CN217239674U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包，包括：箱体，箱体内限定出容置空间，箱体上设有穿孔；电芯单元，电芯单元设置在容置空间内，电芯单元具有多个电芯，至少一个电芯的防爆阀与箱体上的穿孔相连通；外排系统，外排系统包括排出管，排出管设在箱体上且位于容置空间外，排出管上设有烟气进口，烟气进口与穿孔相连通，排出管具有排出端，以使电芯内的火焰或者烟气从排出管向外排出。当电池包内的电芯燃烧，火焰可通过防爆阀穿过穿孔直接排出至拥有烟气进口排出管，火焰或者高温烟气从烟气进口汇入排出管，最终从排出端排出，防止火焰在电池包内部蔓延。

Description

电池包

技术领域

本实用新型涉及电池设备技术领域，具体涉及一种电池包。

背景技术

随着新能源汽车的发展，市场暴露出的电动汽车的安全问题日益增多，作为电动汽车的核心之一，动力电池系统面临着越来越高的安全挑战。

目前市面上常见的电池包热失控后，热量会从失控电芯传导至未失控电芯，最终电池包内所有零件都会经受火烧。如果所有电芯都开始燃烧，燃烧产生的热量巨大，对整车危害性强。

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，本实用新型提出一种电池包，降低在部分电芯自燃后传播使其他电芯燃烧的几率，提高电池包安全性。

根据本实用新型实施例的电池包，包括：箱体，所述箱体内限定出容置空间，所述箱体上设有穿孔；电芯单元，所述电芯单元设置在所述容置空间内，所述电芯单元具有多个电芯，至少一个所述电芯的防爆阀与所述箱体上的所述穿孔相连通；外排系统，所述外排系统包括排出管，所述排出管设在所述箱体上且位于所述容置空间外，所述排出管上设有烟气进口，所述烟气进口与所述穿孔相连通，所述排出管具有排出端，以使所述电芯内的火焰或者烟气从所述排出管向外排出。

本实用新型实施例的电池包通过设置穿孔，使得电芯单元内的电芯产生的火焰能够通过防爆阀穿过穿孔直接排出箱体，减少火焰或者高温烟气传播至其他电芯导致其他电芯也燃烧的风险，提高电池包的安全性。设置防爆阀，可以调节电芯内部气压，且在电芯内气压过高时内部气体甚至烟气、火焰可以通过防爆阀排出。通过在容置空间外部设置拥有烟气进口和排出端的排出管，且烟气进口与穿孔相连通，火焰或者高温烟气从烟气进口汇入排出管，最终从排出端排出，防止火焰在电池包内部蔓延。而外排系统的设置，当电芯产生火焰或者高温烟气时，通过外排系统排出，火焰或者烟气在沿外排系统流动的过程中，外排系统可以逐渐发散火焰或者烟气的热量，使火焰或者烟气温度降低，甚至可能将火焰直接熄灭，减少火焰向外流窜的可能。

在一些实施例中，所述箱体上设有多个所述穿孔以与多个所述电芯的所述防爆阀一一对应设置。所述外排系统包括多根所述排出管，多根所述排出管的所述烟气进口与多个所述穿孔相连通。所述外排系统还包括汇集管和总排管，多根所述排出管的所述排出端连接在所述汇集管上，所述汇集管与所述总排管相连。

根据本实用新型一个实施例的电池包，所述外排系统还包括：催化装置，所述催化装置与所述排出管的所述排出端相连。

根据本实用新型一个实施例的电池包，所述外排系统还包括：消音器，所述消音器与所述排出管的所述排出端相连。

根据本实用新型一个实施例的电池包，所述箱体包括：底板、边梁，所述底板与所述边梁限定出所述容置空间，所述底板上设有所述穿孔。

进一步地，所述电芯单元为并排设置的多个，所述底板上对应形成多排所述穿孔，所述排出管为平行设置的多个，每个所述排出管与一排所述穿孔相连通。

根据本实用新型一个实施例的电池包，所述电芯单元还包括设在相邻两个所述电芯之间的隔热垫。

进一步地，所述电池包还包括冷却系统，所述冷却系统设在所述箱体上且与所述电芯接触。

进一步地，所述冷却系统包括：冷却板，所述冷却板设在所述容置空间内且与所述电芯接触，所述冷却板内设有冷却流道；流动管，所述流动管的一端连接所述冷却板且与所述冷却流道连通，所述流动管的另一端伸出所述箱体。

进一步地，所述冷却板包括：两个冷却横板和多个冷却纵板，两个所述冷却横板相对且间隔设置，多个所述冷却纵板连接在两个所述冷却横板之间，以使所述冷却板形成多个冷却格，所述电芯单元为多个且分别位于多个所述冷却格中；所述冷却横板和所述冷却纵板内设有所述冷却流道，所述冷却横板、所述冷却纵板均与所述电芯接触。

