一种高成组效率的热安全电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高成组效率的热安全电池系统，系统梁具有至少一个横梁和至少一个纵梁，横梁和纵梁固定安装在箱体内，将箱体内分割成多个电池仓；多个电芯堆分别安装在箱体的电池仓内；箱体的侧壁上开设有多个安装孔，多个安装孔一一对应连通电池仓，多个防爆阀分别对应固定安装在多个安装孔中；液冷板固定安装在箱体的底部；盖板固定安装在电芯堆的上端；箱盖固定安装在箱体的顶部。本电芯系统的电芯堆依靠系统梁进行结构防护，提高了本电池系统的成组效率。同时本电芯系统液冷板、系统梁和盖板的配合，避免单个电池仓的热失控蔓延到相邻电池仓内，并且设置防爆阀来实现高温高压气体的释放，实现电池系统的局部电池热失控下的热安全防护。热安全防护。热安全防护。

A high efficiency thermal safety battery system

【技术实现步骤摘要】
一种高成组效率的热安全电池系统


[0001]本专利技术涉及电池系统
，具体为一种高成组效率的热安全电池系统。

技术介绍

[0002]电池安全问题一直是消费者的一大顾虑，其中以热安全最为突出。与此同时，为了应对市场对电动汽车高续航的需求，锂电池的能量密度进一步提高，电池系统集成效率也在提高,这就意味着相同大小的电池系统搭载的能量更高，一旦存在热安全问题带来的破坏力也将更大。并且，追求高的成组效率也导致留给系统进行热防护的空间十分有限，进而再一次提高系统热安全防护的难度。所以，如何解决为电池创造一个热安全的工作环境与系统高成组效率需求这一矛盾问题成为当前的一大技术挑战。
[0003]现有的热防护电池系统仅采用热阻隔、热疏导、高温高压气体释放等防护手段中的一条或者两条，而且没有考虑或者兼顾成组效率，迎合高成组效率这一需求。
[0004]公布号为CN205752329U的技术申请公开了一种锂离子电池箱体，该申请仅采用热阻隔手段而且并未涉及提高系统成组效率设计。首先，对于较高成组效率的锂离子软包电池，如高镍三元锂软包电池，这些电池在热失控时，会产生高温高压气体，这些气体同样会引发相邻电芯的热失控，导致热蔓延。此外，有时电池还会喷火，喷火的方向也是不可控的。因此，如果系统不能同时兼顾在电池失控时急剧增加的热量阻断和有效疏导以及可能产生的高温高压气体释放，将不能有效完成热安全防护，最终将会引发更加严重的热蔓延直至整个系统失效。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种高成组效率的热安全电池系统，解决现有技术中的电池系统无法兼顾因局部电芯热失控引发的热蔓延最终导致热失控事故的发生与高的系统成组效率需求之间的矛盾。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种高成组效率的热安全电池系统，包括箱体、液冷板、系统梁、防爆阀、电芯堆和盖板；
[0008]所述系统梁具有至少一个横梁和至少一个纵梁，所述横梁和纵梁固定安装在箱体内，将所述箱体内分割成多个电池仓；多个所述电芯堆分别安装在箱体的电池仓内；
[0009]所述箱体的侧壁上开设有多个安装孔，多个所述安装孔一一对应连通电池仓，多个所述防爆阀分别对应固定安装在多个安装孔中；
[0010]所述液冷板和盖板将每个电池仓封堵成密封结构。
[0011]优点：本电芯系统的电芯堆依靠系统梁进行结构防护，省去了传统模组的侧板结构，提高了空间利用率，进而提高了本电池系统的成组效率。同时本电芯系统液冷板、系统梁和盖板的配合，能够防止电池仓各个方位的热蔓延，避免单个电池仓的热失控蔓延到相邻电池仓内，并且设置防爆阀来实现高温高压气体的释放，实现电池系统的局部电池热失
控下的热安全防护。
[0012]优选地，所述纵梁的数量为一个，所述横梁的数量为五个；
[0013]一个所述纵梁位于箱体的中部，且所述纵梁的两端分别与箱体的左右两侧壁抵靠；
[0014]五个所述横梁的中部均开设有卡槽，所述横梁平行排布，五个所述横梁通过卡槽配合方式分别与纵梁固定连接。
[0015]优选地，所述纵梁的内部为空腔结构，纵梁的内部具有内部筋，内部筋将纵梁内分为两个相互隔离的传热腔；
[0016]所述纵梁的两侧均开设有多个传热孔，所述传热孔分别连通各个电池仓。
[0017]优选地，所述纵梁还设置有阻断筋，所述阻断筋安装在纵梁的内部中端。
[0018]优选地，所述箱体的左右侧壁上分别开设有连通纵梁两端的传热腔的安装孔，所述防爆阀分别固定安装在箱体左右侧壁上的安装孔中。
[0019]优选地，所述电芯堆包括电芯、阻燃泡棉和隔热片；
[0020]所述电芯堆包括多个沿其厚度方向堆叠的电芯单元，所述隔热片安装在两相邻的电芯单元之间，所述隔热片还安装在电芯堆的两端；
[0021]所述电芯单元包括多个沿其厚度方向堆叠的电芯，所述阻燃泡棉安装在两相邻电芯之间。
