CN219067128U - 动力电池包和用电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种动力电池包和用电装置，该动力电池包包括支撑板，设有泄压槽，泄压槽沿其长度方向依次设有多个泄压腔，每个泄压腔在泄压槽的相对两侧的每个侧壁上设有至少一个泄压孔；模组，包括依次设置的多个电芯，每个电芯对应一个泄压腔，电芯上设有部分地位于泄压腔的防爆阀。该动力电池包通过电芯的防爆阀与泄压槽相对，电芯与泄压槽形成的泄压腔可容置部分防爆阀，当单颗电芯发生热失控后，高温气体通过侧壁的泄压孔排出，可以有效避免热量蔓延。

Description

动力电池包和用电装置
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池包和用电装置。
背景技术
电池是一种能将化学能转换成电能的装置，其中，电池包是电池的组成单元，电池包中设置多个电芯。
目前，针对底出泄压阀电芯的电池包，电池包只可以通过整包泄压阀泄压，或者将电池包隔离为一个泄压腔进行泄压，电池包整体泄压会加大对相邻模组中电芯热蔓延的概率，容易造成整体热失控。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中电池包整体泄压导致相邻模组中电芯热蔓延概率增大的缺陷，从而提供一种减少新林模组中电芯热蔓延的动力电池包。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种动力电池包，包括：支撑板，设有泄压槽，所述泄压槽沿其长度方向依次设有多个泄压腔，每个所述泄压腔在所述泄压槽的相对两侧的每个侧壁上设有至少一个泄压孔；模组，包括依次设置的多个电芯，每个所述电芯对应一个所述泄压腔，所述电芯上设有部分地位于所述泄压腔的防爆阀。
可选地，相邻两个所述电芯之间设有隔热垫，所述隔热垫延伸至所述泄压槽内与所述泄压槽的内壁抵接，以使得相邻的两个所述隔热垫在所述泄压槽内分隔出所述泄压腔。
可选地，所述支撑板为板体结构，所述支撑板的部分板体内凹形成所述泄压槽，所述模组与所述支撑板相对所述泄压槽凸出的部分相贴合。
可选地，所述泄压孔的横截面的面积从所述泄压槽的内壁向所述外壁的方向逐渐减小，所述泄压孔的横截面为与所述泄压孔的中心垂直的截面。
可选地，所述泄压孔处设有单向膜结构或单向阀。
可选地，所述的动力电池包还包括第一冷却板，所述第一冷却板上设有避让槽，所述避让槽一端设有挡板，所述泄压槽贯穿所述避让槽，并使得所述挡板遮挡所述泄压槽的一端，且所述泄压孔避开所述避让槽，所述第一冷却板与所述支撑板连接。
可选地，所述第一冷却板包括：流道板，设有第一槽；冷却平板，设有第二槽，所述冷却平板扣合于所述流道板上，使得所述第二槽与所述第一槽相对以形成所述避让槽。
可选地，所述的动力电池包还包括第二冷却板，所述第二冷却板与所述第一冷却板相对设于所述模组的相对两侧。
可选地，所述的动力电池包还包括底护板，所述底护板与所述泄压槽的槽底外壁抵接，并使得所述泄压槽沿宽度方向的相对两侧形成泄压通道。
本实用新型还提供了一种用电装置，包括动力电池包，所述动力电池包被配置为任一项所述的动力电池包。
本实用新型具有以下优点：
1、通过电芯与泄压槽形成的泄压腔可容置部分防爆阀，泄压孔的开孔位置在远离防爆阀的位置，当单颗电芯发生热失控后，高温气体只能通过侧壁的泄压孔排出，可以有效的保护电器总成、水冷管路等其他箱内零件。
2、通过隔热垫与泄压槽的内壁相贴合而形成独立的泄压腔，可以起到很好的防护作用。
3、通过泄压孔的形状为喇叭口状或在泄压孔处设置单向阀或单向模结构，减小了热失控对相邻电芯的影响。
4、通过在底部设置第一冷却板，可以起到对电芯的冷却效果，提高了冷却效率。
5、通过在顶部设置第二冷却板，第二冷却板与第一冷却板配合，可形成对模组的双重冷却作用，进一步提高了冷却效率。
6、通过增加底护板，不仅起到了对支撑板的进一步支撑作用，还能够形成泄压通道，使得热气体可从泄压通道排出，有利于对排出的气体进行处理，从而可优化环境空气。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本实用新型的一种实施方式中的动力电池包的爆炸结构示意图；
图2为本实用新型的一种实施方式中的动力电池包的支撑板的立体结构示意图；
图3为本实用新型的一种实施方式中的动力电池包的立体结构示意图；
