CN217544844U - 电池热失控防护系统及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池热失控防护系统及电池包，涉及动力电池技术领域。电池热失控防护系统包括：箱体结构，具有容纳腔；排气结构，其具有排气部及伸缩部，排气部与容纳腔连通，伸缩部配置于箱体结构的外侧，且与排气部连接，以使排气部进行排气时，伸缩部进行伸缩，并将气流排至外界。电池热失控防护系统可用于电池发生热失控时的防控，箱体结构设置有容纳腔，排气部设置为与容纳腔连通，伸缩部设置于箱体结构的外侧，且与排气部进行连接，当电池发生热失控时，其产生的气流能够由容纳腔经过排气部，最后通过伸缩部进行伸缩，将可燃有毒气体排至外界，使得气体更远离车身，避免造成蒸汽爆炸。

Description

电池热失控防护系统及电池包

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种电池热失控防护系统及电池包。

背景技术

当下高科技工业发展迅猛，车用动力电池的单体能量密度持续提高，由于市场的续航需求，车辆运行时电池内部产生的热量愈发增加。

目前电池包的热失控防护无法满足电池包内部压力释放，现有技术中的电池包设计趋向于将电池包内部空间主要用于电池布置，以最大优先于电量，以实现整车最大行驶里程要求。因此电池包内除电池外的空间剩余较小，在电芯发生热失控时，电池包内的空间有限，不便于大量气体流出，而气体在电池包内积压较多后使得电池包内部的压力增大，极易导致电池包爆炸。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电池热失控防护系统及电池包，将可燃有毒气体排至外界环境，可避免热失控产生的气体对车身造成蒸汽爆炸。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种电池热失控防护系统，包括：箱体结构，具有容纳腔；排气结构，其具有排气部及伸缩部，所述排气部与所述容纳腔连通，所述伸缩部配置于所述箱体结构的外侧，且与所述排气部连接，以使所述排气部进行排气时，所述伸缩部进行伸缩，并将气流排至外界。

在上述实现的过程中，电池热失控防护系统可用于电池发生热失控时的防控，箱体结构设置有容纳腔，排气部设置为与容纳腔连通，伸缩部设置于箱体结构的外侧，且与排气部进行连接，当电池发生热失控时，其产生的气流能够由容纳腔经过排气部，最后通过伸缩部进行伸缩，将可燃有毒气体排至外界，使得气体更远离车身，避免造成蒸汽爆炸。

在一些实施例中，所述箱体结构设置有排气口，所述排气结构包括单向阀及伸缩件，所述单向阀配置于所述排气口处，所述伸缩件配置于所述箱体结构的外侧，且所述伸缩件与所述单向阀连接。

在上述实现的过程中，单向阀与排气口连接，伸缩件与单向阀连接，单向阀用于将电池热失控产生的可燃有毒气体排至伸缩件内，伸缩件在该气体的作用下进行伸缩，使得气体能够更远离车身的排至外界，降低风险系数。

在一些实施例中，所述电池热失控防护系统还包括堕化层及液冷板，所述堕化层及所述液冷板均配置于所述容纳腔，且所述堕化层设置于所述液冷板的下方。

在上述实现的过程中，堕化层设置于容纳腔内，当电池发生热失控时，其产生的气流击穿堕化层及液冷板后，液冷板会释放冷却液对其进行降温灭火，同时堕化层进行湮灭火星及堕化有毒可燃气体，起到堕化氛围的作用，提高整体结构的安全系数。

在一些实施例中，所述堕化层具有堕化空间，所述堕化空间被配置为用于容纳灭火介质，其中当热失控产生的气流能够击穿堕化层时，堕化会释放灭火介质，起到堕化氛围的作用。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：若干电芯，其配置有防爆阀及极柱；和如上述任一项所述的电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统的箱体结构被配置为用于容纳若干所述电芯。

在上述实现的过程中，电芯上设置防爆阀，使得电芯发生热失控时，能够通过防爆阀进行定向导流，并通过电池热失控防护系统的排气结构进行排放，不会对乘员舱造成威胁，提高整体的安全系数。

在一些实施例中，所述防爆阀设置于所述电芯的底部，所述极柱配置于所述电芯的顶部，且所述防爆阀位于液冷板的上方。

在上述实现的过程中，防爆阀与极柱设置于电芯的相对侧，使得电芯发生热失控时，极柱完全有效的与热失控气流隔离，且液冷板位于防爆阀的下方，一旦液冷板被击穿后，液冷板会释放冷却液进行降温灭火外，堕化层也能够对其进行湮灭火星及堕化有毒可燃气体，起到堕化氛围的作用。

第三方面，本申请还提供一种电池包，包括：若干电池模组，每个所述电池模组设置有若干电芯，若干所述电芯上均配置有防爆阀及极柱；和如上述任一项所述的电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统的箱体结构被配置为用于容纳若干所述电池模组。

在上述实现的过程中，电芯上设置防爆阀，使得电芯发生热失控时，能够通过防爆阀进行定向导流，并通过电池热失控防护系统的排气结构进行排放，不会对乘员舱造成威胁，提高整体的安全系数。

