内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电池包，用以解决现有技术中电芯发生热失控时热流冲破箱体，导致电池包损坏，且热流发生燃烧，影响乘客和驾驶员人身安全的问题。

本申请实施例提供了一种电池包，包括箱体和多个电芯，所述箱体用于容纳多个电芯，且所述箱体设置有防爆阀；

所述电池包还包括至少一个防护结构，所述防护结构固定于所述箱体内，所述防护结构包括壳体；

所述壳体包括顶壁和侧壁，所述顶壁和所述侧壁围成流体通道，从所述电芯排出的热流能够在所述流体通道内流动；

所述防护结构用于使热流从所述防爆阀排出时为非燃烧状态。

优选地，所述流体通道内设置有至少一个阻燃件和/或至少一个冷却件。

优选地，所述阻燃件包括成型剂和阻燃剂；

所述成型剂为热塑性树脂和/或热固性树脂；所述阻燃剂为卤化磷系阻燃剂、有机磷阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。

优选地，所述成型剂形成容纳外壳，所述阻燃剂填充于所述容纳外壳，所述容纳外壳设有导流孔。

优选地，所述冷却件包括与所述壳体内壁固定的热熔外壳，所述热熔外壳与所述壳体内壁之间具有干粉，所述干粉受热时能够生成二氧化碳。

优选地，所述壳体为金属材料、云母及其复合、酚醛树脂及其复合、碳复合中的一种或多种；

所述壳体的壁厚为0.5mm～5mm。

优选地，所述电芯具有流体出口；

所述壳体覆盖于所述流体出口，且与所述顶壁相对的一侧设置有与各所述流体出口连通的开口。

优选地，所述壳体的侧壁设置有向外延伸的翻边。

优选地，所述壳体沿所述电芯的厚度方向X延伸，各所述壳体沿所述电芯的长度方向Y布置；

沿所述壳体的延伸方向，所述壳体具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部靠近所述防爆阀，且具有开口，所述第二端部封闭。

优选地，所述流体通道内设置有至少一个阻燃件和/或至少一个冷却件，所述阻燃件和/或冷却件位于所述第一端部的开口处；

所述阻燃件和/或冷却件开设有导流孔。

本申请中，当电池包发生热失控现象、电芯排出热流时，通过在电池包内增设一个或多个防护结构，能够阻止该热流发生燃烧，从而能够避免燃烧状态的流体从防爆阀排出，以提高该电池包的安全性，且流体从防爆阀排出后，能够避免损坏电池包箱体。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请所提供电池包在一种具体实施例中的爆炸图；

图2为图1中Ⅰ部分的局部放大图；

图3为图1中上箱体与防护结构配合的结构示意图；

图4为图1中防护结构的结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图5的A-A向剖视图；

图7为图5的B-B向剖视图。

附图标记：

1 箱体

11 上箱体

111 防爆阀

12 下箱体

2 电池模组

21 电芯

211 流体出口

3 防护结构

31 壳体

311 顶壁

312 侧壁

313 翻边

314 封堵板

32 阻燃件

321 导流孔

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中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。在本申请实施例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。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请参考附图1-7，其中，图1为本申请所提供电池包在一种具体实施例中的爆炸图；图2为图1中Ⅰ部分的局部放大图；图3为图1中上箱体与防护结构配合的结构示意图；图4为图1中防护结构的结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为图5的A-A向剖视图；图7为图5的B-B向剖视图。

在一种具体实施例中，本申请提供一种电池包，如图1所示，该电池包包括箱体1，其中，该箱体1包括上箱体11和下箱体12，且上箱体11为底部开口的箱形结构，下箱体12包括底板，且该上箱体11与下箱体12通过胶接、铆接、螺栓连接、卡扣连接中的一种或多种形式实现连接，二者连接后，形成具有内腔的结构。同时，该电池包还包括位于箱体1内腔的电池模组2，该电池模组2包括多个电芯21，各电芯21相互紧靠排列，并固定于下箱体12。

如图2所示，各电芯21的顶部均具有流体出口211，该流体出口211可以是设置在电芯21上的泄压阀、防爆阀、单向阀或者双向阀。该当电池包工作过程中发生热失控时，电芯21会释放出热流，其中，热流指的是电芯21内部因热失控而产生的高温气液固三相热流。因此，电池包发生热失控现象时，电芯21内部产生的热流经各自的流体出口211排出至箱体1内腔，导致箱体1内气压和温度均急剧升高，升高到一定程度后，容易造成电池包爆炸与燃烧，影响电动车的安全性。因此，为了防止电池包发生爆炸，如图1所述，箱体1设置有防爆阀111，从而能够通过该防爆阀111实现泄压。

但是，由于电池包发生热失控现象时电芯21排出的热流包括高温可燃气体，当其直接通过防爆阀111排出电池包时，该热流容易发生燃烧，导致电池包外部发生燃烧，影响车辆内部其他部件的安全性。

为了解决该技术问题，本申请主要通过在电池包内部增设一个或多个防护结构3实现，电芯21的热流能够经过该防护结构3，该防护结构3能够用于阻止热流在箱体1内部和/或在防爆阀111处发生燃烧，从而能够使热流从防爆阀排出时为非燃烧状态。

