CN220142847U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池技术领域，特别是涉及一种电池包。包括箱体以及上盖，所述箱体具有电芯安装仓和排气仓；所述上盖盖设在所述箱体上，所述上盖上具有气固分离流道，所述气固分离流道适于将流经其的烟气中的气体与颗粒物进行离心分离，所述气固分离流道的进气口与所述电芯安装仓连通，所述气固分离流道的出气口与所述排气仓连通。本实用新型的电池包，至少具有以下有益效果：直接在上盖上设置气固分离流道实现烟气中的气体与颗粒物的分离，无需再单独设置气固分离部件，简化了结构，降低了成本；另外，气固分离流道在烟气的流动下能够利用离心力来实现气体与颗粒物的分离，既能具有良好的分离效果，又不易发生堵塞，提高了电池包的安全性能。

Description

电池包

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，特别是涉及一种电池包。

背景技术

锂离子电池广泛应用于交通运输、储能等领域，为了满足使用需求，一般将锂电芯以串联、并联或者两者组合的方式混联成组。然而在机械滥用、电滥用以及热滥用单独或组合作用下，电芯极易发生热失控。发生热失控的电芯的主要表现为内部发生一系列链式反应，温度急剧上升，其中固体电解质界面(Solid Electrolyte Interface，简称SEI)膜的分解和重生以及电解液汽化均会导致电芯内压升高，当电芯内压达到电芯安全阀开启压力后，电芯会喷出大量气体及颗粒物。其中，颗粒物主要包含液滴、石墨、氧化镍以及铜箔，而后这些气体和颗粒物会通过防爆阀排出电池包外，但是随气体排除的高温颗粒物有点燃高温烟气的风险，造成包外出现明火，严重威胁人民群众的生命财产安全。

目前常见的气固分离方法为在电池包内加入滤网，阻拦高温颗粒，但使用滤网阻拦高温颗粒诟病较多，电芯发生热失控后，特别是在发生热失控蔓延的情况下，电芯喷出物质较多，若滤网孔径较小则极易堵塞，造成包内排气不畅；若滤网孔径过大则起不到拦截高温颗粒的作用。

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，用于解决现有技术中电芯发生热失控后，烟气中的颗粒物分离困难，易引发包内排气不畅或电池包外起火的问题，以提高电池包的安全性能。

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：

箱体，具有电芯安装仓和排气仓；以及

上盖，盖设在所述箱体上，所述上盖上具有气固分离流道，所述气固分离流道适于将流经其的烟气中的气体与颗粒物进行离心分离，所述气固分离流道的进气口与所述电芯安装仓连通，所述气固分离流道的出气口与所述排气仓连通。

可选的，所述气固分离流道位于同一平面内。

可选的，所述气固分离流道所在的所述平面与所述箱体的高度方向垂直。

可选的，所述气固分离流道包括多段分离流道段，多段所述分离流道段相连通，且各段所述分离流道段首尾相连呈螺旋结构。

可选的，所述上盖上具有与每段所述分离流道段对应的储固仓，所述储固仓位于对应的所述分离流道段的外周，并与对应的所述分离流道段连通。

可选的，所述进气口位于所述螺旋结构的外圈，所述出气口位于所述螺旋结构的内圈，且各段分离流道段的流通截面由靠近所述进气口至远离所述进气口的顺序依次减小。

可选的，所述气固分离流道的流通截面由靠近所述进气口的一端至远离所述进气口的一端逐渐减小。

可选的，所述上盖包括上板、下板和夹设于所述上板和所述下板之间的流道组合板，所述气固分离流道设置在所述流道组合板内；所述下板朝向所述箱体，且所述下板的覆盖所述电芯安装仓的区域上设有排气结构，所述排气结构与所述进气口连通。

