CN212967875U - 电池模组防爆结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池模组技术领域，尤其涉及一种电池模组防爆结构及车辆。包括多个电芯，电芯的顶端设有底板，底板对应电芯的防爆阀位置处设置，底板的顶端设有顶盖，底板与顶盖之间形成排气通道，底板上设有薄弱区，当防爆阀喷射时，薄弱区可与底板分离并为喷射物进入排气通道提供通道。本公开设置了底板和顶盖，并形成排气通道，当电芯热失控时，防爆阀会向外喷射，由于底板直接设置在电芯的顶端，且位于两个极柱之间，防爆阀的喷射物得以直接穿过薄弱区而进入排气通道内，并经由排气通道向外部排放。

Description

电池模组防爆结构及车辆

技术领域

本公开涉及电池模组技术领域，尤其涉及一种电池模组防爆结构及车辆。

背景技术

随着电动汽车国家强制标准的实施，增加了对电池包热扩散的要求。这是因为电芯热失控会引起电池包的热扩散，需要保证在报警后5分钟内电池包不能导致乘员舱发生危险，当其中一个电芯热失控时，高压喷射出的高温火焰、高温气体、颗粒物会从顶部迅速向相邻电芯扩散，引发相邻电芯的热失控，引发电池包爆炸或出现明火，可能导致无法满足国家强制标准关于热扩散的要求，这时则需要通过延长防爆阀喷射物的热扩散时间以便为后期抢修争取时间。

目前模组的一般设计为在电池模组的上方或下方设置导流腔室，并在导流腔室上设置薄弱区，然后在防爆阀与薄弱区之间设置引导部，从而防爆阀的喷射物得以冲破薄弱区并经引导部到达导流腔室内，再经过导流腔室排放，通过喷射物在导流腔室内的扩散，则可有效起到延迟热扩散的需求。上述方案虽然在极大程度上起到了延迟热扩散的效果，但是导流腔室的设置会占据一定的竖向空间，且设置引导部也会增加防爆阀与导流腔室之间的连接难度，综上所述，现有技术所提供的方案在一定程度上不利于电池模组的小型化。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种电池模组防爆结构及车辆。

本公开提供的一种电池模组防爆结构，包括多个电芯，电芯的顶端设有底板，底板对应电芯的防爆阀位置处设置，底板的顶端设有顶盖，底板与顶盖之间形成排气通道，底板上设有薄弱区，当防爆阀喷射时，薄弱区可与底板分离并为喷射物进入排气通道提供通道。

可选的，顶盖包括位于底板上方的顶板以及位于顶板的下端两侧的限位结构，限位结构的底端与底板连接，顶板、限位结构以及底板之间形成排气通道。

可选的，底板的两侧设有延伸板，延伸板对应极柱处均开设有用于极柱伸出的贯穿孔，顶盖的两侧设有侧盖，位于同侧的延伸板与侧盖之间形成用于容纳极柱的侧边腔体。

可选的，底板与延伸板之间构成平板结构，平板结构的四周设有向下延伸并包裹在电池模组外侧的裙板，侧盖上设有用于与相对应的裙板之间进行连接的连接板。

可选的，底板、延伸板以及裙板为一体成型结构。

可选的，限位结构为U型板，U型板的两端分别与相对应的顶盖和侧盖连接。

可选的，排气通道的两端延伸设有导气部，导气部设有开口向下的出气口。

可选的，多个电芯之间间隔设有隔板。

可选的，薄弱区为开设在底板上的通孔和胶结在通孔顶部的第一隔热板；

或，

薄弱区为厚度小于底板且与底板一体化设置的第二隔热板。

本公开提供的一种车辆，包括上述的电池模组防爆结构。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开设置了底板和顶盖，并形成排气通道，当电芯热失控时，防爆阀会向外喷射，由于底板直接设置在电芯的顶端，且位于两个极柱之间，防爆阀的喷射物得以直接穿过薄弱区而进入排气通道内，并经由排气通道向外部排放。本公开不但可有效的减少现有技术中引导部这一结构，降低了结构的整体复杂程度以及结构的安装难度，在此基础上，又有效的利用了两个极柱之间形成的空腔结构，提高了结构的整体空间利用效率，使得结构整体更为小型化。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的爆炸示意图；

