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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Veröffentlichung betrifft das technische Gebiet der Batterien, insbesondere einen Batteriepack und ein Fahrzeug.
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STAND DER TECHNIK
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Mit der Planung und Unterstützung des Landes für die Entwicklung der Industrie der Fahrzeuge neuer Energie werden Elektrofahrzeuge immer weiter verbreitet, aber die Sicherheit von Batterien ist für die Industrie zu einem Schmerzpunkt der Industrie geworden. Von 2019 bis Ende 2020 gab es mehr als 100 Fälle von Brandunfällen bei Fahrzeugen, die durch thermisches Durchgehen von Batterien der Elektrofahrzeug verursacht wurden. Im Jahr 2020 hat China die obligatorische Inspektionsnorm
GB 38031-2020 „Sicherheitsanforderungen für Power-Batterien für Elektrofahrzeuge“ herausgegeben. Die Norm fordert eindeutig, dass der Batteriepack 5 Minuten vor der thermischen Diffusion durch das thermische Durchgehen einer einzelnen Batterie und der dadurch verursachten Gefährdung des Fahrgastraums einen Alarm oder Schutz bereitstellen soll, Es ist zu einem Schmerzpunkt und einem schwierigen Problem in der Industrie geworden, dass ein thermisches Durchgehen des Batteriepacks nicht zu einem Brand oder einer Explosion führt.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ANMELDUNG
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Angesichts dessen zielt die vorliegende Veröffentlichung darauf ab, einen Batteriepack zur Verfügung zu stellen, um zu realisieren, dass nach einem thermischen Durchgehen der Batterie im Inneren des Batteriepacks kein Brand oder keine Explosion auftritt.
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Um das obige Ziel zu erreichen, wird die technische Lösung der vorliegenden Veröffentlichung dadurch realisiert:
- dass die vorliegende Veröffentlichung einen Batteriepack zur Verfügung stellt, umfassend einen unteren Kasten des Batteriepacks, eine obere Abdeckung, ein Batteriemodul und eine elektrische Hoch- und Niederspannungskomponente, wobei der untere Kasten des Batteriepacks einen Hauptkörper des unteren Kastens umfasst, der einen Kantenträgerrahmen, eine untere Schutzplatte, eine Flüssigkeitskühlplatte und einen inneren Querträger umfasst, und wobei durch den inneren Querträger der Hauptkörper des unteren Kastens in mehrere Batterieaufnahmehohlräume zur Aufnahme der Batteriemodule unterteilt wird, und wobei der Kantenträgerrahmen eine Einlassöffnung, einen Ablasskanal und eine Ablassöffnung aufweist, und wobei die Einlassöffnung durch den Ablasskanal mit der Ablassöffnung verbunden ist, und wobei die Einlassöffnung dazu verwendet wird, den bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle des Batteriemoduls erzeugten Gas- und Feuerstrom in den Ablasskanal zu führen, und wobei die Ablassöffnung dazu verwendet wird, den durch den Ablasskanal in die Ablassöffnung strömenden Gas- und Feuerstrom aus dem Hauptkörper des unteren Kastens abzuführen, und wobei die elektrische Hoch- und Niederspannungskomponente ein Batteriemanagementsystem umfasst, das beurteilt, ob bei dem Batteriemodul ein thermisches Durchgehen auftritt, und wobei beim Auftreten eines thermischen Durchgehens das Batteriemanagementsystem den Kühlkanal dazu ansteuert, nur den Batteriepack abzukühlen.
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Bevorzugt ist die Ablassöffnung mit einer Ablassvorrichtung versehen, die bei einem entsprechenden Druckschwellenwert gestartet wird, um eine schnelle Abführung des Gas- und Feuerstroms zu realisieren.
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Bevorzugt sind in der Ablassvorrichtung zumindest zwei verschiedene Druckschwellenwerte eingestellt.
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Bevorzugt ist die Ablassvorrichtung mit einer Hauptablassvorrichtung und einer Nebenablassvorrichtung versehen, wobei der Druckschwellenwert der Hauptablassvorrichtung niedriger als der Druckschwellenwert der Nebenablassvorrichtung ist, und wobei die Hauptablassvorrichtung und die Nebenablassvorrichtung an verschiedenen Trägern des Kantenträgerrahmens angeordnet sind.
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Bevorzugt sind die Einlassöffnungen in zumindest zwei Schichten bereitgestellt. Bevorzugt sind in dem Kantenträgerrahmen Verstärkungsrippen angeordnet, um zumindest zwei Schichten von Ablasskanälen zu bilden, wobei jede Schicht von Ablasskanälen zumindest einer Schicht von Einlassöffnungen entspricht. Bevorzugt ist der inneren Querträger mit einer Aussparung und/oder an dem Endabschnitt mit einer Kerbe versehen, wobei mittels der Aussparung und der Kerbe die benachbarten Batterieaufnahmehohlräume miteinander verbunden werden.