图4为本实用新型的一种实施方式中的动力电池包的显示泄压槽的立体结构示意图；
图5为本实用新型的另一种实施方式中的动力电池包的爆炸结构示意图；
图6为本实用新型的一种实施方式中的动力电池包的第一冷却板的立体结构示意图；
图7为本实用新型的另一种实施方式中的动力电池包的流道板的俯视结构示意图；
图8为本实用新型的另一种实施方式中的动力电池包的冷却平板的俯视结构示意图；
图9为本实用新型的另一种实施方式中的未安装第二冷却板的动力电池包的立体结构示意图。
附图标记说明：
100、动力电池包；110、支撑板；111、泄压槽；113、泄压孔；115、泄压通道；117、泄压腔；120、模组；121、电芯；123、隔热垫；125、防爆阀；127、模组端板；130、底护板；140、箱体；141、横隔板；143、纵隔板；1401、侧间隙；150、隔离件；160、模组泄压阀；170、电器总成；180、箱体泄压阀；191、第一冷却板；1911、流道板；1913、冷却平板；193、第二冷却板。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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。
示例性动力电池包
如图1至图3所示，一种动力电池包100，包括：支撑板110和模组120，支撑板110设有泄压槽111，泄压槽111沿其长度方向依次设有多个泄压腔117，每个泄压腔117在泄压槽111的相对两侧的每个侧壁上设有至少一个泄压孔113，模组120包括依次设置的多个电芯121，每个电芯121对应一个泄压腔117，电芯121上设有部分地位于泄压腔117的防爆阀125。
上述的支撑板110的厚度均匀，泄压槽111从支撑板110的第一侧延伸至相对的第二侧，其中，第一侧与第二侧相对，泄压槽111具有槽底和相对的两侧壁，泄压孔113设于侧壁上，且泄压孔113靠近槽底进行设置。多个泄压孔113沿着泄压槽111的长度方向依次进行设置。模组120包括包括多个电芯121，每个电芯121的底部设有防爆阀125，当模组120放置于支撑板110上，多个电芯121沿着泄压槽111的长度方向进行设置，且使得每个电芯121的防爆阀125与泄压槽111相对。当电芯121与支撑板110相抵接，则模组120与泄压槽111形成的泄压腔117可容置部分防爆阀125，泄压孔113的开孔位置在远离防爆阀125的位置，当单颗电芯121发生热失控后，由于失控电芯的防爆阀125的位置已经形成密封独立的泄压腔117，高温气体只能通过泄压槽111的侧壁的泄压孔113排出到两侧，因此，可以有效的保护电器总成、水冷管路等其他箱内零件。
进一步地，如图3和图4所示，相邻两个电芯121之间设有隔热垫123，隔热垫123延伸至泄压槽111内与泄压槽111的内壁抵接，以使得相邻的两个隔热垫123在泄压槽111内分隔出密封的泄压腔117。
如图4所示，上述的隔热垫123的底部凸出形成凸出结构，隔热垫123的凸出结构与泄压槽111的两侧的侧壁和底壁相贴合，从而形成单颗电芯的独立泄压腔117。虽然相邻的电芯121对应的泄压腔117也存在泄压孔113，但是，由于相邻的电芯121对应的泄压腔117密封，所以，高温气体难以进入，从而沿着两侧的泄压通道115排出。
进一步地，支撑板110为板体结构，支撑板110的部分板体内凹形成泄压槽111，模组120与支撑板110相对泄压槽111凸出的部分相贴合。
上述的泄压槽111可有支撑板110向一侧板面内凹而形成，而泄压槽111的相对两侧均相对于泄压槽111凸出，该凸出的部分具有平面，可用于与模组120的电芯121相粘合。
进一步地，泄压孔113的横截面的面积从泄压槽111的内壁向外壁的方向逐渐减小，泄压孔113的横截面为与泄压孔113的中心垂直的截面。
上述的泄压孔113的的横截面积从泄压槽111的内侧壁向外部逐渐减小，使得泄压孔113呈喇叭状结构，具体为，泄压孔113靠近泄压槽111的内侧壁的横截面积大于泄压孔113远离泄压槽111的内侧壁的横截面积。泄压孔113的横截面为与泄压孔113的中心线相垂直的平面。泄压孔113可以为长条形孔，泄压孔113的喇叭口形状，会增大热气从外部进入与泄压孔113对应的泄压腔117的难度，使得单颗电芯121热失控后，热气不会排到相邻的电芯121。
