CN213752876U - 电芯、电池模组、电池包以及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯、电池模组、电池包以及车辆，所述电芯，包括：电芯本体以及电芯壳，所述电芯壳的底部具有敞开口且外套在所述电芯本体上，所述电芯壳的顶部具有排爆口。根据本申请实施例的电芯，通过设置电芯壳，并使电芯壳外套在电芯本体上，可以有效地将相邻的电芯间隔开，并使热失控的电芯产生的气火流可以定向排爆(即由顶部排出)，避免产生热失控的电芯对周围的其他电芯造成影响，将其他电芯与热失控的电芯产生的气火流间隔开，从而有效地降低热扩散的蔓延速度，提高电芯的使用安全性。

Description

电芯、电池模组、电池包以及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种电芯、电池模组、电池包以及车辆。

背景技术

相关技术中，电池模组的电芯在滥用或受到外力时，可能致使电芯的内部温度急剧升高，造成电芯热失控的发生，一旦热失控电芯喷出的火焰引发邻近的电芯发生热失控，短时间内便可造成电池包气压、温度升高，存在爆炸的风险，严重威胁乘员的生命安全。

现有预防措施为在相邻的电芯相对的表面上加装气凝胶垫等隔热材料，电芯热失控时的气火流温度超过电芯铝壳熔点和气凝胶垫燃点，热失控电芯产生的气火流将快速导致邻近电芯热失控，单一地使用气凝胶垫只能起到隔热作用，不能延缓电芯间热失控的发生。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电芯，所述电芯的使用安全性更高，且相邻的电芯之间的热失控蔓延速度更低。

本申请进一步提出一种采用上述电芯的电池模组。

本申请又提出了一种采用上述电池模组的电池包。

本申请还提出了一种采用上述电池模组的车辆。

根据本申请第一方面实施例的电芯，包括：电芯本体以及电芯壳，所述电芯壳的底部具有敞开口且外套在所述电芯本体上，所述电芯壳的顶部具有排爆口。

根据本申请实施例的电芯，通过设置电芯壳，并使电芯壳外套在电芯本体上，可以有效地将相邻的电芯间隔开，并使热失控的电芯产生的气火流可以定向排爆(即由顶部排出)，避免产生热失控的电芯对周围的其他电芯造成影响，将其他电芯与热失控的电芯产生的气火流间隔开，从而有效地降低热扩散的蔓延速度，提高电芯的使用安全性。

进一步地，所述排爆孔的外形轮廓大于所述防爆阀的外形轮廓。

在一些实施例中，所述排爆孔的两侧还设置有极柱过孔，所述电芯本体上的正极极柱和负极极柱分别伸入一个所述极柱过孔。

根据本申请第二方面实施例的用于车辆的电池模组，包括：壳体；上述实施例中所述的电芯，所述电芯为多个且均设置在所述壳体内；隔离板，所述隔离板设置在所述壳体的上方，且所述隔离板与所述防爆阀正对的区域形成为减弱区，所述减弱区适于被经由所述防爆阀喷出的气火流冲开以将所述气火流排出所述电芯。

根据本申请的一些实施例，所述壳体包括：侧板、端板以及上板，所述上板位于所述隔离板与所述电芯之间，且所述隔离板与所述上板贴合设置。

在一些实施例中，所述减弱区的轮廓形状与所述防爆阀的轮廓形状一致。

根据本申请的一些实施例，所述隔离板上设置有多个凹槽，每个所述凹槽形成为一个所述减弱区。

在一些实施例中，在所述防爆阀喷出的气火流的压力超过压力阈值时，所述减弱区被气火流冲开。

进一步地，所述压力阈值为1Mpa-1.2Mpa。

根据本申请第三方面实施例的电池包，包括：上述实施例中的所述电池模组。

根据本申请第四方面实施例的车辆，包括：上述实施例中所述的电池包。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的电池模组的拆分示意图；

图2是根据本申请实施例的电池模组的立体示意图。

附图标记：

电池模组100，

壳体10，侧板11，端板12，上板13，

电芯20，电芯本体21，电芯壳22，

隔离板30，减弱区31，

接线板40，防爆阀50。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的电芯20、电池模组100以及车辆。

