CN220272691U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种电池包，电池包包括箱体组件、单体电池以及排气托盘。箱体组件具有容纳腔。排气托盘容纳于容纳腔内，并承载于箱体组件的底部。单体电池容纳于容纳腔内，并承载于排气托盘的顶部。其中，排气托盘包括承托件、第一防护件以及限位部。承托件开设有通孔，承托件一侧具有排气空腔。第一防护件设置于排气空腔的所在侧且闭合通孔，当第一防护件上相对通孔的位置在压差作用下破开时，通孔与排气空腔导通。限位部围设于通孔四周，单体电池位于承托件的背离排气空腔的一侧，且单体电池与限位部配合连接。本申请实施例提供的电池包，能够减小单体电池热失控时对其它单体电池的影响。

Description

电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电池包。

背景技术

电池包包括壳体以及多个单体电池。多个单体电池容纳于壳体内。单体电池设置有防爆阀。单体电池热失控时，防爆阀开启，单体电池内部的火焰、烟雾或气体通过防爆阀排出。

现有技术中，单体电池排出的火焰、烟雾或者气体可能会直接喷射到其它单体电池上，影响到其它单体电池，导致更多的单体电池发生热失控。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种电池包，减小单体电池热失控时对其它单体电池的影响。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种电池包，包括箱体组件、单体电池以及排气托盘。

箱体组件具有容纳腔。

单体电池容纳于容纳腔内。

排气托盘容纳于容纳腔内。

其中，排气托盘包括承托件、第一防护件以及限位部。

承托件开设有通孔，承托件一侧具有排气空腔。第一防护件设置于排气空腔的所在侧且闭合通孔，当第一防护件上相对通孔的位置在压差作用下破开时，通孔与排气空腔导通。限位部围设于通孔四周，单体电池位于承托件的背离排气空腔的一侧，且单体电池与限位部配合连接。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一防护件的部分位置设有弱化部，弱化部相对通孔设置，且弱化部在压差作用下先于第一防护件的其它位置破开。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，弱化部的厚度小于第一防护件的其它位置的厚度，或者，弱化部为防爆刻痕。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，单体电池、限位部、通孔以及弱化部的数量均为多个且相等，每一个单体电池均对应一个限位部、一个通孔以及一个弱化部。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一防护件和承托件为一体结构。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，单体电池具有第一防爆阀，第一防爆阀相对通孔设置。限位部相对承托件凸出设置，且限位部与承托件配合围成凹槽结构，或者，限位部为开设于承托件的凹槽。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，排气托盘还包括支撑件以及支撑筋条。支撑件与承托件对接形成排气空腔。支撑筋条凸设于支撑件朝向承托件的一侧表面，且支撑筋条抵顶于承托件。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，排气托盘还包括第二防护件，第二防护件贴设于支撑件朝向承托件的一侧表面，第二防护件为耐热材质制成；其中，第一防护件贴设于承托件朝向支撑件的一侧表面，第一防护件为耐热材质制成。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，箱体组件包括基座以及边框。边框设置于基座，边框围设于容纳腔的外周，边框具有排气通道，排气通道与排气空腔连通。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，电池包具有相互垂直的第一方向和第二方向；边框具有开口，开口开设于边框的内侧，开口的朝向为第一方向；箱体组件还包括第一限位部和第二限位部，第一限位部和第二限位部分别位于开口在第二方向的两侧；排气托盘在第一方向具有端部，端部在第二方向的尺寸小于排气托盘的其余部分在第二方向的尺寸，端部卡接于第一限位部和第二限位部之间；端部与开口对接，并与边框密封连接。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

单体电池发生热失控时，第一防护件上相对通孔的位置在压差作用下破开，使得通孔与排气空腔导通，进而使得热失控产生的物质(火焰、烟雾或者气体)进入排气空腔。由此，减轻了热失控产生的物质对单体电池所在侧的其余未发生热失控的单体电池的影响。另外，由于第一防护件设置于承托件的背向单体电池的一侧，第一防护件不影响单体电池与限位部配合连接。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是本申请一实施例的电池包的初步的三维分解图；