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Bevorzugt ist an dem Boden des Batteriemoduls eine Flüssigkeitskühlplatte angeordnet, die im Inneren des Hauptkörpers des unteren Kastens integriert ist, wobei ein zwischen der Flüssigkeitskühlplatte und der unteren Schutzplatte gebildeter Kommutierungswärmeableitungskanal mit dem Ablasskanal verbunden ist, und wobei am Endabschnitt der Flüssigkeitskühlplatte mehrere Vertiefungen gebildet sind, um einen Kommutierungswärmeableitungskanal zu bilden, der einen Gasaustausch zwischen dem oberen Raum der Flüssigkeitskühlplatte und dem unteren Raum der Flüssigkeitskühlplatte realisieren kann.
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Bevorzugt ist an dem Boden des Batteriemoduls eine Flüssigkeitskühlplatte angeordnet, die im Inneren des Hauptkörpers des unteren Kastens integriert ist, wobei ein zwischen der Flüssigkeitskühlplatte und der unteren Schutzplatte gebildeter Kommutierungswärmeableitungskanal 105 mit dem Ablasskanal verbunden ist, und wobei an der mittleren Fläche der Flüssigkeitskühlplatte ein Durchgangsloch gebildet ist, um einen Kommutierungswärmeableitungskanal zu bilden, der einen Gasaustausch zwischen dem oberen Raum der Flüssigkeitskühlplatte und dem unteren Raum der Flüssigkeitskühlplatte realisieren kann.
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Die vorliegende Veröffentlichung stellt weiterhin ein Fahrzeug unter Verwendung des Batteriepacks zur Verfügung.
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Im Vergleich zum Stand der Technik weist der Batteriepack der vorliegenden Veröffentlichung die folgenden Vorteile auf:
- die vorliegende Veröffentlichung stellt eine Batteriepackstruktur zur Verfügung, wobei der Batteriepack eine Konstruktion der Kommutierungswärmeableitung, eine Konstruktion der Wärmeflussverteilung, eine Konstruktion der gerichteten Explosionsbeseitigung, eine Konstruktion mit extrem schneller Kühlung, eine Konstruktion zum Feuerlöschen usw. verwendet, wenn die Batterie in einem Batterieaufnahmehohlraum ein thermisches Durchgehen hat, können durch die Kommutierungswärmeableitung die Ableitung und der Ausgleich der Temperatur durchgeführt werden, durch die Struktur der Wärme und Kälteverteilung sowie die gerichtete Explosionsbeseitigung wird eine Führung des Luftstroms wirksam durchgeführt werden, darüber hinaus ist eine Feuerlöschkastenstruktur gestaltet, um wirksam zu verhindern, dass an der Explosionsbeseitigungsöffnung für thermisches Durchgehen des Batteriepacks offene Flammen erzeugt werden, gleichzeitig führt das Batteriemanagementsystem eine Echtzeit-Überwachung durch und stellt nach dem Erkennen eines thermischen Durchgehens der Batterie ein Alarmsignal bereit, und das Fahrzeugende startet das Schnellkühlsystem, um eine Temperatursenkung rapid durchzuführen, auf die Weise wird es sichergestellt, dass keine Ausbreitung des thermischen Durchgehens bei dem Batteriesystem auftritt.
