CN218215459U - 电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池包和车辆，电池包包括电池壳、电芯和热控模块，电池壳具有第一容纳腔，电池壳上设有平衡阀和第一防爆阀，电芯安装于第一容纳腔内，热控模块安装于第一容纳腔内，热控模块包括受撞和/或受热后能够吸热和/或生成非活性气体的反应件。本实用新型提供的电池包在电芯发生热失控时具有对热蔓延的阻碍效果好的优点。

Description

电池包和车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池包和车辆。

背景技术

为了防止电池由于内短路、电滥用、机械滥用或碰撞引发的电芯热失控(电芯材料发生剧烈的燃烧反应)而发生热蔓延，一般要求电池包在电芯发生热失控后5分钟内不起火。具体方案为设置隔热材料来阻碍热量传递，或设置缓冲材料来保护电芯免收碰撞，以降低热失控发生几率，但由于电池包的能量密度要求，隔热材料和缓冲材料的设计厚度有限，电芯发热失控后存在无法有效阻止热蔓延的缺陷。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种电池包，该电池包在电芯发生热失控时具有对热蔓延的阻碍效果好的优点。

本实用新型的实施例还提出一种车辆。

根据本实用新型实施例的电池包包括电池壳、电芯和热控模块，所述电池壳具有第一容纳腔，所述电池壳上设有平衡阀和第一防爆阀；所述电芯安装于所述第一容纳腔内；所述热控模块安装于所述第一容纳腔内，所述热控模块包括受撞和/或受热后能够吸热和/或生成非活性气体的反应件。

根据本实用新型实施例的电池包，电芯和热控模块均安装于电池壳的第一容纳腔内，在电池包内电芯因受到撞击而发生热失控时，热控模块中的反应件会因受撞和/或受热而吸热和/或生成非活性气体，或者在电池包内电芯因其他原因导致热失控时，热控模块中的反应件会因受热而吸热和/或生成非活性气体。

由此，反应件可以通过吸热而有效阻碍热量向周围电芯蔓延，以减缓周围电芯发生因温度急剧升高而发生热失控的速度，进而有更多时间采取远离电池包或熄灭失控火焰等措施，保证了乘客安全。反应件也可以通过生成的非活性气体将第一容纳腔内的空气由平衡阀和第一防爆阀排出外界，以使热失控的电芯因缺少氧气而停止燃烧，进而有效阻碍热量的继续释放和蔓延，确保电池包不发生起火爆炸，同样保证了乘客安全。

在一些实施例中，所述热控模块还包括箱体，所述箱体具有第二容纳腔，所述反应件设置于所述第二容纳腔内。

在一些实施例中，所述箱体上设有连通所述第二容纳腔和所述第一容纳腔的多个通孔。

在一些实施例中，所述箱体包括由网状板围设成型的网状箱。

在一些实施例中，所述箱体与所述电池壳的内表面粘接；

和/或，所述箱体与所述电池壳通过螺纹件相连。

在一些实施例中，所述反应件包括受撞后生成非活性气体的第一反应件。

在一些实施例中，所述第一反应件的材质为叠氮化钠。

在一些实施例中，所述电芯的沿所述电池壳的宽度方向相对第一侧和第二侧均设有所述箱体，所述箱体与所述电芯或所述电池壳的壁间隔开。

在一些实施例中，所述反应件包括受热后吸热和生成非活性气体的第二反应件。

在一些实施例中，所述第二反应件的材质为碳酸氢钠。

在一些实施例中，所述电芯上设有第二防爆阀，所述箱体与所述电芯设有所述第二防爆阀的一侧相对。

根据本实用新型实施例的车辆包括如上述任一实施例所述的电池包。

根据本实用新型实施例的车辆的技术优势与上述实施例的电池包的技术优势相同，此处不再赘述。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的电池包的横剖示图。

图2是根据本实用新型另一实施例的电池包的纵剖示图。

附图标记：

1、电池壳；11、平衡阀；12、第一防爆阀；13、第一容纳腔；2、电芯；21、第二防爆阀；3、箱体；31、通孔。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合图1和图2描述根据本实用新型实施例的电池包。

