CN219717165U - 一种电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池包及车辆。其中，电池包包括箱体和位于箱体中的多个电芯，箱体的底部设置有安装座，电芯的底部设置在安装座中，电芯的底部设置有防爆阀，安装座的底部形成有向内凹陷的减薄区，减薄区的厚度小于安装座的底部的厚度，减薄区与防爆阀相对设置。本实用新型通过在安装座的底部设置一个相对较薄的减薄区，可以在某个电芯的防爆阀打开起爆时，可以较容易的将减薄区冲破，进而使热量和废气可以从箱体底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题。

Description

一种电池包及车辆

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及车辆。

背景技术

电池包作为汽车上电池组的主要储能元件，是汽车的关键部件。相关技术中，电芯在电池包的箱体中紧密排列连接，导致电池包内的电芯工作时聚集的热量越来越多。当某个电芯出现过热异常情况时，若防爆阀打开不及时，该电芯产生的废气和热量无法及时的排放泄压，热量会蔓延至其他电芯，影响其他电芯的正常工作，并带来更多的热失控风险。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种电池包及车辆，可以改善因防爆阀无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型的实施例提供了一种电池包，包括箱体和位于箱体中的多个电芯，箱体的底部设置有安装座，电芯的底部设置在安装座中，电芯的底部设置有防爆阀，安装座的底部形成有向内凹陷的减薄区，减薄区的厚度小于安装座的底部的厚度，减薄区与防爆阀相对设置。

在一实施例中，安装座包括凸筋和底台，凸筋位于底台的外围，减薄区位于底台中，减薄区的厚度小于底台的厚度，凸筋的内壁与电芯的外壁相连接，底台与电芯的底部相连接。

在一实施例中，安装座还包括胶槽，胶槽形成于底台和凸筋之间，胶槽中填充有密封胶，电芯的底部通过密封胶与安装座形成密封连接。

在一实施例中，安装座还包括连接部，连接部一端与凸筋相连，另一端与箱体的内壁相连。

在一实施例中，减薄区的面积大于或等于防爆阀在安装座上的投影面积。

在一实施例中，减薄区的形状包括圆形、矩形和多边形中的至少一种。

在一实施例中，减薄区为镂空结构。

在一实施例中，电芯的正极和负极设置在电芯的顶部。

在一实施例中，箱体的底部设置有加强筋，加强筋为网状结构。

第二方面，本实用新型提供了一种车辆，该车辆包括车辆本体和上述的电池包，电池包设置在车辆本体上。

本实用新型的实施例的有益效果：

在本实用新型的实施例中，通过在安装座的底部设置一个相对较薄的减薄区，可以在某个电芯的防爆阀打开起爆时，可以较容易的将减薄区冲破，进而使热量和废气可以从箱体底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本实用新型实施例电池包的外观立体示意图；

图2是本实用新型实施例电池包的内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例电池包的剖面示意图；

图4是本实用新型实施例电池包的俯视图一；

图5是本实用新型实施例电池包的俯视图二；

图6是本实用新型实施例电池包的俯视图三；

图7是本实用新型实施例电芯的结构示意图一；

图8是本实用新型实施例电芯的结构示意图二；

图9是本实用新型实施例箱体底部的仰视图一；

图10是本实用新型实施例箱体底部的仰视图二。

图中：

1、箱体；11、加强筋；2、电芯；21、防爆阀；22、正极；23负极；3、安装座；31、减薄区；32、凸筋；33、底台；34、胶槽；35、连接部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

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，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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。

相关技术中，电芯在电池包的箱体中紧密排列连接，导致电池包内的电芯工作时聚集的热量越来越多。当某个电芯出现过热异常情况时，若防爆阀打开不及时，该电芯产生的废气和热量无法及时的排放泄压，热量会蔓延至其他电芯，影响其他电芯的正常工作，并带来更多的热失控风险。

由此，本实用新型的实施例提供了一种电池包已解决上述技术问题。

本实施例中，图1是本实用新型实施例电池包的外观立体示意图；图2是本实用新型实施例电池包的内部结构示意图；图3是本实用新型实施例电池包的剖面示意图；如图1至图3所示，电池包包括箱体1和位于箱体1中的多个电芯2，箱体1的底部设置有安装座3，电芯2的底部设置在安装座3中，电芯2的底部设置有防爆阀21，安装座3的底部形成有向内凹陷的减薄区31，减薄区31与防爆阀21相对设置。

