一种电池包、其排气方法和电动装置与流程

1.本发明属于电池技术领域，涉及一种电池包、其排气方法和电动装置。


背景技术：

2.现有动力电池均采用模组结构形式，电芯组成电池模组，电池模组装配到电池包内部组成动力电池系统，存在成本高、工艺复杂和能量密度低等问题，成为电动汽车续驶里程短的瓶颈，因此如何提供一种电池包能够减少电池包零件数量，并提升安全性和实现轻量化，成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电池包、其排气方法和电动装置，采用上、下壳体扣合形成的电池包，集成化电池包的外壳，减少电池包零件数量，并通过下壳体设置排气口，实现电芯的定向排爆，具有安全性高和重量轻等特点。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.第一方面，本发明提供了一种电池包，所述电池包包括上壳体、下壳体和多个电芯，所述上壳体和下壳体相互扣合形成密封的放置空间，多个所述电芯放置于所述放置空间内。
6.所述下壳体上设有排气口，所述排气口用于将多个所述电芯释放的气体排出所述放置空间，所述排气口设置在所述下壳体的底板上。
7.作为本发明的一个优选技术方案，所述电芯呈一层且沿水平方向以多排多列的排布形式设置于所述放置空间内。
8.作为本发明的一个优选技术方案，所述排气口的排气端设置有爆破阀。
9.作为本发明的一个优选技术方案，所述电芯上设有防爆阀，所述防爆阀设置于所述电芯的侧面，多个所述电芯的所述防爆阀均朝向所述下壳体的底板。
10.优选地，所述排气口的设置数量为多个，多个所述排气口与多个所述电芯的所述防爆阀一一对应设置。
11.优选地，所述电芯的极柱分别位于所述电芯的相对侧面。
12.作为本发明的一个优选技术方案，同一排所述电芯的两侧均设置有绝缘防护板，所述电芯的极柱朝向所述绝缘防护板。
13.优选地，同一排所述电芯的两侧均设有汇流排，所述汇流排分别与多个所述电芯的极柱电连接。
14.优选地，同一排所述电芯的两端均设置有固定板，所述固定板可拆卸设置于所述下壳体上，所述固定板夹设固定所述电芯。
15.优选地，相邻所述电芯之间设置有隔热垫。
16.作为本发明的一个优选技术方案，所述下壳体的端部设置有插件面板，和/或所述上壳体的端部设置有插件面板。
17.优选地，所述电池包内设置有电池管理装置、低压插件、高压插件和电池配电装置，所述电池管理装置、低压插件、高压插件和电池配电装置均与所述电芯电性连接，并集成设置于所述插件面板上。
18.作为本发明的一个优选技术方案，所述下壳体呈平板状结构，所述上壳体包括盖板主体以及由所述盖板主体边缘外延的侧壁，所述上壳体与所述下壳体之间扣合，所述下壳体、所述盖板主体和所述侧壁密封形成所述放置空间。
19.优选地，所述侧壁与盖板主体呈一体式结构。
20.优选地，所述侧壁靠近下壳体一侧设置有固定结构，所述固定结构用于与下壳体固定安装。
21.优选地，所述固定结构包括设置于所述侧壁上的固定座，所述下壳体设置有固定孔，所述固定座与固定孔之间螺栓可拆卸连接。
22.作为本发明的一个优选技术方案，所述上壳体的内壁设置有保温层。
23.优选地，所述上壳体与多个所述电芯之间设置有散热板。
24.优选地，所述散热板与多个所述电芯之间设置有导热胶层。
25.优选地，所述散热板设置有位于同一侧的散热进口和散热出口，所述散热进口和所述散热出口均集成设置于所述插件面板上。
26.第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述电池包的排气方法，所述排气方法包括：
27.多个所述电芯放置于所述上壳体和所述下壳体扣合形成的放置空间内，所述电芯发生爆破排气后，产生的爆破排气由所述电芯排至所述排气口内，并由所述排气口由下壳体的底部排出。
28.第三方面，本发明提供了一种电动装置，所述电动装置包括至少一个如第一方面所述的电池包。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.本发明通过设置相互扣合形成放置空间结构的上、下壳体，有效减少电池包外壳结构零部件，而且在下壳体上设置排气口，与电芯的爆破排气连通，从而对产生的爆破排气定向引导，由电池包的底部排出，以电动汽车为例，爆破方向远离驾驶舱，有效提高电池包的安全性。
附图说明
31.图1为本发明一个具体实施方式中提供的电池包的拆解示意图；
32.图2为本发明一个具体实施方式中提供的下壳体的结构示意图；
33.图3为本发明一个具体实施方式中提供的电芯的结构示意图；
34.图4为本发明一个具体实施方式中提供的电芯排列示意图。