进一步地，泄压孔113处设有单向膜结构或单向阀。单向膜结构的材质为云母，泄压腔117内的气体可以冲破单向膜结构排出到外部，但是无法反窜进去。另外，单向膜结构也可以用单向阀代替，使得气体只能从泄压腔117内通过单向膜结构向外排出，而无法通过单向膜结构排向泄压腔117，因此，也可以增大热气从外部进入与泄压孔113对应的泄压腔117的难度。
进一步地，如图5所示，动力电池包还包括第一冷却板191，第一冷却板191上设有避让槽1901，避让槽1901一端设有挡板1903，泄压槽111贯穿避让槽1901，并使得挡板1903遮挡泄压槽111的一端，且泄压孔113避开避让槽1901，第一冷却板191与支撑板110连接。
上述的第一冷却板191可以为水冷板，第一冷却板191可与支撑板110通过导热结构实现胶粘接，用来冷却电芯121。第一冷却板191上设置的避让槽1901与泄压槽111一一相对应，第一冷却板191可与支撑板110以粘接的方式进行连接。其中，避让槽1901套接在泄压槽111的外部，且泄压孔113避开避让槽1901的侧壁，使得泄压孔113可将气体排出。避让槽1901的一端设有挡板1903，挡板1903可封堵泄压槽111的一端，而泄压槽111的另一端可与箱体140的侧壁抵接，因此，泄压槽111可形成密封槽。通过第一冷却板191可对模组120进行冷却，能够提高该动力电池包100的质量。
第一冷却板191可由封堵翻边，可以防止其它杂质排到支撑板110和底护板130之间的空间。对应泄压槽111，在箱体140的侧壁上可设置模组泄压阀160和箱体泄压阀180。
具体地，如图6、图7和图8所示，第一冷却板191包括：流道板1911和冷却平板1913，流道板1911设有第一槽，冷却平板1913设有第二槽，冷却平板1913扣合于流道板1911上，使得第二槽与第一槽相对以形成避让槽1901。
上述的冷却平板1913可用于对支撑板110形成支撑，流道板1911和冷却平板1913材质可以为铝，支撑板110的材料为钢板。
如图5所示，动力电池包还包括第二冷却板193，第二冷却板193与第一冷却板191相对设于模组120的相对两侧。
上述的第二冷却板193可以是水冷板或平板，第二冷却板193与模组120粘接，第二冷却板193与第一冷却板191相对设置，可形成对模组120的双冷却，冷却效果更好。
进一步地，如图5所示，动力电池包还包括底护板130，支撑板110设于底护板130上，底护板130与支撑板110之间形成泄压通道115。
可以理解为，底护板130与支撑板110分别为板状结构，底护板130的板面可以为平面，泄压槽111的底壁的外表面也具有平面，使得泄压槽111的底壁方便与底护板130粘接。支撑板110的泄压槽111的槽底的外表面与底护板130相互贴合，而支撑板110位于泄压槽111的相对两侧的部分分别向远离底护板130的方向凸起，从而使得支撑板110与底护板130之间形成泄压通道115，泄压孔113的喇叭口形状，使得进入泄压通道115内的热气体避免或减少进入其它的泄压腔117，使得热气体能够沿着两侧的泄压通道115排出。
泄压通道115设于泄压槽111的相对两侧的至少一侧，且泄压通道115从支撑板110的第一侧延伸至第二侧，支撑板110相对泄压槽111的凸出部分背离底护板130设置并与底护板130之间形成底部间隙，泄压槽111的相对两侧的底部间隙形成泄压通道115。其中，支撑板110相对泄压槽111的凸出部分具有与电芯121抵接的凸起平面，使得模组120可支撑于支撑板110上。而凹槽的槽底也可以为平面，有利于支撑板110支撑于底护板130上。
当然，如果取消掉底护板130，仅支撑板110对模组120起防护作用，同时单向膜结构或单向阀可将防爆阀125同外部空间隔离开来，如此，若单颗电芯121热失控，热气体可直接排到泄压腔117外的大气中。
进一步地，如图1和图9所示，动力电池包还包括箱体140，箱体140内设有横隔板141，横隔板141在箱体140内分隔出容纳腔和侧间隙1401，容纳腔内设有模组120，侧间隙1401内设有电器总成170。
上述的箱体140为立方体结构，箱体140内设置横隔板141和纵隔板143，纵隔板143在容纳腔内分隔出两个区域，每个区域设置一个模组120。
更进一步地，如图9所示，动力电池包还包括：隔离件150和模组泄压阀160，隔离件150设于侧间隙1401，隔离件150与泄压槽111扣合，隔离件150的一端的端面与横隔板141抵接，隔离件150相对的另一端的端面与箱体140的内壁相抵接；模组泄压阀160设于箱体140上，模组泄压阀160与泄压槽111对应设置；其中，电器总成170与隔离件150相抵接。
