一种电池箱、电池包及车辆的制作方法

1.本技术涉及电池包安全设计领域，具体而言，涉及一种电池箱、电池包及车辆。


背景技术：

2.目前相关技术中主要是通过采用延缓引火源的方式控制热蔓延，如在电池单体之间增加阻燃材料，或者电池单体采用活性相对较低的磷酸铁锂正极材料，这些技术仅能在电池单体发生热失控时，一定程度上延缓热蔓延，但无法从系统层面上根本阻断电池包热蔓延。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种电池箱、电池包及车辆，其旨在改善相关技术中无法在电池单体热失控时阻断热蔓延的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种电池箱，该电池箱包括箱体和阻燃装置。箱体用于容纳电池单体。阻燃装置外接于箱体，阻燃装置被配置为在箱体的内部温度达到阈值时向箱体的内部提供绝缘阻燃介质。
5.在上述技术方案中，电池箱设置有阻燃装置，阻燃装置外接于箱体，当电池单体热失控时，阻燃装置向箱体内部提供绝缘阻燃介质，一方面绝缘阻燃介质能够隔开可燃物，另一方面，绝缘阻燃介质能够为电池单体降温，进而阻断热蔓延。
6.作为本技术实施例的一种可选技术方案，阻燃装置包括介质容纳箱、第一管和第一开关装置。介质容纳箱用于容纳绝缘阻燃介质。介质容纳箱与箱体通过第一管连接。第一开关装置设置于第一管，第一开关装置用于在箱体的内部温度达到阈值时打开，以使介质容纳箱内的绝缘阻燃介质通过第一管进入至箱体的内部。
7.在上述技术方案中，通过设置第一开关装置，在电池单体未发生热失控时关闭，分隔箱体和介质容纳箱，防止介质容纳箱内的绝缘阻燃介质进入箱体内，并在电池单体发生热失控时打开，使得第一管连通箱体和介质容纳箱，让介质容纳箱内的绝缘阻燃介质进入箱体内。
8.作为本技术实施例的一种可选技术方案，阻燃装置还包括温度检测装置和控制器。温度检测装置用于检测箱体的内部的温度。第一开关装置和温度检测装置均与控制器电连接，控制器用于在温度检测装置检测到的温度达到阈值时控制第一开关装置打开。
9.在上述技术方案中，通过设置温度检测装置来检测箱体内的温度，便于确定电池单体是否发生热失控，若箱体内的温度达到阈值，可以判定电池单体发生了热失控，控制器控制第一开关装置打开，向箱体内提供绝缘阻燃介质。
10.作为本技术实施例的一种可选技术方案，阻燃装置包括第二管，介质容纳箱与箱体通过第二管连接，第二管用于将箱体内的空气引导至介质容纳箱的内部。
11.在上述技术方案中，通过设置第二管，当电池单体热失控时，箱体内的温度上升，空气受热膨胀，箱体内的空气通过第二管排入介质容纳箱内，减少箱体内的氧气，排出燃烧
三要素之一的助燃剂，进一步阻断热蔓延，另外，箱体内的空气排入介质容纳箱后，介质容纳箱的气压增大，进一步挤压绝缘阻燃介质，使得绝缘阻燃介质更快进入箱体内。
12.作为本技术实施例的一种可选技术方案，阻燃装置包括第二开关装置，第二开关装置设置于第二管，第二开关装置用于在箱体的内部温度达到阈值时打开，以使箱体内的空气通过第二管进入至介质容纳箱的内部。
13.在上述技术方案中，通过设置第二开关装置，便于控制箱体和介质容纳箱的连通或断开，在电池单体发生热失控时，打开第二开关装置，便于将箱体内的空气排入介质容纳箱内。
14.作为本技术实施例的一种可选技术方案，第一管与介质容纳箱的连接位置低于第二管与介质容纳箱的连接位置。
15.在上述技术方案中，通过使第二管与介质容纳箱的连接位置高于第一管与介质容纳箱的连接位置，便于空气进入介质容纳箱时，增大介质容纳箱的气压，进一步挤压绝缘阻燃介质，加快绝缘阻燃介质的流速。
16.作为本技术实施例的一种可选技术方案，第一开关装置为单向阀，单向阀允许介质容纳箱内的绝缘阻燃介质经第一管进入箱体的内部，阻止箱体的内部的绝缘阻燃介质经过第一管进入介质容纳箱。
17.在上述技术方案中，通过设置单向阀，避免流入箱体内的绝缘阻燃介质返流向介质容纳箱。
