CN219658847U - 一种电池包和储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池包安全管理技术领域，具体涉及一种电池包和储能装置。所述电池包包括：电芯堆叠体，底部设有防爆阀；冷板，一侧与电芯堆叠体底部相贴合，冷板上形成有薄弱部，且薄弱部于所述电芯堆叠体底部的轴向投影至少覆盖防爆阀的分布区域，薄弱部被配置为能够被电芯堆叠体排出的高温气体破坏；箱体，容纳电芯堆叠体和冷板；且冷板另一侧与箱体底板之间形成有第一排气通道；箱体一侧壁形成为面板，面板内部设有第二排气通道，第二排气通道与第一排气通道之间连通设置，且面板上对应第二排气通道的区域安装有泄压阀；所述电芯堆叠体顶部还形成有高压输出极，面板未设有所述第二排气通道的部分形成为避让部，以设置高压输出极。

Description

一种电池包和储能装置

技术领域

本实用新型属于电池包安全管理技术领域，具体涉及一种电池包和储能装置。

背景技术

电池包作为储能装置的重要组成部分被广泛使用，在电池包的技术发展中，除了提高电池包的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。热失控是电池包当下无法避免的问题，电芯在短路、过充等情况下会发生一些副反应，进而产生高温气体。这些高温气体在热失控过程中逐步在电池包内部积累，并导致电池包内部压力逐步增加，直至达到某一预先设定的压力阈值，电池包防爆阀被冲开，被排放到外界环境。

传统电池包都安装有防爆阀，但实际上防爆阀的安装位置未进行合理安排，导致电芯热失控时顶部排气，易造成电池包高压拉弧。因此，电池包内设置有对应的排气通道以规划气体的流动路径，避免损坏电池包。同时，排气通道也相应占用了电池包较多的空间资源，并对电池包内器件的分布位置造成了极大地干扰。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电池包，调整其内部器件的结构，合理规划空间资源，有效提升电池包的可靠性和实用性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电池包，包括：电芯堆叠体，底部设有防爆阀，以释放气体压力；冷板，一侧与所述电芯堆叠体的底部相贴合，所述冷板上形成有薄弱部，且所述薄弱部于所述电芯堆叠体底部的轴向投影至少覆盖所述防爆阀的分布区域，所述薄弱部被配置为能够被所述电芯堆叠体排出的高温气体破坏，以使气体穿过所述冷板；箱体，内部设有空腔，以容纳所述电芯堆叠体和所述冷板；且所述冷板的另一侧与所述箱体的底板之间形成有第一排气通道，以使穿过所述冷板的气体沿所述第一排气通道流动；所述箱体的一侧壁形成为面板，所述面板内部设有第二排气通道，所述第二排气通道与所述第一排气通道之间连通设置，且所述面板上对应所述第二排气通道的区域安装有泄压阀，以使气体沿所述第二排气通道通过所述泄压阀排出；其中，所述电芯堆叠体的顶部还形成有高压输出极，所述面板未设有所述第二排气通道的部分形成为避让部，以设置所述高压输出极。

根据本实用新型一具体实施例，所述冷板上对应所述第二排气通道的位置设有通孔，以使所述第一排气通道与所述第二排气通道之间连通。

根据本实用新型一具体实施例，所述面板包括上板区域和下板区域，所述上板区域形成为所述避让部，所述下板区域内设有所述第二排气通道，且所述上板区域的厚度小于所述下板区域的厚度。

根据本实用新型一具体实施例，所述冷板贴合所述电芯堆叠体的一侧冲压形成有凹槽，且所述凹槽于所述电芯堆叠体底部的轴向投影至少覆盖所述防爆阀；所述凹槽的底壁形成有所述薄弱部。

根据本实用新型一具体实施例，所述电芯堆叠体包括多个电芯，且每个电芯的底部均设有所述防爆阀。

根据本实用新型一具体实施例，所述凹槽包括多个槽位，且所述槽位至少对应一个所述电芯的防爆阀设置，每个所述槽位的底壁均设有所述薄弱部。

根据本实用新型一具体实施例，所述冷板包括：上板，贴合所述电芯堆叠体的底部，并沿远离所述电芯堆叠体的方向冲压形成第一凹陷部，所述第一凹陷部的底壁对应形成有第一凸出部；所述第一凹陷部的底壁对应所述防爆阀设有孔位；下板，与所述底板形成所述第一排气通道，并沿远离所述上板的方向冲压形成第二凹陷部，所述第二凹陷部的底壁对应形成有第二凸出部；所述第二凹陷部的底壁对应所述孔位形成所述薄弱部；所述第二凹陷部的面积大于所述第一凸出部的面积，以使所述上板与所述下板相贴合时，所述第一凸出部与所述第二凹陷部相配合形成有冷却介质流动的通道。

