电池组的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组。


背景技术：

2.现有动力电池系统为应对较大的发热量，部分采用顶部口琴管压在电芯的防爆阀上面，在电池发生热失控时，由防爆阀喷出的热流(气体或者液体)难以冲破口琴管，影响电池系统应对热失控的能力。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种应对热失控能力较佳的电池组。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.根据本实用新型的一个方面，提供一种电池组，其中，包括多个电池以及液冷结构；所述液冷结构设置于所述多个电池上并至少部分覆盖所述电池的防爆阀，所述液冷结构对应于所述防爆阀的位置具有薄弱部；其中，所述电池组被配置为在热失控时通过冲出所述防爆阀的热流熔化所述薄弱部，而使所述液冷结构中的冷却介质流出至所述电池。
6.由上述技术方案可知，本实用新型提出的电池组的优点和积极效果在于：
7.本实用新型提出的电池组，通过液冷结构对应于防爆阀的位置具有薄弱部的结构设计，使得电池组在热失控时通过冲出防爆阀的热流熔化薄弱部，而使液冷结构中的冷却介质流至电池。据此，本实用新型能够利用液冷结构流出的冷却介质对产生热失控的电池进行降温，避免热失控扩散，有效提升电池组对热失控的应对能力。
附图说明
8.通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施方式的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
9.图1是根据一示例性实施方式示出的电池组的立体结构示意图；
10.图2是图1示出的电池组的侧视图；
11.图3是沿图2中的直线a-a所作的剖视图；
12.图4是图3中的b部分的放大图；
13.图5是图4示出的液冷结构的局部立体结构示意图；
14.图6是沿图5中的直线c-c所作的剖视图；
15.图7是根据另一实施方式示出的电池组的液冷结构的局部剖视图；
16.图8是根据另一实施方式示出的电池组的液冷结构的局部俯视图；
17.图9是根据另一实施方式示出的电池组的局部剖视图；
18.图10是图9中示出的换热组件的局部立体结构示意图；
19.图11是沿图10中的直线d-d所作的剖视图；
20.图12是根据另一实施方式示出的电池组的换热组件的局部剖视图；
21.图13是根据另一实施方式示出的电池组的立体结构示意图。
22.附图标记说明如下：
23.100.电池；
24.110.防爆阀；
25.200.口琴管；
26.210.薄弱部；
27.220.内腔；
28.300.导热胶套；
29.310.开口；
30.400.绝缘膜；
31.500.箱盖；
32.510.凹槽；
33.d1～d2.厚度；
34.w1～w2.宽度；
35.x.第一方向；
36.y.第二方向。
具体实施方式
37.体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。
38.在对本实用新型的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。
39.参阅图1，其代表性地示出了本实用新型提出的电池组的立体结构示意图。在该示例性实施方式中，本实用新型提出的电池组是以应用于在4c快充工况下的800v高压系统的电池组为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本实用新型的相关设计应用于其他类型的电池组或其他工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的电池组的原理的范围内。
40.如图1所示，在本实施方式中，本实用新型提出的电池组包括多个电池以及液冷结构。配合参阅图2至图6，图2中代表性地示出了电池组的侧视图；图3中代表性地示出了沿图2中的直线a-a所作的剖视图；图4中代表性地示出了图3中的b部分的放大图；图5中代表性地示出了图4示出的液冷结构的局部立体结构示意图，具体示出了由斜下方观察液冷结构
时的立体结构；图6中代表性地示出了沿图5中的直线c-c所作的剖视图。以下将结合上述附图，对本实用新型提出的电池组的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