35.其中，1-上壳体；2-散热板；3-低压插件；4-电芯；401-极柱；402-防爆阀；403-汇流排；404-绝缘防护板；405-固定板；406-隔热垫；5-下壳体；501-前插件面板；502-后插件面板；503-排气孔；6-爆破阀；7-电池管理装置；8-高压插件；9-电池配电装置。
具体实施方式
36.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
39.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种电池包，如图1所示所述电池包包括上壳体1、下壳体5和多个电芯4，上壳体1和下壳体5相互扣合形成密封的放置空间，多个电芯4放置于放置空间内。
40.下壳体5上设有排气口，排气口用于将多个电芯4释放的气体排出放置空间，排气口设置在下壳体5的底板上。
41.本发明中电池包的外壳采用上壳体1、下壳体5进行扣合密封形成，取消了部分电池模组结构，减少了电池包的零部件数量，不仅减少了电池包的重量，而且也提高了电池包外壳的整体稳固性，此外，本发明在下壳体5设置于电芯4对应的排气口，并且排气口与电芯4的爆破排气连通，从而在发生热失控存在爆破危害时，爆破排气能够按照排气口方向定向排出，而且排气方向朝向电池包的底部，有效提高电池包的安全性，电池包整体集成度高，模块化设计，成本低。
42.需要说明的是，本发明对电芯的结构不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据实际操作需要合理选择电芯4，例如电芯4可以是方形硬壳电芯，也可以是袋装软包结构电芯，只要电芯4的爆破排气方向能够实现爆破排气定向排出的目的即可。
43.具体地，电芯4呈一层且沿水平方向以多排多列的排布形式设置于放置空间内。
44.具体地，排气口的排气端设置有爆破阀6。本发明进一步地在排气口的排气端设置爆破阀6，从而当电芯4热失控后，爆破排气进入排气口并经由爆破阀6排出，进一步地保证爆破排出方向的稳定性和安全性。
45.具体地，如图2、图3和图4所示，电芯4上设有防爆阀402，防爆阀402设置于电芯的侧面，排气口的设置数量为多个，多个排气口与多个电芯4的防爆阀402一一对应设置。
46.本发明中将防爆阀402设置在电芯4的侧面，进一步地，将防爆阀402与排气孔503进行对应连接，可选地，对应连接方式可以是防爆阀402与排气孔503直接对接，从而使防爆阀402爆破后气体能直接进入排气孔503中，实现各个电芯4的排气引导以及定向爆破。
47.具体地，电芯4的极柱401分别位于电芯4的相对侧面。同一排电芯4的两侧均设置
有绝缘防护板404，电芯4的极柱朝向绝缘防护板404。同一排电芯4的两侧均设有汇流排403，汇流排403分别与多个电芯4的极柱401电连接。
48.本领域技术人员公知的是，电芯4的极柱401包括正极柱和负极柱，故本发明中电芯中正极柱和负极柱分别位于电芯4的相对侧，排列后，同一排在电芯4的一侧表面全部为电芯4的正极柱，与其相对的表面全部为电芯4的负极柱。
49.需要说明的是，本发明中汇流排403的作用在于将各个电芯4形成串并联回路，保证电池包内的电能传输，例如，汇流排403分别为正极汇流排和负极汇流排，通过汇流排403与电芯4的极柱401进行连接，实现电芯4之间的串并连接。
50.具体地，同一排电芯4的两端均设置有固定板405，固定板405可拆卸设置于下壳体5上，固定板405夹设固定电芯4，相邻电芯4之间设置有隔热垫406。本发明通过在电芯4上设置固定板405，在从而通过可拆卸固定于下壳体5上，进一步地，通过固定板405的夹设固定，固定电芯4的位置，可选地，可拆卸连接的方式可以是卡合或螺栓可拆卸连接。
51.需要说明的是，本发明中隔热垫406与电芯4之间可采用导热胶进行胶粘固定，进一步地提高电芯4内的电芯结构稳定性，进而提高电池包的整体稳定性。
52.具体地，再如图2所示，下壳体5的端部设置有插件面板，和/或上壳体1的端部设置有插件面板。进一步地，电池包内设置有电池管理装置7、低压插件3、高压插件8和电池配电装置9，电池管理装置7、低压插件3、高压插件8和电池配电装置9均与电芯4电性连接，并集成设置于插件面板上。
53.本发明中可以将插件面板分别设置在上壳体1或者下壳体5，例如，可以将插件面板均设置在上壳体1上，或一个插件面板设置在上壳体1，另一个插件面板设置在下壳体5，进一步地，插件面板可以是集成设置在上、下壳体5上，也可是与上、下壳体5一体成型。
54.具体地，下壳体5呈平板状结构，上壳体1包括盖板主体以及由盖板主体边缘外延的侧壁，上壳体1与下壳体5之间扣合，下壳体5、盖板主体和侧壁密封形成放置空间。进一步地，侧壁与盖板主体呈一体式结构。本发明通过将上壳体1设置成外延一体成型的扣盖结构，直接与平板状下壳体5进行扣合，下壳体5整体呈平板状结构，扁平式设计工艺制造简单、重量轻。