根据本实用新型一具体实施例，所述第一凹陷部、第一凸出部、第二凹陷部以及第二凸出部四周边缘形成为坡状。

根据本实用新型一具体实施例，所述上板采用金属材料制成，所述下板采用塑料材料制成。

一种储能装置，包括上述所述的电池包。

本实用新型通过提供一种新型的电池包结构，合理规划空间资源，调整内部器件的结构及安放位置。首先，通过在冷板上开设薄弱部，使电芯排出的气体能够破坏薄弱部并穿过冷板，沿设置好的排气通道排出至外界，以避免电芯热失控时顶部排气造成高压拉弧。其次，将未设有排气通道部位设置为避让部，以减小占用的空间配合高压输出结构安装，大大提高了电池包内部的空间利用率。本实用新型优化了电池包内部的结构，使得电池包更轻量化，具有更高的可靠性和实用性。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种电池包一具体实施例的爆炸示意图；

图2为本实用新型所提供的一种电池包一具体实施例的结构示意图；

图3为本实用新型所提供的一种电池包中箱体一具体实施例的结构示意图

图4为本实用新型所提供的一种电池包一具体实施例的剖视图；

图5为本实用新型所提供的一种电池包中冷板一具体实施例的结构示意图；

图6为本实用新型所提供的一种电池包中冷板另一具体实施例的结构示意图。

图中：10、电芯堆叠体；11、电芯；12、高压输出极；20、冷板；21、薄弱部；22、通孔；23、上板；231第一凹陷部；24、下板；241、第二凹陷部；25、凹槽；251、槽位；30、箱体；31、底板；311、第一排气通道；32、面板；321、上板区域；3211、连接孔；322、下板区域；3221、第二排气通道；3222、泄压阀。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

请参见图1-6所示，一种电池包，包括：电芯堆叠体10，底部设有防爆阀，以当热失控时释放气体压力，并沿预设的排气通道排出至电池包外。冷板20，一侧与所述电芯堆叠体10的底部相贴合，以对电芯堆叠体10进行冷却降温。具体的，在应用中，所述冷板20内的冷却介质可以为循环流动的，可选地包括水或水和乙二醇的混合液。

进一步，所述冷板20上形成有薄弱部21，且所述薄弱部21被配置为能够被所述电芯堆叠体10排出高温气体破坏，以使气体穿过所述冷板20，流入至预设的排气通道中。其中，所述薄弱部21于所述电芯堆叠体10底部的轴向投影至少覆盖所述防爆阀的分步区域，以使气体能够正常从被破坏的薄弱部21排出。同时，为避免所述薄弱部21被破坏时，冷却介质从薄弱部21处泄露，因此，所述冷板20内的冷却流道避开所述薄弱部21的设置区域进行设置，例如循环S型的冷却流道，绕开薄弱部21的区域；又或者于所述冷板20内，所述薄弱部21的周圈形成有封闭面，以阻拦冷却介质从薄弱部21处泄露。

在本实施例中，所述薄弱部21与防爆阀对应设置，且可采用各种便于被高温气体破坏的装置，对此不作过多限定。箱体30，内部形成有空腔，用于容纳所述电芯堆叠体10和冷板20，且所述冷板20的另一侧与所述箱体30的底板31之间形成有第一排气通道，当所述电芯堆叠体10排出的高温气体破坏薄弱部21后可流入至所述第一排气通道中。进一步，所述箱体30的一侧壁形成为面板32，优选地所述面板32可以采用空心板，以使其内部可以形成有第二排气通道。其中，所述第一排气通道和第二排气通道之间连通，且所述面板32上对应第二排气通道的区域开设有泄压阀。当气体流入至第一排气通道中后，可沿第二排气通道，并通过泄压阀排出至所述箱体30外，区别于传统电池包顶部排气而造成高压拉弧，具有更高的可靠性。

具体的，在应用中，如图2所示，由于电芯堆叠体10的顶部形成有高压输出极12连通至所述箱体30外，以和用电设备连接。因此，所述面板32未设有第二排气通道3221的部分形成为避让部，以避让所述高压输出极12的安放位置，充分利用了电池包内的空间资源，节省电池包箱体的制作材料成本。

