电池包盖板和电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池包盖板和电池包。


背景技术：

2.近些年，新能源汽车迅猛发展，随着电动汽车电量和数量的不断增加，其安全性也得到了人们更多的注意。电池热失控作为电动汽车最严重失效形式，已成为各个电池厂商的研究重点。其内部的锂离子动力电池虽然具有能量密度高、寿命长等诸多优点，但在使用过程中，因过充、过放、短路、机械碰撞等原因容易造成起火、爆炸的现象，甚至威胁到乘客的生命安全，因此，电池包热失控蔓延问题已成为制约电动汽车发展的关键。
3.针对电池包的热失控蔓延问题，目前市场上的常见产品主要从两个方向解决：一个方向是在电芯与电芯之间、电池模组与模组之间、电池模组与箱盖之间增加各种防火隔热材料，这种方式占用空间大、电池能量密度低、装配工艺复杂；另一个方向是在电池包内增加灭火装置，通过喷淋灭火剂阻断失控电芯的热蔓延，但是该方式的灭火装置通常在电池包内设置，电池包内部空间有限，导致储存的灭火剂量不足、灭火压力不足等问题，灭火效果并不理想。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括，例如，提供了一种电池包盖板和电池包，其能够较好地实现抑制电池包的热蔓延作用，同时对于安装空间的要求较低，不占用电池的内部空间，灭火效果好。
5.本实用新型的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本实用新型提供一种电池包盖板，包括封装盖板、灭火管板和灭火罐，所述封装盖板的内侧用于与电芯对应，所述灭火管板设置在所述封装盖板的外侧，所述灭火管板具有灭火通道，所述灭火通道用于在所述电芯热失控状态下与所述封装盖板的内侧空间导通，所述灭火罐与所述灭火管板连接，并用于在所述灭火通道与所述封装盖板的内侧空间导通的状态下向所述灭火通道喷射灭火剂。
7.在可选的实施方式中，所述封装盖板上贯通开设有导通孔，所述导通孔用于与所述电芯的防爆阀对应设置，所述灭火管板贴合在所述封装盖板的外侧表面，并封堵在所述导通孔上，所述导通孔用于在所述电芯热失控状态下与所述灭火通道导通。
8.在可选的实施方式中，所述灭火管板上与所述导通孔对应的区域还设置有爆破压痕，所述爆破压痕用于在所述电芯热失控状态下破裂，以使所述导通孔与所述灭火通道导通。
9.在可选的实施方式中，所述爆破压痕和所述导通孔均呈腰圆形。
10.在可选的实施方式中，所述导通孔为多个，所述灭火管板包括汇流管和多个分流管，多个分流管分布在所述汇流管的两侧，且多个所述分流管均与所述汇流管连通，所述汇流管与所述灭火罐连接，每个所述分流管均封堵在多个所述导通孔上。
11.在可选的实施方式中，每个所述分流管的底部均设置有密封胶层，每个所述分流管通过所述密封胶层密封贴合在所述封装盖板的表面。
12.在可选的实施方式中，所述灭火管板一体设置在所述封装盖板的外侧表面，且所述封装盖板的内侧表面具有多个爆破区域，每个所述爆破区域均与所述灭火管板对应设置，位于所述爆破区域的所述封装盖板的厚度小于其余区域的所述封装盖板的厚度，以使所述爆破区域形成爆破凹槽，所述爆破凹槽用于在所述电芯热失控状态下破裂，以使所述封装盖板的内侧空间与所述灭火通道导通。
13.在可选的实施方式中，所述电池包盖板还包括传感器和控制阀门，所述控制阀门设置在所述灭火罐的喷射口上，所述传感器设置在所述灭火管板的边缘，用于检测所述灭火通道内部的压力，所述控制阀门用于在所述灭火通道内部的压力达到预设值时打开，以使所述喷射口和所述灭火通道导通。
14.第二方面，本实用新型提供一种电池包，包括容置箱体、电池模组和如前述实施方式任一项所述的电池包盖板，所述电池模组设置在所述容置箱体内，且所述容置箱体具有一供所述电池模组装入的开口，所述封装盖板盖设在所述开口上，并与所述容置箱体连接。
15.在可选的实施方式中，所述电池模组包括多个电池组，多个所述电池组均安装在所述容置箱体内，且每相邻两个所述电池组之间均设置有隔热框架，所述隔热框架用于隔离相邻的两个所述电池组。
16.本实用新型实施例的有益效果包括，例如：
