CN220021359U - 浸没式冷却电池包及储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种浸没式冷却电池包及储能装置，本实用新型的浸没式冷却电池包包括壳体、液冷板和底护板，液冷板和底护板与壳体形成容纳空间，容纳空间内设有电池包横梁，电池包横梁和底护板之间设有模组底板，电池包横梁和模组底板将容纳空间分隔为模组区域和电气区域，模组底板上设有多个通孔，多个通孔分别与电池模组上的第一防爆阀对应设置，模组底板上设有防水透气层。本实用新型的浸没式冷却电池包，通过在模组底板上设有多个对应多个第一防爆阀设置的通孔，并在模组底板上设有挡置在通孔处的防水透气层，可有效避免冷却液的流出，同时能够在高温失控情况下融化而方便冷却液流出，从而有效的减少热失控产生的爆炸风险。

Description

浸没式冷却电池包及储能装置

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，特别涉及一种浸没式冷却电池包。本实用新型还涉及一种包括该浸没式冷却电池包的储能装置。

背景技术

动力电池包的浸没冷却分为流动和不流动式。而在现有浸没式电池包中，电池包内设置有冷却介质，电池模组浸没于冷却介质中，能够利用冷却介质与电池模组换热。电池的顶部设置有防爆阀，且防爆阀随电池一起浸没于冷却介质中，当电池发生热失控而使防爆阀泄压喷流时，冷却介质会经由破裂的防爆阀进入电池内部，导致电池严重损坏，存在较大的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种浸没式冷却电池包，以减少电池包热失控时的风险。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种浸没式冷却电池包，所述电池包包括壳体、液冷板和底护板，所述液冷板和所述底护板分别设于所述壳体的两相对侧，而与所述壳体形成封闭的容纳空间；

所述容纳空间内设有沿所述壳体的宽度方向设置的电池包横梁，所述电池包横梁和所述底护板之间设有模组底板，所述模组底板用于承托所述电池模组，所述电池包横梁和所述模组底板将所述容纳空间分隔为模组区域和电气区域，所述模组区域内充有冷却液；

所述模组底板上设有多个通孔，多个所述通孔分别与所述电池模组上的多个第一防爆阀对应设置，而形成所述模组区域向所述电气区域排液的排液通道；所述模组底板上设有挡置在所述通孔处的防水透气层，所述防水透气层用于防止所述模组区域内的冷却液流至所述电气区域，当发生热失控时，所述防水透气层破裂或达到预设温度阈值时能够融化，连通所述模组区域和所述电气区域。

进一步的，所述模组底板的中部设有所述通孔，所述模组底板的靠近两端的部位均设有连通部，所述连通部用于连通所述模组底板上下两侧的空间，和/或，各所述通孔内均设置有交错布置的加强梁；所述加强梁将各通孔分隔为若干格栅孔，每个所述格栅孔对应至少一个所述第一防爆阀设置。

进一步的，所述防水透气层为一片式或对应于至少一组电池模组的所述通孔设置的多个，所述防水透气层位于所述模组底板的上侧和/或下侧。

进一步的，所述模组底板与所述电池模组之间设有缓冲泡棉。

进一步的，所述缓冲泡棉设于所述电池模组的极柱与所述第一防爆阀之间。

进一步的，所述液冷板对应的与所述电池包横梁和所述壳体接触的部位均设有第一密封结构，所述模组底板对应的与所述电池包横梁和所述壳体接触的部位均设有第二密封结构，所述第一密封结构和所述第二密封结构均用于防止所述冷却液自所述模组区域内流出。

进一步的，所述模组底板和所述底护板之间设有用于吸附烟尘的吸附层。

进一步的，所述冷却液为绝缘液。

进一步的，所述壳体上设有连通所述电气区域和外部环境的开口，所述开口处设有第二防爆阀。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的浸没式冷却电池包，通过将模组底板上设有多个通孔，多个通孔能够对应电池模组的多个第一防爆阀，便于电池模组产生热失控时，模组区域内的冷却液从通孔内排出，并在模组底板上设有挡置在通孔处的防水透气层，可用于封堵通孔避免冷却液的流出，同时能够在高温失控情况下融化而方便冷却液流出，从而有效的减少热失控产生的爆炸风险。