根据本实用新型实施例的电池包包括电池壳1、电芯2和热控模块。电池壳1具有第一容纳腔13，电池壳1上设有平衡阀11和第一防爆阀12。电芯2安装于第一容纳腔13内；热控模块安装于第一容纳腔13内，热控模块包括受撞和/或受热后能够吸热和/或生成非活性气体的反应件。

根据本实用新型实施例的电池包，电芯2和热控模块均安装于电池壳1的第一容纳腔13内，在电池包内电芯2因受到撞击而发生热失控时，热控模块中的反应件会因受撞和/或受热而吸热和/或生成非活性气体，或者在电池包内电芯2因其他原因导致热失控时，热控模块中的反应件会因受热而吸热和/或生成非活性气体。

由此，反应件可以通过吸热而有效阻碍热量向周围电芯2蔓延，以减缓周围电芯2发生因温度急剧升高而发生热失控的速度，进而有更多时间采取远离电池包或熄灭失控火焰等措施，保证了乘客安全。反应件也可以通过生成的非活性气体将第一容纳腔13内的空气由平衡阀11和第一防爆阀12排出外界，以使热失控的电芯2因缺少氧气而停止燃烧，进而有效阻碍热量的继续释放和蔓延，确保电池包不发生起火爆炸，同样保证了乘客安全。

需要说明地，热控模块可以安装在相关技术中隔热层或缓冲层所在位置，即电池包内部结构不用大改，布置灵活的同时，也保证了电池包的能量密度。而且，在反应件如受到碰撞而产生非活性气体，但电芯2没有引发热失控时，非活性气体可以通过平衡阀11排出，不会对电池包造成其他影响。

在一些实施例中，热控模块还包括箱体3，箱体3具有第二容纳腔，反应件设置于第二容纳腔内。箱体3既实现了对反应件的存放和塑形，也方便热控模块与电池壳1或电芯2的相连。

具体地，热控模块通过箱体3与电池壳1或电芯2的相连实现在第二容纳腔内的安装。反应件充满第二容纳腔，箱体3受到撞击后能够发生变形，以便于内部反应件受到撞击而发生化学反应。

在一些实施例中，如图1和图2所示，箱体3上设有连通第二容纳腔和第一容纳腔13的多个通孔31。

由此便于热失控电芯2释放的热量由通孔31快速传递至第二容纳腔，和/或，便于反应件反应后快速吸收第一容纳腔13内热失控电芯2释放的热量，也便于反应件反应后生产的非活性气体排至第一容纳腔13，以快速排出第一容纳腔13内的空气。

具体地，反应件中的反应介质可以为块状或粉末状，当反应介质为粉末状时，反应件还包括包覆反应介质的透气膜或透气纸，以有效避免反应介质由通孔31漏出。

或者，箱体3也可以由易碎裂材质制成，其受到撞击或受热后碎裂，以保证反应件裸露在第一容纳腔13内，进而完成相应化学反应。

在一些实施例中，箱体3包括由网状板围设成型的网状箱。由此第一容纳腔13和第二容纳腔之间的连通面积更大，第一容纳腔13和第二容纳腔之间的热交换效率和气体流通效率更高，对热失控的电芯2的阻热效果更好。

在一些实施例中，箱体3与电池壳1的内表面粘接。和/或，箱体3与电池壳1通过螺纹件相连。由此，相比于箱体3与电芯2相连，箱体3与电池壳1的连接方便、连接强度高。

在一些实施例中，反应件包括受撞后生成非活性气体的第一反应件。

由此，在电池包内电芯2因受到撞击而发生热失控时，热控模块中的第一反应件会因受撞而生成非活性气体，非活性气体将第一容纳腔13内的空气由平衡阀11和第一防爆阀12排出外界，以使热失控的电芯2因缺少氧气而停止燃烧，进而有效阻碍热量的继续释放和蔓延，确保电池包不发生起火爆炸，保证了乘客安全。

在一些实施例中，第一反应件的材质为叠氮化钠。其在受到撞击后会发生化学反应，并生产氮气，氮气可快速充满第一容纳腔13，以将氧气与热失控的电芯2阻隔开，进而有效阻止热失控的电芯2的继续燃烧。

