CN216213730U - 单体电池及电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池领域,提供一种单体电池及电池包。单体电池包括至少一个软包电芯和壳体组件,壳体组件围合形成用于容纳各软包电芯的容纳腔,壳体组件的至少一侧面设有将容纳腔连通至外部的排气孔。该单体电池可通过壳体组件防护各软包电芯,并形成规整化、模块化、结构强度较佳、刚度较佳的单体电池;且在单体电池的容纳腔内的软包电芯发生热失控时,虽然软包电芯发生热失控的位置仍是不可控的,但单体电池的气体可沿所设计的排气孔排出,而实现定向排气。基于此,在若干单体电池组成电池包后,电池包即可基于各单体电池的定向排气,预设计、预备热失控防护措施,从而可保障并提高电池包的安全性能,可降低热失控蔓延风险/速度。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种单体电池及电池包。
背景技术
由铝塑膜封装形成的软包电芯的能量密度相对较高,相应地,软包电芯所形成的电池包的能量密度也会相对较高。但是,软包电芯发生热失控的位置却是不可控的,可能发生在极耳处、封边处或其他位置,如此,会不利于电池包设计、预备热失控防护措施,进而会影响电池包的安全性能。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种单体电池,以解决现有技术中,软包电芯发生热失控的位置不可控,不利于电池包设计、预备热失控防护措施的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种单体电池,包括:
至少一个软包电芯;
壳体组件,围合形成用于容纳各软包电芯的容纳腔,壳体组件的至少一侧面设有将容纳腔连通至外部的排气孔。
通过采用上述方案,可通过壳体组件防护各软包电芯,并形成规整化、模块化、结构强度较佳、刚度较佳的单体电池;且在单体电池的容纳腔内的软包电芯发生热失控时,虽然软包电芯发生热失控的位置仍是不可控的,但单体电池的气体可沿所设计的排气孔排出,而实现定向排气。基于此,在若干上述单体电池组成电池包后,电池包即可基于各单体电池的定向排气,预先设计、预备热失控防护措施,从而利于保障并提高电池包的安全性能,且在一定程度上还利于降低热失控蔓延风险/速度。
在一个实施例中,壳体组件包括沿软包电芯的长度方向设有贯通口的矩形壳,以及分别封盖于矩形壳上贯通口的侧板;侧板设有第一排气孔,矩形壳在软包电芯的高度方向上的一侧设有第二排气孔。
通过采用上述方案,可先将各软包电芯以及附加的隔热结构或缓冲结构层叠设置后整体从矩形壳的任意贯通口塞入矩形壳内,再通过两侧板分别封盖矩形壳的两个贯通口,而完成组装。组装便利性较高,且组装后壳体组件对软包电芯的防护效果较佳、较全面。
通过采用上述方案,在单体电池的容纳腔内的软包电芯发生热失控时,虽然软包电芯发生热失控的位置仍是不可控的,但单体电池的一部分气体可沿设置在侧板的各第一排气孔排出,另一部分气体可沿设置在矩形壳的各第二排气孔排出,而实现定向排气,并避开朝向与其于软包电芯的厚度方向层叠的相邻单体电池排气。从而可更便于后续成型的电池包基于各单体电池的定向排气,预先设计、预备热失控防护措施,并进一步降低热失控蔓延至其他单体电池的风险/速度,从而利于保障并提高电池包的安全性能。
在一个实施例中,单体电池还包括沿软包电芯的长度方向延伸的绝缘套,绝缘套套接于各软包电芯和矩形壳之间。
通过采用上述方案,可通过绝缘套使各软包电芯和矩形壳之间绝缘,从而可在保障矩形壳对各软包电芯的导热性能的基础上,保障矩形壳与各软包电芯之间的电气绝缘安全性。
在一个实施例中,单体电池包括沿软包电芯的厚度方向层叠设置的至少两个软包电芯;单体电池还包括:
两个绝缘支架,分设于软包电芯的相对两端,绝缘支架设有与第一排气孔相对的通气孔;
至少两个汇流排,固定于绝缘支架朝向软包电芯的一侧,各汇流排共同用于串联、并联或混联各软包电芯;
