CN214123995U - 动力电池及其托盘总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池及其托盘总成，托盘总成包括：托盘、喷淋系统，所述喷淋系统固定在所述托盘内且内侧限定出用于容纳电芯的容纳腔，所述喷淋系统包括喷淋管以及与所述喷淋管连接的储液罐，所述喷淋管和所述储液罐内设有消防液体，所述喷淋管具有朝向所述容纳腔设置、用于与电芯的防爆阀相对应的热熔部。由此，动力电池的托盘内设置喷淋系统，喷淋系统在单个电芯热失控时，喷淋管的热熔部融化从而形成开口，从而使消防液体能快速从开口喷出，对热失控的电芯进行消防、降温，降低了单个电芯热失控时热流向相邻电芯单元扩散的风险，提高了电池包的安全性。

Description

动力电池及其托盘总成

技术领域

本实用新型涉及动力电池，尤其是涉及一种动力电池及其托盘总成。

背景技术

已有的动力电池中，电芯模块直接装配在电池包中，如果单个电芯热失控导致防爆阀开启，电池包中无保护装置，喷出的高温气体和液体会快速影像到旁边的电芯，可能会导致多个电芯热失控，电池包起火或爆炸的风险增加。

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动力电池及其托盘总成。

根据本实用新型第一方面实施例的动力电池的托盘总成，包括：托盘、喷淋系统，所述喷淋系统固定在所述托盘内且内侧限定出用于容纳电芯的容纳腔，所述喷淋系统包括喷淋管以及与所述喷淋管连接的储液罐，所述喷淋管和所述储液罐内设有消防液体，所述喷淋管具有朝向所述容纳腔设置、用于与电芯的防爆阀相对应的热熔部。

根据本实用新型实施例的托盘总成，动力电池的托盘内设置喷淋系统，喷淋系统在单个电芯热失控时，喷淋管的热熔部融化从而形成开口，从而使消防液体能快速从开口喷出，对热失控的电芯进行消防、降温，降低了单个电芯热失控时热流向相邻电芯单元扩散的风险，提高了电池包的安全性。

在一些实施例中，所述喷淋管、所述储液罐的个数均为两个，每个所述喷淋管均沿所述托盘的长度方向延伸。

在一些实施例中，所述托盘包括底板、与所述底板连接的两个侧边梁、两个端板，两个所述侧边梁在宽度方向相对，两个所述端板在所述长度方向相对，所述喷淋管位于所述侧边梁的内侧，所述储液罐位于所述端板的内侧。

在一些实施例中，所述侧边梁的内侧具有台阶面，所述喷淋管固定在所述台阶面上且与所述侧边梁的内壁相贴合，所述喷淋管与所述侧边梁通过卡接、焊接、螺栓连接中的任一种方式固定。

在一些实施例中，所述储液罐的端部具有排液管，所述喷淋管与所述排液管插接适配，所述储液罐的端部还具有连接耳，所述连接耳与所述托盘的底板通过螺栓紧固。

在一些实施例中，两个储液罐之间还限定出用于容纳高压配电箱的放置空间。

在一些实施例中，所述喷淋管包括：金属管体以及封堵件，所述封堵件形成为热熔部，所述金属管体具有多个喷射口，所述封堵件封堵于所述喷射口。

在一些实施例中，所述封堵件的材质为蜡。

在一些实施例中，所述封堵件的熔点为100℃-150℃。

在一些实施例中，所述消防液体的压强为1MPa-6MPa。

在一些实施例中，所述消防液体为液氮、液态二氧化碳中的任一种。

根据本实用新型第二方面实施例的动力电池包括：电池箱体、电芯模块、喷淋系统，所述电芯模块包括多个位于所述电池箱体内的电芯，多个所述电芯沿所述电池箱体的长度方向排列，每个所述电芯沿所述电池箱体的宽度方向延伸，每个所述电芯的端部具有防爆阀；所述喷淋系统固定在所述电池箱体内且围绕在所述电芯模块的外围，所述喷淋系统至少与所述防爆阀相对应，所述喷淋系统包括喷淋管以及与所述喷淋管连接的储液罐，所述喷淋管和所述储液罐内设有消防液体，所述喷淋管具有朝向所述电芯设置、用于与电芯的防爆阀相对应的热熔部，所述热熔部被构造成在所述防爆阀开启时被热熔，并且使所述喷淋管从被熔化的区域喷射出消防液体。

