电池包箱体、电池包和车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池包箱体、电池包和车辆。


背景技术：

2.随着国家对新能源领域的大力推广，电动汽车已经成为未来的主流趋势，追求高能量密度则成为动力电池的研究主流。但是，高能量密度同时伴随着很高的安全风险，热失控和热蔓延导致爆炸、起火情况频发。
3.当动力电池包箱体发生热失控后，动力电池包箱体的高温高压气体会在电池包箱体内部扩散，从而会导致高压导线产生高压拉弧，动力电池包箱体的使用安全性较差。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本技术实施例，以便提供一种解决上述问题或至少部分地解决上述问题的电池包箱体、电池包和车辆。
5.本技术实施例提供一种电池包箱体，包括：
6.壳体，形成有容纳腔，以供电池模组容置；
7.盖体组件，与与所述壳体的容纳腔开口对应，所述壳体和/或所述盖体组件开设有排气口，所述盖体组件内还形成有排气通道，所述排气通道与所述排气口连通；以及，
8.排气风扇，安装于所述排气口。
9.可选地，所述盖体组件包括第一盖体以及第二盖体，所述第二盖体位于所述第一盖体面向所述壳体的一侧，所述第一盖体和所述第二盖体之间形成所述排气通道。
10.可选地，所述第二盖体背离所述第一盖体凹陷而形成凹陷区域，所述凹陷区域与所述第一盖体之间形成所述排气通道。
11.可选地，所述第一盖体和/或所述第二盖体为隔热结构。
12.可选地，所述排气通道包括相连通的汇合通道和多个分支通道，所述汇合通道与所述排气口连通；所述电池模组包括多个电池组，每一个所述电池组均包括多个电池单元，每一个所述分支通道对应一个所述电池组。
13.可选地，所述容纳腔内设有至少两个所述电池模组，所述汇合通道形成于相邻的两个所述电池模组之间。
14.可选地，所述汇合通道的两端各对应设置一个所述排气口。
15.可选地，所述盖体组件还设有吸热层。
16.可选地，所述吸热层覆盖所述盖体组件面向所述电池模组的表面。
17.可选地，所述吸热层为吸热涂层；或者，所述吸热层为吸热板。
18.可选地，所述排气口处还盖设有防水透气膜。
19.本技术实施例还提出一种电池包，所述电池包包括：电池包箱体以及电池模组，所述电池模组安装于所述电池包箱体的容纳腔内；所述电池包箱体包括：
20.壳体，形成有容纳腔，以供电池模组容置；
21.盖体组件，与所述壳体固定，并盖合所述容纳腔，所述壳体和/或所述盖体组件开设有排气口，所述盖体组件内还形成有排气通道，所述排气通道的一端连通所述容纳腔，所述排气通道的另一端连通所述排气口；以及，
22.排气风扇，安装于所述排气口。
23.本技术实施例还提出一种车辆，所述车辆包括电池包。
24.本技术实施例提供的技术方案，利用电池包盖体组件内部组成独立的排气通道，在电池包热失控时，电池包喷出的高温高压气体以及含有的导电物质能够从排气通道和排气口定向排出，从而可以对高温高压气体及其含有的导电物质与电池包高压带电体做到有效隔离，从根本上杜绝了电池包内部高压拉弧带来的短路风险。同时，采用主动排气风扇策略，可以使高温高压气体快速排出电池包，避免电池包排气不畅造成爆炸的风险，并有效避免外界空气进入电池包内部，造成发生明火现象。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术实施例的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例中的一种电池包的分解示意图；
27.图2为图1中电池包的剖切示意图；
28.图3为图1中电池包盖体组件的分解示意图；
29.图4为图1中第二盖体和电池模组的平面示意图；
30.图5为图1中壳体的部分结构示意图。
31.附图标记：
32.标号名称标号名称标号名称10壳体23吸热层251导流通道11容纳腔24排气通道30电池模组12排气口241汇合通道31电池组20盖体组件242分支通道32防爆阀21第一盖体243连通口40防水透气膜22第二盖体25导流件50排气风扇
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术实施例保护的范围。
