一种保温兼顾热失控安全的电池包的制作方法

1.本发明涉及电池包技术领域，尤其涉及一种保温兼顾热失控安全的电池包。


背景技术：

2.纯电动汽车用户对续航里程的要求越来越高，致使电芯的能量也越来越大，导致电芯数量的增多，温度一致性更加难以控制；并且，电池从低温加热到适合温度的所需时间越来越长，电池包尤其在冬天北方寒冷地区，电池低温保温要求越来越高，传统的底部液冷板冬天保温问题是一大难点。
3.目前，底部液冷板通过顶面喷涂或者贴膜能在低温保温相较于底部也冷有些改善，但是电池与箱体间的散热问提依然难以解决。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本发明提供一种保温兼顾热失控安全的电池包，可解决保温问题的同时兼顾散热问题。
5.本发明为解决其问题所采用的技术方案是：
6.一种保温兼顾热失控安全的电池包，包括：电池包外壳体，所述电池包外壳体具有外壳腔体；电池包内壳体，所述电池包内壳体具有内壳腔体，所述内壳腔体装配于所述外壳腔体内，所述电池包外壳体与电池包内壳体之间留有第一泄压空间；电池包上盖，所述电池包上盖具有盖体腔体，所述盖体腔体与内壳腔体连通；电芯组，所述电芯组由若干电芯排布而成，所述电芯组装配于所述内壳腔体内，所述电芯的泄压部与第一泄压空间连通；液冷装置，所述液冷装置位于盖体腔体内，所述液冷装置装配在电芯组上，以使所述液冷装置与电芯组紧贴实现热交换。
7.通过采用上述方案，通过电池包外壳体与电池包内壳体组合形成双层箱体，箱体之间不接触，可提升保温能力，同时从不接触的空间进行电芯的泄压，避免电芯之间发生热失控。
8.进一步地，所述外壳腔体边缘向外延伸形成外壳边缘，所述内壳腔体边缘向外延伸形成内壳边缘，所述外壳边缘与所述内壳边缘抵接，所述盖体腔体边缘向外延伸形成盖体边缘，所述电池包上盖扣合于所述电池包内壳体和/或电池包外壳体上，以用于将所述盖体边缘与所述内壳边缘和/或外壳边缘密封连接。
9.通过采用上述方案，实现电池包盖体与壳体之间的密封效果。
10.进一步地，所述电芯组与电池包内壳体之间设置有绝缘支架，所述绝缘支架上设置有若干安装槽，所述安装槽分别用于装配电芯组中的每一个电芯，所述安装槽内设置有穿孔，用于将电芯的泄压部露出。
11.通过采用上述方案，所述绝缘支架可将电芯组与电池包内壳体分隔，起到绝缘作用，同时可起到保温效果。
12.进一步地，所述绝缘支架与电池包内壳体之间设置有结构胶层，所述结构胶层避
开所述穿孔设置。
13.通过采用上述方案，可将绝缘支架固定于电池包内壳体的内壳腔体中，强化系统刚度。
14.进一步地，所述电池包内壳体上设置有若干泄压孔，所述泄压孔分别对应所述电芯组中的每一个电芯的泄压部，用以将电芯的泄压部与第一泄压空间连通。
15.通过采用上述方案，当电芯泄压阀向下喷发时，高温高压气体从第一泄压空间流出，保证气体不会引发其他电芯热失控。
16.进一步地，所述电池包外壳体上设置有至少一个泄压口，以用于将第一泄压空间与电池包外壳体的外部连通。
17.通过采用上述方案，可及时将高温高压气体排出，平衡压力，存留于第一泄压空间的少量热气可起到保温效果。
18.进一步的，所述电芯与电芯之间设置有填充结构层，所述填充结构层高度低于所述电芯高度，用于将电芯与电芯隔离并限位。
19.通过采用上述方案，可增加电芯的保温效果，且电芯发生热失控时，填充结构层能够增加电芯之间的热阻，大大降低热失控电池对周围电芯的影响。
20.进一步地，所述盖体边缘与内壳边缘之间设置有密封圈，用于增加密封性。
21.通过采用上述方案，所述密封圈既可以密封，又可以增加盖体边缘与内壳边缘之间的热阻。
22.进一步地，所述液冷装置与电芯组之间设置有导热结构胶，所述导热结构胶用于增大液冷装置与电芯组的换热面积。
23.通过采用上述方案，提升液冷装置的稳定性。
24.进一步地，设定与绝缘支架平行的面为水平面，则所述安装槽的水平截面面积与电芯的水平截面面积一致，所述穿孔面积小于安装槽的水平截面面积，用于对电芯起到支撑作用，避免电芯从穿孔掉落。
25.通过采用上述方案，可将电芯固定在安装槽内同时，将电芯的泄压部露出，方便泄压。
