技术领域
[0001] 本申请涉及电池领域,特别涉及一种箱体、电池装置及用电设备。
相关背景技术
[0002] 电池包是一种应用于新能源汽车、储能系统等设备中的能量存储单元,其安全问题尤为重要。电池包包括箱体和设置于箱体内的多个电池单体,一旦电池单体发生热失控,将会产生大量的失控喷泄物,这些失控喷泄物如不能及时泄放到外界,容易在箱体内聚集,存在较大的安全隐患。
具体实施方式
[0042] 下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0043] 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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
[0044] 在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
[0045] 在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0046] 在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0047] 在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
[0048] 在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
[0049] 在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0050] 电池包包括箱体和设置于箱体内的多个电池单体,其中,箱体上设置有压力平衡机构,电池单体上设置有泄压机构。电池单体发生热失控时,泄压机构开启,产生失控喷泄物并喷向箱体内部,当箱体内部的压力超过安全范围时,压力平衡机构开启并释放压力。
[0051] 喷泄物不仅包括气体,还包括一些液态或固态杂质,例如电解液分解产物、电极材料分解产物,这些喷泄物具有很高的温度和能量,如果箱体内没有足够的排放空间,喷泄物容易冲击到邻近的电池单体上,或堵塞在箱体内部,从而会导致热失控扩散,甚至引发火灾或爆炸。
[0052] 目前的电池包设计中,电池单体与箱体内壁之间保留间隙,并形成了排放通道。然而,为了追求更高的体积能量密度,电池单体与箱体内壁之间的间隙被极限压缩,一般会限制在毫米级别,这种设计不利于喷泄物的顺利排出。
[0053] 基于以上考虑,本申请实施例提供了一种电池装置,改进了箱体的结构,通过在箱本体的围壁上设计拓展段,使拓展段在箱体的容纳空间内的气压大于阈值时展开以增大容纳空间的体积,能够有效降低电池单体释放的喷泄物冲击在邻近电池单体上以及聚集并堵塞在箱体内的风险,提高了电池装置的可靠性和安全性。
[0054] 本申请实施例提供的电池装置可以用于使用电池装置作为电源的用电设备或者使用电池装置作为储能元件的各种储能系统。用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。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等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
[0055] 为了方便说明,本申请实施例以一种用电设备为车辆1000为例进行说明。
[0056] 请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池装置100,电池装置100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池装置100可以用于车辆1000的供电,例如,电池装置100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池装置
100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
[0057] 在本申请一些实施例中,电池装置100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
