CN114006124B - 一种动力电池及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开一种动力电池，包括电芯和电池箱，电池箱具有容置腔，电池箱包括下箱体和上箱体，上箱体盖设于下箱体上，电芯固定于下箱体上以位于该容置腔内。下箱体上设置有相互连通的第一泄压通道和第二泄压通道，下箱体包括底板和设于底板周向方向的侧梁，第一泄压通道设置于底板上，第二泄压通道设置于侧梁内且能够与外界连通，电芯设置于底板上，且泄压阀朝向第一泄压通道设置。当电芯发生热失控时，有害物质可直接喷发入第一泄压通道，并经第二泄压通道排出电池箱外，降低热扩散在电池箱内的蔓延速度，提高电池系统的安全性能。本发明还公开一种车辆，包括上述的动力电池，能够在电芯热失控时，及时将有害物质排出。

Description

一种动力电池及车辆

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种动力电池及车辆。

背景技术

动力电池是车辆的核心部件，但随着电池系统中电芯能量密度的提高，导致电芯的热失控风险增大，当电芯的热失控到达一定的温度之后，就会出现不可控的状态，导致电池系统内部的温度直线上升，燃烧爆炸。

即使车辆通常会安装电池热管理系统，对电芯进行散热降温，但是并不能完全阻止电芯发生热失控，电芯在局部出现热失控后，会快速蔓延至整个电池系统。电池箱上盖通常采用轻量化设计，或采用塑料材质或使用薄壁冲压金属，导致电池箱上盖在朝向乘员舱的方向耐高温能力降低，一旦发生热失控，有毒高温的气体或火焰会迅速突破电池箱的外壳向乘员舱扩散，降低乘员舱成员的生存几率。

因此，亟需一种动力电池及车辆，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种动力电池，能够在电池热失控发生时，及时将有害物质疏导出电池箱外，提高电池系统的安全性能。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种动力电池，包括：

电芯，设有泄压阀；

电池箱，具有容置腔，所述电池箱包括下箱体和上箱体，所述上箱体盖设于所述下箱体上，所述下箱体上设置有相互连通的第一泄压通道和第二泄压通道，所述下箱体包括底板和设于底板周向方向的侧梁，所述第一泄压通道设置于所述底板上，所述第二泄压通道设置于所述侧梁内且能够与外界连通，所述电芯设置于所述底板上，且所述泄压阀朝向所述第一泄压通道设置。

可选地，所述底板上设置有n组安装梁，每组所述安装梁包括至少两个沿第一方向相对设置的所述安装梁，每组所述安装梁中至少相邻两个所述安装梁之间设置有沿第二方向延伸的所述第一泄压通道，一组所述安装梁用于固定一组所述电芯，所述电芯沿所述第一方向横跨设置在所述安装梁上，以使所述泄压阀朝向所述第一泄压通道，所述第一方向垂直于所述第二方向。

可选地，所述底板上开设有沿所述第二方向延伸的贯通槽，每个所述贯通槽均设置于每组所述安装梁中至少相邻两个所述安装梁之间，且所述贯通槽相对所述泄压阀设置。

可选地，所述第二泄压通道沿所述第一方向延伸设置，所述第二泄压通道设置有两个，且所述第一泄压通道的两端均连通于所述第二泄压通道。

可选地，所述侧梁为空腔结构，所述第二泄压通道设置于所述侧梁的腔体内，所述侧梁靠近所述容置腔的侧壁上设置有与所述第一泄压通道数量一致的泄压孔，所述第一泄压通道通过所述泄压孔连通于所述第二泄压通道。

可选地，所述侧梁的腔体包括不连通的上腔体和下腔体，所述下腔体通过所述泄压孔连通于所述第一泄压通道。

可选地，所述侧梁上设置有安装孔，所述安装孔仅贯通所述上腔体设置。

可选地，所述动力电池还包括防爆阀，所述防爆阀于所述电池箱外连通所述第二泄压通道设置。

可选地，所述泄压阀设置于所述电芯顶部，所述电芯倒置固定于所述底板上。

本发明的另一个目的在于提供一种车辆，能够在电池热失控发生时，及时将有害物质疏导出电池箱外，延长逃生时间，保证乘员安全。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种车辆，包括如上所述的动力电池。

本发明的有益效果为：

本发明提出的动力电池，包括电芯和电池箱，电池箱具有容置腔，电池箱包括下箱体和上箱体，其中上箱体为具有开口朝下的空腔结构，上箱体盖设于下箱体上，电芯固定于下箱体上以位于该容置腔内。下箱体上设置有相互连通的第一泄压通道和第二泄压通道，另外，下箱体包括底板和设于底板周向方向的侧梁，第一泄压通道设置于底板上，第二泄压通道设置于侧梁内且能够与外界连通，电芯设置于底板上，且泄压阀朝向第一泄压通道设置。当电芯发生热失控时，有害物质可直接喷发入第一泄压通道，并经第二泄压通道排出电池箱外，降低热扩散的蔓延速度，提高电池系统的安全性能。

