CN220856828U - 电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包及车辆，所述电池包包括电芯、烟气分流通道、主排气烟道和防爆排气阀，烟气分流通道包括中空的排气腔室，烟气分流通道与电芯连接，且烟气分流通道靠近电芯的一侧为可刺破结构，以在电芯热失控时，可刺破结构形成排气腔室的进气口。烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充。排气腔室的出气口与主排气烟道连接，形成排烟通路。电芯成列排布形成电芯模块。排气腔室两端的出气口与主排气烟道连接，形成排烟通路。防爆排气阀安装在主排气烟道的出气口位置。由于烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充加固，大幅提升耐高温隔热能力，有效地提高了烟气分流通道的刚度，电池包整体结构刚度提升，确保热失控防护有效性，电池包的使用安全性提高。

Description

电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池包及车辆。

背景技术

电池包主要分为电芯正立、平躺以及倒立的布置形式，其中主流的正立布置形式由于电芯极柱朝上，顶部无法直接承载，故电池包无法有效支持CTB应用(电池上盖直接作为整车底板)，影响整车集成空间利用率。

另外，针对CTB集成方案，上盖作为整车地板，所以热失控带来的风险会远大于传统方案，尤其针对立式布置的方壳电芯，电芯防爆排气阀阀口直接朝上，热失控过程高温烟气不受控，极易烧穿上盖，在CTB布置形式下，存在直接烧至乘客舱的风险，带来更大的潜在风险，因此，电池包的使用安全性较低。

因此，如何提高电池包的使用安全性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电池包，电池包的使用安全性提高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电池包，包括：

电芯，所述电芯成列排布形成电芯模块；

烟气分流通道，所述烟气分流通道包括中空的排气腔室；所述烟气分流通道与所述电芯连接，且所述烟气分流通道靠近所述电芯的一侧为可刺破结构，以在所述电芯热失控时，所述可刺破结构形成所述排气腔室的进气口，所述烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充；

主排气烟道，所述排气腔室的出气口与所述主排气烟道连接，形成排烟通路；

防爆排气阀，所述防爆排气阀安装在所述主排气烟道的出气口位置。

可选地，在上述电池包中，所述排气腔室两端的出气口位于所述电芯模块长度方向的相对两端，每个所述电芯模块的顶部均分别设有一个所述烟气分流通道；

所述主排气烟道包括两个，两个所述主排气烟道分别位于所电芯模块长度方向的相对两端，位于所述电芯同一侧的所述排气腔室的出气口共用同一个所述主排气烟道，每个所述主排气烟道上均安装有所述防爆排气阀。

可选地，在上述电池包中，还包括底盘，所述底盘上设有第一水冷板，所述电芯安装在所述第一水冷板的上表面，所述烟气分流通道位于所述电芯模块上方。

可选地，在上述电池包中，所述电芯与所述第一水冷板的上表面粘接。

可选地，在上述电池包中，还包括外壳，所述电芯、所述烟气分流通道和所述主排气烟道均位于是外壳内腔，所述灌封胶填充满所述外壳内腔。

可选地，在上述电池包中，

相邻两个所述电芯模块之间设有第二水冷板；

或，相邻两个所述电芯模块通过金属梁固定；

或，相邻两个所述电芯模块之间通过非金属隔板粘接固定；

或，相邻两个所述电芯模块粘接。

可选地，在上述电池包中，还包括托盘及设置在所述托盘上，且用于夹持所述电芯模块的安装梁，所述安装梁与托盘的外框形成所述主排气烟道。

可选地，在上述电池包中，所述烟气分流通道设置在所述电芯的顶部，所述烟气分流通道包括第一防火隔热层及位于所述第一防火隔热层下方，形成所述可刺破结构的底部壳体，所述底部壳体的厚度小于所述第一防火隔热层的厚度，所述底部壳体与所述第一防火隔热层围合形成所述排气腔室；

