CN219717070U - 一种电池及用电设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电池及用电设备。该电池包括：电池箱，具有一容纳腔；第一液冷板，安装在电池箱的容纳腔内，并将容纳腔分隔为第一子腔和第二子腔，第一液冷板上开设有贯通孔；电芯组，设置在第一子腔内，且电芯组包括多个电芯，第一液冷板用于对各个电芯进行冷却；其中，每一电芯朝向第一液冷板的一侧具有第一防爆阀，每一第一防爆阀与贯通孔对应布设，以使由第一防爆阀喷出的气火流由贯通孔进入到第二子腔。如此，由于第一子腔与第二子腔被第一液冷板分隔开来，从而第二子腔内的气火流不会进入到第一子腔内，进而不会造成第一子腔内其它电芯发生热失控，即避免了热失控快速蔓延。

Description

一种电池及用电设备
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池及用电设备。
背景技术
目前随着新能源的快速发展，人们对动力电池性能的要求越来越高。然而，当电芯发生短路、过充、挤压或其他因素时易造成电芯热失控，电芯热失控后会产生并喷出大量的高温烟气和高温物质，如无有效的阻断措施，电芯热失控后会迅速产生热蔓延，在短时间内给人身和财产造成大量损失。
为了减缓电芯热失控造成热蔓延，目前技术为在电芯的顶盖上面贴一层云母片或者其他材质的薄片或者隔膜之类的物质，虽能在一定程度上减缓热蔓延的产生，但是效果不佳。
实用新型内容
基于此，有必要针对现有技术中电池内电芯热失控后会产生并喷出大量的高温烟气和高温物质，电芯热失控后会迅速产生热蔓延，在短时间内给人身和财产造成大量损失的问题，提供一种改善上述缺陷的电池及用电设备。
一种电池，包括：
电池箱，具有一容纳腔；
第一液冷板，安装在所述电池箱的所述容纳腔内，并将所述容纳腔分隔为第一子腔和第二子腔，所述第一液冷板上开设有贯通孔；
电芯组，设置在所述第一子腔内，且所述电芯组包括多个电芯，所述第一液冷板用于对各个所述电芯进行冷却；
其中，每一所述电芯朝向所述第一液冷板的一侧具有第一防爆阀，每一所述第一防爆阀与所述贯通孔对应布设，以使由所述第一防爆阀喷出的气火流由所述贯通孔进入到所述第二子腔。
在其中一个实施例中，每一所述电芯朝向所述第一液冷板的一侧具有电连接片，以使所述第一液冷板对各个所述电连接片进行冷却，从而大大降低了各个电芯上的电连接片的温升，从而确保电池能够持续地进行大倍率充电。
在其中一个实施例中，每一所述电连接片与所述第一液冷板之间设置有导热材料，从而每一电连接片通过导热材料与第一液冷板接触，以确保第一液冷板对电连接片的冷却效果较佳。
在其中一个实施例中，所述电池还包括第二防爆阀，所述第二子腔的侧壁上开设有安装孔，所述第二防爆阀安装在所述安装孔处，以将进入所述第二子腔内的气火流排出至所述电池箱之外。
在其中一个实施例中，所述第一液冷板朝向所述电芯组的一侧设置有第一密封圈，所述第一密封圈围绕所述贯通孔设置，所述第一防爆阀与所述第一密封圈抵接。
在其中一个实施例中，所述电池还包括固定连接在所述电池箱内壁上的支撑框，所述第一液冷板固定在所述支撑框上，且所述第一液冷板与所述支撑框之间设置有第二密封圈。
在其中一个实施例中，所述电池还包括位于所述第一子腔内的第二液冷板，所述第二液冷板设置在所述电芯组背离所述第一液冷板的一侧，从而使得第一液冷板和第二液冷板共同对各个电芯进行冷却，提高冷却效果。
在其中一个实施例中，所述电池箱上开设有第一进液孔和第一出液孔，所述第一液冷板或所述第二液冷板上开设有第二进液孔和第二出液孔，所述第二出液孔与第一管路连通，且所述第一管路通过所述第一出液孔穿出所述电池箱，所述第二进液孔与第二管路连通，且所述第二管路通过所述第一进液孔穿出所述电池箱；
所述第一液冷板上还开设有第三进液孔和第三出液孔，所述第二液冷板上开设有第四进液孔和第四出液孔，所述第三进液孔通过第三管路与所述第四出液孔连通，所述第三出液孔通过第四管路与所述第四进液孔连通。
在其中一个实施例中，所述电芯组与所述第二液冷板之间填充有导热胶，一方面利用导热胶将电芯组固定在第二液冷板上；另一方面第二液冷板通过导热胶与各个电芯进行热交换，从而实现对各个电芯进行冷却。
一种用电设备，包括如上任一实施例中所述的电池。
