ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к области технологий батарей и, в частности, к корпусу батареи, батарее, энергопотребляющему устройству, а также способу и устройству для изготовления батареи.
Предпосылки изобретения
Энергосбережение и сокращение выбросов являются ключом к устойчивому развитию автомобильной промышленности. В этом случае электрические транспортные средства стали важной частью устойчивого развития автомобильной промышленности благодаря их преимуществам в области энергосбережения и защиты окружающей среды. Для электрических транспортных средств технология батарей является важным фактором их развития.
В развитии технологии батарей, в дополнение к улучшению производительности батарей, также нельзя игнорировать вопрос безопасности. Если безопасность батарей нельзя обеспечить, батареи нельзя использовать. Следовательно, повышение безопасности батарей является технической задачей, требующей срочного решения в технологии батарей.
Сущность изобретения
В настоящей заявке предоставлены корпус батареи, батарея, энергопотребляющее устройство, а также способ и устройство для изготовления батареи, которые могут повысить безопасность батареи.
В первом аспекте предоставлен корпус батареи, содержащий: электрическую камеру, выполненную с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов, причем первая стенка батарейного элемента снабжена механизмом сброса давления и механизм сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление; сборную камеру, выполненную так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента, когда механизм сброса давления приведен в действие; изолирующий компонент, выполненный так, чтобы изолировать электрическую камеру от сборной камеры, причем изолирующий компонент снабжен участком сброса давления, соответствующим механизму сброса давления, и участок сброса давления выполнен так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры, когда механизм сброса давления приведен в действие; и первый изолирующий слой, выполненный для уплотнения участка сброса давления, чтобы изолировать механизм сброса давления от сборной камеры, причем первый изолирующий слой выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры через участок сброса давления.
Поэтому для батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки изолирующий компонент снабжен первым изолирующим слоем, который может уплотнять участок сброса давления и изолировать электрическую камеру от сборной камеры. Даже если уплотнение нижней сборной камеры выйдет из строя, можно гарантировать то, что верхняя электрическая камера все еще будет уплотнена с помощью первого изолирующего слоя, тем самым защищая механизм сброса давления и повышая безопасность механизма сброса давления. Например, можно гарантировать, что вещества или частицы в сборной камере не повреждают или не оказывают негативного воздействия на механизм сброса давления, так что механизм сброса давления не может быть легко поврежден, когда в батарейном элементе не происходит теплового разгона. Кроме того, когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, приходит в действие механизм сброса давления, и выпущенные высокотемпературные выбросы могут повредить первый изолирующий слой, так что первый изолирующий слой не оказывает негативного влияния на выпуск выбросов из батарейного элемента, где происходит тепловой разгон, чтобы своевременно достигать выпуска газа и рассеяния тепла, и безопасность батареи дополнительно повышается.
В некоторых вариантах осуществления участок сброса давления представляет собой первое сквозное отверстие, проходящее через изолирующий компонент.
Когда изолирующий компонент снабжен первым сквозным отверстием в качестве участка сброса давления, выпускаемые выбросы могут выпускаться из электрической камеры через сквозное отверстие более быстро и плавно после приведения в действие механизма сброса давления. Даже если первый изолирующий слой уплотнен на первом сквозном отверстии, первый изолирующий слой также может быть быстро поврежден после приведения в действие механизма сброса давления и не окажет негативного влияния на выпуск выбросов из первого сквозного отверстия.
В некоторых вариантах осуществления первый изолирующий слой расположен на поверхности изолирующего компонента, ближней к первой стенке.
Первая стенка и изолирующий компонент могут быть соединены адгезивом, за исключением участка, где расположены механизм сброса давления и участок сброса давления, при этом адгезив имеет определенную толщину, то есть существует определенное расстояние между первой стенкой и изолирующим компонентом. В этом случае первый изолирующий слой расположен на поверхности изолирующего компонента, ближней к первой стенке, и нет необходимости обеспечивать дополнительное пространство, и на установку между батарейным элементом и изолирующим компонентом не оказывается негативное влияние.
В некоторых вариантах осуществления первый изолирующий слой расположен на поверхности изолирующего компонента, удаленной от первой стенки.
Учитывая, что механизм сброса давления должен иметь достаточно большое пространство для деформации, когда механизм сброса давления приведен в действие, первый изолирующий слой расположен на поверхности изолирующего компонента, удаленной от первой стенки, что увеличивает пространство между механизмом сброса давления и первым изолирующим слоем и обеспечивает достаточно большое пространство для деформации механизма сброса давления, и на деформацию механизма сброса давления не оказывается негативное влияние.