和/或，还包括设置在所述电芯与所述烟气分流通道之间的第二防火隔热层。

可选地，在上述电池包中，所述防爆排气阀位于所述电芯模块侧部，且所述防爆排气阀的出气口向远离乘客舱方向喷气。

一种车辆，包括电器件及与所述电器件电连接的电池包，所述电池包为上述任一项所述的电池包。

在上述技术方案中，本实用新型提供的电池包，包括电芯、烟气分流通道、主排气烟道和防爆排气阀，烟气分流通道包括中空的排气腔室，烟气分流通道与电芯连接，且烟气分流通道靠近电芯的一侧为可刺破结构，以在电芯热失控时，可刺破结构形成排气腔室的进气口。电芯成列排布形成电芯模块，烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充。排气腔室的出气口与主排气烟道连接，形成排烟通路。防爆排气阀安装在主排气烟道的出气口位置。通过设置烟气分流通道，当电芯热失控时，可刺破结构被破损形成进气口，电芯所在位置的气体进入排气腔室，然后流动至主排气烟道，最后至防爆排气阀位置排气。

通过上述描述可知，在本申请提供的电池包中，烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充加固，大幅提升耐高温隔热能力，有效地提高了烟气分流通道的刚度，减少烟气分流通道被损坏的情况，电池包整体结构刚度提升，确保热失控防护有效性，因此，电池包的使用安全性提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的第一种电池包的结构示意图；

图2为图1所示电池包的局部放大图；

图3为本实用新型实施例所提供的第二种电池包的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的电池包的放大图；

图5为本实用新型实施例所提供的第三种电池包的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所提供的电池包气流流向示意图；

图7为本实用新型实施例所提供的电池包气流流向局部示意图；

图8为本实用新型实施例所提供的烟气分流通道的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所提供的烟气分流通道的剖视图。

其中图1-9中：烟气分流通道1、排气腔室1-1、第一防火隔热层1-2、底部壳体1-3、电芯2、第二水冷板3、底盘4、托盘5、第一水冷板6、灌封胶7、主排气烟道8、防爆排气阀安装位9。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电池包，电池包的使用安全性提高。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图9。

在一种具体实施方式中，本实用新型具体实施例提供的电池包，包括电芯2、烟气分流通道1、主排气烟道8和防爆排气阀，电芯2成列排布形成电芯模块，具体的，电池包优选包括多个依次排布的电芯模块，每个电芯模块内电芯2数量根据需要而定，本申请不做具体限定。

烟气分流通道1包括中空的排气腔室1-1，烟气分流通道1与电芯2连接，且烟气分流通道1靠近电芯2的一侧为可刺破结构，以在电芯2热失控时，可刺破结构形成排气腔室1-1的进气口，烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充，如图1和图2所示，一个烟气分流通道1左右两侧通过灌封胶7与相邻烟气分流通道1连接。具体的，烟气分流通道1外周可以均通过灌封胶封装。

优选，排气腔室1-1两端的出气口位于电芯模块长度方向的相对两端，进而便于气体快速排出。

排气腔室1-1两端的出气口与主排气烟道8连接，形成排烟通路。防爆排气阀安装在主排气烟道8的出气口位置。具体的，每个电芯模块的顶部均分别设有一个烟气分流通道1，烟气分流通道1底部为塑料薄壁结构，确保热失控过程该位置迅速失效，高温烟气沿烟气分流通道1汇集至主排气烟道8，后经过电池包的防爆排气阀排出电池包外。

如图6和图7所示，箭头表示气体流向，通过设置烟气分流通道1，当某个电芯2热失控时，其对应的可刺破结构被破损形成进气口，电芯2所在位置的气体进入排气腔室1-1，然后向排气腔室1-1两侧的流动至主排气烟道8，最后至防爆排气阀排气。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的电池包中，烟气分流通道周围通过灌封胶进行填充加固，大幅提升耐高温隔热能力，有效地提高了烟气分流通道的刚度，减少烟气分流通道被损坏的情况，电池包整体结构刚度提升，确保热失控防护有效性，因此，电池包的使用安全性提高。

在一种具体实施方式中，主排气烟道8包括两个，两个主排气烟道8分别位于电芯模块长度方向的相对两端，位于电芯模块同一侧的排气腔室1-1的出气口共用同一个主排气烟道8，每个主排气烟道8上均安装有防爆排气阀。高温烟气沿烟气分流通道1汇集至电池包前后的烟气主通道。

在一种具体实施方式中，该电池包还包括底盘4，底盘4上设有第一水冷板6，电芯2安装在第一水冷板6的上表面，烟气分流通道1位于电芯2上方。优选，每个电芯模块下方均设有独立的第一水冷板6。