17.本实用新型提供了一种电池包盖板，通过在封装盖板的外侧设置灭火管板，并且灭火管板具有灭火通道，灭火通道能够在电芯热失控时与封装盖板的内侧空间导通，同时灭火管板连接有灭火罐，灭火罐能够在灭火通道与封装盖板的内侧空间导通时向灭火通道喷射灭火剂，实现灭火。由于灭火管板和灭火罐均设置在封装盖板的外侧，故不会占用电池包的内部空间，并且使得灭火罐可以做的更大，提升灭火剂的剂量，提升灭火效果。并且装配简单、不会影响电池包的能量密度。相较于现有技术，本实用新型能够较好地实现抑制电池包的热蔓延作用，同时对于安装空间的要求较低，不占用电池的内部空间，且灭火剂的剂量充足，灭火效果好。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1为本实用新型第一实施例提供的电池包盖板在第一视角下的结构示意图；
20.图2为图1中封装盖板的结构示意图；
21.图3为图1中灭火管板的连接结构示意图；
22.图4为本实用新型第一实施例提供的电池包盖板在第二视角下的结构示意图；
23.图5为本实用新型第一实施例提供的电池包盖板的分解结构示意图；
24.图6为本实用新型第二实施例提供的电池包的结构示意图；
25.图7为本实用新型第二实施例提供的电池包的分解结构示意图。
26.图标：100-电池包盖板；110-封装盖板；111-导通孔；130-灭火管板；131-爆破压痕；133汇流管；135-分流管；137-密封胶层；150-灭火罐；170-传感器；190-控制阀门。200-电池包；210-容置箱体；230-电池模组；250-隔热框架。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
31.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.正如背景技术中所公开的，现有技术中针对电池包的热失控蔓延问题，通常有两种解决手段。第一种是在电池包内部增加防火隔热材料，即在电芯与电芯之间、电池模组与电池模组之间、电池模组与箱盖之间增加各种防火隔热材料。第二种是在电池包内增加灭火装置，通过喷淋灭火剂阻断失控电芯的热蔓延。
33.无论上述哪种方式，都需要在电池包内部增加额外的结构，第一种方式增设隔热材料会使得整个电池包体积增大，电池能量密度降低，并且装配工艺复杂。第二种方式则由于电池包内部空间有限，导致灭火剂的存储罐较小，进而使得灭火剂的剂量不足，影响灭火压力和灭火精准度，灭火效果并不理想。
34.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电池包盖板和电池包，其能够较好地实现抑制电池包的热蔓延作用，同时对于安装空间的要求较低，不占用电池的内部空间，灭火效果好。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
35.第一实施例
36.参见图1至图5，本实施例提供一种电池包盖板100，用于盖设在电池模组230上，该电池包盖板100能够较好地实现抑制电池包200的热蔓延作用，同时对于安装空间的要求较低，不占用电池的内部空间，灭火效果好。
37.本实施例提供的电池包盖板100，包括封装盖板110、灭火管板130和灭火罐150，封
装盖板110的内侧用于与电芯对应，灭火管板130设置在封装盖板110的外侧，灭火管板130具有灭火通道，灭火通道用于在电芯热失控状态下与封装盖板110的内侧空间导通，灭火罐150与灭火管板130连接，并用于在灭火通道与封装盖板110的内侧空间导通的状态下向灭火通道喷射灭火剂。
38.在本实施例中，电池包盖板100用于盖设在电芯上方，灭火通道能够在电芯热失控时与封装盖板110的内侧空间导通，同时灭火管板130连接有灭火罐150，灭火罐150能够在灭火通道与封装盖板110的内侧空间导通时向灭火通道喷射灭火剂，实现灭火。由于灭火管板130和灭火罐150均设置在封装盖板110的外侧，故不会占用电池包200的内部空间，并且使得灭火罐150可以做的更大，提升灭火剂的剂量，提升灭火效果。并且装配简单、不会影响电池包200的能量密度。
39.在本实施例中，封装盖板110上贯通开设有导通孔111，导通孔111用于与电芯的防爆阀对应设置，灭火管板130贴合在封装盖板110的外侧表面，并封堵在导通孔111上，导通孔111用于在电芯热失控状态下与灭火通道导通。通过设置导通孔111，能够在热失控时起到引导作用，使得火焰或者热量通过导通孔111迅速导通至灭火通道，触发灭火动作，并利用灭火罐150和灭火通道进行灭火。当然，在本实用新型其他较佳的实施例中，也可以不设置导通孔111，而直接将灭火管板130设置在封装盖板110上，利用热失控时膨胀的气体或火焰冲破封装盖板110后到达灭火通道。
