用于双层模组的电池包

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，尤其涉及用于双层模组的电池包。

背景技术

近几年来，汽车轻量化需求越来越高，特别在新能源汽车领域，续航里程一直是制约性能发展的瓶颈，现有技术中提高续航里程通常会从增大电池总能量的角度出发，通常包括增大电池pack能量密度或增加模组数量，而为了提高电动汽车的空间利用率，通常会进行双层模组的布置，双层模组结构的出现，可有效利用包络空间并提升电动汽车的续航里程。

在现有技术中的双层模组电池包设计过程中，由于密封困难，通常难以设计专门的排气泄压通道，由于双层模组的电池包没有专门的排气泄压通道，当模组上面的电芯出现热失控时，电芯内部瞬间释放出大量气体并伴随火焰，由于没有定向排气通道导走这些气体和火焰，它们会在电池包内部四处随机蔓延，容易引燃其他零部件，导致其他正常使用的电芯也热失控，造成热失控扩散，容易导致发生火灾或爆炸，存在改进之处。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了电池包，以防止发生热失控扩散。

根据本发明实施例的用于双层模组的电池包，包括：

电池模组，其包括沿高度方向层叠设置的一对电池组件；

其中每个所述电池组件均包括支撑托盘和电芯组，所述支撑托盘沿自身高度方向贯穿设置有若干通孔，所述电芯组中若干单体电芯的泄压阀一一对应地设置于若干所述通孔处，沿高度方向设置的一对所述电芯组的泄压阀相向设置；且所述支撑托盘还设置有若干泄压孔；

模组托架，其设置于沿高度方向设置的一对所述支撑托盘之间，且所述模组托架设置有第一泄压通道；其中沿高度方向设置的一对所述支撑托盘之间设置有泄压腔体，所述通孔、所述泄压腔体、所述第一泄压通道和所述泄压孔连通；

箱体，所述电池模组设于所述箱体内，所述箱体设置有第三泄压通道，所述第三泄压通道和所述泄压孔连通。

根据本发明的一些实施例，每一个所述支撑托盘包括形成有安装凹槽的托盘本体以及设置于所述托盘本体周向边缘的托盘延伸件，且每一所述托盘本体沿自身高度方向贯穿设置若干所述通孔；

沿高度方向设置的一对所述托盘本体之间设置所述泄压腔体，且所述模组托架设置于沿高度方向设置的一对所述托盘延伸件之间。

根据本发明的一些实施例，所述托盘延伸件和所述模组托架均呈矩形环状。

根据本发明的一些实施例，还包括：

防火板，其设置于沿高度方向设置的一对所述托盘本体之间，并且位于上侧所述托盘本体的通孔和位于下侧所述托盘本体的通孔通过所述防火板间隔。

根据本发明的一些实施例，所述箱体内设置有边梁和若干个第一横梁，所述边梁合围成框体结构，所述边梁内设置所述第三泄压通道；

若干个所述第一横梁设于所述框体结构内侧并与所述边梁相连，若干所述第一横梁在所述框体结构内分隔出多个区域，每个所述区域均设置有所述电池模组。

根据本发明的一些实施例，所述第一横梁设置有第二泄压通道，且所述第一泄压通道、所述泄压孔、所述第二泄压通道和所述第三泄压通道连通。

根据本发明的一些实施例，沿高度方向设置的一对所述支撑托盘对称设置，且位于下侧的所述托盘延伸件设置若干所述泄压孔，所述泄压孔、所述第二泄压通道和所述第三泄压通道。

根据本发明的一些实施例，所述边梁设置有防爆阀，所述防爆阀和所述第三泄压通道连通。

根据本发明的一些实施例，所述模组托架和沿高度方向设置的一对所述托盘延伸件通过锁紧件连接，以夹紧所述防火板。

综上所述，本发明实施例所提供的用于双层模组的电池包具有的有益效果5如下：

在实际应用中，本发明实施例中的电池包中的双层电池组件，其中电池组件中的单体电芯为圆柱形电芯，由于圆柱形电芯的防爆阀设置于电芯自身的底部，因此双层电池组件中采用单体电芯的底部相向设置的安装结构，当电池发

热失控时，所产生的气体和火焰会通过通孔集中聚集在沿高度方向设置的一对0所述支撑托盘之间所形成的泄压腔体内，然后所产生的气体和火焰会流向模组

托架的第一泄压通道，再流向支撑托盘的泄压孔内，最后流入到箱体的第三泄压通道内，通过第三泄压通道导走这些气体和火焰，有效地防止气体和火焰在电池包内部四处随机蔓延，有效防止热失控扩散，以防止引发更严重的火灾或爆炸。

5本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描

述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例中电池包的结构示意图；

图2为本发明实施例中电池包的内部结构示意图；

图3为图2中A的局部放大图；

图4为本发明实施例中电池包的又一内部结构示意图；

图5为本发明实施例中支撑托盘的结构示意图；

图6为本发明实施例中模组托架的结构示意图；

图7为本发明实施例中电池包的分解状态示意图；

图标：1-电池组件，11-支撑托盘，111-通孔，112-泄压孔，113-托盘本体，

114-托盘延伸件，12-电芯组，2-模组托架，21-第一泄压通道，3-泄压腔体，4-第一横梁，41-第二泄压通道，5-防火板，6-箱体，7-边梁，71-第三泄压通道，72-防爆阀，8-锁紧件。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