本实施例通过在安装座3的底部设置一个相对较薄的减薄区31，可以在某个电芯2的防爆阀21打开起爆时，可以较容易的将减薄区31冲破，进而使热量和废气可以从箱体1底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀21无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题。

本实施例中，电芯2为大圆柱结构，电池包可以为汽车启动用电池，也可以用于电动汽车的动力电池，本实施例不做特殊限定。

在一实施例中，如图3至图6所示，安装座3包括凸筋32和底台33，凸筋32位于底台33的外围，减薄区31位于底台33中，减薄区31的厚度小于底台33的厚度，凸筋32的内壁与电芯2的外壁相连接，底台33与电芯2的底部相连接。

其中，凸筋32可以对电芯2形成固定支撑的作用，并且还可以用于将相邻的电芯2进行间隔，避免电芯2间距太小，不利于散热。

在一实施例中，安装座3还包括胶槽34，胶槽34形成于底台33和凸筋32之间，胶槽34中填充有密封胶，电芯2的底部通过密封胶与安装座3形成密封连接。这样当防爆阀21起爆的时候，防止废气从安装座3与电芯2之间的缝隙溢出，而是直接从底座底部排出，而不会扩散蔓延到其他电芯2，有效防止热蔓延，实现定向独立泄压。

在一实施例中，安装座3还包括连接部35，连接部35一端与凸筋32相连，另一端与箱体1的内壁相连。这样可以使安装座3更稳固，并同时加强箱体1的强度。

在一实施例中，减薄区31的面积大于或等于防爆阀21在安装座3上的投影面积。这样可以让防爆阀21更有效的起爆，完成电芯2的泄压排气。

在一实施例中，减薄区31的形状包括圆形、矩形和多边形中的至少一种。减薄区31的形状一般与防爆阀21的形状相匹配。具体地，若防爆阀21为圆形，如图4所示，则减薄区31为圆形；若防爆阀21为矩形，如图5所示，减薄区31也为矩形；若防爆阀21为多边形(例如六边形)，如图6所示，减薄区31也为六边形。这样可以让防爆阀21更好的起爆。

在一实施例中，减薄区31为镂空结构，即减薄区的厚度为0。这样的设计可以更利于防爆阀21起爆时，废气和热量能及时释放。

在一实施例中，如图7所示，电芯2的正极22和负极23设置在电芯2的顶部。这样可以方便各电芯2之间的连接与组装，简化排线布置，节省工艺。

在一实施例中，负极23环绕正极22。具体地，正极22位于电芯2顶部的中央，负极23为环形，环绕正极22。这种设计可以让电芯2连接更规整。

在一实施例中，如图8所示，防爆阀21位于电芯2底部的中部区域。

在一实施例中，箱体1的底部设置有加强筋11，加强筋11为网状结构。具体地，如图9所示，加强筋11可以为蜂窝网状结构；或是如图10所示，加强筋11为纵横交错的网状结构。这样可以增加箱体1底部的强度，能承载更多的电芯2。

本实施例箱体1的材料可以为AlSi10MnMg，采用压铸工艺一体成型。AlSi10MnMg材料作为新型的高强韧性铝合金压铸材料，正逐步得到广泛应用。其中Si含量略低于AlSi共晶合金，具有较好的流动性。而Fe含量低，使AlFeSi相的板块状得以消除，使压铸件在受力状态下不产生裂纹。一定的Mn含量可防止压铸时合金的粘模现象，而在组织上呈现球状相。通过先进制造工艺，从而获得高强度、高延伸率的材料(产品)力学性能。

箱体1的具体制造方法如下：

首先提供压铸模具；然后向压铸模具内注入压铸材料，待压铸材料冷却后进行脱模；压铸模具根据所要生产的电池包箱体1的尺寸和形状设置，该电池包箱体1的制造方法采用压铸工艺使得电池包箱体1一体成型，相比于传统的采用焊接工艺的电池包箱体1，该电池包箱体1制造方法制造的电池包箱体1无需焊接，没有焊缝缺陷风险，并且有利于电池包箱体1的减重。