在一种具体实施方式中，相邻两个电芯模块之间设有第二水冷板3；具体的，每个电芯模块两侧通过两块长条形第二水冷板3粘接固定，针对电芯2有侧面和底面三面冷却系统，散热效果大幅提升。

为了便于对电芯2散热，优选，电芯2与第一水冷板6的上表面粘接。

每个电芯模块顶部均分别设有一个烟气分流通道1，相邻两个烟气分流通道1之间设有灌封胶7。

在具体加工时，第一水冷板6和第二水冷板3与电芯2的粘接时可以通过导热胶、速干结构胶或者薄双面胶带进行粘接固定。

为了提高连接强度，优选，相邻两个电芯模块通过金属梁固定；此时电芯模块侧面的第二水冷板3可以取消。

在一种具体实施方式中，相邻两个电芯模块之间通过非金属隔板粘接固定。具体的，非金属隔离板优选为耐高温结构。

在另一种具体实施方式中，相邻两个电芯模块粘接。根据工艺以及性能的要求，相邻两个电芯模块粘接形式可以使用结构胶、导热胶、或双面胶带进行连接。

在电池包内灌胶时，优选，电池包内腔填充满灌封胶，即电池包通过灌封胶满灌填充电池包内的所有空腔及间隙。电池包采用灌封胶满灌，大幅提升整包的结构刚度，且保护电芯2顶部薄弱的极柱焊接区域，可以支持立式电芯2，电池包的上盖直接作为整车地板使用(CTB)，大幅提升整车高度方向空间使用效率，集成效率提高，通过灌封胶及结构胶代替传统结构件及螺栓连接，大幅提高集成效率，同时又避免了螺栓退扭，以及模组端侧板焊接失效等传统机械失效风险。

同时，通过灌封胶填充满整个腔体后，极大程度上阻隔了电芯2之间的热传递。另一方面，通过电芯模块顶部的烟气分流通道1的设计，高温烟气在热失控过程中需要沿烟气分流通道1定向汇集至主烟气通道再通过防爆排气阀排出，这样从最大程度上避免了高温气体过多地波及到其他未发生热失控的电芯2。烟气分流通道1周边通过灌封胶加固，既确保了烟气通道在喷阀高压气体的冲击下不会出现结构性垮塌，又避免了温度向外过快传递，确保定向排气，有效地解决热失控。

由于整包采用灌封胶满灌填充所有缝隙，针对电芯2整体的保温性能更强，有利于电芯2一致性的提高。另外，由于直接暴露于空气，凝露的风险大幅降低。

当然，在具体实施时，可以仅针对电芯模块顶部的烟气分流通道1区域进行灌封加固，其余位置不进行灌封处理。

在灌封之前，烟气分流通道1通过结构胶或者双面胶带形式与电芯2的顶盖局部预粘接，也可以不进行粘接，此时通过限位工装定位，由灌封胶直接进行灌封并连接。

电池包还包括托盘5及设置在托盘5上，且用于夹持电芯模块的安装梁，安装梁与托盘5的外框形成主排气烟道8。当电池模块相对两侧均设有主排气烟道8是，安装梁包括两个，分别设置在电芯模块前后方向的两端。安装梁夹持并提供电芯模块预紧力，安装梁作为横向约束梁。安装梁与托盘5外框之间预留足够空间作为烟气主排烟通道，热失控过程中，高温烟气会先汇总至主排烟通道后经电池包防爆泄压阀排出电池包外，无需单独设置朱排烟通道。在电芯模块入箱装配时，电芯模块需要先通过工装预压缩后装入电池包托盘5安装梁之间，并通过压胶工装给予电芯2一定的下压力进行压胶。

具体的，托盘5可以安装在底盘4侧部，两者可以一体成型。

在具体组装时，安装防爆排气阀的防爆排气阀安装位9设置在托盘5上。

在一种具体实施方式中，烟气分流通道1设置在电芯2的顶部，烟气分流通道1包括第一防火隔热层1-2及位于第一防火隔热层1-2下方，形成可刺破结构的底部壳体1-3，底部壳体1-3的厚度小于第一防火隔热层1-2的厚度，底部壳体1-3与第一防火隔热层1-2围合形成排气腔室1-1。具体的，底部壳体1-3可以为塑料结构。烟气分流通道1顶部为耐温防火材料，作用是确保热失控过程高温烟气不会烧穿上盖对乘员仓造成直接威胁。

