CN220420770U - 防护组件、电池包和用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防护组件、电池包和用电设备，防护组件包括：壳体，所述壳体为云母材料件，所述壳体内限定有容纳腔；至少一个加强件，所述加强件设于所述容纳腔，所述加强件与所述壳体连接。根据本实用新型的防护组件，通过在壳体内设置加强件，并且将壳体采用云母材料件制成，云母材料具有较高的耐温性能，结合加强件的支撑作用，使得防护组件的抗热失控性能大大增强，在高温下不易产生形变，不会产生绝缘失效的拉弧等现象，可以有效提高使用安全性。

Description

防护组件、电池包和用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种防护组件、具有该防护组件的电池包和用电设备。

背景技术

目前，很多电池包内的零部件没有考虑发生热失控的情况，在热失控情况下，电池包内的部分支撑材料，例如塑胶结构件会熔化，无法继续提供支撑力，这会导致电池包内的电芯缺失预紧力而造成拉弧，使得热失控加快，严重影响电池包的使用安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种防护组件的新技术方案，至少能够解决现有技术中的电池包容易发生热失控的问题。

本实用新型还提供了一种电池包，所述电池包包括上述实施例的防护组件。

本实用新型还提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述实施例的电池包。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种防护组件，包括：壳体，所述壳体为云母材料件，所述壳体内限定有容纳腔；至少一个加强件，所述加强件设于所述容纳腔，所述加强件与所述壳体连接。

可选地，所述加强件为片体，所述加强件的外周沿与所述壳体连接。

可选地，所述加强件为云母片。

可选地，所述壳体包括：外壳，所述外壳内限定有腔室，所述外壳的一侧敞开；封板，所述封板设于所述外壳的一侧并与所述外壳连接，所述封板封闭所述腔室的至少一部分以与所述外壳配合限定出所述容纳腔。

可选地，所述外壳和所述封板上分别设有安装部，所述加强件上设有配合部，所述配合部与所述安装部连接。

可选地，所述安装部形成为多个间隔开设置的安装孔，所述配合部形成为设于所述加强件的外周沿的多个凸起，所述凸起插接于所述安装孔。

可选地，所述凸起与所述安装孔过盈配合。

可选地，所述外壳包括：顶板和底板，所述顶板和所述底板沿第二方向相对设置；左端板和右端板，所述左端板和所述右端板沿第三方向相对设置，所述左端板与所述顶板和所述底板在所述第三方向的一端连接，所述右端板与所述顶板和所述底板在所述第三方向的另一端连接；侧板，所述侧板沿所述第一方向设于所述顶板、所述底板、所述左端板和所述右端板的一侧，并与所述顶板、所述底板、所述左端板和所述右端板的一侧连接限定出所述腔室。

可选地，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相垂直，所述壳体形成为长方体结构。

可选地，所述壳体的靠近所述封板的一侧设有避让部，所述避让部形成为相对于所述封板所在平面和所述底板所在平面向内凹陷的缺口。

可选地，所述左端板和所述右端板分别设有所述避让部，所述加强件的形状与所述左端板和所述右端板的形状相同。

可选地，所述加强件的数量为多个，多个所述加强件沿所述第三方向间隔开布置。

可选地，所述外壳为一体模压成型的云母件。

可选地，所述防护组件还包括：连接件，所述连接件设于所述壳体的底部。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电池包，包括上述实施例所述的防护组件和电芯组，所述防护组件设置在所述电芯组的一侧。

可选地，所述电池包包括：托盘，所述托盘具有边梁，所述电芯组设于所述托盘，所述防护组件设于所述边梁和所述电芯组之间，所述防护组件分别与所述电芯组和所述边梁抵接。

可选地，所述电池包还包括：连接件，所述连接件设于所述壳体的底部，所述连接件连接所述托盘与所述壳体。

可选地，所述电芯组包括：多个电芯，多个所述电芯沿第一方向排列；支架，所述支架设于所述电芯在所述第一方向的至少一端，所述防护组件抵接于所述支架和所述边梁之间。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种用电设备，包括上述实施例所述的电池包。

