CN214898636U - 一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构，包括箱体和箱盖，在箱体内设有多道间隔框架，多道所述间隔框架将整个电池包分隔成多个相对独立的区域，在每个独立的区域中布置一个电池模组；在所述箱体的外侧面设有气体外流道；在每个电池模组的两侧分别设有一块隔热板，所述隔热板的上边与箱盖下面紧密贴合；在每个电池模组靠近所述箱体外侧面的一端均设有一端板，多块所述端板与相邻的所述气体外流道的外面共同形成气体内流道；所述气体内流道的尽头与气体外流道相通。其能够控制热失控电池模组的高温气体的走向，降低热失控电池模组喷发气体的温度并排出电池包，减少热失控电池模组对其他电池模组的影响，提升电动车的安全性。

Description

一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构

技术领域

本实用新型涉及电动汽车动力电池包，具体涉及一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构。

背景技术

随着电动汽车的发展和普及，各种类型的电动车虽层出不穷，用户需求也在不断更新，但安全性却始终是消费者考虑的第一要素。电动汽车自燃事故频发，对整个行业造成不小的冲击，提升电动汽车的安全可靠性，挽回消费者信任，是整个行业现阶段研发的重中之重。国家对电池的热安全可靠性势必会有越来越严格的法规要求。

为提升电动汽车的里程，各大车企以及电池企业不停追求高能量密度的电池，以期望在有限的空间内布置更多的电芯和电量。由于三元材料本身材料特性所累，镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性也就越差，且行业内重点发展高镍三元电池材料的基调几乎已经确定。仅依靠三元材料电芯自身的稳定性来规避热失控问题，几乎是不可能完成的任务。

若仅有一个电芯热失控，对电池而言，带来的影响并不大。但事实是第一个热失控的电芯会导致周围温度升高，从而导致附近的电芯发生热失控，引起整个电池包所有电芯热失控，造成不可估量的影响。除了电池本身的燃烧外，电芯热失控时产生的大量高温气体从电池包内部往外喷发时，也会点燃车体上的可燃物，造成整个汽车的燃烧。

因此，为解决电池热失控造成的安全问题，一方面要提升电芯材料本身的热稳定性，一方面要控制电池包内发生热失控电芯的数量，另一方面要降低电池包往外喷发气体的温度。

CN212090582U公开了“一种热失控防护结构、电池包以及汽车”，热失控防护结构包括用于容纳多个待防护单元的容纳空间和设置在容纳空间上方的具有气体释放部的防火隔离层，防火隔离层的一侧用于贴压在设置在容纳空间的多个待防护单元上，以将至少一个待防护单元热失控产生的气体通过该热失控的待防护单元对应的气体释放部释放至防火隔离层的另一侧。待防护单元可以是单个电芯，也可以是电池模组。以电池模组为例，通过上述技术方案，当单个模组发生热失控时，喷射出的电解液或者高温气体通过气体释放部穿透防火隔离层，这样就可以避免电解液或者高温气体侵害到周围模组，从而有效控制热失控扩散，为驾乘人员争取逃生时间。

上述专利文献中公开的“电池包热失控防护结构”不失为所属技术领域的一种有益的尝试，但还需要进一步改进。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构，其能够控制热失控电池模组的高温气体的走向，降低热失控电池模组喷发气体的温度并排出电池包，减少热失控电池模组对其他电池模组的影响，提升电动车的安全性、减少损失，改善用户体验感。

本实用新型所述的一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构，包括箱体和箱盖，在箱体内设有多道间隔框架，多道所述间隔框架将整个电池包分隔成多个相对独立的区域，在每个独立的区域中布置一个电池模组,其特征是:在所述箱体的外侧面设有气体外流道；在每个电池模组的两侧分别设有一块隔热板，所述隔热板的上边与箱盖下面紧密贴合；在每个电池模组靠近所述箱体外侧面的一端均设有一端板，多块所述端板与相邻的所述气体外流道的外面共同形成气体内流道；所述气体内流道的尽头与气体外流道相通。

进一步，所述气体外流道由气体进入段、气体降温段和气体排出段连接构成；所述气体进入段和气体排出段为结构相同断面呈矩形的空心型材，具有呈矩形的空腔；所述气体降温段为断面呈“L”形的空心型材，具有呈“L”形的空腔；

所述气体进入段和气体排出段与所述气体降温段端部对应的侧面分别开有一个“L”形孔（图中未标注），所述“L”形孔与所述气体降温段端部形状相适配并通过焊接连接为一整体。

进一步，在所述气体进入段的内测设有气体入口，所述气体入口与所述气体内流道的尽头相通；在所述气体排出段的外侧设有气体出口，所述气体出口与大气相通。

进一步，所述气体入口为网状结构。

由于通过隔热板的上边与箱盖下面紧密贴合，将电池模组的上面空间隔断，以阻断使热失控时电池模组喷发的高温气体的第一传递路径，使热失控电池模组喷发出的高温气体定向的从箱体内的气体内流道流动至气体外流道的气体入口，通过气体降温段降温后从气体出口排出。从而减少热失控电池模组对其他电池模组的影响，减少热失控电池模组的数量。提升电动车的安全性、减少损失，改善用户体验感。

