一种具有热疏导功能的电池箱、热疏导结构及方法技术

本发明专利技术提供了一种具有热疏导功能的电池箱、热疏导结构及方法，其包括：箱体，所述箱体内部空间被热隔板分隔为上层的电池仓和下层的热集散区；以及至少一单体电池，所述单体电池包括上端面和壳体，所述上端面设置有电池泄压阀，所述单体电池设置在所述电池仓内，所述上端面朝向所述热隔板设置；所述热隔板上设置有热疏导区，所述电池泄压阀出口与热疏导区对应，所述单体电池泄压阀排出的热流经过热疏导区进入热集散区。当单体电池出现热失控时，泄压阀排出的热流从泄压阀到热疏导区到热集散区再到箱外，热流的体积密度逐级下降，实现了热疏导目的。热疏导目的。热疏导目的。

【技术实现步骤摘要】
一种具有热疏导功能的电池箱、热疏导结构及方法


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种具有热疏导功能的电池箱、热疏导结构及方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车性能的不断发展，对于电动车的安全性要求也在不断提高。目前的相关标准是，电池模组在发生挤压、短路、过充等情况下，5分钟甚至更长的时间内，电池系统外部不允许出现明火，以保证乘客有足够的时间逃离。
[0003]电池模组热失控是由单体电池的热失控为起因，通过热蔓延带动周边更多正常电池热失控而引发的。单体锂电池的自燃热失控不可避免，如何更好地阻断或抑制热失控单体对周边电池的热蔓延，是电池成组热安全管理的努力目标。
[0004]单体电池自燃概率只能降低，不能杜绝，单体电池喷射燃爆是必然，必须防控；圆柱形单体电池尺寸有限，总容量有限，单体喷射燃爆对整体燃爆的影响最小化是行业防止电池包整体燃爆的努力方向；单体燃爆会喷射出大量热气流甚至火焰，尽快疏导热流降低对相邻电池的热影响最小化（热蔓延阻断）是行业亟待解决的问题；圆柱形单体容量越大，热失控时的管控必要越大，尤其针对4680新电池的单体热失控管控措施必要且紧急。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有热疏导功能的电池箱、热疏导结构及方法，本专利技术提供的电池箱在单体电池出现热失控现象后，单体电池的泄压阀排出的高热热流从避害（泄压阀向车辆下方喷射（高压）到热疏导区（中压）到热集散区（低压）再到箱外（无压），热流的体积密度（功率密度）逐级下降，实现了对上层电池仓内正常电池的热保护以及对电池包上层人员财产的热保护以及将热流疏导到箱外安全区域的热疏导目的热疏导结构。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种具有热疏导功能的电池箱，所述的电池箱包括：箱体，所述箱体内部空间被热隔板分隔为上层的电池仓和下层的热集散区；以及至少一单体电池，所述单体电池包括上端面和壳体，所述上端面设置有电池泄压阀，所述单体电池设置在所述电池仓内，所述上端面朝向所述热隔板设置；所述热隔板上设置有热疏导区，所述电池泄压阀出口与热疏导区对应，所述单体电池泄压阀排出的热流经过热疏导区进入热集散区。
[0007]本专利技术提供的电池箱在单体电池出现热失控现象后，单体电池的泄压阀排出的高热热流从避害（泄压阀向车辆下方喷射（高压）到热疏导区（中压）到热集散区（低压）再到箱外（无压），热流的体积密度（功率密度）逐级下降，实现了对上层电池仓内正常电池的热保护以及对电池包上层人员财产的热保护以及将热流疏导到箱外安全区域的热疏导目的热疏导结构。
[0008]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述单体电池的上端面至少还设置有一极柱，多个所述单体电池的极柱通过汇流排进行串联或并联电连接；所述电池泄压阀出口与对应所述热疏导区之间设有所述汇流排。
[0009]所述汇流排通过管状结构的电连接件与单体电池的电池泄压阀周边固定，所述电连接件的两端分别覆盖所述泄压阀和热疏导区，所述电连接件的侧壁、单体电池的电池泄压阀和热隔板形成封闭的热疏导区，所述单体电池产生的热量由电池泄压阀排出后经所述热疏导区进入热集散区。
[0010]需要说明的是，本专利技术中限定的电池泄压阀需要直接正对热疏导区，二者之间不能有其他结构遮挡，以便单体电池泄压阀排出的热量能直接突破热疏导区进入热集散区。因此，对于圆柱形电池而言，由于电池极柱和电池泄压阀在电池的同一端面且位置相同，因此电池极柱接入汇流排后，汇流排会挡住电池泄压阀出口，因此，本专利技术创造性地在汇流排上设置了不降低汇流通过量的电连接件来电连接电池极柱，电连接件上的通孔使得电池泄压阀可以直面热疏导区，避免了汇流排挡在二者之间，此外电连接件的封闭侧壁与电池端面、单向导通结构形成了封闭空间，且电连接件侧壁外侧填充有固体绝热材料，使得泄压阀排出的热流只能限制在热疏导区内，而不会溢散到电池仓内或影响相邻电池。当然，对于方形电池和软包电池而言，这类电池的电池极柱和电池泄压阀本身就是错开的，电池极柱接入汇流排后，汇流排也许不会遮挡电池泄压阀，此时则无需设置电连接件。
[0011]本专利技术对电连接件的结构不作具体要求和特殊限度，只要可以实现上述功能的任意结构的电连接件均可用于本专利技术中，示例性地，可选为CN113241491A中公开的戴冠冷焊结构。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的热疏导区内向热集散区方向对应的热隔板位置处设置有单向导通的单向导通结构，所述单向导通结构在所述热集散区一侧受设定压力或受设定温度后开启。