图2为本公开中底板与顶盖的连接示意图；

图3为本公开中底板的结构示意图。

其中，100、电芯；200、底板；201、薄弱区；202、延伸板；203、贯穿孔；204、裙板；300、顶板；301、限位结构；302、侧盖；303、连接板；400、排气通道；401、导气部；500、隔板。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1和图2，本公开提供了一种电池模组防爆结构，包括多个电芯100，电芯100的顶端设有底板200，底板200对应电芯100的防爆阀位置处设置，底板200的顶端设有顶盖，底板200与顶盖之间形成排气通道400，底板200上设有薄弱区201，当防爆阀喷射时，薄弱区201可与底板200分离并为喷射物进入排气通道400提供通道。

在上述实施例中，设置了底板200和顶盖，并形成排气通道400，当电芯100热失控时，防爆阀会向外喷射，由于底板200直接设置在电芯100的顶端，且位于两个极柱之间，即相当于底板200是直接贴合在防爆阀顶端表面上的，防爆阀的喷射物也得以直接穿过薄弱区201而进入排气通道400内，并经由排气通道400向外部排放。

上述设置的好处是，由于底板200和顶盖之间形成了排气通道400，且该排气通道400实际上是与防爆阀紧密贴合的，因此防爆阀的喷射物无法排放至其他部位，既不会与电芯100表面接触，更不会对极柱等重要部位造成损坏。

具体的，为了保证底板200与电芯100之间的有效连接，二者之间可通过胶结的方式连接，以保证底板200与电芯100之间紧密贴合，增加二者的连接强度，同时也可有效保证底板200与电芯100之间不存在缝隙，避免防爆阀的喷射物进入缝隙并透过缝隙进入相邻电芯100的表面。

通过上述设置不难发现，由于底板200与电芯100表面是紧密贴合的，因此不再需要设置额外的导流部将防爆阀的喷射物引导至排气通道400内，防爆阀的喷射物可以直接透过薄弱区201进入排气通道400内，这无疑有效的简化了防爆阀与排气通道400之间的连接结构。而在现有技术中，虽然单独设置了导流腔室可以用于对防爆阀的喷射物进行有效引导，但是由于极柱的干涉，防爆阀与导流腔室之间存在一定的距离，若是不设置引导部，会致使防爆阀喷射物在喷射过程中，虽然也可冲破薄弱地区进入导流腔室，但是也有一部分会向四周扩散，对相邻的其他电芯100造成影响，因此在现有技术中，防爆阀与导流腔室之间需要设置引导部，否则无法完成防爆阀喷射物的引导，这样设置的同时也无疑增加了结构的整体复杂程度以及结构的安装难度。

在现有技术中还存在着其他情况，例如防爆阀与极柱之间并不是位于电芯100的同一端，还存在着防爆阀位于电芯100底端或侧面的情况，在上述情况下，防爆阀与导流腔室之间的确不需要额外设置引导部，在一定程度上实现了如上述公开的效果，但是这种设置首先对电芯100需要进行一定程度上的改进，即将电芯100改造成极柱与防爆阀位于不同的一端，较为费事费力；更为重要的是，并没有对竖向空间进行有效的利用，极柱依然会占用较大的竖向空间，且极柱之间形成的空间并未得到有效利用。在本公开中，底板200是位于两个极柱之间形成的空腔内的，因此，可以有效的利用两个极柱之间形成的空腔结构，即排气通道400是位于该空腔结构内的，有效的提高了电池模组的竖向空间的利用效率，降低了电池模组的高度，实现了电池模组的小型化设计。

综上，本公开不但可有效的减少现有技术中引导部这一结构，降低了结构的整体复杂程度以及结构的安装难度，在此基础上，又有效的利用了两个极柱之间形成的空腔结构，提高了结构的整体空间利用效率，使得结构整体更为小型化，同时也避免了需要对电芯100进行额外改造所付出的创造性劳动。

由于在本公开中，排气通道400是位于两个极柱之间所形成的腔室内的，因此排气通道400的结构为长条形，这也有助于防爆阀的喷射物在排气通道400内扩散并排放，现有技术中，导流腔室的尺寸较大，虽然易于防爆阀喷射物的扩散，但是也容易导致在导流腔室内留有大量残留，不利于后期使用。

请参阅图2，在一些实施例中，顶盖包括位于底板200上方的顶板300以及位于顶板300的下端两侧的限位结构301，限位结构301的底端与底板200连接，顶板300、限位结构301以及底板200之间形成排气通道400。