附图说明

图1是现有的电池包热失控气体流向示意图。

图2是本实用新型未安装电池模组的结构示意图（未画出箱盖）；

图3是本实用新型的热失控电池模组高温气体流向示意图；

图4是图3的A—A剖视图（画出了箱盖）；

图5是本实用新型的局部轴测图（未画出箱盖）；

图6是气体外流道和气体内流道布置图；

图7是气体外流道的气体进入段和气体降温段搭接示意图；

图8是气体外流道结构示意图。

图中：

1—热失控电池模组，

2—箱体，

3—高温气体，

4—隔热板，

5—气体外流道，51—气体进入段，52—气体降温段，53—气体排出段；

510—气体入口，520—气体降温腔，530—气体出口；

6—气体内流道；

7—间隔框架；

8—电池模组，81—端板；

9—箱盖。

具体实施方式

下面对照现有技术并结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

目前，市面上现有的大多数电池包，参见图1。无论是采用型材拼接的电池包，或是钣金冲压成型的电池包，箱体2内的相邻电池模组布置较为紧密。当发生一个失控电池模组1，喷发的高温气体3会迅速蔓延至整个电池包，导致其他电池模组或电芯温度升高，从而引发单个或多个电池模组或电芯的新一轮喷发，直至所有电池模组或电芯喷发完毕，电池包的热失控才算结束。由于有多个电池模组或电芯参与，喷发能量高，破坏性大，会造成电池包密封结构损坏，从电池包内部喷出的高温气体会引起车体燃烧。

参见图2至图8，本实用新型所述的一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构，包括箱体2和箱盖9，在箱体内设有多道间隔框架7，多道所述间隔框架7将整个电池包分隔成多个相对独立的区域，在每个独立的区域中布置一个电池模组8,设置间隔框架的作用将各电池模组从水平面上隔离开，使其在空间是基本独立的。其特征是:

在所述箱体2的外侧面设有气体外流道5；气体外流道由组成箱体的结构件改良而成，为箱体的组成部分，既起到安装受力的作用，又起到排气降温的作用。

在每个电池模组8的两侧分别设有一块隔热板4，所述隔热板4的上边与箱盖9下面紧密贴合；将电池模组的上面空间隔断，以阻断使热失控时电池模组喷发的高温气体的第一传递路径（第一传递路径最短且影响最大）。

在每个电池模组8靠近所述箱体2外侧面的一端均设有一端板81，多块所述端板81与相邻的所述气体外流道5的外面共同形成气体内流道6；由于端板离电池模组还有一定的距离，所以，高温气体经过其他电池模组的端板时，对其他电池模组带来的影响也会大大降低。所述气体内流道6的尽头与气体外流道5相通。

所述气体外流道5由气体进入段51、气体降温段52和气体排出段53连接构成；所述气体进入段51和气体排出段53为结构相同断面呈矩形的空心型材，具有呈矩形的空腔；所述气体降温段52为断面呈“L”形的空心型材，具有呈“L”形的空腔520；

所述气体进入段51和气体排出段53与所述气体降温段52端部对应的侧面分别开有一个“L”形孔（图中未标注），所述“L”形孔与所述气体降温段52端部形状相适配并通过焊接连接为一整体。

在所述气体进入段51的内测设有气体入口510，所述气体入口510与所述气体内流道6的尽头相通；在所述气体排出段53的外侧设有气体出口530，所述气体出口530与大气相通。

所述气体入口510为网状结构。用于阻挡热失控电池包喷发出的高温气体中的可燃固体颗粒。

在一个电池模组8发生失控时，即成为热失控电池模组1，其喷发的高温气体3被隔热板4阻挡，高温气体3定向的从箱体内的气体内流道6流动至气体外流道5的气体入口510，再通过气体降温段52降温后从气体出口530排出。由于电池包内部的高温气体的流动被隔热板4限制，大部分高温气体仅能从气体内流道6进入气体流道入口510，从而减少热失控电池模组对其他电池模组的影响，提升电动车的安全性、减少损失，改善用户体验感。

Claims (4)

1.一种电动汽车热失控电池包的气体流道结构，包括箱体（2）和箱盖（9），在箱体内设有多道间隔框架（7），多道所述间隔框架（7）将整个电池包分隔成多个相对独立的区域，在每个独立的区域中布置一个电池模组（8）,其特征是:在所述箱体（2）的外侧面设有气体外流道（5）；在每个电池模组（8）的两侧分别设有一块隔热板（4），所述隔热板（4）的上边与箱盖（9）下面紧密贴合；在每个电池模组（8）靠近所述箱体（2）外侧面的一端均设有一端板（81），多块所述端板（81）与相邻的所述气体外流道（5）的外面共同形成气体内流道（6）；所述气体内流道（6）的尽头与气体外流道（5）相通。

2.根据权利要求1所述的电动汽车热失控电池包的气体流道结构，其特征是:所述气体外流道（5）由气体进入段（51）、气体降温段（52）和气体排出段（53）连接构成；所述气体进入段（51）和气体排出段（53）为结构相同断面呈矩形的空心型材，具有呈矩形的空腔；所述气体降温段（52）为断面呈“L”形的空心型材，具有呈“L”形的空腔（520）；

所述气体进入段（51）和气体排出段（53）与所述气体降温段（52）端部对应的侧面分别开有一个“L”形孔，所述“L”形孔与所述气体降温段（52）端部形状相适配并通过焊接连接为一整体。

3.根据权利要求2所述的电动汽车热失控电池包的气体流道结构，其特征是:在所述气体进入段（51）的内测设有气体入口（510），所述气体入口（510）与所述气体内流道（6）的尽头相通；在所述气体排出段（53）的外侧设有气体出口（530），所述气体出口（530）与大气相通。

4.根据权利要求3所述的电动汽车热失控电池包的气体流道结构，其特征是:所述气体入口（510）为网状结构。

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