电池包还包括设置在电芯2与烟气分流通道1之间的第二防火隔热层。通过将第二防火隔热层布置于烟气分流通道1与电芯2之间，进一步隔绝高温烟气与电芯2之间的热传递。

当本申请在烟气分流通道1外周填充灌封胶形成并结合第一防火隔热层1-2和第二防火隔热层维持较高的结构强度，在热失控过程中避免烟气分流通道1垮塌失效。

在上述各方案的基础上，优选，防爆排气阀位于电芯模块侧部，且防爆排气阀的出气口向远离乘客舱方向喷气。具体的，优选，防爆排气阀的出气口水平方向向远离电芯模块方向喷气。

本申请解决可常规立式方壳电芯布置无法支持CTB应用，同时通过特殊的结构提升整包结构刚度以及热失控防护性能，便于广泛推广使用。

本申请提供的一种车辆，包括电器件及与电器件电连接的电池包，其中电池包为上述任一种电池包。前文叙述了关于电池包的具体结构，本申请包括上述电池包，同样具有上述技术效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电芯(2)，所述电芯(2)成列排布形成电芯模块；

烟气分流通道(1)，所述烟气分流通道(1)包括中空的排气腔室(1-1)；所述烟气分流通道(1)与所述电芯(2)连接，且所述烟气分流通道(1)靠近所述电芯(2)的一侧为可刺破结构，以在所述电芯(2)热失控时，所述可刺破结构形成所述排气腔室(1-1)的进气口，所述烟气分流通道(1)周围通过灌封胶进行填充；

主排气烟道(8)，所述排气腔室(1-1)的出气口与所述主排气烟道(8)连接，形成排烟通路；

防爆排气阀，所述防爆排气阀安装在所述主排气烟道(8)的出气口位置。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述排气腔室(1-1)两端的出气口位于所述电芯模块长度方向的相对两端，每个所述电芯模块的顶部均分别设有一个所述烟气分流通道(1)；

所述主排气烟道(8)包括两个，两个所述主排气烟道(8)分别位于所电芯模块长度方向的相对两端，位于所述电芯(2)同一侧的所述排气腔室(1-1)的出气口共用同一个所述主排气烟道(8)，每个所述主排气烟道(8)上均安装有所述防爆排气阀。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括底盘(4)，所述底盘(4)上设有第一水冷板(6)，所述电芯(2)安装在所述第一水冷板(6)的上表面，所述烟气分流通道(1)位于所述电芯模块上方。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述电芯(2)与所述第一水冷板(6)的上表面粘接。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括外壳，所述电芯(2)、所述烟气分流通道(1)和所述主排气烟道(8)均位于是外壳内腔，所述灌封胶填充满所述外壳内腔。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，

相邻两个所述电芯模块之间设有第二水冷板(3)；

或，相邻两个所述电芯模块通过金属梁固定；

或，相邻两个所述电芯模块之间通过非金属隔板粘接固定；

或，相邻两个所述电芯模块粘接。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，还包括托盘(5)及设置在所述托盘(5)上，且用于夹持所述电芯模块的安装梁，所述安装梁与托盘(5)的外框形成所述主排气烟道(8)。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述烟气分流通道(1)设置在所述电芯(2)的顶部，所述烟气分流通道(1)包括第一防火隔热层(1-2)及位于所述第一防火隔热层(1-2)下方，形成所述可刺破结构的底部壳体(1-3)，所述底部壳体(1-3)的厚度小于所述第一防火隔热层(1-2)的厚度，所述底部壳体(1-3)与所述第一防火隔热层(1-2)围合形成所述排气腔室(1-1)；

和/或，还包括设置在所述电芯(2)与所述烟气分流通道(1)之间的第二防火隔热层。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电池包，其特征在于，所述防爆排气阀位于所述电芯模块侧部，且所述防爆排气阀的出气口向远离乘客舱方向喷气。

10.一种车辆，包括电器件及与所述电器件电连接的电池包，其特征在于，所述电池包为权利要求1-9中任一项所述的电池包。