上述的隔离件150用于在侧间隙1401内对与电芯121对应的泄压槽111进行延伸，通过在箱体140上设置与泄压槽111对应的模组泄压阀160，模组泄压阀160可以对进入泄压槽111的气体进行泄压。
进一步地，如图5所示，动力电池包还包括箱体泄压阀180，箱体泄压阀180设于箱体140上，箱体泄压阀180适于对箱体140进行泄压。
上述的箱体泄压阀180可以对独立通道的缝隙排出的烟气以及压力进行泄压。
上述的电池包主要包括底护板130、支撑板110、模组120、箱体140、隔离件150、电器总成170、高低压接插件、泄压阀、第一冷却板191、第二冷却板193。
如图9所示，箱体140设有横梁141及中间的纵梁143，基本安装过程为倒装：箱体140预装好泄压阀水冷管接头等件后，先安装第二冷却板193，在第二冷却板193的分流道位置涂覆导热结构胶，将组装好的模组120通过吊装入箱压合固化，再安装箱体140内的电器件、水冷管路；再在电芯121的底部与支撑板110的接触面相应位置涂覆结构胶，再安装已经将支撑板110焊接到底护板130的底部总成件，螺栓紧固/FDS紧固，压合固化。当然，此处也可以在模组120安装完成后，先将单独的支撑板110胶接到模组120的底部，固化一体后，通过吊装板上的吊装孔入箱胶粘固化，再在支撑板110与底护板130的接触面涂覆结构胶后安装第一冷却板191，最后安装底护板130，此方式为全胶粘方式。隔离件150可以单独最后安装，也可集成到箱体140上，安装后模组120的独立通道存在缝隙不能完全密闭，会有烟气排出火焰并不会通过狭小缝隙，通过在箱体140的空间的箱体泄压阀180进行泄压。
其中，模组120的基本结构由电芯121、电芯121间的隔热垫123、隔板、模组端板127、CCS总成、CCS总成保护盖构成，CCS总成由汇流排、FPC及支架，或者由汇流排、FFC及PET固定膜构成。
支撑板110的厚度采用较薄弹簧钢，支撑板110的厚度为0.3mm～0.8mm，或者采用低强度吸能板材，预焊接到底护板130上。电芯的防爆阀125的位置正处于泄压槽111内，形成具有独立泄压腔117的泄压槽111，并对泄压槽111的侧壁开孔，开孔位置在远离防爆阀的位置，同时开孔的形状可以为喇叭口拉伸处理，是为了减小电芯热失控对相邻电芯的影响。同时，将隔热垫123的底部做凸出的结构，隔热垫凸起与泄压槽111的侧壁贴合，从而形成单颗电芯的独立电芯泄压腔117。当单颗电芯发生热失控后，由于失控电芯泄压阀位置已经形成密封独立电芯泄压腔117，高温气体只能通过由侧壁的泄压孔113排出到泄压通道115；对相邻电芯的影响：泄压通道115与电芯121间有支撑板110保护，减小了热蔓延。虽然相邻电芯也存在泄压腔侧壁排气孔，但是由于相邻电芯的泄压腔117的内部密封，所以高温气体难以进入，同时泄压孔113的喇叭口形状也会增大热气进入的难度，从而沿着泄压通道115排出。泄压通道115具有独立的泄压阀，通过布置在箱体上的泄压隔离件150形成泄压通道115，泄压通道115基本密封处理，可以有效的保护电器总成、水冷管路等其他箱内零件。除了独立通道的泄压阀外，额外对箱体140加装了一个箱体泄压阀180，可用来对独立通道的缝隙排出的烟气以及压力进行泄压。
更进一步地，第二冷却板193朝向底护板130的一侧设有导热结构，其中，导热结构可以与第二冷却板193和模组120相贴合，有利于模组120进行散热。
具体地，导热结构包括导热胶膜，导热胶膜与第二冷却板193朝向底护板130的一侧相互贴合。其中，导热结构胶的材质可以为聚氨酯导热结构胶、改性环氧导热结构胶，导热结构胶形成膜状，导热效果好。
示例性用电装置
一种用电装置，包括动力电池包，动力电池包被配置为如上任一项的动力电池包。当动力电池包应用在用电装置中，该动力电池包可以包括模组120，模组120中可以包括多个电芯121。
根据上述描述，本申请具有以下优点：
1、通过电芯121的防爆阀125与泄压槽111相对，电芯121与泄压槽111形成的泄压腔117可容置部分防爆阀，泄压孔113的开孔位置在远离防爆阀的位置，当单颗电芯121发生热失控后，由于失控电芯的防爆阀125的位置已经形成密封独立的泄压腔117，高温气体只能通过侧壁的泄压孔113排出，可以有效的保护电器总成、水冷管路等其他箱内零件。
2、通过隔热垫123与泄压槽111的内壁相贴合而形成独立的泄压腔117，可以起到很好的防护作用。
