电池包及装置的制作方法

[0001]
本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池包及装置。


背景技术：

[0002]
电池包作为新能源汽车的重要组成部分，其安全性能极为重要。电池包包括第一箱体和容置于第一箱体的多个电池单体。电池单体具有防爆阀。当电池单体发生热失控后，防爆阀爆裂以释放电池单体的内部气压和热量。
[0003]
但是，一旦有一个电池单体发生热失控，从这个电池单体的防爆阀中释放的热量会造成其他电池单体也发生连锁失控。因此，有必要设计一种新的电池包，来防止一个电池单体发生热失控后影响其他电池单体。


技术实现要素：

[0004]
本申请提供了一种电池包及装置，以解决现有技术中的上述问题，提高电池的安全性能。
[0005]
本申请的第一方面提供了一种电池包，其中，包括：
[0006]
第一箱体，包括框架和横梁，所述横梁设置于所述框架内，所述横梁为中空结构且设置有排气口；
[0007]
挡板，连接于所述横梁且封闭所述排气口；和
[0008]
电池单体，容置于所述第一箱体内且具有防爆阀，所述防爆阀朝向所述挡板；
[0009]
其中，所述挡板被配置为当所述电池单体的所述防爆阀爆裂时脱离封堵所述排气口的状态。
[0010]
在一种可能的实现方式中，所述挡板的熔点低于所述横梁的熔点；和/或，
[0011]
所述挡板的壁厚小于所述横梁的壁厚。
[0012]
在一种可能的实现方式中，所述横梁包括顶板和两个侧板，两个所述侧板分别连接于所述顶板的两端；
[0013]
所述排气口设置于所述侧板。
[0014]
在一种可能的实现方式中，所述第一箱体还包括设置于所述横梁内的防护板，且所述防护板位于两个所述侧板之间。
[0015]
在一种可能的实现方式中，所述电池单体的数量为多个，多个所述电池单体被分为第一电池组和第二电池组；所述横梁位于所述第一电池组和所述第二电池组之间。
[0016]
在一种可能的实现方式中，与所述第一电池组的电池单体的防爆阀所对应的排气口设置于一个所述侧板；
[0017]
与所述第二电池组的电池单体的防爆阀所对应的排气口设置于另一个所述侧板。
[0018]
在一种可能的实现方式中，多个所述电池单体沿所述第一箱体的长度方向(y)和高度方向(z)堆叠；
[0019]
所述排气口的数量为多个，多个所述排气口沿所述长度方向y和所述高度方向z排
布。
[0020]
在一种可能的实现方式中，所述第一箱体还包括设置于所述横梁内的固定件；所述固定件连接于所述防护板，以使所述防护板沿高度方向(z)延伸。
[0021]
在一种可能的实现方式中，所述固定件包括第一固定板和第二固定板；所述防护板夹持于所述第一固定板和所述第二固定板之间。
[0022]
在一种可能的实现方式中，所述防护板为云母板。
[0023]
在一种可能的实现方式中，所述第一箱体包括底板；
[0024]
所述框架和所述横梁均连接于所述底板的一侧。
[0025]
在一种可能的实现方式中，所述底板设置有与所述横梁内部连通的排气通道；
[0026]
所述横梁内部通过所述排气通道与所述第一箱体的外部连通。
[0027]
在一种可能的实现方式中，所述排气通道与所述横梁均沿所述第一箱体的长度方向(y)延伸。
[0028]
本申请第二方面提供了一种装置，包括：
[0029]
上述任一项所述的电池包，所述电池包用于提供电能。
[0030]
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
[0031]
本申请所提供的电池包及装置中，在电池包的第一箱体的横梁设置有排气口，在排气口处设置有挡板，当某一个电池单体发生热失控时，该电池单体的防爆阀爆裂，并使挡板脱离封堵排气口的状态。一方面，电池单体释放的气压可以排到横梁内，从而减小第一箱体的内部气压；另一方面，电池单体释放的热量不会直接朝向其他电池单体，从而避免了相邻的其他电池单体发生热失控，从而解决了现有技术中电池包的安全问题，提高了电池包的安全性能。
[0032]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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。
[0034]
图1为本申请实施例所提供的装置的结构示意图；
[0035]
图2为本申请实施例所提供的电池包的分解示意图；
[0036]
图3为本申请实施例所提供的电池包除去箱体上盖的结构示意图；
[0037]
图4为本申请实施例所提供的电池包中第一箱体的结构示意图；
[0038]
图5为本申请实施例所提供的电池包中第一箱体的分解示意图；
