一种电池包箱体及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包箱体及电池包。


背景技术：

2.电池包包括箱体以及设于箱体内的电池模组，电池包可用作新能源汽车的动力电池，为新能源汽车的动力系统提供动力。目前，针对电池包热失控排气方案普遍采用在电池包的箱体上集成专门的排气结构，当箱体内的电池模组发生热失控后，其产生的气体通过特定的排气结构引导至特定位置，比如将气体引导至箱体的侧部或顶部，然后通过热失控排气阀排出箱体。然而，现有的排气结构的排气通道路径较长，排气效率低，电池包热失控风险依然较高。
3.因此，亟待需要一种电池包箱体以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的在于提供电池包箱体，能够降低电池包热失控风险。
5.本实用新型的另一个目的在于提供电池包，通过应用上述电池包箱体，热失控风险低。
6.为实现上述目的，提供以下技术方案：
7.第一方面，提供了一种电池包箱体，所述电池包箱体内具有电芯组容纳空腔，包括：
8.下壳体；
9.上盖，可拆卸地封盖于所述下壳体上，所述上盖包括主体部和防爆部，所述主体部的熔点高于所述防爆部的熔点，所述主体部上设有排气口，所述防爆部封堵于所述排气口上，以在所述电芯组容纳空腔内的电芯组发生热失控时，所述防爆部能够熔化而敞开排气口。
10.作为所述电池包箱体的可选方案，所述防爆部位于所述主体部在行车方向的后侧。
11.作为所述电池包箱体的可选方案，所述主体部上形成有第一加强筋，所述第一加强筋将所述主体部分隔成多个区域，每个所述区域内均至少设有一个所述防爆部。
12.作为所述电池包箱体的可选方案，每个所述区域内的防爆部位于所述区域在行车方向的后部。
13.作为所述电池包箱体的可选方案，所述主体部还包括第二加强筋，所述第二加强筋围设于所述主体部的周向；和/或所述主体部还包括第三加强筋，多个所述第三加强筋平行间隔设于所述防爆部在行车方向的前侧。
14.作为所述电池包箱体的可选方案，所述主体部的强度高于所述防爆部的强度。
15.作为所述电池包箱体的可选方案，所述主体部为钢结构件；所述防爆部为铝结构件，所述主体部与所述防爆部焊接固定。
16.作为所述电池包箱体的可选方案，所述防爆部的面积与所述上盖的面积之比为r，r满足：0.25≤r≤0.75。
17.作为所述电池包箱体的可选方案，所述下壳体包括梁结构，所述梁结构中的至少一部分内形成有排气通道，所述排气通道能够将所述电芯组容纳空腔与所述电池包箱体的外部空间相连通。
18.第二方面，提供了一种电池包，包括如上所述的电池包箱体。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
20.本实用新型提供的电池包箱体，包括下壳体和盖板，盖板可拆卸地盖设于下壳体上，盖板包括主体部和防爆部，主体部的熔点高于防爆部的熔点，主体部上设有排气口，防爆部封堵排气口。当电池包发生热失控时，若电池包箱体的温度升温到防爆部的熔点时，防爆部先熔化使排气口敞开，从而使高温气体排出，防止电池包爆炸；此外，主体部可作为盖板的主体结构，能够保证盖板整体的结构强度，避免盖板受力变形。
21.本实用新型提供的电池包，通过应用上述电池包箱体，热失控风险低。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的电池包的局部爆炸图；
24.图2为本实用新型实施例提供的盖板的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的梁结构的结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的梁结构中气体流动方向的结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的外部框架梁的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的内部纵梁的结构示意图。
29.附图标记：
30.200、电芯组；
31.1、梁结构；10、外部框架梁；100、第一排气通道；101、第一进气孔；102、出气孔；11、第一纵梁；12、第二纵梁；13、第一横梁；14、第二横梁；15、内部纵梁；150、第二排气通道；151、第二进气孔；16、内部横梁；17、隔板；
32.2、盖板；21、主体部；211、第一加强筋；212、第二加强筋；213、第三加强筋；22、防爆部。
具体实施方式