26.进一步地，所述液冷装置与电池包上盖之间预留有第二空间,用于将液冷装置与电池包上盖分隔减少换热。
27.通过采用上述方案，通过设置第二空间，可在液冷装置与电池包上盖之间增加一层空气，阻断了液冷装置与电池包上盖的接触，从而起到对液冷装置的保温效果。
28.进一步地，所述电池包外壳体与电池包内壳体之间还设置或填充有保温材料。
29.通过采用上述方案，所述保温层可进一步提升保温效果。
30.综上所述，本发明提供的一种保温兼顾热失控安全的电池包具有如下技术效果：
31.1.通过将电池包分为电池包内壳体和电池包外壳体形成双层箱体，箱体之间的第一泄压空间将双层壳体隔离，大大提高了电池包的保温能力；
32.2.电芯的泄压部与第一泄压空间连通，可将高温高压气体从电池包内壳中排出，保证气体不会引发其他电芯热失控；
33.3.所述电芯与电芯之间设置有填充结构层，增加电芯之间的热阻，电芯发生热失控时，能大大降低热失控电芯对其他电芯的影响；
34.4.通过将液冷装置设置在电芯的上方，并将电池向下方的第一泄压空间泄压，可提高电池包上方的安全性。
附图说明
35.图1为本发明实施例的立体结构示意图；
36.图2为本发明实施例的侧面结构示意图；
37.图3为图2中a-a处的剖面结构示意图；
38.图4为图3中b区放大；
39.图5为本发明实施例的电池包外壳体与电池包内壳体拆解结构示意图；
40.图6为本发明实施例的电芯组与液冷装置拆解结构示意图；
41.图7为本发明实施例的绝缘支架结构示意图。
42.其中，附图标记含义如下：1、电池包外壳体；11、外壳腔体；12、外壳边缘；13、泄压口；2、电池包内壳体；21、内壳腔体；22、内壳边缘；23、泄压孔；3、电池包上盖；31、盖体腔体；32、盖体边缘；4、第一泄压空间；5、电芯组；6、液冷装置；61、导热结构胶；7、密封圈；8、绝缘支架；81、安装槽；82、穿孔；83、结构胶层；9、填充结构层；10、第二空间。
具体实施方式
43.为了更好地理解和实施，以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
44.为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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。
46.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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在限制本发明。
47.本发明的实施例1参阅图1-图7所述，公开了一种保温兼顾热失控安全的电池包，包括电池包外壳体1、电池包内壳体2和电池包上盖3，所述电池包外壳体1具有外壳腔体11，所述电池包内壳体2位于电池包外壳体1的外壳腔体11内，且所述电池包外壳体1与电池包内壳体2之间预留有第一泄压空间4，所述第一泄压空间4可以设置或填充保温材料，也可以为空气层，所述保温材料包括但不限于是具有气孔的泡沫板、发泡胶或由微小陶瓷颗粒构成的惰性乳胶，可提高电池包整体的保温性能，同时不影响第一泄压空间4排出高温高压气体，所述电池包内壳体2具有内壳腔体21，所述内壳腔体21内设置有由若干电芯排布而成的电芯组5，所述电池包上盖3具有盖体腔体31，所述盖体腔体31与内壳腔体21连通，用于存放电芯组5，所述电芯组5由若干电芯排布而成，所述电芯组5装配于所述内壳腔体21内，所述
电芯的泄压部与第一泄压空间4连通；所述电芯组5与电池包上盖3之间还设置有液冷装置6，所述液冷装置6位于盖体腔体31内，所述液冷装置6装配在电芯组5上，以使所述液冷装置6与电芯组5紧贴实现热交换，通过电池包外壳体1与电池包内壳体2组合形成双层箱体，箱体之间不接触，可提升保温能力，同时从不接触的空间进行电芯的泄压，避免电芯之间发生热失控。