可选的，所述流道组合板包括层叠设置的流道板和缓冲板，所述流道板位于所述上板和所述缓冲板之间，所述流道板的朝向所述缓冲板的一侧设有流道槽，所述缓冲板与所述流道板连接，并覆盖所述流道槽且与所述流道槽配合以限定出所述气固分离流道；所述流道槽的出气端贯穿所述流道板的朝向所述上板的一侧以形成所述出气口，所述缓冲板上设有贯穿所述缓冲板的第一通气口，所述第一通气口与所述流道槽的进气端的至少部分重叠以限定出所述进气口。

可选的，所述缓冲板朝向所述下板的一侧上设有罩住所述排气结构的缓冲仓，所述第一通气口的进气端贯穿所述缓冲仓的内壁以与所述缓冲仓连通。

可选的，所述流道板、所述缓冲板和所述下板上均贯穿设置有与所述排气仓连通的第二通气口，所述上板朝向所述流道板的一侧上设有将所述出气口与所述流道板上的所述第二通气口连通的凹槽，所述电芯安装仓内的烟气通过所述排气结构排出并依次流经所述缓冲仓、所述第一通气口和所述气固分离流道后通过所述第二通气口进入所述排气仓。

可选的，所述下板朝向所述箱体的一侧布置有云母板，所述云母板上设有与所述排气结构对应的薄弱结构和与所述排气仓对应的开口。

可选的，所述箱体具有腔室，所述腔室内安装有隔板，所述隔板将所述腔室分隔成所述电芯安装仓和所述排气仓，且所述电芯安装仓和所述排气仓在所述上盖封盖住所述箱体时仅通过所述气固分离流道连通。

可选的，还包括防爆阀，所述防爆阀安装在所述箱体上且适于在开启状态时排出所述排气仓内的气体。

如上所述，本实用新型的电池包，至少具有以下有益效果：直接在上盖上设置气固分离流道实现烟气中的气体与颗粒物的分离，无需再单独设置气固分离部件，简化了结构，降低了成本；另外，气固分离流道在烟气的流动下能够利用离心力来实现气体与颗粒物的分离，既能具有良好的分离效果，又不易发生堵塞，提高了电池包的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型的电池包一实施例的爆炸示意图；

图2为图1中电池包的排气路径示意图；

图3为图1中的箱体的结构示意图；

图4为图1中流道板的仰视图；

图5为图1中流道板的俯视图；

图6为图1中缓冲板的俯视图；

图7为图6中A-A处的剖视图；

图8为图1中上板的俯视图；

图9为图1中上板的仰视图。

零件标号说明

箱体1，电芯安装仓11，排气仓12，上盖2，上板21，凹槽211，流道板22，气固分离流道221，一级分离流道段2211，二级分离流道段2212，进气口222，出气口223，储固仓224，缓冲板23，缓冲仓231，第一通气口232，下板24，排气结构241，第二通气口25，云母板26，薄弱结构261，开口262，隔板3，防爆阀4，电芯5。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

参见图1至图4，在一些可选实施例中，本申请提供一种电池包，包括箱体1和上盖2。电池包除了包括上述部件外，还可以包括电芯5和/或防爆阀4。

参见图1至图4，在一些可选实施例中，箱体1具有电芯安装仓11和排气仓12，电芯5安装于电芯安装仓11内；上盖2盖设在箱体1上，上盖2上具有气固分离流道221，气固分离流道221适于将流经其的烟气中的气体与颗粒物进行离心分离，气固分离流道221的进气口222与电芯安装仓11连通，气固分离流道221的出气口223与排气仓12连通。

可选的，箱体1具有腔室，腔室内安装有隔板3，隔板3将腔室分隔成电芯安装仓11和排气仓12，且电芯安装仓11和排气仓12在上盖2封盖住箱体1时仅通过气固分离流道221连通，即上盖2能够封盖住腔室的上开口以避免电芯安装仓11内的烟气直接进入排气仓12，使得电芯安装仓11内的烟气需经过气固分离流道221进行气固分离后才能进入排气仓12。进一步的，隔板3的数量可以为两个，两个隔板3沿箱体1的长度方向间隔分布以隔离出两个排气仓12，电芯安装仓11位于两个排气仓12之间，上盖2上的气固分离流道221可以与排气仓12一一对应设置，当然也可以根据需求调整气固分离流道221和排气仓12的数量，例如，每个排气仓12对应有多个气固分离流道221；其中，箱体1的长度方向可以为附图中的X向。