В некоторых вариантах осуществления первый изолирующий слой выполнен так, чтобы расплавляться, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры через участок сброса давления.
Принимая во внимание, что температура является относительно высокой, когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, первый изолирующий слой устанавливают в качестве чувствительного к температуре материала, и можно гарантировать, что первый изолирующий слой быстро расплавляется, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что выбросы своевременно выпускаются из электрической камеры через участок сброса давления.
В некоторых вариантах осуществления площадь первого изолирующего слоя больше, чем площадь механизма сброса давления.
Площадь первого изолирующего слоя установлена равной площади механизма сброса давления, при этом первый изолирующий слой и механизм сброса давления установлены так, чтобы соответствовать друг другу, что может полностью защитить механизм сброса давления. Однако площадь первого изолирующего слоя установлена больше площади механизма сброса давления, что может гарантировать надежность первого изолирующего слоя, а также решить такие проблемы, как возможные допустимые отклонения по размеру первого изолирующего слоя.
В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент снабжен каналом для потока и канал для потока выполнен с возможностью размещения в нем текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента.
В некоторых вариантах осуществления канал для потока выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что текучая среда выпускается из внутренней части канала для потока.
В некоторых вариантах осуществления вторая стенка канала для потока снабжена вторым сквозным отверстием, при этом вторая стенка прикреплена к первой стенке, и корпус батареи дополнительно содержит: второй изолирующий слой, выполненный для уплотнения второго сквозного отверстия, причем второй изолирующий слой выполнен так, чтобы расплавляться, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что текучая среда вытекает к батарейному элементу через второе сквозное отверстие.
Канал для потока согласно варианту осуществления настоящей заявки снабжен вторым сквозным отверстием, и второе сквозное отверстие уплотнено вторым изолирующим слоем, так что канал для потока уплотнен и может вмещать текучую среду. Когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, температура батарейного элемента увеличивается и второй изолирующий слой может расплавиться, так что текучая среда в канале для потока может вытекать через второе сквозное отверстие, то есть это гарантирует, что канал для потока может быть поврежден, так что вытекающая текучая среда может прямо снижать температуру батарейного элемента. Кроме того, когда текучая среда течет в участок сброса давления, текучая среда может снижать температуру выбросов из батарейного элемента, чтобы достигать цели предотвращения рассеяния тепла.
В некоторых вариантах осуществления канал для потока снабжен множеством вторых сквозных отверстий, при этом множество вторых сквозных отверстий находятся в соответствии один к одному со множеством батарейных элементов. Таким образом, когда в каком-либо из батарейных элементов происходит тепловой разгон, из соответствующего второго сквозного отверстия выпускается текучая среда для снижения температуры.
В некоторых вариантах осуществления вторая стенка снабжена углублением, нижняя стенка углубления снабжена вторым сквозным отверстием, проем углубления обращен к первой стенке, а углубление заполнено вторым изолирующим слоем.
Углубление заполнено вторым изолирующим слоем, что может увеличить площадь контакта между вторым изолирующим слоем и второй стенкой, а также повысить стабильность и надежность второго изолирующего слоя.
В некоторых вариантах осуществления второй изолирующий слой закрывает, на поверхности нижней стенки углубления, удаленной от первой стенки, второе сквозное отверстие.
Таким образом, второй изолирующий слой и второй проход скреплены с помощью заклепочного соединения, что может повысить стабильность второго изолирующего слоя.
В некоторых вариантах осуществления поверхность второго изолирующего слоя, ближняя к первой стенке, расположена заподлицо с поверхностью второй стенки, ближней к первой стенке.
Таким образом, поверхность изолирующего компонента, ближняя к первой стенке, является относительно плоской, что не оказывает негативного влияния на установку других компонентов, расположенных над изолирующим компонентом, например не оказывает негативного влияния на установку батарейного элемента.
В некоторых вариантах осуществления поверхность второго изолирующего слоя, ближняя к первой стенке, выступает из поверхности второй стенки, ближней к первой стенке.
Это может увеличить площадь контакта второго изолирующего слоя и второй стенки, а также может гарантировать, что текучая среда в канале для потока не будет легко вытекать, тем самым улучшая характеристики уплотнения и надежность второго изолирующего слоя.
В некоторых вариантах осуществления площадь второго сквозного отверстия меньше или равна 200 мм2.