在上述方法中，压铸材料的浇注温度为720℃～740℃；向压铸模具内注入压铸材料之前，对压铸模具进行抽真空，保证压铸模具内的真空度小于100毫巴；压铸模具内形成真空环境，有利于压铸材料的流入，提高压铸材料的流速；在向压铸模具内注入压铸材料时，对压铸模具进行加热，保证压铸模具的温度为220℃～230℃；在一个示例中，采用四台大功率模温机，总功率达到192KW，保证模具温度为220℃～230℃；对压铸模具进行加热，延缓压铸材料进入压铸模具后温度的减低速度，有利于保证压铸材料的流动性，以保证压铸质量；采用5000T压铸机向压铸模具内注入压铸材料，压铸压力为50Mpa～60Mpa；采用高压铸机实现高压压铸，配合压铸模具内的真空环境，实现高速填充成型，充型速度达到100～125m/s；使得压铸材料能够在压铸模具内的狭小空间内流动实现压铸，保证壁厚很薄的电池包箱体1能够生产。

为了更好的确保电芯2的安全使用，本实用新型实施例提供了一种电芯2安全状态的监控方法，包括如下步骤：

步骤110、测量防爆阀21的形变量。

具体的，电芯2的底部上设置有防爆阀21，防爆阀21与电芯2内部连通。电芯2内部的内压值增加会使得防爆阀21的形变量增加。因此通过测量防爆阀21的形变量可以得知电芯2内部的内压值，进而来判断电芯2的安全状态。可知的，电芯2处于安全状态时，电芯2内部的内压值处于预设范围内，防爆阀21的形变量处于预设范围内。当电芯2处于非安全状态时，电芯2内部的内压值大于预设值，电芯2内部的气体很容易冲破防爆阀21，使得防爆阀21破裂，进而发生安全隐患。示例性的，可以通过高度规或者三维尺寸测量设备来测量防爆阀21的形变量。

步骤120、防爆阀21的形变量大于或等于第一形变预警值，且小于第二形变预警值，发出第一预警信号，其中第一形变预警值为电芯2寿命末期对应的防爆阀21的形变量，第二形变预警值根据所述防爆阀21的爆破规格的下限形变量确定。

电芯2的健康状态处于电芯2寿命末期时，由于电芯2的循环使用，电芯2内部的电解液和电极产生了使得内压值增大的气体。如果电芯2的内压值持续增加，使得防爆阀21的形变量超出防爆阀21的爆破规格的下限形变量，防爆阀21将容易发生破裂。在本实施例中，电芯2的内压值还没有大到使得防爆阀21的形变量到达防爆阀21的爆破规格的下限形变量时，电池管理系统发出第一预警信号，可以在电芯2处于寿命末期时，当电芯2的内压值过大时及时发出预警信号，及时监测并预警电芯2寿命末期，由于电芯2的循环使用电芯2内压值过大的安全隐患。

步骤130、防爆阀21的形变量大于或等于第二形变预警值，发出第二预警信号。

具体的，防爆阀21的形变量大于或等于第二形变预警值，说明电芯2的内压值已经大到使得防爆阀21的形变量到达防爆阀21的爆破规格的下限形变量，此时通过电池管理系统发出第二预警信号，可以及时监测并预警电芯2的内压值过大，以至于导致防爆阀21的形变量超出防爆阀21的爆破规格对应的形变量，防爆阀21可能随时发生破裂的安全隐患。

本实用新型中，电芯2的内压值还没有大到使得防爆阀21的形变量到达防爆阀21的爆破规格的下限形变量时，发出第一预警信号，可以在电芯2处于寿命末期时，当电芯2的内压值过大时及时发出预警信号，及时监测并预警电芯2寿命末期，由于电芯2的循环使用电芯2内压值过大的安全隐患。电芯2的内压值已经大到使得防爆阀21的形变量到达防爆阀21的爆破规格的下限形变量，发出第二预警信号，可以及时监测并预警电芯2的内压值过大，以至于导致防爆阀21的形变量超出防爆阀21的爆破规格对应的形变量，防爆阀21可能随时发生破裂的安全隐患。综上，本实用新型实施例提供的技术方案可以及时监测并预警电芯2使用过程中的安全隐患。