上述电池及用电设备，当其中一个或多个电芯发生热失控时，发生热失控的电芯上的第一防爆阀启动并通过第一液冷板上的贯通孔向第二子腔内喷出气火流。由于第一子腔与第二子腔被第一液冷板分隔开来，从而第二子腔内的气火流不会进入到第一子腔内，进而不会造成第一子腔内其它电芯发生热失控，即避免了热失控快速蔓延。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中电池的结构示意图；
图2为图1所示的电池的爆炸结构示意图；
图3为图1所示的电池的结构示意图(省略上盖)；
图4为图1所示的电池的第一液冷板的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
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；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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本实用新型一实施例提供了一种用电设备，该用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆为例进行说明。
车辆的内部设置有电池，电池可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池可以用于车辆的供电，例如，电池可以作为车辆的操作电源。
车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池不仅仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
请参见图1至图4所示，本申请的实施例中，电池包括电池箱10、第一液冷板20及电芯组30。电池箱10具有一容纳腔15，第一液冷板20安装在电池箱10的容纳腔15内，并将容纳腔15分隔为第一子腔11和第二子腔12。电芯组30设置在第一子腔11内，且电芯组30包括多个电芯31。第一液冷板20用于对各个电芯31进行冷却。其中，每一电芯31朝向第一液冷板20的一侧具有第一防爆阀32，每一第一防爆阀32与第一液冷板20上的贯通孔21对应布设，以使由第一防爆阀32喷出的气火流由第一液冷板20上的贯通孔21进入到第二子腔12，从而避免气火流进入到第二子腔12而致使其它电芯31也发生热失控。
如此，当其中一个或多个电芯31发生热失控时，发生热失控的电芯31上的第一防爆阀32启动并通过第一液冷板20上的贯通孔21向第二子腔12内喷出气火流。由于第一子腔11与第二子腔12被第一液冷板20分隔开来，从而第二子腔12内的气火流不会进入到第一子腔11内，进而不会造成第一子腔11内其它电芯31发生热失控，即避免了热失控快速蔓延。
需要说明的是，目前对电池充电时间要求越来越短，导致电池充电需要较大的倍率，当电芯温度或者汇流排温度较高时，会限制电池的充电倍率，导致电池充电时间变长。为了提高电池的充电倍率，本申请的实施例中，第一液冷板20既起到了隔离气火流与电芯31的作用，第一液冷板20又起到冷却各个电芯31的作用，从而避免在进行大倍率充电时电芯31产生较大的温升，确保电池能够进行大倍率充电，缩短充电时长。
具体到图2所示的实施例中，电芯组30的各个电芯31排列成两列，第一液冷板20上开设两个长条形的贯通孔21，其中一列电芯31上的各个第一防爆阀32均与其中一个贯通孔21对应布设，其中另一列电芯31上的各个第一防爆阀32均与其中另一个贯通孔21对应布设。当然，对于电芯31的排列方式和贯通孔21的数量，在此不作限定。
具体到实施例中，第一液冷板20朝向电芯组30的一侧设置有第一密封圈34，该第一密封圈34围绕贯通孔21设置，第一防爆阀32与第一密封圈34抵接，从而使得第一密封圈34对贯通孔21边缘与第一防爆阀32之间的间隙进行密封，确保第一防爆阀32通过贯通孔21喷射至第二子腔12内的气火流不会进入到第一子腔11内。需要说明的是，第一密封圈34的材质可以是密封胶或耐高温且不易燃烧的橡胶，只要能够达到密封效果即可，在此不作限定。
具体到实施例中，电池还包括固定连接在电池箱10内壁上的支撑框13。第一液冷板20固定在该支撑框13上，且第一液冷板20与支撑框13之间设置有第二密封圈24。如此，利用第二密封圈24对第一液冷板20与支撑框13之间的间隙进行密封，从而避免第二子腔12内的气火流进入到第一子腔11内。需要说明的是，第一密封圈34的材质可以是密封胶或耐高温且不易燃烧的橡胶，只要能够达到密封效果即可，在此不作限定。