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。

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。

下面参考附图1-图6描述根据本发明实施例的用于双层模组的电池包及用电装置，下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

近几年来，汽车轻量化需求越来越高，特别在新能源汽车领域，续航里程一直是制约性能发展的瓶颈，现有技术中提高续航里程通常会从增大电池总能量的角度出发，通常包括增大电池pack能量密度或增加模组数量，而为了提高电动汽车的空间利用率，通常会进行双层模组的布置，双层模组结构的出现，可有效利用包络空间并提升电动汽车的续航里程。

在现有技术中的双层模组电池包设计过程中，由于密封困难，通常难以设计专门的排气泄压通道，由于双层模组的电池包没有专门的排气泄压通道，当模组上面的电芯出现热失控时，电芯内部瞬间释放出大量气体并伴随火焰，由于没有定向排气通道导走这些气体和火焰，它们会在电池包内部四处随机蔓延，容易引燃其他零部件，导致其他正常使用的电芯也热失控，造成热失控扩散，容易导致发生火灾或爆炸，存在改进之处。

有鉴于此，本发明实施例中的电池包针对双层模组，设置专门的排气泄压结构，发生热失控时以定向导走这些气体和火焰，防止热失控的扩散。

具体可参考附图1-图6，本发明实施例中的电池包包括电池模组、模组托架2和箱体6。

具体的，电池模组包括沿高度方向且上下层叠设置的一对电池组件1，其中电池组件1均包括支撑托盘11和电芯组12，支撑托盘11沿自身高度方向贯穿设置有若干通孔111，电芯组12中若干单体电芯的泄压阀一一对应地设置于若干通孔111处，沿高度方向设置的一对电芯组12的泄压阀相向设置；且支撑托盘11还设置有若干泄压孔112；模组托架2设置于沿高度方向设置的一对支撑托盘11之间，且模组托架2设置有第一泄压通道21；其中沿高度方向设置的一对支撑托盘11之间设置有泄压腔体3，通孔111、泄压腔体3、第一泄压通道21和泄压孔112连通；电池模组设于箱体6内，箱体6设置有第三泄压通道71，第三泄压通道71和泄压孔112连通。

在实际应用中，本发明实施例中的电池包中的双层电池组件1，其中电池组件1中的单体电芯为圆柱形电芯，由于圆柱形电芯的防爆阀72设置于电芯自身的底部，因此双层电池组件1中采用单体电芯的底部相向设置的安装结构，当电池发热失控时，所产生的气体和火焰会通过通孔111集中聚集在沿高度方向设置的一对所述支撑托盘11之间所形成的泄压腔体3内，然后所产生的气体和火焰会流向模组托架2的第一泄压通道21，再流向支撑托盘11的泄压孔112内，最后流入到箱体6的第三泄压通道71内，通过第三泄压通道71导走这些气体和火焰，有效地防止气体和火焰在电池包内部四处随机蔓延，有效防止热失控扩散，以防止引发更严重的火灾或爆炸。

进一步应用中发现，在电池包内采取双层模组的布置能有效地提升电动汽车的续航里程，但会增加电池包的厚度，因此为了降低整体电池包的厚度，对支撑托盘11的结构进行改进，以及模组托架2所安装的位置也进行相对应地调整，一定程度地降低电池包的厚度，实现小型化和轻便化。

具体可参考附图1-图6，在本发明实施例中的电池包，每一个支撑托盘11包括形成有安装凹槽的托盘本体113以及设置于托盘本体113周向边缘的托盘延伸件114，且每一托盘本体113沿自身高度方向贯穿设置若干通孔111；沿高度方向设置的一对托盘本体113之间设置泄压腔体3，且模组托架2设置于沿高度方向设置的一对托盘延伸件114之间。

在实际应用中，本发明实施例中的电池包的电池模组中通过设置一对支撑托盘11，由于支撑托盘11形成有安装凹槽的托盘本体113，这意味着托盘本体113自身一定的厚度，以使得一对托盘延伸件114之间形成有安装间隙，以供安装模组托架2。因此，电芯组12相对应安装在托盘本体113的安装凹槽处，模组托架2相对应安装在托盘延伸件114处，电芯组12相对于设置于模组托架2内，因而在高度上电芯组12和模组托架2相重合一部分，使结构更紧凑，一定程度地降低电池包的厚度，实现小型化和轻便化。

可知，当电池发热失控时，所产生的气体和火焰会集中泄压腔体3内，然后所产生的气体和火焰会朝支撑托盘11边缘的方向流动，进而流向模组托架2的第一泄压通道21，再流向支撑托盘11的泄压孔112内，最后流入到箱体6的第三泄压通道71内，通过第三泄压通道71导走这些气体和火焰，有效地防止气体和火焰在电池包内部四处随机蔓延，有效防止热失控扩散，以防止引发更严重的火灾或爆炸。