41.如图4至图6所示，在本实用新型的一实施方式中，该液冷结构设置于多个电池100上，且液冷结构至少部分覆盖电池100的防爆阀110。在此基础上，液冷结构对应于防爆阀110的位置具有薄弱部210。据此，当电池组产生热失控时，电池组能够利用冲出防爆阀110的热流(例如气流、液体等)熔化该薄弱部210，而使液冷结构中的冷却介质流出至产生热失控的电池100。通过上述结构设计，本实用新型能够利用液冷结构流出的冷却介质对产生热失控的电池100进行降温，避免热失控扩散，有效提升电池组对热失控的应对能力。
42.如图4至图6所示，在本实用新型的一实施方式中，液冷结构具有容纳冷却介质的内腔220，薄弱部210可以是液冷结构朝向电池100的一侧腔壁对应于防爆阀110的部分，且薄弱部210的厚度d1小于腔壁其他部分的厚度d2。
43.如图6所示，在本实用新型的一实施方式中，薄弱部210的厚度d1，即液冷结构朝向电池100的一侧腔壁对应于防爆阀110的部分的厚度，可以为0.4mm～1mm，例如0.4mm、0.5mm、0.8mm、1mm等。在一些实施方式中，薄弱部210的厚度d1，亦可小于0.4mm，或可大于1mm，例如0.3mm、1.1mm等，并不以本实施方式为限。通过上述结构设计，由于薄弱部210的厚度较小，使得薄弱部210更容易被防爆阀110喷出的热流熔化，从而进一步保证电池组对热失控的较佳的应对能力。
44.参阅图7，图7中代表性地示出了本实用新型提出的电池组在另一实施方式示中的液冷结构的局部剖视图，具体的剖视角度可以参考图5中的直线c-c所示。
45.如图7所示，基于液冷结构具有容纳冷却介质的内腔220，且薄弱部210为液冷结构朝向电池100的一侧腔壁对应于防爆阀110的部分的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，薄弱部210的材质的熔点可以小于腔壁其他部分的材质的熔点。
46.基于薄弱部210的材质的熔点小于腔壁其他部分的材质的熔点的设计，在本实用新型的一实施方式中，薄弱部210的材质的熔点可以大于对此的正常工作温度的上限，并小于一上限温度，该上限温度可以根据电池100产生热失控时由防爆阀110喷出的热流的温度进行选择设定。例如，以电池100的正常工作温度小于100℃，且防爆阀110喷出的热量的温度大于800℃为例，则薄弱部210的材质的熔点可以为100℃～800℃，例如100℃、200℃、500℃、800℃等。通过上述设计，能够避免因薄弱部210的熔点太低而使薄弱部210在电池100正常工作时被熔化，同时能够避免因薄弱部210的熔点太高而使薄弱部210在电池100发生热失控时无法被防爆阀110配出的热流熔化。
47.需说明的是，如图6和图7所示，在一些实施方式中，当薄弱部210的厚度d1小于液冷结构的腔壁其他部分的厚度d2时，薄弱部210的材质可以与腔壁其他部分的材质相同，亦可将薄弱部210的材质的熔点设计为小于腔壁其他部分的材质的熔点。再者，当薄弱部210的材质的熔点小于液冷结构的腔壁其他部分的材质的熔点时，薄弱部210的厚度d1可以与腔壁其他部分的厚度d2相同，亦可将薄弱部210的厚度d设计为小于腔壁其他部分的厚度d2。
48.如图4和图5所示，在本实用新型的一实施方式中，液冷结构可以为口琴管200。在一些实施方式中，液冷结构亦可为其他结构，例如液冷板等。
49.参阅图8所示，图8中代表性地示出了本实用新型提出的电池组在另一实施方式中的液冷结构的局部俯视图。
50.如图8所示，在本实用新型的一实施方式中，仍以液冷结构为口琴管200为例，同时定义多个电池100的排列方向为第一方向x，并定义垂直于第一方向x的第二方向y。在此基础上，薄弱部210沿第二方向y的宽度w1可以小于液冷结构的其他部分沿第二方向y的宽度w2。通过上述结构设计，由于薄弱部210的宽度相对压滤结构的其他部分的宽度较小，使得薄弱部210更容易被防爆阀110喷出的热流熔化，从而进一步保证电池组对热失控的较佳的应对能力。
51.基于薄弱部210沿第二方向y的宽度w1小于液冷结构的其他部分沿第二方向y的宽度w2的设计，在本实用新型的一实施方式中，薄弱部210沿第二方向y的宽度w1可以小于防爆阀110沿第二方向y的宽度。
52.需说明的是，由液冷结构的横截面观察，在图8示出的实施方式中，薄弱部210是由液冷结构的横截面的整体形成，即薄弱部210包含了例如口琴管200的朝向和背向电池100的两表面以及两侧面。相比之下，在图1至图7示出的实施方式中，薄弱部210是由液冷结构的横截面的朝向防爆阀110的一侧形成，即薄弱部210包含了例如口琴管200或者液冷板的朝向电池100的一侧腔壁。换言之，在符合本实用新型的设计构思的各种可能的实施方式中，薄弱部210是形成于液冷结构对应防爆阀110的位置。