具体到实施例中，电池还包括第二防爆阀50，第二子腔12的侧壁上开设有安装孔16。第二防爆阀50安装在该安装孔16处，以将进入第二子腔12内的气火流排出至电池箱10之外。如此，电芯31热失控后，第一防爆阀32启动而通过贯通孔21向第二子腔12内喷射气火流，使得第二子腔12内的气压增大。当第二子腔12内的气压增大至一定值时，第二防爆阀50启动而将第二子腔12内的气火流喷射至电池箱10外，使得气火流不会进入到第一子腔11内，不会对其它未发生热失控的电芯31产生影响，进而阻止或延缓热失控的蔓延。需要说明的是，第二防爆阀50的数量和排布方式可以根据实际情况进行设计，在此不作限定。
需要说明的是，传统的电池在进行大倍率充电时，电芯上的电连接片会产生很大的温升，电池管理系统在监测到电连接片的温度超过设定阈值时控制电池停止充电，导致无法进行大倍率充电。具体到一个实施例中，每一电芯31朝向第一液冷板20的一侧具有电连接片(图未标)，以使第一液冷板20对各个电连接片进行冷却。如此，利用第一液冷板20对各个电芯31上的电连接片进行冷却，从而大大降低了各个电芯31上的电连接片的温升，从而确保电池能够持续地进行大倍率充电。可以理解的是，该电连接片可以是铜巴或铝巴。
进一步地，每一电连接片与第一液冷板20之间设置有导热材料33，从而每一电连接片通过导热材料33与第一液冷板20接触，以确保第一液冷板20对电连接片的冷却效果较佳。可选地，该导热材料33可以是灌封胶。
可以理解的是，第一液冷板20并不仅仅对各个电芯31的电连接片进行冷却。第一液冷板20在对各个电芯31的电连接片进行冷却的同时，也能够对各个电芯31的其它部件或区域进行冷却，从而有利于降低各个电芯的整体温度。
本申请的实施例中，电池还包括位于第一子腔11内的第二液冷板40，第二液冷板40设置在电芯组30背离第一液冷板20的一侧，从而使得第一液冷板20和第二液冷板40共同对各个电芯31进行冷却，提高冷却效果。可选地，电芯组30与第二液冷板40之间填充有导热胶41，一方面利用导热胶41将电芯组30固定在第二液冷板40上；另一方面第二液冷板40通过导热胶41与各个电芯进行热交换，从而实现对各个电芯31进行冷却。
具体到实施例中，电池箱10上开设有第一进液孔a1和第一出液孔a2，第二液冷板40上开设有第二进液孔(图未示)和第二出液孔(图未示)。该第二出液孔与第一管路43连通，且该第一管路43通过第一出液孔a2穿出电池箱10。该第二进液孔与第二管路42连通，且该第二管路42通过第一进液孔a1穿出电池箱10。如此，电池箱10外的冷却液能够依次通过第二管路42和第二进液孔进入到第二液冷板40内，同时第二液冷板40内的冷却液能够依次通过第二出液孔和第一管路43排出电池箱10外，从而使得第二液冷板40能够对各个电芯31进行冷却。
第一液冷板20上还开设有第三进液孔(图未示)和第三出液孔(图未示)，第二液冷板40上开设有第四进液孔(图未标)和第四出液孔(图未标)。第三进液孔通过第三管路22与第四出液孔连通，第三出液孔通过第四管路23与第四进液孔连通。如此，第二液冷板40内的冷却液能够依次通过第四出液孔、第三管路22和第三进液孔进入到第一液冷板20内，同时第一液冷板20内的冷却液能够依次通过第三出液口、第四管路23和第四进液口进入到第二液冷板40内，从而使得第一液冷板20能够对各个电芯31的电连接片进行冷却。
进一步地，第三管路22上安装控制阀，该控制阀能够控制第三管路22的导通或截止。当电池进行大倍率的充电时，电池温度会快速升高。当电池管理系统监测到电芯31的电连接片的温度大于设定的阈值时，控制阀控制第三管路22导通，从而使得第二液冷板40内的液体能够进入到第一液冷板20内，进而使得第一液冷板20对各个电芯31的电连接片进行冷却，确保电池能够进行大倍率的充电。当然，在另一些实施例中，控制阀也可安装在第四管路23上，也能实现控制冷却液在第一液冷板20与第二液冷板40之间流通。
在其它实施例中，当电池管理系统监测到电池箱10内的压力达到设定的阈值时，控制阀也控制第三管路22导通从而使得第二液冷板40内的液体能够进入到第一液冷板20内，进而使得第一液冷板20对各个电芯31的电连接片进行冷却，确保电池能够稳定的进行充放电。
当然，上述第二进液孔和第二出液孔并不仅限于开设在第一液冷板20上，在另一些实施例中，上述第二进液孔和第二出液孔也可以开设在第二液冷板40上，即电池箱10外部的冷却液首先进入到第二液冷板40内，再进入到第一液冷板20内或由第二出液孔排出至电池箱10外。
