CN217956063U - 电芯外壳结构组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯外壳结构组件，其包括：外壳主体、顶盖、防爆阀；外壳主体具有用于容纳裸电芯的容腔，且外壳主体具有外壳开口；顶盖被配置为能够盖住外壳开口；顶盖上设置有极柱；防爆阀集成在外壳主体上；集成有防爆阀的外壳主体所在的平面与顶盖所在的平面为不同平面，且为不平行平面。本实用新型，通过将防爆阀集成在外壳主体，集成有防爆阀的外壳主体所在的平面与顶盖所在的平面为不同且不平行的平面，可以同时匹配高安全下的定向喷发和超级快充下的双面冷却需求，进而可以同时满足高安全要求和超级快充要求。

Description

电芯外壳结构组件

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电芯外壳结构组件。

背景技术

电芯为动力电池系统中的最小储能单元，其外部结构主要由顶盖和壳体组成。

目前电芯可以分为：方形、软包和圆柱，常见外形方案为方形硬壳。方形硬壳目前主要有两种：极柱顶出、极柱侧出。两种方案的防爆阀都集成在电芯的顶盖部件中。即极柱顶出方案，防爆阀位于电芯顶部；极柱侧出方案，防爆阀位于电芯侧面。

当下，电动车的市场主要存在安全、续航、和充电部分，针对高安全要求和超级快充要求，在电池系统的设计方面尤为关键：

1、极柱侧出方案：在高安全设计上，因防爆阀位于电芯的侧面，电芯热失控后存在热量直接朝另一颗电芯喷发的问题，增加了系统层级热扩散风险，如果要进行相对应的安全设计，会带来气道设计的复杂程度，同时也对系统内部的隔热方案提出了更高的要求，如此一来，降低了系统的集成度；

2、极柱顶出方案：在超级快充设计上，因目前常见液冷方案多为底部冷却(为单面冷却方案)，在大电流充电过程中，电芯温度控制难度较大，导致系统温差大，同时电芯在充电时长时间处于高温状态，增加了热失控风险；如果增加侧面冷却，降低了电池包内部空间的利用率，且增加了结构复杂难度。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯外壳结构组件，以解决现有技术中无法同时满足高安全要求、超级快充要求的问题。

本实用新型提供一种电芯外壳结构组件，其包括：外壳主体、顶盖、防爆阀；

所述外壳主体具有用于容纳裸电芯的容腔，且所述外壳主体具有外壳开口；

所述顶盖被配置为能够盖住所述外壳开口；所述顶盖上设置有极柱；

所述防爆阀集成在所述外壳主体上；

集成有所述防爆阀的所述外壳主体所在的平面与所述顶盖所在的平面不同平面，且为不平行平面。

较佳地，所述顶盖所在的平面为侧面；

所述侧面为：所述电芯外壳结构组件用于与其他部件呈一排集成排列时，与排列方向垂直的面。

较佳地，所述防爆阀的数量为多个。

较佳地，多个所述防爆阀位于所述外壳主体的不同位置处。

较佳地，所述外壳主体为方形外壳主体。

本实用新型提供的电芯外壳结构组件，通过将防爆阀集成在外壳主体上，而非集成在顶盖上，并且防爆阀所在的平面与顶盖所在的平面不在同一平面上，这样当多个电芯集成，即多个电芯外壳结构组件集成时，可以将顶盖所在的平面设计为侧面，此时防爆阀位于另一面，简化了排气通道的设计，避免了热失控的时候引起热扩散；并且防爆阀不在侧面上，电芯热失控后不存在向另一电芯喷发热量的风险，满足了高安全要求。通过在顶盖上设置极柱，这样当多个电芯集成，即多个电芯外壳结构组件集成时，可以将顶盖所在的平面设计为侧面，即为极柱侧出的方案，提升了电芯内部的空间利用率和体积能量密度；且极柱侧出的方案可以满足电芯的顶部和底部同时冷却，做到了电芯温度的精确控制，减小了Z向的梯度温差，且不需要占用额外的电池包内部XY向空间，满足了高安全要求。即本实用新型可以同时匹配高安全下的定向喷发和超级快充下的双面冷却需求，进而可以同时满足高安全要求和超级快充要求。

本实用新型的一可选方案中，防爆阀的数量包括多个，多个防爆阀排气效果更好。

本实用新型的一可选方案中，防爆阀的数量包括多个，多个防爆阀位于外壳主体的不同位置处，可以保证电芯不同位置处发生热失控时候的排气顺畅。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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为本实用新型的一实施例的电芯外壳结构组件的示意图；

图2为本实用新型的一实施例的电芯外壳结构组件的顶面示意图；

图3为本实用新型的一实施例的电芯外壳结构组件的侧面测试图；

图4为本实用新型的一实施例的电芯外壳结构组件的示意图；

图5为本实用新型的一较佳实施例的电芯外壳结构组件的示意图；

附图标记说明：

1-外壳主体，

2-顶盖，

21-极柱；

3-防爆阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“上端”、“下端”、“下表面”、“上表面”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。