[0022]优选地，还包括底部防护板；所述底部防护板固定安装在箱体的底部，且所述液冷板位于底部防护板的上端。
[0023]优选地，所述箱体的一侧壁上还开设有第一连接孔和第二连接孔，所述液冷板具有进水口和出水口；
[0024]所述第一连接孔与进水口配合连接，所述第二连接孔与出水口配合连接。
[0025]优选地，所述箱体采用铝型材或不锈钢焊接而成，箱体内表面做绝缘处理。
[0026]优选地，所述系统梁采用铝金属挤压成型，系统梁与电芯堆的接触面做绝缘处理。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028](1)本电芯系统的电芯堆依靠系统梁进行结构防护，省去了传统模组的侧板结构，提高了空间利用率，进而提升了本电池系统的成组效率，提高电池系统的能量密度。同时本电芯系统液冷板、系统梁和盖板的配合，能够防止电池仓各个方位的热蔓延，避免单个电池仓的热失控蔓延到相邻电池仓内，并且设置防爆阀来实现高温高压气体的释放，实现电池系统的局部电池热失控下的热安全防护。
[0029](2)本专利技术的电芯堆中的阻燃泡棉实现相邻电芯之间的热阻断，同时隔热片有效减缓相邻电芯单元之间的热量蔓延。
[0030](3)本专利技术通过在箱体的左右两侧的防爆阀和纵梁内部的传热腔的设置，位于系统内部的电芯堆发生热喷发时，能够有效进行高温高压气体的释放。
[0031](4)本专利技术采用底部防护板和液冷板的设计，提高电池系统整体的强度和可靠性。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的实施例的整体结构组装示意图；
[0033]图2为本专利技术的实施例的爆炸示意图；
[0034]图3为本专利技术的实施例的箱体和系统梁的组装示意图；
[0035]图4为本专利技术的实施例的系统梁的配合示意图；
[0036]图5为本专利技术的实施例的系统梁的纵梁的整体结构示意图；
[0037]图6为本专利技术的实施例的系统梁的纵梁的三视图；
[0038]图7为图6的A
‑
A向剖视图；
[0039]图8为本专利技术的实施例的电芯堆结构示意图；
[0040]图中：1、箱体；2、液冷板；3、底部防护板；4、系统梁；5、防爆阀；6、电芯堆；7、盖板；8、箱盖；11、安装孔；12、第一连接孔；13、第二连接孔；21、进水口；22、出水口；41、横梁；411、卡槽；42、纵梁；421、传热孔；422、内部筋；423、阻断筋；61、电芯；62、阻燃泡棉；63、隔热片。
具体实施方式
[0041]为便于本领域技术人员理解本专利技术技术方案，现结合说明书附图对本专利技术技术方案做进一步的说明。
[0042]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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高成组效率的热安全电池系统，其特征在于：包括箱体(1)、液冷板(2)、系统梁(4)、防爆阀(5)、电芯堆(6)和盖板(7)；所述系统梁(4)具有至少一个横梁(41)和至少一个纵梁(42)，所述横梁(41)和纵梁(42)固定安装在箱体(1)内，将所述箱体(1)内分割成多个电池仓；多个所述电芯堆(6)分别安装在箱体(1)的电池仓内；所述箱体(1)的侧壁上开设有多个安装孔(11)，多个所述安装孔(11)一一对应连通电池仓，多个所述防爆阀(5)分别对应固定安装在多个安装孔(11)中；所述液冷板(2)和盖板(7)将每个电池仓封堵成密封结构。2.根据权利要求1所述的高成组效率的热安全电池系统，其特征在于：所述纵梁(42)的数量为一个，所述横梁(41)的数量为五个；一个所述纵梁(42)位于箱体(1)的中部，且所述纵梁(42)的两端分别与箱体(1)的左右两侧壁抵靠；五个所述横梁(41)的中部均开设有卡槽(411)，所述横梁(41)平行排布，五个所述横梁(41)通过卡槽(411)配合方式分别与纵梁(42)固定连接。3.根据权利要求1所述的高成组效率的热安全电池系统，其特征在于：所述纵梁(42)的内部为空腔结构，纵梁(42)的内部具有内部筋(422)，内部筋(422)将纵梁(42)内分为两个相互隔离的传热腔；所述纵梁(42)的两侧均开设有多个传热孔(421)，所述传热孔(421)分别连通各个电池仓。4.根据权利要求3所述的高成组效率的热安全电池系统，其特征在于：所述纵梁(42)还设置有阻断筋(423)，所述阻断筋(423)安装在纵梁(42)的内部中端。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，张志远，杨丹，李世敬，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：