在一具体实施例中，如图1所示，所述冷板20与所述箱体30的侧壁底部相贴合，具体可通过焊接或胶粘的方式固定。由于所述面板32也为其中一侧壁，且所述第二排气通道设置于所述面板32内，当所述冷板20与箱体30的侧壁底部贴合固定时，会封闭所述第二排气通道。因此，所述冷板20上对应所述第二排气通道的位置开设有通孔22，以使所述第二排气通道能够和所述第一排气通道连通。进一步，所述冷板20的大小可以进行调整，当所述冷板20与箱体30的侧壁底部贴合固定时，使所述第二排气通道露出，也可实现相同的效果。基于上述的冷板20设置结构，所述电芯堆叠体10可放置在所述冷板20上方，与冷板20相贴合；或者通过支撑部与箱体30的侧壁相固定，与冷板20相贴合。所述冷板20的另一侧与所述箱体的底板31之间间隔有间隙设置，以形成所述第一排气通道。

在一具体实施例中，如图2、3、4所示，所述面板32分为上板区域321和下板区域322，所述第二排气通道3221优选设置在所述下板区域322内。进一步，所述电芯堆叠体10的高压输出极12设置在所述箱体30的顶部。因此，所述上板区域321形成为避让部，以配合所述电芯堆叠体10的高压输出极12。具体的，由于上板区域321形成为所述避让部，上板区域321的厚度要小于下板区域322的厚度设置，以避免占用空间。进一步，上板区域321设有连接孔3211，以使所述电芯堆叠体10的高压输出极12穿置所述连接孔3211，连接用电设备。此外，由于所述第二排气通道3221设置在下板区域322，所述泄压阀3222对应所述第二排气通道3221的位置安装在下板区域322的外壁上。具体的，可以在下板区域322的外壁上开设相应的孔槽，以安装所述泄压阀3222。同时，由于所述薄弱部21未被破坏时，电芯堆叠体10所位于的空腔内为封闭状态。因此所述箱体30上的其他侧壁上也设有相应的泄压阀，以使电芯工作时能够通过泄压阀进行呼吸。需要说明的是，上述仅为一优选实施例，具体的所述第二排气通道的分布位置、避让部的形成大小或厚度，以及泄压阀的安装位置可结合实际需求进行调整。

在一具体实施例中，如图5所示，所述冷板20由上板23和下板24装配组成，且所述上板23和下板24之间形成有流道，以使冷却介质循环流动。其中，所述上板23一侧与所述电芯堆叠体10的底部相贴合，以便于进行热传递；且该侧沿远离所述电芯堆叠体10的方向冲压形成有第一凹陷部231，所述第一凹陷部231的底壁形成为第一凸出部。具体的，所述第一凹陷部231的底壁对应所述防爆阀设有所述薄弱部21或孔位。下板24一侧与所述上板23的另一侧相贴合，且该侧沿远离所述上板23的方向冲压形成第二凹陷部241，所述第二凹陷部241的底壁对应形成有第二凸出部，并与所述箱体30的底板31形成有第一排气通道311，所述第二凹陷部241的底壁对应所述孔位形成所述薄弱部21。具体的，在应用中，所述第二凹陷部241大于所述第一凸出部，以使所述第一凸出部能够嵌入至所述第二凹陷部241中，且当所述上板23与所述下板24相贴合时，第一凸出部和第二凹陷部241之间还形成有冷却介质流动的通道。同时，所述上板23可通过导热胶与电芯堆叠体10粘连固定，所述下板24距离所述底板31有间隙，以形成所述第一排气通道311。

其中，在本实施例中，所述上板23的第一凹陷部231对应所述防爆阀的区域设有孔位，而所述下板24的第二凹陷部对应所述孔位形成为薄弱部，以进一步减小所述薄弱部21的厚度，便于高温气体更容易破坏所述薄弱部21。且所述孔位至少对应一个所述防爆阀设置，也可对应多个防爆阀设置，孔位的形状也不做过多的限制。

进一步，所述上板23可采用导热金属材料制成，以便于冷板20内的冷却介质和电芯堆叠体10更好的进行热交换，实现冷却降温。所述下板24可采用塑料材料制成，能够更好的被高温气体融化破坏。同时所述薄弱部21的破坏方式不限于本实施例中所提到融化，也可采用其他的破坏方式。此外，所述第一凹陷部231、第一凸出部、第二凹陷部241以及第二凸出部四周边缘呈过渡形式设置，形成为坡状。

在一具体实施例中，如图6所示，所述冷板20贴合所述电芯堆叠体10的一侧冲压形成有凹槽25，且所述凹槽25于所述电芯堆叠体10底部的轴向投影至少覆盖所述防爆阀。所述凹槽25的底壁形成有所述薄弱部21，由于凹槽25的底部较冷板20的其他区域薄弱，更容易被高温气体破坏。具体的，当防爆阀开启时，高温气体可融化所述薄弱部21并穿过冷板20。其中，冷板20内部有冷却介质流动，优选地，所述薄弱部21的区域不流通冷却介质，以形成较薄的薄弱层，便于被高温气体破坏。