一种实施例中，电池包包括箱体1和位于箱体1中的多个电芯2，箱体1的底部设置有安装座3，电芯2的底部设置在安装座3中，电芯2的底部设置有防爆阀21，安装座3的底部形成有向内凹陷的减薄区31，减薄区31与防爆阀21相对设置。

优选地，安装座3包括凸筋32、底台33和胶槽34，凸筋32位于底台33的外围，减薄区31位于底台33中，减薄区31的厚度小于底台33的厚度，凸筋32的内壁与电芯2的外壁相连接，底台33与电芯2的底部相连接。凸筋32可以对电芯2形成固定支撑的作用，并且还可以用于将相邻的电芯2进行间隔，避免电芯2间距太小，不利于散热。胶槽34形成于底台33和凸筋32之间，胶槽34中填充有密封胶，电芯2的底部通过密封胶与安装座3形成密封连接。这样当防爆阀21起爆的时候，防止废气从安装座3与电芯2之间的缝隙溢出，而是直接从底座底部排出，而不会扩散蔓延到其他电芯2，有效防止热蔓延，实现定向独立泄压。安装座3还包括连接部35，连接部35一端与凸筋32相连，另一端与箱体1的内壁相连。这样可以使安装座3更稳固，并同时加强箱体1的强度。减薄区31的面积大于或等于防爆阀21在安装座3上的投影面积。这样可以让防爆阀21更有效的起爆，完成电芯2的泄压排气。

进一步地，减薄区31的形状与防爆阀21的形状相匹配，防爆阀21为圆形，减薄区31为圆形。

本实施例中，通过在安装座3的底部设置一个相对较薄的圆形减薄区31，当某个电芯2的防爆阀21打开起爆时，可以较容易的将减薄区31冲破，进而使热量和废气可以从箱体1底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀21无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题，并实现电芯2及时起爆，单独定向泄压的效果。

一种实施例中，电池包包括箱体1和位于箱体1中的多个电芯2，箱体1的底部设置有安装座3，电芯2的底部设置在安装座3中，电芯2的底部设置有防爆阀21，安装座3的底部形成有向内凹陷的减薄区31，减薄区31与防爆阀21相对设置。

优选地，安装座3包括凸筋32、底台33和胶槽34，凸筋32位于底台33的外围，减薄区31位于底台33中，减薄区31的厚度小于底台33的厚度，凸筋32的内壁与电芯2的外壁相连接，底台33与电芯2的底部相连接。凸筋32可以对电芯2形成固定支撑的作用，并且还可以用于将相邻的电芯2进行间隔，避免电芯2间距太小，不利于散热。胶槽34形成于底台33和凸筋32之间，胶槽34中填充有密封胶，电芯2的底部通过密封胶与安装座3形成密封连接。这样当防爆阀21起爆的时候，防止废气从安装座3与电芯2之间的缝隙溢出，而是直接从底座底部排出，而不会扩散蔓延到其他电芯2，有效防止热蔓延，实现定向独立泄压。安装座3还包括连接部35，连接部35一端与凸筋32相连，另一端与箱体1的内壁相连。这样可以使安装座3更稳固，并同时加强箱体1的强度。减薄区31的面积大于或等于防爆阀21在安装座3上的投影面积。这样可以让防爆阀21更有效的起爆，完成电芯2的泄压排气。

进一步地，减薄区31的形状与防爆阀21的形状相匹配，防爆阀21为矩形，减薄区31为矩形。

本实施例中，通过在安装座3的底部设置一个相对较薄的矩形减薄区31，当某个电芯2的防爆阀21打开起爆时，可以较容易的将减薄区31冲破，进而使热量和废气可以从箱体1底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀21无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题，并实现电芯2及时起爆，单独定向泄压的效果。