33.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
34.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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
部的连通或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
37.图1示出了本实用新型提供的电池包的局部爆炸图。如图1所示，该电池包包括电池包箱体以及容置于电池包箱体内的电芯组200。在一实施例中，电池包可用作新能源汽车的动力电池，为新能源汽车的动力系统提供动力。当然，在其他实施例中，该电池包还可以作为储能设备的储能电源以及其他需要配置可充放电电源的设备，在此不再一一举例说明。
38.在一实施例中，电芯组200为电芯堆叠体，省去传统电池模组外框，利用电池包箱体代替，其中电芯的极耳在堆叠体的顶部进行焊接，电池包内的电压、温度采样布置在堆叠体顶部。当然，其他实施例中，电芯组200还可以为具有外框的电池模组。
39.图1中，电池包箱体包括梁结构1、盖板2和底板，梁结构1内具有电芯组容纳空腔，用于容纳电芯组200，盖板2可拆卸地固定于梁结构1的顶部，使电池包箱体的电芯组容纳空腔形成封闭状态。电池包充放电过程中，电池包箱体内的电芯组200会产生热量，现有技术大多通过热管理系统实现电池包的热管理控制。而当电池包发生热失控时，电芯组200产生的气体需要及时排出电池包箱体，以降低电池包爆炸风险。
40.图1中，盖板2可拆卸地盖设于梁结构1上，盖板2包括主体部21和防爆部22，主体部21的熔点高于防爆部22的熔点。当电池包发生热失控时，若电池包箱体的温度升温到一定程度，则防爆部22先熔化，使高温气体排出，避免进一步恶化，主体部21可作为盖板2的主体结构，并保证盖板2整体的结构强度，避免盖板2受力变形。
41.在一实施例中，防爆部22由铝材制成，主体部21由钢材制成，铝材的熔点低于钢材的熔点，当盖板2升温到铝材熔点时，防爆部22先熔化，便于高温气体排出。防爆部22和主体部21的连接方式为焊接。
42.在一实施例中，由铝材制成的防爆部22设置在电池包行车方向的后侧，可根据电池包大小设置多个防爆部22，多个防爆部22均匀排布在电池包行车方向后侧，使得行车过程中排气方向远离乘客方向，以增加防护效果。此外，电池包箱体上还可额外设置防爆阀，以提高热失控防护效果。
43.图2示出了本实用新型提供的盖板的结构示意图。如图2所示，主体部21的外轮廓形状与盖板2的外轮廓形状相同，主体部21上设有排气口，防爆部22固定连接于主体部21并封盖于排气口上。该设计可保证即使防爆部22在高温下熔化，盖板2整体也能够与梁结构1
保持固定连接，避免因防爆部22熔化而使盖板2的主体部21落在电芯组200上。
44.在一实施例中，主体部21的强度高于防爆部22的强度。该设计可保证盖板2整体的结构强度，避免盖板2整体受力变形。
45.在一实施例中，主体部21上形成第一加强筋211，第一加强筋211将主体部21的内部分隔成多个区域，每个区域内均至少设有一个防爆部22。图1中，第一加强筋211的形状为十字型，将主体部21的内部分隔成四个区域，每个区域设置有一个防爆部22。当然，在其他实施例中，第一加强筋211的形状还可以为井字形、丰字形等，具体根据盖板2面积大小以及电芯组200的尺寸进行设计，在此不作限制。此外，在其他实施例中，每个区域内的防爆部22还可以是2个-30个之间的任意数量，且每个防爆部22的面积可根据具体需要设计，在此不作限制。该第一加强筋211可通过冲压一体形成于主体部21上。
46.在一实施例中，防爆部22位于主体部21在行车方向的后侧。由铝材制成的防爆部22设置在电池包行车方向的后侧，可根据电池包大小设置多个防爆部22，多个防爆部22均匀排布在电池包行车方向后侧，使得行车过程中排气方向远离乘客方向，以增加防护效果。图1中，由第一加强筋211分隔形成的每个区域内的防爆部22位于该区域在行车方向的后侧。具体地，四个区域内的防爆部22均位于该区域在行车方向的后侧。此外，电池包箱体上还可额外设置防爆阀，以提高热失控防护效果。
47.在一实施例中，主体部21的边缘形成第二加强筋212，第二加强筋212呈环形，第二加强筋212上开设有固定孔，螺栓穿过该固定孔与梁结构1固定连接。该第二加强筋212可通过冲压一体形成于主体部21上。