34.需要说明的是，在本技术的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等，则“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件或名称，而不能理解为指示或暗示顺序关系、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至少一个该特征。另外，若全文中出现“和/或”，则其含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
36.本技术实施例提供一种电池包箱体，解决了电池包热失控后的排气问题，可有效提高电池包的使用安全性。
37.请结合参考图1至图3，本技术实施例提供一种电池包箱体，包括：壳体10和盖体组件20。
38.壳体10形成有容纳腔11，以供电池模组30容置。该容纳腔11具有一开口，盖体组件20盖合容纳腔11的开口。一些实施例中，盖体组件20与壳体10固定，当然，盖体组件20也可以通过其它的结构与壳体10固定。壳体10和盖体组件20密封连接，将电池模组30密封在箱体内，保证电池模组30的密封性能，同时可以对电池模组30起到防护作用，避免电池模组30受到其它结构的撞击。
39.本技术一些具体实施例中，壳体10包括底护板和围绕底护板侧缘设置的环形边框，底护板面向盖体组件20，盖体组件20与边框固定。盖体组件20与边框的固定方式包括但不限于螺钉、焊接、卡接等方式中的一种或者多种组合。
40.箱体包括但不限于方形、圆形等。示例性的，箱体呈方形，则壳体10和盖体组件20均对应呈方形，容纳腔11为方形腔体。
41.电池包可以包括多个电池模组30，电池模组30也可以包括多个电池组31，每一个电池组31均包括多个电池单元。多个电池模组30可以呈矩形阵列状排布，以与方形箱体契合。以长方形箱体为例，电池包可包括沿箱体宽度方向分布的多组电池模组30，每一组电池模组30均包括沿箱体长度方向分布的多个电池组31。每一个电池组31又包括沿箱体宽度方向分布的多个电池单元。当然，其它实施例中，当箱体为圆形或者其它形状时，多个电池模组30、电池组31以及电池单元的排布形式可以适应箱体形状而变化，此处并不对其进行限定。此外，电池单元可以是锂离子电池。
42.电池单元面向盖体组件20的一侧设置有防爆阀32，当电池单元发生热失控后，防爆阀32打开而喷出高温气体和电解质。由于高温高压气体易于在动力电池包的内部扩散，从而会导致高压导线产生高压拉弧，同时，高温气体带来的热量会在动力电池包的表面传递，会加剧动力电池包的热失控，动力电池包的使用安全性较差。而传统的电池包热失控无障碍烟道只是利用电池包内部模组、低压线束、高压铜巴安装后的剩余的空间作为热失控排烟通道，如此很容易导致相邻的高压电池单元的短路拉弧现象。
43.针对此，本技术实施例中，壳体10和/或盖体组件20开设有排气口12，盖体组件20内还形成有排气通道24，排气通道24连通排气口12。
44.本技术实施例中，利用电池包盖体组件20内部组成独立的排气通道24，在电池包热失控时，电池包喷出的高温高压气体以及含有的导电物质能够从排气通道24和排气口12定向排出，从而可以对高温高压气体及其含有的导电物质与电池包高压带电体做到有效隔离，从根本上杜绝了电池包内部高压拉弧带来的短路风险。
45.防爆阀32与排气通道24相对，可使电池包在使用过程中发生热失控时，电池包内的高温气体能够经防爆阀32喷发后，由排气通道24排向电池包的外围，可避免高温气体在电池包的内部扩散，可提高电池包的使用安全性。
46.上述中，壳体10和盖体组件20中的任意一者或者两者同时开设有排气口12。本技术一些实施例中，壳体10开设有排气口12，盖体组件20内的排气通道24延伸至壳体10上的排气口12。示例性的，壳体10的侧壁即边框开设有排气口12。排气口12的形状包括但不限于圆形、椭圆形、方形、长条形、跑道形等等。排气口12的数量也可以设置多个，以加快电池包内部气体的排出速度。
47.其中，排气通道24连通容纳腔11，使得容纳腔11内的气体可以通过排气通道24排出。此处排气通道24连通容纳腔11包括排气通道24的一端贯穿盖体组件20而具有连通口243，该连通口243面向电池模组30，具体地，连通口243面向电池模组30的防爆阀32，并围绕防爆阀32设置，以使得防爆阀32开启后所喷出的气体全部从连通口243进入到排气通道24，避免了气体在电池包内部到处流动。可选地，盖体组件20与电池模组30抵接，即连通口243的边缘与电池模组30抵接，以将防爆阀32罩设在内。
