CN220253317U - 电池包及其底护板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池包及其底护板，底护板用于设置于电池包的电池模组底部，并形成位于底护板与电池模组之间的收集腔，底护板具有中空结构，中空结构内置有相变材料。上述电池包的底护板具有中空结构，中空结构内置有相变材料。如此，当高温烟气等物质进入底护板与电池模组之间的收集腔后，中空结构内的相变材料可以吸热发生相变形成相变蒸汽，从而对收集腔内的烟气等物质降温，也即底护板可以对进入收集腔内的高温烟气等物质进一步降温，进而可以避免收集腔内的高温烟气等物质对电池模组内的其他电池的热冲击。

Description

电池包及其底护板

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电池包及其底护板。

背景技术

随着电池包等电池产品不断向高镍、大容量方向发展，热安全问题日益突出，高镍、大容量电池(电池包中的某一个或某几个电池)失控瞬间超大的产热产气量使得常规的电池防爆阀设计无法发挥定向排气作用，电池壳体在无约束情况下通常会出现大面积烧毁，失控高温气体排气方向愈发不可控，对电池包内其他电池的热安全产生巨大威胁，由喷发高温气体及颗粒引发的高压短路/拉弧风险也被大幅提高。相关技术提出了失控电池底部排爆以及热电分离的设计构想，即通过将烟气等物质与电连接甚至电池区域分离的方式，来避免发生绝缘失效、高压拉弧问题。然而，热电分离基础上，通过将气体由电池底部隔离板/冷板以下排出的方法尚无法避免高温气体对电池包内的其他电池的热冲击，即并未考虑排出气体的进一步降温问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池包的底护板，旨在对由电池底部排出的气体进一步降温，避免高温烟气等物质对电池包内的其他电池的热冲击。

本实用新型提供一种电池包的底护板，所述底护板用于设置于所述电池包的电池模组底部，并形成位于所述底护板与所述电池模组之间的收集腔，所述底护板具有中空结构，所述中空结构内置有相变材料。

在一个实施例中，所述中空结构具有喷发薄弱机构，所述相变材料吸热发生相变后形成的相变蒸汽能通过所述喷发薄弱机构喷至所述收集腔内，所述喷发薄弱机构的喷发开口压力不高于与所述收集腔连通的主防爆阀的开阀压力。

在一个实施例中，所述喷发薄弱机构为次防爆阀或者采用热压工艺形成于所述中空结构上的膜材或堵头。

在一个实施例中，所述中空结构还内置有灭火剂。

在一个实施例中，所述底护板包括底护板本体和隔离件，所述底护板本体用于设置于所述电池包的电池模组的底部，并形成位于所述底护板本体与所述电池模组之间的腔体，所述隔离件位于所述腔体内，所述隔离件设于所述底护板本体上，并与所述底护板本体围合形成所述中空结构。

在一个实施例中，所述中空结构位于所述腔体的体积不超过所述腔体的体积的60％。

在一个实施例中，所述隔离件和所述中空结构均为一个；

或者，所述隔离件为多个，多个所述隔离件分别设于所述底护板本体的不同区域，并与所述底护板本体围合形成多个所述中空结构。

在一个实施例中，所述底护板本体具有开口朝向所述电池模组的凹槽，所述电池模组的多个电池的投影均位于所述凹槽内。

在一个实施例中，所述隔离件呈板状，所述隔离件位于所述凹槽内，且所述隔离件与所述凹槽的槽底间隔，所述隔离件的外周壁与所述凹槽的内周壁连接，并围合形成所述中空结构；

或者，所述隔离件为一端开口一端封闭的隔离罩，所述隔离件的开口端与所述凹槽的槽底连接。

本实用新型还提供一种电池包，包括：

箱体结构；

电池模组，设于所述箱体结构内；以及

上述的电池包的底护板，所述底护板设于所述箱体结构的底部，并与所述电池模组间隔，形成位于所述底护板与所述电池模组之间的收集腔。

上述电池包的底护板具有中空结构，中空结构内置有相变材料。如此，当高温烟气等物质进入底护板与电池模组之间的收集腔后，中空结构内的相变材料可以吸热发生相变形成相变蒸汽，从而对收集腔内的烟气等物质降温，也即底护板可以对进入收集腔内的高温烟气等物质进一步降温，进而可以避免收集腔内的高温烟气等物质对电池模组内的其他电池的热冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本实用新型一实施例的电池包的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的电池包的底护板的立体结构示意图；