根据本实用新型的防护组件，通过在壳体内设置加强件，并且将壳体采用云母材料件制成，云母材料具有较高的耐温性能，结合加强件的支撑作用，使得防护组件的抗热失控性能大大增强，在高温下不易产生形变，不会产生绝缘失效的拉弧等现象，可以有效提高使用安全性。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型一个实施例的防护组件的爆炸图；

图2是根据本实用新型一个实施例的防护组件的装配图；

图3是根据本实用新型一个实施例的防护组件的外壳的侧视图；

图4是根据本实用新型一个实施例的防护组件的左端板或右端板的示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的电池包的结构示意图。

附图标记：

防护组件100；

壳体10；外壳11；顶板111；底板112；左端板113；右端板114；避让部1142；侧板115；封板12；安装部13；

加强件20；配合部21；

连接件30；

电池包200；托盘201；电芯组202；支架203。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面首先结合附图具体描述根据本实用新型实施例的防护组件100。

如图1至图5所示，根据本实用新型实施例的防护组件100包括壳体10和至少一个加强件20。

具体而言，壳体10为云母材料件，壳体10内限定有容纳腔，加强件20设于容纳腔，加强件20与壳体10连接。

换言之，根据本实用新型实施例的防护组件100主要由壳体10和加强件20两部分组成，其中，壳体10可以根据使用场景需要设计成对应的形状，壳体10内部可以为中空结构，从而限定出容纳腔，容纳腔内可以设有至少一个加强件20，加强件20可以沿第一方向延伸，可以起到在第一方向的加强作用，加强件20可以为一个，也可以为多个，具体可以根据防护组件100的使用场景进行合理调整。

壳体10可以采用云母材料制备而成，云母材料不仅具有较高的耐高温性能，而且绝缘性能和耐压性能强，云母板长期耐温800℃不会产生形变，不会产生开裂燃烧等现象，阻燃性可以达到ul94-V0，绝缘电阻大于50MΩ，在高温热失控时会一直给待支撑结构提供预紧力，不会产生形变，不会产生绝缘失效拉弧等现象。

其中需要说明的是，根据本申请实施例的防护组件100可以应用于电池包，电池包包括托盘和设于托盘上的电芯，不同的电池包会存在共用托盘的情况，但是不同的电池包要求的输出功率不同，所采用的电芯节数是不一样的，这就造成有的电池包的电芯与托盘之间会存在间隙，现有的间隙中通常会增加塑胶结构件进行支撑，塑胶结构件虽然可以起到支撑电芯的作用，但是在热失控情况下，塑胶结构件容易熔化，难以继续为电芯提供支撑力，影响电池包的正常使用，并且存在一定的安全风险。

根据本申请实施例的防护组件100在应用于电池包时，可以根据电芯与电池包之间的配合关系，选择合适尺寸的壳体10和加强件20，壳体10装配至电芯与电池包之间后，壳体10与加强件20配合的结构可以起到充当假电芯的功能，与现有的电芯结构配合兼容到电池包内，壳体10内的中空结构可以有效减轻重量，加强件20可以在第一方向上为电芯提供超过10KN的预紧力，而且可以有效利用空间，使电池包整体轻量化，从而提高能量密度。

由此，根据本实用新型的防护组件100，通过在壳体10内设置加强件20，并且将壳体10采用云母材料件制成，云母材料具有较高的耐温性能，结合加强件20的支撑作用，使得防护组件100的抗热失控性能大大增强，在高温下不易产生形变，不会产生绝缘失效的拉弧等现象，可以有效提高使用安全性。

根据本实用新型的一个实施例，加强件20为片体，加强件20的外周沿与壳体10连接。

换句话说，加强件20为沿第一方向延伸的片体结构，加强件20的形状可以与壳体10的形状相匹配，加强件20的外周沿与壳体10连接，从而实现加强件20与壳体10的连接。由此，该结构的加强件20可以保证在第一方向上的预紧力，而且片体结构质量轻，装配方便。

