一种储能电池箱的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种储能电池箱。


背景技术：

2.储能电池箱的消防安全至关重要，为了提高消防安全，现有储能电池箱体在电池包的上方对应于泄压阀的位置设有消防流体，在电芯发生热失控时，在热冲击或者热熔作用下将消防流体立即释放出来进行灭火降温处理。
3.然而上述现有技术的消防流体对应泄压阀设置，在发生热失控时，在热冲击或者热熔作用下将消防流体立即释放出来，会阻止热失控电芯泄压阀处的高温气体或电解液释放，高温气体或电解液释放不出来，电芯压强增大会容易发生爆炸，从而降低了储能电池箱的可靠性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种储能电池箱，以解决现有的储能电池箱在灭火时容易导致电芯爆炸的问题。
5.本发明提供了一种储能电池箱，包括：电池包和消防安全组件，所述消防安全组件设置在所述电池包的上方；所述电池包包括沿第一方向排布的多个电芯单元；所述电芯单元分别对应设置有泄压阀；所述消防安全组件包括依次层叠间隔设置在所述电池包上方的底板、中间隔板以及顶板；所述底板与所述中间隔板之间构成出用于与流体收集排出管道连通的导流腔室；所述中间隔板与所述顶板之间构造出用于与消防流体供应管道连通的消防腔室；所述底板包括第一凹陷结构，所述中间隔板包括第二凹陷结构，所述第一凹陷结构和所述第二凹陷结构均位于各所述电芯单元的泄压阀的正上方，且所述第一凹陷结构与所述第二凹陷结构之间构造成导流通道；所述第一凹陷结构的底部设置有第一减薄部，用于当所述泄压阀喷出的流体冲击力大于第一压力阈值时破损，以使得所述流体向两侧经所述导流通道进入所述导流腔室，并通过所述流体收集排出管道排出；所述第二凹陷结构的底部设置有第二减薄部，用于当所述泄压阀喷出的流体冲击力大于第二压力阈值时破损，以使得所述消防腔室内的消防流体经所述第二凹陷结构引入至对应的所述泄压阀；其中，所述第二压力阈值大于所述第一压力阈值。
6.可选地，所述第一减薄部的材料和所述第二减薄部的材料相同；所述第一减薄部的厚度为0.2mm~0.6mm；所述第二减薄部的厚度为0.8mm~1.2mm。
7.可选地，所述第一凹陷结构包括：第一衔接部和分别位于所述第一衔接部两侧的第一倾斜部；所述第一衔接部为所述第一凹陷结构的底部，所述第一衔接部包括所述第一减薄部；所述底板还包括位于所述第一凹陷结构两侧的第一引导部，所述第一倾斜部的下端与所述第一衔接部连接，所述第一倾斜部的上端与所述第一引导部连接；所述第一衔接
部、所述第一倾斜部以及所述第一引导部均沿着第一方向延伸。
8.可选地，所述第二凹陷结构包括：第二衔接部和分别位于所述第二衔接部两侧的第二倾斜部；所述第二衔接部为所述第二凹陷结构的底部，所述第二衔接部包括所述第二减薄部；所述中间隔板还包括位于所述第二凹陷结构两侧的第二引导部，所述第二倾斜部的下端与所述第二衔接部连接，所述第二倾斜部的上端与所述第二引导部连接；所述第二衔接部、所述第二倾斜部以及所述第二引导部均沿着第一方向延伸。
9.可选地，所述第一衔接部沿第二方向的尺寸为d1，所述泄压阀沿第二方向的尺寸为d2，所述第二衔接部沿第二方向的尺寸为d3，满足以下关系式：d1≥d2，d1＞d3；其中，所述第二方向为所述电芯单元的长度延伸方向，所述第一方向为所述电芯单元的宽度延伸方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
10.可选地，所述第一减薄部沿第二方向的尺寸为d4，所述第二减薄部沿第二方向的尺寸为d5，满足以下关系式：d4≥d2＞d5。
11.可选地，所述第一减薄部和所述第二减薄部均为沿第一方向延伸的长条形结构；或者，所述第一减薄部为沿第一方向延伸的长条形结构，所述第二减薄部包括多个与所述泄压阀一一对应的环状结构或者方形结构；或者，所述第一减薄部包括多个与所述泄压阀一一对应的环状结构或者方形结构，所述第二减薄部包括多个与所述泄压阀一一对应的环状结构或者方形结构。
12.可选地，储能电池箱还包括：多个引导间隔板；多个所述引导间隔板均位于所述底板与所述中间隔板之间、并沿所述第一方向间隔设置；相邻的两个所述引导间隔板在所述导流腔室内构造出引导通道，所述引导通道与所述流体收集排出管道连通。