[0058] 请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池装置100的爆炸图。电池装置100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以作为车辆1000的底盘结构的一部分。例如,箱体10的部分可以成为车辆1000的底板的至少一部分,或者,箱体10的部分可以成为车辆1000的横梁和纵梁的至少一部分。
[0059] 在电池装置100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;或者,多个电池单体20还可以先串联或并联或混联组成电池单体组件形式,多个电池单体组件再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池装置100还可以包括其他结构,例如,该电池装置100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
[0060] 电池单体20是指组成电池装置100的最小单元,每个电池单体20可以为二次电池或一次电池,其中二次电池是指在电池单体20放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体20;电池单体20可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,但不限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
[0061] 请参照图3和图4,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构示意图,图4为图3所示电池单体20的爆炸图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3,电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。
[0062] 端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地,端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电极组件23电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构24。端盖21的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
[0063] 壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件,可以于壳体22上设置开口,通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖21和壳体22一体化,具体地,端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体22的内部时,再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
[0064] 电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23a。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳23a连接电极端子以形成电流回路。
[0065] 下面结合附图对本申请实施例提供的技术方案进行说明。
[0066] 请参照图2,本申请第一方面的实施例提供了一种电池装置100,包括箱体10和电池单体20。箱体10包括箱本体101,箱本体101包括围壁11和第一盖板12,围壁11包括沿第一方向(如图2中Z所示的方向)分布的固定段111和拓展段112,第一方向垂直于第一盖板12,第一盖板12连接于拓展段112远离固定段111的一端,第一盖板12与围壁11共同围成容纳空间,拓展段112能够在容纳空间内的气压大于阈值时沿第一方向展开。请一并参照图5,图5为本申请一实施例提供的电池单体20的底部结构示意图,电池单体20设置于容纳空间内,电池单体20具有泄压机构24且泄压机构24朝向第一盖板12。