图2是图1所示电池包的进一步的三维分解图；

图3是图1所示电池包的第一位置的剖面结构示意图；

图4是图3中局部视图A的放大图；

图5是图4中局部视图B的放大图；

图6是图1所示电池包中排气托盘的三维分解图；

图7是图1所示电池包的第二位置的剖面结构示意图；

图8是图7中局部视图C的放大图；

图9是图1所示电池包中边框的其中一段的三维结构示意图。

附图标记说明：101-箱体组件；103-容纳腔；107-弱化部；109-限位部；111-通孔；113-单体电池；115-第一防爆阀；117-第一防护件；119-排气托盘；121-排气空腔；123-排气通道；125-支撑件；127-第二防护件；129-承托件；131-基座；133-顶盖；135-边框；139-开口；141-第一限位部；143-第二限位部；145-端部；147-支撑筋条；X-第一方向；Y-第二方向；Z-第三方向。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本申请，并不是为了限定本申请。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。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一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，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，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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请的电池包可以为用电设备提供能量。用电设备例如为车辆、船舶、小型飞机。本申请的电池包中的单体电池可以为锂离子二次电池、锂硫电池或钠锂离子电池等。单体电池可以是固态电池或半固态电池。在本申请中不作限定。

请参阅图1和图2。图1是本申请一实施例的电池包的初步的三维分解图。图2是图1所示电池包的进一步的三维分解图。

为方便描述，作如下定义：电池包具有两两相互垂直的第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z。在一些实施例中(如图所示)，在电池包大体上呈立方体形状，其中，第一方向X为长度方向，第二方向Y为宽度方向，第三方向Z为高度方向。在电池包安装于用电设备(例如汽车)状态下，第三方向Z为重力方向的反向。

电池包包括箱体组件101、单体电池113以及排气托盘119。电池包还可能包括其它零部件，例如导热组件、电路控制组件等等，导热组件可以对单体电池113进行散热或加热，电路控制组件可以对单体电池113进行监控、管理，由于其它零部件与本提案的改进点不相关，不再赘述。

箱体组件101具有容纳腔103。箱体组件101的形状不作限定。箱体组件101可以为图示中的立方体状，也可以为其它非规则形状。在一些实施例中，非规则形状的箱体组件101能够更好地利于用电设备的空间。

单体电池113容纳于容纳腔103内。单体电池113的数量为多个，多个单体电池113在箱体组件101内串/并联，并向用电设备供电。单体电池113可以为圆柱电池(图中所示)、方形电池或其它形状的电池。

排气托盘119容纳于容纳腔103内。排气托盘119用于承载单体电池113并对单体电池113限位，以确保单体电池113在箱体组件101内处于预定位置以及预定姿态。排气托盘119的数量可以为一个或多个(图示中为四个)。

在一组装场景中，可以先将多个单体电池113预固定于排气托盘119上，再将承载有多个单体电池113的排气托盘119放置于箱体组件101内，再对单体电池113以及排气托盘119进一步固定。在另一组装场景中，也可以先将排气托盘119固定于箱体组件101内，再将多个单体电池113放置于排气托盘119。

排气托盘119还能够在单体电池113热失控时，引导单体电池113热失控产生的物质(火焰、烟雾或者气体)进入预定空间(下文的排气空腔121)，以减小对未发生热失控的单体电池113的影响。

请参阅图3至图5。图3是图1所示电池包的第一位置的剖面结构示意图。图4是图3中局部视图A的放大图。图5是图4中局部视图B的放大图。

排气托盘119包括承托件129、第一防护件117以及限位部109。

承托件129开设有通孔111。承托件129一侧具有排气空腔121。具体地，排气空腔121独立于容纳腔103，电池包正常使用状态下(单体电池113未发生热失控的情况下)二者互不连通。

第一防护件117设置于排气空腔121的所在侧且闭合通孔111。当第一防护件117上相对通孔111的位置在压差作用下破开时，通孔111与排气空腔121导通。

具体地，第一防护件117与承托件129可以为一体结构，也可以为分体结构。

具体地，“相对通孔111的位置”指：在通孔111的轴线方向，大体上正对通孔111的位置。例如，以通孔111的轴线方向为投影方向，“相对通孔111的位置”的第一投影与通孔111在第一防护件117上的第二投影区域至少部分相交。具体地，第一投影为第二投影，或者，第一投影小于第二投影并位于第二投影内部，或者，第一投影与第二投影部分相交。

具体地，“破开”指：第一防护件117不再为一连续整体。根据第一防护件117的具体结构、材质等，“破开”可以为撕裂、断裂等等。

具体地，“压差”指：第一防护件117在单体电池113侧和排气空腔121侧的气压差。例如，排气空腔121内为一个标准大气压。当单体电池113热失控时，单体电池113所在侧的气压大于一个标准大气压，从而产生气压差。