13.可选地，所述导流腔室远离所述第一凹陷结构的两端均设置有流体收集凹槽；所述引导通道的两端分别与对应侧的所述流体收集凹槽连通，所述流体收集凹槽与所述流体收集排出管道连通。
14.可选地，所述底板、中间隔板以及顶板的材料均包括云母；和/或，所述底板、中间隔板以及顶板一体成型。
15.本发明至少具有以下技术效果：本发明提供的储能电池箱，通过将导流腔室和消防腔室设置为独立的引导空间，并且通过对第一凹陷部的底部厚度和第二凹陷部的底部厚度进行处理，使得热失控之后的流体先冲破第一减薄部并从导流腔室中引导出来，防止电芯单元中的压强急剧升高进而爆炸；随后当流体的冲击力继续增加冲破第二减薄部之后，通过消防腔室将消防流体引入到电芯单元中进行消防灭火，避免在热冲击或者热熔作用下消防流体立即释放会阻止高温流体向外释放的问题，降低了电芯单元的爆炸风险，从而提高了整个储能电池箱的可靠性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的一种储能电池箱的爆炸结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种储能电池箱的俯视结构示意图；图3为本发明实施例提供的图2沿a-a的剖面结构示意图；图4为本发明实施例提供的图3中b的放大示意图；图5为本发明实施例提供的一种储能电池箱的俯视结构示意图（去除顶板）；图6为本发明实施例提供的一种储能电池箱的消防安全组件中第一减薄部和第二减薄部分别与泄压阀的投影结构示意图；图7为本发明实施例提供的另一种储能电池箱的消防安全组件中第一减薄部和第二减薄部分别与泄压阀的投影结构示意图；图8为本发明实施例提供的又一种储能电池箱的消防安全组件中第一减薄部和第二减薄部分别与泄压阀的投影结构示意图。
18.图中：100-消防安全组件；100a-导流腔室；1001-导流通道；1002-流体收集凹槽；100b-消防腔室；110-底板；111-第一凹陷结构；1111-第一减薄部；111a-第一衔接部；111b-第一倾斜部；112-第一引导部；120-中间隔板；121-第二凹陷结构；1211-第二减薄部；121a-第二衔接部；121b-第二倾斜部；122-第二引导部；130-顶板；200-电池包；210-电芯单元；210a-泄压阀；300-壳体；400-流体收集排出管道；500-消防流体供应管道；600-引导间隔板。
具体实施方式
19.下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
20.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
21.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式
ꢀ“
一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
22.结合图1至图5所示，本发明实施例提供了一种储能电池箱，包括：电池包200和，电池包200安装在储能电池箱的壳体300内部，固定安装在电池包200的上方。其中，电池包200包括沿第一方向排布的多个电芯单元210，每个电芯单元210分别对应设置有用于释放高温流体的泄压阀210a，第一方向为图3中垂直于纸面的方向。
23.具体地，包括底板110、中间隔板120以及顶板130，底板110、中间隔板120以及顶板130依次间隔设置在电池包200的上方。其中，底板110与中间隔板120之间构成出用于与流体收集排出管道400连通的导流腔室100a，中间隔板120与顶板130之间构造出用于与消防流体供应管道500连通的消防腔室100b，导流腔室100a与消防腔室100b均为密封结构并且二者相互独立。
24.进一步地，底板110向靠近电芯单元210一侧的方向凹陷形成第一凹陷结构111，第一凹陷结构111沿第一方向延伸。中间隔板120向靠近电芯单元210一侧的方向凹陷形成第二凹陷结构121，第二凹陷结构121沿第一方向延伸。第一凹陷结构111和第二凹陷结构121均位于电芯单元210的泄压阀210a的正上方，且第一凹陷结构111与第二凹陷结构121之间构造成导流通道1001。