48.排气通道24可以具有多个分支，对应每一个电池组31设置一个分支。或者，排气通道24为一较大的总通道，同时对应多个电池组31设置。以下详细介绍排气通道24具有多个分支的情况。
49.请结合参考图4，具体地，排气通道24包括相连通的汇合通道241和多个分支通道242，汇合通道241与排气口12连通；每一个分支通道242至少对应电池模组30的一个电池组31。可选地，容纳腔11内设有至少两个电池模组30，汇合通道241形成于相邻的两个电池模组30之间。当然，其它实施例中，汇合通道241也可以位于所有电池模组30形成的整体的侧面；或者，汇合通道241形成在相邻两个电池组31之间。
50.示例性的，箱体呈长方形，箱体内设置两组电池模组30，两组电池模组30沿箱体宽度方向间隔分布。每一组电池模组30均包括沿箱体长度方向分布的多个电池组31，每一个电池组31均包括沿箱体宽度方向分布的电池单元。汇合通道241位于两组电池模组30之间，汇合通道241在箱体长度方向上延伸形成长条状。汇合通道241的两侧均设置有多个分支通道242，同一侧的分支通道242沿汇合通道241的长度方向间隔分布，以各自对应一个电池组31。并且，分支通道242沿箱体的宽度方向延伸形成长条状，从而跨越电池组31的多个电池单元。
51.汇合通道241和分支通道242可以是直线型通道或者是弯折状通道，为能够将气体快速排出，示例性的，汇合通道241和分支通道242均为直线型通道。
52.进一步地，分支通道242开设有连通口243，连通口243环绕防爆阀32。可选地，每一个分支通道242开设一个连通口243，该连通口243将电池组31中多个电池单元的多个防爆阀32全部环绕在内，从而使得同一个电池组31中的多个电池单元喷出的高温高压气体集中从一个连通口243喷向同一分支通道242，再汇聚到汇合通道241集中排出。
53.当然，其它实施例中，分支通道242可以对应每一个电池单元均开设一个连通口243。另外，一些实施例中，一个分支通道242也可以对应两个或者更多个电池组31。
54.汇合通道241的两端可各对应设置一个排气口12，因此气体可以从汇合通道241的两端进行分流，提高排出效率。本实施例中，壳体10的两相对侧壁可以各自设置一个排气口
12。
55.具体而言，各个电池组31喷出的高温高压气体从不同分支通道242的连通口243喷入分支通道242内，并朝中间的汇合通道241流动，而集中流入到汇合通道241，然后再从汇合通道241的两端流出到对应的排气口12排出。该独立的排气通道24，在电池包热失控时，能够对高温高压气体及其含有的导电物质与电池包高压带电体做到有效隔离，从根本上杜绝了电池包内部高压拉弧带来的短路风险。
56.上述中，排气通道24的形成方式具有多种，例如盖体组件20具有一较厚的盖体，该盖体通过开孔的方式形成排气通道24。或者而言，盖体组件20包括层叠设置的第一盖体21和第二盖体22，第二盖体22位于第一盖体21面向壳体10的一侧，第一盖体21和第二盖体22之间形成排气通道24。
57.以第一盖体21和第二盖体22之间形成排气通道24为例，一些实施例中，第二盖体22面向第一盖体21的表面设置凹槽，第一盖体21密封盖合凹槽的槽口形成排气通道24。一些实施中，第一盖体21和第二盖体22相向的表面分别设置凹槽，两者的凹槽相对应而共同构成排气通道24。或者，一些实施例中，第一盖体21面向第二盖体22的表面设置凹槽，第二盖体22密封盖合凹槽的槽口形成排气通道24。
58.上述中，凹槽可以是通过一体凹陷所形成，例如第一盖体21和/或第二盖体22采用钣金件一体冲压形成。或者而言，凹槽通过去除表面材料的方式所形成，例如第一盖体21和/或第二盖体22通过去除部分表面材料的方式形成凹槽。
59.本技术一具体实施方式中，第二盖体22背离第一盖体21凹陷而形成凹陷区域，凹陷区域与第一盖体21之间形成排气通道24。本实施例中，排气通道24由第二盖体22一体凹陷所形成，相对于在第二盖体22上设置支撑条的形式，无需设置其它结构安装，可以简化组装步骤，减少螺钉等连接件的设置，避免脱离的风险。并且，一体凹陷的方式密封性好，可以减少气体泄露的风险。
60.可选地，第二盖体22对应每一个电池组31均形成一个凹陷区域，每一个凹陷区域均具有连通口243，连通口243围绕防爆阀32。即对应每一个电池组31所形成的凹陷区域为分支通道242。此外，第二盖体22在其中相邻的两个电池模组30之间也形成凹陷区域，该凹陷区域为汇合通道241。
