一种动力电池及动力装置的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种动力电池及动力装置。


背景技术：

2.随着能源的日益紧张，节能环保的新能源汽车越来越普及。电动汽车是利用动力电池作为动力源的新能源汽车，也是最为普及的新能源汽车。动力电池的安全性一直是制约电动汽车发展的一个重要原因，动力电池在工作过程中会产生大量的热量，存在发生热失控起火的风险。在动力电池发生起火时，如何将电池电芯产生的高温气体快速排出电池包，以避免发生二次伤害是现在亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的在于提供一种动力电池，该动力电池能够将电芯产生的高温气体快速排出，安全性高。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种动力电池，包括：壳体，具有容置空间，所述壳体包括呈环状的侧壁板，所述侧壁板内设置有第一通道，所述第一通道在所述侧壁板的内壁面上形成第一进口，并在所述侧壁板的外壁面上形成第一出口；电芯组件，包括多个电芯，所述电芯组件置于所述容置空间内；防爆阀，设置在所述第一出口处；排气结构，盖设在所述电芯组件上，所述排气结构内设置有第二通道，所述第二通道在所述排气结构正对所述电芯的端面上形成第二进口，并在所述排气结构正对所述侧壁板的侧壁面上形成第二出口，所述第二出口与所述第一进口连通。
6.作为优选，所述第二通道包括相互连通的进气通道和导气通道；所述排气结构包括至少一个排气单元，所述排气单元包括进气板和导气板，所述进气通道设置在所述进气板内，所述导气通道设置在所述导气板内，所述进气板覆盖在多个所述电芯上，所述进气通道在所述进气板正对所述电芯的端面上形成有多个所述第二进口，多个所述第二进口与多个所述电芯一一对应设置，所述导气板设置在所述电芯组件和所述侧壁板之间，且所述导气板远离所述进气板的一端插入所述第一进口内。
7.作为优选，多个所述电芯呈行列排布；所述排气结构包括多个所述排气单元，每一行所述电芯或者每一列所述电芯上盖设有一个所述排气单元上，所述第一通道在所述侧壁板的内壁面上形成有多个所述第一进口，多个所述第一进口与多个所述排气单元一一对应设置。
8.作为优选，所述导气板为弧形板或者折线板。
9.作为优选，所述进气板包括呈倒u型且包括依次连接的第一板、第二板和第三板，所述第二板与每一行或者每一列所述电芯的顶面抵接，所述第二进口设置在所述第二板上，所述第一板和所述第三板分别与每一行或者每一列所述电芯的两个侧面抵接。
10.作为优选，所述侧壁板内设置有两个所述第一通道，两个所述第一通道位于所述
电芯组件的两侧；所述排气单元包括一个所述进气板和两个所述导气板，两个所述导气板分别设置在所述进气板的两端，并分别插入设置在两个所述第一通道的所述第一进口内。
11.作为优选，所述第一通道包括相互连通第一子通道和第二子通道，所述第一子通道远离所述第二子通道的端部在所述侧壁板上形成所述第一进口，所述第二子通道远离所述第一子通道的端部在所述侧壁板上形成所述第一出口；所述侧壁板包括首尾连接的前端板、左侧板、后端板和右侧板，两个所述第一子通道分别设置在所述左侧板和所述右侧板内，两个所述第二子通道均设置在所述前端板上，两个所述第一出口处各设置有一个所述防爆阀。
12.作为优选，所述侧壁板上设置有进气口，所述进气口与所述第一通道连通；所述动力电池还包括灭火机构，所述灭火机构的出口与所述进气口连通，用于向所述第一通道内输入灭火介质。
13.作为优选，所述灭火机构包括储存罐、导管和泵，所述储存罐内存储有所述灭火介质，所述灭火介质为低温气体，所述导管的一端与所述储存罐连通，另一端与所述进气口连通，所述泵设置在所述导管上。
14.本实用新型的另一个目的在于提供一种动力装置，该动力装置的安全性高，用户使用体验高。
15.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
16.一种动力装置，包括上述的动力电池。
17.本实用新型的有益效果：
18.本实用新型提供了一种动力电池，该动力电池包括壳体、电芯组件、防爆阀和排气结构，壳体具有容置空间，壳体包括呈环状的侧壁板，侧壁板内设置有第一通道，第一通道在侧壁板的内壁面上形成第一进口，并在侧壁板的外壁面上形成第一出口，电芯组件包括多个电芯，电芯组件置于容置空间内，防爆阀设置在第一出口处，排气结构盖设在电芯组件上，排气结构内设置有第二通道，第二通道在排气结构正对电芯的端面上形成第二进口，并在排气结构正对侧壁板的侧壁面上形成第二出口，第二出口与第一进口连通。该动力电池通过在侧壁板内设置第一通道，以及在排气结构内构建第二通道，利用第二通道和第一通道能够在电芯发生火灾的瞬间将火焰以及高温气体及时排出，降低了二次伤害的发生概率，提高了安全性。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例所提供的动力电池在某一视角下的结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例所提供的动力电池在另一视角下的结构示意图；