[0067] 箱本体101是箱体10的基本组成部分,用于界定出容纳空间以存放电池单体20。箱本体101可以是多种形状和多种尺寸,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。围壁11即箱本体101的侧壁,围壁11围绕第一方向闭合设置,并且在第一方向上具有相对的两端,其中一端连接第一盖板12。固定段111是围壁11的主体部分,用于为箱本体101提供基本的结构支撑。固定段111在第一方向上的尺寸保持不变,并且具有良好的刚性和机械强度,固定段111的材质可以是多种,例如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、硬质金属或其他坚固的材料。拓展段112是围壁11的延展部分,拓展段112包括折叠状态和展开状态,请参照图8,图8为本申请一实施例提供的电池装置100的局部结构示意图,其中围壁11的拓展段112处于折叠状态,在折叠状态下,拓展段112贴紧或靠近固定段111,请参照图9,图9为本申请一实施例提供的电池装置100的局部结构示意图,其中围壁11的拓展段112处于展开状态,在展开状态下,拓展段112沿第一方向朝向远离固定段111的方向伸展。可以理解的是,拓展段112展开后,围壁
11沿第一方向的尺寸及容纳空间的体积增大,而围壁11固定段111的结构及箱体10内的电池单体20的位置不变。拓展段112可以采用高延性材料或高可塑性材料制成,示例的,拓展段112包括可折叠的铝片。固定段111和拓展段112可以是一体结构或分体结构,当两者为分体结构时,可以通过粘接、套接、焊接、锁付连接等方式固定连接。第一盖板12可以是具有一定厚度的平板,第一盖板12与围壁11密封连接并在围壁11的一端封闭容纳空间,不限地,第一盖板12可以作为箱体10的顶板或底板。第一盖板12的材质可以是多种,例如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、硬质金属或其他坚固的材料。第一盖板12和围壁11可以是一体结构或分体结构,当两者为分体结构时,可以通过粘接、套接、焊接、锁付连接等方式固定连接。
[0068] 需要说明的是,为了保证电池装置100的使用安全,容纳空间一般为封闭式结构,示例的,请参照图2,围壁11远离第一盖板12的一端还设置有第二盖板13,或者,围壁11远离第一盖板12的一端直接装配于用电设备上,例如装配于车辆1000的底板结构上。
[0069] 基于围壁11的结构设计,拓展段112自身具有一个折叠维持力F,这个折叠维持力F使得拓展段112能够维持在折叠状态,拓展段112能够提供的最大折叠维持力Fmax与拓展段112的结构、材质等因素相关。阈值是使拓展段112维持在折叠状态的临界值,阈值的具体取值与拓展段112的结构、第一盖板12的结构、电池装置100的装配方式等因素相关。
[0070] 当电池单体20处于正常工况时,容纳空间内的气压p处于安全范围,此时第一盖板12对拓展段112的拉力小于拓展段112的最大折叠维持力Fmax,从而拓展段112维持在折叠状态。当电池单体20处于异常工况时,容纳空间内的气压p升高并到达临界范围,此时第一盖板12对拓展段112的拉力大于拓展段112的最大折叠维持力Fmax,从而第一盖板12可以拉动拓展段112,使拓展段112沿第一方向朝向远离固定段111的一端伸展。可以理解,随着拓展段112的展开,电池单体20距第一盖板12之间的间距增大,电池单体20与第一盖板12之间形成排放通道。需要说明的是,拓展段112的展开程度与容纳空间内的气压p正相关,第一盖板
12对拓展段112的拉力至少包括第一盖板12受到的压力,在一些情形中,例如当电池装置
100安装在车辆1000的底部且第一盖板12远离底部设置时,第一盖板12对拓展段112的拉力还包括第一盖板12自身的重力。
[0071] 上述实施例提供的电池装置100中,箱本体101的围壁11包括固定段111和拓展段112,拓展段112能够在容纳空间内的气压大于阈值时沿第一方向展开,如此,当电池单体20发生热失控并向容纳空间内释放失控喷泄物时,随着容纳空间内气压的增大,第一盖板12可以朝向远离电池单体20的方向移动,并在电池单体20与第一盖板12之间形成排放通道,由于排放通道在第一方向上的高度较大,能够为喷泄物提供足够的移动空间和顺畅的排放路径,从而降低了喷泄物冲击在邻近电池单体20上以及聚集并堵塞在箱体10内的风险,提高了电池装置100的可靠性和安全性。
[0072] 本申请实施例提供的电池装置100中,拓展段112的结构不唯一。
[0073] 可选地,在一些实施例中,拓展段112包括伸缩部,伸缩部能够沿第一方向移动。作为示例,拓展段112可以包括多段套管,多段套管嵌套在一起,并且可以沿第一方向滑动配合,或者,拓展段112可以包括多个折板结构。