可选的，防爆阀4安装在箱体1上且适于在开启状态时排出排气仓12内的气体。进一步的，防爆阀4安装在箱体1的侧壁上，防爆阀4在开启状态时将排气仓12与箱体1的外部连通，使得排气仓12内的气体能够通过防爆阀4排出至箱体1外。

可选的，电芯5的顶面均布有云母贴片及云母翼，对电芯5起到保护作用，避免高温烟气引燃临近的电芯5。

上述实施例的电池包，通过在上盖2上直接设置气固分离流道221来实现高温烟气中的气体与颗粒物的分离，使得颗粒物留在电池包内，避免颗粒物喷出至电池包外点燃高温气体而造成电池包外起火，提高了安全性能；另外，无需单独设置气固分离部件，减少了零部件数量，简化了结构，而气固分离流道221利用离心力来实现气体与颗粒物的分开能避免发生堵塞过滤网的情况，保证了气固分离的可靠性。

参见图1至图4，在一些可选实施例中，气固分离流道221位于同一平面内。

可选的，气固分离流道221所在的平面与箱体1的高度方向垂直；其中，箱体1的高度方向可以为竖直方向，即附图中的Z向，也就是说，气固分离流道221可以位于水平面内。

可选的，上盖2与箱体1沿Z向布置。

上述实施例的电池包，气固分离流道221位于同一平面内，有利提高结构布置的紧凑性，尤其是设置在同一水平面内时，能够减小在箱体1的高度方向上的空间的占用，从而减小电池包的整体体积。

参见图1至图9，在一些可选实施例中，上盖2包括上板21、下板24和夹设于上板21和下板24之间的流道组合板，气固分离流道221设置在流道组合板内；下板24朝向箱体1，也就是说下板24位于流道组合板与箱体1之间，且下板24的覆盖电芯安装仓11的区域上设有排气结构241，排气结构241与进气口222连通。其中，排气结构241可以为沿Z向贯穿下板24的通槽。

可选的，流道组合板包括层叠设置的流道板22和缓冲板23，流道板22位于上板21和缓冲板23之间，也就是说上板21、流道板22、缓冲板23和下板24可以沿Z向由上至下依次层叠设置；其中，流道板22的朝向缓冲板23的一侧设有流道槽，缓冲板23与流道板22连接，缓冲板23覆盖流道槽且与流道槽配合以限定出气固分离流道221；流道槽的出气端贯穿流道板22的朝向上板21的一侧以形成出气口223，缓冲板23上设有贯穿缓冲板23的第一通气口232，第一通气口232与流道槽的进气端的至少部分重叠以限定出进气口222。采用该结构设计使得加工更加简单方便，降低了生产加工的难度，有利于提高生产效率和产品质量。

可选的，缓冲板23朝向下板24的一侧上设有罩住排气结构241的缓冲仓231，第一通气口232的进气端贯穿缓冲仓231的内壁以与缓冲仓231连通。电芯安装仓11内的烟气从排气结构241排出后先进入缓冲仓231内缓冲，通过缓冲仓231降低烟气的流速，降低流速后的烟气从第一通气口232排出进入到流道槽的进气端。

