CN218182281U - 一种电池系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及车载电池技术领域，更具体地说涉及一种电池系统，装设于汽车车体的底部、并用于对汽车进行供电，包括若干电芯件，以及用于容置安装所述电芯件的框架；所述电芯件上设有防爆阀口，所述电芯件安装于所述电池系统中时，所述防爆阀口朝下。本实用新型将电芯件的防爆阀口朝向车体下方，当电池内部发生热失控时，高温气体向车体底部喷射，电池烧穿下盖时火势不会直接蔓延到车内，避免直接对车内的乘客造成伤害，使乘客能够安全地进行逃离。

Description

一种电池系统
技术领域
本实用新型涉及车载电池技术领域，更具体地说涉及一种电池系统。
背景技术
近年来，新能源车发展迅猛，锂离子动力电池凭借其容量高，循环寿命长，安全性高等特点在新能源车领域应用越来越广泛。但锂离子电池的性能受温度影响较大，在温度较低或者温度较高时电池性能会受到很大影响；且为了缓解客户的里程焦虑和补能焦虑，目前行业主流主机厂均在开发CTC（Cell to chasis）整车架构，来提高电池系统的体积利用率，提高整车续航。
需要说明的是：现有CTC电池系统中的电芯总成大都是正装的，即安装在电池系统中电芯的高压汇流排、低压采集线束、电芯极耳以及防爆阀均是朝上设置的，参考申请号为CN201720374702.5的中国实用新型专利公开的一种小型聚合物锂离子电池，以及申请号为CN201821345120.5中国实用新型专利公开的动力电池顶盖与电芯的装配结构所示。而在汽车的生产装配过程中，为了保持整车的稳定性以及安全性，电池系统一般都是装设在汽车的底部的，这样一旦电池内部发生热失控，电芯中生产的高温气体会从防爆阀中向上喷射，而防爆阀的上方正是车辆内部的乘员舱，因此电芯中的高温气体会直接喷向乘员舱中的车乘人员，十分危险。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种安全性更高的电池系统。
本实用新型的技术解决措施如下：
一种电池系统，装设于汽车车体的底部、并用于对汽车进行供电，所述电池系统包括若干电芯件，以及用于容置安装所述电芯件的框架；所述电芯件上设有防爆阀口，所述电芯件安装于所述电池系统中时，所述防爆阀口朝下。
上述方案中，电池系统是装设在汽车车体底部的，该电池系统中，通过将电芯件中的防爆阀口朝下地装设在框架中，来使电芯件的防爆阀口朝向车体下方，这样在发生电池系统的热失控时，产生的高温气体会向下喷发，避免高温气体直接朝上喷发对车内乘驶人员造成直接损伤。
作为优选方案，所述电芯件包括电芯壳体，以及装设在所述电芯壳体顶部的电芯盖板，所述防爆阀口设置在所述电芯盖板上；所述电芯件倒置地装设在所述框架中。
作为优选方案，若干所述电芯件排列组装成一个电芯组件，若干所述电芯组件间隔地安装在所述框架中。
作为优选方案，所述框架中设置有交叉排布的若干支撑杆件，所述支撑杆件将所述框架的内部分隔成若干个安装空间，每一所述安装空间中适配地装配有一个所述电芯组件。
作为优选方案，所述框架的上方装设有上层防护板，所述上层防护板构成作用于所述电芯件的顶部防护结构。
作为优选方案，所述电芯件与所述上层防护板之间装设有上层液冷板，所述上层液冷板构成作用于所述电芯件的顶部换热结构。
作为优选方案，所述框架的下方装设有下层防护板，所述下层防护板构成作用于所述电芯件的底部防护结构。
作为优选方案，所述电芯件与所述下层防护板之间装设有下层液冷板，所述下层液冷板构成作用于所述电芯件的底部换热结构。
作为优选方案，所述下层液冷板上设有若干排气孔，所述排气孔用于将所述电芯件与所述下层液冷板之间的气体向下排出。
作为优选方案，所述电芯件倒置时，所述防爆阀口面向所述下层液冷板，且每一所述排气孔均与一个所述防爆阀口相对位。
本实用新型的主要有益效果在于：
