CN117477110B - 一种用于动力电池的隔热防护组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动力电池的隔热防护组件，涉及动力电池隔热防护技术领域，包括：安装在电芯之间的隔热片材，且隔热片材能与电池壳将电芯分隔在独立的空间内；开设在隔热片材上的通风槽，所述通风槽将各个独立的空间连通，并与电池壳内散热的空气流动方向吻合；设置在隔热片材内的封闭组件。本发明在电芯出现热失控时，与其贴合的两个隔热片材内的封闭组件将其上开设的通风槽封闭，使热失控的电芯隔离在一个独立的空间内，以减少高温烟气以及火焰的蔓延，降低对相邻电芯的影响，延长电芯热失控的连带反应，进而延长了电池大幅燃烧的时间，为乘客的逃生提供了时间，进一步提高了安全性能。

Description

一种用于动力电池的隔热防护组件

技术领域

本发明涉及动力电池隔热防护技术领域，具体为一种用于动力电池的隔热防护组件。

背景技术

为了减少以及降低动力电池中电芯之间的热传导，阻止热失控的蔓延，通常会在电芯之间添加隔热板，以对电芯起到隔开的目的，目前，动力电池中的隔热板一般设置在电芯的大面或者是侧面，又或者在电芯的上下端设置。

但是，如果在电芯的侧面或者大面之间设置的话，虽然能达到较大程度的隔热效果，但是当电芯出现热失控时，此种设置的方式难以对局部的火势起到阻断的作用，从而使局部的火势能顺利向周边蔓延，造成电芯热失控的快速连带反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于动力电池的隔热防护组件，以解决上述现有技术中存在的至少一个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于动力电池的隔热防护组件，包括：

安装在电芯之间的隔热片材，且隔热片材能与电池壳将电芯分隔在独立的空间内；

开设在隔热片材上的通风槽，所述通风槽将各个独立的空间连通，并与电池壳内散热的空气流动方向吻合；

设置在隔热片材内的封闭组件，当电芯出现热失控时，与其贴合的两个隔热片材内的封闭组件将其上开设的通风槽封闭，使热失控的电芯与相邻的电芯之间分隔开，并阻挡火势的蔓延。

优选的，所述隔热片材包括硅胶框，所述硅胶框的两侧设有伸出电芯长度范围的延伸部，所述硅胶框的框内具有多个筋条，且所述筋条之间的框内部填充有气凝胶，所述硅胶框的两侧平面均压覆有PET膜，所述通风槽开设在所述延伸部的外壁，且所述PET膜对应通风槽的位置也开设有对应的槽口。

优选的，所述封闭组件设有多组，且分别位于筋条内，所述封闭组件包括开设在筋条内部的中间孔和侧孔，所述侧孔设有两组，并位于中间孔沿硅胶框厚度方向的两侧，所述中间孔内安装有盛液管，且所述盛液管能弹性形变，两个所述侧孔的出口处均滑动安装有滑动条，所述滑动条朝向盛液管的一面固定有穿刺刀片，同一个所述侧孔内的两个滑动条之间连接有嵌入筋条内的弯形杆，且所述弯形杆的弧顶向外突出；

所述延伸部的内部开设有空心腔，所述空心腔远离通风槽的内壁固定有储气囊，所述空心腔的内部和盛液管的内部分别填充有不同的液体材料，且当二者混合时会形成热固性材料。

优选的，所述滑动条滑动安装在侧孔与中间孔的连通处，且所述滑动条与侧孔之间留有缝隙。

优选的，所述盛液管的两端位置均设为锥状部，且所述锥状部越靠近端部其横截面越小。

优选的，所述盛液管的两端位置设为伸缩部，所述伸缩部为褶皱状，且能沿其轴向方向伸长。

优选的，所述储气囊的外部设有凸起部，且凸起部对应筋条之间的间隔内。

优选的，所述穿刺刀片的刀面开设有引流槽。

优选的，所述通风槽的内壁连接有两列棱条，且两列棱条位于中间孔的两侧。

优选的，所述通风槽的两侧壁均开设有与中间孔连接的竖直引导槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明在电芯正常工作时，利用通风槽可以使各个电芯所处的独立空间内的空气保持流通，从而保证对电芯的散热效率；