两个极柱,两极柱设于软包电芯的一端,或分设于软包电芯的相对两端,极柱的一端与对应的汇流排电连接,极柱的另一端穿设于绝缘支架和壳体组件并外露。
通过采用上述方案,单体电池可通过绝缘支架支撑软包电芯的端部而稳定软包电芯的状态;还可通过绝缘支架固定汇流排,同时通过各汇流排构建各软包电芯之间的串联、并联或混联的动力连接关系;且还根据所构建的动力连接关系,将两个极柱分别电连接至相应的汇流排,并穿设于相应的绝缘支架和壳体组件的侧板而部分外露,以分别形成单体电池的正极引出端和负极引出端。基于此,可组装便利地形成模块化、标准化的单体电池,且可在采用相同包络、相同数量和布局的软包电芯的前提下,设计、构建不同的动力连接关系,而获得不同电压的单体电池,从而便于后续组装呈不同电压平台的电池包。且该单体电池还便于基于外露的极柱部分与其他单体电池构建动力连接关系,从而利于保障并提高单体电池的使用性能。
在一个实施例中,分设于软包电芯的相对两端的极柱在软包电芯的高度方向错位设置。
通过采用上述方案,可使得相邻单体电池的需构建动力连接关系的端部处的正极引出端和负极引出端布置在一条斜线上,且需通过斜式转接排实现电连接。如此,在一定程度上可拉开需电连接的正极引出端和负极引出端之间的电气安全距离,拉大其间的爬电距离,从而可保障并提高单体电池的使用安全性。
本实用新型实施例的目的还在于提供一种电池包,包括箱体以及多个单体电池,箱体包括箱本体,箱本体内形成容置腔,容置腔内容置有沿软包电芯的厚度方向层叠设置的多个单体电池。
通过采用上述方案,各单体电池将跳过成型呈电池模组的组装步骤,而直接组装至箱体以成型电池包,基于此,可提高组装效率,减少零部件使用,从而可优化电池包的空间利用率,减轻电池包的总重量,提升电池包的能量密度。
在一个实施例中,容置腔在软包电芯的厚度方向上的相对两腔壁与单体电池之间层叠有端板,两端板以及层叠于两端板之间的各单体电池通过环状紧固带环绕紧固。
通过采用上述方案,可在保障电池包的空间利用率和能量密度的基础上,通过环状的紧固带将两端板以及层叠于两端板之间的各单体电池扎紧呈整体,如此,不仅便于组装,且还利于综合、强化两端板以及层叠于两端板之间的各单体电池的整体刚度。
在一个实施例中,部分相邻单体电池之间层叠有加强板,加强板在软包电芯的长度方向上的长度大于单体电池的长度;箱本体内设有纵梁,加强板的端部插接至对应的纵梁或箱本体的边框上。
通过采用上述方案,一方面,可通过加强板进一步综合、强化两端板以及层叠于两端板之间的各单体电池和各加强板的整体刚度和强度;一方面,可通过加强板的端部与纵梁或箱本体的边框的插接配合,实现在组装期间,促使两端板以及层叠于两端板之间的各单体电池和各加强板整体快速对位,从而提高组装便利性;一方面,可通过长于单体电池且与箱体连接的加强板,在箱体承受侧挤压和/或侧碰时,加强箱体的局部强度,提高电池包的抗挤压性能。
在一个实施例中,箱本体内设有横梁和纵梁,横梁和纵梁在软包电芯的高度方向上的高度均大于单体电池的高度;
电池包还包括盖合箱体的箱盖,横梁高出于单体电池的部分、纵梁高出于单体电池的部分与箱盖共同围合形成排气空间。
通过采用上述方案,可通过加高的横梁和纵梁更可靠地分隔相邻的容置腔,基于此,当某一容置腔内的单体电池发生热失控时,围合形成该容置腔的横梁和纵梁可对热失控形成一定的阻隔效果,而降低热失控蔓延至其他容置腔的风险/速度,从而可提高电池包的安全性能。
通过采用上述方案,还可基于横梁和纵梁高出于单体电池的部分与箱盖共同围合形成排气空间,如此,可便于热失控的单体电池将其内部的高温高压气体沿其顶侧的排气孔(即第二排气孔)排放至该排气空间,并最终沿预设方向排出至电池包外部,如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险。从而可提高电池包的安全性能。
在一个实施例中,各单体电池的端部与容置腔在软包电芯的长度方向上的腔壁间隔设置,并围合形成排气槽;