在一些实施例中，所述电池箱体包括托盘以及罩盖在所述托盘上的密封盖，所述喷淋系统与所述托盘、所述密封盖中的至少一个固定。

在一些实施例中，所述喷淋系统与所述托盘固定形成托盘总成，所述托盘总成为上述实施例的托盘总成。

在一些实施例中，所述电芯模块还包括高压配电箱，所述储液罐与所述高压配电箱并列排布在所述托盘的端板的内侧，所述高压配电箱位于两个储液罐之间。

在一些实施例中，所述电芯模块还包括电芯支架、保护盖，所述多个电芯被划分为多组，每个电芯支架固定在每组的多个电芯的端部，所述保护盖在所述防爆阀的上方与所述电芯支架卡接，以罩盖所述电芯端部的电连接结构，所述电芯支架具有与所述防爆阀相对应的通孔。

在一些实施例中，所述喷淋系统的喷淋管位于所述电芯的防爆阀的正前方。

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是根据本实用新型实施例的托盘总成的立体示意图。

图2是根据本实用新型实施例的托盘总成的俯视示意图。

图3是图2中的喷淋系统所在区域的局部放大示意图。

图4是根据本实用新型实施例的托盘总成的立体拆分示意图。

图5是根据本实用新型实施例的托盘总成的局部示意图。

图6是根据本实用新型实施例的托盘总成的托盘与喷淋管的组装示意图。

图7是根据本实用新型实施例的托盘总成的储液罐的立体示意图。

图8是根据本实用新型实施例的动力电池的示意图。

图9是根据本实用新型实施例的动力电池的立体拆分示意图。

图10是根据本实用新型实施例的动力电池的去除密封盖、隔热棉后的俯视示意图。

图11是根据本实用新型实施例的动力电池的托盘总成与电芯的相对位置示意图。

图12是根据本实用新型实施例的动力电池的托盘总成与电芯的组装位置示意图。

图13是根据本实用新型实施例的动力电池的电芯模组的侧视示意图。

图14是根据本实用新型实施例的动力电池的电芯模组的立体示意图。

图15是根据本实用新型实施例的动力电池的电芯模组的端面的示意图。

附图标记：

托盘总成100，电池箱体200，动力电池300，

托盘10，容纳腔b，底板11，侧边梁12，台阶面121，端板13，

喷淋系统20，喷淋管21，储液罐22，排液管221，连接耳222，放置空间c，螺栓 23，

电芯模块30，电芯31，防爆阀311，电芯支架32，通孔321，保护盖33，高压配电箱34，

密封盖40，冷却板50，隔热棉60，压板70，密封垫80，护板91，连接铝排92。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图15描述根据本实用新型实施例的动力电池300的托盘总成100。

如图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的动力电池300的托盘总成100包括：托盘10、喷淋系统20。

结合图2-3所示，喷淋系统20固定在托盘10内且内侧限定出用于容纳电芯31的容纳腔b，喷淋系统20包括喷淋管21以及与喷淋管21连接的储液罐22，喷淋管21和储液罐22内设有消防液体，喷淋管21具有朝向容纳腔b设置、用于与电芯31的防爆阀 311相对应的热熔部(图中未示出)。

其中，消防液体可以是高压液体，进一步地，消防液体的压强可以是1MPa-6MPa。这样，在热熔部被从防爆阀311内喷出的高温气液混合物加热后，在喷淋管21上形成开口，消防液体能够从开口处喷射而出。

消防液体为能够起到灭火、降温作用的液体，比如说，消防液体选自液氮、液态二氧化碳中的任一种。

根据本实用新型实施例的托盘总成100，动力电池300的托盘10内设置喷淋系统20，喷淋系统20在单个电芯31热失控时，喷淋管21的热熔部融化从而形成开口，从而使消防液体能快速从开口喷出，对热失控的电芯31进行消防、降温，降低了单个电芯31热失控时热流向相邻电芯31单元扩散的风险，提高了电池包的安全性。