具体的，所述电芯堆叠体10包括多个电芯11，且每个电芯11底部均设有所述防爆阀。相对应的，所述凹槽25也包括多个槽位251，每个槽位251至少对应一个防爆阀设置，而薄弱部21则设置在所述槽位的底壁上。例如，一个槽位251可以对应一个或两个或三个防爆阀设置，甚至更多，防爆阀释放的高温气体可破坏对应槽位251的薄弱部并穿过，流入至排气通道中。且所述槽位251的形状不做过多的限制，例如可以是圆形状、矩形状或长条状等，槽位251的大小根据所对应的防爆阀的分布位置进行设置，例如对应一个防爆阀，则薄弱部的面积可以设置的小一点；对应多个防爆阀，则薄弱部的面积可以设置的大一点。需要说明的是，所述凹槽25仅为了减小薄弱部的厚度，以使得更容易被破坏，具体的形状和大小可根据实际需求进行调整。

实施例2

本实施例还提供一种储能装置，包括上述的电池包，且所述电池包作为其中的电能输出模块，并与其他模块相配合。基于上述的电池包的储能装置，具有更高的实用性和可靠性。

综上所述，本实用新型通过提供一种新型的电池包结构，合理规划空间资源，调整内部器件的结构及安放位置。首先，通过在冷板上开设薄弱部，使电芯排出的气体能够破坏薄弱部并穿过冷板，沿设置好的排气通道排出至外界，以避免电芯热失控时顶部排气造成高压拉弧。其次，将未设有排气通道部位设置为避让部，以减小占用的空间配合高压输出结构安装，大大提高了电池包内部的空间利用率。本实用新型优化了电池包内部的结构，使得电池包更轻量化，具有更高的可靠性和实用性。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电芯堆叠体，底部设有防爆阀；

冷板，一侧与所述电芯堆叠体的底部相贴合，所述冷板上形成有薄弱部，且所述薄弱部于所述电芯堆叠体底部的轴向投影至少覆盖所述防爆阀的分布区域，所述薄弱部被配置为能够被所述电芯堆叠体排出的高温气体破坏，以使气体穿过所述冷板；

箱体，内部设有空腔，以容纳所述电芯堆叠体和所述冷板；且所述冷板的另一侧与所述箱体的底板之间形成有第一排气通道；

所述箱体的一侧壁形成为面板，所述面板内部设有第二排气通道，所述第二排气通道与所述第一排气通道之间连通设置，且所述面板的外壁上对应所述第二排气通道的区域安装有泄压阀；

其中，所述电芯堆叠体的顶部还形成有高压输出极，所述面板未设有所述第二排气通道的部分形成为避让部，以设置所述高压输出极。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷板上对应所述第二排气通道的位置设有通孔，以使所述第一排气通道与所述第二排气通道之间连通。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述面板包括上板区域和下板区域，所述上板区域形成为所述避让部，所述下板区域内设有所述第二排气通道，且所述上板区域的厚度小于所述下板区域的厚度。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷板贴合所述电芯堆叠体的一侧形成有凹槽，且所述凹槽于所述电芯堆叠体底部的轴向投影至少覆盖所述防爆阀；所述凹槽的底壁形成有所述薄弱部。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述电芯堆叠体包括多个电芯，且每个电芯的底部均设有所述防爆阀。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述凹槽包括多个槽位，且所述槽位至少对应一个所述电芯的防爆阀设置，每个所述槽位的底壁均设有所述薄弱部。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述冷板包括：

上板，贴合所述电芯堆叠体的底部，并沿远离所述电芯堆叠体的方向冲压形成第一凹陷部，所述第一凹陷部的底壁对应形成有第一凸出部；所述第一凹陷部的底壁对应所述防爆阀设有孔位；

下板，与所述底板形成所述第一排气通道，并沿远离所述上板的方向冲压形成第二凹陷部，所述第二凹陷部的底壁对应形成有第二凸出部；所述第二凹陷部的底壁对应所述孔位形成所述薄弱部；

所述第二凹陷部的面积大于所述第一凸出部的面积，以使所述上板与所述下板相贴合时，所述第一凸出部与所述第二凹陷部相配合形成有冷却介质流动的通道。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述上板采用金属材料制成，所述下板采用塑料材料制成。

9.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述第一凹陷部、第一凸出部、第二凹陷部以及第二凸出部四周边缘形成为坡状。

10.一种储能装置，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一项所述的电池包。