因此，本申请中，当电池包发生热失控现象、电芯21排出热流时，通过在电池包内增设防护结构3，能够阻止该热流发生燃烧，从而能够避免燃烧状态的流体从防爆阀111排出，以提高该电池包的安全性，且流体从防爆阀111 排出后，能够避免损坏电池包箱体1。同时，该防护结构3不会影响电池包正常工作。

具体地，如图4所示，该防护结构3包括壳体31，壳体31为内部中空具有内腔的结构，具体地，该壳体31包括顶壁311和位于顶壁311两端的两侧壁312，且该顶壁311与两侧壁312围成上述流体通道，电芯21的流体出口211均与流体通道连通，从而使得各电芯21的流体出口211排出的热流能够进入流体通道内，并在该流体通道内流动。

同时，如图1所示，流体通道的中心与各流体出口211的中心对应，从而能够保证电芯21产生的热流能够进入流体通道，降低泄露的风险。

同时，在第一种具体实施例中，该防护结构3还包括设置于流体通道内的一个或多个阻燃件32，且该阻燃件32填充有阻燃剂。

当热流通过该阻燃件32时，其中的阻燃剂受热分解，并与热流发生化学反应，以使热流不具备燃烧条件，实现阻燃的目的，因此，阻燃件32能够实现化学阻燃。

本申请中，上述阻燃件32能够使得从防爆阀111排出的流体处于非燃烧状态，防止电池包外部发生明火，提高电池包的安全性。

进一步地，如图1所示，该防护结构3的壳体31沿电芯21的厚度方向X延伸，且各壳体31沿电芯21的长度方向Y布置，且沿壳体31的延伸方向，该壳体31具有相对的第一端部和第二端部，靠近防爆阀111的端部为第一端部，远离防爆阀111 的端部为第二端部。其中，该第一端部开口，以使流体通道与防爆阀111连通，第二端部封堵，以使热流只能经该第一端部的开口排出防护结构3，因此，该实施例中的流体通道还能够起到导流的作用，即能够将热流导向至防爆阀111处，促进其排出，且在流体通道内流动的过程中，还能够经过上述阻燃件32。

具体地，如图6所示，该壳体31的第二端部通过封堵板314封堵，该封堵板314 可与壳体31一体成型，或者，也可通过胶接、铆接、螺栓连接、卡扣连接中的一种或多种形式与壳体31固定，并需保证封堵板314与壳体31固定后具有良好的密封性。

在具体的实施例中，如图4和6所示，该流体通道内设置有一个上述阻燃件32，且该阻燃件32设置于壳体31靠近防爆阀111的第一端部处，从而使得流体通道内的流体均通过该阻燃件32，使得该防护结构3仅需设置一个阻燃件32即可实现良好的阻燃效果，并能够节省成本。

同时，如图7所示，该阻燃件32开设有用于流体通过的导流孔321，以使流体通道与防爆阀111通过该导流孔321相连通。

本实施例中，由于壳体31的第一端部通过封堵板314封堵，第二端部设置有上述阻燃件32，且该阻燃件32开设有导流孔321，从而在压力的作用下，使得热流有朝向阻燃件32运动的趋势，从而促进热流阻燃后排出。

其中，上述阻燃件32可均匀设置有若干导流孔321，且各导流孔321的形状可为圆形、方形、菱形、三角形、六边形中的一种或多种。

具体地，上述阻燃件32包括成型剂，该成型剂形成容纳外壳，且该容纳外壳与壳体31之间通过胶接、铆接、螺栓连接、卡扣连接中的一种或多种形式连接，同时，该容纳外壳开设有上述导流孔321，且该成型剂包括成型树脂，具体为热塑性树脂和/或热固性树脂。

其中，该容纳外壳中成型树脂的厚度可为5mm～30mm。当然，也可根据实际工况设置成型树脂的厚度。

阻燃剂包括卤化磷系阻燃剂、有机磷阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。上述阻燃剂填充于容纳外壳，且阻燃剂含量20％～95％，优选80％，其中，阻燃剂含量指的是阻燃剂重量与阻燃件32总重量(阻燃剂重量与成型树脂重量之和)之比。

具体地，本申请中，优选采用阻燃效率高的卤化磷系阻燃剂。

在另一实施例中，该阻燃件还可包括成型外壳和阻燃剂，其中，该成型外壳固定于壳体31的内壁，且该成型外壳开设有上述导流孔321，内部放置有上述阻燃剂。

如图1所示，当电芯21发生热失控时，电芯21的流体出口211喷射出高温气液固三相热流，该热流进入防护结构3壳体31的流体通道内，受到壳体31四面约束后流向设置有导流孔321的阻燃件32，且热流能够通过阻燃件32的导流孔321，在热流与阻燃件32接触期间，阻燃件32中的卤化磷系复合阻燃剂受热分解生成卤化氢(HX)，卤化氢(HX)通过捕捉高能HO+自由基生成H2O和低能量X+，水汽蒸发降温并稀释助燃性气体，X+持续与热流中的烃反应再次生产HX，从而循环消耗HO+自由基链锁反应，使热流不具备燃烧条件，以非燃烧状态排向防爆阀111，从而防止明火发生。