此外，在各通孔内均设置有交错布置的加强梁，方便粘贴防水透气层，同时减少防水透气层的变形，提高粘贴效果。防水透气层为对应于各通孔设置的多个，有利于减少用材成本的同时，保证防水透气层对通孔的挡置效果。通过在模组底板和电池模组之间设有缓冲泡棉，有效的避免极柱与模组底板的接触。将缓冲泡棉设置在电池模组的极柱和第一防爆阀之间，以具有较好的承力效果。

另外，在液冷板与电池包横梁和壳体接触的部位均设有第一密封结构，同时在模组底板与电池包横梁和壳体接触的部位均设有第二密封结构，可有效密封模组区域，防止冷却液流出造成安全隐患。在模组底板和底部板之间设有吸附层，用于吸附烟尘，可有效的吸收电池模组热失控时的缠身的烟尘，减少爆炸风险。冷却液为绝缘液，可有效避免冷却液流经电气区域内时造成更大的安全隐患。在壳体上设有连通电气区域和外部环境的开口，并在开口处设有第二防爆阀，可便于排气泄压，将电池包内的冷却液排出。

本实用新型的另一目的在于提出一种储能装置，其包括如上所述的浸没式冷却电池包。

本实用新型的储能装置与前述的浸没式冷却电池包相较于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的浸没式冷却电池包的爆炸图；

图2为本实用新型实施例所述的浸没式冷却电池包的剖面图；

图3为本实用新型实施例所述的壳体和电池包横梁的装配图；

图4为本实用新型实施例所述的一种实施例下的模组底板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的另一种实施例下的模组底板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的模组底板和防水透气层的装配图；

图7为本实用新型实施例所述的电池模组的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、液冷板；3、底护板；4、电池包横梁；5、模组底板；501、通孔；502、连通部；503、加强梁；6、模组区域；7、电气区域；8、防水透气层；9、缓冲泡棉；10、吸附层；11、电池模组；1101、极柱；1102、第一防爆阀；12、第二防爆阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”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，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种浸没式冷却电池包，在整体构成上，如图1和图2所示，电池包包括壳体1、液冷板2和底护板3，液冷板2和底护板3分别设于壳体1的两相对侧，而与壳体1形成封闭的容纳空间。

其中，容纳空间内设有沿壳体1的宽度方向设置的电池包横梁4，电池包横梁4和底护板3之间设有模组底板5，模组底板5用于承托电池模组11，电池包横梁4和模组底板5将容纳空间分隔为模组区域6和电气区域7，模组区域6内充有冷却液。

此外，模组底板5上设有多个通孔501，多个通孔501分别与电池模组11上的多个第一防爆阀1102对应设置，而形成模组区域6向电气区域7排液的排液通道，并在模组底板5上设有挡置在通孔501处的防水透气层8，防水透气层8位于模组底板5和底护板3之间，并用于防止模组区域6内的冷却液流至电气区域7，当发生热失控时，防水透气层8破裂或者达到预设温度阈值时能够融化，连通模组区域6和电气区域7。

本实施例的浸没式冷却电池包，通过将模组底板5上设有多个通孔501，多个通孔501能够对应电池模组11的多个第一防爆阀1102，便于电池模组11产生热失控时，模组区域6内的冷却液从通孔501内排出，并在模组底板5上设有挡置在通孔501处的防水透气层8，可用于封堵通孔501避免冷却液的流出，同时能够在高温失控情况下融化，方便冷却液流出，从而有效的减少热失控产生的爆炸风险。

基于以上结构的整体介绍，本实施例的浸没式冷却电池包的一种示例性结构如图1至图3所示，电池包的壳体1为上下贯通的环形结构，液冷板2和底护板3分别设置在壳体1的上下两侧，从而在电池包内部形成封闭的容纳空间。值得说明的是，电池包内具有容纳电池模组11的模组区域6和容纳其他电器件的电气区域7。

并参照图2中示出的，本实施例中的容纳空间内设有沿壳体1的宽度设置的电池包横梁4，并在电池包横梁4和底护板3之间设有模组底板5，模组底板5、电池包横梁4和液冷板2以及壳体1之间形成上述的模组区域6，其它区域则为电气区域7。模组区域6内设置电池模组11，并在模组区域6内浸没冷却液，用于对电池模组11冷却。其中值得注意的是，冷却液为绝缘液，以有效的避免由于电池模组11短路造成的爆炸风险。

