CN220042122U - 一种电池热失控防护结构与风冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池热失控防护结构与风冷系统，涉及新能源汽车技术领域，具体包括结构外壳，所述结构外壳的一端设有进风口，所述结构外壳的另一端设有出风口，所述结构外壳的内腔内固定连接有电池模组，所述电池模组的外壳上设有大面积镂空，且镂空区域由隔热绝缘胶填充，所述电池模组内部均匀固定连接有与电池电芯接触的风冷翅片，所述风冷翅片的端部延伸至电池模组的外侧，所述结构外壳与电池模组之间设有隔热内层，且所述隔热内层与结构外壳的内壁固定连接。该电池热失控防护结构与风冷系统，兼容热失控情形防护与常规情形风冷散热效果；多电芯热失控下的强防护，全方位定向排气。

Description

一种电池热失控防护结构与风冷系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体为一种电池热失控防护结构与风冷系统。

背景技术

各种电池起火的共性原因是电池热失控，锂离子电池在热失控时会由于高温导致负极SEI膜分解、正极活性物质分解以及电解液氧化分解，因此会产生大量的气体导致锂离子电池内部气体膨胀气压急速升高，此时就会引发电池爆炸、燃烧。在这个过程中，大量高温、可燃以及有毒的气体就会从电池中释放出来，随着动力电池目前尺寸的增加，释放出的有害气体也就逐渐增加。足以见得热失控带来的后果是十分严重的。

而现有技术中的电池系统由若干模组组成，其大面积热失控下的高温高压防护能力有限，只能应对少量电芯热失控，或只能针对电池模组的局部防护，不能做到完全的热失控气体强制隔离与排出，因此这些喷发的高温污染物及明火会对相邻模组，电池系统结构件造成破坏。

当电池系统处于大面积电芯热失控情形下，或多电芯相继快速热失控情形下时，电芯自身的排气阀已不能确保定向排气，无论是圆柱电芯、方壳电芯、软包电芯，都会存在电芯大面或侧面破开，而导致电池系统内多点喷发。针对多点喷发的情形，传统设计无法保障高温高压气体或明火隔离。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池热失控防护结构与风冷系统，解决了上述背景技术中提出的传统电池系统的结构在大面积电芯热失控情形下无法确保定向排气，极易导致电池系统内多点喷发，无法保障高温高压气体或明火隔离的问题。

本实用新型提供如下技术方案：一种电池热失控防护结构与风冷系统，在电池模组外部增设隔热层和结构壳体两层防护层；隔热层环绕包裹电池模组，形成空腔夹层，用于强制聚热高温高压气体，并通过强制排气通道快速排出，降低电池热失控发生概率；结构外壳对隔热层进行支撑，确保隔热层不失效；防护层上设置进风口与出风口，进风口与电池系统总进风口相连，可导入冷风；出风口与系统排气通道相连，非热失控情况下可保持系统散热，热失控情况下可确保高温高压气体顺利排出；电池模组外壳上局部大面积镂空区域，由隔热绝缘胶填充，在热失控情形下可被高温高压气体冲破，确保全方位第一时间顺利排气。

一种电池热失控防护结构与风冷系统，包括结构外壳，所述结构外壳的一端设有进风口，所述结构外壳的另一端设有出风口，所述结构外壳的内腔内固定连接有电池模组，所述电池模组的外壳上设有大面积镂空，且镂空区域由隔热绝缘胶填充，所述电池模组内部均匀固定连接有与电池电芯接触的风冷翅片，所述风冷翅片的端部延伸至电池模组的外侧，所述结构外壳与电池模组之间设有隔热内层，且所述隔热内层与结构外壳的内壁固定连接。

优选的，所述隔热内层靠近进风口的一端和靠近出风口的一端均设有与之适配的贯穿孔，所述隔热内层环绕包裹电池模组，并形成空腔夹层，所述隔热内层具备隔热绝缘性能。

优选的，所述风冷翅片外露部分所在方向与进风口所在方向处于垂直状态，所述风冷翅片的外露部分贯穿电池模组的镂空区域。

优选的，所述进风口和出风口处于同一直线上，所述进风口与电池系统总进风口相连，出风口与电池系统排气通道相连。

优选的，所述结构外壳与电池模组通过底部栓接相连。

与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：

1、该电池热失控防护结构与风冷系统，通过隔热绝缘胶的设置，在电池模组热失控情形下可被高温高压气体冲破，确保全方位第一时间顺利排气，不产生热堆积。且单点破口以外的区域仍然保持隔热作用，保障腔内高温气体不加热其他电芯侧面。在非热失控情形下，起到环境防护作用，隔离风冷系统的其他污染物。

2、该电池热失控防护结构与风冷系统，通过隔热内层的设置，可确保无论电池模组热失控的喷发从何处发生，均能够将高温高压气体聚拢，并通过强制排气通道快速排出，并且降低因排气不畅导致局部热堆积，继而引发次生热失控事件的概率；通过结构外壳的设置，可对隔热内层进行支撑，在热失控过程中确保隔热层结构不失效；通过进风口和出风口的设置，进风口与电池系统总进风口相连，可导入冷风；出风口与系统排气通道相连，非热失控情况下可保持系统散热，热失控情况下可确保高温高压气体顺利排出。