如图1所示，根据本申请第一方面实施例的电芯20，包括：电芯本体21和电芯壳22。

其中，防爆阀50位于电芯本体21的上方，电芯壳22的底部具有敞开口且外套在电芯本体21上，电芯壳22的顶部具有排爆孔，排爆孔用于避让位于电芯本体21上方的防爆阀50。

具体而言，电芯本体21包括多个单体电池或构造为卷芯结构，防爆阀50设置在电芯本体21的上方，且防爆阀50和电芯本体21均伸入底部敞开的一体式电芯壳22内，电芯壳22的顶面上的排爆孔用于避让防爆阀50，以在防爆阀50开启后，可以确保电芯壳22所限定出的放置电芯本体21的空间与外界连通，从而在电芯本体21产生热失控时，可以确保电芯本体21产生的气火流可以通过开启的防爆阀50排出到电芯壳22外，实现电芯20的热失控定向排爆。

根据本申请实施例的电芯20，通过设置电芯壳22防爆阀50，并使电芯壳22外套在电芯本体21上，可以有效地将相邻的电芯20间隔开，并使热失控的电芯20产生的气火流可以定向排爆(即由顶部排出)，避免产生热失控的电芯20对周围的其他电芯20造成影响，将其他电芯20与热失控的电芯20产生的气火流间隔开，从而有效地降低热扩散的蔓延速度，提高电芯20的使用安全性。

需要说明的是，电芯壳22构造为一体成型件，且仅底部敞开，具有良好的隔绝效果，可以提高电池模组100内多个电芯20之间的隔绝效果，进一步降低热失控对周围电芯20的影响；电芯壳22的顶面上用于避让防爆阀50的结构不限于排爆孔，在另一些实施例中，可以在电芯壳22的顶面上设置薄弱区，该薄弱区与防爆阀50正对，且在防爆阀50开启后，薄弱区可以在气火流作用下被冲开。

在图1所示的具体的实施例中，排爆孔的外形轮廓大于防爆阀50的外形轮廓。这样，使电芯本体21、电芯壳22、防爆阀50之间的装配更加简单、方便。

进一步地，排爆孔的两侧还设置有极柱过孔，电芯本体21上的正极极柱和负极极柱分别伸入一个极柱过孔。由此，通过防爆阀50将电芯本体21的两个极柱间隔开，可以提高电芯20的电连接稳定性，避免电芯20出现短接现象，进一步提高电芯20的使用安全性。

如图1所示，根据本申请第二方面实施例的用于车辆的电池模组100，包括：壳体10、电芯20以及隔离板30。

其中，电芯20为多个且均设置在壳体10内防爆阀50；隔离板30设置在壳体10的上方，且隔离板30与防爆阀50正对的区域形成为减弱区31，减弱区31适于被经由防爆阀50喷出的气火流冲开以将气火流排出电芯20。

具体而言，壳体10限定出容纳空间，多个电芯20成阵列的依次排布设置在壳体10内，相邻的电芯20通过接线板40电连接，进而在壳体10的上方设置隔离板30，并使隔离板30与防爆阀50正对的区域形成为减弱区31，当电池模组100内的某一个或多个电芯20出现热失控时，该电芯20上的防爆阀50开启，电芯20内产生的气火流喷出先冲开壳体10，进而作用到减弱区31上，并冲开减弱区31以排出电池模组100。

可以理解的是，减弱区31并非通孔，其可以将未发生热失控的电芯20与喷出的气火流间隔开，降低热失控在电芯20之间的蔓延速度，避免产生热失控的电芯20周围的其他电芯20受到影响，实现对电池模组100内的每个电芯20单独的隔离防护。

根据本申请实施例的电池模组100，通过设置隔离板30，并在隔离板30上设置与防爆阀50对应的减弱区31，一方面，使发生热失控的电芯20可以及时排出气火流，避免热失控的电芯20进一步膨胀，损毁电池模组100；另一方面，可以避免排出电池模组100的气火流回流对其他电芯20造成影响(热扩散影响)，降低多个电芯20之间热失控的蔓延速度，避免电池模组100内部快速升压，避免电池模组100起火或爆炸，以提高电池模组100的安全性。