各单体电池的端部上还搭载有防护板,防护板抵接至容置腔在软包电芯的长度方向上的腔壁,并盖合排气槽的槽口。
通过采用上述方案,当排气槽一侧的任意单体电池发生热失控时,热失控的单体电池可将其内部的高温高压气体,沿其靠近排气槽的排气孔(即第一排气孔)排放至由防护板盖合的排气槽中,以便于通过排气槽引导高温高压气体最终沿预设方向排出至电池包外部。如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险,从而可提高电池包的安全性能。
在一个实施例中,箱本体的边框上设有将排气槽连通至外部的排气口,排气口处设有防爆阀。
通过采用上述方案,当排气槽内的高温高压气体的总气压达到预设气压时,防爆阀会开启并允许排气槽内的高温高压气体沿预设路径并沿其排放至电池包外部。如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险,从而可提高电池包的安全性能。
在一个实施例中,排气口和防爆阀设于排气槽的端部。
通过采用上述方案,当排气槽内的高温高压气体的总气压达到预设气压时,防爆阀会开启,并允许排气槽内的高温高压气体沿排气槽的延伸路径并最终沿其排放至电池包外部。如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险,从而可提高电池包的安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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为本实用新型实施例提供的单体电池的立体示意图;
图2为图1提供的单体电池的爆炸示意图;
图3为本实用新型实施例提供的电池包的部分结构示意图一;
图4为图3提供的电池包的部分结构示意图二;
图5为图3提供的电池包的爆炸示意图;
图6为图5提供的两端板、层叠于两端板之间的各单体电池和各加强板、紧固带的爆炸示意图。
其中,图中各附图标记:
100-单体电池,110-软包电芯,120-壳体组件,121-容纳腔,122-排气孔,1221-第一排气孔,1222-第二排气孔,123-矩形壳,124-侧板,130-绝缘套,140-绝缘支架,141-通气孔,150-汇流排,160-极柱;200-箱体,210-箱本体,211-边框,212-封底,220-横梁,230-纵梁,201-容置腔,202-排气槽;300-端板;400-紧固带;500-加强板,501-导气孔;600-防护板;700-转接排。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述:
请参阅图1、图2,本实用新型实施例提供了一种单体电池100,包括至少一个软包电芯110和壳体组件120,壳体组件120围合形成用于容纳各软包电芯110的容纳腔121,壳体组件120的至少一侧面设有将容纳腔121连通至外部的排气孔122。
在此需要说明的是,容纳腔121中可仅容纳有一个软包电芯110,也可容纳有多个软包电芯110。当软包电芯110设有多个时,各软包电芯110沿其厚度方向y层叠设置,且相邻软包电芯110之间还可叠加层叠如防火泡棉等隔热结构或缓冲结构。
在此还需要说明的是,壳体组件120呈中空长方体状。壳体组件120可对容纳于其容纳腔121的各软包电芯110形成可靠的防护效果;可使单体电池100结构规整化、模块化;可保障并提高单体电池100整体的结构强度和刚度;可使单体电池100独立化,而降低单体电池100热失控对其他单体电池100的影响,进而降低热失控蔓延至其他相邻单体电池100的风险。