[0013]本专利技术中的单向导通结构在常态下为封闭状态，当受压或受热后会单向开启，确保泄压阀产生的热流只能经泄压阀、热疏导区和热集散区这一个流向，从而将泄压阀（高压）产生的热量经热疏导区（中压）引入热集散区（低压）再到箱外（无压），使得热流的体积密度逐级下降，有效防止了热流在有限空间内的短时间聚积造成对周边正常电池热蔓延影响，直至触发其燃爆的风险。
[0014]需要说明的是，本专利技术所述的单向导通结构可选为在热疏导区一侧的，具有低熔点固态材料作为门锁的单向门等受热单向开启的阀门，或热隔板表面刻划形成的未穿破的浅划痕，或者受压后可被单向打开的缺口或阀门等。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述电池箱还包括与热集散区相连的热排放结构，所述热排放结构包括泄压管道以及箱体泄压阀，所述泄压管道一端与所述热集散区边缘相连形成连接端口，所述连接端口位于所述热集散区的较高位置处，所述箱体泄压阀位于所述泄压管道与所述热集散区的连接端面或所述泄压管道的另一端。
[0016]本专利技术中的箱体泄压阀为单向泄压阀，由箱体内部向箱体外部泄压，且具有双向水密性。
[0017]需要说明的是，本专利技术中的外部泄压管道可以省去，当箱体外部的局部空间（非整车外部）可承受热量集聚时，泄压阀产生的热量经热集散区聚积后可以直接由箱体泄压阀
外排，无需经过外部的泄压管道定轨再输送；本专利技术中的内部泄压管道一般设置在热集散仓的上方部位，便于引导升腾热流从箱内到箱外。由于箱内一般为热敏感区域，因此本专利技术创造性地在内部泄压管道上设置了外套隔热套，以防止热流通过管壁影响内部泄压管周边的热环境。本场景下的箱体泄压阀，可以设置在内部泄压管与热集散仓的连接部，也可以设置在内部泄压管与箱壁的连接部。
[0018]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述泄压管道一端或管体与箱体壁交汇连接，形成热流出箱口；所述泄压管道途经的箱内或箱外热敏感区域的部分管道包覆有隔热套。
[0019]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的热集散仓至少与箱体底部连接。
[0020]所述热集散区至少包括一位于箱体底部的底仓。
[0021]可选地，本专利技术在底仓内设置有多个柱状支撑件，用于加强热隔板的强度，承托电池仓内若干单体电池重量的巨大压力，同时，还需要保证热集散区内液态介质和气化气体的流动性。可选地，本专利技术中的支撑件为平置的可承受纵向压力的侧向开孔格栅。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有热疏导功能的电池箱，其特征在于，所述的电池箱包括：箱体，所述箱体内部空间被热隔板分隔为上层的电池仓和下层的热集散区；以及至少一单体电池，所述单体电池包括上端面和壳体，所述上端面设置有电池泄压阀，所述单体电池设置在所述电池仓内，所述上端面朝向所述热隔板设置；所述热隔板上设置有热疏导区，所述电池泄压阀出口与热疏导区对应，所述单体电池泄压阀排出的热流经过热疏导区进入热集散区。2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述单体电池的上端面至少还设置有一极柱，多个所述单体电池的极柱通过汇流排进行串联或并联电连接；所述电池泄压阀出口与对应所述热疏导区之间设有所述汇流排；所述汇流排通过管状结构的电连接件与单体电池的电池泄压阀周边固定，所述电连接件的两端分别覆盖所述泄压阀和热疏导区，所述电连接件的侧壁、单体电池的电池泄压阀和热隔板形成封闭的热疏导区，所述单体电池产生的热量由电池泄压阀排出后经所述热疏导区进入热集散区。3.根据权利要求1或2所述的电池箱，其特征在于，所述的热疏导区内向热集散区方向对应的热隔板位置处设置有单向导通的单向导通结构，所述单向导通结构在所述热集散区一侧受设定压力或受设定温度后开启。4.根据权利要求1或2所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱还包括与热集散区相连的热排放结构，所述热排放结构包括泄压管道以及箱体泄压阀，所述泄压管道一端与所述热集散区边缘相连形成连接端口，所述连接端口位于所述热集散区的较高位置处，所述箱体泄压阀位于所述泄压管道与所述热集散区的连接端面或所述泄压管道的另一端。5.根据权利要求4所述的电池箱，其特征在于，所述泄压管道一端或管体与箱体壁交汇连接，形成热流出箱口；所述泄压管道途经的箱内或箱外热敏感区域的部分管道包覆有隔热套。6.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述的热集散仓至少与...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪波，秦兴才，刘存良，
申请(专利权)人：苏州市模度智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：