本发明提出的车辆，包括如上所述的动力电池，其能够在电芯热失控时，及时将有害物质排出，延长逃生时间。

附图说明

图1是本发明实施例提供的动力电池的爆炸图；

图2是本发明实施例提供的动力电池第一视角的剖视图(无上箱体)；

图3是本发明实施例提供的动力电池第二视角的剖视图(无上箱体)。

图中：

1、电芯；2、上箱体；3、下箱体；31、底板；311、上底板；312、下底板；313、加强筋；32、侧梁；321、上腔体；322、下腔体；323、泄压孔；4、安装梁。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、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发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

在本发明中，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。

在本实施例的描述中，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发明的限制。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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为了在外界不可抗力导致电池包热失控后，有效遏制电池包热失控的恶化和蔓延，最大程度的降低对车辆内乘员造成的伤害，本实施例提供一种动力电池，能够在不增加电池系统总重量的前提下，设置泄压通道，以及时将热失控时产生的有害物质定向排向外部，降低热扩散的蔓延速度，阻止其向车辆的乘员舱扩散，保障乘员生命安全。

如图1所示，动力电池包括电芯1和电池箱，电池箱具有容置腔，电池箱包括上箱体2和下箱体3，其中上箱体2为具有开口朝下的空腔结构，上箱体2盖设于下箱体3上，电芯1固定于下箱体3上以位于该容置腔内。另外，下箱体3上设置有相互连通的第一泄压通道和第二泄压通道，电芯1上设有泄压阀，当电芯1设置于下箱体3上时，电芯1的泄压阀则需朝向泄压通道设置，以保证当电芯1热失控发生时，电芯1内产生的有害物质在冲破泄压阀时可直接快速的导向泄压通道。本实施例中，下箱体3包括底板31和设于底板31周向方向的侧梁32，其中第一泄压通道设置于底板31上，第二泄压通道设置于侧梁32内且能够与外界连通，因此可知的，当电芯1设置于底板31上时，其泄压阀朝向第一泄压通道设置。

具体地，为实现电芯1在底板31上的固定，底板31上还设置有n组安装梁4，而每组安装梁4包括至少两个沿第一方向相对设置的安装梁4，电芯1在安装时，沿第一方向横跨设置在安装梁4上，也即电芯1只有部分抵接于安装梁4。另外，每组安装梁4中至少相邻两个安装梁4之间设置有沿第二方向延伸的第一泄压通道，也即电芯1未抵接安装梁4的部分可能与第一泄压通道相对，而为实现电芯1的快速泄压，则需在安装电芯1时，使电芯1的泄压阀直接与第一泄压通道相对。安装梁4的设置避免了电芯1在安装时直接接触底板31，而导致电芯1焊接对底板31的损伤，也增大了第一泄压通道的空间，便于高温高压气体的流通。其中，第一方向为图1中所示的ab方向，第二方向为图中中所示的cd方向，第一方向与第二方向垂直。

另外，本实施例中电芯1的泄压阀也是设置于电芯1的顶部，因此，为实现泄压阀直接与第一泄压通道相对设置，则在安装电芯1时，需要将电芯1倒置于安装梁4上，而电芯1顶部设置的正极和负极也将朝向底板31设置，其通过安装梁4可与底板31保持一定的距离。

进一步地，为增大第一泄压通道的流通面积，如图2所示，底板31上还开设有沿第二方向延伸的贯通槽，每个贯通槽均设置于每组安装梁4中至少相邻两个安装梁4之间，且贯通槽相对泄压阀设置，贯通槽属于第一泄压通道的一部分。可知的，若底板31采用上底板311和下底板312通过多个加强筋313复合的形式，则在上底板311和下底板312之间即可形成多个沿第二方向延伸的通道，而本实施例中，为了方便设置贯通槽，其底板31则是采用上底板311和下底板312通过多个加强筋313复合的形式，而为了进一步形成贯通槽则需选用多个上底板311，且将多个上底板311间隔设置。但需要注意的是，为了保证每个贯通槽均设置于每组安装梁4中至少相邻两个安装梁4之间，且贯通槽相对泄压阀设置，则需要注意加强筋313设置的位置和数量，即每组安装梁4中至少相邻两个安装梁4之间至少应设置有两个加强筋313，以免某一组电芯1相对应的第一泄压通道在排放有害物质时，扩散至其他组的电芯1下方，避免一组电芯1的热失控对其他组电芯1产生较大的影响，降低热蔓延的速度。