3、通过泄压孔113的形状为喇叭口状或在泄压孔113处设置单向阀或单向模结构，减小了热失控对相邻电芯的影响。
4、通过在底部设置第一冷却板191，可以起到对电芯的冷却效果，提高了冷却效率。
5、通过在顶部设置第二冷却板193，第二冷却板193与第一冷却板191配合，可形成对模组120的双重冷却作用，进一步提高了冷却效率。
6、通过增加底护板130，不仅起到了对支撑板110的进一步支撑作用，还能够形成泄压通道115，使得热气体可从泄压通道115排出，有利于对排出的气体进行处理，从而可优化环境空气。
在本实用新型的描述中，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，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种动力电池包，其特征在于，包括：
支撑板(110)，设有泄压槽(111)，所述泄压槽(111)沿其长度方向依次设有多个泄压腔(117)，每个所述泄压腔(117)在所述泄压槽(111)的相对两侧的每个侧壁上设有至少一个泄压孔(113)；
模组(120)，包括依次设置的多个电芯(121)，每个所述电芯(121)对应一个所述泄压腔(117)，所述电芯(121)上设有部分地位于所述泄压腔(117)的防爆阀(125)。
2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，相邻两个所述电芯(121)之间设有隔热垫(123)，所述隔热垫(123)延伸至所述泄压槽(111)内与所述泄压槽(111)的内壁抵接，以使得相邻的两个所述隔热垫(123)在所述泄压槽(111)内分隔出所述泄压腔(117)。
3.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述支撑板(110)为板体结构，所述支撑板(110)的部分板体内凹形成所述泄压槽(111)，所述模组(120)与所述支撑板(110)相对所述泄压槽(111)凸出的部分相贴合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的动力电池包，其特征在于，所述泄压孔(113)的横截面的面积从所述泄压槽(111)的内壁向外壁的方向逐渐减小，所述泄压孔(113)的横截面为与所述泄压孔(113)的中心垂直的截面。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的动力电池包，其特征在于，所述泄压孔(113)处设有单向膜结构或单向阀。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的动力电池包，其特征在于，还包括第一冷却板(191)，所述第一冷却板(191)上设有避让槽(1901)，所述避让槽(1901)一端设有挡板(1903)，所述泄压槽(111)贯穿所述避让槽(1901)，并使得所述挡板(1903)遮挡所述泄压槽(111)的一端，且所述泄压孔(113)避开所述避让槽(1901)，所述第一冷却板(191)与所述支撑板(110)连接。
7.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，所述第一冷却板(191)包括：
流道板(1911)，设有第一槽；
冷却平板(1913)，设有第二槽，所述冷却平板(1913)扣合于所述流道板(1911)上，使得所述第二槽与所述第一槽相对以形成所述避让槽(1901)。
8.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，还包括第二冷却板(193)，所述第二冷却板(193)与所述第一冷却板(191)相对设于所述模组(120)的相对两侧。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的动力电池包，其特征在于，还包括底护板(130)，所述底护板(130)与所述泄压槽(111)的槽底外壁抵接，并使得所述泄压槽(111)沿宽度方向的相对两侧形成泄压通道(115)。
10.一种用电装置，其特征在于，包括动力电池包，所述动力电池包被配置为如权利要求1至9中任一项所述的动力电池包。
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