在第二种具体实施例中，壳体31的流体通道内设置有一个或多个上述冷却件，该冷却部件包括干粉，干粉受热时能够生成二氧化碳。

当热流通过冷却件时，其中的干粉受热蒸发，生成二氧化碳，从而降低热流与氧气的接触面积，并降低热流的温度，从而实现阻燃的目的，因此，该冷却件能够实现物理阻燃。

具体地，该冷却件包括与壳体31内壁固定的热熔外壳，且该热熔外壳与壳体 31之间具有干粉，受热时，热熔外壳能够融化，从而使得干粉位于热流的流体通道内，降低热流与助燃气体的接触面积，并降低热流的问题，从而实现阻燃的目的。

更具体地，该热熔外壳可为固定于壳体31内壁的热熔膜，且热熔膜与壳体31 之间放置有干粉，为了提高阻燃效果，该热熔膜可覆盖于壳体31内壁的顶部(远离流体出口211的一端)，从而使得热熔膜受热融化后，干粉能够在重力的作用下下降，从而提高干粉与热流的接触面积。

在第三种具体实施例中，该防护结构的流体通道内设置有一个或多个阻燃件 32，以及一个或多个冷却件，其中，阻燃件32和冷却件的结构如上所述。

因此，本实施例中，通过阻燃件32的化学阻燃作用和冷却件的物理阻燃作用，能够有效防止热流从电池包的防爆阀111排出时为燃烧状态。

以上各实施例中，如图6所示，该壳体31覆盖于电芯21，且其底部具有与各电芯21的流体出口211连通的开口，其中，壳体31底部指的是壳体31朝向电芯21 的一端，即为与上述顶壁311相对的一端。图4所示的实施例中，壳体31为不具有底板的结构，因此，其底部全开；或者，壳体31底部也可为具有底板的结构，具体地，底板为与壳体31的顶壁311相对设置，并连接于壳体31的侧壁312的结构，且该底板开设有多个分别与电芯21的流体出口211相连通的开口，各开口的排列与各电芯21的排列方式相同。

同时，壳体31底部开口的侧壁312除设置有向外延伸的翻边313，该翻边313 能够与电芯21的外壁相抵，从而通过二者的相抵能够降低热流从壳体31与电芯21 之间泄露的风险。

同时，该壳体31通过胶接、铆接、螺栓连接、卡扣连接中的一种或多种方式与电芯21外壁固定，具体地，可通过上述翻边313实现与电芯21之间的连接。

另一方面，以上各实施例中，壳体31包括金属结构、云母及其复合结构、酚醛树脂及其复合结构、碳复合结构中的一种或多种，且该壳体31的壁厚为 0.5mm～5mm。

其中，金属结构包括耐高温金属，例如钛合金、合金钢等。本实施例中，由于云母的短时耐高温强度≥55MPa(1000℃/30s)且密度≤2.3g/cm3，因此，综合考虑提高壳体31的强度和降低电池包的能量密度，优选采用云母，且壳体31的壁厚优选为1～2mm。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包，包括箱体和多个电芯，所述箱体用于容纳多个电芯，且所述箱体设置有防爆阀；

所述电池包还包括至少一个防护结构，所述防护结构固定于所述箱体内，所述防护结构包括壳体；

所述壳体包括顶壁和侧壁，所述顶壁和所述侧壁围成流体通道，从所述电芯排出的热流能够在所述流体通道内流动；

所述防护结构用于使热流从所述防爆阀排出时为非燃烧状态。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述流体通道内设置有至少一个阻燃件和/或至少一个冷却件。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述阻燃件包括成型剂和阻燃剂；

所述成型剂为热塑性树脂和/或热固性树脂；所述阻燃剂为卤化磷系阻燃剂、有机磷阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述成型剂形成容纳外壳，所述阻燃剂填充于所述容纳外壳，所述容纳外壳设有导流孔。

5.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述冷却件包括与所述壳体内壁固定的热熔外壳，所述热熔外壳与所述壳体内壁之间具有干粉，所述干粉受热时能够生成二氧化碳。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述壳体为金属材料、云母及其复合、酚醛树脂及其复合、碳复合中的一种或多种；

所述壳体的壁厚为0.5mm～5mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述电芯具有流体出口；

所述壳体覆盖于所述流体出口，且与所述顶壁相对的一侧设置有与各所述流体出口连通的开口。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述壳体的侧壁设置有向外延伸的翻边。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的电池包，其特征在于，所述壳体沿所述电芯的厚度方向X延伸，各所述壳体沿所述电芯的长度方向Y布置；

沿所述壳体的延伸方向，所述壳体具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部靠近所述防爆阀，且具有开口，所述第二端部封闭。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述流体通道内设置有至少一个阻燃件和/或至少一个冷却件，所述阻燃件和/或冷却件位于所述第一端部的开口处；

所述阻燃件和/或冷却件开设有导流孔。