在图4所示的实施例中，喷淋管21、储液罐22的个数均为两个，每个喷淋管21均沿托盘10的长度方向延伸。为了便于电芯31的电连接，相邻的电芯31的电极设置方向相反、防爆阀311的朝向也相反，因此，在电芯模块30的两侧均设置喷淋管21，能够对电芯31形成严密的防护，任意一个电芯31出现热失效时，喷淋管21都能针对性地朝该电芯31喷射消防液体，响应更及时。

当然，本实用新型并不限于此，喷淋管21、储液罐22的个数也不局限于2个，还可以是1个、多个，只要在符合电池包内的控制布置要求的前提下设置即可。

参见图4所示，托盘10包括底板11、与底板11连接的两个侧边梁12、两个端板 13，两个侧边梁12在宽度方向相对，两个端板13在长度方向相对，喷淋管21位于侧边梁12的内侧，储液罐22位于端板13的内侧。由此，喷淋系统20不占用原电池包更多的空间，喷淋管21集成在托盘10的侧边梁12上，储液罐22固定在端板13的内侧，合理利用了托盘10内的空间，提高了托盘10的空间利用率。

在图5、6所示的实施例中，侧边梁12的内侧具有台阶面121，喷淋管21固定在台阶面121上且与侧边梁12的内壁相贴合，喷淋管21与侧边梁12通过卡接、焊接、螺栓连接中的任一种方式固定。具体而言，托盘10的侧边梁12上专门预留了放置喷淋管21 的台阶面121，喷淋管21放置在台阶面121上，再通过点焊与托盘10焊接在一起，由此，台阶面121的设置更方便喷淋管21集成于侧边梁12，而且喷淋管21也不会有从托盘10内挣脱的风险。

进一步地，参见图7所示，储液罐22的端部具有排液管221，喷淋管21与排液管 221插接适配，储液罐22的端部还具有连接耳222，连接耳222与托盘10的底板11通过螺栓23紧固。喷淋管21与排液管221插接处也可以通过钎焊密封。由此，储液罐22 通过螺栓23固定在托盘10上，储液罐22和喷淋管21固定在一起，固定地更牢固。

在一些实施例中，两个储液罐22之间还限定出用于容纳高压配电箱34的放置空间c。动力电池300的内部结构参见图2、3，电芯模块30堆叠在托盘10中，冷却板50固定在电芯模块30上面，多个电芯31在电池长度方向的一端固定有高压配电箱34，高压配电箱34的两侧固定有喷淋系统20的储液罐22。由此，动力电池300的结构紧凑、内部空间利用率高。

可选地，喷淋管21包括：金属管体以及封堵件(图中未示出)，封堵件形成为热熔部，金属管体具有多个喷射口，封堵件封堵于喷射口。喷淋管21可以是金属铝管，喷淋管21在正对防爆阀311的位置设有喷射口，喷射口用受热易快速融化的物质(即封堵件、热熔部)堵住，当受到电芯31防爆阀311的热流喷射时，易熔物质快速融化、喷射口露出，这样喷淋管21和储液罐22中的高压液体就能快速从喷射口喷出，降低电芯31热失控向旁边电芯31热扩散的风险。

当然，本实用新型并不限于此，热熔部不局限于是封堵于金属管体的喷射口处的封堵件，热熔部还可以是一体形成于喷淋管21，比如喷淋管21局部减薄形成。

进一步地，封堵件的材质可以为蜡。需要说明的是，作为封堵件的蜡也具有较好的密封作用，同时能够满足喷淋管21内容纳高压消防液体的需求。具体地，可以采用聚乙烯蜡，聚乙烯蜡具有较高的熔点，同时具有更优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，更适用于动力电池300内部的高温环境。

可选地，封堵件的熔点为100℃-150℃。由此，采用上述熔点的封堵件既能够适应托盘10内的高温环境，又能在防爆阀311开启后被从防爆阀311内溢出的气液混合物热熔。