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为本实用新型实施例提供的电池包截面图；

图2为本实用新型实施例提供的电池包拆分图；

图3为本实用新型实施例提供的电芯示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电池包箱体示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电池包外排系统示意图；

图6为本实用新型实施例提供的电池包冷却系统示意图。

附图标记：

电池包100、

箱体1、

穿孔11、底板12、边梁13、盖部14、

电芯单元2、

电芯20、防爆阀21、隔热垫22、极耳23、

外排系统3、

排出管30、汇集管31、总排管32、催化装置33、消音器34、

烟气进口305、排出端306、

冷却系统4、

冷却板40、流动管41、

冷却横板403、冷却纵板404、冷却格405、

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“上”、“下”、“内”、“外”、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。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的电池包100，电池包100用于为车辆200提供动力。

根据本实用新型实施例的电池包100，如图1和图2所示，包括：箱体1、电芯单元2和外排系统3。

箱体1内限定出容置空间，容置空间用于放置电芯单元2。可选地，容置空间的形状与电芯单元2的形状一致，以提高放置紧凑性且减小箱体1的尺寸。箱体1上设有穿孔11，箱体1内的电芯单元2燃烧时产生的火焰以及高温烟气能够通过穿孔11排出到箱体1外部。

电芯单元2设置在容置空间内，电芯单元2具有多个电芯20，至少一个电芯20的防爆阀21与箱体1上的穿孔11相连通。

外排系统3包括排出管30，排出管30设在箱体1上且位于容置空间外，排出管30上设有烟气进口305，烟气进口305与穿孔11相连通，排出管30具有排出端306，以使电芯20内的火焰或者烟气从排出管30向外排出。

可以理解的是，电池包在生产后，电池包内部的部分电芯存在一定的起火爆炸风险。在现有的技术方案中，火焰会从热失控的电芯四散蔓延至周围电芯，直至电池包内部所有的零件燃烧，最终导致火焰喷出，甚至可能会引燃整辆汽车。

为避免上述问题，本申请的技术方案提出了一种电池包100，利用其结构尽可能将电芯产生的火焰统一汇集并排出，避免火焰在电芯之间传播。

具体而言，电芯单元2设置在箱体1的容置空间内，电芯单元2内的电芯20的防爆阀21与箱体1上的穿孔11相连通，当电芯20发生热失控产生火焰或者高温烟气时，火焰或者高温烟气能够通过防爆阀21排出电芯20。防爆阀21与穿孔11相连通，使电芯20内产生的火焰或者高温烟气能够直接排出到箱体1以外，减少火焰在不同电芯20之间传播的可能性。

箱体1还设置有盖部14，盖部14能够限制箱体1内放置的电芯单元2的运动，防止电芯单元2从箱体1内脱出。

同时，如图3所示，由于本申请中电芯20设置了防爆阀21，防爆阀21与电芯20的极耳23不在同一面，其中防爆阀21设置为与容置空间的底面相贴，使得电芯20的防爆阀21通过箱体1上的穿孔11进行排气。其中，防爆阀21的设置使电芯20内气压只有达到设定值时，防爆阀21才会打开而向外排气。也就是说，在电芯20内气压尚未达到设定值时，防爆阀21未打开，防爆阀21的设置，对烟气外排产生了一定滞后作用。而且防爆阀本身对烟气流通有一定阻碍作用，因此高温烟气不会向外直接喷射。

同时，由于本申请中设置了外排系统3，外排系统3的排出管30设置于箱体1上，且位于容置空间外部，排出管30上的烟气进口305与穿孔11相连通，也即电芯20内产生的火焰或者高温烟气能够依次通过防爆阀21和穿孔11，由烟气进口305进入排出管30内。排出管30具有排出端306，进入排出管30内的烟气能够通过排出端306向外界空气排出，减少了火焰或者高温烟气四散蔓延导致火势扩大。

本申请设置的排出管30，高温烟气在通过排出管30时，热量向排出管30传导，然后通过排出管30向外散热，使烟气温度逐渐下降。也就是说，排出管30还能有助于散热降温，使烟气温度逐渐下降，从而降低了电池包100从排出端306处排出烟气的温度。这样降低了电池包100向外喷出高温烟气的几率，从而降低了引燃外部物品的风险。