25.本实施例中，第一凹陷结构111的底部设置有第一减薄部1111，第一减薄部1111可以在电芯热单元热失控时容易破裂，热失控电芯中高温流体（气体或电解液）可以从泄压阀210a中释放出来，进入导流通道1001。在电芯单元210热失控过程中，当泄压阀210a喷出的流体（高温气体或电解液）冲击力大于第一压力阈值时熔融破损，使得流体向两侧经导流通道1001进入导流腔室100a，并通过流体收集排出管道400排出，防止电芯单元210内的压强过大而爆炸。
26.进一步地，第二凹陷结构121的底部设置有第二减薄部1211，当热失控电芯继续恶化，当泄压阀210a喷出的流体冲击力大于第二压力阈值时熔融破损，使得消防腔室100b内由消防流体供应管道500流入的消防流体（包括灭火剂或者冷却液），经第二凹陷结构121引入至对应的泄压阀210a并进入电芯单元210内部，从而对热失控的电芯单元210进行降温处理。其中，第二压力阈值大于第一压力阈值，从而保证第一减薄部1111和第二减薄部1211之间的破损时机保持一定的时间差。
27.需要说明的是，第一减薄部1111的厚度相对于第一凹陷部其它部位的厚度更薄，第二减薄部1211的厚度相对于第二凹陷部其它部位的厚度更薄。此外，第一压力阈值和第二压力阈值的具体数值需要根据第一减薄部1111和第二减薄部1211的材料和厚度确定，本实施例中不作具体限定。
28.本实施例提供的储能电池箱，通过将导流腔室100a和消防腔室100b设置为独立的引导空间，并且通过对第一凹陷部的底部厚度和第二凹陷部的底部厚度进行处理，使得热失控之后的流体先冲破第一减薄部1111并从导流腔室100a中引导出来，防止电芯单元210中的压强急剧升高进而爆炸；随后当流体的冲击力继续增加冲破第二减薄部1211之后，通过消防腔室100b将消防流体引入到电芯单元210中进行消防灭火，避免在热冲击或者热熔作用下消防流体立即释放会阻止高温流体向外释放的问题，降低了电芯爆炸的风险，从而提高了整个储能电池箱的可靠性。
29.在一些实施例中，第一减薄部1111的材料与所述第二减薄部1211的材料相同，第一减薄部1111的厚度小于第二减薄部1211的厚度，从而保证第二减薄部1211相对于第一减薄部1111延后破损。
30.可选地，第一减薄部1111的厚度为0.2mm~0.6mm；第二减薄部1211的厚度为0.8mm~1.2mm。
31.本实施例中通过将第一减薄部1111和第二减薄部1211的厚度限定在一定的范围
内，有利于控制第一减薄部1111和第二减薄部1211的破损时机，从而保证高温流体向外导流与消防流体向内导入的时机存在一定的时间差，从而进一步避免在热冲击或者热熔作用下消防流体立即释放会阻止高温流体向外释放的问题，降低了电芯爆炸的风险。
32.在一些实施例中，继续参阅图3和图4，第一凹陷结构111整体呈倒梯形结构，第一凹陷结构111具体包括：第一衔接部111a和分别位于第一衔接部111a两侧的第一倾斜部111b，第一衔接部111a即为第一凹陷结构111的底部，即第一减薄部1111设置在第一衔接部111a上，属于第一衔接部111a的一部分，第一倾斜部111b为第一凹陷结构111的侧壁。
33.具体地，底板110除了第一凹陷部之外还包括第一引导部112，第一引导部112位于第一凹陷结构111的两侧，便于将流体向两侧引导。第一倾斜部111b的下端与第一衔接部111a连接，第一倾斜部111b的上端与第一引导部112连接，并且第一衔接部111a、第一倾斜部111b以及第一引导部112均沿着第一方向延伸，这样每个部分均可以看作是板状结构，整个底板110相当于由多块不同位置的板状结构构成。
34.在一些实施例中，继续参阅图3和图4，第二凹陷结构121整体呈倒梯形结构，第二凹陷结构121具体包括：第二衔接部121a和分别位于第二衔接部121a两侧的第二倾斜部121b，第二衔接部121a为第二凹陷结构121的底部，即第二减薄部1211设置在第二衔接部121a上，属于第二衔接部121a的一部分，第二倾斜部121b为第二凹陷结构121的侧壁。