当电芯出现热失控时，与其贴合的两个隔热片材内的封闭组件将其上开设的通风槽封闭，使热失控的电芯隔离在一个独立的空间内，减少高温烟气以及火焰的蔓延，降低对相邻电芯的影响，延长电芯热失控的连带反应，进而延长了电池大幅燃烧的时间，为乘客的逃生提供了时间，进一步提高了安全性能。

附图说明

图1为本发明硅胶框和PET膜组合后的立体结构示意图；

图2为本发明硅胶框和PET膜的***分解图；

图3为本发明隔热片材装在电芯之间的示意图；

图4为本发明筋条的剖视图及局部放大图；

图5为本发明硅胶框的局部放大剖视图；

图6为本发明实施例一中的盛液管结构示意图；

图7为本发明实施例二中的盛液管结构示意图；

图8为本发明中间孔的局部示意图；

图9为本发明通风槽的剖视图及中间孔处的局部放大图。

图中：1、硅胶框；2、气凝胶；3、PET膜；4、筋条；5、延伸部；6、通风槽；7、电池壳；8、电芯；9、中间孔；10、侧孔；11、盛液管；11a、锥状部；11b、伸缩部；12、滑动条；13、弯形杆；14、穿刺刀片；15、空心腔；16、储气囊；17、棱条；18、引流槽。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种用于动力电池的隔热防护组件，包括：

安装在电芯8之间的隔热片材，且隔热片材能与电池壳7将电芯8分隔在独立的空间内；

开设在隔热片材上的通风槽6，通风槽6将各个独立的空间连通，并与电池壳7内散热的空气流动方向吻合；

设置在隔热片材内的封闭组件，当电芯8出现热失控时，与其贴合的两个隔热片材内的封闭组件将其上开设的通风槽6封闭，使热失控的电芯8与相邻的电芯8之间分隔开，并阻挡火势的蔓延。

据研究表明，电芯8与电芯8之间添加隔热片材，可以减少电芯8之间的热传导，防止热失控的蔓延，但是也会降低电芯8的散热效率，而由于电芯的散热方式较为常见的是风冷、液冷以及自然对流，因此在隔热片材上开设通风槽6，使其与风冷或者自然对流的空气流动吻合，在电芯8正常工作的情况下，利用通风槽6可以使各个电芯8所处的独立空间内的空气保持流通，从而保证对电芯8的散热效率；

当电芯8出现热失控时，电芯8会先升温然后再鼓包膨胀，最后失控并开始燃烧，在出现热失控时，与其贴合的两个隔热片材内的封闭组件将其上开设的通风槽6封闭，使热失控的电芯8隔离在一个独立的空间内，减少高温烟气以及火焰的蔓延，降低对相邻电芯8的影响，延长电芯8热失控的连带反应，进而延长了电池大幅燃烧的时间，为乘客的逃生提供了时间，进一步提高了安全性能。

在其中一个较为优选的实施例中，隔热片材包括硅胶框1，硅胶框1的两侧设有伸出电芯8长度范围的延伸部5，硅胶框1的框内具有多个筋条4，且筋条4之间的框内部填充有气凝胶2，硅胶框1的两侧平面均压覆有PET膜3，通风槽6开设在延伸部5的外壁，且PET膜3对应通风槽6的位置也开设有对应的槽口。

隔热片材具体可参看图2，通过将气凝胶2填充在硅胶框1内，然后在其两侧压合PET膜3形成整体的隔热片材，其中，筋条4的设置进一步提高硅胶框1的缓冲及减震的性能。

在其中一个较为优选的实施例中，封闭组件设有多组，且分别位于筋条4内，封闭组件包括开设在筋条4内部的中间孔9和侧孔10，侧孔10设有两组，并位于中间孔9沿硅胶框1厚度方向的两侧，中间孔9内安装有盛液管11，且盛液管11能弹性形变，两个侧孔10的出口处均滑动安装有滑动条12，滑动条12朝向盛液管11的一面固定有穿刺刀片14，同一个侧孔10内的两个滑动条12之间连接有嵌入筋条4内的弯形杆13，且弯形杆13的弧顶向外突出；

延伸部5的内部开设有空心腔15，空心腔15远离通风槽6的内壁固定有储气囊16，空心腔15的内部和盛液管11的内部分别填充有不同的液体材料，且当二者混合时会形成热固性材料。

封闭组件具体可参看图4、图5和图8、图9，在电芯8正常使用的状态下，弯形杆13可以为筋条4提供一定的支撑作用，以增加其缓冲作用，同时由于侧孔10的设置，可以使电芯8前后两侧的通风通道连通，进一步提高散热时的空气流动速率；