一种实施例中，电池包包括箱体1和位于箱体1中的多个电芯2，箱体1的底部设置有安装座3，电芯2的底部设置在安装座3中，电芯2的底部设置有防爆阀21，安装座3的底部形成有向内凹陷的减薄区31，减薄区31与防爆阀21相对设置。

优选地，安装座3包括凸筋32、底台33和胶槽34，凸筋32位于底台33的外围，减薄区31位于底台33中，减薄区31的厚度小于底台33的厚度，凸筋32的内壁与电芯2的外壁相连接，底台33与电芯2的底部相连接。凸筋32可以对电芯2形成固定支撑的作用，并且还可以用于将相邻的电芯2进行间隔，避免电芯2间距太小，不利于散热。胶槽34形成于底台33和凸筋32之间，胶槽34中填充有密封胶，电芯2的底部通过密封胶与安装座3形成密封连接。这样当防爆阀21起爆的时候，防止废气从安装座3与电芯2之间的缝隙溢出，而是直接从底座底部排出，而不会扩散蔓延到其他电芯2，有效防止热蔓延，实现定向独立泄压。安装座3还包括连接部35，连接部35一端与凸筋32相连，另一端与箱体1的内壁相连。这样可以使安装座3更稳固，并同时加强箱体1的强度。减薄区31的面积大于或等于防爆阀21在安装座3上的投影面积。这样可以让防爆阀21更有效的起爆，完成电芯2的泄压排气。

进一步地，减薄区31的形状与防爆阀21的形状相匹配，防爆阀21为六边形，减薄区31为六边形。

本实施例中，通过在安装座3的底部设置一个相对较薄的六边形减薄区31，当某个电芯2的防爆阀21打开起爆时，可以较容易的将减薄区31冲破，进而使热量和废气可以从箱体1底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀21无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题，并实现电芯2及时起爆，单独定向泄压的效果。

本实用新型实施例同时提供一种车辆，包括车辆本体和上述实施例提供的电池包，电池包设置在车辆本体上。

本实施例中，电池包可以作为车辆的启动用电池，也可以用于车辆的动力电池，本实施例不做特殊限定。

本实施例的车辆上，其电池包包括箱体1和位于箱体1中的多个电芯2，箱体1的底部设置有安装座3，电芯2的底部设置在安装座3中，电芯2的底部设置有防爆阀21，安装座3的底部形成有向内凹陷的减薄区31，减薄区31与防爆阀21相对设置。

本实施例通过在安装座3的底部设置一个相对较薄的六边形减薄区31，当某个电芯2的防爆阀21打开起爆时，可以较容易的将减薄区31冲破，进而使热量和废气可以从箱体1底部及时排出和泄压，从而改善因防爆阀21无法及时打开导致热蔓延风险的技术问题，并实现电芯2及时起爆，单独定向泄压的效果。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括箱体和位于所述箱体中的多个电芯，所述箱体的底部设置有安装座，所述电芯的底部设置在所述安装座中，所述电芯的底部设置有防爆阀，所述安装座的底部形成有向内凹陷的减薄区，所述减薄区的厚度小于所述安装座的底部的厚度，所述减薄区与所述防爆阀相对设置。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述安装座包括凸筋和底台，所述凸筋位于所述底台的外围，所述减薄区位于所述底台中，所述减薄区的厚度小于所述底台的厚度，所述凸筋的内壁与所述电芯的外壁相连接，所述底台与所述电芯的底部相连接。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述安装座还包括胶槽，所述胶槽形成于所述底台和所述凸筋之间，所述胶槽中填充有密封胶，所述电芯的底部通过所述密封胶与所述安装座形成密封连接。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述安装座还包括连接部，所述连接部一端与所述凸筋相连，另一端与所述箱体的内壁相连。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述减薄区的面积大于或等于所述防爆阀在所述安装座上的投影面积。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述减薄区的形状包括圆形、矩形和多边形中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述减薄区为镂空结构。

8.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述电芯的正极和负极设置在所述电芯的顶部。

9.根据权利要求1至4任一项所述的电池包，其特征在于，所述箱体的底部设置有加强筋，所述加强筋为网状结构。

10.一种车辆，其特征在于，包括车辆本体和权利要求1至9任一项所述的电池包，所述电池包设置在所述车辆本体上。