61.可以想到的是，第二盖体22面向第一盖体21的表面一体凹陷形成凹陷区域，则在第二盖体22背离第一盖体21的表面且对应凹陷区域则形成有鼓包，该鼓包可与电池组31抵接，从而避免电池组31喷出的气体泄露。
62.另外，第一盖体21和第二盖体22可以密封抵接，例如两者的接触位置可以设置粘胶进行密封，从而使得排气通道24内的气体仅能够集中从排气口12排出，避免气体从第一盖体21和第二盖体22的接触位置泄露。
63.当电池包发生热失控时会产生较多的热量，为避免高温影响到与电池包相邻设置的一些其它结构，因此，本技术实施例中，第一盖体21和/或第二盖体22为隔热结构。具体地，第一盖体21可以是带隔热设计的pcm、smc、铝合金板材、高强钢板等材料冲压而成，第二盖体22可以是隔热层，其可以是气凝胶、云母等材料冲压而成。其中，pcm和smc均是塑料件，pcm指的是预压料模压法形成的塑料件，smc指的是环氧树脂基片状模塑料。
64.请结合参考图5，进一步地，电池包箱体还包括排气风扇50，排气风扇50安装于排
气口12。传统的电池包只能靠被动的气压来开启防爆阀32，导致热失控排烟不通畅，并伴随着热失控产生的导电物质造成高压导体间的高压拉弧短路，进而加剧了热失控烈度。而本技术实施例中，采用主动排气风扇50策略，可以使高温高压气体快速排出电池包，避免电池包排气不畅造成爆炸的风险，并有效避免外界空气进入电池包内部，造成发生明火现象。通过定向的无障碍排气通道24设计与主动排气风扇50结合，定向主动排出电池包内部高温高压气体，避免高温高压气体无法及时排除，导致电池包热失控的加剧，进而发生爆炸等烈性事件。
65.当设置两个排气口12时，在每一个排气口12处均对应设置一个排气风扇50，从而使得电池包内部的高温高压气体同时从两个排气口12快速排出。
66.以排气口12设置在壳体10的侧壁为例，该排气风扇50与壳体10固定。排气风扇50可与箱体可拆卸连接，可拆卸连接的方式包括但不限于螺钉固定、卡扣卡接等。示例性的，排气风扇50通过螺栓固定在电池包箱体上。
67.进一步地，排气口12处还盖设有防水透气膜40，防水透气膜40将排气口12覆盖，避免水汽以及其它杂质进入到电池包箱体内，同时，防水透气膜40可以供气体通过，当电池模组30产生高压气体时，能够透过防水透气膜40向外排出。
68.防水透气膜40的形状可以与排气口12的形状匹配，即两者形状一致。例如，排气口12为方形孔，防水透气膜40呈方形。当然，排气口12和防水透气膜40的形状不局限于此，本技术实施例对此并不进行限定。
69.防水透气膜40与电池包箱体的连接方式包括但不限于粘接、一体注塑成型等。示例性的，防水透气膜40通过粘胶与电池包箱体粘接。
70.防水透气膜40可以设置在箱体的外侧表面，或者，防水透气膜40设置在排气口12内，或者，防水透气膜40也可以设置在箱体的内壁面。
71.一些实施例中，防水透气膜40安装于排气风扇50的外侧，因此可以避免排气风扇50显露在外，对排气风扇50起到防护作用。示例性的，排气风扇50固定在排气口12内，防水透气膜40安装于箱体的外侧表面。
72.本技术实施例中，采用主动式排气风扇50与防水透气膜40一体设计，在电池包正常使用状态，可使用防水透气膜40正常平衡电池包内外气压。当电池包热失控后排气风扇50接收到vcu(实现整车控制决策的核心电子控制单元)的启动信号，使用自身转动的气压打开防水透气膜40，主动排出电池包热失控产生的高温高压气体。
73.当然，在其它一些实施例中，也可以设置温度阈值，当电池包正常使用状态下，且电池包内温度低于预设阈值时，排气风扇50未启动。而当电池包内温度大于或等于预设阈值时，表明电池包内温度较高，此时vcu可以控制排气风扇50打开，排气风扇50使用自身转动的气压打开防水透气膜40，主动排出电池包内产生的高温气体，由此可以对电池包进行快速散热，避免电池包内温度进一步上升，可以在一定程度上避免电池包热失控现象的产生。
74.上述中，可以在电池包内设置温度传感器，以检测电池包内温度。温度传感器可以固定在壳体10的内壁，或者温度传感器也可以固定在盖体组件20的内壁。
75.当壳体10的侧壁设置有排气口12时，为了方便盖体组件20内的排气通道24与排气口12对接，避免气体流向容纳腔11内，因此进一步地，盖体组件20的侧缘设有导流件25而形