1、提高了电池系统整体的安全性。电芯件的防爆阀口朝向车体下方，当电池内部发生热失控时，高温气体向车体底部喷射，电池烧穿下盖时火势不会直接蔓延到车内，避免直接对车内的乘客造成伤害，使乘客能够安全地进行逃离。
2、将电芯件按照模块化的方式分隔地装设在框架中，可以避免发生热失控的那一部分电芯组件直接影响到其它部分的电芯组件，增大高温气体、甚至火势在电芯组件之间蔓延的难度。
3、通过设置排气孔，可以将高温气体快速地导流出安装空间中，进行热电分离，避免过多的高温气体堆积在安装空间中，对框架中的其余电芯件造成影响，避免导致更多的电芯件发生热失控。
4、电芯件倒置时，结构刚度强的电芯壳体位于上方，用于电芯件连接的高压汇流排、低压采集线束均在下方，这样在电芯件上设置上层防护板后，即使上层防护板因踩踏而导致形变，也不容易对电芯件本体以及高压汇流排、低压采集线束造成直接压迫，降低了高压短路、低压采样异常的风险。
5、提高了电池的可维护性。由于电芯件倒置，在维修时通过上举机构将车体进行抬升，拆除下层防护板和下层液冷板就可以对电芯件进行检查、维修；无需对车舱内的座椅等结构进行拆除。
进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式中结合具体实施例进行说明。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型的整体装配示意图。
图2为本实用新型电芯组件的结构示意图。
图3为本实用新型框架的结构示意图。
图4为本实用新型下层液冷板的结构示意图。
图中所示：电芯件1、电芯组件101、电芯壳体102、电芯盖板103、防爆阀口1031、框架2、支撑杆件201、安装空间202、上层防护板3、上层液冷板4、下层防护板5、下层液冷板6、排气孔601、凸起部602。
具体实施方式
以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定。另外，在本实用新型的实施例中所提到的术语“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，或者是该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。需要进一步说明的是，除非另有明确的规定和限定，描述中的 “安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要说明的是：现有的新能源汽车中，由于新能源汽车的动力均来源电池系统，因此它的电池是车辆零件里面最大最重的，重量甚至可以达到100公斤以上。由于体积大、重量大，所以电池在车辆安装需要占用较大空间，因此电池系统大多设置在车体的底部，主要放置在车身中部的地板下方，例如新能源车的代表比亚迪e6、秦等，这些车的电池系统都是安装在地板下的。同时，电池系统的中电芯一般都是正装的，确切地说，参考附图2、申请号为CN201720374702.5的中国实用新型专利公开的一种小型聚合物锂离子电池、以及申请号为CN201821345120.5中国实用新型专利公开的动力电池顶盖与电芯的装配结构所示。电芯件1一般包括电芯壳体102和电芯盖板103，电芯盖板103装设在电芯壳体102上面，且所述电芯盖板103上设有的防爆阀口1031、以及用于电连接的电芯极耳；在将所述电芯件1按照正装的形式装设在电池系统中时，保持着电芯盖板103位于上方、电芯壳体102位于下方的安装形式。这样在电池系统中的所述电芯件1发生热失控时，所述电芯件1中产生的高温气体会从所述防爆阀口1031朝上喷发出来，而电池系统的上方正是乘员舱，这样高温气体会直接对乘员舱中的乘客造成伤害，十分危险。为了解决上述问题，发明人提出了一种将防爆阀口1031朝下设置的电池系统，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