图3是图2所示的电池包的底护板的立体分解图；

图4是图2所示的电池包的底护板的俯视图；

图5是沿图4中的A-A线的剖面图；

图6是图5中B处的局部放大图；

图7是本实用新型另一实施例的电池包的底护板的立体结构示意图；

图8是图7所示的电池包的底护板的俯视图；

图9是沿图8中的C-C线的剖面图；

图10是图9中D处的局部放大图。

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。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的电池包10。上述电池包10应用于用电装置中。上述用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具、电动工具、储能设备、游乐设备、电梯和升降设备等等。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、电动轮船玩具或电动飞机玩具等等；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等；储能设备可以是储能墙、基站储能、集装箱储能等等；游乐设备可以是旋转木马、跳楼机等等。本实用新型对上述用电装置不做特殊限制。

对于纯电动汽车而言，上述电池包10可以作为驱动电源，从而替代化石燃料提供驱动动力。

上述电池包10具体包括电池管理系统(BMS)及多个电池。多个电池之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统进行通讯连接，以组成电池包10。上述电池管理系统对各个电池的工作状态进行控制和监测。其中，电池可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，其外部轮廓可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状，但均不局限于此。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的电池包10。该电池包10包括箱体结构200、电池模组300和底护板400。电池模组300设于箱体结构200内。底护板400设于箱体结构200的底部，并与电池模组300间隔，形成位于底护板400与电池模组300之间的收集腔10a。箱体结构200上设置有与收集腔10a连通的主防爆阀500。其中，电池模组300包括多个电池。多个电池可以呈阵列排布。当电池模组300中的某一个电池或某几个电池失控时，失控电池喷发出来的高温烟气等物质可以进入收集腔10a，在收集腔10a的压力达到主防爆阀500的开阀压力后，烟气等物质可以通过主防爆阀500排出至电池包10外，从而实现失控电池底部排爆以及热电分离的设计构想，即实现将烟气等物质与电连接甚至电池区域分离，从而避免发生绝缘失效、高压拉弧问题。然而，上述方法尚无法避免收集腔10a内的高温烟气等物质对电池模组300内的其他电池的热冲击，即并未考虑排出气体的进一步降温问题。

为解决上述问题，在本实施例中，如图2-图6所示，对底护板400进行了改进。具体地，在本实施例中，底护板400具有中空结构400a。中空结构400a内置有相变材料。如此，当高温烟气等物质进入底护板400与电池模组300之间的收集腔10a后，中空结构400a内的相变材料可以吸热发生相变形成相变蒸汽，从而对收集腔10a内的烟气等物质降温，也即底护板400可以对进入收集腔10a内的高温烟气等物质进一步降温，进而可以避免收集腔10a内的高温烟气等物质对电池模组300内的其他电池的热冲击。

在本实施例中，相变材料可以为有机相变材料、无机相变材料、固体相变材料、液体相变材料、粘性牛顿流体或者非牛顿流体。相变材料包括固-液相变材料和/或固-气相变材料和/或液-气相变材料。

在本实施例中，中空结构400a具有喷发薄弱机构410。相变材料在吸热发生相变后形成的相变蒸汽能通过喷发薄弱机构410喷至收集腔10a内。喷发薄弱机构410的喷发开口压力不高于与收集腔10a连通的主防爆阀500的开阀压力。如此，相变蒸汽可以与收集腔10a内的烟气等物质混合，可以进一步降低烟气等物质的温度，而且相变蒸汽可以增加收集腔10a的压力，可以提前达到主防爆阀500的开阀压力，使得主防爆阀500开阀，提前防爆。

在本实施例中，喷发薄弱机构410为次防爆阀或者采用热压工艺形成于中空结构400a上的膜材或堵头。可以理解，在其他实施例中，喷发薄弱机构410还可以为其他合理结构。

在本实施例中，中空结构400a还内置有灭火剂。如此，相变蒸汽和灭火剂可以通过喷发薄弱机构410喷至收集腔10a内，相变蒸汽、灭火剂可以与收集腔10a内的烟气等物质混合，抑制明火。

在本实施例中，底护板400包括底护板本体420和隔离件430。底护板本体420设置于电池包10的电池模组300的底部，并形成位于底护板本体420与电池模组300之间的腔体10b。隔离件430位于腔体10b内,隔离件430设于底护板本体420上，并与底护板本体420围合形成中空结构400a。如此，可以采用现有的底护板来作为底护板本体420，在底护板本体420内侧增设隔离件430即可以得到上述底护板400，从而可以不改变现有的底护板的外观，底护板本体420的外观即为底护板400的外观。而且隔离件430位于腔体10b内，底护板本体420可以保护隔离件430。