其中,壳体组件120的至少一侧面(例如顶侧、端侧等)设有一个或多个排气孔122。基于此,当单体电池100的容纳腔121内的软包电芯110发生热失控时,虽然软包电芯110发生热失控的位置仍是不可控的,但单体电池100内部的(高温高压)气体,可沿壳体组件120上所设计的各排气孔122排出,而实现定向排气。如此,对于由若干上述单体电池100组成的电池包,即可基于各单体电池100的定向排气,预先设计、预备热失控防护措施,从而利于保障并提高电池包的安全性能,且在一定程度上还利于降低热失控蔓延至相邻单体电池100的风险。
综上,通过采用上述方案,可通过壳体组件120防护各软包电芯110,并形成规整化、模块化、结构强度较佳、刚度较佳的单体电池100;且在单体电池100的容纳腔121内的软包电芯110发生热失控时,虽然软包电芯110发生热失控的位置仍是不可控的,但单体电池100的气体可沿所设计的排气孔122排出,而实现定向排气。基于此,在若干上述单体电池100组成电池包后,电池包即可基于各单体电池100的定向排气,预先设计、预备热失控防护措施,从而利于保障并提高电池包的安全性能,且在一定程度上还利于降低热失控蔓延风险/速度。
请参阅图1、图2,在本实施例中,壳体组件120在软包电芯110的长度方向x上的至少一侧设有将容纳腔121连通至外部的第一排气孔1221,壳体组件120在软包电芯110的高度方向z上的一侧设有将容纳腔121连通至外部的第二排气孔1222。其中,每端的第一排气孔1221的设置数量可为一个或多个。第二排气孔1222的设置数量可为一个或多个。
具体地,壳体组件120包括沿软包电芯110的长度方向x设有贯通口的矩形壳123,以及分别封盖于矩形壳123上贯通口的侧板124(其中,侧板124的设置数量等于贯通口的设置数量);侧板124设有第一排气孔1221,矩形壳123在软包电芯110的高度方向z上的一侧设有第二排气孔1222。
通过采用上述方案,可先将各软包电芯110以及附加的隔热结构或缓冲结构层叠设置后整体从矩形壳123的任意贯通口塞入矩形壳123内,再通过两侧板124分别封盖矩形壳123的两个贯通口,而完成组装。组装便利性较高,且组装后壳体组件120对软包电芯110的防护效果较佳、较全面。
通过采用上述方案,在单体电池100的容纳腔121内的软包电芯110发生热失控时,虽然软包电芯110发生热失控的位置仍是不可控的,但单体电池100的一部分气体可沿设置在侧板124的各第一排气孔1221排出,另一部分气体可沿设置在矩形壳123的各第二排气孔1222排出,而实现定向排气,并避开朝向与其于软包电芯110的厚度方向y层叠的相邻单体电池100排气。从而可更便于后续成型的电池包基于各单体电池100的定向排气,预先设计、预备热失控防护措施,并进一步降低热失控蔓延至其他单体电池100的风险/速度,从而利于保障并提高电池包的安全性能。
其中,矩形壳123可由具有机械强度和耐高温性能的任意材料制成,例如由铝制成。如此设置,利于保障并提高单体电池100整体的结构强度和刚度;且利于保障并提高矩形壳123对热量的传导效果,而便于后续单体电池100进行换热、散热。
其中,侧板124可由塑胶制成。如此设置,可使侧板124与各软包电芯110之间绝缘,而保障单体电池100的安全性;且还可通过侧板124对各软包电芯110的端部形成一定的缓冲与保护效果。
其中,侧板124与矩形壳123之间可采用焊接连接。如此设置,可使侧板124与矩形壳123之间连接便利,且连接强度较佳。
请参阅图2,在本实施例中,单体电池100还包括沿软包电芯110的长度方向x延伸的绝缘套130,绝缘套130套接于各软包电芯110和矩形壳123之间。
通过采用上述方案,可通过绝缘套130使各软包电芯110和矩形壳123之间绝缘,从而可在保障矩形壳123对各软包电芯110的导热性能的基础上,保障矩形壳123与各软包电芯110之间的电气绝缘安全性。
当然,在其他可能的实施方式中,也可于矩形壳123的内壁涂覆绝缘漆层,而使各软包电芯110和矩形壳123之间绝缘。