可选地，加强件20为云母片。

也就是说，加强件20也可以采用云母材料制备而成，片状结构的云母材料成型方式简单可行，并且云母片耐温性能、绝缘效果以及抗热失控性能极佳。

在本实用新型的一些具体实施方式中，壳体10包括：外壳11和封板12。

具体地，外壳11内限定有腔室，外壳11的一侧敞开，封板12设于外壳11的一侧并与外壳11连接，封板12封闭腔室的至少一部分以与外壳11配合限定出容纳腔。

如图1所示，壳体10可以由外壳11和封板12两部分组成，其中，外壳11可以根据使用场景的需要设计成相应的形状，外壳11为一侧敞开的中空结构，封板12则设于外壳11的敞开端，并且封板12与外壳11连接以封闭该外壳11。加强件20设于外壳11内，并且与封板12之间形成连接。

由此，通过外壳11和封板12配合形成壳体10结构，外壳11可以一体制备成型，封板12可以在外壳11内装配加强件20之后再与外壳11和加强件20连接，该结构成型方便，装配简单。

可选地，外壳11和封板12上分别设有安装部13，加强件20上设有配合部21，配合部21与安装部13连接。

其中，安装部13可以形成为多个间隔开设置的安装孔，配合部21可以形成为设于加强件20的外周沿的多个凸起，凸起插接于安装孔。

进一步地，凸起与安装孔过盈配合。

也就是说，加强件20与壳体10装配时，与外壳11和封板12分别连接，外壳11和封板12上均设有安装部13，加强件20的外周沿设有与安装部13的结构相对应的配合部21，其中，安装部13可以为设在外壳11和封板12上的多个安装孔，多个安装孔沿相应的加强件20的外周沿的延伸方向间隔开，加强件20的外周沿上的配合部21则可以设计为凸出于加强件20的外周沿的多个凸起结构，每个凸起分别插接在对应的安装孔内，并且凸起与对应的安装孔之间采用过盈配合的方式进行装配。

由此，通过该结构实现加强件20与外壳11和封板12的装配，不仅装配结构简单，而且各部件成型方便，生产效率高，在保证结构强度的基础上，可以控制产品的轻量化设计。

根据本实用新型的一些实施例，外壳11包括：顶板111和底板112、左端板113和右端板114以及侧板115。

具体地，顶板111和底板112沿第二方向相对设置，左端板113和右端板114沿第三方向相对设置，左端板113与顶板111和底板112在第三方向的一端连接，右端板114与顶板111和底板112在第三方向的另一端连接，侧板115沿第一方向设于顶板111、底板112、左端板113和右端板114的一侧，并与顶板111、底板112、左端板113和右端板114的一侧连接限定出腔室。

如图1所示，换句话说，外壳11可以由顶板111、底板112、左端板113、右端板114以及侧板115这5块板体组成，其中，图1中第一方向、第二方向和第三方向可以互相垂直，由外壳11与封板12装配而成的壳体10整体可以形成为长方体结构，即壳体10整体为具有6个外表面的长方体结构。

由此，该结构的外壳11可以与电池包的使用场景契合，在用于电池包时，可以更好的与电芯和托盘的装配结构适配，起到充当假电芯的作用，该外壳11不仅在发生热失控时不会变形，而且重量轻，工艺简单，公差尺寸便于控制，生产方便。

在本实用新型的一些具体实施方式中，壳体10靠近封板12的一侧设有避让部1142，避让部1142形成为相对于封板12所在平面和底板112所在平面向内凹陷的缺口。

也就是说，如图4所示，图4中第一方向可以为图中左右方向，图4中第二方向可以为上下方向，在图中左右方向上，顶板111的宽度大于底板112的宽度，并且对应的左端板113和右端板114的上端的宽度也大于下端的宽度。左端板113和右端板114不是一个完整的矩形结构，而是在靠近封板12的一端的下方设有避让结构，例如可以是倒角结构，该避让结构可以用于避让托盘上的凸起部分，从而使得防护组件100可以更好的与电池包的装配结构进行适配，进一步提高其抗热失控性能，并且设有倒角结构的壳体10，能够提高热压模具的寿命，并且可以提高壳体10的整体结构强度。