[0039]
图6为图5中的b处放大图；
[0040]
图7为本申请实施例所提供的电池包中第一箱体的横梁的结构示意图；
[0041]
图8为本申请实施例所提供的电池包的主剖视图；
[0042]
图9为图8中的a处放大图；
[0043]
图10为本申请实施例所提供的电池包的工作原理示意图；
[0044]
图11为本申请实施例所提供的电池包的局部结构示意图。
[0045]
附图标记：
[0046]
p-电池包；
[0047]
1-第一箱体；
[0048]
11-底板；
[0049]
111-水冷通道；
[0050]
112-排气通道；
[0051]
12-框架；
[0052]
13-横梁；
[0053]
131-顶板；
[0054]
132-侧板；
[0055]
132a-排气口；
[0056]
133-第一通道；
[0057]
134-第二通道；
[0058]
14-容纳区域；
[0059]
15-挡板；
[0060]
16-防护板；
[0061]
17-固定件；
[0062]
171-第一固定板；
[0063]
172-第二固定板；
[0064]
18-腔体；
[0065]
2-箱体上盖；
[0066]
3-第一电池组；
[0067]
4-第二电池组；
[0068]
5-电池单体；
[0069]
51-防爆阀。
[0070]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
[0071]
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0072]
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0073]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0074]
需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
[0075]
图1为本申请实施例所提供的装置的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供了一种装置，该装置可以包括车辆、船舶、小型飞机等移动设备，图1以车辆为例，该车辆可包括电池包p和车辆主体，该电池包p设置于车辆主体，该车辆主体还设置有驱动电机，且驱动电机与电池包p电连接，由电池包p提供电能，驱动电机通过传动机构与车辆主体上的车轮连接，从而驱动车辆行进。在一种具体的实施例中，该电池包p可设置在车辆主体的底部。
[0076]
图2为本申请实施例所提供的电池包的分解示意图，如图2所示，本申请实施例提供了一种电池包，包括第一箱体1、箱体上盖2和电池单体5，电池单体5容纳于第一箱体1，箱体上盖2固定于第一箱体1，以将电池单体5封闭在第一箱体1内。
[0077]
图3为本申请实施例所提供的电池包除去箱体上盖的结构示意图，如图3所示，其中，第一箱体1可以包括框架12和横梁13，横梁13设置于框架12内，图4为本申请实施例所提供的电池包中第一箱体的结构示意图，参照图4所示，第一箱体1的框架12和横梁13形成容纳区域14，电池单体5容纳于该容纳区域4。
[0078]
图5为本申请实施例所提供的电池包中第一箱体的分解示意图，图6为图5中的b处放大图。如图5和图6所示，第一箱体还可以包括底板11，用于支撑电池单体5。底板11可以设置有冷却通道111，从而能够对电池单体5进行冷却。
[0079]
框架12、横梁13以及底板11可以通过焊接的方式固定连接，从而能够保证第一箱体1的整体刚度和密封性能。
[0080]
参照图2和图3，本实施例中，电池单体5可以是多个，多个电池单体5沿第一箱体1的长度方向(y)和高度方向(z)堆叠。一旦某一个电池单体5发生热失控，可能会导致相邻的电池单体5也发生热失控，这种连锁反应会引发严重的安全问题。本申请实施例提供的电池包p及装置能够解决该技术问题。
[0081]
图7为本申请实施例所提供的电池包中第一箱体的横梁的结构示意图，图8为本申请实施例所提供的电池包的主剖视图，图9为图8中的a处放大图，图10为本申请实施例所提供的电池包的工作原理示意图，图11为本申请实施例所提供的电池包的局部结构示意图。
[0082]
如图7至图11所示，本申请实施例提供的电池包p中，第一箱体1的横梁13为中空结构且设置有排气口132a(参照图8)，电池包p还包括挡板15，该挡板15连接于横梁13且封闭排气口132a。其中，挡板15被配置为当电池单体5的防爆阀51爆裂时脱离封堵排气口132a的状态。在正常工作状态下(即电池单体5未发生热失控)，防爆阀51未爆裂，此时挡板15封闭排气口132a，因此可以防止外部水汽通过横梁13进入到容纳区域4内，从而防止电池单体5发生短路。