具体到实施例中，电池箱10包括箱体101和上盖103，箱体101具有上述容纳腔15和连通该容纳腔15的开口。上盖103盖设在该箱体101的开口处，从而封闭容纳腔15。上盖103与箱体101之间设置有第三密封圈61，从而利用该第三密封圈61对上盖103与箱体101之间的间隙进行密封。需要说明的是，第三密封圈61的材质可以是密封胶或耐高温且不易燃烧的橡胶，只要能够达到密封效果即可，在此不作限定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：
电池箱(10)，具有一容纳腔(15)；
第一液冷板(20)，安装在所述电池箱(10)的所述容纳腔(15)内，并将所述容纳腔(15)分隔为第一子腔(11)和第二子腔(12)，所述第一液冷板(20)上开设有贯通孔(21)；
电芯组(30)，设置在所述第一子腔(11)内，且所述电芯组(30)包括多个电芯(31)，所述第一液冷板(20)用于对各个所述电芯(31)进行冷却；
其中，每一所述电芯(31)朝向所述第一液冷板(20)的一侧具有第一防爆阀(32)，每一所述第一防爆阀(32)与所述贯通孔(21)对应布设，以使由所述第一防爆阀(32)喷出的气火流由所述贯通孔(21)进入到所述第二子腔(12)。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，每一所述电芯(31)朝向所述第一液冷板(20)的一侧具有电连接片，以使所述第一液冷板(20)对各个所述电连接片进行冷却。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，每一所述电连接片与所述第一液冷板(20)之间设置有导热材料(33)。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一液冷板(20)朝向所述电芯组(30)的一侧设置有第一密封圈(34)，所述第一密封圈(34)围绕所述贯通孔(21)设置，所述第一防爆阀(32)与所述第一密封圈(34)抵接。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括固定连接在所述电池箱(10)内壁上的支撑框(13)，所述第一液冷板(20)固定在所述支撑框(13)上，且所述第一液冷板(20)与所述支撑框(13)之间设置有第二密封圈(24)。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括位于所述第一子腔(11)内的第二液冷板(40)，所述第二液冷板(40)设置在所述电芯组(30)背离所述第一液冷板(20)的一侧。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池箱(10)上开设有第一进液孔(a1)和第一出液孔(a2)，所述第一液冷板(20)或所述第二液冷板(40)上开设有第二进液孔和第二出液孔，所述第二出液孔与第一管路(43)连通，且所述第一管路(43)通过所述第一出液孔(a2)穿出所述电池箱(10)，所述第二进液孔与第二管路(42)连通，且所述第二管路(42)通过所述第一进液孔(a1)穿出所述电池箱(10)；
所述第一液冷板(20)上还开设有第三进液孔和第三出液孔，所述第二液冷板(40)上开设有第四进液孔和第四出液孔，所述第三进液孔通过第三管路(22)与所述第四出液孔连通，所述第三出液孔通过第四管路(23)与所述第四进液孔连通。
8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电芯组(30)与所述第二液冷板(40)之间填充有导热胶(41)。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第二防爆阀(50)，所述第二子腔(12)的侧壁上开设有安装孔(16)，所述第二防爆阀(50)安装在所述安装孔(16)处，以将进入所述第二子腔(12)内的气火流排出至所述电池箱(10)之外。
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电池。
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