21.图3是本实用新型实施例所提供的动力电池的爆炸图；
22.图4是本实用新型实施例所提供的动力电池的剖视图；
23.图5是本实用新型实施例所提供的动力电池的排气单元在某一视角下的结构示意图；
24.图6是本实用新型实施例所提供的动力电池的排气单元在另一视角下的结构示意图；
25.图7是本实用新型实施例所提供的动力电池的排气单元的爆炸图；
26.图8是本实用新型实施例所提供的动力电池设置有灭火机构时的结构示意图。
27.图中：
28.100、壳体；110、侧壁板；111、前端板；112、左侧板；113、后端板；114、右侧板；115、进气口；
29.101、第一进口；
30.200、电芯组件；210、电芯；
31.300、防爆阀；
32.400、排气结构；410、排气单元；411、进气板；4111、第一板；4112、第二上板；4113、第三板；4114、第二下板；412、导气板；
33.401、第二进口；402、第二出口；
34.500、灭火机构；510、储存罐；520、导管；530、泵。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；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实用新型中的具体含义。
38.本实施例提供了一种动力电池，该动力电池能够用于电动汽车中，以作为动力汽车的动力源。当然除了电动汽车外，该动力电池还可以用于其他电动设备中，以为电动设备提供清洁、安全度高的动力源。
39.如图1至图4所示，该动力电池包括壳体100、电芯组件200、防爆阀300和排气结构400。其中，壳体100是该动力电池主要的安装件，其形成有容置空间。具体地，壳体100包括底板和沿底板的周向向上凸设的侧壁板110，侧壁板110为环形结构，侧壁板110的内壁面和底板的上端面形成上述容置空间。侧壁板110内部设置有第一通道，且第一通道在侧壁板110的内壁面上形成第一进口101，并在侧壁板110的外壁面上形成第一出口，防爆阀300设置在第一出口处。电芯组件200设置在容置空间，具体地，电芯组件200包括多个电芯210，多个电芯210在容置空间内规律排布，在本实施例中，多个电芯210呈行列排布。排气结构400盖设在电芯组件200上。排气结构400内设置有第二通道，第二通道在排气结构400正对电芯
210的端面上形成第二进口401，并在排气结构400正对侧壁板110的侧壁面上形成第二出口402，第二出口402与第一进口101连通。
40.该动力电池在工作时，如果电芯210内部集聚过多的热量从而发生热失控时，电芯210内的高温气体和热失控时产生的火焰能够快速通过第二进口401进入第二通道，并通过第二出口402和第一进口101进入第一通道后，待流动至第一出口处顶开防爆阀300排出整个动力电池。在本实施例中，第一通道和第二通道共同构成了排气通道，发生火灾的瞬间可以通过排气通道将火焰以及高温气体快速排出，降低了热失控的蔓延程度，避免了二次伤害的发生，提高了整个动力电池的安全性。
41.由于在本实施例中，多个电芯210呈行列排布，以行或者列为单位，将多个电芯210分为多组，对应的，根据电芯210的组数，排气结构400包括相同数量的排气单元410。例如以行为单位，当电芯组件200仅包括一行电芯210时，排气结构400包括一个排气单元410；而当电芯组件200包括多行电芯210时，排气结构400包括多个排气单元410，每个排气单元410盖设在一行电芯210上。对应地，第一通道在侧壁板110的内壁面上形成多个第一进口101，多个第一进口101与多个排气单元410一一对应设置。继续参照图3所示，在本实施例中，电芯组件200包括七行电芯210，排气结构400包括七个排气单元410。
42.具体地，如图5至图7所示，每一排气单元410内均设置有一个第二通道，第二通道包括相互连通的进气通道和导气通道。排气单元410包括相互连接的进气板411和导气板412，进气通道设置在进气板411内，导气通道设置在导气板412内。进气板411覆盖在多个电芯210上，进气通道在进气板411正对电芯210的端面上形成有多个第二进口401，第二进口401的数量和每一行包括的电芯210的数量相等，多个第二进口401与多个电芯210一一对应设置。可选地，第二进口401正对设置在电芯210上的防爆结构(例如防爆阀)设置，且第二进口401的尺寸略大于防爆结构的尺寸。导气板412设置在电芯组件200和侧壁板110之间，第二通道在导气板412远离进气板411的端部形成第二出口402，导气板412远离进气板411的一端插入第一进口101内，从而使第二出口402与第一进口101连通，进而使第一通道和第二通道连通。