[0074] 可选地,在一些实施例中,拓展段112包括变形部,变形部能够沿第一方向拉伸变形。作为示例,拓展段112采用弹性材质制成,拓展段112可以发生弹性形变并展开。
[0075] 上述实施例中,拓展段112结构合理,箱体10能够通过简单的伸缩或变形实现空间拓展。
[0076] 请参照图6和图7,图6为本申请一实施例提供的电池装置100的剖视图,图7为本申请一实施例提供的电池装置100的局部结构示意图。在一些实施例中,拓展段112包括多个折板14,多个折板14弯折连接并在连接处形成沿第二方向(如图7中X所示方向)延伸的折痕15,第二方向垂直于第一方向。
[0077] 折板14是具有一定厚度的平板,多个折板14可以是一体成型结构。弯折连接指相邻的折板14之间形成夹角。折痕15是介于相邻的折板14之间的线性路径,折痕15能够限定折板14的折叠或伸展方向。作为示例,请参照图2,箱体10可以是长方体形,第一方向为箱体10的高度方向Z,第二方向为箱体10的宽度方向Y或长度方向X。
[0078] 需要说明的是,拓展段112的折叠维持力F可以是折板14的变形应力,拓展段112展开实质是折板14的角度变化。折板14的折叠和展开是两种相对状态,折叠状态下相邻的折板14之间的夹角小于展开状态下相邻的折板14之间的夹角。折叠状态下相邻的折板14之间的夹角具有上限和下限,夹角的下限为0°,此时折板14紧密贴合,夹角的上限小于180°,具体数值依据应用需求而定;展开状态下相邻的折板14之间的夹角具有上限,夹角的上限为180°,此时拓展段112完全展开。
[0079] 请参照图8和图9,示例的,在一具体实施例中,拓展段112包括第一折板141和第二折板142,其中,第一折板141和固定段111相连接,第二折板142和第一盖板12相连接,第一折板141和第二折板142向箱本体101的内部进行折叠,第一折板141和第二折板142的外壁之间形成夹角α,随着拓展段112展开,α增大。设定第一折板141和第二折板142在分布方向上的板面宽度为d,折叠状态下第一折板141和第二折板142之间的夹角为α1,展开状态下第一折板141和第二折板142之间的夹角为α2,则在折叠状态下,拓展段112在第一方向上的高度H1=2d*sin(α1/2),在展开状态下,拓展段112在第一方向上的高度H2=2d*sin(α2/2)。
[0080] 折板14的具体数量和尺寸依据应用需求,例如,拓展段112还可以包括三个、四个或更多数量的折板14。
[0081] 采用上述设计,围壁11拓展段112的结构简单,拓展段112在折叠状态和展开状态下的高度变化范围较大,具有较高的实用性。
[0082] 在一些实施例中,折板14的断裂延伸率X≥30%,和/或折板14的弹性模量E≤100GPa。
[0083] 断裂延伸率X反映了材料在承受拉伸力作用下能够发生塑性变形的程度。具有高断裂延伸率的材料,在受到外力拉伸时,能够发生较大的塑性形变而不断裂。弹性模量E反映了材料抵抗弹性变形的能力。弹性模量越大,材料越不容易发生弹性变形。
[0084] 采用上述设计,折板14具有良好的延展性或可塑性,满足拓展段112的设计要求。
[0085] 在一些实施例中,折板14的材质可以为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺纤维、铜、铝中的任意一种。
[0086] 可选地,在一具体实施例中,折板14为铝质薄片。
[0087] 当折板14为金属薄片时,折叠维持力F可以是金属薄片的变形应力,这种设计中,折板14在展开后无需恢复到折叠状态。
[0088] 可以理解,在一些情形中,拓展段112采用弹性材质制成,拓展段112可以发生弹性形变并展开,当容纳空间内的气压减小时,拓展段112还可以恢复至折叠状态。
[0089] 请参照图2,在一些实施例中,箱体10还包括压力平衡机构102,压力平衡机构102设置于围壁11上,压力平衡机构102用于在拓展段112展开且容纳空间内的气压超过安全范围时开启,以释放容纳空间内的压力。
[0090] 压力平衡机构102包括但不限于平衡阀、排气阀。电池单体20发生热失控后,泄压机构24开启并向容纳空间内释放高温高压的气体,随着容纳空间内气压升高,拓展段112展开,当拓展段112展开到极限值,而容纳空间内的气压继续升高直至超过安全范围时,压力平衡机构102开启并将容纳空间内的气体释放到箱体10的外部。其中,容纳空间内的气压的安全范围根据电池装置100的设计需求而定。