48.在一实施例中，主体部21上形成第三加强筋213，多个第三加强筋213平行间隔设置于防爆部22的一侧，第三加强筋213用于提高主体部21的结构强度，即使防爆部22熔化也不会影响主体部21的结构强度。
49.在一实施例中，防爆部22的面积与盖板2的面积之比为r，r满足：0.25≤r≤0.75。r可取0.25-0.75之间的任意数值，在此不再一一举例说明。该设计使得盖板2的大部分区域都为由低熔点材料制成的防爆部22，可有效降低电池包热失控风险。
50.在一实施例中，电池包箱体还至少应当包括固定电芯组200所用的固定结构，以及固定其它电气件、热管理组件等的固定结构。该固定结构为电池领域的技术人员所公知的技术，在此不再赘述。
51.图3示出了本实用新型提供梁结构1的结构示意图。如图3所示，梁结构1的至少一部分内形成有排气通道，排气通道能够将电芯组容纳空腔与电池包箱体的外部空间相连通，以实现将电芯组容纳空腔内的热气及时排出到外部空间。该设计无需在电池包箱体内集成专门的排气结构，而是在梁结构1上直接形成排气通道，既可以节省材料实现电池包箱体的轻量化设计，有助于提高电池包的能量密度，又能够保证电池包箱体的排气功能，降低电池包热失控风险。
52.梁结构1包括外部框架梁10，外部框架梁10的至少一部分内形成排气通道中的第一排气通道100。示例性地，多个外部框架梁10依次连接并围设形成环状结构，当梁结构1不包括内部梁时，环状结构的内部空间即为电芯组容纳空间。多个外部框架梁10中至少一个外部框架梁10内形成第一排气通道100，且外部框架梁10的内壁上设有分别与第一排气通道100和电芯组容纳空间相连通的第一进气孔101，外部框架梁10的外壁上设有分别与第一
排气通道100和外部空间相连通的出气孔102。
53.第一进气孔101上设有单向进气阀和/或出气孔102上设有单向排气阀。优选地，第一进气孔101上设有单向进气阀。出气孔102上设有单向排气阀，以避免外部空间气体从第一进气孔101流入电池包箱体内，出气孔102的单向排气阀保证气体仅能从出气孔102处排出。为了避免外界湿空气从出气孔102进入电池包箱体内，电池包箱体还包括防水透气膜，防水透气膜设于出气孔102处。该设计可使电池包箱体内的电芯组200保持干燥状态。防水透气膜可以通过气体而不通过液体和固体。
54.当梁结构1包括内部梁时，若干内部梁固定于外部框架梁10上并将环状结构的内部空间分隔为若干电芯组容纳空间。至少一个内部梁内形成第二排气通道150，第二排气通道150与第一排气通道100连通。优选地，内部梁上设有第二进气孔151，第二进气孔151上设有单向进气阀，以避免某一电芯组容纳空间内的气体从第二进气孔151进入到其他电芯组容纳空间。
55.具有上述梁结构1的电池包箱体，可适用于软包电芯电池包，其内部排气通道可以使电池热失控排气更加可控，该设计最大化利用了电芯直接堆叠入电池包箱体内的优势，热失控产生的高温气体直接通过箱体内的排气通道排出，既可省去传统的排气结构，又可以提升热失控排气效率。
56.在一实施例中，如图3所示，梁结构1为长方形，多个外部框架梁10分别为第一纵梁11、第二纵梁12、第一横梁13和第二横梁14，且第一纵梁11和第二纵梁12平行间隔设置，第一横梁13和第二横梁14平行间隔设置，第一横梁13和第二横梁14用于固定连接第一纵梁11和第二纵梁12。其中，第一纵梁11和第二纵梁12内均形成有第一排气通道100，且第一纵梁11和第二纵梁12上均设有第一进气孔101和出气孔102。电池包箱体的气体可通过第一进气孔101进入外部框架梁10内的第一排气通道100，然后由出气孔102排出。当然，在其他实施例中，电池包箱体还可以是其他类型的多边形，外部框架梁10的数量可以是4个-12个之间的任意数量。
57.在一实施例中，梁结构1还包括隔板17，隔板17固定于第一纵梁11和第二纵梁12之间，隔板17与第一横梁13、第二横梁14平行设置，隔板17用于在梁结构1内分隔出独立的安装空间，以便于安装电池包内的其他零部件。隔板17、第一纵梁11、第二纵梁12和第一横梁13围设形成的空间用于放置电芯组200。
58.在一实施例中，内部梁包括内部纵梁15，内部纵梁15内形成第二排气通道150，内部梁位于外部框架梁10的内侧且与外部框架梁10固定，第二排气通道150与第一排气通道100相连通，内部纵梁15设有与第二排气通道150相连通的第二进气孔151。内部纵梁15的设置能够提高电池包箱体的结构强度，同时将梁结构1分隔为至少两个容纳腔，对电芯组200进行分区域管理。然后，通过在内部纵梁15内形成第二排气通道150并在内部纵梁15上设有第二进气孔151，以便于靠近梁结构1中间部位的气体也能够通过第二进气孔151进入第二排气通道150，然后经由第一排气通道100的出气孔102排出。如图3所示，内部纵梁15与第一纵梁11、第二纵梁12平行间隔设置，内部纵梁15固定连接于第一横梁13和隔板17上。