48.具体的，所述外壳腔体11边缘向外延伸形成外壳边缘12，所述内壳腔体21边缘向外延伸形成内壳边缘22，所述外壳边缘12与所述内壳边缘22抵接，所述盖体腔体31边缘向外延伸形成盖体边缘32，所述电池包上盖3扣合于所述电池包内壳体2和/或电池包外壳体1上，以用于将所述盖体边缘32与所述内壳边缘22和/或外壳边缘12密封连接，实现电池包盖体与壳体之间的密封效果。在其他实施例中，所述外壳边缘12与内壳边缘22可以不接触，可以在外壳腔体11内设置类似于阶梯状卡台来承接内壳边缘22，以使所述电池包外壳体1与电池包内壳体2之间存在缝隙形成第一泄压空间4。
49.需要说明的是，在本实施例1中，所述电芯的泄压部位于电芯靠近第一泄压空间4一端，用于使电芯向第一泄压空间4的方向泄压，以用于节省整体电池包的空间，提供更简便的泄压结构。在其他实施例中，可以更改电芯的泄压部位置，只需要将泄压部与第一泄压空间4连通即可。
50.所述盖体边缘32与内壳边缘22之间设置有密封圈7，用于增加密封性，所述密封圈7既可以密封，又可以增加盖体边缘32与内壳边缘22之间的热阻。当所述盖体边缘32与外壳边缘12抵接时，所述密封圈7位于盖体边缘32与外壳边缘12抵之间。当所述盖体边缘32同时与所述内壳边缘22和外壳边缘12抵接时，所述盖体边缘32与外壳边缘12抵之间、所述盖体边缘32与内壳边缘22之间可同时设置密封圈7，提高三者之间的密封性，从而保证了电池包内部的保温效果。
51.所述电池包内壳体2上设置有若干泄压孔23，所述泄压孔23分别对应所述电芯组5中的每一个电芯的泄压部，用以将电芯的泄压部与第一泄压空间4连通，当电芯泄压阀向下喷发时，高温高压气体从第一泄压空间4流出，保证气体不会引发其他电芯热失控。
52.所述电池包外壳体1上设置有至少一个泄压口13，以用于将第一泄压空间4与电池包外壳体1的外部连通，可及时将高温高压气体排出，平衡压力，存留于第一泄压空间4的少量热气可起到保温效果。
53.为了避免液冷装置6在电池包内壳体2与电池包外壳体1之间晃动，所述液冷装置6与电芯组5之间设置有导热结构胶61，所述导热结构胶61用于增大液冷装置6与电芯组5的换热面积，提升液冷装置6的稳定性。当然，所述导热结构胶61的层数可以为多层，本实施例不做具体限制。
54.在一种实施例中，所述电芯组5与电池包内壳体2之间设置有绝缘支架8，所述绝缘支架8上设置有若干安装槽81，所述安装槽81分别用于装配电芯组5中的每一个电芯，因此所述安装槽81与泄压孔23的数量及位置对应设置，所述安装槽81内设置有穿孔82，用于将电芯的泄压部露出，所述绝缘支架8可将电芯组5与电池包内壳体2分隔，起到绝缘作用，同时可起到保温效果。需要说明的是，所述穿孔82可以为网孔，也可以是可供气体通过的其他结构，仅用于为电芯的泄压预留空间即可，本实施例不做具体限制。
55.为了避免绝缘支架8在电池包内壳体2中晃动，所述绝缘支架8与电池包内壳体2之
间设置有结构胶层83，所述结构胶层83避开所述穿孔82设置，可将绝缘支架8固定于电池包内壳体2的内壳腔体21中，强化系统刚度。所述结构胶层83也可以为灌胶工艺，提高绝缘支架8的稳定性，避免绝缘支架8在生产过程中尺寸与电池包尺寸误差较大，导致绝缘支架8在电池包内晃动的问题。当然，所述结构胶层83的层数可以为多层，本实施例不做具体限制。
56.在一种实施例中，所述电芯与电芯之间设置有填充结构层9，所述填充结构层9高度低于所述电芯高度，用于将电芯与电芯隔离并限位，可增加电芯的保温效果，且电芯发生热失控时，填充结构层9能够增加电芯之间的热阻，大大降低热失控电池对周围电芯的影响。具体的，所述填充结构层9的高度低于电池包内壳体2的内壳边缘22。且所述填充结构层9的底面与绝缘支架8的顶面对应贴合，进一步提高电芯组5在电池包内的稳定性。所述填充结构层9具体为发泡胶，可将每个电芯之间保持等间隔的距离，实现电芯组5的稳定排列与固定。在其他实施例中，所述填充结构层9可以为其他材料，电芯之间的距离可以适应性调整，本实施例不作具体限制。