18.作为本技术实施例的一种可选技术方案，箱体上开设有用于排出绝缘阻燃介质的排液口。
19.在上述技术方案中，通过在箱体上开设排液口，便于排出箱体内的绝缘阻燃介质。
20.第二方面，本技术实施例还提供了一种电池包，该电池包包括电池单体和上述任一项中的电池箱，电池单体容纳于电池箱。该电池包采用了上述的电池箱，在电池单体热失控时，能够阻断热蔓延，安全性较好。
21.第三方面，本技术实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述的电池包。该车辆的电池包着火概率较低，较为安全。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
23.图1为本技术实施例提供的第一种电池包的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的第二种电池包的结构示意图；
25.图3为本技术实施例提供的第三种电池包的结构示意图；
26.图4为本技术实施例提供的第四种电池包的结构示意图。
27.图标：1
‑
箱体；2
‑
电池单体；3
‑
温度检测装置；5
‑
控制器；7
‑
第一开关装置；8
‑
第一管；9
‑
绝缘阻燃介质；10
‑
介质容纳箱；11
‑
加注口；12
‑
第二管；14
‑
第二开关装置；16
‑
泄压阀；17
‑
排液口。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.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定义和解释。
31.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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技术的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.实施例
35.请参照图1，本实施例提供了一种电池箱，该电池箱包括箱体1和阻燃装置。箱体1用于容纳电池单体2。阻燃装置外接于箱体1，阻燃装置被配置为在箱体1的内部温度达到阈值时向箱体1的内部提供绝缘阻燃介质9。该电池箱设置有阻燃装置，阻燃装置外接于箱体1，当电池单体2热失控时，阻燃装置向箱体1内部提供绝缘阻燃介质9，一方面绝缘阻燃介质9能够隔开可燃物，从燃烧三要素的可燃物入手，阻断热蔓延；另一方面，绝缘阻燃介质9能够为电池单体2降温，提升阻断热蔓延的效果。
36.电池包热失控的一般分为三个阶段：电池内部热失控阶段，此阶段电池温度大概在80～150℃，sei膜、内部电解质开始分解，释放热量；电池鼓包阶段，此阶段温度达200℃以上，正极材料分解，释放出大量热和气体，随之嵌锂态负极开始与电解液发生反应；电池失控爆炸失效阶段，此阶段电解液与正极反应产生大量氧气，加剧热失控。由此可知，触发阻燃装置的温度阈值可以为80℃。
37.需要说明的是，绝缘阻燃介质9是同时具有绝缘性和耐热性的介质，其要求在电池单体2热失控温度范围不可燃烧，并且具备绝缘性以避免短路。在本实施例中，绝缘阻燃介质9为液体介质。考虑到冬天环境温度低时，绝缘阻燃介质9也能正常充满箱体1，因此对绝缘阻燃介质9的熔点也有一定的要求。另外，为了便于绝缘阻燃介质9快速充满箱体1，要求
绝缘阻燃介质9的粘度较小。绝缘阻燃介质9的基本特性见表1。
38.表1绝缘阻燃介质的基本特性
[0039][0040]
在本实施例中，绝缘阻燃介质9为硅油，选择硅油作为绝缘阻燃介质9，不但能够满足上述的条件，并且成本较低。
[0041]