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Figurenliste
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Die einen Bestandteil der vorliegenden Veröffentlichung bildenden Figuren bieten weiteres Verständnis der vorliegenden Veröffentlichung. Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Veröffentlichung und deren Erläuterung dienen zur Erklärung der vorliegenden Veröffentlichung und bilden keine unpassende Beschränkung für die vorliegende Veröffentlichung. In Figuren zeigt:
- 1 eine Explosionsansicht eines Batteriepacks in einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung;
- 2 ein schematisches Diagramm eines unteren Kastens des Batteriepacks in einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung;
- 3 ein schematisches Diagramm eines Y-Richtungs-Schnitts des Kantenträgers in einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung;
- 4 ein schematisches Diagramm einer Einlassöffnung des Kantenträgers in einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung;
- 5 eine partielle vergrößerte Ansicht der Stelle A gemäß 2;
- 6 eine partielle vergrößerte Ansicht der Stelle B gemäß 2;
- 7 eine partielle vergrößerte Ansicht der Stelle C gemäß 2;
- 8 ein schematisches Diagramm eines Y-Richtungs-Schnitts des Batteriepacks in einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung;
- 9 eine partielle vergrößerte Ansicht der Stelle F gemäß 8;
- 10 ein schematisches Diagramm eines Kommutierungspfades in einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterer Kasten des Batteriepacks
- 2
- Batteriemodul
- 3
- Elektrische Hoch- und Niederspannungskomponente
- 4
- Obere Abdeckung
- 5
- Hauptablassvorrichtung
- 6
- Nebenablassvorrichtung
- 100
- Hauptkörper des unteren Kastens
- 10
- Kantenträgerrahmen
- 11
- Seitlicher Kantenträger
- 12
- Querträger des Endabschnitts
- 13
- Kantenträger des hervorstehenden Abschnitts
- 14
- Querträger des hervorstehenden Abschnitts
- 15
- Innerer Querträger
- 16
- Untere Schutzplatte
- 17
- Flüssigkeitskühlplatte
- 111
- Einlassöffnung
- 112
- Ablasskanal
- 151
- Installationspunkt
- 152
- Aussparung
- 211
- Einzelne Batteriezelle
- 212
- Wärmeisolationsmaterial
- 213
- Sammelschiene
- 22
- Schutzabdeckung
- 101, 102, 103, 104, 105, 106
- Kommutierungskanäle
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsformen wird die vorliegende Veröffentlichung im Folgenden näher erläutert, damit das zu lösende technische Problem, die technischen Lösungen und die Vorteile der vorliegenden Veröffentlichung klarer werden. Es versteht sich, dass die hier erläuterten spezifischen Ausführungsformen nur dazu verwendet werden, die vorliegende Veröffentlichung zu erläutern, ohne die vorliegende Veröffentlichung einzuschränken. Im Falle ohne Widerspruch können die Ausführungsformen der vorliegenden Veröffentlichung und die Merkmale in den Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
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Es sollte darauf hingewiesen werden, dass sich das Fachwort „vorne“ in der vorliegenden Veröffentlichung auf die Richtung von dem Heck des Fahrzeugs zur Vorderseite des Fahrzeugs bezieht und umgekehrt „hinten“ ist, wobei die vorne und hinten verlaufende Richtung parallel zur X-Achse ausgerichtet ist; wobei sich das Fachwort „oben“ auf die Richtung von der Unterseite des Fahrzeugs zur Oberseite des Fahrzeugs bezieht und umgekehrt „unten“ ist, wobei die oben und unten verlaufende Richtung parallel zur Z-Achse ausgerichtet ist. Außerdem kann es sich bei der Erläuterung in der vorliegenden Veröffentlichung, dass es parallel zur X-Achse (X-Richtung), Z-Achse (Z-Richtung) und Y-Achse (Y-Richtung) ausgerichtet ist, darum handeln, dass es vollständig parallel zur X-Achse (X-Richtung), Z-Achse (Z-Richtung) und Y-Achse (Y-Richtung) oder ungefähr parallel zur X-Achse (X-Richtung), Z-Achse (Z-Richtung) und Y-Achse (Y-Richtung) ausgerichtet ist; die Erläuterung, dass es senkrecht zur X-Achse (X-Richtung), Z-Achse (Z-Richtung) und Y-Achse (Y-Richtung) ausgerichtet ist, ist ähnlich wie die obige Erläuterung über paralleles Ausrichten und wird hier nicht wiederholt; und die Erläuterung, dass es entlang der X-Achse (X-Richtung), Z-Achse (Z-Richtung) und Y-Achse (Y-Richtung) ausgerichtet ist, ist ähnlich wie die obige Erläuterung über paralleles Ausrichten und wird hier nicht wiederholt.
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Im Zusammenhang mit 1-10 und Ausführungsformen wird die vorliegende Veröffentlichung im Folgenden näher erläutert.
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Wie in 1 dargestellt, stellt die vorliegende Veröffentlichung einen unteren Kasten 1 des Batteriepacks und einen Batteriepack mit dem unteren Kasten1 des Batteriepacks zur Verfügung, wobei der Batteriepack hauptsächlich einen unteren Kasten 1 des Batteriepacks, ein Batteriemodul 2, eine elektrische Hoch- und Niederspannungskomponente 3 und eine obere Abdeckung 4 umfasst.