57.安装时，将电池包外壳体1的外壳腔体11朝上，然后将电池包内壳体2的内壳腔体21朝上放入外壳腔体11内，直至电池包内壳体2的内壳边缘22与电池包外壳体1的外壳边缘12抵接，此时所述电池包内壳体2与电池包外壳体1之间形成第一泄压空间4，然后将电池包内壳体2的内壳腔体21底部涂抹一层结构胶层83，然后将塑料支架放入，通过结构胶层83粘贴固定，也可以先放入塑料支架然后灌胶固定；塑料直接安装后，放入电芯组5，同时使得电芯组5的每个电芯依次放入塑料支架的安装槽81内，设定与绝缘支架8平行的面为水平面，由于所述安装槽81的水平截面面积与电芯的水平截面面积一致，所述穿孔82面积小于安装槽81的水平截面面积，可对电芯起到支撑作用，避免电芯从穿孔82掉落，可将电芯固定在安装槽81内同时，将电芯的泄压部露出，方便泄压。电芯组5装配完成后，在将液冷装置6底面涂上至少一层的导热结构胶61，用于将液冷装置6固定在电芯组5顶面，导热结构胶61起到导热作用，由于导热结构胶61可以适配不同结构的表面，因此可增加与电芯组5接触的面积，从而增大液冷装置6与电芯组5之间的换热效率。最后将所述电池包上盖3的盖体腔体31朝下，使得所述电池包上盖3的盖体边缘32与外壳边缘12和/或内壳边缘22抵接，抵接处设置有密封圈7，安装后所述液冷装置6与电池包上盖3之间预留有第二空间10,用于将液冷装置6与电池包上盖3分隔减少换热，通过设置第二空间10，可在液冷装置6与电池包上盖3之间增加一层空气，阻断了液冷装置6与电池包上盖3的接触，从而起到对液冷装置6的保温效果。
58.在其他实施例中，所述液冷装置6中含有多个液冷管道，所述液冷管道之间独立控制区域流量，可解决电池温度分布不均匀问题，同时，当电池包温度过低时，可阻断各个液冷管道中的介质流通，从而提高电池内部的温度，减少内部温度的流失，增加保温效果。
59.在其他实施例中，所述电池包外壳体1与电池包内壳体2之间还设置有加热装置，用于在寒冷环境下减少外部冷气进入电池包的速度，同时提高电池内部的保温效果。
60.使用时，由于箱体的密封性良好，且所述电芯组5与电池包上盖3、电池包外壳体1之间均不直接接触，且均通过空气层隔离，可以有效降低电芯组5受环境低温的影响，起到低温保温的效果，且当电池使用或充电时，电池泄压阀向下喷发，高温高压气体从电池包外壳体1和电池包内壳体2之间的第一泄压腔流出电池包内壳体2，高温高压气体从第一泄压腔顺着电池包外壳体1的泄压口13排出电池包，降低了内壳腔体21内发生热失控的机率，同
时可存储部分高温高压气体处于第一泄压腔内，降低电池包受低温影响冷却的速度，起到保温效果。
61.综上所述，本发明提供的一种保温兼顾热失控安全的电池包具有如下技术效果：
62.1.通过将电池包分为电池包内壳体2和电池包外壳体1形成双层箱体，箱体之间的第一泄压空间4将双层壳体隔离，大大提高了电池包的保温能力；
63.2.电芯的泄压部与第一泄压空间4连通，可将高温高压气体从电池包内壳中排出，保证气体不会引发其他电芯热失控；
64.3.所述电芯与电芯之间设置有填充结构层9，增加电芯之间的热阻，电芯发生热失控时，能大大降低热失控电芯对其他电芯的影响；
65.4.通过将液冷装置6设置在电芯的上方，并将电池向下方的第一泄压空间4泄压，可提高电池包上方的安全性。
66.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：包括：电池包外壳体(1)，所述电池包外壳体(1)具有外壳腔体(11)；电池包内壳体(2)，所述电池包内壳体(2)具有内壳腔体(21)，所述内壳腔体(21)装配于所述外壳腔体(11)内，所述电池包外壳体(1)与电池包内壳体(2)之间留有第一泄压空间(4)；电池包上盖(3)，所述电池包上盖(3)具有盖体腔体(31)，所述盖体腔体(31)与内壳腔体(21)连通；电芯组(5)，所述电芯组(5)由若干电芯排布而成，所述电芯组(5)装配于所述内壳腔体(21)内，所述电芯的泄压部与第一泄压空间(4)连通；液冷装置(6)，所述液冷装置(6)位于盖体腔体(31)内，所述液冷装置(6)装配在电芯组(5)上，以使所述液冷装置(6)与电芯组(5)紧贴实现热交换。2.根据权利要求1所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述外壳腔体(11)边缘向外延伸形成外壳边缘(12)，所述内壳腔体(21)边缘向外延伸形成内壳边缘(22)，所述外壳边缘(12)与所述内壳边缘(22)抵接，所述盖体腔体(31)边缘向外延伸形成盖体边缘(32)，所述电池包上盖(3)扣合于所述电池包内壳体(2)和/或电池包外壳体(1)上，以用于将所述盖体边缘(32)与所述内壳边缘(22)和/或外壳边缘(12)密封连接。