作为本实用新型的实施例一，参考附图1至附图4，一种电池系统，包括若干电芯件1，以及用于容置安装所述电芯件1的框架2；所述电芯件1上设有防爆阀口1031，所述电芯件1安装于所述电池系统中时，所述防爆阀口1031朝下。确切地说，所述防爆阀口1031可以竖直朝下或者斜向下地设置在所述电芯件1的底部，甚至设置在所述电芯件1的侧面、并进行向下的朝向设置。在实际使用中，参考上述电芯件1的结构，所述防爆阀口1031一般是设置在所述电芯盖板103上的，这样可以避免在所述电芯壳体102上进行额外的开孔，保证所述电芯壳体102的整体性更好；而且所述电芯盖板103上也设置有高压汇流排、低压采集线束等结构，当所述电芯件1正装在所述电池系统中，所述电芯盖板103、高压汇流排、低压采集线束等结构均容易受到踩踏形变，进而会对电池系统的性能造成影响。因此，本实施例中，所述电芯件1倒置地安装在所述框架2中。所述倒置地是相对现有电池系统中正装的电芯而言的，具体是指：将所述电芯件1装设在框架2中时，保持电芯盖板103位于下方、电芯壳体102位于上方的安装形式。这样所述电芯盖板103上的防爆阀口1031也是朝下的，在所述电芯件1发生热失控时，高温气体会从所述防爆阀口1031向下喷发，避免直接喷至乘员舱中。
作为优选，为了便于装配以及拆换，本实施例中采用将电芯件1组装成模块化的电芯组件101再进行装配；确切地说，本实施例中，若干所述电芯件1排列组装成一个电芯组件101，若干所述电芯组件101间隔地安装在所述框架2中。同时，所述框架2中设置有交叉排布的若干支撑杆件201，所述支撑杆件201将所述框架2的内部分隔成若干个安装空间202，每一所述安装空间202中适配地装配有一个所述电芯组件101。这样将所述电芯组件101之间分隔开来，在一个所述电芯组件101发生热失控时，生产的高温气体、甚至燃烧而形成的火势均不容易直接作用到另一个所述电芯组件101上，避免所有电芯件1均同步地发生热失控。
作为优选，本实施例中，所述框架2的上方装设有上层防护板3，所述上层防护板3构成作用于所述电芯件1的顶部防护结构，确切地说，将所述上层防护板3通过螺钉结构连接在所述框架2上端，构成了所述框架2的顶盖结构，避免灰尘等杂质流入所述安装空间202中，也避免乘客直接踩踏在电芯件1上，对电芯件1造成损害。同时，所述上层防护板3也可以作为乘员舱中的车身地板，有效减少整车重量，同时降低整车制造成本。进一步地，所述框架2的下方装设有下层防护板5，所述下层防护板5构成作用于所述电芯件1的底部防护结构；确切地说，所述下层防护板5通过螺钉结构连接在所述框架2下端，构成了所述框架2的底部盖结构，避免外物从车体底部对电芯件1造成影响。
作为优选，需要额外说明的是，在电池系统进行充电时，特别是通过快充技术进行充电时，所述电芯件1很容易发热，造成电池系统整体温度过高，为了应对这一状况，本实施中采用了双面冷却的结构，确切地说，本实施例中，所述电芯件1与所述上层防护板3之间装设有上层液冷板4，所述上层液冷板4通过胶粘加螺栓连接在所述电芯件1上的方式，构成作用于所述电芯件1的顶部换热结构；所述电芯件1与所述下层防护板5之间装设有下层液冷板6，所述下层液冷板6通过螺栓结构连接在框架2，构成作用于所述电芯件1的底部换热结构；确切地说，主要用于对所述电芯件1上的汇流排进行换热。所述液冷板的具体结构以及实施方式可以参考申请号为CN202020724614.5的中国实用新型专利公开的一种新能源汽车电池液冷板，此处不再详述。需要进一步说明的是：在外界温度过低、且电池系统未进行充电时，通过防护板和液冷板来包围住电芯件1，以形成多层的电池系统结构，可以提高对电芯件1的保温性能，避免温度过低导致电池系统无法正常工作。