或者，第一反应件的材质还可以为其他含N、C、O的受撞击后能够生产氮气、二氧化碳等非活性气体的化合物。

在一些实施例中，如图1所示，电芯2的沿电池壳1的宽度方向相对第一侧和第二侧均设有箱体3，箱体3与电芯2或电池壳1的壁间隔开。电芯2更易与电池壳1沿宽度方向相对的两壁碰撞，即箱体3设置于电池壳1易碰撞的位置，由此在电芯2受到撞击时，箱体3内的第一反应件也会在第一时间受撞，进而及时生成非活性气体，以快速阻止热失控电芯2燃烧。

具体地，电池包安装在车辆后，电池壳1的宽度方向与车辆的宽度方向一致。箱体3与电池壳1相连后，与电芯2间隔开，由此有效避免箱体3内的第一反应件受到小幅度碰撞即发生反应，保证了第一反应件的使用可靠性。

在一些实施例中，反应件包括受热后吸热和生成非活性气体的第二反应件。

由此，在电池包内电芯2发生热失控时，热控模块中的第二反应件会因受热而吸热和生成非活性气体。进而第二反应件通过吸热而有效阻碍热量向周围电芯2蔓延，以减缓周围电芯2发生因温度急剧升高而发生热失控的速度。同时，第二反应件通过生成的非活性气体将第一容纳腔13内的空气由平衡阀11和第一防爆阀12排出外界，以使热失控的电芯2因缺少氧气而停止燃烧，进而有效阻碍热量的继续释放和蔓延，确保电池包不发生起火爆炸，保证了乘客安全。

在一些实施例中，第二反应件的材质为碳酸氢钠。

碳酸氢钠受热升温达到反应临界点(大于120℃)时，能够快速发生分解反应，并瞬间释放大量二氧化碳，使得第一容纳腔13内空气被挤出，二氧化碳的占比迅速升高，进而使得热失控的电芯2快速停止燃烧，有效阻止了热量的释放和蔓延。

或者，第二反应件的材质还可以为其他含N、C、O的受热后能够生产氮气、二氧化碳等非活性气体的化合物。

在一些实施例中，如图2所示，电芯2上设有第二防爆阀21，箱体3与电芯2设有第二防爆阀21的一侧相对。电芯2热失控后产生的热量由第二防爆阀21快速排至第一容纳腔13，此时，与第二防爆阀21相对的第二反应件能够直接受热，进而快速升温并发出分解反应、生产非活性气体，由此更快地阻止电芯2的继续燃烧，更好地阻止热量的释放和蔓延。

具体地，第二防爆阀21设置于电芯2的上侧，箱体3与电池壳1的顶壁相连，以便于朝向第二防爆阀21。

根据本实用新型实施例的车辆包括如上述任一实施例的电池包。

根据本实用新型实施例的车辆的技术优势与上述实施例的电池包的技术优势相同，此处不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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者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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电池壳，所述电池壳具有第一容纳腔，所述电池壳上设有平衡阀和第一防爆阀；

电芯，所述电芯安装于所述第一容纳腔内；和

热控模块，所述热控模块安装于所述第一容纳腔内，所述热控模块包括受撞和/或受热后能够吸热和/或生成非活性气体的反应件。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述热控模块还包括箱体，所述箱体具有第二容纳腔，所述反应件设置于所述第二容纳腔内。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述箱体上设有连通所述第二容纳腔和所述第一容纳腔的多个通孔。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述箱体包括由网状板围设成型的网状箱。

5.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述箱体与所述电池壳的内表面粘接；

和/或，所述箱体与所述电池壳通过螺纹件相连。

6.根据权利要求2-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述反应件包括受撞后生成非活性气体的第一反应件。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述第一反应件的材质为叠氮化钠。

8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电芯的沿所述电池壳的宽度方向相对第一侧和第二侧均设有所述箱体，所述箱体与所述电芯或所述电池壳的壁间隔开。

9.根据权利要求2-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述反应件包括受热后吸热和生成非活性气体的第二反应件。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述第二反应件的材质为碳酸氢钠。

11.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电芯上设有第二防爆阀，所述箱体与所述电芯设有所述第二防爆阀的一侧相对。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电池包。

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