在本实用新型的一些具体实施方式中，左端板113和右端板114分别设有避让部1142，加强件20的形状与左端板113和右端板114的形状相同。

也就是说，在左端板113和右端板114的右下方设置避让结构的情况下，封板12与顶板111的右侧边沿，以及左端板113和右端板114的右侧边沿连接，即封板12的形状与左端板113、右端板114和顶板111围合成的形状相对应，封板12的高度也对应的小于侧板115的高度。

由此，该结构的封板12与外壳11整体围合成如图2所示的设有倒角的长方体壳体10结构，该壳体10不仅可以与电池包的装配结构适配，合理避让托盘上的凸起结构，并且可以不影响整体强度，从而保证抗热失控的效果。

根据本实用新型的一些实施例，加强件20的数量为多个，多个加强件20沿第三方向间隔开布置。

具体地，如图1所示，多个加强件20可以沿图1中第三方向依次间隔开布置，多个加强件20可以在与壳体10装配后提供强大的预紧力，该结构经过测试可以提供15KN-20KN的抗压强度，在高速冲击，震动情况下不会失效，可以有效保证防护组件100的结构强度。

可选地，外壳11为一体模压成型的云母件。

换句话说，根据本实用新型实施例的外壳11的5块板体为一体模压的云母板，该外壳11的5个面可以一体热压成型，其中的加强件20可以牢固的与外壳11和封板12锁紧，其制造工艺简单可行，生产效率高，一模多腔，可以满足产能需要，不仅在发生热失控时不会变形，而且重量轻，工艺简单，公差尺寸控制合理。

根据本实用新型实施例的电池包200包括上述防护组件100和电芯组202，防护组件100设置在电芯组202的一侧。

具体地，如图5所示，电池包200包括：托盘201，其中，托盘201具有边梁，电芯组202设于托盘201，防护组件100设于电芯组202与边梁之间，防护组件100分别与电芯组202和边梁抵接。

由此，通过将防护组件100设于电池包的电芯组202与托盘201之间，使得防护组件100可以作为电池包200的假电芯使用，不仅在发生热失控时不会变形，而且重量轻，工艺简单，公差尺寸可控。

在本实用新型的一些具体实施方式中，电池包200还包括：连接件30，连接件30设于壳体10的底部。

如图1所示，在壳体10的底部还可以设有连接件30，连接件30可以为0.8mm左右厚度的PET双面胶，该结构可以将壳体10紧固的与托盘进行连接，实现在与电池包的装配。

另外需要说明的是，根据本实用新型实施例的壳体10以及加强件20的制备材料可以均为云母板，其中模压云母板的外壳11以及加强件20可以控制其厚度为1.5mm，封板12的厚度则可以控制在1mm，其云母性能满足如下要求：云母含量≥90％；绝缘要求：DC 1000V条件下，60s绝缘电阻＞50MΩ；耐压要求：AC 3000V条件下，持续60s，无击穿无跳火，漏电电流＜3mA；耐温要求：要求长期耐温不低于800℃，时长不低于60min，期间无开裂、无燃烧等现象。该性能的云母对于本领域技术人员而言是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

可选地，根据本实用新型的一些实施例，电芯组202包括多个电芯和支架203。

具体地，多个电芯沿第一方向排列，支架203设于电芯在第一方向的至少一端，防护组件100抵接于支架203和边梁之间。

也就是说，电芯组202主要由电芯和支架203组成，多个电芯沿第一方向排列设置，电芯组202在第一方向的至少一端设有支架203，支架203可以为蜂窝支架，可以用于穿线。防护组件100的一侧与支架203抵接，另一侧与边梁抵接，可以避免防护组件100直接与电芯接触，从而进一步减少电芯变形的可能。

根据本实用新型实施例的用电设备包括根据上述实施例的电池包200，由于根据本实用新型上述实施例的电池包具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的用电设备也具有相应的技术效果，即具有优良的抗热失控效果，而且重量轻，工艺简单。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种防护组件(100)，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)为云母材料件，所述壳体(10)内限定有容纳腔；