53.参阅图9至图11所示，图9中代表性地示出了本实用新型提出的电池组在另一实施方式中的局部剖视图，具体的剖视角度可以参考图3中的b部分所示；图10中代表性地示出了图9示出的换热组件的局部立体结构示意图；
54.图11代表性地示出了沿图10中的直线d-d所作的剖视图。
55.如图9至图11所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池组还可以包括导热胶套300以及绝缘膜400。具体而言，该导热胶套300套设于液冷结构外周，导热胶套300与液冷结构共同构成电池组的换热组件。该绝缘膜400至少设置于该换热组件背向电池100的一侧，即绝缘膜400设置于导热胶套300背向电池100的一侧。通过上述结构设计，本实用新型能够避免绝缘膜400直接设置在液冷结构上，从而保护绝缘膜400不会被液冷结构损伤，进一步保证设置在绝缘膜400上的汇流排等结构与下方换热组件的绝缘性能。另外，由于导热胶套300的材质为胶材，因此导热胶套300的设置不会影响防爆阀110喷出的热流熔化液冷结构的薄弱部210。例如，当电池组产生热失控时，防爆阀110喷出的热流能够先将对应位置的部分导热胶套300快速熔化，然后继续实现对薄弱部210的熔化。再者，无论电池组是否包括绝缘膜400，基于导热胶套300的结构设计，本实用新型能够避免液冷结构对邻设的其他结构造成损伤，同时能够为液冷结构提供保护。如图10和图11所示，在本实用新型的一实施方式中，导热胶套300对应于薄弱部210的部分可以开设有开口310，该开口310能够暴露薄弱部210。通过上述结构设计，本实用新型在液冷结构外周套设有导热胶套300的基础上，能够使防爆阀110喷出的热流穿过开口310而直接作用于薄弱部210，据此保证薄弱部210的熔化，进一步保证电池组对热失控的较佳的应对能力。
56.如图10所述，基于导热胶套300开设有能够暴露薄弱部210的开口310的设计，在本实用新型的一实施方式中，开口310的宽度可以大于薄弱部210的宽度。通过上述设计，开口310能够保证将薄弱部210暴露，据此进一步保证薄弱部210的熔化。
57.如图10所示，在本实用新型的一实施方式中，以液冷结构为口琴管200为例，导热胶套300的开口310可以包括开设于导热胶套300边缘的缺口。通过上述结构设计，一方面能够漏出液冷结构的薄弱部210，另一方面，采用开口310设置在导热胶套300边缘有利于热量、气体由开口310逸出。在一些实施方式中，开口310亦可包括开设于导热胶套300朝向电池100一侧的中部，并不以本实施方式为限。
58.如图11所示，在本实用新型的一实施方式中，液冷结构具有容纳冷却介质的内腔220，薄弱部210可以是液冷结构朝向电池100的一侧腔壁对应于防爆阀110的部分，且薄弱部210的厚度d1小于腔壁其他部分的厚度d2。
59.参阅图12，图12中代表性地示出了本实用新型提出的电池组在另一实施方式示中的液冷结构的局部剖视图，具体的剖视角度可以参考图10中的直线d-d所示。
60.如图12所示，基于液冷结构具有容纳冷却介质的内腔220，且薄弱部210为液冷结构朝向电池100的一侧腔壁对应于防爆阀110的部分的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，薄弱部210的材质的熔点可以小于腔壁其他部分的材质的熔点。
61.需说明的是，当液冷结构的外周套设有导热胶套300时，液冷结构亦可为其他结构，例如液冷板，并不以本实施方式为限。
62.在本实用新型的一实施方式中，绝缘膜400可以包括两层膜层，例如上层膜和下层膜。在此基础上，汇流排的部分(例如汇流排与电池极柱连接的部分露出于绝缘膜400)和柔性线束设置在上层膜与下层膜之间。另外，绝缘膜400可以例如但不限于热压膜。
63.在一些实施方式中，本实用新型提出的电池组还可以包括边框。在此基础上，导热胶套300可以通过扎带固定于该边框。再者，当液冷结构未套设导热胶套300时，亦可将液冷结构通过扎带固定于边框。
64.基于导热胶套300可以固定于边框的结构设计，在一些实施方式中，边框上可以设置有支座，导热胶套可以固定于该支座上。其中，由于边框的高度通常低于电池的高度，本实用新型通过上述结构设计，能够利用支座弥补部分上述高度差，另外也可以增加边框的结构强度。