需要说明的是，防爆阀21可采用现有技术中公开的防爆阀结构，由于其原理及结构均为公知常识，这里对防爆阀21的结构及原理不再赘述。

综上，本实用新型实施例的电池包100，通过设置穿孔11，电芯单元2内的电芯20产生的火焰能够通过防爆阀21穿过穿孔11直接排出箱体1，减少火焰或者高温烟气传播至其他电芯导致其他电芯也燃烧的风险，提高电池包的安全性。设置防爆阀21防止火焰蔓延。通过在容置空间外部设置拥有烟气进口305和排出端306的排出管30，且烟气进口305与穿孔11相连通，火焰或者高温烟气从烟气进口305汇入排出管30，最终从排出端306排出，防止火焰在电池包内部蔓延。火焰或者高温烟气在通过排出管30时，利用排出管30进行降温，使得火焰熄灭，高温烟气在到达排出端306时温度降低，防止高温烟气直接喷出引燃外部物品的风险，从而减少整车烧毁的几率。

在一些实施例中，如图5所示，箱体1上设有多个穿孔11以与多个电芯20的防爆阀21一一对应设置，设置多个穿孔11能够使得电芯20产生的火焰或者高温烟气更快地排出箱体1。外排系统3包括多根排出管30，多根排出管30的烟气进口305与多个穿孔11相连通。可选地，多个烟气进口305与多个穿孔11一一对应设置。这样，箱体1内的多个电芯20产生的火焰或者高温烟气可以直接短距离进入到排出管30内，减少火焰向周围蔓延的可能性。

具体地，外排系统3还包括汇集管31和总排管32，多根排出管30的排出端306连接在汇集管31上，汇集管31与总排管32相连。通过设置汇集管31与总排管32，使得进入到多根排出管30内的火焰或者高温烟气经由汇集管31集合，最终通过总排管32排出至电池包外部。这样设置使得火焰与高温烟气的排放更加集中，更便于对火焰以及高温气体的处理。

在一些实施例中，外排系统3还包括：催化装置33，催化装置33与排出管30的排出端306相连。这样设置，高温烟气在通过排出管30的排出端306排出时，催化装置33能够将烟气中的有害气体(例如一氧化碳、二氧化硫等)去除，使得排出的气体为无毒气体，提高了电池包的环保性。

在一些实施例中，外排系统3还包括：消音器34，消音器34与排出管30的排出端306相连。设置消音器34，减少火焰或者高温烟气通过排出管30的排出端306排放时产生的噪音。

在本申请的方案中，外排系统3在包括催化装置33和消音器34时，催化装置33和消音器34的设置位置可以根据需要灵活设置。例如可以设置在每根排出管30的排出端306处，又例如可以设置在汇集管31与总排管32之间，此时排出管30直接与汇集管31连接。

在一些实施例中，如图4所示，箱体1包括：底板12、边梁13，底板12与边梁13限定出容置空间，底板12上设有穿孔11。底板12用于托住放置于容置空间内的电芯单元2。可选地，底板12与边梁13所限定出的容置空间的形状与电芯单元2的形状一致，以提高放置紧凑性且减小箱体1的尺寸。

进一步地，电芯单元2为并排设置的多个，底板12上对应形成多排穿孔11，排出管30为平行设置的多个，每个排出管30与一排穿孔11相连通。底板12上形成的多排穿孔11与容置空间内设置的电芯单元2一一对应，每个排出管30又与一排穿孔11相连通，使得无论哪个电芯单元2发生热失控产生火焰或者高温烟气，能够直接通过对应的穿孔11以及排出管30的烟气进口305进入到排出管30内，减少火焰或者高温烟气向周围其他电芯单元2扩散蔓延的可能性。

在一些实施例中，如图2所示，电芯单元2还包括设在相邻两个电芯20之间的隔热垫22。具体地，隔热垫22与电芯20成组设置，连接在箱体1内部。设置隔热垫22能够阻止电芯20发生热失控后，热量向未失控电芯20传递，减少火焰蔓延的风险。

进一步地，如图6所示，电池包100还包括冷却系统4，冷却系统4设在箱体1上且与电芯20接触。设置冷却系统4与电芯20接触，能够在电芯20发生热失控时，将电芯20的热量传导至冷却系统4进行冷却，冷却系统4对热失控电芯20进行降温，使其温度恢复至稳定状态。

进一步地，冷却系统4包括：冷却板40，冷却板40设在容置空间内且与电芯20接触。冷却板40用于限定放置在内的电芯单元2的活动。同时，冷却板40内设有冷却流道(图中未示出)。在电芯20发生热失控时，产生的热量会被冷却板40吸收，然后将吸收的热量传递至冷却流道。也就是说，冷却板40内的冷却流道有助于电芯20进行散热降温，使电芯20温度降低，使其温度恢复至稳定状态，熄灭电芯20在热失控的情况下产生的火焰。

同时，冷却系统4设置流动管41，流动管41的一端连接冷却板40且与冷却流道连通，流动管41的另一端伸出箱体1。电芯20产生的热量经由冷却板40传递至冷却流道，再沿着冷却流道进行进一步降温，并最后通过流动管41传递出冷却系统4。使得冷却系统4可以持续对电芯20进行冷却。