在一些实施例中，所述防爆阀设置于所述电芯的底部，所述极柱配置于所述电芯的顶部，且所述防爆阀位于液冷板的上方。

在上述实现的过程中，防爆阀与极柱设置于电芯的相对侧，使得电芯发生热失控时，极柱完全有效的与热失控气流隔离，且液冷板位于防爆阀的下方，一旦液冷板被击穿后，液冷板会释放冷却液进行降温灭火外，堕化层也能够对其进行湮灭火星及堕化有毒可燃气体，起到堕化氛围的作用。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术使用者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施例公开的一种电池热失控防护系统的结构示意图。

图2是本申请实施例公开的一种电池热失控防护系统的部分结构放大示意图。

图3是本申请实施例公开的一种电池热失控防护系统的伸缩件的结构示意图。

图4是本申请实施例公开的一种电池热失控防护系统的堕化层的结构示意图。

图5是本申请实施例公开的一种电池包的结构示意图。

图6是本申请实施例公开的一种电池包的电池模组的结构示意图。

附图标记

100、箱体结构；200、排气阀；300、伸缩件；400、堕化层；500、液冷板；600、电池模组。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术使用者在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

发明人在设计的过程中发现，目前现有技术及商用电池包的泄压防爆阀存在如下问题：当电池组箱内的电芯发生热失控而产生大量可燃气体时，电池包内的压力骤升会导致电池组箱膨胀变形甚至爆炸；一方面，若电池组箱的上壳体发生破裂，会直接威胁到乘员舱内的乘客安全；另一方面，大量有毒可燃气体经箱体防爆阀排出后仍聚焦在车身底盘周围，一旦遇到电芯热失控产生的火星会在电池包及车身下方造成爆燃现象，严重影响乘客安全及造成新能源车的不良社会影响。

鉴于此，如图1、图2和图3所示，第一方面，本申请提供一种电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统可应用于电池包内，且所述电池热失控防护系统能够对电芯发生热失控时进行防护，所述电池热失控防护系统包括：箱体结构100及排气结构，所述箱体结构100可用于容纳若干电芯，所述排气结构设置于所述箱体结构100上，使得所述电芯发生热失控时，能够通过所述排气结构将其热失控产生的气流排至外界。

具体而言，箱体结构100，具有容纳腔；排气结构，其具有排气部及伸缩部，所述排气部与所述容纳腔连通，所述伸缩部配置于所述箱体结构100的外侧，且与所述排气部连接，以使所述排气部进行排气时，所述伸缩部进行伸缩，并将气流排至外界。

示例性的，所述容纳腔内设置有所述电芯，所述排气部为单向排气，即排气部的导通方向为所述容纳腔至外界，所述伸缩部的伸缩长度及伸缩方式不做特殊的限定。

在上述实现的过程中，电池热失控防护系统可用于电池发生热失控时的防控，箱体结构100设置有容纳腔，排气部设置为与容纳腔连通，伸缩部设置于箱体结构100的外侧，且与排气部进行连接，当电池发生热失控时，其产生的气流能够由容纳腔经过排气部，最后通过伸缩部进行伸缩，将可燃有毒气体排至外界，使得气体更远离车身，避免造成蒸汽爆炸。

如图2-图3所示，所述箱体结构100设置有排气口，所述排气结构包括单向阀及伸缩件300，所述单向阀配置于所述排气口处，所述伸缩件300配置于所述箱体结构100的外侧，且所述伸缩件300与所述单向阀连接。

示例性的，所述伸缩件300包括但不局限于伸缩管，所述伸缩件300可设置成螺旋形状，当所述伸缩件300处于未工作状态时，所述伸缩件300呈螺旋状，当所述伸缩件300进行排气时，所述伸缩件300可呈柱状等，在不影响车身外观的美观下，又能将热失控产生的气流排至远离电池包底部的环境中(例如远离车身1米以外的空旷环境中)，避免对乘员造成威胁，也可避免二次爆燃。

在上述实现的过程中，单向阀与排气口连接，伸缩件300与单向阀连接，单向阀用于将电池热失控产生的可燃有毒气体排至伸缩件300内，伸缩件300在该气体的作用下进行伸缩，使得气体能够更远离车身的排至外界，降低风险系数。

如图4所示，所述电池热失控防护系统还包括堕化层400及液冷板500，所述堕化层400及所述液冷板500均配置于所述容纳腔，且所述堕化层400设置于所述液冷板500的下方。

需要说明的是，当体系为低能量密度(<200wh/kg)的电芯时，可省略所述堕化层400；第一方面是因为低能量密度的电芯不会融穿液冷板500，也就不就不会触及堕化层400；第二方面是因为第能量密度的电芯的热失控气流温度和气流速度都较小，可直接通过所述单向阀和所述伸缩件300排出电池包的外侧；当体系为高能量密度(>200wh/kg)的电芯时，上述包含的所有元件都是必不可少的，其中所述排气机构的位置及数量可根据电芯热失控剧烈程度来布置，所述堕化层400的尺寸及灭火介质数量可根据离地间隙和电芯排气量来优化。