43.由于该动力电池设置有多个排气单元410，且在每个排气单元410内设置有一个第二通道，因此，当某一个位于电芯组件200中部的电芯210发生热失控时，其产生的高温气体以及火焰能够通过与其正对的第二进口401快速进入对应的排气单元410内，进气灵活性较高，能够有效地降低对周围电芯210的损坏。且从该排气单元410内的第二通道内进入对应的第一进口101后进入第一通道内。整个过程中，高温气体以及火焰的流动路径不完全覆盖整个第一通道和整个第二通道，有效地缩短了流动长度，提高了了排气效率。
44.继续参照图7所示，在本实施例中，进气板411呈倒u型，其具体包括依次连接的第一板4111、第二板和第三板4113，第二板与每一行电芯210的顶面抵接，第二进口401设置在第二板上，第一板4111和第三板4113分别与每一行电芯210的两个侧面抵接。如此设置可使进气板411倒扣在电芯210上，提高了进气板411与电芯210的组装稳定性。
45.更具体地，第二板包括上下间隔设置的第二上板4112和第二下板4114，第二上板4112的两端与第一板4111和第三板4113连接，第二下板4114扣装在第二上板4112的下方，两者之间形成进气通道，第二下板4114上开设有多个通孔，从而形成多个第二进口401。
46.导气板412为弧形板或者折线板，对应地，第一通道为呈弧形状的通道或者呈折线
状的通道。在本实施例中，继续参照图7所示，导气板412为呈z字型的折线板，其包括平行设置的上端板和下端板，上端板与进气板411连通，下端板插入第一进口101内。
47.进一步地，继续参照图3至图7所示，排气单元410包括一个进气板411和两个导气板412，两个导气板412分别设置在进气板411的两端，并分别插入设置在两个第一通道的第一进口101内。侧壁板110内设置有两个第一通道，两个第一通道位于电芯组件200的两侧。在本实施例中，侧壁板110首尾连接的前端板111、左侧板112、后端板113和右侧板114。第一通道包括相互连通第一子通道和第二子通道，第一子通道远离第二子通道的端部在侧壁板110上形成第一进口101，第二子通道远离第一子通道的端部在侧壁板110上形成第一出口。两个第一子通道分别设置在左侧板112和右侧板114内，两个第二子通道均设置在前端板111上，两个第一出口处各设置有一个防爆阀300。如此设置可进一步提高排气灵活性，任意一侧的电芯210失控均可以以最短的距离排出至动力电池的外部。
48.如图8所示，侧壁板110上设置有进气口115，进气口115与第一通道连通。具体地，进气口115设置在后端板113上，动力电池还包括灭火机构500，灭火机构500的出口与进气口115连通，用于向第一通道内输入灭火介质。灭火介质通过进气口115进入排气通道，从而能够实现有效地灭火，进一步提高了动力电池的安全性。
49.可选地，灭火机构500包括储存罐510、导管520和泵530，储存罐510内存储有灭火介质，灭火介质为低温气体，导管520的一端与储存罐510连通，另一端与进气口115连通，泵530设置在导管520上。当然除了低温气体外，其他能够用于灭火的介质用于适用于作为本实施例中的灭火介质。
50.此外，由于在本实施例中，侧壁板110内设置有两个第一通道，因此导管520包括连接呈y字型的主管和两个支管，两个支管上各设置有一个泵530和一个开启阀，通过开启阀可控制两个进气口115的启闭。根据电芯210热失控时发出的报警信号，可以控制两个开启阀中的一个开启，也可以控制两个开启阀同时开启，从而实现最优的灭火效果。此外，灭火机构500设置在整车上，根据需求可与进气口115连通或者断开，便于定期检测以及更换。
51.此外，进气口115根据电芯210的特点，比如说电芯210正极体系是5系、6系、7系或者8系，选择匹配不同的气体和气量，针对5系或6系等爆炸威力较小的电芯210可以使用1倍速的气流，而7系、8系的电芯210使用2倍速的气流，具体倍速通过对电芯210容量进行标定，开启进气口115通过导管520和储存罐510将灭火介质储存和释放。
52.本实施例提供的动力电池通过构建排气通道以及设置灭火机构500，从而能够以疏导和抑制两个方法进行灭火。在电芯210发生热失控时，该动力电池的灭火效率高，灭火效果好，在极大程度上提高了安全性。
53.本实施例还提高了一种动力装置，该动力装置包括上述的动力电池，通过使用上述动力电池，在极大程度上提高了动力装置的安全性和用户的使用体验。
54.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。