3.根据权利要求2所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述电芯组(5)与电池包内壳体(2)之间设置有绝缘支架(8)，所述绝缘支架(8)上设置有若干安装槽(81)，所述安装槽(81)分别用于装配电芯组(5)中的每一个电芯，所述安装槽(81)内设置有穿孔(82)，用于将电芯的泄压部露出。4.根据权利要求3所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述绝缘支架(8)与电池包内壳体(2)之间设置有结构胶层(83)，所述结构胶层(83)避开所述穿孔(82)设置。5.根据权利要求1或3所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述电池包内壳体(2)上设置有若干泄压孔(23)，所述泄压孔(23)分别对应所述电芯组(5)中的每一个电芯的泄压部，用以将电芯的泄压部与第一泄压空间(4)连通。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述电池包外壳体(1)上设置有至少一个泄压口(13)，以用于将第一泄压空间(4)与电池包外壳体(1)的外部连通。7.根据权利要求1-4任一项所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述电芯与电芯之间设置有填充结构层(9)，所述填充结构层(9)高度低于所述电芯高度，用于将电芯与电芯隔离并限位。8.根据权利要求1-4任一项所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述盖体边缘(32)与内壳边缘(22)之间设置有密封圈(7)，用于增加密封性。9.根据权利要求1-4任一项所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述液冷装置(6)与电芯组(5)之间设置有导热结构胶(61)，所述导热结构胶(61)用于增大液冷装置(6)与电芯组(5)的换热面积。10.根据权利要求3所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：设定与绝缘支架(8)平行的面为水平面，则所述安装槽(81)的水平截面面积与电芯的水平截面面积
一致，所述穿孔(82)面积小于安装槽(81)的水平截面面积，用于对电芯起到支撑作用，避免电芯从穿孔(82)掉落。11.根据权利要求1-4所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述液冷装置(6)与电池包上盖(3)之间预留有第二空间(10),用于将液冷装置(6)与电池包上盖(3)分隔减少换热。12.根据权利要求1-4所述的一种保温兼顾热失控安全的电池包，其特征在于：所述电池包外壳体(1)与电池包内壳体(2)之间还设置或填充有保温材料。

技术总结
本发明公开了一种保温兼顾热失控安全的电池包，包括：电池包外壳体，所述电池包外壳体具有外壳腔体；电池包内壳体，所述电池包内壳体具有内壳腔体，所述内壳腔体装配于所述外壳腔体内，所述电池包外壳体与电池包内壳体之间留有第一泄压空间；电池包上盖，所述电池包上盖具有盖体腔体，所述盖体腔体与内壳腔体连通；电芯组，所述电芯组由若干电芯排布而成，所述电芯组装配于所述内壳腔体内，所述电芯的泄压部与第一泄压空间连通；液冷装置，所述液冷装置位于盖体腔体内。本发明通过电池包外壳体与电池包内壳体组合形成双层箱体，箱体之间不接触，可提升保温能力，同时从不接触的空间进行电芯的泄压，避免电芯之间发生热失控。避免电芯之间发生热失控。避免电芯之间发生热失控。


技术研发人员：汪展展 李世远 肖鹏 张显
受保护的技术使用者：惠州亿纬锂能股份有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/7/22