至少一个加强件(20)，所述加强件(20)设于所述容纳腔，所述加强件(20)与所述壳体(10)连接。

2.根据权利要求1所述的防护组件(100)，其特征在于，所述加强件(20)为片体，所述加强件(20)的外周沿与所述壳体(10)连接。

3.根据权利要求1所述的防护组件(100)，其特征在于，所述加强件(20)为云母片。

4.根据权利要求1所述的防护组件(100)，其特征在于，所述壳体(10)包括：

外壳(11)，所述外壳(11)内限定有腔室，所述外壳(11)的一侧敞开；

封板(12)，所述封板(12)设于所述外壳(11)的一侧并与所述外壳(11)连接，所述封板(12)封闭所述腔室的至少一部分以与所述外壳(11)配合限定出所述容纳腔。

5.根据权利要求4所述的防护组件(100)，其特征在于，所述外壳(11)和所述封板(12)上分别设有安装部(13)，所述加强件(20)上设有配合部(21)，所述配合部(21)与所述安装部(13)连接。

6.根据权利要求5所述的防护组件(100)，其特征在于，所述安装部(13)形成为多个间隔开设置的安装孔，所述配合部(21)形成为设于所述加强件(20)的外周沿的多个凸起，所述凸起插接于所述安装孔。

7.根据权利要求6所述的防护组件(100)，其特征在于，所述凸起与所述安装孔过盈配合。

8.根据权利要求4所述的防护组件(100)，其特征在于，所述外壳(11)包括：

顶板(111)和底板(112)，所述顶板(111)和所述底板(112)沿第二方向相对设置；

左端板(113)和右端板(114)，所述左端板(113)和所述右端板(114)沿第三方向相对设置，所述左端板(113)与所述顶板(111)和所述底板(112)在所述第三方向的一端连接，所述右端板(114)与所述顶板(111)和所述底板(112)在所述第三方向的另一端连接；

侧板(15)，所述侧板(15)沿第一方向设于所述顶板(111)、所述底板(112)、所述左端板(113)和所述右端板(114)的一侧，并与所述顶板(111)、所述底板(112)、所述左端板(113)和所述右端板(114)的一侧连接限定出所述腔室。

9.根据权利要求8所述的防护组件(100)，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向互相垂直，所述壳体(10)形成为长方体结构。

10.根据权利要求8所述的防护组件(100)，其特征在于，所述壳体(10)的靠近所述封板(12)的一侧设有避让部(1142)，所述避让部(1142)形成为相对于所述封板(12)所在平面和所述底板(112)所在平面向内凹陷的缺口。

11.根据权利要求10所述的防护组件(100)，其特征在于，所述左端板(113)和所述右端板(114)分别设有所述避让部(1142)，所述加强件(20)的形状与所述左端板(113)和所述右端板(114)的形状相同。

12.根据权利要求8所述的防护组件(100)，其特征在于，所述加强件(20)的数量为多个，多个所述加强件(20)沿所述第三方向间隔开布置。

13.根据权利要求8所述的防护组件(100)，其特征在于，所述外壳(11)为一体模压成型的云母件。

14.一种电池包(200)，其特征在于，包括：权利要求1-13中任一项所述的防护组件(100)和电芯组(202)，所述防护组件(100)设置在所述电芯组(202)的一侧。

15.根据权利要求14所述的电池包(200)，其特征在于，所述电池包(200)还包括：托盘(201)，所述托盘(201)具有边梁；

所述电芯组(202)设于所述托盘(201)，所述防护组件(100)设于所述边梁和所述电芯组(202)之间，所述防护组件(100)分别与所述电芯组(202)和所述边梁抵接。

16.根据权利要求15所述的电池包(200)，其特征在于，还包括：

连接件(30)，所述连接件(30)设于所述壳体(10)的底部，所述连接件(30)连接所述托盘(201)与所述壳体(10)。

17.根据权利要求15所述的电池包(200)，其特征在于，所述电芯组(202)包括：

多个电芯，多个所述电芯沿第一方向排列；

支架(203)，所述支架(203)设于所述电芯在所述第一方向的至少一端，所述防护组件(100)抵接于所述支架(203)和所述边梁之间。

18.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求14-17中任一项所述的电池包(200)。