[0091] 压力平衡机构102可以设置在围壁11的固定段111上。示例的,围壁11包括两个第一侧板和两个第二侧板,两个第一侧板沿箱本体101的长度方向X相对设置,两个第二侧板沿箱本体101的宽度方向Y相对设置,压力平衡机构102设置于第一侧板的固定段111上。
[0092] 一方面,通过设置压力平衡机构102,进一部提高了电池装置100的安全性,另一方面,围壁11的固定段111是箱本体101的主要支撑部分,其刚度和机械强度较高,不易变形,因此能够为压力平衡机构102提供稳定可靠的支撑。
[0093] 压力平衡机构102的设置位置不唯一,在其他一些实施例中,压力平衡机构102还可以设置于第一盖板12上。压力平衡机构102一般避开电池单体20的泄压机构24,以防止电池单体20产生的失控喷泄物直接冲击压力平衡机构102。
[0094] 请参照图2,在一些实施例中,箱本体101还包括设置于容纳空间内的支撑件,支撑件连接于固定段111并用于承载电池单体20。
[0095] 支撑件固定设置于容纳空间内,并用于承载和固定电池单体20。支撑件可以是多种结构,例如支撑板、支撑杆。支撑件采用高强度、耐高温、耐腐蚀的材质制成,例如可以是铝合金、不锈钢等金属材质。支撑件可以通过粘接、卡接、焊接、锁付连接等方式固定在围壁11的固定段111上。
[0096] 一方面,支撑件可以将电池单体20固定在特定的位置处,防止电池单体20在使用过程中移动,以及避免电池单体20压迫到第一盖板12;另一方面,支撑件直接连接于围壁11,有利于增强箱体10的结构强度,降低箱体10的变形风险。
[0097] 请参照图2、图5和图6,在一些实施例中,支撑件为支撑板16,支撑板16设置于容纳空间内且与第一盖板12相对设置,支撑板16并将容纳空间区隔为沿第一方向分布的第一部分17和第二部分18,电池单体20容纳于第一部分17,支撑板16上设有连通第一部分17和第二部分18的第一通孔161。
[0098] 支撑板16是具有一定厚度的平板,示例的,支撑板16上设有与电池单体20数量及泄压机构24位置匹配的第一通孔161。第一通孔161的形状可以是多种,例如可以是圆形孔、方形孔或其他异形孔。
[0099] 支撑板16与第一盖板12之间具有间隙,也即第二部分18,拓展段112展开后使得第二部分18的空间增大,电池单体20发生热失控时,由泄压机构24释放的喷泄物可以通过第一通孔161进入到第二部分18内。
[0100] 可选地,支撑板16连接于围壁11上固定段111和拓展段112的交界位置处,这样,支撑板16与围壁11的固定段111围成第一部分17,支撑板16、第一盖板12、与围壁11的拓展段112围成第二部分18。
[0101] 采用上述设计,支撑板16结构强度较高,能够为电池单体20提供稳定可靠的支撑,同时,支撑板16将容纳空间区隔为了第一部分17和第二部分18,可以沿第一方向隔离电池单体20与液态或固态的喷泄物,进一步降低了喷泄物冲击在电池单体20上的风险。
[0102] 可以理解,在其他一些实施例中,箱本体101可以包括横梁、纵梁等结构,电池单体20可以直接固定于这些横梁或纵梁上。
[0103] 请参照图2、图5和图6,在一些实施例中,箱本体101还包括隔板19,隔板19垂直设置于支撑板16远离第一盖板12的一侧,并将第一部分17区隔为第三部分171和第四部分172,电池单体20容纳于第三部分171,第一通孔161连通第二部分18与第三部分171。
[0104] 支撑板16和隔板19共同将容纳空间区隔为第二部分18、第三部分171和第四部分172,其中,第三部分171用于放置电池单体20,第四部分172可以用于形成排气通道,或者用于形成电气仓以存放功能性元件。
[0105] 采用上述设计,利用支撑板16和隔板19可以在容纳空间内界定出独立的空间以存放电池单体20,进一步降低了喷泄物冲击在电池单体20上的风险。
[0106] 在一些实施例中,支撑板16上还设有连通第二部分18与第四部分172的第二通孔162。
[0107] 隔板19上设置一个或多个第二通孔162,第二通孔162的形状可以是多种,例如可以是圆形孔、方形孔或其他异形孔。
[0108] 采用上述设计,利用第一通孔161和第二通孔162连通箱体10内的各个部分,使得箱体10内各个部分的压力能够保持一致,这样有利于提升压力平衡机构102致动的合理性,进一步提高了电池装置100的安全性。