请参阅图1、图2,在本实施例中,单体电池100包括沿软包电芯110的厚度方向y层叠设置的至少两个软包电芯110;单体电池100还包括两个绝缘支架140、至少两个汇流排150和两个极柱160。两个绝缘支架140分设于软包电芯110的相对两端,绝缘支架140设有与第一排气孔1221相对的通气孔141;汇流排150固定于绝缘支架140朝向软包电芯110的一侧,各汇流排150共同用于串联、并联或混联各软包电芯110;两极柱160设于软包电芯110的一端,或分设于软包电芯110的相对两端,极柱160的一端与对应的汇流排150电连接,极柱160的另一端穿设于绝缘支架140和壳体组件120并外露。
在此需要说明的是,通过设于软包电芯110的端部的绝缘支架140可对多个软包电芯110的端部进行支撑,而共同稳定多个软包电芯110的状态。且绝缘支架140与各软包电芯110之间电气绝缘。
其中,软包电芯110在热失控时产生的部分高温高压气体可沿相通的通气孔141和第一排气孔1221排放至单体电池100外部。
在此还需要说明的是,每个绝缘支架140的内侧可固定至少一个汇流排150,各汇流排150可共同构建多个软包电芯110之间的串联、并联或混联的动力连接关系。
根据所构建的动力连接关系,将其中一极柱160作为单体电池100的正极引出端,而焊接至相应的汇流排150,并穿设于相应的绝缘支架140和壳体组件120的侧板124而部分外露,该极柱160的外露部分可用于与其他单体电池100的负极引出端电连接而构建不同单体电池100之间的动力连接关系。同理,将另外一极柱160作为单体电池100的负极引出端,而焊接至相应的汇流排150,并穿设于相应的绝缘支架140和壳体组件120的侧板124而部分外露,该极柱160的外露部分可用于与其他单体电池100的正极引出端电连接而构建不同单体电池100之间的动力连接关系。
示例地,当软包电芯110设有两个且两软包电芯110之间需构建串联的动力连接关系时,两软包电芯110一端的绝缘支架140的内侧可固定连体式的一个汇流排150,两软包电芯110该端的极耳被一起焊接至该连体式的汇流排150;两软包电芯110另一端的绝缘支架140的内侧可固定相互独立的两个汇流排150,两软包电芯110该端的极耳被分别焊接至两个汇流排150,与此同时,两极柱160也分别焊接至该端的两个汇流排150,而分别作为单体电池100的正极引出端和负极引出端。如此,两软包电芯110之间即可构建单向串联的动力连接关系。
示例地,当软包电芯110设有两个且两软包电芯110之间需构建并联的动力连接关系时,两软包电芯110一端的绝缘支架140的内侧可固定连体式的一个汇流排150,两软包电芯110该端的极耳被一起焊接至该连体式的汇流排150,与此同时,一极柱160焊接至该端的汇流排150,而作为单体电池100的正极引出端;两软包电芯110另一端的绝缘支架140的内侧也固定连体式的一个汇流排150,两软包电芯110该端的极耳被一起焊接至该连体式的汇流排150,与此同时,另一极柱160焊接至该端的汇流排150,而作为单体电池100的负极引出端。如此,两软包电芯110之间即可构建并联的动力连接关系。
综上,通过采用上述方案,单体电池100可通过绝缘支架140支撑软包电芯110的端部而稳定软包电芯110的状态;还可通过绝缘支架140固定汇流排150,同时通过各汇流排150构建各软包电芯110之间的串联、并联或混联的动力连接关系;且还根据所构建的动力连接关系,将两个极柱160分别电连接至相应的汇流排150,并穿设于相应的绝缘支架140和壳体组件120的侧板124而部分外露,以分别形成单体电池100的正极引出端和负极引出端。基于此,可组装便利地形成模块化、标准化的单体电池100,且可在采用相同包络、相同数量和布局的软包电芯110的前提下,设计、构建不同的动力连接关系,而获得不同电压的单体电池100,从而便于后续组装呈不同电压平台的电池包。且该单体电池100还便于基于外露的极柱160部分与其他单体电池100构建动力连接关系,从而利于保障并提高单体电池100的使用性能。