65.在一些实施方式中，本实用新型提出的电池组还可以包括加强梁。在此基础上，导热胶套300可以通过扎带固定于该加强梁。再者，当液冷结构未套设导热胶套300时，亦可将液冷结构通过扎带固定于加强梁。
66.承上所述，当本实用新型提出的电池组同时包括边框和加强梁时，液冷结构可以仅设置于边框上，或者仅设置于加强梁上。再者，当电池组包括至少两个液冷结构时，亦可有至少一个液冷结构设置于边框上，且至少一个液冷结构设置于加强梁上。当然，当电池组包括至少两个液冷结构时，全部液冷结构亦可均设置于边框上，或者均设置于加强梁上，均不以上述实施方式为限。
67.参阅图13，图13中代表性地示出了本实用新型提出的电池组在另一实施方式示中的立体结构示意图。
68.如图13所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池组还包括箱盖500，该箱盖500设置于多个电池100上，且液冷结构位于电池100与箱盖500之间。在此基础上，箱500盖的内表面(即朝向电池100的表面)可以具有朝向电池100凸伸的凸起部，且至少部分凸起部与液冷结构的位置相对应。通过上述结构设计，本实用新型能够利用箱盖500
的凸起部对液冷结构提供压紧定位功能，保证液冷结构在电池100上的安装牢固程度，避免液冷结构松动，进而保证液冷结构对电池的冷却效果。
69.如图13所示，基于电池组的箱盖500具有凸起部的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，凸起部可以为箱盖500朝向电池100凹陷的凹槽510。通过上述结构设计，本实用新型利用凹槽510实现凸起部的形成的同时，能够进一步保证电池组的轻量化设计，并能加强箱盖500的结构强度。在一些实施方式中，箱盖500的凸起部亦可采用其他方式设置，例如，凸起部可以为设置于箱盖510的内表面的凸筋，据此，凸筋在形成凸起部的同时，能够提供加强箱盖500结构强度之用。
70.需说明的是，如图13所示，以凸起部为长直结构为例，例如箱盖500设置贯通的长直结构的凹槽510(亦可为贯通的长直结构的凸筋等)，同时以液冷结构为口琴管200为例，凹槽510的延伸方向可以平行于口琴管200的延伸方向，据此，至少部分凹槽510的位置与口琴管200的位置相对应，从而能够为这些口琴管200提供压紧定位功能。在一些实施方式中，凸起部亦可为间断结构，例如相对于长直结构的“线状”布置的凸起部，亦可为“点状”布置的凸起部，均不以本实施方式为限。另外，在一些实施方式中，箱盖500可以同时具有凹槽510并设置有凸筋，其中，对应液冷结构的凹槽510由箱盖500内表面朝向电池100的凸伸高度，可以大于凸筋的凸伸高度，据此能够利用这些凹槽510为液冷结构提供压紧定位功能。
71.基于电池组的箱盖500具有凸起部的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，液冷结构与相对应的凸起部之间可以设置有缓冲结构，缓冲机构可以例如但不限于缓冲棉等。在此基础上，箱盖500的凸起部未直接接触液冷结构，而是通过缓冲结构间接接触液冷结构，据此使得凸起部对液冷结构提供压紧定位功能时，是通过缓冲结构间接作用于液冷结构，且缓冲机构能够提供缓冲作用。
72.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的电池组仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种电池组中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的电池组的任何细节或电池组的任何部件。
73.综上所述，本实用新型提出的电池组，通过液冷结构对应于防爆阀110的位置具有薄弱部210的结构设计，使得电池组在热失控时通过冲出防爆阀110的热流熔化薄弱部210，而使液冷结构中的冷却介质流至电池100。据此，本实用新型能够利用液冷结构流出的冷却介质对产生热失控的电池100进行降温，避免热失控扩散，有效提升电池组对热失控的应对能力。
74.以上详细地描述和/或图示了本实用新型提出的电池组的示例性实施方式。但本实用新型的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
75.虽然已根据不同的特定实施例对本实用新型提出的电池组进行了描述，但本领域
技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本实用新型的实施进行改动。