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Die obere Abdeckung 4 ist mit dem unteren Kasten 1 des Batteriepacks abgedichtet verbunden, wobei mehrere Batteriemodule 2 in einem Aufnahmeraum, der nach der Verbindung zwischen der oberen Abdeckung 4 und dem unteren Kasten 1 des Batteriepacks gebildet ist, aufgenommen sind, und wobei das Batteriemodul 2 mehrere einzelne Batteriezellen 211 und eine Schutzabdeckung 22 umfasst, und wobei an der Schutzabdeckung 22 ein explosionsgeschützter Anschluss vorgesehen ist. Die obere Abdeckung 4 wird bevorzugt durch ein Stanzverfahren mit einem hochfesten, hochtemperaturbeständigen Material gebildet, um ein vorzeitiges Versagen der oberen Abdeckung bei thermischem Durchgehen der Batterie zu verhindern und zu vermeiden, dass schädliche Gase oder Flammen nach oben ausgestoßen werden und in die Kabine eintreten und dadurch Unfällen der persönlichen Sicherheit verursacht werden.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst der untere Kasten 1 des Batteriepacks einen Hauptkörper 100 des unteren Kastens, wobei der Hauptkörper 100 des unteren Kastens einen Kantenträgerrahmen 10, eine untere Schutzplatte 16 und einen inneren Querträger 15, und wobei der Kantenträgerrahmen 10 einen Kantenträger 11 und einen Querträger 12 des Endabschnitts umfasst. In einigen Ausführungsformen sind die obere Abdeckung 4 und der untere Kasten 1 jeweils in einer Draufsicht mit hervorstehenden Abschnitten versehen, und die hervorstehenden Abschnitte der oberen Abdeckung 4 und des unteren Kastens 1 wirken miteinander zusammen, um einen Aufnahmeraum zur Aufnahme der elektrischen Hoch- und Niederspannungskomponente 3 zu bilden, wobei der Kantenträgerrahmen 10 einen Kantenträger 11, einen Querträger 12 des Endabschnitts, einen Kantenträger 13 des hervorstehenden Abschnitts und einen Querträger 14 des hervorstehenden Abschnitts umfasst.
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Der innere Querträger 15 unterteilt den Kantenträgerrahmen 10 in mehrere Batterieaufnahmehohlräume, um die Batteriemodule 2 und andere Bauteile aufzunehmen. Die Batterieaufnahmehohlräume können entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen erweitert werden. Die Anzahl und Größe der Batterieaufnahmehohlräume können projektbezogen angepasst werden. In einem separaten Batterieaufnahmehohlraum können ein, zwei oder mehr Batteriemodule 2 angeordnet sein. Der innere Querträger 15 stellt eine physikalische Isolierung zwischen den jeweiligen Batterieaufnahmehohlräumen dar. Wenn ein thermisches Durchgehen in einem einzelnen Batterieaufnahmehohlraum auftritt, kann es vermieden werden, dass der nach dem thermischen Durchgehen erzeugte Gas- und Feuerstrom in dem Batteriepack einen ernsthaften Querstrom bildet und dadurch eine Diffusion und Ausbreitung des thermischen Durchgehens verursacht werden.
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In einigen Ausführungsformen, wie in 9 dargestellt, ist das Batteriemodul 2 durch Stapeln einer Vielzahl von einzelnen Batteriezellen 211 und einer Vielzahl von hochtemperaturbeständigen schlagfesten Wärmeisolationsmaterialien 212 gebildet, wobei sein Oberteil eine Sammelschiene 213 und eine Zellensammelkomponente umfasst, und wobei die Sammelschiene 213 durch Laserschweißen mit der Ausgangspolsäule der einzelnen Batteriezelle 211 verbunden ist, und wobei die einzelne Batteriezelle 211 ein explosionsgeschütztes Ventil (nicht dargestellt) umfasst, das zur Druckentlastung nach dem thermischen Durchgehen der einzelnen Batteriezelle 211 verwendet wird, und wobei die Schutzabdeckung 22 mit einer Explosionsbeseitigungsöffnung versehen ist, und wobei die Explosionsbeseitigungsöffnung direkt gegenüber dem explosionsgeschützten Ventil angeordnet ist, um den durch die Batterie mit thermischem Durchgehen erzeugten Gas- und Feuerstrom nach außen abzuführen, auf die Weise wird die Resttemperatur des thermischen Durchgehens reduziert.
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Die Kantenträgerrahmen 10 nehmen jeweils eine hohle Hohlraumstruktur an. Durch das Spleißen der jeweiligen Kantenträgerrahmen 10 wird ein abgedichteter und durchgehender Ablasskanal gebildet. Der Ablasskanal kann in dem Hohlraum der Kantenträgerrahmen 10 in eine Schicht oder mehrere Schichten unterteilt werden. In einigen Ausführungsformen sind in dem Hohlraum des Kantenträgerrahmens 10 Verstärkungsrippen angeordnet, dadurch können Ablasskanäle in verschiedener Anzahl realisiert werden, und die Ablasskanäle unterschiedlicher Anzahl und Schnittformen liegen im Betrachtungsbereich der vorliegenden Veröffentlichung, wie
-förmiger Schnitt und
-förmiger Schnitt usw. In der vorliegenden Veröffentlichung werden drei
-förmige Ablasskanäle als Beispiel genommen, wie in
3 dargestellt, wird der Kantenträger 11 als Beispiel genommen, das Innere des Kantenträgers 11 wird in einen Ablasskanal 112a der oberen Schicht, einen Ablasskanal 112b der mittleren Schicht und einen Ablasskanal 112c der unteren Schicht unterteilt.