35.具体地，中间隔板120除了第二凹陷部之外还包括第二引导部122，第二引导部122分位于第二凹陷结构121的两侧，便于将消防流体引导至第二凹陷部。第二倾斜部121b的下端与第二衔接部121a连接，第二倾斜部121b的上端与第二引导部122连接，起到连接第二引导部122和第二衔接部121a的作用。第二衔接部121a、第二倾斜部121b以及第二引导部122均沿着第一方向延伸，这样每个部分均可以看作是板状结构，整个中间隔板120相当于由多块不同位置的板状结构构成。
36.本实施例中，第一凹陷部和第二凹陷部为位置重叠的倒梯形结构，从而在第一凹陷部和第二凹陷部之间形成导流通道1001，有利于高温流体向两侧导流；同时第二凹陷部的倒梯形结构有利于消防流体在第二减薄部1211破损时向内导入至泄压阀210a从而进入电芯单元210内部灭火，保证了电芯单元210的安全性。
37.在一些实施例中，结合图3、图4和图6所示，第一衔接部111a沿第二方向的尺寸为d1，泄压阀210a沿第二方向的尺寸为d2，第二衔接部121a沿第二方向的尺寸为d3，d1、d2和d3满足以下关系式：d1≥d2，d1＞d3。
38.其中，第二方向为电芯单元210的长度延伸方向，第一方向为电芯单元210的宽度延伸方向，第二方向与第一方向垂直。
39.本实施例中通过对第一衔接部111a和第二衔接部121a沿第二方向的尺寸进行限定，有利于在底板110和中间隔板120之间构建出倾斜的导流通道1001，便于热失控的高温气体或者电解液从泄压阀210a导出到引导腔室，以便排出至的外部。
40.在一些实施例中，如图6至图8所示，第一减薄部1111沿第二方向的尺寸为d4，第二减薄部1211沿第二方向的尺寸为d5，满足以下关系式：d4≥d2＞d5。
41.具体地，第一减薄部1111的横向宽度要大于或者等于泄压阀210a的横向宽度，从而当某电芯热失控后，在高温的气体和电解液高温和压强作用下，使得底板110中间凹部的第一减薄部1111熔融破裂后，高温的气体和电解液能从泄压阀210a尽快的导出。同时中间
隔板120上的第二减薄部1211的宽度d5小于泄压阀210a的横向宽度d2，当热失控电芯中温度或者气压进一步增强将第二减薄部1211熔融破裂后，其破裂范围在泄压阀210a的范围内，从而可以让消防模块中的消防流体从泄压阀210a流入热失控电芯的同时，还留有一定的空间（图中d2区域中除d5区域之外的区域）供泄压阀210a中的高温气体往外流出。
42.本实施例通过上述尺寸关系的设置，不仅可以在电芯单元210热失控前期，也就是第二减薄部1211破裂前通过导流腔室100a将高温的气体或者电解液尽快导引出来；在热失控的进展期也就是第二减薄部1211破裂时，可以往泄压阀210a内部引入消防流体的同时，使得高温流体从预留空间中往外流出，进一步防止在热冲击或者热熔作用下将消防流体立即释放出来阻止热失控电芯泄压阀210a处的高温气体或电解液释放的情况出现，从而进一步提高了储能电池箱的可靠性。
43.可选地，如图6所示，第一减薄部1111和第二减薄部1211均为沿第一方向延伸的长条形结构。
44.具体的，底板110中间的第一衔接部111a以及其上的第一减薄部1111都为沿电芯排列方向贯通的长条形结构，并将电芯单元210的泄压阀210a全部覆盖，也就是d4≥d2，而中间隔板120中间第二衔接部121a上的第二减薄部1211为与第一减薄部1111类似的长条形结构，但是未将电芯单元210的泄压阀210a全部覆盖，可以只覆盖泄压阀210a的中央部分或者边缘部分，即d4≥d2＞d5。
45.可选地，如图7所示，第一减薄部1111为沿第一方向延伸的长条形结构，第二减薄部1211包括多个与泄压阀210a一一对应的环状结构或者方形结构（图7中仅示意出了环状结构）。
46.具体地，底板110中间的第一衔接部111a以及其上的第一减薄部1111都为沿电芯排列方向贯通的长条形结构，并将电芯单元210的泄压阀210a全部覆盖，也就是d4≥d2，而中间隔板120中间第二衔接部121a上的第二减薄部1211从投影图上看全部在泄压阀210a的投影内部。
47.可选地，如图8所示，第一减薄部1111包括多个与泄压阀210a一一对应的环状结构，第二减薄部1211为与泄压阀210a一一对应的环状结构或者方形结构（图8中仅示意出了环状结构）。