可选的，流道板22、缓冲板23和下板24上均贯穿设置有与排气仓12连通的第二通气口25，上板21朝向流道板22的一侧上设有将出气口223与流道板22上的第二通气口25连通的凹槽211，电芯安装仓11内的烟气通过排气结构241排出并依次流经缓冲仓231、第一通气口232和气固分离流道221后通过第二通气口25进入排气仓12；具体的，电芯安装仓11内的烟气经过气固分离流道221后从出气口223排出至凹槽211内，凹槽211内的烟气依次经过流道板22上的第二通气口25、缓冲板23上的第二通气口25和下板24上的第二通气口25后进入排气仓12。进一步的，凹槽211可以为“工”字槽，“工”字槽的两端分别对应第二通气口25，使得烟气可以从“工”字槽的两端分别进入对应的第二通气口25，提高排烟效率。

可选的，下板24朝向箱体1的一侧布置有云母板26，云母板具有耐高温、防火阻燃的性能，能够对上盖2起到防护作用；云母板26上设有与排气结构241对应的薄弱结构261和与排气仓12对应的开口262。进一步的，薄弱结构261可以由云母板26的局部区域减薄形成；或者，薄弱结构261可以为沿Z向贯穿云母板26的通槽，以便电芯安装仓11内的烟气能够通过薄弱结构261排出并进入到进气口222内。

上述实施例的电池包，上盖2和箱体1的结构布局紧凑，不仅占用空间小，以减小电池包的整体体积，而且烟气在流经上盖2的过程中能够按照预设的流通路径流动，实现定向排气，避免烟气冲击上盖2的其它薄弱部位，有利于降低上盖2的薄弱部位处失效的风险，提高电池包的安全可靠性。

参见图1、图2、图4和图5，在一些可选实施例中，气固分离流道221包括多段分离流道段，多段分离流道段相连通，且各段分离流道段首尾相连呈螺旋结构，分离流道段结构不仅布局紧凑，而且使得烟气流经气固分离流道221时能够做圆周运动以实现气体与颗粒物的分离；其中，烟气中的气体与颗粒物的重量不同，气固分离流道221能够利用烟气在进行圆周运动时受到的离心力的不同使得烟气中的气体与颗粒物分开。可以理解的是，烟气并非局限于圆周运动，例如，各段分离流道段相连呈波浪状结构，烟气在不断的换向过程中利用离心力也能实现气体与颗粒物的分离。

可选的，上盖2上具有与每段分离流道段对应的储固仓224，储固仓224位于对应的分离流道段的外周，并与对应的分离流道段连通，以便当前分离流道段分离出的颗粒物能够储存在对应的储固仓224内。

可选的，进气口222位于螺旋结构的外圈，出气口223位于螺旋结构的内圈，且各段分离流道段的流通截面由靠近进气口222至远离进气口222的顺序依次减小，也就是说，靠近进气口222的分离流道段的流通截面的面积大于远离进气口222的分离流道段的流通截面的面积，使得烟气的流动速度从靠近进气口222至远离进气口222的方向逐渐增大，通过改变流通截面的面积大小来控制烟气的流速，不仅有利于气体与颗粒物的分离，而且也降低了颗粒物从防爆阀4喷出的概率。进一步的，气固分离流道221的流通截面由靠近进气口222的一端至远离进气口222的一端逐渐减小，即各段分离流道段的流通截面的面积均由靠近进气口222的一端至远离进气口222的一端逐渐减小，且相邻两段的分离流道段的连接处的流通截面的面积也逐渐平滑过渡。

可选的，分离流道段的数量为两段，分离流道段包括一级分离流道段2211和二级分离流道段2212，高温烟气在一级分离流道段2211完成第一次高温气体与高温颗粒物的分离，第一次分离出的高温颗粒物存储在与一级分离流道段2211对应的储固仓224中，此步骤可分离出高温烟气中质量较大的颗粒物，也就是重量较重的颗粒物，随后剩余高温气体与高温颗粒物进入二级分离流道段2212完成高温烟气与高温颗粒物的第二次分离，第二次分离出的高温颗粒物存储在与二级分离流道段2212对应的储固仓224中，此步骤后分离完毕的烟气经过出气口223排出气固分离流道221，至此完成高温烟气中气体与颗粒物的分离。可以理解的是，分离流道段的段数可以根据需求设置，可以为一段、两段或两段以上，并非局限于例举的两段，不同段数的分离流道段的工作原理相同，在此不再赘述。