[0109] 在一些实施例中,箱体10还包括压力平衡机构102,压力平衡机构102设置于与第四部分172相对的围壁11上,压力平衡机构102用于在拓展段112展开且容纳空间内的气压超过安全范围时开启,以释放容纳空间内的压力。
[0110] 第二部分18和第四部分172通过第二通孔162连通,并共同形成了排放通道。电池单体20释放的高温高压气体可以通过第一通孔161从第三部分171进入到第二部分18,并通过第二通孔162从第二部分18进入到第四部分172,并最终从压力平衡机构102排出,而固体颗粒喷泄物或液滴喷泄物可以堆积在第二部分18内,或随气态喷泄物一同进入到第四部分172。
[0111] 采用上述设计,利用支撑板16和隔板19在容纳空间内界定出独立的排放通道,进一步降低了喷泄物冲击在电池单体20上的风险。
[0112] 请参照图2,在一些实施例中,箱本体101还包括第二盖板13,第二盖板13连接于固定段111远离拓展段112的一端,第一盖板12、第二盖板13和围壁11共同围成容纳空间。
[0113] 第二盖板13可以是具有一定厚度的平板,第二盖板13与围壁11密封连接并在围壁11的一端封闭容纳空间。第二盖板13的材质可以是多种,例如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、硬质金属或其他坚固的材料。第二盖板13和围壁11可以是一体结构或分体结构,当两者为分体结构时,可以通过粘接、套接、焊接、锁付连接等方式固定连接。
[0114] 可以理解,第二盖板13可以作为箱体10的顶板或底板。
[0115] 一方面,第一盖板12和第二盖板13共同支撑围壁11,能够提高箱体10的结构强度,另一方面,第一盖板12、第二盖板13和围壁11共同围成了封闭的容纳空间,箱体10密封性较好,能够有效避免水分、灰尘或其他污染物进入到箱体10内部。
[0116] 本申请提供的一种实施例中,电池装置100包括箱体10和电池单体20,箱体10包括箱本体101和压力平衡机构102,其中,电池单体20设置于箱本体101围成的容纳空间内,压力平衡机构102设置于箱本体101的围壁11上。箱本体101的围壁11包括固定段111和拓展段112,其中,拓展段112包括多个弯折连接的折板14,多个折板14能够在容纳空间内的气压大于阈值时朝向远离固定段111的一侧展开,以使容纳空间的体积增大。箱本体101内还设置了支撑板16和隔板19,支撑板16主要用于承载固定电池单体20,同时,支撑板16和隔板19在容纳空间内分隔出独立的排放通道,且排放通道的部分由围壁11的拓展段112构成,拓展段
112展开时使得排放通道的空间增大。上述实施例提供电池装置100具有以下优点:1、电池装置100在正常工况时,拓展段112处于折叠状态,电池装置100的整体尺寸较小,从而具有较高的体积密度比;2、电池装置100在异常工况时,拓展段112展开,为电池单体20产生的喷泄物提供了足够的移动空间和顺畅的排放路径,从而能够降低喷泄物冲击在邻近电池单体
20上以及聚集并堵塞在箱体10内的风险,提高了电池装置100的可靠性和安全性;3、利用支撑板16和隔板19在箱体10的容纳空间内分隔出独立的排放通道,可以隔离电池单体20与液态或固态的喷泄物,进一步降低了喷泄物冲击在电池单体20上的风险,并提高了电池装置
100的可靠性和安全性。
[0117] 本申请第二方面的实施例提供一种箱体10,该箱体10用于电池装置100中,其中电池装置100包括电池单体20。
[0118] 请参照图2和图6,本申请实施例提供的箱体10包括箱本体101,箱本体101包括围壁11和第一盖板12,围壁11包括沿第一方向分布的固定段111和拓展段112,第一方向垂直于第一盖板12,第一盖板12连接于拓展段112远离固定段111的一端,第一盖板12与围壁11共同围成用于放置电池单体20的容纳空间,拓展段112能够在容纳空间内的气压大于阈值时沿第一方向展开。
[0119] 上述实施例提供的箱体10中,箱本体101的围壁11包括固定段111和拓展段112,拓展段112能够在容纳空间内的气压大于阈值时沿第一方向展开,如此,当电池单体20发生热失控并向容纳空间内释放失控喷泄物时,随着容纳空间内气压的增大,第一盖板12可以朝向远离电池单体20的方向移动,并在电池单体20与第一盖板12之间形成排放通道,由于排放通道在第一方向上的高度较大,为喷泄物提供了足够的移动空间和顺畅的排放路径,从而能够降低喷泄物冲击在邻近电池单体20上以及聚集并堵塞在箱体10内的风险,利用该箱体10存放电池单体20时可靠性和安全性更高。