作为优选，安装了液冷板的电池系统发生热失控时，产生的高温气体很容易对液冷板造成损坏，高温气体也很容易积聚在液冷板与电芯件1之间，无法进行导流排出；因此，本实施例中，在所述下层液冷板6上设有若干排气孔601，所述排气孔601用于将所述电芯件1热失控时产出的高温气体向下排出。进一步地，为了提高排气效果，使防爆阀口1031中喷发的高温气体能够直接、快速地从所述排气孔601中排出，本实施例中，每一所述排气孔601均与一个所述防爆阀口1031相对位，这样使每一所述防爆阀口1031中喷发出的高温气体均能直接、快速地从对位的排气孔601中排出，能够更好地避免高温气体在安装空间202中积聚，进而避免影响到其余的电芯件1。更进一步地，为了减少所述防爆阀口1031与所述排气孔601之间的距离，提高气体排出的效率，本实施例中，在所述下层液冷板6的面向所述电芯件1一侧设有若干凸起部602，所述凸起部602的上端面靠近所述防爆阀口1031，且至少部分所述排气孔601设置在所述凸起部602上。其中，所述靠近是指：所述凸起部602的上端面优选与所述防爆阀口1031相贴合，这样一方面可以提高高温气体排出的效率，避免高温气体向电芯件1的四周扩散，另一方面也可以增大下层液冷板6与电芯件1之间的接触面积，提高换热效果；但是在实际装配中，由于连接结构的限制，所述凸起部602的上端面可能无法贴合在所述防爆阀口1031上，因此允许所述防爆阀口1031与所述凸起部602的上端面之间存在间隙。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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)

1.一种电池系统，装设于汽车车体的底部、并用于对汽车进行供电，所述电池系统包括若干电芯件（1），以及用于容置安装所述电芯件（1）的框架（2）；其特征在于：
所述电芯件（1）上设有防爆阀口（1031），所述电芯件（1）安装于所述电池系统中时，所述防爆阀口（1031）朝下。
2.按照权利要求1所述的电池系统，其特征在于：所述电芯件（1）包括电芯壳体（102），以及装设在所述电芯壳体（102）顶部的电芯盖板（103），所述防爆阀口（1031）设置在所述电芯盖板（103）上；所述电芯件（1）倒置地装设在所述框架（2）中。
3.按照权利要求2所述的电池系统，其特征在于：若干所述电芯件（1）排列组装成一个电芯组件（101），若干所述电芯组件（101）间隔地安装在所述框架（2）中。
4.按照权利要求3所述的电池系统，其特征在于：所述框架（2）中设置有交叉排布的若干支撑杆件（201），所述支撑杆件（201）将所述框架（2）的内部分隔成若干个安装空间（202），每一所述安装空间（202）中适配地装配有一个所述电芯组件（101）。
5.按照权利要求4所述的电池系统，其特征在于：所述框架（2）的上方装设有上层防护板（3），所述上层防护板（3）构成作用于所述电芯件（1）的顶部防护结构。
6.按照权利要求5所述的电池系统，其特征在于：所述电芯件（1）与所述上层防护板（3）之间装设有上层液冷板（4），所述上层液冷板（4）构成作用于所述电芯件（1）的顶部换热结构。
7.按照权利要求4所述的电池系统，其特征在于：所述框架（2）的下方装设有下层防护板（5），所述下层防护板（5）构成作用于所述电芯件（1）的底部防护结构。
8.按照权利要求7所述的电池系统，其特征在于：所述电芯件（1）与所述下层防护板（5）之间装设有下层液冷板（6），所述下层液冷板（6）构成作用于所述电芯件（1）的底部换热结构。
9.按照权利要求8所述的电池系统，其特征在于：所述下层液冷板（6）上设有若干排气孔（601），所述排气孔（601）用于将所述电芯件（1）与所述下层液冷板（6）之间的气体向下排出。
10.按照权利要求9所述的电池系统，其特征在于：所述电芯件（1）倒置时，所述防爆阀口（1031）面向所述下层液冷板（6），且每一所述排气孔（601）均与一个所述防爆阀口（1031）相对位。
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