成导流通道251，导流通道251将排气通道24和排气口12连通。具体地，导流件25与壳体10的侧壁抵接，将排气口12罩设在内。示例性的，导流件25凸出于第二盖体22面向电池模组30的表面。
76.请再次结合参考图3，进一步地，盖体组件20还设有吸热层23，吸热层23材质可以是硅基等材料组成。吸热层23的设置，使得盖体组件20在排气的同时能够吸收部分热量，减少热量传递至盖体组件20的外表面，降低对电池包盖体组件20因高温带来的损害。在热失控排气过程中，吸热层23吸收高温气体的热量，降低排气温度，降低高温气体熔解盖体组件20的风险。同时，吸热层23吸收电池模组30产生的部分热量后，能够使得经由排气通道24排出至电池包外围气体的温度降低。
77.可选地，吸热层23覆盖盖体组件20面向电池模组30的表面，因此吸热层23可以直接面向电池模组30，与电池模组30之间的距离较近，能够快速吸收更多的热量，减少热量进入到排气通道24，进而减少热量向上传递给第一盖体21。
78.吸热层23覆盖盖体组件20面向电池模组30的表面包括以下几种情况：盖体组件20面向电池模组30的表面全部被吸热层23所覆盖；或者，盖体组件20面向电池模组30的部分表面被吸热层23所覆盖。
79.本技术一些具体实施方式中，吸热层23为吸热涂层。示例性的，吸热层23涂设于第二盖体22面向电池模组30的表面。当吸热层23采用涂层的方式时，能够直接涂抹于第二盖体22，无需额外安装固定，涂抹的方式附着性好，可以避免吸热层23与第二盖体22脱离。
80.当然，本技术另一些具体实施方式中，吸热层23也可以是吸热板。吸热板与第二盖体22之间可以采用可拆卸连接的方式固定，可拆卸连接的方式包括但不限于螺钉、铆钉、卡扣等。或者，吸热板与第二盖体22之间也可以采用焊接固定。示例性的，第一盖体21、第二盖体22和吸热层23通过粘接或者铆接的方式连接在一起。
81.此外，吸热层23也可以设置在排气通道24的内壁，例如，吸热层23设置在第二盖体22面向第一盖体21的表面，或者，吸热层23设置在第一盖体21面向第二盖体22的表面。
82.本技术实施例还提出一种电池包，该电池包包括电池包箱体以及电池模组30，其中，电池包箱体和电池模组30的具体结构请参见上述实施例，此处不再赘述。
83.本技术实施例还提出一种车辆，该车辆包括电池包，电池包的具体结构同样请参见上述实施例，此处不再赘述。车辆可以是电动汽车，例如，纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车、新能源汽车等，本技术对此不做具体限定。
84.下面结合具体的应用场景对本技术各实施例提供的技术方案进行说明。
85.场景一：
86.当电池包出现热失控现象时，电池模组30的防爆阀32打开，并喷出大量的高温高压气体，该气体经由排气通道24的连通口243进入到排气通道24内。同时，vcu向排气风扇50发出启动信号，排气风扇50使用自身转动的气压打开防水透气膜40，排气风扇50启动后会使得排气通道24内产生负压，从而主动且快速的排出电池包热失控产生的高温高压气体，减少高温高压带电气体在电池包内逗留，避免电池包排气不畅造成爆炸的风险，并有效避免外界空气进入电池包内部，造成发生明火现象。
87.排气通道24对电池包热失控产生的气体具有引导作用，可以引导气体定向流动，排气通道24和排气风扇50结合后，可以定向且主动排出电池包内部高温高压气体，避免高
温高压气体无法及时排除，导致电池包热失控的加剧，进而发生爆炸等烈性事件。
88.场景二：
89.在电池包正常使用状态且电池包内温度低于预设阈值时，排气风扇50未启动，此时由于排气通道24、排气口12的设置，电池包正常工作产生的热量也可以通过排气通道24和排气口12定向排出。同时，可使用防水透气膜40正常平衡电池包内外气压。
90.当电池包内温度大于或等于预设阈值时，vcu向排气风扇50发出启动信号，排气风扇50使用自身转动的气压打开防水透气膜40，排气风扇50启动后会使得排气通道24内产生负压，从而主动且快速的排出电池包内的高温气体，减少高温气体在电池包内逗留，避免电池包内温度进一步上升，并有效避免外界空气进入电池包内部，造成发生明火现象。
91.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术实施例进行了详细的说明，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技术实施例各实施例技术方案的精神和范围。