更进一步地，第二泄压通道沿第一方向延伸设置，且为进一步保证有害物质的快速排放，第二泄压通道设置有两个，第一泄压通道的两端均连通于第二泄压通道。如图3所示，第二泄压通道设置于第一方向的两个侧梁32内，底板31上的第一泄压通道延伸至第一方向的两个侧梁32处，再经第二泄压通道排出。

具体地，侧梁32为空腔结构，第二泄压通道设置于侧梁32的腔体内，即可依靠侧梁32自身结构，而无须再在侧梁32内加工贯通孔。而为实现第二泄压通道和第一泄压通道的连通，则侧梁32在靠近电芯1的侧壁上设置有与第一泄压通道数量一致的泄压孔323，以使第一泄压通道内的有害物质可通过该泄压孔323流通至第二泄压通道。

可选地，本实施例中侧梁32的腔体包括上腔体321和下腔体322，其中泄压孔323设置于下腔体322的侧壁上，且下腔体322和上腔体321不连通，也即侧梁32的腔体中只有下腔体322可作为第二泄压通道。

可选地，未作为泄压通道的上腔体321部分则可承担侧梁32的固定功能，即侧梁32作为下箱体3的一部分，其需要与上箱体2相对固定，以实现箱体的封闭。具体地，固定上箱体2的安装孔即设置于侧梁32上，仅贯通上腔体321设置，在安装时，紧固件可穿过安装孔而伸入上腔体321中。当然，将侧梁32的腔体分为不连通的上腔体321和下腔体322的设置，也是为了使得侧梁32可同时实现固定和泄压两种功能，简化电池箱结构。

可选地，动力电池上还设置有防爆阀，该防爆阀于电池箱体外且连通第二泄压通道设置。当某一电芯1热失控时，有害物质可通过泄压通道经防爆阀及时排出电池箱。

本实施例还提供一种车辆，包括如上所述的动力电池，可在电芯受到不可抗力导致热失控时，使泄压阀喷出的有毒物质能从对应的泄压通道及时排出电池箱，保证车辆及乘员安全。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种动力电池，其特征在于，包括：

电芯(1)，设有泄压阀；

电池箱，具有容置腔，所述电池箱包括下箱体(3)和上箱体(2)，所述上箱体(2)盖设于所述下箱体(3)上，所述下箱体(3)上设置有相互连通的第一泄压通道和第二泄压通道，所述下箱体(3)包括底板(31)和设于底板(31)周向方向的侧梁(32)，所述第一泄压通道设置于所述底板(31)上，所述第二泄压通道设置于所述侧梁(32)内且能够与外界连通，所述电芯(1)设置于所述底板(31)上，且所述泄压阀朝向所述第一泄压通道设置；

所述底板(31)上设置有n组安装梁(4)，每组所述安装梁(4)包括至少两个沿第一方向相对设置的所述安装梁(4)，每组所述安装梁(4)中至少相邻两个所述安装梁(4)之间设置有沿第二方向延伸的所述第一泄压通道，一组所述安装梁(4)用于固定一组所述电芯(1)，所述电芯(1)沿所述第一方向横跨设置在所述安装梁(4)上，以使所述泄压阀朝向所述第一泄压通道，所述第一方向垂直于所述第二方向；

所述底板(31)上开设有沿所述第二方向延伸的贯通槽，每个所述贯通槽均设置于每组所述安装梁(4)中至少相邻两个所述安装梁(4)之间，且所述贯通槽相对所述泄压阀设置；

所述泄压阀设置于所述电芯(1)顶部，所述电芯(1)倒置固定于所述底板(31)上。

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述第二泄压通道沿所述第一方向延伸设置，所述第二泄压通道设置有两个，且所述第一泄压通道的两端均连通于所述第二泄压通道。

3.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述侧梁(32)为空腔结构，所述第二泄压通道设置于所述侧梁(32)的腔体内，所述侧梁(32)靠近所述容置腔的侧壁上设置有与所述第一泄压通道数量一致的泄压孔(323)，所述第一泄压通道通过所述泄压孔(323)连通于所述第二泄压通道。

4.根据权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述侧梁(32)的腔体包括不连通的上腔体(321)和下腔体(322)，所述下腔体(322)通过所述泄压孔(323)连通于所述第一泄压通道。

5.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，所述侧梁(32)上设置有安装孔，所述安装孔仅贯通所述上腔体(321)设置。

6.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括防爆阀，所述防爆阀于所述电池箱外连通所述第二泄压通道设置。

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的动力电池。