具体地，当单体电池113所在侧的气压小于等于预定值时，第一防护件117封闭通孔111。当单体电池113所在侧的气压大于预定值时，第一防护件117上相对通孔111的位置能够破开，从而打开通孔111。该预定值可以根据单体电池113热失控时能够产生的气压决定。电池包正常使用状态下，单体电池113所在侧的气压小于等于预定值。单体电池113热失控时，单体电池113所在侧的气压大于预定值。

限位部109围设于通孔111四周，单体电池113位于承托件129的背离排气空腔121的一侧，且单体电池113与限位部109配合连接。具体地，排气托盘119通过限位部109对单体电池113限位。

具体地，承托件129与单体电池113连接的一面具有绝缘性能，绝缘性能可以是承托件129的材质本身的性能，也可以是在承托件129上涂覆绝缘材料或在承托件129与单体电池113之间加设绝缘材料。

单体电池113发生热失控时，第一防护件117上相对通孔111的位置在压差作用下破开，使得通孔111与排气空腔121导通，进而使得热失控产生的物质(火焰、烟雾或者气体)进入排气空腔121。由此，减轻了热失控产生的物质对其余未发生热失控的单体电池113的影响。另外，由于第一防护件117设置于承托件129的背向单体电池113的一侧，第一防护件117不影响单体电池113与限位部109配合连接。

请继续参阅图3至图5。

为使得第一防护件117在相对通孔111的位置能够在压差作用下破开，第一防护件117的部分位置设有弱化部107。弱化部107相对通孔111设置，且弱化部107在压差作用下先于第一防护件117的其它位置破开。

具体地，弱化部107的结构强度低于其余部位，因此，压差作用下，弱化部107能够先于其余部位破开。

进一步地，为使得弱化部107的结构强度低于其余部位，弱化部107的厚度小于第一防护件117的其它位置的厚度。

图示实施例中，以通孔111的轴线方向为投影方向，弱化部107的投影和通孔111的投影相重合。在压差作用下，第一防护件117能够在弱化部107处撕裂。弱化部107的厚度以及材质决定第一防护件117能够在多大压差下破开。图示实施例中，虚线轮廓表示的弱化部107为自边缘撕裂后的状态。

在另外一些实施例(图未示)中，弱化部107可以为防爆刻痕。具体地，第一防护件117可以为厚度均匀的薄板状，在第一防护件117的一侧表面、正对通孔111位置处设置有防爆刻痕，以减小第一防护件117在正对通孔111处的结构强度。在压差作用下，第一防护件117能够在防爆刻痕处撕裂。防爆刻痕的深度以及第一防护件117的材质决定第一防护件117能够在多大压差下破开。

请参阅图3至图6。图6是图1所示电池包中排气托盘119的三维分解图。

单体电池113、限位部109、通孔111以及弱化部107的数量均为多个且相等，每一个单体电池113均对应一个限位部109、一个通孔111以及一个弱化部107。

具体地，承托件129具有多个限位部109以及多个通孔111。各通孔111设置于相对应的限位部109处。各单体电池113与相对应的限位部109配合连接。第一防护件117具有多个弱化部107。弱化部107与通孔111一一对应。

单体电池113发生热失控时，第一防护件117在与单体电池113相对应的弱化部107处破开，热失控产生的物质进入排气空腔121。其余未发生热失控的单体电池113所对应的弱化部107保持完整，在第一防护件117的隔离作用下，热失控产生的物质不会影响其余未发生热失控的单体电池113。

请参阅图3至图6。

限位部109相对承托件129凸出设置，且限位部109与承托件129配合围成凹槽结构。上述的通孔111开设于凹槽结构的槽底部。

具体地，图示实施例中，单体电池113为圆柱电池。限位部109围设形成圆环状，且限位部109的内径与单体电池113的外径相匹配，使得单体电池113能够插接于限位部109中。单体电池113插接于限位部109中后，单体电池113的底部正对通孔111。

在其它实施例中，限位部109也可以为开设于承托件129的凹槽。凹槽的形状、大小均与单体电池113相匹配，使得单体电池113插接于凹槽中。

单体电池113具有第一防爆阀115，第一防爆阀115相对通孔111设置。当单体电池113发生热失控时，第一防爆阀115打开，排出热失控产生的物质，热失控产生的物质经过通孔111进入排气空腔121。