请参阅图1、图2、图6,在本实施例中,分设于软包电芯110的相对两端的两个极柱160在软包电芯110的高度方向z错位设置。
在此需要说明的是,当两极柱160分设于软包电芯110的相对两端时,单体电池100的一端将设有正极引出端,为正极端;单体电池100的另一端将设有负极引出端,为负极端。如此,当多个单体电池100于软包电芯110的厚度方向y层叠设置时,在各单体电池100的端部将呈现正极端和负极端交替排列的布置,且相邻单体电池100的正极引出端和负极引出端可通过转接排700电连接,而构建相邻单体电池100的动力连接关系。
基于此,通过采用上述方案,可使得相邻单体电池100的需构建动力连接关系的端部处的正极引出端和负极引出端布置在一条斜线上,且需通过斜式转接排700实现电连接。如此,在一定程度上可拉开需电连接的正极引出端和负极引出端之间的电气安全距离,拉大其间的爬电距离,从而可保障并提高单体电池100的使用安全性。
请参阅图3、图5,本实用新型实施例还提供了一种电池包,包括箱体200以及多个单体电池100,箱体200包括箱本体210,箱本体210内形成容置腔201,容置腔201内容置有沿软包电芯110的厚度方向y层叠设置的多个单体电池100。
在此需要说明的是,箱本体210包括依次首尾相连呈矩形的四条边框211,以及固定于四条边框211的底部的封底212。可在封底212的上侧设置液冷系统,或使封底212本身为液冷系统。以便于后续通过液冷系统直接接触各单体电池100而对各单体电池100进行高效散热。
其中,箱本体210内可不设置横梁220和纵梁230,箱本体210仅通过其自身边框211围合形成一个大的容置腔201。或,箱本体210内可设置至少一个横梁220,各横梁220可将箱本体210围合的大空间划分成多个容置腔201。或,箱本体210内可设置至少一个纵梁230,各纵梁230可将箱本体210围合的大空间划分成多个容置腔201。或,箱本体210内可设置至少一个横梁220和至少一个纵梁230,各横梁220和各纵梁230纵横交叉,并共同将箱本体210围合的大空间划分成多个容置腔201。
在此还需要说明的是,容置腔201中,若干单体电池100可沿软包电芯110的厚度方向y层叠设置,并可选采用螺纹连接或粘接的方式相对封底212固定。
其中,当各单体电池100不可拆地连接(例如粘接)于封底212,而个别单体电池100失效/损坏时,可通过转接排700跨过失效/损坏的单体电池100,而连接有效的单体电池100,如此,电池包的电压虽会有所损失,但仍可继续使用,而无需整体报废,从而可相应延长电池包的使用寿命,且返修便利。
因此,通过采用上述方案,各单体电池100将跳过成型呈电池模组的组装步骤,而直接组装至箱体200以成型电池包,基于此,可提高组装效率,减少零部件使用,从而可优化电池包的空间利用率,减轻电池包的总重量,提升电池包的能量密度。
请参阅图3、图5、图6,在本实施例中,容置腔201在软包电芯110的厚度方向y上的相对两腔壁与单体电池100之间层叠有端板300,两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100通过环状紧固带400环绕紧固。
通过采用上述方案,可在保障电池包的空间利用率和能量密度的基础上,通过环状的紧固带400将两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100扎紧呈整体,如此,不仅便于组装,且还利于综合、强化两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100的整体刚度。