请参照图1，在一些可选地实施方式中，阻燃装置包括介质容纳箱10、第一管8和第一开关装置7。介质容纳箱10用于容纳绝缘阻燃介质9。介质容纳箱10与箱体1通过第一管8连接。第一开关装置7设置于第一管8，第一开关装置7用于在箱体1的内部温度达到阈值时打开，以使介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9通过第一管8进入至箱体1的内部。通过设置第一开关装置7，在电池单体2未发生热失控时关闭，分隔箱体1和介质容纳箱10，防止介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9进入箱体1内，并在电池单体2发生热失控时打开，使得第一管8连通箱体1和介质容纳箱10，让介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9进入箱体1内。
[0042]
在一些可选地实施方式中，介质容纳箱10布置于箱体1的上方，第一管8的一端连接于介质容纳箱10的下侧。这样，当第一开关装置7打开时，介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9会在重力的作用下，自动流入箱体1内，无需额外的驱动作用，成本较低，较为方便。在一些可选地实施方式中，介质容纳箱10为膨胀壶，介质容纳箱10的顶部开设有加注口11，便于向介质容纳箱10内加注绝缘阻燃介质9。
[0043]
在一些可选地实施方式中，第一开关装置7为单向阀，单向阀允许介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9经第一管8进入箱体1的内部，阻止箱体1的内部的绝缘阻燃介质9经过第一管8进入介质容纳箱10(第一开关装置7打开时，绝缘阻燃介质9的流向如图1中箭头所示)。通过设置单向阀，避免流入箱体1内的绝缘阻燃介质9返流向介质容纳箱10。在另一些可选地实施方式中，第一开关装置7为节流阀。
[0044]
在另一些可选地实施方式中，阻燃装置包括介质容纳箱10和第一开关装置7。介质容纳箱10与箱体1通过第一开关装置7连接。当第一开关装置7打开时，介质容纳箱10与箱体1连通，介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9能够进入箱体1内。当第一开关装置7关闭时，介质容纳箱10与箱体1分隔，介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9不能进入箱体1内。
[0045]
请参照图2，在一些可选地实施方式中，阻燃装置还包括温度检测装置3和控制器5。温度检测装置3用于检测箱体1的内部的温度。第一开关装置7和温度检测装置3均与控制器5电连接(如图2中虚线所示)，控制器5用于在温度检测装置3检测到的温度达到阈值时控制第一开关装置7打开。通过设置温度检测装置3来检测箱体1内的温度，便于确定电池单体2是否发生热失控，若箱体1内的温度达到阈值，可以判定电池单体2发生了热失控，控制器5控制第一开关装置7打开，向箱体1内提供绝缘阻燃介质9。
[0046]
请参照图3，在一些可选地实施方式中，阻燃装置包括第二管12，介质容纳箱10与
箱体1通过第二管12连接，第二管12用于将箱体1内的空气引导至介质容纳箱10的内部。通过设置第二管12，当电池单体2热失控时，箱体1内的温度上升，空气受热膨胀，箱体1内的空气通过第二管12排入介质容纳箱10内，减少箱体1内的氧气，排出燃烧三要素之一的助燃剂，进一步阻断热蔓延，另外，箱体1内的空气排入介质容纳箱10后，介质容纳箱10的气压增大，进一步挤压绝缘阻燃介质9，使得绝缘阻燃介质9更快进入箱体1内。请参照图4，阻燃装置包括第二开关装置14，第二开关装置14设置于第二管12，第二开关装置14用于在箱体1的内部温度达到阈值时打开，以使箱体1内的空气通过第二管12进入至介质容纳箱10的内部。通过设置第二开关装置14，便于控制箱体1和介质容纳箱10的连通或断开，在电池单体2发生热失控时，打开第二开关装置14，便于将箱体1内的空气排入介质容纳箱10内。
[0047]