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In einigen Ausführungsformen, wie in 4 dargestellt, ist der Kantenträger 11 auf einer Seite des Batteriefachs mit mehreren Einlassöffnungen 111 versehen, die mit dem Ablasskanal 112 verbunden sind, und die unterschiedliche Anzahl und unterschiedliche Schnittformen der Ablasskanäle werden als innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Veröffentlichung betrachtet. In einigen Ausführungsformen, um die Wärmeflussverteilung des Gas- und Feuerstroms zu realisieren, können die Einlassöffnungen 111 in Z-Richtung in mehrere Schichten unterteilt werden, wobei die Anzahl der Schichten der Ablassöffnungen 111 größer oder gleich der Anzahl der Schichten der Ablasskanäle 112 ist, nämlich entspricht jeder Ablasskanal 112 zumindest einer Schicht von Einlassöffnungen 111. Mit drei S-förmigen Ablasskanälen als Beispiel, wie in 4 dargestellt, ist die Ablassöffnung lila der oberen Schicht mit dem Ablasskanal 112a der oberen Schicht verbunden, wobei die Ablassöffnung 111b der mittleren Schicht mit dem Ablasskanal 112b der mittleren Schicht verbunden ist, und wobei die Ablassöffnung 111 der unteren Schicht mit dem Ablasskanal 112c der unteren Schicht verbunden ist.
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In einigen Ausführungsformen ist die Einlassöffnung 111 nicht auf die kreisförmige Struktur der vorliegenden Veröffentlichung beschränkt und kann oval, viereckig, sechseckig, achteckig sein, wobei die Positionen der Ablassöffnungen 111 gleichmäßig entsprechend dem Prinzip der ausgewogenen Strömungsverteilung angeordnet sind, um das Auftreten einer Ablasstotzone zu verhindern.
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In einigen Ausführungsformen werden die die den Ablasskanälen 112a der oberen Schicht entsprechenden Einlassöffnungen 111a der oberen Schicht mit verstreuten kleinen Löchern gestaltet. Die Anzahl der entsprechenden Einlassöffnungen 111a der oberen Schicht in jedem Batterieaufnahmehohlraum beträgt nicht kleiner als 2, um zu verhindern, dass beim thermischen Durchgehen eines Batteriemoduls 2 der Kantenträgerrahmen 10 durch Stöße beschädigt wird, und die Anzahl der Einlassöffnungen 111a ist nicht auf 2 in der vorliegenden Veröffentlichung beschränkt, und die Abbildung dient lediglich der Veranschaulichung, dabei können mehr Einlassöffnungen bereitgestellt sein. Für unterschiedliche Bauformen des Batteriemoduls 2 kann jede Schicht jeweils mehrere Einlassöffnungen 111 umfassen, aber die Anzahl der mit den Ablasskanälen 112a der oberen Schicht verbundenen Einlassöffnungen 111a ist zumindest nicht kleiner als die Anzahl der mit den jeweiligen unteren Ablasskanälen 112 verbundenen Einlassöffnungen 111.
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In einigen Ausführungsformen, um den Durchfluss der Einlassöffnungen 111 auszugleichen und eine schnelle Abführung und Ableitung zu erreichen, ist die Öffnungsfläche der Einlassöffnung 111b der mittleren Schicht größer als die Öffnungsfläche der Einlassöffnung 111c der unteren Schicht, wobei die Öffnungsfläche der Einlassöffnung 111c der unteren Schicht größer als die Öffnungsfläche der Einlassöffnung 111a der oberen Schicht ist.
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In einigen Ausführungsformen sind im Inneren des inneren Querträgers 15 ein Ablasskanal und eine Einlassöffnung angeordnet, wobei der Ablasskanal des inneren Querträgers 15 mit dem Ablasskanal des Kantenträgers 11 verbunden ist, dabei ist die Einlassöffnung nicht drauf beschränkt, nur an dem Kantenträger anzuordnen, wie in der vorliegenden Veröffentlichung dargestellt, ebenfalls kann die Einlassöffnung auch an dem Querträger 12 des Endabschnitts angeordnet sein.
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Eine mit der Außenumgebung verbundene Position des Kantenträgerrahmens 10 ist mit einer Ablassöffnung versehen, und der durch das thermische Durchgehen des Batteriemoduls 2 erzeugte Gas- und Feuerstrom kann durch die jeweiligen Ablasskanäle über die Ablassöffnung abgeführt werden, dabei können die Ablassöffnungen an dem Kantenträgerrahmen 10 optional in einer Anzahl von 1 oder mehr als 1 angeordnet sein. Mit einem Beispiel, dass die Ablassöffnungen an dem Querträger 2 des Endabschnitts und dem Kantenträger 14 des hervorstehenden Abschnitts einteilig miteinander ausgebildet sind, wird die vorliegende Veröffentlichung näher erläutert, wie in 2 dargestellt.