请参阅图3、图5、图6,在本实施例中,部分相邻单体电池100之间层叠有加强板500,加强板500在软包电芯110的长度方向x上的长度大于单体电池100的长度;箱本体210内设有纵梁230,加强板500的端部插接至对应的(靠近其的)纵梁230或箱本体210的边框211上。其中,两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100和各加强板500通过环状紧固带400环绕紧固。
通过采用上述方案,一方面,可通过加强板500进一步综合、强化两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100和各加强板500的整体刚度和强度;一方面,可通过加强板500的端部与纵梁230或箱本体210的边框211的插接配合,实现在组装期间,促使两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100和各加强板500整体快速对位,从而提高组装便利性;一方面,可通过长于单体电池100且与箱体200连接的加强板500,在箱体200承受侧挤压和/或侧碰时,加强箱体200的局部强度,提高电池包的抗挤压性能。
此外,加强板500还可作为两端板300以及层叠于两端板300之间的各单体电池100和各加强板500整体的吊装承力结构;当加强板500的顶部持平或略高于单体电池100的顶部时,加强板500还可用于支撑、固定二层BDU(Batter Disconnect Unit,电池切断单元)与BMS(Batter Management Sstem,电池管理系统)一体结构。
请参阅图3、图4、图5,在本实施例中,箱本体210内设有横梁220和纵梁230,横梁220和纵梁230在软包电芯110的高度方向z上的高度均大于单体电池100的高度;电池包还包括盖合箱体200的箱盖,横梁220高出于单体电池100的部分、纵梁230高出于单体电池100的部分与箱盖共同围合形成排气空间。
通过采用上述方案,可通过加高的横梁220和纵梁230更可靠地分隔相邻的容置腔201,基于此,当某一容置腔201内的单体电池100发生热失控时,围合形成该容置腔201的横梁220和纵梁230可对热失控形成一定的阻隔效果,而降低热失控蔓延至其他容置腔201的风险/速度,从而可提高电池包的安全性能。
通过采用上述方案,还可基于横梁220和纵梁230高出于单体电池100的部分与箱盖共同围合形成排气空间,如此,可便于热失控的单体电池100将其内部的高温高压气体沿其顶侧的排气孔122(即第二排气孔1222)排放至该排气空间,并最终沿预设方向排出至电池包外部,如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险。从而可提高电池包的安全性能。
请参阅图3、图4、图5,在本实施例中,各单体电池100相对于箱本体210固定,各单体电池100的端部与容置腔201在软包电芯110的长度方向x上的腔壁间隔设置,并围合形成排气槽202;各单体电池100的端部上还搭载有防护板600,防护板600抵接至容置腔201在软包电芯110的长度方向x上的腔壁,并盖合排气槽202的槽口。
通过采用上述方案,当排气槽202一侧的任意单体电池100发生热失控时,热失控的单体电池100可将其内部的高温高压气体,沿其靠近排气槽202的排气孔122(即第一排气孔1221)排放至由防护板600盖合的排气槽202中,以便于通过排气槽202引导高温高压气体最终沿预设方向排出至电池包外部。如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险,从而可提高电池包的安全性能。
其中,当设置有与箱体200连接的加强板500时,加强板500的端部设有沿排气槽202的延伸路径贯通的导气孔501,以避免加强板500隔断排气槽202。
请参阅图3、图4,在本实施例中,箱本体210的边框211上设有将排气槽202连通至外部的排气口(图中未示出),排气口处设有防爆阀(图中未示出)。