55.需要说明的是，本发明中下壳体5可以具有拼接结构，从而实现下壳体5的拼接扩展，具体地，下壳体5包括拼接板，每一块拼接板对应一个电芯4，即每一个拼接板上均设置排气口结构，用与电芯4的爆破排气侧连通，进一步地，拼接方式可以采用在拼接板的两侧设置固定件，两个固定件夹设拼接板，并且相邻拼接板之间固定连接，例如，固定件为固定梁，拼接板按需拼接固定，进一步地，将固定梁沿拼接板的拼接方向放置，夹设拼接板的两端，对整体拼接后的拼接板进行结构固定，可选地，拼接板之间以及拼接板与固定梁之间的固定方式为焊接、螺钉连接或螺栓连接。从而本技术在使用过程中，能够根据使用需要，对下壳体5进行拼接组装，提高本发明的适配性。
56.具体地，侧壁靠近下壳体5一侧设置有固定结构，固定结构用于与下壳体5固定安装。进一步地，固定结构包括设置于侧壁上的固定座，下壳体5设置有固定孔，固定座与固定孔之间螺栓可拆卸连接。
57.本发明中通过在侧壁与下壳体5接触的一侧设置固定结构，例如固定结构可以是固定座，其中固定座可以是沿侧壁边缘设置的至少两个固定座，也可以是直接沿侧壁边缘
设置的一体式固定座，通过在固定座上设置螺纹孔与下壳体5的固定孔密封固定连接。
58.需要说明的是，本发明对上壳体1的制备方式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据实际操作需要合理选择，例如，上壳体1采用钣金材料冲压成型或非金属材料模压成型，其中板材材料可以是铝合金材料，非金属材料可以是smc(复合玻璃钢材料)、pcm(聚氨酯预浸料)、碳纤维或者pp+gf(聚丙烯+玻纤)等。
59.具体地，上壳体1的内壁设置有保温层。上壳体1与多个电芯4之间设置有散热板2。散热板2与多个电芯4之间设置有导热胶层。
60.本发明通过在上壳体1和电芯4之间设置散热板2，即采用顶部冷却的方式，进一步地，通过导热胶层将散热板2和电芯4进行粘结固定，在起到散热作用的同时，还对电芯4起到约束固定的作用。
61.具体地，散热板2设置有位于同一侧的散热进口和散热出口，散热进口和散热出口均集成设置于插件面板上。可选地，散热板2可以是液冷板，即散热板2由内部设置有液冷流道的散热板2构成，液冷流道分别与散热进口和散热出口连通，从而实现散热冷却的目的，可选地，液冷流道可以是设置于散热板2内的散热盘管，也可以是由开设有液冷流道的底板，与另一密封板盖设后，形成密封的液冷流道。
62.需要说明的是，本发明中对于电池管理装置7、低压插件3、高压插件8和电池配电装置9的连接方式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据电芯4排列方式合理设置，电芯4的排列方向可以是沿电芯的横向排布，也可以是沿电芯的纵向排布，例如，电芯4沿电芯的横向排布，具体以图1和图2所示，电池包的插件面板均设置于下壳体5上，分别为前插件面板501和后插件面板502，根据电芯4的排布方式，前插件面板501上分别集成设置有电池管理装置7、高压插件8和电池配电装置9，后插件面板502上低压插件3以及散热进口和散热出口。
63.在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种上述电池包的排气方法，所述排气方法包括：
64.多个电芯4放置于上壳体1和下壳体5扣合形成的放置空间内，电芯4发生爆破排气后，产生的爆破排气由电芯4排至排气口内，并由排气口由下壳体5的底部排出。
65.本发明还提供了一种电动装置，所述电动装置包括至少一个上述的电池包。
66.需要说明的是，本发明对电动装置的类型不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据实际应用场景，调节电池包中下壳体5排气口的排气方向，以电动装置为电动汽车为例，电池包设置在驾驶室的下方，故电池包的下壳体5位于驾驶室的底部，进一步地，排气口的排气方向背离驾驶室，有效避免电芯热失控产气喷向驾驶室造成的安全问题。
67.通过一个具体实施方式，本发明通过设置相互扣合形成放置空间结构的上、下壳体5，有效减少电池包外壳结构零部件，而且在下壳体5上设置排气口，与电芯4中的爆破排气连通，从而对产生的爆破排气定向引导，由电池包的底部排出，以电动汽车为例，爆破方向远离驾驶舱，有效提高电池包的安全性。
68.本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
69.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局
限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。