需要说明的是，本实施例中电池模组11采用倒置的方式，电池模组11中的各个极柱1101和第一防爆阀1102均朝下设置，且电池模组11的顶部与液冷板2之间设有导热结构胶，方便与液冷板2进行换热过程。

其中，为防止冷却液的流出，本实施例中，作为一种优选的实施方式，在液冷板2对应的与电池包横梁4和壳体1接触的部位均设有第一密封结构(图中未示出)，并在模组底板5对应的与电池包横梁4和壳体1接触的部位均设有第二密封结构(图中未示出)，第一密封结构和第二密封结构均用于防止冷却液自模组区域6内流出。并作为一种具体的优选的实施方式，第一密封结构和第二密封结构优选的选用密封条，密封条用于密封形成模组区域6的各个构件之间的间隙，以有效的防止冷却液的流出。

并作为一种优选的实施方式，在上述的模组底板5的中部设有通孔501，并在模组底板5的靠近两端的部位均设有连通部502，该连通部502用于连通模组底板5上下两侧的电气区域7的空间。

具体的参照图4中示出的，模组底板5的中部用于承托电池模组11，并对应电池模组11上的多个第一防爆阀1102分别设有多个通孔501，每个通孔501可对应多个第一防爆阀1102。当电池模组11产生热失控时，冷却液能够通过通孔501流出，减少安全隐患。其中，本实施例中对通孔501的设置数量不作具体的限定，其形状优选的为矩形，便于设置，当然也可设置为其它的形状，在此不作限定。

而为避免电池模组11的极柱1101直接接触模组底板5，本实施例中，作为一种优选的实施方式，参照图1和图7中示出的，在模组底板5和电池模组11之间设有缓冲泡棉9，该缓冲泡棉9可有效的避免电池模组11的极柱1101直接接触到模组底板5。并作为一种具体的优选的实施方式，缓冲泡棉9设置在电池模组11的极柱1101和第一防爆阀1102之间的空间内，缓冲泡棉9的顶部接触电池模组11，缓冲泡棉9的底部抵在模组底板5上，从而能够起到承托电池模组11的作用，同时也可有效的避免由于极柱1101与模组底板5接触而产生的安全隐患。

在正常使用情况下，为防止冷却液从通孔501内流出，模组底板5上对应通孔501的位置，设有防水透气层8，在保证电池包内部各区域内气体流通的同时，有效的避免冷却液从模组区域6内流出。其中，使其整体位于模组底板5的上侧以及下侧，或者仅位于模组底板5的上侧空间，或者仅位于模组底板5的下。

且作为一种优选的实施方式，参照图6中示出的，防水透气层8为对应于各通孔501设置的多个，减少防水透气层8的用料，同时能够保证完全挡置各个通孔501。可以理解的是，本实施例中的防水透气层8可设置为一片式结构，直接设置于模组底板5上，在此不作进一步限定，可依据实际情况进行设置。

其中的防水透气层8为常规的熔点为55°-65°的防水透气膜，其在正常工作时起到挡置作用。但是，冷却液由于温度变化会引起体积变化，由于防水透气膜为柔性膜，允许一定的变形量，可适应冷却液的体积变化，并起到平衡气压的作用。当发生热失控时，防爆阀喷出高温气体，由于防水透气膜正对防爆阀，且防水透气膜熔点为55°-65°，且一般的熔点在60°，到达温度临界值后，防水透气膜会迅速融化，进而形成排液通道，排出高温气体和模组区域6的冷却液。

为进一步的加强防水透气层8的设置效果，本实施例中，作为一种优选的实施方式，各通孔501内均设置有交错布置的加强梁503。防水透气膜贴覆在加强梁503上，可有效的减少防水透气膜在电池模组11高度方向上的变形，使得防水透气膜受力均匀，进而提高膜的承力能力。

其中，参照图5中示出的，各通孔501内均设有呈十字形设置的横纵加强梁503，各加强梁503将各个通孔501分隔为若干格栅孔，每个格栅孔对应至少一个第一防爆阀1102设置。其中，可以理解的是，各格栅孔可分别对应各第一防爆阀1102设置，也可设置一个格栅孔同时对应多个第一防爆阀1102，可依据实际情况进行设置。