而且，由于弯形杆13从侧孔10中嵌入筋条4内，既可以保证弯形杆13的稳定性，同时也不会对侧孔10的空气流动性造成影响，而且也可以在起到缓冲及减震的作用时不会直接被挤压弯曲，避免出现后续误触的状况；

而在电芯8出现热失控时，电芯8的鼓包膨胀会对筋条4进行挤压，此时筋条4的弯曲才会带动弯形杆13使其向盛液管11的方向弯曲并逐渐趋于伸直，并且在伸直的过程中，其两端会顶着两侧的滑动条12移动，将穿刺刀片14刺入到空心腔15内，将其刺破，使其内填充的液体材料流出，而同时，筋条4所受到的挤压会作用到盛液管11上，并在中间施加压力，将盛液管11内的液体材料挤压至两端处，两端位置随着内部液体的挤压会充斥变大，并随着滑动条12的滑动利用穿刺刀片14也对其进行划破，并在挤压的作用下使内部液体材料的流出，在与空心腔15内的液体材料混合后形成热固性材料，将通风槽6进行封闭，从而将热失控的电芯8分隔在一个独立的空间内，降低对周围电芯8的影响，而其中两种液体材料可以采用环氧树脂和硬化剂；

值得一提的是，由于储气囊16的设置，由于电芯8热失控所释放的热量会使储气囊16内的空气膨胀，从而使储气囊16对空心腔15内的液体材料施加一个内部的挤出作用，既可以方便穿刺刀片14的刺破，同时在刺破后在内部压力作用下也能够快速流出，并与盛液管11内挤出的液体材料混合形成热固性材料，加快了隔绝空间的形成，以在热失控前期能最大化减少对周围电芯8的影响，进一步起到延长电芯8连带反应的时间。

在其中一个较为优选的实施例中，滑动条12滑动安装在侧孔10与中间孔9的连通处，且滑动条12与侧孔10之间留有缝隙。

具体可参看图8，侧孔10设为圆孔状，而滑动条12则设为半圆状，该设置方式一方面是为了降低对侧孔10空气流通的影响，另一方面，当筋条4在受到挤压后也可以避免侧孔10变形而将滑动条12卡死，使其无法向外伸出，进而保证上述对空心腔15的刺破。

实施例一，提供了一种盛液管11的形状，如图6所示；

盛液管11的两端位置均设为锥状部11a，且锥状部11a越靠近端部其横截面越小。

通过设置锥状部11a，可以避免穿刺刀片14对盛液管11造成误触而出现划破的情况，只有在盛液管11的中间部位受到挤压后，盛液管11内的液体流到两端的锥状部11a处内后，该位置才会膨胀从而与穿刺刀片14接触划破。

并且锥状部11a的长度可以与穿刺刀片14的长度设为一致，以对应穿刺刀片14的使用。

实施例二，提供了第二种盛液管11的形状，如图7所示；

盛液管11的两端位置设为伸缩部11b，伸缩部11b为褶皱状，且能沿其轴向方向伸长。

通过设置褶皱状的伸缩部11b，同样也可以达到实施例一中的目的，只有在盛液管11的中间部位受到挤压后，液体向两端移动时才会带动伸缩部11b伸长，从而能与穿刺刀片14接触划破；

这样盛液管11的长度可以适当变短，使伸缩部11b的端部位置对应穿刺刀片14的初始位置即可，也可以达到避免穿刺刀片14对盛液管11造成误触而划破的情况。

在其中一个较为优选的实施例中，储气囊16的外部设有凸起部，且凸起部对应筋条4之间的间隔内。

参看图5，通过设置储气囊16的凸起部，可以更加有效的对空心腔15内的液体材料起到一个向外挤压的作用。

在其中一个较为优选的实施例中，穿刺刀片14的刀面开设有引流槽18。

参看图9，在穿刺刀片14的刀面开设引流槽18可以加快液体材料的流出，同时也可以起到一定引导作用，使其流出的两种液体材料能快速接触混合，并在向下流动的过程中逐渐固化为热固性材料。