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In einigen Ausführungsformen, wie in 1 dargestellt, ist an der Ablassöffnung bevorzugt eine Ablassvorrichtung angeordnet, die nur unter einem bestimmten Druck gestartet werden kann, so dass der Gas- und Feuerstrom mit Hochtemperatur und Hochdruck in dem Ablasskanal schnell von der Ablassvorrichtung zum äußeren Raum des Batteriepacks abgeführt wird. Bevorzugt nimmt die Ablassvorrichtung ein explosionsgeschütztes Ventil an, unter normalen Betriebsbedingungen kann das explosionsgeschützte Ventil eine Rolle des Staub- und Wasserschutzes und des Ausgleichs des Innen- und Außendrucks des Batteriepacks spielen.
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Wenn in einigen Ausführungsformen mehrere Ablassvorrichtungen angeordnet sind, wie in 2 dargestellt, können die mehreren Ablassvorrichtungen in eine Hauptablassvorrichtung 5 und eine Nebenablassvorrichtung 6 unterteilt sein, und der Startdruckschwellenwert der Hauptablassvorrichtung 5 ist niedriger als der Startdruckschwellenwert der Nebenablassvorrichtung 6, wenn bei einem Batteriemodul 2 ein thermisches Durchgehen auftritt, tritt der erzeugte Gas- und Feuerstrom entlang den Einlassöffnungen 111 auf den beiden Seiten des Aufnahmehohlraums des Batteriemoduls 2 in den entsprechenden Ablasskanal 112 ein und erreicht durch den durchgehenden Ablasskanal 112 des Kantenträgerrahmens 10 die Position der Hauptablassvorrichtung 5, beim Erreichen des Druckschwellenwerts wird die Hauptablassvorrichtung 5 gestartet, um einen barrierefreien Durchgang zu bilden und den Gas- und Feuerstrom zum Äußeren des Batteriepacks abzuführen, dadurch wird das Ziel der schnellen Druckentlastung erreicht. Wenn in dem Batteriepack augenblicklich ein höherer Druck erzeugt wird, wird die maximale Druckentlastungskapazität der Hauptablassvorrichtung 5 überschritten, wenn der erhöhte Druck den Druckschwellenwert der Nebenablassvorrichtung 6 erreicht, wird die Nebenablassvorrichtung 6 gestartet, um eine schnelle Druckentlastung zu realisieren, was sicherstellt, dass bei dem Batteriepack kein Phänomen mit der Entzündung und Explosion auftritt. Die unterschiedlichen Einbaupositionen der Hauptablassvorrichtung 5 und der Nebenablassvorrichtung 6 fallen alle in den Betrachtungsumfang der vorliegenden Veröffentlichung. Bevorzugt ist die Hauptablassvorrichtung 5 an dem Querträger 12 des Endabschnitts angeordnet, wobei die Nebenablassvorrichtung 6 an dem Kantenträger 11 und/oder dem Kantenträger 13 des hervorstehenden Abschnitts angeordnet ist. Bevorzugt ist die Öffnungsfläche der der Hauptablassvorrichtung 5 entsprechenden Ablassöffnung größer oder gleich der Öffnungsfläche der der Nebenablassvorrichtung 6 entsprechenden Ablassöffnung.
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In einigen Ausführungsformen, wie in 5 dargestellt, sind an dem inneren Querträger 15 mehrere Installationspunkte 151 und mehrere Aussparungen 152 angeordnet, bevorzugt sind die Aussparungen 152 und die Installationspunkte 151 in Intervallen angeordnet, wobei die Installationspunkte 151 zum Verbinden mit der oberen Abdeckung 4 verwendet werden, um die Modalität des Batteriepacks zu verbessern. Die Aussparungen 152 und die obere Abdeckung 4 bilden einen Kommutierungswärmeableitungskanal 106, der einen Gasaustausch mit dem benachbarten Batterieaufnahmehohlraum realisieren kann, wobei die Unterkante der Aussparung 152 höher als die Schutzabdeckung 22 des Batteriemoduls 2 ist, um zu verhindern, dass beim thermischen Durchgehen der Batterie die ausgestoßenen Stoffe zu dem Batteriemodul gesprüht werden, was zu einer Diffusion des thermischen Durchgehens führt.