[0083]
横梁13的两端可以通过焊接的方式固定于框架12，从而增强了横梁13的机械连接强度。横梁13的数量可以是一根，也可以是多根。横梁13为一根时，电池单体5可以是多个，多个电池单体5的防爆阀51可以均朝向同一根横梁13。横梁13的数量是多根时，相邻两排的电池单体5的防爆阀51对置并朝向同一根横梁13。
[0084]
可以设置该横梁13的底部为开放结构，这样横梁13的内部能够与外部连通，以便
于排气。
[0085]
当电池包p中的某一个电池单体5发生热失控时，该电池单体5的防爆阀51爆裂，使挡板15脱离封堵排气口132a的状态。一方面，电池单体5释放的气压可以排到横梁13内，从而减小容纳区域4的内部气压；另一方面，电池单体5释放的热量不会直接朝向其他电池单体5，从而避免了相邻的其他电池单体5也发生热失控，从而解决了现有技术中电池包的安全问题，提高了电池包的安全性能。
[0086]
作为一种可能的实现方式，可以设置挡板15的熔点低于横梁13的熔点。当电池单体5发生热失控时，电池单体5的防爆阀51爆裂，电池单体5释放的热量和气压作用于挡板15上，使得挡板15熔断或熔化，从而使挡板15脱离封堵排气口132a的状态。
[0087]
作为另一种可能的实现方式，挡板15的壁厚可以小于横梁13的壁厚。在该实施例中，挡板15可以与横梁13一体成型，例如可以由同种材料经过激光雕刻制成，由于挡板15的壁厚小于横梁13的壁厚，当电池单体5发生热失控时，电池单体5的防爆阀51爆裂，电池单体5释放的热量和气压作用于挡板15上，使得挡板15破裂，从而使挡板15脱离封堵排气口132a的状态。
[0088]
作为又一种可能的实现方式，挡板15的熔点低于横梁13的熔点，同时挡板15的壁厚小于横梁13的壁厚，从而在电池单体5发生热失控时，使挡板15更容易脱离封堵排气口132a的状态。
[0089]
如图7所示，在一种可能的实现方式中，横梁13包括顶板131和两个侧板132，两个侧板132分别连接于顶板131的两端。具体地，侧板132可以与顶板131通过一体冲压成型，排气口132a可以设置于侧板132。对于平躺的电池单体5，电池单体5的防爆阀51可以朝向横梁13，因此，将通过将排气口132a设置于侧板132，能够使排气口132a与防爆阀51大致地处于对正的位置，这样，在电池包p的某个电池单体5发生热失控时，电池单体5的防爆阀51爆裂，电池单体5释放的热量和气压作用于挡板15上，使得挡板15能够快速地响应热失控而破裂，使挡板15脱离封堵排气口132a的状态。
[0090]
如图6至图8所示，在一种可能的实现方式中，第一箱体1还包括设置于横梁13内的防护板16，且防护板16位于两个侧板132之间。
[0091]
通过在两个侧板132之间设置防护板16，在电池包p的某个电池单体5发生热失控时，电池单体5的防爆阀51爆裂，电池单体5释放的热量和气压作用于挡板15上，使得挡板15破裂，从而使挡板15脱离封堵排气口132a的状态，电池单体5释放的热量和气压冲击防护板16。该防护板16一方面能够引导热量和气体喷向第一箱体1下方的地面，起到保护相邻电池单体5的作用。另一方面，当两个电池单体5相对设置时，两个电池单体5的防爆阀51也为相对设置的状态，防护板16的设置，能够避免失控电池单体5喷出的热量和气压在击穿侧板132后，直接冲到对面的防爆阀51进而引发安全问题。
[0092]
具体地，参照图8和图9，在一种具体的实施方式中，电池单体5的数量为多个，多个电池单体5被分为第一电池组3和第二电池组4；横梁13位于第一电池组3和第二电池组4之间。
[0093]
本实施例中，多个电池单体5平躺于第一箱体1中，成组后的电池单体5的各防爆阀51可以均朝向同一个横梁13，则针对该横梁13可作特殊处理。如图9所示，可以在横梁13的侧板132设置排气口132a，在该排气口132a处设置挡板15。
[0094]
通过设置横梁13位于第一电池组3和第二电池组4之间，使各电池单体5的防爆阀51均朝向同一个横梁13，当发生热失控时，该横梁13上对应的挡板15脱离封堵排气口132a的状态，能避免连锁的热失控。本实施例中，第一箱体1结构简单，不必对所有横梁13和框架12均做特殊处理，因此制造成本较低。
[0095]
在一种具体的实施方式中，与第一电池组3的电池单体5的防爆阀51所对应的排气口132a设置于一个侧板132；与第二电池组4的电池单体5的防爆阀51所对应的排气口132a设置于另一个侧板132。
[0096]
