一种动力电池箱体及其使用方法与流程

本发明属于新能源动力电池，更具体地说，是涉及一种动力电池箱体，本发明还涉及一种动力电池箱体的使用方法。

背景技术：

1、动力电池系统是新能源汽车的能量来源，电池箱体作为电池系统的重要载体，连接着电芯和整车车架，并支撑内部所有零部件，电池在工作过程中会有热失控的风险，如果内部压力不能及时释放，高压气体在狭窄的箱体里不能在极短时间内得到释放的话，将会造成箱体炸裂，严重的还会影响人员的人生身安全。

2、动力电池如果密封不好，在使用过程中，水、灰尘等杂物进入箱体内，造成绝缘失效、短路等风险，长此以往，会影响电池的使用寿命，更严重的会有热失控的风险。所以，目前都有ip67的密封要求，要求电池在1m水深保持30分钟，不会有水渗入，但是如果电池热失控，导致内部压力不能及时释放，高压气体在狭窄的箱体里不能在极短时间内得到释放的话，将会造成箱体炸裂，严重的还会影响人员的人生身安全。

3、针对热失控带来的风险，一般的解决方案是为电池包安装puw泄压阀，当电池包内部压力超过临界值，puw泄压阀将会直接与外界连通，一次性释放电池内部压力，以恢复压力平衡，保证电池安全。大多数电池包尾部布置了一个puw泄压防爆阀，采用透气防水的高分子聚合透气膜，确保电池包内外压差平衡，并在电池发生严重故障导致电池包内部温度升高压力增加时迅速启动泄压，防止爆炸。此种泄压阀通常置于电池包箱体侧壁，无固定泄压路径，高温高压气体直接泄出易对其他零部件及管线造成损伤。相关专利设计中，多为通过中空型材零件进行泄压，零件造型复杂且新增泄压孔无密封(cn110190211 b)；或需增加其他防爆泄压装置(cn115036629a)，使电池包整体结构更复杂、成本更高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，在电池箱体内部和外部环境压力不平衡时或电池包内部热失控情况下，充分考虑电池包箱体内部密封和压力及时泄放的要求，进行结构改进，在压力达到一定条件时，不同压力状况分别依照设定路线进行排气泄压，防止箱体结构受损，并且有效保证驾乘人员及车辆安全的动力电池箱体。

2、要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

3、本发明为一种动力电池箱体，包括电池包下箱体、防爆阀、电池包上箱体、底部连接件、密封透气膜，所述的电池包上箱体上设置阶梯造型，阶梯造型呈仿生学树叶脉络结构，电池包下箱体侧面设置防爆阀，电池包下箱体底面位置设置多个密封透气膜，电池包下箱体下部还连接底部连接件，底部连接件包括底部板件、多道横梁和多道纵梁，底部板件和电池包下箱体之间形成空腔，底部连接件的底部板件侧端位置设置出气孔，底部板件位于多个密封透气膜下方位置，底部连接件的底部板件侧边和电池包下箱体侧边密封连接。

4、底部连接件的多道横梁平行设置，多道纵梁平行布置，底部板件设置为由高强度钢一体冲压成型的结构。

5、所述的电池包上箱体由钢板一体冲压成型，板厚0.7-1.0mm。

6、所述的电池包下箱体由钢板一体冲压成型，板厚1.0-2.0mm。

7、所述的底部连接件的底部板件与电池包下箱体通过点焊连接。横梁和纵梁为一体式结构，并且与底部板件焊接。

8、所述的密封透气膜设置多个，多个密封透气膜分布于电池包下箱体底面靠近侧边位置。

9、所述的电池箱防爆阀包括透气膜和壳体。

10、所述的密封透气膜由防水透气材料制成，通过胶层粘连在电池包下箱体内底部表面。

11、本发明还涉及一种步骤简单，在电池箱体内部和外部环境压力不平衡时或电池包内部热失控情况下，充分考虑电池包箱体内部密封和压力及时泄放的要求，进行结构改进，在压力达到一定条件时，不同压力状况分别依照设定路线进行排气泄压，防止箱体结构受损，并且有效保证驾乘人员及车辆安全的动力电池箱体的使用方法。

12、所述的动力电池箱体的使用方法的使用步骤为：

13、s1.所述的动力电池箱体包括电池包下箱体、防爆阀、电池包上箱体、底部连接件、密封透气膜；电池上箱体和电池下箱体连接形成电池箱体；

14、s2.当电池箱体内部和外部环境压力不平衡时，防爆阀开启，进行压力平衡；电池箱体内部和外部压力平衡后，防爆阀关闭；

15、s3.当电池热失控，内部压力突然升高，防爆阀不足以快速泄放压力时，高压气体自热失控电芯释放，沿着电芯表面到达电池包下箱体的密封透气膜位置，冲开密封透气膜后，进入空腔，再通过空腔释放到电池箱体外部，调节电池箱体内部和外部压力平衡，保证电池箱体不会因为压力作用导致变形；电池箱体内部和外部压力平衡后，密封透气膜关闭。