40.需要说明的是，本实施例中灭火管板130密封贴合在导通孔111的对应位置，进一步使得热失控火焰能够通过导通孔111冲破至灭火通道。同时，灭火罐150为高压罐体，其中存储具有一定压力的灭火剂，灭火剂的种类可以是水、二氧化碳、氮气或其他惰性气体/灭火溶液。并且，灭火罐150可以固定在电池包200下箱体的外壁面上，也可以挂载到整车端，并与灭火管板130连接。
41.在本实施例中，封装盖板110采用冲压工艺形成，并采用向上冲压的结构，冲压区域周围为法兰边，法兰边上挖有螺栓安装孔，方便封装盖板110通过螺栓与容置箱体210连接。并且，封装盖板110的材质一般可为钢，也可以是铝合金、塑胶、smc等。
42.在本实施例中，灭火管板130上与导通孔111对应的区域还设置有爆破压痕131，爆破压痕131用于在电芯热失控状态下破裂，以使导通孔111与灭火通道导通。具体地，爆破压痕131处的灭火管板130厚度较薄，从而使得火焰或膨胀气体能够优先从爆破压痕131处冲破至灭火通道，并且，在未冲破前，爆破压痕131的位置处于密封状态，从而能够避免正常情况下电池包200内部与灭火通道连通，避免发生灭火误触现象。
43.在本实施例中，爆破压痕131和导通孔111均呈腰圆形。具体地，每个分留意管的底面均设置有多个腰型的爆破压痕131，爆破压痕131呈凹槽状，且其尺寸略小于导通孔111的尺寸，从而使得膨胀压力能够进一步提升，实现爆破压痕131的顺利冲破。同时爆破压痕131使得该区域变得相对薄弱，电芯热失控后即可冲破该区域。
44.在本实用新型其他较佳的实施例中，爆破压痕131也可以是十字形刻痕，其同样能够起到减薄厚度的作用，方便定向爆破。
45.在本实施例中，导通孔111为多个，灭火管板130层中空状，包括汇流管和多个分流管135，多个分流管135分布在汇流管的两侧，且多个分流管135均与汇流管连通，汇流管与灭火罐150连接，每个分流管135均封堵在多个导通孔111上。具体地，通过设置多个分流管
135，能够将遍布封装盖板110上的导通孔111分别贴合密封，从而能够有针对性地进行灭火动作，例如其中一个导通孔111处出现火情，只需要对应的分流管135导通并进行灭火即可，不会通过全部分流管135进行灭火，使得灭火更具有针对性，灭火精度更高。
46.在本实施例中，每个分流管135的底部均设置有密封胶层137，每个分流管135通过密封胶层137密封贴合在封装盖板110的表面。具体地，密封胶层137均呈环形，并将多个导通孔111环绕在内，从而能够避免导通孔111直接与外部空间导通，保证电池包200内部的气密性。同时，密封胶层137可以是耐高温密封胶，即便发生热失控现象，也不会轻易地脱胶，保证了分流管135中的灭火剂能够顺利地通过导通孔111喷入电池包200内部进行灭火。
47.在本实用新型其他较佳的实施例中，灭火管板130还可以一体设置在封装盖板110的外侧表面，且封装盖板110的内侧表面具有多个爆破区域，每个爆破区域均与灭火管板130对应设置，位于爆破区域的封装盖板110的厚度小于其余区域的封装盖板110的厚度，以使爆破区域形成爆破凹槽，爆破凹槽用于在电芯热失控状态下破裂，以使封装盖板110的内侧空间与灭火通道导通。即通过封装盖板110自身厚度变化来形成爆破薄弱区，从而使得热失控时膨胀的气体或火焰能够迅速到达薄弱点并冲破至灭火通道内。
48.值得注意的是，本实施例中电池包盖板100还包括传感器170和控制阀门190，控制阀门190设置在灭火罐150的喷射口上，传感器170设置在灭火管板130的边缘，用于检测灭火通道内部的压力，控制阀门190用于在灭火通道内部的压力达到预设值时打开，以使喷射口和灭火通道导通。具体地，传感器170可以是多个压力传感器170，多个传感器170分别设置在多个分流管135中，并通过导线串接在一起，当其中一个传感器170检测到的压力值超标时，则说明该对应的分流管135内出现火情，此时可以通过控制阀门190直接打开灭火罐150，灭火罐150内的高压灭火剂能够迅速通过回流管和分流管135到达热失控位置进行灭火。