请继续参阅图3至图6。

排气托盘119还包括支撑件125，支撑件125与承托件129对接形成排气空腔121。

具体地，支撑件125大体呈一侧敞开的壳体状。承托件129盖设于支撑件125的敞开侧，并与支撑件125密封连接。承托件129和支撑件125围设形成排气空腔121。排气托盘119安装于箱体组件101后，支撑件125承载于箱体组件101的底面，承托件129位于支撑件125的顶部。

在其它实施例中，承托件129也可以与箱体组件101之间对接形成排气空腔121。例如，承托件129承载于箱体组件101的底面，箱体组件101的底面在正对承托件129处设置有凹槽，由此，承托件129与箱体组件101的底面之间围设形成排气空腔121。

请参阅图6、图7以及图8。图7是图1所示电池包的第二位置的剖面结构示意图。图8是图7中的局部视图C的放大图。

排气托盘119还包括支撑筋条147，支撑筋条147凸设于支撑件125朝向承托件129的一侧表面，且支撑筋条147抵顶于承托件129。

具体地，支撑筋条147凸设于支撑件125的底面，与支撑件125为一体结构。

支撑筋条147能够增加排气托盘119的强度，同时对热失控产生的物质有导向作用，防止热失控产生的物质在排气空腔121内逗留、蔓延。

支撑件125在承托件129的外周边缘支撑承托件129。支撑筋条147在承托件129的中央区域支撑承托件129，以减轻甚至避免承托件129的中央区域在单体电池113的重力作用下变形。支撑筋条147的形状被配置为不侵占单体排气空腔121中对应单体电池113正下方的区域，以避免影响热失控产生的物质在排气空腔121内流动。

排气托盘119还包括第二防护件127。第二防护件127贴设于支撑件125朝向承托件129的一侧表面。第二防护件127为耐热材质制成。在其它实施例中，第二防护件127也可以通过喷涂的方式形成于支撑件125朝向承托件129的一侧表面。

其中，第一防护件117贴设于承托件129朝向支撑件125的一侧表面，第一防护件117为耐热材质制成。第一防护件117、第二防护件127所采用的材质具有耐压性以及阻燃性。第一防护件117、第二防护件127的材质可以为云母、防火硅胶垫或防火棉。第一防护件117、第二防护件127的材质可以相同，也可以不同。

第二防护件127能够对支撑件125进行保护，防止支撑件125被高温气流烧毁。

为进一步将排气空腔121内的热失控产生的物质排出电池包，还作如下改进。

请参阅图2。

箱体组件101包括基座131、边框135以及顶盖133。

基座131包括底板(图未标识)以及护板(图未标识)。护板可以采用隔热材料制成，以提高底板的防护能力。

基座131和顶盖133在第三方向Z间隔设置。边框135夹设于基座131和顶盖133之间，并围设呈框状。其中，基座131、边框135以及顶盖133围设形成容纳腔103。边框135围设于容纳腔103的外周。边框135与基座131之间可以采用螺栓连接。

请参阅图3至图5以及图7、图8。

边框135具有排气通道123，排气通道123与排气空腔121连通。边框135还具有出气孔(图未示)，排气通道123通过出气孔与电池包的外侧连通。

单体电池113发生热失控后，热失控产生的物质通过通孔111进入排气托盘119的排气空腔121，再由排气空腔121进入边框135的排气通道123，最后排出电池包。由此，进一步减轻了热失控产生的物质对电池包的影响。

请一并参阅图2和图9。图9是图1所示电池包中边框135的其中一段的三维结构示意图。

进一步地，边框135具有开口139，开口139开设于边框135的内侧。开口139的朝向为第一方向X。具体地，开口139的数量为多个，多个开口139沿第二方向Y间隔设置。

排气托盘119在第一方向X具有端部145，端部145在第二方向Y的尺寸小于排气托盘119的其余部分在第二方向Y的尺寸，端部145与开口139对接，并与边框135密封连接。具体地，开口139与排气托盘119一一对应。各排气托盘119与相对应的开口139对接。

排气托盘119通过凸出的端部145来与边框135对接，相比于排气托盘119通过一个大平面与边框135对接，更容易密封。

进一步地，箱体组件101还包括第一限位部141和第二限位部143，第一限位部141和第二限位部143分别位于开口139在第二方向Y的两侧，端部145卡接于第一限位部141和第二限位部143之间。