16、所述的密封透气膜在压力超过10千帕即可开启泄压，防爆膜在压力超过30千帕时开启泄压。

17、采用本发明的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：

18、本发明所述的动力电池箱体，主要包括电池包上箱体、电池包下箱体、防爆阀。其中，电池包上箱体具有阶梯造型，基于仿生学树叶脉络结构，能够有效加强电池包上箱体结构强度，同时抑制电池包上箱体的大平面鼓面模态，提高电池包上箱体的模态值；电池包上箱体和电池包下箱体通过密封面进行密封，并且通过螺栓实现连接；防爆阀安装在电池包下箱体侧面位置，防爆阀通过螺纹与电池包下箱体进行连接；电池包下箱体底部还设置密封透气膜，电池包下箱体还设置具有导流和支撑作用的底部连接件。电池包上箱体、电池包下箱体均由钢材冲压而成，结构简单，质量轻，空间利用率更大，能够有效提升电池的能量密度；电池包下箱体底部的底部连接件，一方面，能够有效地加强电池箱体的结构强度，提高电池包的机械性能；另一方面，设置在底部连接件下部的横梁和纵梁作为加强板件，也能够进一步对电池包下箱体提供保护，使得电池箱体更加安全和可靠；另一方面，当电池内部失控，通过电池包下箱体底部和底部板件之间的空腔作为通道，便于电池箱体内部的高压气体排出，进入空腔，再从连通空腔的出气孔可靠泄压。本发明所述的动力电池箱体及使用方法，结构简单，步骤简单，在电池箱体内部和外部环境压力不平衡时或电池包内部热失控情况下，充分考虑电池包箱体内部密封和压力及时泄放的要求，进行结构改进，在压力达到一定条件时，不同压力状况分别依照设定路线进行排气泄压，防止箱体结构受损，并且有效保证驾乘人员及车辆安全。

技术特征：

1.一种动力电池箱体，其特征在于：包括电池包下箱体(1)、防爆阀(2)、电池包上箱体(3)、底部连接件(4)、密封透气膜(5)，所述的电池包上箱体(3)上设置阶梯造型，阶梯造型呈仿生学树叶脉络结构，电池包下箱体(1)侧面设置防爆阀(2)，电池包下箱体(1)底面位置设置多个密封透气膜(5)，电池包下箱体(1)下部还连接底部连接件(4)，底部连接件(4)包括底部板件(8)、多道横梁(9)和多道纵梁(10)，底部板件(8)和电池包下箱体(1)之间形成空腔(6)，底部连接件(4)的底部板件(8)侧端位置设置出气孔(7)，底部板件(8)位于多个密封透气膜(5)下方位置，底部连接件(4)的底部板件(8)侧边和电池包下箱体(1)侧边密封连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池箱体，其特征在于：底部连接件(4)的多道横梁(9)平行设置，多道纵梁(10)平行布置，底部连接件(4)的底部板件(8)设置为由高强度钢一体冲压成型的结构。

3.根据权利要求1或2所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的电池包上箱体(3)由钢板一体冲压成型，板厚0.7-1.0mm。

4.根据权利要求1或2所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的电池包下箱体(1)由钢板一体冲压成型，板厚1.0-2.0mm。

5.根据权利要求4所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的底部连接件(4)的底部板件(8)与电池包下箱体(1)通过点焊连接，横梁(9)和纵梁(10)为一体式结构，并且与底部板件(8)焊接。

6.根据权利要求3所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的密封透气膜(5)设置多个，多个密封透气膜(5)分布于电池包下箱体(1)底面靠近侧边位置。

7.根据权利要求1或2所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的电池箱防爆阀(2)包括透气膜和壳体。

8.根据权利要求6所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的密封透气膜(5)由防水透气材料制成，通过胶层粘连在电池包下箱体(1)内底部表面。

9.一种动力电池箱体的使用方法，其特征在于：所述的动力电池箱体的使用方法的使用步骤为：

10.根据权利要求9所述的动力电池箱体，其特征在于：所述的密封透气膜(5)在压力超过10千帕即开启泄压，防爆膜(2)在压力超过30千帕时开启泄压。

技术总结
本发明属于新能源动力电池技术领域的动力电池箱体，本发明还涉及一种动力电池箱体的使用方法。电池包上箱体(3)上设置阶梯造型，阶梯造型呈仿生学树叶脉络结构，电池包下箱体(1)底面位置设置多个密封透气膜(5)，电池包下箱体(1)下部还连接底部连接件(4)，底部连接件(4)包括多道横梁(9)和多道纵梁(10)，每道横梁(9)和电池包下箱体(1)之间形成一个空腔(6)，底部连接件(4)的横梁(9)侧端和电池包下箱体(1)侧端之间设置出气孔(7)。本发明的动力电池箱体及动力电池箱体的使用方法，进行结构改进，在压力达到一定条件时，依照设定路线进行排气泄压，防止电池包箱体受损，以保证车辆驾乘人员及车辆安全。

技术研发人员：王祥,张军,田志俊,陈新力,何翠萍,俞祖俊
受保护的技术使用者：马鞍山钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12