49.在本实施例中，汇流管的端部还设置有连接口，灭火罐150上设置有转接口，连接口与控制阀门190、转接口以及灭火罐150相连接。同时每个分流管135上还设置有安装孔，传感器170一一对应地安装在多个安装孔中，其中分流管135的数量可以与电池包200内的电池模组230数量一致，从而实现精准防控。
50.需要说明的是，此处灭火管板130可以是pc、pbt、pp等塑料材质，也可以为铝合金等材料。
51.本实施例提供的电池包盖板100，其连接关系为：分流管135的底部通过密封胶层137与封装盖板110连接，汇流管的连接口与控制阀门190、转接口以及灭火罐150相连接，每个连接处均涂覆密封胶来保证密封性能。传感器170安装在分流管135的安装孔上，并通过导线与控制阀门190连接。在该电池包200内某颗电芯热失控后，该电芯的防爆阀打开，火焰从防爆阀位置喷出，穿过封装盖板110上的导通孔111、冲破分流管135上的爆破压痕131。此时，灭火通道内的气压瞬间发生改变，即分流管135内气压升高，设置在分流管135上的传感器170会将信号传递给控制阀门190，控制阀门190接收到信号后打开，灭火罐150内的灭火剂喷射而出直达着火点位置，迅速扑灭火焰，达到抑制热蔓延的作用。
52.综上所述，本实用新型提供的电池包盖板100，通过在封装盖板110的外侧设置灭火管板130，并且灭火管板130具有灭火通道，灭火通道能够在电芯热失控时与封装盖板110的内侧空间导通，同时灭火管板130连接有灭火罐150，灭火罐150能够在灭火通道与封装盖
板110的内侧空间导通时向灭火通道喷射灭火剂，实现灭火。由于灭火管板130和灭火罐150均设置在封装盖板110的外侧，故不会占用电池包200的内部空间，并且使得灭火罐150可以做的更大，提升灭火剂的剂量，提升灭火效果。并且装配简单、不会影响电池包200的能量密度。相较于现有技术，本实施例能够较好地实现抑制电池包200的热蔓延作用，同时对于安装空间的要求较低，不占用电池的内部空间，且灭火剂的剂量充足，灭火效果好。
53.第二实施例
54.参见图6和图7，本实施例提供了一种电池包200，包括容置箱体210、电池模组230和电池包盖板100，其中电池包盖板100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
55.本实施例提供的电池包200，包括容置箱体210、电池模组230和电池包盖板100，电池包盖板100，包括封装盖板110、灭火管板130和灭火罐150，封装盖板110的内侧用于与电芯对应，灭火管板130设置在封装盖板110的外侧，灭火管板130具有灭火通道，灭火通道用于在电芯热失控状态下与封装盖板110的内侧空间导通，灭火罐150与灭火管板130连接，并用于在灭火通道与封装盖板110的内侧空间导通的状态下向灭火通道喷射灭火剂。电池模组230设置在容置箱体210内，且容置箱体210具有一供电池模组230装入的开口，封装盖板110盖设在开口上，并与容置箱体210连接。
56.在本实施例中，电池模组230包括多个电池组，多个电池组均安装在容置箱体210内，且每相邻两个电池组之间均设置有隔热框架250，隔热框架250用于隔离相邻的两个所述电池组。具体地，隔热框架250的高度较高，能够将多个电池组强行分开，进一步有效减少电池组之间的热蔓延，以进一步提升电池包200抑制热蔓延的作用。
57.本实施例提供的电池包200，其组装过程为：首先准备好加工好的容置箱体210，然后将电池模组230等零部件依次装入容置箱体210中，随后将封装盖板110从顶部用螺栓锁紧。最后将灭火系统的灭火管板130粘接到封装盖板110上，与此同时完成灭火系统其他零部件的连接，例如传感器170和灭火罐150。其中，容置箱体210可以为钣金冲压形式，也可以为铝合金焊接组成。电池模组230包括多个电池组，每个电池组包含多个防爆阀朝上排列的电芯。当电池包200内某颗电芯出现热失控后，该电芯防爆阀打开，火焰会将灭火管板130底部的爆破压痕131冲破，此时，灭火剂喷涌出，淋灭火焰，同时达到降温的目的。另外，该容置箱体210内还设置有隔热框架250，将多个电池组强行分开，也可有效减少电池组间的热蔓延，同样能达到抑制热蔓延的作用。
58.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。