另外，在电池模组11产生热失控时会产生大量的气体以及烟尘。本实施例中作为一种优选的实施方式，在模组底板5和底护板3之间设有用于吸附烟尘的吸附层10。参照图1和图2中示出的，吸附层10设置在底护板3上，且吸附层10对应通孔501的位置设置，以具有更好的吸收烟尘的效果，减少爆炸风险。其中，吸附层10可参照现有技术中的可吸附烟尘的活性炭等材质的涂层。

此外，壳体1上设有连通电气区域7和外部环境的开口，并在开口处设有第二防爆阀12。由模组区域6内流出的冷却液经电气区域7后，最终通过第二防爆阀12流出到电池包外。其中，参照图1和图3中示出的，本实施例中在壳体1的同一侧同时设有两个第二防爆阀12用于排气泄压。可以理解的是，本实施例中还可在壳体1上设置更多数量的第二防爆阀12，在此不作具体的限定，可依据实际情况进行设置。

本实施例的浸没式冷却电池包，通过将浸没在冷却液中的电池模组11倒置，使得第一防爆阀1102倒置且对应模组底板5上的通孔501，便于及时排出冷却液，以避免冷却液进入到电池模组11内部，造成更大的安全隐患。

同时，模组底板5上对应通孔501设有防水透气层8，在常温下能够挡置通孔501，避免冷却液排出。当达到其融化的高温时，能够及时形成排液通道，引导冷却液排出，减少电池包的爆炸风险，从而使得电池包具有一定的安全防护作用。

本实施例还涉及一种储能装置，该装置内设有如上所述的浸没式冷却电池包。

本实施例的储能装置，通过设置上述的浸没式冷却电池包可在热失控情况下，及时排出电池包内的冷却液，以降低电池包的爆炸风险，进而提高储能装置的安全性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述电池包包括壳体、液冷板和底护板，所述液冷板和所述底护板分别设于所述壳体的两相对侧，而与所述壳体形成封闭的容纳空间；

所述容纳空间内设有沿所述壳体的宽度方向设置的电池包横梁，所述电池包横梁和所述底护板之间设有模组底板，所述模组底板用于承托电池模组，所述电池包横梁和所述模组底板将所述容纳空间分隔为模组区域和电气区域，所述模组区域内充有冷却液；

所述模组底板上设有多个通孔，多个所述通孔分别与所述电池模组上的多个第一防爆阀对应设置，而形成所述模组区域向所述电气区域排液的排液通道；所述模组底板上设有挡置在所述通孔处的防水透气层，所述防水透气层防止所述模组区域内的冷却液流至所述电气区域，当发生热失控时，所述防水透气层破裂或达到预设温度阈值时能够融化，连通所述模组区域和所述电气区域。

2.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述模组底板的中部设有所述通孔，所述模组底板的靠近两端的部位均设有连通部，所述连通部用于连通所述模组底板上下两侧的空间，和/或，各所述通孔内均设置有交错布置的加强梁；所述加强梁将各通孔分隔为若干格栅孔，每个所述格栅孔对应至少一个所述第一防爆阀设置。

3.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述防水透气层为一片式或对应于至少一组电池模组的所述通孔设置的多个，所述防水透气层位于所述模组底板的上侧和/或下侧。

4.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述模组底板与所述电池模组之间设有缓冲泡棉。

5.根据权利要求4所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述缓冲泡棉设于所述电池模组的极柱与所述第一防爆阀之间。

6.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述液冷板对应的与所述电池包横梁和所述壳体接触的部位均设有第一密封结构，所述模组底板对应的与所述电池包横梁和所述壳体接触的部位均设有第二密封结构，所述第一密封结构和所述第二密封结构均用于防止所述冷却液自所述模组区域内流出。

7.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述模组底板和所述底护板之间设有用于吸附烟尘的吸附层。

8.根据权利要求2所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述冷却液为绝缘液。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的浸没式冷却电池包，其特征在于：

所述壳体上设有连通所述电气区域和外部环境的开口，所述开口处设有第二防爆阀。

10.一种储能装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的浸没式冷却电池包。