在上述实现的过程中，堕化层400设置于容纳腔内，当电池发生热失控时，其产生的气流击穿堕化层400及液冷板500后，液冷板500会释放冷却液对其进行降温灭火，同时堕化层400进行湮灭火星及堕化有毒可燃气体，起到堕化氛围的作用，提高整体结构的安全系数。

在一些实施例中，所述堕化层400具有堕化空间，所述堕化空间被配置为用于容纳灭火介质，其中当热失控产生的气流能够击穿堕化层400时，堕化会释放灭火介质，起到堕化氛围的作用。

示例性的，所述堕化层400的外壳可采用硬质塑料材质制成，且所述堕化层400的厚度包括但不局限于2mm，所述灭火介质包括但不局限于全氟己酮类液体，其中无论所述电芯发生热失控后是否击穿所述液冷板500，其热失控产生的气流均可通过所述排气机构爬出电池包的外侧。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：若干电芯，其配置有防爆阀及极柱；和如上述任一项所述的电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统的箱体结构100被配置为用于容纳若干所述电芯。

在上述实现的过程中，电芯上设置防爆阀，使得电芯发生热失控时，能够通过防爆阀进行定向导流，并通过电池热失控防护系统的排气结构进行排放，不会对乘员舱造成威胁，提高整体的安全系数。

在一些实施例中，所述防爆阀设置于所述电芯的底部，所述极柱配置于所述电芯的顶部，且所述防爆阀位于液冷板500的上方。

在上述实现的过程中，防爆阀与极柱设置于电芯的相对侧，使得电芯发生热失控时，极柱完全有效的与热失控气流隔离，且液冷板500位于防爆阀的下方，一旦液冷板500被击穿后，液冷板500会释放冷却液进行降温灭火外，堕化层400也能够对其进行湮灭火星及堕化有毒可燃气体，起到堕化氛围的作用。

如图5-图6所示，第三方面，本申请还提供一种电池包，包括：若干电池模组600，每个所述电池模组600设置有若干电芯，若干所述电芯上均配置有防爆阀及极柱；和如上述任一项所述的电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统的箱体结构100被配置为用于容纳若干所述电池模组600。

在上述实现的过程中，电芯上设置防爆阀，使得电芯发生热失控时，能够通过防爆阀进行定向导流，并通过电池热失控防护系统的排气结构进行排放，不会对乘员舱造成威胁，提高整体的安全系数。

在一些实施例中，所述防爆阀设置于所述电芯的底部，所述极柱配置于所述电芯的顶部，且所述防爆阀位于液冷板500的上方。

在上述实现的过程中，防爆阀与极柱设置于电芯的相对侧，使得电芯发生热失控时，极柱完全有效的与热失控气流隔离，且液冷板500位于防爆阀的下方，一旦液冷板500被击穿后，液冷板500会释放冷却液进行降温灭火外，堕化层400也能够对其进行湮灭火星及堕化有毒可燃气体，起到堕化氛围的作用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术使用者来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池热失控防护系统，其特征在于，包括：

箱体结构，具有容纳腔；

排气结构，其具有排气部及伸缩部，所述排气部与所述容纳腔连通，所述伸缩部配置于所述箱体结构的外侧，且与所述排气部连接，以使所述排气部进行排气时，所述伸缩部进行伸缩，并将气流排至外界。

2.根据权利要求1所述的电池热失控防护系统，其特征在于，所述箱体结构设置有排气口，所述排气结构包括单向阀及伸缩件，所述单向阀配置于所述排气口处，所述伸缩件配置于所述箱体结构的外侧，且所述伸缩件与所述单向阀连接。

3.根据权利要求1所述的电池热失控防护系统，其特征在于，所述电池热失控防护系统还包括堕化层及液冷板，所述堕化层及所述液冷板均配置于所述容纳腔，且所述堕化层设置于所述液冷板的下方。

4.根据权利要求3所述的电池热失控防护系统，其特征在于，所述堕化层具有堕化空间，所述堕化空间被配置为用于容纳灭火介质。

5.一种电池包，其特征在于，包括：

若干电芯，其配置有防爆阀及极柱；和

如权利要求1-4任一项所述的电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统的箱体结构被配置为用于容纳若干所述电芯。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述防爆阀设置于所述电芯的底部，所述极柱配置于所述电芯的顶部，且所述防爆阀位于液冷板的上方。

7.一种电池包，其特征在于，包括：

若干电池模组，每个所述电池模组设置有若干电芯，若干所述电芯上均配置有防爆阀及极柱；和

如权利要求1-4任一项所述的电池热失控防护系统，所述电池热失控防护系统的箱体结构被配置为用于容纳若干所述电池模组。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述防爆阀设置于所述电芯的底部，所述极柱配置于所述电芯的顶部，且所述防爆阀位于液冷板的上方。

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