请参照图4，在一些可选地实施方式中，第一管8与介质容纳箱10的连接位置低于第二管12与介质容纳箱10的连接位置。介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9的液面低于第二管12与介质容纳箱10的连接位置。通过使第二管12与介质容纳箱10的连接位置高于第一管8与介质容纳箱10的连接位置，便于空气进入介质容纳箱10时，增大介质容纳箱10的气压，进一步挤压绝缘阻燃介质9，加快绝缘阻燃介质9的流速。
[0048]
在另一些可选地实施方式中，阻燃装置未设置温度检测装置3，第一管8连通箱体1和介质容纳箱10，第二管12连通箱体1和介质容纳箱10，第一管8上设置有第一开关装置7。当电池单体2热失控时，箱体1内的空气受热膨胀，通过第二管12进入介质容纳箱10，第二介质容纳箱10内的气压增大，压力作用于第一开关装置7，当压力达到阈值时，第一开关装置7打开，将介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9导入箱体1内。
[0049]
请参照图4，在一些可选地实施方式中，箱体1的底部设置有排液口17，用于排出绝缘阻燃介质9。另外，箱体1上还设置有泄压阀16，用于在电池单体2发生热失控，且箱体1内气压较大时，排出部分气体。
[0050]
本实施例提供了一种电池箱，该电池箱包括箱体1和阻燃装置。箱体1用于容纳电池单体2。阻燃装置外接于箱体1，阻燃装置被配置为在箱体1的内部温度达到阈值时向箱体1的内部提供绝缘阻燃介质9。阻燃装置包括介质容纳箱10、第一管8和第一开关装置7。介质容纳箱10用于容纳绝缘阻燃介质9。介质容纳箱10与箱体1通过第一管8连接。第一开关装置7设置于第一管8，第一开关装置7用于在箱体1的内部温度达到阈值时打开，以使介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9通过第一管8进入至箱体1的内部。阻燃装置还包括温度检测装置3和控制器5。温度检测装置3用于检测箱体1的内部的温度。第一开关装置7和温度检测装置3均与控制器5电连接，控制器5用于在温度检测装置3检测到的温度达到阈值时控制第一开关装置7打开。阻燃装置包括第二管12，介质容纳箱10与箱体1通过第二管12连接，第二管12用于将箱体1内的空气引导至介质容纳箱10的内部。阻燃装置包括第二开关装置14，第二开关装置14设置于第二管12，第二开关装置14用于在箱体1的内部温度达到阈值时打开，以使箱体1内的空气通过第二管12进入至介质容纳箱10的内部。该电池箱从阻断燃烧三要素出发，当电池单体2将要或者发生热失控时将绝缘阻燃介质9迅速充满整个箱体1，并将箱体1内的氧气排出，从根本上阻断箱体1内氧气，继而阻断热蔓延导致的着火事故发生，安全性较高。
[0051]
本实施例还提供了一种电池包，该电池包包括电池单体2和上述的电池箱，电池单体2容纳于电池箱。该电池包采用了上述的电池箱，在电池单体2热失控时，能够阻断热蔓
延，安全性较好。
[0052]
本实施例提供的电池包是这样工作的：
[0053]
当温度检测装置3检测到箱体1内的温度达到阈值时，控制器5判断电池单体2发生热失控，先打开第二开关装置14，使得箱体1与介质容纳箱10的气压平衡，之后再打开第二开关装置14，让介质容纳箱10内的绝缘阻燃介质9进入箱体1内，绝缘阻燃介质9逐渐充满箱体1，将箱体1内的空气排入介质容纳箱10内，隔绝箱体1内的氧气，并且由绝缘阻燃介质9不会在热失控的温度下燃烧，因此也隔绝了可燃物，另外，绝缘阻燃介质9还可以对电池单体2进行降温，从而达到阻断热蔓延的目的。
[0054]
本技术实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述的电池包。该车辆的电池包着火概率较低，较为安全。需要说明的是，在一些可选地实施方式中，温度检测装置3为电池监控模块，而控制器5为整车控制器。
[0055]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。