如图1所示，根据本申请的一些实施例，壳体10包括：侧板11、端板12以及上板13，上板13位于隔离板30与电芯20之间，且隔离板30与上板13贴合设置。

具体而言，侧板11、端板12以及上板13限定出容纳空间，电芯20设置在容纳空间内，上板13与隔离板30贴合设置，以确保电芯20发生热失控时，产生的气火流在冲开壳体10后可以直接作用到减弱区31，避免隔离板30与壳体10之间具有间隙，以避免气火流在排出过程中由间隙作用到其他的电芯20上，提高电池模组100的结构合理性，有效地降低电芯20热失控的蔓延速度，提高电池模组100的使用安全性。

可以理解的是，蔓延速度越慢，电芯20出现热失控后，乘员对应的逃离时间以及救援人员对应的救援时间就越充足。

优选地，减弱区31的轮廓形状与防爆阀50的轮廓形状一致。这样，在气火流排出过程中，可以确保减弱区31被冲开后形成的敞开口的面积与防爆阀50的横截面积一致，提高气火流排出效率的同时，也可以避免减弱区31被冲开后与壳体10的上板13之间产生间隙，以进一步提高隔离板30对电芯20的隔离防护效果。

可以理解的是，根据本申请的一些实施例，隔离板30上设置有多个凹槽，每个凹槽形成为一个减弱区31，且隔离板30构造为阻燃复合件。

这样，一方面，隔离板30构造为阻燃复合件，具有稳定的阻燃效果，使隔离板30对电芯20的隔离防护更加稳定、可靠；另一方面，减弱区31形成为凹槽，使隔离板30的加工更加简单方便的前提下，使隔离板30的结构更加简单。

需要说明的是，在防爆阀50喷出的气火流的压力超过压力阈值时，减弱区31被气火流冲开。例如，在一些实施例中，压力阈值为1Mpa-1.2Mpa。这样，可以确保减弱区31所承受的压力达到压力阈值后被冲开，使压力阈值更加合理，在提高隔离板30的隔离效果的前提下，使电池模组100的排爆相应速度更快，可以及时开启减弱区31以快速排出高压气火流，避免电池模组100出现更大程度的损伤。

根据本申请第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中的电池模组100。

根据本申请实施例的车辆，采用上述实施例中的电池模组100，降低热失控的蔓延速度，并避免电池模组100热失控时压力无法及时排出，以提高车辆的安全性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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。

在本实用新型的描述中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

电芯本体(21)；

电芯壳(22)，所述电芯壳(22)的底部具有敞开口且外套在所述电芯本体(21)上，所述电芯壳(22)的顶部具有排爆孔。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述排爆孔的两侧还设置有极柱过孔，所述电芯本体(21)上的正极极柱和负极极柱分别伸入一个所述极柱过孔。

3.一种用于车辆的电池模组，其特征在于，包括：

壳体(10)；

如权利要求1-2中任一项所述的电芯(20)，所述电芯(20)为多个且均设置在所述壳体(10)内每个所述电芯(20)的上表面设置有防爆阀(50)；

隔离板(30)，所述隔离板(30)设置在所述壳体(10)的上方，且所述隔离板(30)与所述防爆阀(50)正对的区域形成为减弱区(31)，所述减弱区(31)适于被经由所述防爆阀(50)喷出的气火流冲开以将所述气火流排出所述电芯(20)。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述壳体(10)包括：侧板(11)、端板(12)以及上板(13)，所述上板(13)位于所述隔离板(30)与所述电芯(20)之间，且所述隔离板(30)与所述上板(13)贴合设置。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述减弱区(31)的轮廓形状与所述防爆阀(50)的轮廓形状一致。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述隔离板(30)上设置有多个凹槽，每个所述凹槽形成为一个所述减弱区(31)。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，在所述防爆阀(50)喷出的气火流的压力超过压力阈值时，所述减弱区(31)被气火流冲开。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的电池模组，其特征在于，所述压力阈值为1Mpa-1.2Mpa。

9.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求3-8中任一项所述的电池模组(100)。

10.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求9所述的电池包。

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