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In einigen Ausführungsformen, wie in 6 dargestellt, sind die beiden Endabschnitte des inneren Querträgers 15 mit einer Kerbe versehen, wobei zwischen der Kerbe und dem Kantenträger 11 ein Durchgangsraum gebildet ist, um die Hochspannungs-Sammelschiene zu verbinden, und die Hochspannungs-Sammelschiene wird durch isolierende und hochtemperaturbeständige Materialien geschützt, um ein Versagen der Isolation nach dem thermischen Durchgehen der Batterie zu verhindern, und beim thermischen Durchgehen bildet der Durchgangsraum einen Kommutierungswärmeableitungskanal 102, der einen Gasaustausch des benachbarten Batterieaufnahmehohlraums realisieren kann. Wie in 7 dargestellt, ist in der Mitte des inneren Querträgers 15 bevorzugt eine mittlere Aussparung vorgesehen, wobei die Aussparung und die obere Abdeckung Aussparung 4 einen Durchgangsraum bilden, um die Niederspannungsleitungen aufzunehmen, ebenfalls werden die Niederspannungsleitungen durch isolierende und hochtemperaturbeständige Materialien geschützt, um ein Versagen der Isolation bei hoher Temperatur zu verhindern, und beim thermischen Durchgehen bildet der Durchgangsraum einen Batterieaufnahmehohlraum 104. Beim thermischen Durchgehen der Batterie spielen der durch die Kerbe gebildete Kommutierungswärmeableitungskanal 106 und der durch die mittlere Aussparung gebildete Kommutierungswärmeableitungskanal 104 gleichzeitig eine Rolle der Kommutierungswärmeableitung, um den Gas- und Feuerstrom im Inneren eines Batterieaufnahmehohlraums abzuleiten und die innere Temperatur des Batteriepacks auszugleichen.
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In einigen Ausführungsformen, wie in 8 dargestellt, ist an dem Boden des Batteriemoduls 2 eine Flüssigkeitskühlplatte 17 angeordnet, die im Inneren des unteren Kastens 3 integriert ist. In einigen Ausführungsformen sind an dem Endabschnitt der Flüssigkeitskühlplatte 17 mehrere Vertiefungen gebildet, die nach der Installation Durchgangslöcher mit der inneren Seitenfläche des Kantenträgers 11 bilden, wodurch ein Kommutierungswärmeableitungskanal 101 gebildet ist, der einen Gasaustausch zwischen dem oberen Raum der Flüssigkeitskühlplatte 17 und dem unteren Raum der Flüssigkeitskühlplatte 17 realisieren kann. In einigen Ausführungsformen sind in der Mitte der Flüssigkeitskühlplatte 17 Durchgangslöcher gebildet, die einen Kommutierungswärmeableitungskanal 103 bilden, der einen Gasaustausch zwischen dem oberen Raum der Flüssigkeitskühlplatte 17 und dem unteren Raum der Flüssigkeitskühlplatte 17 realisieren kann. Bevorzugt befindet sich das Durchgangsloch der Flüssigkeitskühlplatte 17 an der Mittellinie der Flüssigkeitskühlplatte 17. Bevorzugt ist das Durchgangsloch der Flüssigkeitskühlplatte 17 oval ausgebildet. An dem Boden der Flüssigkeitskühlplatte 17 ist eine untere Schutzplatte 16 angeordnet, wobei zwischen der unteren Schutzplatte 16 und der Flüssigkeitskühlplatte 17 ein Kommutierungswärmeableitungskanal 105 gebildet ist, und wobei der Kommutierungswärmeableitungskanal 105 mit den Kommutierungswärmeableitungskanälen 101, 103 verbunden und gleichzeitig mit dem Ablasskanal des Kantenträgers 11 verbunden ist, um eine Verbindung des gegenüber dem seitlichen Kantenträger 11 liegenden Ablasskanals 112 durch den Kommutierungswärmeableitungskanal 105 zu realisieren.
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In 10 wird der Kommutierungspfad in dem Batteriepack dargestellt. Wenn eine einzelne Batteriezelle 211 in dem Batteriemodul 2 ein thermisches Durchgehen hat, tritt im Inneren der einzelnen Batteriezelle 211 eine heftige chemische Reaktion auf, sofort wird eine große Menge an Wärme erzeugt, was mit dem Ausstoß des Gas- und Feuerstrom unter Druck begleitet ist. Der explosionsgeschützte Anschluss hat eine Funktion zur Führung und Evakuierung, so dass die Wärme schnell abgeleitet wird, um zu verhindern, dass sich die ausgestoßenen Stoffe im Inneren des Batteriemoduls 2 anhäufen. Der ausgestoßene Gas- und Feuerstrom wird am Oberteil des Batteriemoduls 2 durch die Kommutierungswärmeableitungskanäle 102, 104, 106 Evakuiert, um eine Kommutierungswärmeableitung in X-Richtung durchzuführen, und die Kommutierungspfade sind a1 bis a5 gemäß 8; gleichzeitig wird durch die Kommutierungswärmeableitungskanäle 101, 103 eine Kommutierungswärmeableitung auf den beiden Seiten und in der Mitte des Batteriemoduls 2 entlang der Z-Richtung durchgeführt, und die Kommutierungspfade sind b1 bis a3 gemäß 1;gleichzeitig wird durch den Kommutierungswärmeableitungskanal 105 eine Kommutierungswärmeableitung an dem Boden des Batteriemoduls 2 entlang der Y-Richtung durchgeführt, und die Kommutierungspfade sind c1 bis c2 gemäß 10;nach der Evakuierung in mehreren Richtungen tritt der Gas- und Feuerstrom in den Ablasskanal in dem Kantenträgerrahmen 10 ein und wird dann durch die Ablassöffnung zum Äußeren des unteren Kastens des Batteriepacks abgeführt.