在上述实施例中，则是对排气通道400的具体结构进行公开，主要集中在对顶盖的公开，顶板300可与底板200之间形成有效的空隙，且不会影响电芯100表面的平整度，优选地，该底板200可与电芯100表面的高度一致，这样可以实现对两个极柱之间形成的空腔的最高效利用。

限位结构301的设置则是便于使得顶板300与底板200之间相连接从而形成完整的排气通道400，优选地，限位结构301可尽量靠近极柱位置处设置，这样可以有效增大排气通道400的容量。考虑到底板200需要与电芯100直接胶结，且便于薄弱区201在底板200上的设置，底板200与限位结构301之间优选为分体式，二者之间可通过胶结连接，而顶板300则可与限位结构301为一体式结构，从而便于上盖与底板200之间的连接。

请参阅图2和图3，在一些实施例中，底板200的两侧设有延伸板202，延伸板202对应极柱处均开设有用于极柱伸出的贯穿孔203，顶盖的两侧设有侧盖302，位于同侧的延伸板202与侧盖302之间形成用于容纳极柱的侧边腔体。

在上述实施例中，则是对底板200结构的进一步优化，通过设置延伸板202，且延伸板202上设置用于极柱伸出的贯穿孔203，可使底板200与延伸板202之间形成一块完整的平板结构，从而提高底板200与电芯100之间的连接强度，优选地，底板200与延伸板202之间可为一体式结构，二者组成的平板结构可直接通过胶结的方式与电芯100相连接。

电芯100的极柱部位则可通过母排连接，考虑对极柱以及母排在使用过程中的安全性，还可在顶盖的两侧设置侧盖302，位于同侧的延伸板202与侧盖302之间形成用于容纳极柱的侧边腔体，从而可对极柱和母排之间进行有效的保护。

不难发现，通过设置侧盖302以及顶盖，实际是在整个电芯100的顶端都设置有保护盖结构，也可进一步的提高结构的整体安全性能。

请参阅图2和图3，在一些实施例中，底板200与延伸板202之间构成平板结构，平板结构的四周设有向下延伸并包裹在电池模组外侧的裙板204，侧盖302上设有用于与相对应的裙板204之间进行连接的连接板303。

在上述实施例中，则是对由底板200与延伸板202之间构成的平板结构进行进一步优化，即平板结构的四周设有向下延伸并包裹在电池模组外侧的裙板204。

在一些实施例中，底板200、延伸板202以及裙板204为一体成型结构，则使得由底板200与延伸板202之间构成的平板结构与裙板204之间形成一个罩体，其中位于罩体顶端的平板结构直接覆盖在电芯100的顶端，而平板结构四周的裙板204则包裹在电池模组的外侧，裙板204也可与电池模组之间通过胶结连接，从而有效提高了由底板200、延伸板202以及裙板204组成的罩体与电池模组之间连接的稳定性。且实施过程更加方便快捷，在具体实施时，可首先在电芯100表面涂抹胶水，再统一将罩体罩于电池模组表面结构，也可在罩体内部先涂抹胶水，再罩于电池模组上。设置裙板204也可对该罩体与电池模组的安装起到导向效果，可以直接实现贯穿孔203与极柱之间的对接，实现薄弱区201与防爆阀位置的对接，有效的提高了安装效率。

而设置连接板303则可加强侧盖302与裙板204之间的连接，具体的，连接板303设置在除侧盖302与顶盖接缝处的其他三侧，通过强化侧盖302与裙板204之间的连接强度，进一步提高侧边腔体的结构强度，从而进一步提高对极柱以及母排的保护效果。

请参阅图2，在一些实施例中，限位结构301为U型板，U型板的两端分别与相对应的顶盖和侧盖302连接。

在上述实施例中，则是对限位结构301的具体公开，即限位结构301为U型板，需要说明的是，该U型板只是与U型结构类似，并不是真正意义上的U型，其可由三块条形板拼接而成，其两端分别与顶盖和侧盖302连接。优选的，U型板与顶盖和侧盖302为一体式结构，其底部可与平板结构通过胶结连接，这样可进一步增强顶盖与底板200之间的连接强度，当防爆阀喷射力较强时，也可有效保证上盖不与底板200之间出现脱离现象，而U型板同时又与侧盖302相连接，即起到顶盖与侧盖302之间的连接，在前文中已经提到了侧盖302与裙板204之间通过连接板303连接，因此，在此基础上无疑又增加了顶盖相对于平板结构的连接强度；U型板的顶端实际为一个凹槽，这样也可有效减少材料的投入使用，即在有效增强顶盖和侧盖302与平板结构连接强度的同时，又可实现结构的轻量化。