48.具体地，底板110上的第一减薄部1111为与泄压阀210a相似的形状，第一减薄将电芯单元210的泄压阀210a全部覆盖，也就是d4≥d2。而中间隔板120中间的第二衔接部121a上的第二减薄部1211从投影图上看全部在泄压阀210a的投影内部，这样可以只针对泄压阀210a处设置减薄部，防止某电芯单元210失效时，高温流体将相邻的泄压阀210a处的第一减薄部1111破裂而造成相邻电芯热失控失效，从而进一步提高了储能电池箱的可靠性。
49.本实施例中，当某电芯单元210热失控时，相应电芯单元210的泄压阀210a出口处的高温流体将对应部分的第一减薄部1111和第二减薄部1211都熔融破裂之后，可以在d5的区域范围内往泄压阀210a内部引入消防流体，同时还可以从d2区域中除d5区域之外的区域供高温气体向外继续导出，进一步防止了在热冲击或者热熔作用下将消防流体立即释放出来阻止热失控电芯泄压阀210a处的高温气体或电解液释放的情况出现，从而进一步提高了储能电池箱的可靠性。
50.在一些实施例中，如图5所示，本实施例中的储能电池箱还包括：多个引导间隔板
600；多个引导间隔板600具体位于底板110与中间隔板120之间，并且沿第一方向间隔设置。其中，单个引导间隔板600都沿着第二方向延伸，引导间隔板600的上端与中间隔板120密封连接，引导间隔板600的下端与底板110密封连接。
51.进一步地，相邻的两个引导间隔板600在导流腔室100a内构造出引导通道，引导通道为沿第二方向延伸且两端开口的通道结构，引导通道的两端与流体收集排出管道400连通。
52.可选地，当第一减薄部1111包括多个与泄压阀210a一一对应的环状结构或者方形结构时，每个引导通道内均设有一个独立的第一减薄部1111，即相邻的第一减薄部1111之间被引导间隔板600密封隔开。
53.本实施例提供的储能电池箱，通过设置多个引导间隔板600将每个电芯单元210对应的泄压阀210a分隔开，避免某一电芯单元210热失控时的高温流体流入其它的电芯单元210内而引起其它电芯单元210热失控，从而进一步提升了整个储能电池箱的可靠性。
54.在一些可选的实施例中，继续参阅图5，本实施例中的导流腔室100a远离第一凹陷结构111的两端均设置有流体收集凹槽1002，流体收集凹槽1002沿着第一方向延伸。导流通道1001的两端分别与对应侧的流体收集凹槽1002连通，从而使得每个导流通道1001向两侧排出的高温流体能都汇集到流体收集凹槽1002内，流体收集排出管道400与流体收集凹槽1002连通，便于将内部的高温流体排出到储能电池箱的外部。
55.在一些实施例中，底板110、中间隔板120以及顶板130均由高比热容材料制成，从而能够承受高温高压流体在导流腔室100a内流动。
56.可选地，高比热容的材料包括云母，云母具有非常高的绝缘、绝热性能，化学稳定性好，具有抗强酸、强碱和抗压能力，是制造电气设备的重要原材料。
57.可选地，底板110、中间隔板120以及顶板130一体成型，即底板110、中间隔板120以及顶板130的两侧均密封连接成一个整体结构，有利于提升的结构稳定性。
58.本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
59.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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。
60.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”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。
61.在本发明的描述中，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，或一体地连接；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，可以具体状况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.在本说明书的描述中，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结合。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。