具体地，第一限位部141和第二限位部143可以与边框135为一体结构。例如，在成型开口139时，同步成型第一限位部141和第二限位部143。

具体地，每一个开口139处均设置有第一限位部141和第二限位部143。

排气托盘119放置于箱体组件101后，承载于箱体组件101的底部(基座131)。边框135能够在第一方向X或第一方向X的反向对排气托盘119进行限位。通过设置第一限位部141和第二限位部143，还能够在第二方向Y或第二方向Y的反向对排气托盘119进行限位。由此，提高了排气托盘119的稳固性。

在将排气托盘119放置于箱体组件101的过程中，使得端部145对齐第一限位部141和第二限位部143之间的区域，由上至下使得排气托盘119落放于箱体组件101的底部，并使得端部145卡设于第一限位部141和第二限位部143之间。

电池包还包括第二防爆阀(图未示)，第二防爆阀设置于排气通道123。第二防爆阀能够封闭排气通道123的出气口。当排气通道123内的气压大于预定值时，第二防爆阀打开排气通道123的出气口，使得排气通道123内的气体能够排出至电池包外。

综上所述，本申请实施例提供的电池包，能够减小单体电池热失控时对其它单体电池的影响。

以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本申请的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本申请权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体组件，具有容纳腔；

单体电池，容纳于所述容纳腔内；以及

排气托盘，容纳于所述容纳腔内；

其中，所述排气托盘包括：

承托件，开设有通孔，所述承托件一侧具有排气空腔；

第一防护件，设置于所述排气空腔的所在侧且闭合所述通孔，当所述第一防护件上相对所述通孔的位置在压差作用下破开时，所述通孔与所述排气空腔导通；以及

限位部，围设于所述通孔四周，所述单体电池位于所述承托件的背离所述排气空腔的一侧，且所述单体电池与所述限位部配合连接。

2.如权利要求1所述电池包，其特征在于，

所述第一防护件的部分位置设有弱化部，所述弱化部相对所述通孔设置，且所述弱化部在压差作用下先于所述第一防护件的其它位置破开。

3.如权利要求2所述电池包，其特征在于，

所述弱化部的厚度小于所述第一防护件的其它位置的厚度，或者，所述弱化部为防爆刻痕。

4.如权利要求2所述电池包，其特征在于，

所述单体电池、所述限位部、所述通孔以及所述弱化部的数量均为多个且相等，每一个所述单体电池均对应一个所述限位部、一个所述通孔以及一个所述弱化部。

5.如权利要求1所述电池包，其特征在于，

所述第一防护件和所述承托件为一体结构。

6.如权利要求1所述电池包，其特征在于，

所述单体电池具有第一防爆阀，所述第一防爆阀相对所述通孔设置；

所述限位部相对所述承托件凸出设置，且所述限位部与所述承托件配合围成凹槽结构；或者，所述限位部为开设于所述承托件的凹槽。

7.如权利要求1所述电池包，其特征在于，所述排气托盘还包括：

支撑件，与所述承托件对接形成所述排气空腔；

支撑筋条，凸设于所述支撑件朝向所述承托件的一侧表面，且所述支撑筋条抵顶于所述承托件。

8.如权利要求7所述电池包，其特征在于，所述排气托盘还包括：

第二防护件，贴设于所述支撑件朝向所述承托件的一侧表面，所述第二防护件为耐热材质制成；

其中，所述第一防护件贴设于所述承托件朝向所述支撑件的一侧表面，所述第一防护件为耐热材质制成。

9.如权利要求1所述电池包，其特征在于，所述箱体组件包括：

基座；以及

边框，设置于所述基座，所述边框围设于所述容纳腔的外周，所述边框具有排气通道，所述排气通道与所述排气空腔连通。

10.如权利要求9所述电池包，其特征在于，

所述电池包具有相互垂直的第一方向和第二方向；

所述边框具有开口，所述开口开设于所述边框的内侧，所述开口的朝向为所述第一方向；

所述箱体组件还包括第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部分别位于所述开口在所述第二方向的两侧；

所述排气托盘在所述第一方向具有端部，所述端部在所述第二方向的尺寸小于所述排气托盘的其余部分在所述第二方向的尺寸，所述端部卡接于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述端部与所述开口对接，并与所述边框密封连接。