需要说明的是，由于底护板400与电池模组300之间需要形成有收集腔10a，从而隔离件430不会填满腔体10b,只会占据腔体10b的部分体积，腔体10b未被隔离件430占据的空间即为收集腔10a的空间。可以理解，在其他实施例中，隔离件430也可以位于腔体10b外。此时，腔体10b即为收集腔10a。

在本实施例中，中空结构400a位于腔体10b的体积不超过腔体10b的体积的60％，也即收集腔10a的体积不小于腔体10b的体积的40％。如此，可以确保收集腔10a具有足够的容纳高温烟气等物质的体积。

在本实施例中，底护板本体420具有开口朝向电池模组300的凹槽422。电池模组300的多个电池的投影均位于凹槽422内。也即在本实施例中，凹槽422较大，更利于获得体积较大的腔体10b，从而更利于获得体积较大的收集腔10a。

在本实施例中，隔离件430与底护板本体420焊接。如此，非常便于制作上述底护板400。

在一个实施例中，如图2-图6所示，隔离件430和中空结构400a均为一个。如此，更利于制作上述底护板400。

在本实施例中，隔离件430呈板状。隔离件430位于凹槽422内，且隔离件430与凹槽422的槽底间隔，隔离件430的外周壁与凹槽422的内周壁连接，并围合形成中空结构400a。可以理解，在其他实施例中，底护板本体420可以呈板状，而隔离件430为一端开口一端封闭的隔离罩，隔离件430的开口端与底护板本体420连接。具体地，在本实施例中，喷发薄弱机构410设置于隔离件430上。更具体地，在本实施例中，喷发薄弱机构410的数目为多个，多个喷发薄弱机构410分别设于隔离件430的不同区域。更具体地，在本实施例中，多个喷发薄弱机构410呈阵列排布。

在一个实施例中，如图7-图10所示，隔离件430为多个，多个隔离件430分别设于底护板本体420的不同区域，并与底护板本体420围合形成多个中空结构400a。具体地，在本实施例中，多个隔离件430呈阵列排布。具体地，在本实施例中，喷发薄弱机构410设置于隔离件430上。更具体地，在本实施例中，每个隔离件430上设置两个喷发薄弱机构410，两个喷发薄弱机构410分别位于隔离件430的相对的两侧。

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)

1.一种电池包的底护板，所述底护板用于设置于所述电池包的电池模组底部，并形成位于所述底护板与所述电池模组之间的收集腔，其特征在于，所述底护板具有中空结构，所述中空结构内置有相变材料。

2.如权利要求1所述的电池包的底护板，其特征在于，所述中空结构具有喷发薄弱机构，所述相变材料吸热发生相变后形成的相变蒸汽能通过所述喷发薄弱机构喷至所述收集腔内，所述喷发薄弱机构的喷发开口压力不高于与所述收集腔连通的主防爆阀的开阀压力。

3.如权利要求2所述的电池包的底护板，其特征在于，所述喷发薄弱机构为次防爆阀或者采用热压工艺形成于所述中空结构上的膜材或堵头。

4.如权利要求2所述的电池包的底护板，其特征在于，所述中空结构还内置有灭火剂。

5.如权利要求1所述的电池包的底护板，其特征在于，所述底护板包括底护板本体和隔离件，所述底护板本体用于设置于所述电池包的电池模组的底部，并形成位于所述底护板本体与所述电池模组之间的腔体，所述隔离件位于所述腔体内，所述隔离件设于所述底护板本体上，并与所述底护板本体围合形成所述中空结构。

6.如权利要求5所述的电池包的底护板，其特征在于，所述中空结构位于所述腔体的体积不超过所述腔体的体积的60％。

7.如权利要求5所述的电池包的底护板，其特征在于，所述隔离件和所述中空结构均为一个；

或者，所述隔离件为多个，多个所述隔离件分别设于所述底护板本体的不同区域，并与所述底护板本体围合形成多个所述中空结构。

8.如权利要求5所述的电池包的底护板，其特征在于，所述底护板本体具有开口朝向所述电池模组的凹槽，所述电池模组的多个电池的投影均位于所述凹槽内。

9.如权利要求8所述的电池包的底护板，其特征在于，所述隔离件呈板状，所述隔离件位于所述凹槽内，且所述隔离件与所述凹槽的槽底间隔，所述隔离件的外周壁与所述凹槽的内周壁连接，并围合形成所述中空结构；

或者，所述隔离件为一端开口一端封闭的隔离罩，所述隔离件的开口端与所述凹槽的槽底连接。

10.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体结构；

电池模组，设于所述箱体结构内；以及

如权利要求1-9中任意一项所述的电池包的底护板，所述底护板设于所述箱体结构的底部，并与所述电池模组间隔，形成位于所述底护板与所述电池模组之间的收集腔。