59.在一实施例中，内部梁还包括内部横梁16，内部纵梁15与外部框架梁10之间固定连接有内部横梁16。图3中，内部纵梁15与第一纵梁11之间固定连接有内部横梁16，内部纵梁15与第二纵梁12之间固定连接有内部横梁16。内部横梁16的设置能够提高电池包箱体的
结构强度，同时将内部纵梁15与第一纵梁11和第二纵梁12之间的空间分隔为两个容纳腔，即梁结构1内包括四个容纳腔，可容纳四组电芯组200。
60.图4示出了本实用新型提供的梁结构1中气体流动方向的结构示意图。如图4所示，第一纵梁11、第二纵梁12和第一横梁13内均设有第一排气通道100，内部纵梁15连接于横梁13上并与第一纵梁11和第二纵梁12平行间隔设置，内部纵梁15内的第二排气通道150与第一横梁13内的第一排气通道100相连通。其中，靠近第一纵梁11和第二纵梁12的气体从第一纵梁11和第二纵梁12上的第一进气孔101进入第一排气通道100，然后由第一纵梁11和第二纵梁12上的出气孔102排出。靠近内部纵梁15的气体从内部纵梁15上的第二进气孔151进入第二排气通道150，然后经由第一横梁13上的第一排气通道100后，从第一横梁13上的出气孔102排出。图4中，第一横梁13的第一排气通道100主要用于与内部纵梁15的第二排气通道150连通，排出内部纵梁15内的气体。
61.在一实施例中，内部纵梁15面向第一纵梁11和第二纵梁12的面上均设有第二进气孔151，即内部纵梁15上靠近电芯组200的面上均设有第二进气孔151，以提高排气效率。
62.在一实施例中，内部横梁16内也可设有第三排气通道，以提高热失控排气效率。内部横梁16内的第三排气通道与第一纵梁11和/或第二纵梁12内的第一排气通道100连通。
63.在一实施例中，为了降低电芯组200产生的热量对电池包箱体的影响，避免电池包箱体热变形，以及避免被高温高压气体加热后的梁结构1对电芯组200造成影响，该电池包箱体还包括隔热层，外部框架梁10的内表面上和/或内部梁的朝向外部框架梁10的表面上设有隔热层，即外部框架梁10的内表面上设有隔热层，内部梁朝向外部框架梁10的表面上设有隔热层。其中，外部框架梁10靠近电芯组200的面上设有隔热层，内部纵梁15上靠近电芯组200的面上均设有隔热层，内部横梁16上靠近电芯组200的面上均设有隔热层。当然，需要注意的是，外部框架梁10上的隔热层上设有避让第一进气孔101的第一避让孔，内部纵梁15上的隔热层上设有避让第二进气孔151的第二避让孔，以减小隔热层对气体流动的影响。
64.图5示出了本实用新型提供的外部框架梁10的截面示意图。如图5所示，外部框架梁10内设有加强筋，以提高外部框架梁10的结构强度。示例性地，外框框架梁10内设有三个加强筋，此时，外部框架梁10内的第一排气通道100被分隔为多个通道，为了保证排气效率，可以在相应的通道处均设置第一进气孔101和出气孔102，当然，也可以仅在任意数量的通道处设置第一进气孔101，在此不作限制。当然，在其他实施例中，外部框架梁10也可以不设置加强筋。此外，图5中，第一进气孔101与出气孔102相对设置，以提高排气效率。
65.图6示出了本实用新型提供的内部纵梁15的截面示意图。如图6所示，内部纵梁15内设有加强筋，以提高内部纵梁15的结构强度。示例性地，内部纵梁15内设有三个加强筋，此时，内部纵梁15内的第二排气通道150被分隔为多个通道，为了保证排气效率，可以在相应的通道处均设置第二进气孔151，当然，也可以仅在任意数量的通道处设置第二进气孔151，在此不作限制。当然，在其他实施例中，内部纵梁15也可以不设置加强筋。内部纵梁15的两侧均设有第二进气孔151，由于内部纵梁15两侧的第二进气孔151错位设置，因此，图6的剖视图中仅显示了一侧的第二进气孔151。当然，在其他实施例中，内部纵梁15两侧的第二进气孔151也可以相对设置，通过在第二进气孔151上设置单向阀，以保证高温气体仅能够从第二进气孔151进入第二排气通道150内。
66.在一实施例中，内部横梁16内可设置加强筋，也可以不设置加强筋，具体可根据排
气需要进行设计，在此不再一一举例说明。
67.注意，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。
68.上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。