在其中一个较为优选的实施例中，通风槽6的内壁连接有两列棱条17，且两列棱条17位于中间孔9的两侧。

棱条17可以对喷出的两种液体材料起到一定的粘连作用，减少液体材料的外流，并且在固化成热固性材料后，棱条17也可以起到一定的加强筋作用。

在其中一个较为优选的实施例中，通风槽6的两侧壁均开设有与中间孔9连接的竖直引导槽。

竖直引导槽具体图中未示出，其目的是为了引导引体材料顺着通风槽6的内壁流动，并且在流动的过程中，二者能逐渐混合及固化。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于，包括：

安装在电芯（8）之间的隔热片材，且隔热片材能与电池壳（7）将电芯（8）分隔在独立的空间内；

开设在隔热片材上的通风槽（6），所述通风槽（6）将各个独立的空间连通，并与电池壳（7）内散热的空气流动方向吻合；

设置在隔热片材内的封闭组件，当电芯（8）出现热失控时，与其贴合的两个隔热片材内的封闭组件将其上开设的通风槽（6）封闭，使热失控的电芯（8）与相邻的电芯（8）之间分隔开，并阻挡火势的蔓延；

所述隔热片材包括硅胶框（1），所述硅胶框（1）的两侧设有伸出电芯（8）长度范围的延伸部（5），所述硅胶框（1）的框内具有多个筋条（4），且所述筋条（4）之间的框内部填充有气凝胶（2），所述硅胶框（1）的两侧平面均压覆有PET膜（3），所述通风槽（6）开设在所述延伸部（5）的外壁，且所述PET膜（3）对应通风槽（6）的位置也开设有对应的槽口；

所述封闭组件设有多组，且分别位于筋条（4）内，所述封闭组件包括开设在筋条（4）内部的中间孔（9）和侧孔（10），所述侧孔（10）设有两组，并位于中间孔（9）沿硅胶框（1）厚度方向的两侧，所述中间孔（9）内安装有盛液管（11），且所述盛液管（11）能弹性形变，两个所述侧孔（10）的出口处均滑动安装有滑动条（12），所述滑动条（12）朝向盛液管（11）的一面固定有穿刺刀片（14），同一个所述侧孔（10）内的两个滑动条（12）之间连接有嵌入筋条（4）内的弯形杆（13），且所述弯形杆（13）的弧顶向外突出；

所述延伸部（5）的内部开设有空心腔（15），所述空心腔（15）远离通风槽（6）的内壁固定有储气囊（16），所述空心腔（15）的内部和盛液管（11）的内部分别填充有不同的液体材料，且当二者混合时会形成热固性材料；

电芯（8）的鼓包膨胀会对筋条（4）进行挤压，此时筋条（4）的弯曲才会带动弯形杆（13）使其向盛液管（11）的方向弯曲并逐渐趋于伸直，并且在伸直的过程中，其两端会顶着两侧的滑动条（12）移动，将穿刺刀片（14）刺入到空心腔（15）内，将其刺破，使其内填充的液体材料流出，而同时，筋条（4）所受到的挤压会作用到盛液管（11）上，并在中间施加压力，将盛液管（11）内的液体材料挤压至两端处，两端位置随着内部液体的挤压会充斥变大，并随着滑动条（12）的滑动利用穿刺刀片（14）也对其进行划破，并在挤压的作用下使内部液体材料的流出，在与空心腔（15）内的液体材料混合后形成热固性材料，将通风槽（6）进行封闭，从而将热失控的电芯（8）分隔在一个独立的空间内，降低对周围电芯（8）的影响，而其中两种液体材料可以采用环氧树脂和硬化剂。

2.根据权利要求1所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述滑动条（12）滑动安装在侧孔（10）与中间孔（9）的连通处，且所述滑动条（12）与侧孔（10）之间留有缝隙。

3.根据权利要求1所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述盛液管（11）的两端位置均设为锥状部（11a），且所述锥状部（11a）越靠近端部其横截面越小。

4.根据权利要求1所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述盛液管（11）的两端位置设为伸缩部（11b），所述伸缩部（11b）为褶皱状，且能沿其轴向方向伸长。

5.根据权利要求1所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述储气囊（16）的外部设有凸起部，且凸起部对应筋条（4）之间的间隔内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述穿刺刀片（14）的刀面开设有引流槽（18）。

7.根据权利要求1-5任一项所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述通风槽（6）的内壁连接有两列棱条（17），且两列棱条（17）位于中间孔（9）的两侧。

8.根据权利要求1所述的用于动力电池的隔热防护组件，其特征在于：所述通风槽（6）的两侧壁均开设有与中间孔（9）连接的竖直引导槽。