本实施例中，两个侧板132均设置排气口132a，这样，两个电池组(第一电池组3和第二电池组4)中，每一个防爆阀51均能对应一个排气口132a和一个挡板15，在任一个防爆阀51爆裂时，均能使对应的挡板15脱离相应的排气口132a，因此能及时地将失控的电池单体5释放的热量和气压排出，避免引发相邻的电池单体5发生热失控问题。
[0097]
在一种具体的实现方式中，多个电池单体5沿第一箱体1的长度方向(y)和高度方向(z)堆叠，排气口132a的数量为多个，多个排气口132a沿长度方向(y)和高度方向(z)排布。
[0098]
参照图9所示，每个防爆阀51对应一个排气口132a，多个排气口132a在长度方向(y)排布。在高度方向(z)，各电池单体5堆叠设置，由此设置多个排气口132a沿高度方向(z)排布。
[0099]
参照图7和图9，在一种具体的实现方式中，第一箱体1还包括设置于横梁13内的固定件17，固定件17连接于防护板16，以使防护板16沿高度方向(z)延伸。
[0100]
固定件17的设置能够使防护板16稳定可靠地连接于横梁13的内部，防护板16沿着高度方向(z)延伸，可同时对应于高度方向(z)的多个电池单体5，使多个电池单体5共用同一个防护板16，其防护作用更全面可靠，且结构简单。
[0101]
在一种具体的实施方式中，如图9所示，固定件17包括第一固定板171和第二固定板172，防护板16夹持于第一固定板171和第二固定板172之间。
[0102]
第一固定板171的第一端与顶板131相连，第二固定板172的第一端与顶板131相连。第一固定板171的第二端与第二固定板172的第二端相连，第一固定板171、第二固定板172和顶板131形成腔体18，防护板16固定于腔体18。
[0103]
具体地，防护板16的第一端可以焊接固定于第一固定板171和第二固定板172，防护板16的第二端可以焊接固定于横梁13的顶板131。
[0104]
本实施例中，第一固定板171、第二固定板172和横梁13的顶板131形成一个倒三角形的腔体18，一旦挡板15从排气口132a脱离，倒三角形的腔体18能够起到支撑防护板16的作用，避免防护板16被冲击而脱离。
[0105]
本实施例中，第一固定板171、顶板131以及一个侧板132能够形成第一通道133，第二固定板172、顶板131以及另一个侧板132能够形成第二通道134。当挡板15从排气口132a脱离后，电池单体5释放的热量和气体能经过第一通道133或第二通道134排出至第一箱体1的外部，参照图9和图10所示。
[0106]
参照图11所示，为挡板15脱离排气口132a后的状态，此时防护板16仍然被固定在横梁13内，其抗冲击能力强，一方面能引导失控的电池单体5释放的热量和气体的走向，另一方面能避免相邻的电池单体5也发生热失控。
[0107]
在一种具体的实施方式中，防护板16为云母板，云母板的熔点较高，即使排气口132a喷出热量较高，也不会将防护板16熔断或击穿，从而保证失控的电池单体5释放的热量和气体不会喷射到对面相邻的电池单体5，引发安全问题。
[0108]
在一种具体的实施方式中，第一箱体1包括底板11，上文已述及，底板11用于支撑电池单体5。框架12和横梁13均可以连接于底板11的一侧，底板11内可以设置有水冷通道111。水冷通道111可以为长条状，开设于底板11的内部，并与电池单体5的排布方向相适应。随着电池单体5充放电的进行，电池单体5会产生一定的热量，通过在底板11设置水冷通道111能够对电池单体5起到冷却作用。
[0109]
在一种具体的实施方式中，如图5所示，底板11设置有与横梁13内部连通的排气通道112，横梁13内部通过排气通道112与第一箱体1的外部连通。
[0110]
该排气通道112与横梁13的内部相通，当电池包p中的某一个电池单体5发生热失控时，该电池单体5的防爆阀51爆裂，使挡板15脱离封堵排气口132a的状态。失控电池单体5释放的气体可以排到横梁13内，进入横梁13的内部，具体地，电池单体5释放的气体可以通过上述的第一通道133和第二通道134后，再通过底板11的底部设置的排气通道112排出到电池包p的外部。
[0111]
在一种具体的实施方式中，参照图4和图5，排气通道112与横梁13均沿第一箱体1的长度方向(y)延伸。排气通道112与横梁13相对应，均根据电池单体5沿长度方向(y)的排布方式而排布，失控电池单体5释放的气体进入横梁13的内部后，由于排气通道112沿着长度方向(y)延伸，高温气体能够得到充分释放，避免了连锁反应。
[0112]
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。