请参阅图1，在一些实施例中，排气通道400的两端延伸设有导气部401，导气部401设有开口向下的出气口。

在上述实施例中，则是对排气通道400结构的进一步优化，即排气通道400的两端延伸设有导气部401，该导气部401设有开口向下的出气口，因此可将排气通道400内的喷射物向电池模组的两侧下方进行引导，这样则不会对电池模组外侧的其他部件造成影响，优选地，该导气部401可与上盖为一体成型结构。

请参阅图1，在一些实施例中，多个电芯100之间间隔设有隔板500。

在上述实施例中，则是在电芯100之间间隔设置了隔板500，可以起到对电芯100之间的有效隔绝效果，具体的，该隔板500的材料可以是气凝胶、云母板、防火毡或其它的耐高温材料，从而有效起到隔热效果。该隔热板可与裙板204以及平板结构为一体化设置，也可为分体设置。

在一些实施例中，薄弱区201为开设在底板200上的通孔和胶结在通孔顶部的第一隔热板。

在上述实施例中，则是对薄弱区201结构的一种具体公开，当防爆阀喷射时，高温会使胶水融化，从而降低第一隔热板与通孔顶部的约束，进而便于第一隔热板脱离，从而便于喷射物进入排气通道400内部。

在一些实施例中，薄弱区201为厚度小于底板200且与底板200一体化设置的第二隔热板。

在上述实施例中，则是对薄弱区201结构的一种具体公开，由于薄弱区201的厚度更小，因此更易于喷射物冲破，从而便于喷射物进入排气通道400内部。

在一些实施例中，薄弱区201为开设在底板200上的通孔和设置在通孔内的第三隔热板，第三隔热板与相对应的通孔之间一体化设置有连接件。

在上述实施例中，则是对薄弱区201结构的一种具体公开，由于第三隔热板与通孔之间仅通过连接件进行连接，因此连接强度较低，防爆阀的喷射物的冲击会使连接件折断，从而便于喷射物进入排气通道400内部。

本公开还提供了一种车辆，包括上述实施例的电池模组防爆结构。

需要说明的是，在本文中，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。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池模组防爆结构，包括多个电芯(100)，其特征在于，所述电芯(100)的顶端设有底板(200)，所述底板(200)对应所述电芯(100)的防爆阀位置处设置，所述底板(200)的顶端设有顶盖，所述底板(200)与所述顶盖之间形成排气通道(400)，所述底板(200)上设有薄弱区(201)，当所述防爆阀喷射时，所述薄弱区(201)可与所述底板(200)分离并为喷射物进入所述排气通道(400)提供通道。

2.根据权利要求1所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述顶盖包括位于所述底板(200)上方的顶板(300)以及位于所述顶板(300)的下端两侧的限位结构(301)，所述限位结构(301)的底端与所述底板(200)连接，所述顶板(300)、限位结构(301)以及底板(200)之间形成所述排气通道(400)。

3.根据权利要求2所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述底板(200)的两侧设有延伸板(202)，所述延伸板(202)对应所述电芯(100)的极柱处均开设有用于所述极柱伸出的贯穿孔(203)，所述顶盖的两侧设有侧盖(302)，位于同侧的所述延伸板(202)与所述侧盖(302)之间形成用于容纳所述极柱的侧边腔体。

4.根据权利要求3所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述底板(200)与所述延伸板(202)之间构成平板结构，所述平板结构的四周设有向下延伸并包裹在电池模组外侧的裙板(204)，所述侧盖(302)上设有用于与相对应的所述裙板(204)之间进行连接的连接板(303)。

5.根据权利要求4所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述底板(200)、延伸板(202)以及裙板(204)为一体成型结构。

6.根据权利要求4所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述限位结构(301)为U型板，所述U型板的两端分别与相对应的所述顶盖和侧盖(302)连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述排气通道(400)的两端延伸设有导气部(401)，所述导气部(401)设有开口向下的出气口。

8.根据权利要求1至6任一项所述的电池模组防爆结构，其特征在于，多个所述电芯(100)之间间隔设有隔板(500)。

9.根据权利要求1至6任一项所述的电池模组防爆结构，其特征在于，所述薄弱区(201)为开设在所述底板(200)上的通孔和胶结在通孔顶部的第一隔热板；

或，

所述薄弱区(201)为厚度小于所述底板(200)且与所述底板(200)一体化设置的第二隔热板。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池模组防爆结构。

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