在本实用新型说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个，三个，四个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

一实施例中，提供一种电芯外部结构组件，其包括：外壳主体1、顶盖2、防爆阀3，请参考图1。外壳主体1具有用于容纳裸电芯的容腔，且外壳主体1具有外壳开口。顶盖2被配置为能够盖住外壳开口；顶盖上设置有极柱21，极柱内部用于与裸电芯连接。防爆阀3集成在外壳主体1上；集成有防爆阀的外壳主体所在的平面与顶盖所在的平面为不同平面，且两者所在的平面为不平行平面。

现有技术中极柱和防爆阀都集成在顶盖上，有两种方案：极柱侧出和极柱顶出。现有的极柱侧出方案即顶盖位于侧面的方式，冷却效果好，可以满足超级快充要求，但是由于防爆阀也集成在顶盖上，因此防爆阀也位于侧面，电芯热失控后存在热量直接朝另一颗电芯喷发的问题，增加了热扩散风险，即现有极柱侧出方案满足了超级快充中多面冷却要求，但相对难以满足高安全要求。现有的极柱顶出方案即顶盖位于顶面的方式，此处防爆阀也位于顶面，电芯热失控后不会发生热量直接朝另一颗电芯喷发的问题，可以满足高安全要求，但是极柱顶出的方案冷却效果相对较差。，即现有极柱顶出方案满足了高安全要求，但难以满足超级快充要求。综上所述，现有设计中难以同时满足高安全要求和超级快充要求。

上述本实用新型实施例的电芯外部结构组件，通过将防爆阀集成在外壳主体上，而非集成在顶盖上，并且防爆阀所在的平面与顶盖所在的平面不在同一平面上，因此，可以满足极柱侧出，防爆阀非侧出。当多个电芯集成，即多个电芯外壳结构组件集成时，可以将顶盖所在的平面设计为侧面，即极柱侧出，提升了电芯内部的空间利用率，一定程度上提升了电芯的体积能量密度；并且极柱侧出的方案可以满足电芯的顶部和底部同时冷却，做到了电芯温度的精确控制，减小了Z向的梯度温差，且不需要占用额外的电池包内部XY向空间，满足了超快安全要求；防爆阀非侧出，电芯热失控后不会发生热量直接朝另一颗电芯喷发的问题，并且可简化排气通道的设计，避免了热失控的时候引起热扩散，满足了高安全要求。即本实施例同时满足了超高安全要求和超级快充要求，并且即使对电芯能量比较大的电芯，该实施例也能满足高安全要求和超级快充要求。

一实施例中，外壳主体1为方形外壳主体，请参考图1。本实施例中，方形外壳主体为长方形外壳主体，防爆阀位于长方形的长边。

一实施例中，防爆阀3可以向上，请参考图1，如图2所示为其顶面示意图，如图3所示为其侧面示意图。

不同实施例中，防爆阀也可以向下，请参考图4。

不同实施例中，外壳主体1的形状可以根据电芯的形状进行不同的设计，如：也可以为圆柱形外壳主体，也可以为正方形外壳主体。

一实施例中，防爆阀3的数量可以为多个，请参考图5，图5中以三个为例，且位于外壳主体的同一侧。

不同实施例中，防爆阀的数量不一定为三个，也可以为两个或三个以上。不同实施例中，多个防爆阀也不一定设置在外壳主体的同一侧，可以分布在不同侧。

多防爆阀设计可以在电芯不同位置处发生热失控后顺畅排气，可以更好地规避因排气不顺畅导致的外壳破裂带来的安全问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种电芯外壳结构组件，其特征在于，包括：外壳主体、顶盖、防爆阀；

所述外壳主体具有用于容纳裸电芯的容腔，且所述外壳主体具有外壳开口；

所述顶盖被配置为能够盖住所述外壳开口；所述顶盖上设置有极柱；

所述防爆阀集成在所述外壳主体上；

集成有所述防爆阀的所述外壳主体所在的平面与所述顶盖所在的平面为不同平面，且为不平行平面。

2.根据权利要求1所述的电芯外壳结构组件，其特征在于，所述顶盖所在的平面为侧面；

所述侧面为：所述电芯外壳结构组件用于与其他部件呈一排集成排列时，与排列方向垂直的面。

3.根据权利要求1所述的电芯外壳结构组件，其特征在于，所述防爆阀的数量为多个。

4.根据权利要求3所述的电芯外壳结构组件，其特征在于，多个所述防爆阀位于所述外壳主体的不同位置处。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电芯外壳结构组件，其特征在于，所述外壳主体为方形外壳主体。

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