3、该电池热失控防护结构与风冷系统，兼容热失控情形防护与常规情形风冷散热效果；多电芯热失控下的强防护，全方位定向排气。

附图说明

图1为本实用新型结构正面示意图；

图2为本实用新型结构图1底部示意图；

图3为本实用新型结构图1剖面示意图；

图4为本实用新型结构图1爆炸示意图。

图中：1、结构外壳；2、进风口；3、出风口；4、隔热内层；5、电池模组；6、隔热绝缘胶；7、风冷翅片；8、贯穿孔。

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。

本实用新型提供了一种实施例：一种电池热失控防护结构与风冷系统，在电池模组5外部增设两层结构，分内层与外层，且内层为隔热内层4，外层为结构外壳1，隔热内层4与结构外壳1的内壁固定连接，结构外壳1作为骨架，主要对隔热内层4进行支撑，在热失控过程中确保隔热内层4不失效。

隔热内层4的内腔内环绕包裹有电池模组5，两者之间形成空腔夹层，该层可确保，无论电池模组热失控的喷发从何处发生，均能够将高温高压气体聚拢，并通过强制排气通道快速排出，并且降低因排气不畅导致局部热堆积，继而引发次生热失控事件的概率。

隔热内层4具备优异的隔热绝缘性能，例如导热系数低于0.1W/(m·K)的材料。它将确保隔热层外部的结构件不过温，不失效。同时它具备足够的结构强度，在高压环境中不失效，不被剥离。

电池模组5与结构外壳1固定连接，且结构外壳1与电池模组5通过底部栓接相连，确保它与系统底板紧密固定，结构外壳1在非热失控情形下，充当了电池模组的流场外罩，确保气流的整流效果。

结构外壳1的一端设有进风口2，结构外壳1的另一端设有出风口3，进风口2和出风口3处于同一直线上，隔热内层4靠近进风口2的一端设有与进风口2适配的贯穿孔8，隔热内层4靠近出风口3的一端设有与出风口3适配的贯穿孔8，利用贯穿孔8，该防护结构的内外连通。

进风口2与电池系统总进风口相连，可导入冷风；出风口3与电池系统的排气通道相连，非热失控情况下可保持系统散热，热失控情况下可确保高温高压气体顺利排出。

上述的电池模组5的外壳具备大面积镂空特征，该镂空区域由隔热绝缘胶6填充，在热失控情形下可被高温高压气体冲破，确保全方位第一时间顺利排气，不产生热堆积。且单点破口以外的区域仍然保持隔热作用，保障腔内高温气体不加热其他电芯侧面。在非热失控情形下，起到环境防护作用，隔离风冷系统的其他污染物。

上述的电池模组5还具有外露的风冷翅片7，确保正常工况下的散热得以保障。风冷翅片7外露部分所在方向与进风口2所在方向处于垂直状态，风冷翅片7的外露部分贯穿电池模组5的镂空区域，且风冷翅片7与电池模组5内的电池电芯接触。

通过风冷翅片7的设置，增加了电池模组5的散热效率，且由于风冷翅片7与电芯贴合，风冷翅片7没有任何弯折，在电池热失控情形下对高温气体喷发不构成阻碍。

综上所述：该电池热失控防护结构与风冷系统使用时，隔热内层4和结构外壳1形成的防护结构，可对电池热失控时产生的高温高压气体聚拢，并通过电池风冷系统的强制排气通道快速排出，并且降低因排气不畅导致局部热堆积，继而引发次生热失控事件的概率；电池模组5外壳镂空区域填充的隔热绝缘胶6，在热失控情形下可被高温高压气体冲破，确保全方位第一时间顺利排气，不产生热堆积。且单点破口以外的区域仍然保持隔热作用，保障腔内高温气体不加热其他电芯侧面。在非热失控情形下，起到环境防护作用，隔离风冷系统的其他污染物。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电池热失控防护结构与风冷系统，包括结构外壳(1)，其特征在于：所述结构外壳(1)的一端设有进风口(2)，所述结构外壳(1)的另一端设有出风口(3)，所述结构外壳(1)的内腔内固定连接有电池模组(5)，所述电池模组(5)的外壳上设有大面积镂空，且镂空区域由隔热绝缘胶(6)填充，所述电池模组(5)内部均匀固定连接有与电池电芯接触的风冷翅片(7)，所述风冷翅片(7)的端部延伸至电池模组(5)的外侧，所述结构外壳(1)与电池模组(5)之间设有隔热内层(4)，且所述隔热内层(4)与结构外壳(1)的内壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池热失控防护结构与风冷系统，其特征在于：所述隔热内层(4)靠近进风口(2)的一端和靠近出风口(3)的一端均设有与之适配的贯穿孔(8)，所述隔热内层(4)环绕包裹电池模组(5)，并形成空腔夹层，所述隔热内层(4)具备隔热绝缘性能。

3.根据权利要求1所述的一种电池热失控防护结构与风冷系统，其特征在于：所述风冷翅片(7)外露部分所在方向与进风口(2)所在方向处于垂直状态，所述风冷翅片(7)的外露部分贯穿电池模组(5)的镂空区域。

4.根据权利要求1所述的一种电池热失控防护结构与风冷系统，其特征在于：所述进风口(2)和出风口(3)处于同一直线上，所述进风口(2)与电池系统总进风口相连，出风口(3)与电池系统排气通道相连。

5.根据权利要求1所述的一种电池热失控防护结构与风冷系统，其特征在于：所述结构外壳(1)与电池模组(5)通过底部栓接相连。