进一步地，冷却板40包括：两个冷却横板403和多个冷却纵板404，两个冷却横板403相对且间隔设置，多个冷却纵板404连接在两个冷却横板403之间，以使冷却板40形成多个冷却格405，电芯单元2为多个且分别位于多个冷却格405中。电芯单元2分别位于多个冷却格405中，既可以限定电芯单元2的活动，也可以增大电芯单元2与冷却板40的接触面积，提高冷却系统4对电芯单元2的冷却效率。同时，冷却纵板405能够分隔多个电芯单元2，防止火焰向其他电芯单元2蔓延。

同时，冷却横板403和冷却纵板404内设有冷却流道，冷却横板403、冷却纵板404均与电芯20接触。增加冷却流道的长度，并且增加电芯20和冷却板40的接触面积，使得冷却的效率提高。

在本申请的方案中，冷却板40在包括冷却横板403和冷却纵板404时，冷却流道的设置位置可以根据需要灵活设置。例如可以仅在最外边的冷却横板403内设置冷却流道，此时该冷却横板403两侧设置流动管41。又例如，可以仅在最外边的冷却纵板404内设置冷却流道，此时该冷却纵板404两侧设置流动管41。还有的方案中，冷却横板403和冷却纵板404内均设置冷却流道，两板冷却流道是连通的。

另外，当冷却横板403为两个且冷却纵板404为三个时，冷却流道的安装可以有多种选择。例如可以在所有板内均设置连通的冷却流道，又例如可以在其中一冷却横板403内设置冷却流道，且该冷却流道延伸至中间的冷却纵板404内。

另外，本申请方案中，冷却板40的结构可以不限上述冷却横板403和冷却纵板404，当电芯单元2为圆形时冷却板40也可以为环形等。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“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)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体(1)，所述箱体(1)内限定出容置空间，所述箱体(1)上设有穿孔(11)；

电芯单元(2)，所述电芯单元(2)设置在所述容置空间内，所述电芯单元(2)具有多个电芯(20)，至少一个所述电芯(20)的防爆阀(21)与所述箱体(1)上的所述穿孔(11)相连通；

外排系统(3)，所述外排系统(3)包括排出管(30)，所述排出管(30)设在所述箱体(1)上且位于所述容置空间外，所述排出管(30)上设有烟气进口(305)，所述烟气进口(305)与所述穿孔(11)相连通，所述排出管(30)具有排出端(306)，以使所述电芯(20)内的火焰或者烟气从所述排出管(30)向外排出。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体(1)上设有多个所述穿孔(11)以与多个所述电芯(20)的所述防爆阀(21)一一对应设置；

所述外排系统(3)包括多根所述排出管(30)，多根所述排出管(30)的所述烟气进口(305)与多个所述穿孔(11)相连通；所述外排系统(3)还包括汇集管(31)和总排管(32)，多根所述排出管(30)的所述排出端(306)连接在所述汇集管(31)上，所述汇集管(31)与所述总排管(32)相连。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述外排系统(3)还包括：催化装置(33)，所述催化装置(33)与所述排出管(30)的所述排出端(306)相连。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述外排系统(3)还包括：消音器(34)，所述消音器(34)与所述排出管(30)的所述排出端(306)相连。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体(1)包括：底板、边梁，所述底板与所述边梁限定出所述容置空间，所述底板上设有所述穿孔(11)。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述电芯单元(2)为并排设置的多个，所述底板上对应形成多排所述穿孔(11)，所述排出管(30)为平行设置的多个，每个所述排出管(30)与一排所述穿孔(11)相连通。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯单元(2)还包括设在相邻两个所述电芯(20)之间的隔热垫。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池包，其特征在于，还包括冷却系统(4)，所述冷却系统(4)设在所述箱体(1)上且与所述电芯(20)接触。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述冷却系统(4)包括：

冷却板(40)，所述冷却板(40)设在所述容置空间内且与所述电芯(20)接触，所述冷却板(40)内设有冷却流道；

流动管(41)，所述流动管(41)的一端连接所述冷却板(40)且与所述冷却流道连通，所述流动管(41)的另一端伸出所述箱体(1)。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述冷却板(40)包括：两个冷却横板和多个冷却纵板，两个所述冷却横板相对且间隔设置，多个所述冷却纵板连接在两个所述冷却横板之间，以使所述冷却板(40)形成多个冷却格，所述电芯单元(2)为多个且分别位于多个所述冷却格中；

所述冷却横板和所述冷却纵板内设有所述冷却流道，所述冷却横板、所述冷却纵板均与所述电芯(20)接触。

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