根据本实用新型第二方面实施例的动力电池300包括：电池箱体200、电芯模块30、喷淋系统20。

如图8-10所示，电芯模块30包括多个位于电池箱体200内的电芯31，多个电芯31沿电池箱体200的长度方向排列，每个电芯31沿电池箱体200的宽度方向延伸，每个电芯31的端部具有防爆阀311。喷淋系统20固定在电池箱体200内且围绕在电芯模块 30的外围，喷淋系统20至少与防爆阀311相对应，参见图11、12。喷淋系统20包括喷淋管21以及与喷淋管21连接的储液罐22，喷淋管21和储液罐22内设有消防液体，喷淋管21具有朝向电芯31设置、用于与电芯31的防爆阀311相对应的热熔部，热熔部被构造成在防爆阀311开启时被热熔，并且使喷淋管21从被熔化的区域喷射出消防液体。

由此，托盘10与电池模块间有塑胶板隔开，防爆阀311在电芯31侧边底部位置，防爆阀311开启位置正前方装有喷淋系统20的喷淋管21。

如果防爆阀311开启，热流从防爆阀311喷出，最先受到影响的就是喷淋管21。喷淋管 21受热会形成开口，从而使喷淋系统20中的消防液体从开口处喷出，降低电芯31热失控时热流向相邻电芯31扩散的风险，提高该电池包的安全性。

优选地，喷淋系统20的喷淋管21位于电芯31的防爆阀311的正前方。由此，防爆阀311喷出的热流能够直接喷向喷淋管21，使喷淋管21的热熔部能够被快速融化，响应更快捷。

此外，动力电池300还包括位于电芯模块30上方的冷却板50、位于冷却板50上方的隔热棉60、设于密封盖40两侧的压板70和密封垫80、设于托盘10的下方的护板91，用于与电芯模块30电连接的连接铝排92。

在一些实施例中，电池箱体200包括托盘10以及罩盖在托盘10上的密封盖40，喷淋系统20与托盘10、密封盖40中的至少一个固定。由此，喷淋系统20与托盘10、密封盖40中的至少一个连接，以实现在电池箱体200内的固定。

进一步地，喷淋系统20与托盘10固定形成托盘总成100，托盘总成100为上述第一方面实施例的托盘总成100。具体而言，喷淋系统20是在托盘10制作完成后，再通过机械固定和焊接方式固定在托盘10上，作为托盘总成100的一部分。由此，喷淋系统20不占用电池箱体200内更多的空间，喷淋管21集成在托盘10上，合理利用了托盘10内的空间，提高了托盘10的空间利用率。

如图9所示，电芯模块30还包括高压配电箱34，储液罐22与高压配电箱34并列排布在托盘10的端板13的内侧，高压配电箱34位于两个储液罐22之间。由此，动力电池300的结构紧凑、内部空间利用率高。

在图13、14所示的实施例中，电芯模块30还包括电芯支架32、保护盖33，多个电芯31被划分为多组，每个电芯支架32固定在每组的多个电芯31的端部，保护盖33在防爆阀311的上方与电芯支架32卡接，以罩盖电芯31端部的电连接结构，如图15所示，电芯支架32具有与防爆阀311相对应的通孔321。

换言之，电芯模块30中多个位于同一组的电芯31的一端共用同一个电芯支架32，以及同一个保护盖33，电芯31的两端均设有电芯支架32以及保护盖33，电芯支架32内还设有对电芯31进行电连接的电连接片，保护盖33对电连接片所在的区域进行罩盖。防爆阀311位于保护盖33的下方，以使保护盖33不遮挡防爆阀311开启的热流通道，电芯支架32上预留有与防爆阀311对应的通孔321。

这样，可以使防爆阀311开启的热流能直接向外喷射到喷淋系统20的喷淋管21上，加快喷淋系统20的反应时间，使喷淋系统20能第一时间感受到电芯31的热失控情况，及时作出喷淋反应。

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。

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 (17)