上述实施例的电池包，通过改变气固分离流道221的流通截面的面积来实现烟气流通速度的改变来实现气体和颗粒物的分离，和/或通过烟气的离心运动来实现气体和颗粒物的分离，避免了颗粒物随气体一起排出到电池包外，降低了电池包的外部因颗粒物而起火的风险。

本实用新型的电池包，通过在上盖2上设置气固分离流道221，实现烟气中的气体与颗粒物分离的同时，简化了结构，既能提高电池包的安全性能，又能降低电池包的成本以及减小电池包的整体体积。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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。

Claims (14)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体，具有电芯安装仓和排气仓；以及

上盖，盖设在所述箱体上，所述上盖上具有气固分离流道，所述气固分离流道适于将流经其的烟气中的气体与颗粒物进行离心分离，所述气固分离流道的进气口与所述电芯安装仓连通，所述气固分离流道的出气口与所述排气仓连通。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述气固分离流道位于同一平面内。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述气固分离流道所在的所述平面与所述箱体的高度方向垂直。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于：所述气固分离流道包括多段分离流道段，多段所述分离流道段相连通，且各段所述分离流道段首尾相连呈螺旋结构。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于：所述上盖上具有与每段所述分离流道段对应的储固仓，所述储固仓位于对应的所述分离流道段的外周，并与对应的所述分离流道段连通。

6.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于：所述进气口位于所述螺旋结构的外圈，所述出气口位于所述螺旋结构的内圈，且各段分离流道段的流通截面由靠近所述进气口至远离所述进气口的顺序依次减小。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：所述气固分离流道的流通截面由靠近所述进气口的一端至远离所述进气口的一端逐渐减小。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述上盖包括上板、下板和夹设于所述上板和所述下板之间的流道组合板，所述气固分离流道设置在所述流道组合板内；所述下板朝向所述箱体，且所述下板的覆盖所述电芯安装仓的区域上设有排气结构，所述排气结构与所述进气口连通。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述流道组合板包括层叠设置的流道板和缓冲板，所述流道板位于所述上板和所述缓冲板之间，所述流道板的朝向所述缓冲板的一侧设有流道槽，所述缓冲板与所述流道板连接，并覆盖所述流道槽且与所述流道槽配合以限定出所述气固分离流道；所述流道槽的出气端贯穿所述流道板的朝向所述上板的一侧以形成所述出气口，所述缓冲板上设有贯穿所述缓冲板的第一通气口，所述第一通气口与所述流道槽的进气端的至少部分重叠以限定出所述进气口。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于：所述缓冲板朝向所述下板的一侧上设有罩住所述排气结构的缓冲仓，所述第一通气口的进气端贯穿所述缓冲仓的内壁以与所述缓冲仓连通。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于：所述流道板、所述缓冲板和所述下板上均贯穿设置有与所述排气仓连通的第二通气口，所述上板朝向所述流道板的一侧上设有将所述出气口与所述流道板上的所述第二通气口连通的凹槽，所述电芯安装仓内的烟气通过所述排气结构排出并依次流经所述缓冲仓、所述第一通气口和所述气固分离流道后通过所述第二通气口进入所述排气仓。

12.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述下板朝向所述箱体的一侧布置有云母板，所述云母板上设有与所述排气结构对应的薄弱结构和与所述排气仓对应的开口。

13.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述箱体具有腔室，所述腔室内安装有隔板，所述隔板将所述腔室分隔成所述电芯安装仓和所述排气仓，且所述电芯安装仓和所述排气仓在所述上盖封盖住所述箱体时仅通过所述气固分离流道连通。

14.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：还包括防爆阀，所述防爆阀安装在所述箱体上且适于在开启状态时排出所述排气仓内的气体。