现有的电池包通常会做成方壳形状，为了适应方壳形状，本发明实施例中的电池包，托盘延伸件114和模组托架2均呈矩形环状。

当然，在其他一些实施例中，托盘延伸件114和模组托架2可呈圆形。

进一步应用中发现，由于本电池包采取了双层模组设置，当其中一层电芯组12中的单体电芯发现热失控时，所产生的气体和火焰会喷向对向电芯组12中的单体电芯的底部，进而引发热失控，因此为了防止所产生的气体和火焰喷到对向模组的单独电芯底部而引发热失控，本电池包通过设置防火板5来阻隔，防止双层模组之间发生热失控扩散。

具体可参考附图1-图6，在本发明实施例中的电池包还包括防火板5，防火板5设置于沿高度方向设置的一对托盘本体113之间，并且位于上侧托盘本体113的通孔111和位于托盘本体113的通孔111通过防火板5间隔。

在实际应用中，本发明实施例中的电池包的其中一层的电芯组12的单体电芯发生热失控时，所产生的气体和火焰会喷向防火板5，沿着防火板5朝支撑托盘11边缘的方向流动，进而流向模组托架2的第一泄压通道21，再流向支撑托盘11的泄压孔112内，最后流入到箱体6的第三泄压通道71内，通过第三泄压通道71导走这些气体和火焰，有效地防止气体和火焰在电池包内部四处随机蔓延，有效防止热失控扩散，以防止引发更严重的火灾或爆炸。并且，还有效地防止所产生的气体和火焰喷到对向模组的单独电芯底部而引发热失控，防止双层模组之间发生热失控扩散。

其中，防火板5可具体为云母板，例如，耐高温云母板，可由云母纸与有机硅胶水粘合、加温、压制而成，其中云母含量约为90％，有机硅胶水含量为10％。

进一步应用中发现，为了提高电池包的电池容量，通常会在电池包内设置有多个电池模组，为了能够使多个电池模组在发生热失控时都能合理地排出所产生的气体和火焰，本电池包对箱体6的结构进行改进。

具体可参考附图1-图6，在本发明实施例中的电池包中，箱体6内设置有边梁7和若干个第一横梁4，边梁7合围成框体结构，边梁7内设置第三泄压通道71；若干个第一横梁4设于框体结构内侧并与边梁7相连，若干第一横梁4在框体结构内分隔出多个区域，每个区域均设置有电池模组。

具体的，第一横梁4设置有第二泄压通道41，且第一泄压通道21、泄压孔112、第二泄压通道41和第三泄压通道71连通。

在实际应用中，本发明实施例中的电池包的多个电池模组和多个第一横梁4交错间隔设置，以使一个电池模组设置于两个第一横梁4之间；当电池发热失控时，所产生的气体和火焰会通过通孔111集中聚集在沿高度方向设置的一对所述支撑托盘11之间所形成的泄压腔体3内，然后所产生的气体和火焰会流向模组托架2的第一泄压通道21，再流向支撑托盘11的泄压孔112内，先流入第一横梁4的第二泄压通道41内，再流入到箱体6的第三泄压通道71内，通过第三泄压通道71导走这些气体和火焰，有效地防止气体和火焰在电池包内部四处随机蔓延，有效防止热失控扩散，以防止引发更严重的火灾或爆炸。

并且，从位置上看，该电池模组所产生的气体和火焰会流向两侧的第一横梁4，进而通过第二泄压通道41导走这些气体和火焰，有效地防止气体和火焰在电池包内部四处随机蔓延，有效防止热失控扩散，以防止引发更严重的火灾或爆炸。

其中，所产生的气体和火焰的导流结构可具体参考附图1-图6，边梁7设置有防爆阀72，防爆阀72和第三泄压通道71连通。其中，边梁7可具体呈凹字形。

在实际应用中，当电池模组发生热失控时，所产生的气体和火焰会流向第一横梁4内的第二泄压通道41，再流向边梁7的第三泄压通道71，最后在防爆阀72处爆开，自动打开泄压，以防止本电池包出现爆炸。

进一步应用中发现，由于在沿高度方向设置的一对托盘本体113之间设置了防火板5，由于发生热失控时，所产生的气体和火焰会喷向防火板5，因此需要对防火板5进行固定，防止在热失控时喷偏，本电池包通过夹紧结构对防火板5进行夹紧，以固定防火板5。

具体可参考附图1-图6，在本发明实施例中的电池包中，模组托架2和沿高度方向设置的一对托盘延伸件114通过锁紧件8连接，以夹紧防火板5。

在实际应用中，本电池包通过锁紧件8将一对托盘延伸件114锁紧在模组托架2上，再通过一对托盘本体113夹紧防火板5，实现防火板5的固定，防止在热失控时喷偏。其中，锁紧件8可具体为螺栓或螺钉。

本发明实施例不仅公开电池包，还公开了包括电池包的用电装置，其中用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。

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。