1.一种动力电池的托盘总成，其特征在于，包括：

托盘，所述托盘内限定出用于容纳电芯的容纳腔；

喷淋系统，所述喷淋系统固定在所述托盘内，所述喷淋系统包括喷淋管以及与所述喷淋管连接的储液罐，所述喷淋管和所述储液罐内设有消防液体，所述喷淋管具有朝向所述容纳腔设置、用于与所述电芯的防爆阀相对应的热熔部。

2.根据权利要求1所述的托盘总成，其特征在于，所述喷淋管、所述储液罐的个数均为两个，每个所述喷淋管均沿所述托盘的长度方向延伸。

3.根据权利要求2所述的托盘总成，其特征在于，所述托盘包括底板、与所述底板连接的两个侧边梁、两个端板，两个所述侧边梁在宽度方向相对，两个所述端板在所述长度方向相对，所述喷淋管位于所述侧边梁的内侧，所述储液罐位于所述端板的内侧。

4.根据权利要求3所述的托盘总成，其特征在于，所述侧边梁的内侧具有台阶面，所述喷淋管固定在所述台阶面上且与所述侧边梁的内壁相贴合，所述喷淋管与所述侧边梁通过卡接、焊接、螺栓连接中的任一种方式固定。

5.根据权利要求3所述的托盘总成，其特征在于，所述储液罐的端部具有排液管，所述喷淋管与所述排液管插接适配，所述储液罐的端部还具有连接耳，所述连接耳与所述托盘的底板通过螺栓紧固。

6.根据权利要求3所述的托盘总成，其特征在于，两个储液罐之间还限定出用于容纳高压配电箱的放置空间。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的托盘总成，其特征在于，所述喷淋管包括金属管体以及封堵件，所述封堵件形成为所述热熔部，所述金属管体具有多个喷射口，所述封堵件封堵于所述喷射口。

8.根据权利要求7所述的托盘总成，其特征在于，所述封堵件的材质为蜡。

9.根据权利要求8所述的托盘总成，其特征在于，所述封堵件的熔点为100℃-150℃。

10.根据权利要求7所述的托盘总成，其特征在于，所述消防液体的压强为1MP-6MP。

11.根据权利要求7所述的托盘总成，其特征在于，所述消防液体为液氮、液态二氧化碳中的任一种。

12.一种动力电池，其特征在于，包括：

电池箱体；

电芯模块，所述电芯模块包括多个位于所述电池箱体内的电芯，多个所述电芯沿所述电池箱体的长度方向排列，每个所述电芯沿所述电池箱体的宽度方向延伸，每个所述电芯的端部具有防爆阀；

喷淋系统，所述喷淋系统固定在所述电池箱体内且围绕在所述电芯模块的外围，所述喷淋系统至少与所述防爆阀相对应，所述喷淋系统包括喷淋管以及与所述喷淋管连接的储液罐，所述喷淋管和所述储液罐内设有消防液体，所述喷淋管具有朝向所述电芯设置、用于与电芯的防爆阀相对应的热熔部，所述热熔部被构造成在所述防爆阀开启时被热熔，并且使所述喷淋管从被熔化的区域喷射出消防液体。

13.根据权利要求12所述的动力电池，其特征在于，所述电池箱体包括托盘以及罩盖在所述托盘上的密封盖，所述喷淋系统与所述托盘、所述密封盖中的至少一个固定。

14.根据权利要求13所述的动力电池，其特征在于，所述喷淋系统与所述托盘固定形成托盘总成，所述托盘总成为如权利要求1-11中任一项所述的托盘总成。

15.根据权利要求14所述的动力电池，其特征在于，所述电芯模块还包括高压配电箱，所述储液罐与所述高压配电箱并列排布在所述托盘的端板的内侧，所述高压配电箱位于两个储液罐之间。

16.根据权利要求15所述的动力电池，其特征在于，所述电芯模块还包括电芯支架、保护盖，所述多个电芯被划分为多组，每个电芯支架固定在每组的多个电芯的端部，所述保护盖在所述防爆阀的上方与所述电芯支架卡接，以罩盖所述电芯的端部的电连接结构，所述电芯支架具有与所述防爆阀相对应的通孔。

17.根据权利要求12所述的动力电池，其特征在于，所述喷淋系统的喷淋管位于所述电芯的防爆阀的正前方。

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