[0120] 本申请实施例提供的箱体10中,拓展段112的结构不唯一。
[0121] 可选地,在一些实施例中,拓展段112包括伸缩部,伸缩部能够沿第一方向移动。作为示例,拓展段112可以包括多段套管,多段套管嵌套在一起,并且可以沿第一方向滑动配合,或者,拓展段112可以包括多个折板结构。
[0122] 可选地,在一些实施例中,拓展段112包括变形部,变形部能够沿第一方向拉伸变形。作为示例,拓展段112采用弹性材质制成,拓展段112可以发生弹性形变并展开。
[0123] 上述实施例中,拓展段112结构合理,箱体10能够通过简单的伸缩或变形实现空间拓展。
[0124] 请参照图2和图7,在一些实施例中,拓展段112包括多个折板14,多个折板14弯折连接并在连接处形成沿第二方向延伸的折痕15,第二方向垂直于第一方向。
[0125] 采用上述设计,围壁11拓展段112的结构简单,拓展段112在折叠状态和展开状态下的高度变化范围较大,具有较高的实用性。
[0126] 在一些实施例中,折板14的断裂延伸率X≥30%,和/或折板14的弹性模量E≤100GPa。
[0127] 采用上述设计,折板14具有良好的延展性或可塑性,满足拓展段112的设计要求。
[0128] 在一些实施例中,折板14的材质可以为聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺纤维、铜、铝中的任意一种。
[0129] 在一些实施例中,箱体10还包括压力平衡机构102,压力平衡机构102设置于围壁11上,压力平衡机构102用于在拓展段112展开且容纳空间内的气压超过安全范围时开启,以释放容纳空间内的压力。
[0130] 一方面,通过设置压力平衡机构102,进一部提高了箱体10及应用该箱体10的电池装置100的安全性,另一方面,围壁11的固定段111是箱本体101的主要支撑部分,其刚度和机械强度较高,不易变形,因此能够为压力平衡机构102提供稳定可靠的支撑。
[0131] 压力平衡机构102的设置位置不唯一,在其他一些实施例中,压力平衡机构102还可以设置于第一盖板12上。压力平衡机构102一般避开电池单体20的泄压机构24,以防止电池单体20产生的失控喷泄物直接冲击压力平衡机构102。
[0132] 请参照图2和图6,在一些实施例中,箱本体101还包括设置于容纳空间内的支撑板16,支撑板16连接于固定段111并用于承载电池单体20。支撑板16与第一盖板12相对设置,并将容纳空间区隔为沿第一方向分布的第一部分17和第二部分18,电池单体20容纳于第一部分17,支撑板16上设有连通第一部分17和第二部分18的第一通孔161。
[0133] 采用上述设计,支撑板16结构强度较高,能够为电池单体20提供稳定可靠地支撑,同时,支撑板16可以隔离电池单体20与液态或固态的喷泄物,从而进一步降低喷泄物直接冲击在电池单体20上的风险。
[0134] 请参照图2和图6,在一些实施例中,箱本体101还包括隔板19,隔板19垂直设置于支撑板16远离第一盖板12的一侧,并将第一部分17区隔为第三部分171和第四部分172,电池单体20容纳于第三部分171,第一通孔161连通第二部分18与第三部分171,支撑板16上还设有连通第二部分18与第四部分172的第二通孔162。
[0135] 采用上述设计,利用支撑板16和隔板19可以在容纳空间内界定出独立的排放通道,进一步降低了喷泄物冲击在电池单体20上的风险。
[0136] 请参照图2,在一些实施例中,箱本体101还包括第二盖板13,第二盖板13连接于固定段111远离拓展段112的一端,第一盖板12、第二盖板13和围壁11共同围成容纳空间。
[0137] 一方面,第一盖板12和第二盖板13共同支撑围壁11,能够提高箱体10的结构强度,另一方面,第一盖板12、第二盖板13和围壁11共同围成了封闭的容纳空间,箱体10密封性较好,能够有效避免水分、灰尘或其他污染物进入到箱体10内部。
[0138] 综上,本申请实施例提供的箱体10,通过改进箱本体101中围壁11的结构,在围壁11设计可以折叠或展开的拓展段112,有效提升了该箱体10的可靠性和安全性。
[0139] 本申请第三方面的实施例提供一种用电设备,包括第一方面各实施例中的电池装置100。
[0140] 本申请实施例提供的用电设备,通过采用第一方面中的电池装置100,使得用电设备的可靠性和安全性得到提升。
[0141] 以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。