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Durch die Konstruktion der Kommutierungswärmeableitung wird der nach dem thermischen Durchgehen einer einzelnen Batteriezelle 211 des Batteriepacks erzeugte Gas- und Feuerstrom mit hoher Temperatur in mehreren Batterieaufnahmehohlräumen dispergiert, dann wird durch die Ablassöffnung an dem Kantenträgerrahmen 10 eine gerichtete Explosionsbeseitigung realisiert; durch die Konstruktion der Kommutierungswärmeableitung kann nicht nur die Temperatur in dem Batteriepack ausgeglichen werden, sondern kann es auch verringert werden, dass eine zu hohe lokale Temperatur in einem Batterieaufnahmehohlraum zur Beschädigung des Kastens führt, um zu verhindern, dass eine zu hohe lokale Temperatur in einem Batterieaufnahmehohlraum zu einer Diffusion des thermischen Durchgehens führt.
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In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Batteriepack weiterhin ein Batteriemanagementsystem. Das Batteriemanagementsystem führt eine Echtzeit-Überwachung und Frühwarnung für den Betriebszustand der Batterie durch. Sobald das Batteriemanagementsystem erkennt, dass ein Batteriemodul 2 bald ein thermisches Durchgehen hat, gibt es sofort ein Frühwarnungssignal des thermischen Durchgehens aus, und das Fahrzeugende reagiert schnell, darüber hinaus wird ein Schnellkühlsystem gestartet, um eine Abkühlung und Temperatursenkung rapid durchzuführen, auf die Weise wird die Möglichkeit der Ausbreitung des thermischen Durchgehens der Batterie verringert. Die Strömungsgeschwindigkeit des Schnellkühlsystems wird höher als der normale Gebrauchswert des Kühlsystems des Fahrzeugs sein, nach dem Ausgeben eines Signals des thermischen Durchgehens startet die Steuerstrategie des Fahrzeugs einzeln den Batteriekühlkanal, um den Abkühlungspfad zu verkürzen, eine Temperatursenkung gerichtet durchzuführen und die Wärmeableitungseffizienz zu verbessern.
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Ein Batteriepack in einem Ausführungsbeispiel gemäß einem zweiten Aspekt vorliegenden Veröffentlichung umfasst den unteren Kasten 1 der Batterie in den obigen Ausführungsbeispielen.
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Ein Fahrzeug in einer Ausführungsform gemäß einem dritten Aspekt vorliegenden Veröffentlichung umfasst den Batteriepack in den obigen Ausführungsformen.
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In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die Erläuterung im Zusammenhang mit den Fachwörtern „einem Ausführungsbeispiel“, „einigen Ausführungsbeispielen“, „beispielhaften Ausführungsformen“, „Beispiel“, „spezifischem Beispiel“ oder „einigen Beispielen“ darauf, dass die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel oder Beispiel erläuterten spezifischen Merkmalen, Strukturen, Materialien oder Merkmalen in zumindest einem Ausführungsbeispiel oder Beispiel der vorliegenden Veröffentlichung enthalten sind. In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die schematischen Darstellungen der obigen Fachwörter nicht unbedingt auf dasselbe Ausführungsbeispiel oder dasselbe Beispiel. Darüber hinaus können die erläuterten spezifischen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Merkmale in einem oder mehreren Ausführungsbeispielen oder Beispielen auf geeignete Weise kombiniert werden.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Veröffentlichung dargestellt und erläutert werden, soll der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen, Ersetzungen und Variationen ohne Abweichung vom Prinzip und Gedanken der vorliegenden Veröffentlichung durchgeführt werden können und der Umfang der vorliegenden Veröffentlichung durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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-förmiger Schnitt usw. In der vorliegenden Veröffentlichung werden drei
-förmige Ablasskanäle als Beispiel genommen, wie in