通过采用上述方案,当排气槽202内的高温高压气体的总气压达到预设气压时,防爆阀会开启并允许排气槽202内的高温高压气体沿预设路径并沿其排放至电池包外部。如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险,从而可提高电池包的安全性能。
请参阅图3、图4,在本实施例中,排气口和防爆阀设于排气槽202的端部处。
通过采用上述方案,当排气槽202内的高温高压气体的总气压达到预设气压时,防爆阀会开启,并允许排气槽202内的高温高压气体沿排气槽202的延伸路径并最终沿其排放至电池包外部。如此,利于降低因能量聚集而发生起火爆炸的风险,从而可提高电池包的安全性能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单体电池,其特征在于,包括:
至少一个软包电芯;
壳体组件,围合形成用于容纳各所述软包电芯的容纳腔,所述壳体组件的至少一侧面设有将所述容纳腔连通至外部的排气孔。
2.如权利要求1所述的单体电池,其特征在于,所述壳体组件包括沿所述软包电芯的长度方向设有贯通口的矩形壳,以及分别封盖于所述矩形壳上所述贯通口的侧板;所述侧板设有第一排气孔,所述矩形壳在所述软包电芯的高度方向上的一侧设有第二排气孔;
所述单体电池还包括沿所述软包电芯的长度方向延伸的绝缘套,所述绝缘套套接于各所述软包电芯和所述矩形壳之间。
3.如权利要求2所述的单体电池,其特征在于,所述单体电池包括沿所述软包电芯的厚度方向层叠设置的至少两个所述软包电芯;所述单体电池还包括:
两个绝缘支架,分设于所述软包电芯的相对两端,所述绝缘支架设有与所述第一排气孔相对的通气孔;
至少两个汇流排,固定于所述绝缘支架朝向所述软包电芯的一侧,各所述汇流排共同用于串联、并联或混联各所述软包电芯;
两个极柱,两所述极柱设于所述软包电芯的一端,或分设于所述软包电芯的相对两端,所述极柱的一端与对应的所述汇流排电连接,所述极柱的另一端穿设于所述绝缘支架和所述壳体组件并外露。
4.如权利要求3所述的单体电池,其特征在于,分设于所述软包电芯的相对两端的所述极柱在所述软包电芯的高度方向错位设置。
5.一种电池包,其特征在于,包括箱体以及多个如权利要求1-4中任一项所述的单体电池,所述箱体包括箱本体,所述箱本体内形成容置腔,所述容置腔内容置有沿所述软包电芯的厚度方向层叠设置的多个所述单体电池。
6.如权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述容置腔在所述软包电芯的厚度方向上的相对两腔壁与所述单体电池之间层叠有端板,两所述端板以及层叠于两所述端板之间的各所述单体电池通过环状紧固带环绕紧固。
7.如权利要求6所述的电池包,其特征在于,部分相邻所述单体电池之间层叠有加强板,所述加强板在所述软包电芯的长度方向上的长度大于所述单体电池的长度;所述箱本体内设有纵梁,所述加强板的端部插接至对应的所述纵梁或所述箱本体的边框上。
8.如权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述箱本体内设有横梁和纵梁,所述横梁和所述纵梁在所述软包电芯的高度方向上的高度均大于所述单体电池的高度;
所述电池包还包括盖合所述箱体的箱盖,所述横梁高出于所述单体电池的部分、所述纵梁高出于所述单体电池的部分与所述箱盖共同围合形成排气空间。
9.如权利要求5所述的电池包,其特征在于,各所述单体电池的端部与所述容置腔在所述软包电芯的长度方向上的腔壁间隔设置,并围合形成排气槽;
各所述单体电池的端部上还搭载有防护板,所述防护板抵接至所述容置腔在所述软包电芯的长度方向上的腔壁,并盖合所述排气槽的槽口。
10.如权利要求9所述的电池包,其特征在于,所述箱本体的边框上设有将所述排气槽连通至外部的排气口,所述排气口处设有防爆阀;所述排气口和所述防爆阀设于所述排气槽的端部。
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