Если площадь второго сквозного отверстия задана слишком большой, текучая среда вытекает слишком быстро, и общее количество текучей среды в канале для потока ограничено, что может оказать негативное влияние на эффект снижения температуры.
Во втором аспекте предоставлена батарея, содержащая корпус батареи согласно первому аспекту; множество батарейных элементов, размещенных в корпусе батареи, причем первая стенка батарейного элемента снабжена механизмом сброса давления и механизм сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
В третьем аспекте предоставлено энергопотребляющее устройство, содержащее батарею согласно второму аспекту, причем батарея выполнена с возможностью предоставления электрической энергии для энергопотребляющего устройства.
В некоторых вариантах осуществления энергопотребляющее устройство представляет собой транспортное средство, корабль или космический летательный аппарат.
В четвертом аспекте предоставлен способ изготовления батареи, включающий: предоставление множества батарейных элементов; предоставление корпуса батареи, где предоставление корпуса батареи включает: предоставление электрической камеры, причем электрическую камеру выполняют с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов, при этом первую стенку батарейного элемента снабжают механизмом сброса давления и механизм сброса давления выполняют так, чтобы он приходил в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление; предоставление сборной камеры, причем сборную камеру выполняют так, чтобы она собирала выбросы из батарейного элемента, когда механизм сброса давления приведен в действие; предоставление изолирующего компонента, причем изолирующий компонент выполняют так, чтобы он изолировал электрическую камеру от сборной камеры, при этом изолирующий компонент снабжают участком сброса давления, соответствующим механизму сброса давления, и участок сброса давления выполняют так, чтобы он выпускал выбросы из электрической камеры, когда механизм сброса давления приведен в действие; и предоставление первого изолирующего слоя, причем первый изолирующий слой выполняют для уплотнения участка сброса давления, чтобы изолировать механизм сброса давления от сборной камеры, при этом первый изолирующий слой выполняют так, чтобы он повреждался, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры через участок сброса давления.
В пятом аспекте предоставлено устройство для изготовления батареи, содержащее модуль для выполнения способа, описанного в вышеприведенном четвертом аспекте.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 представлено схематическое структурное изображение транспортного средства согласно варианту осуществления настоящей заявки;
на фиг. 2 представлено схематическое структурное изображение батареи, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 3 представлено схематическое структурное изображение батарейного модуля, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 4 представлен покомпонентный вид батарейного элемента, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 5 представлено схематическое изображение покомпонентной структуры другой батареи, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 6 представлено схематическое изображение корпуса батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 7 представлен схематический покомпонентный вид сборной камеры, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 8 представлен схематический покомпонентный вид другой сборной камеры, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 9 представлено схематическое изображение корпуса другой батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 10 представлено схематическое изображение корпуса еще другой батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 11 представлен схематический покомпонентный вид первого изолирующего слоя и изолирующего компонента, раскрытых в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 12 представлен схематический вид сверху случая, когда батарейный элемент размещен во второй части корпуса батареи, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 13 представлен схематический вид в разрезе, выполненном в направлении А-А’, показанном на фиг. 12;
на фиг. 14 представлен возможный увеличенный вид участка В, показанного на фиг. 13;
на фиг. 15 представлен вид сверху изолирующего компонента, снабженного первым изолирующим слоем, раскрытым в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 16 представлен другой возможный увеличенный вид участка В, показанного на фиг. 13;
на фиг. 17 представлен вид сверху другого изолирующего компонента, снабженного первым изолирующим слоем, раскрытым в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 18 представлен схематический покомпонентный вид другого изолирующего компонента, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 19 представлен вид сверху изолирующего компонента, раскрытого в варианте осуществления настоящей заявки;
на фиг. 20 представлен возможный схематический вид в разрезе, выполненном в направлении C-C’, показанном на фиг. 19;
на фиг. 21 представлен частично увеличенный вид участка D, показанного на фиг. 20;
на фиг. 22 представлен другой возможный схематический вид в разрезе, выполненном в направлении C-C’, показанном на фиг. 19;
на фиг. 23 представлен частично увеличенный вид участка E, показанного на фиг. 22;
на фиг. 24 представлено схематическое изображение изолирующего компонента, в котором второй изолирующий слой не представлен на фиг. 21 или фиг. 23;
на фиг. 25 представлен еще другой возможный схематический вид в разрезе, выполненном в направлении C-C’, показанном на фиг. 19;
на фиг. 26 представлен частично увеличенный вид участка F, показанного на фиг. 25;
на фиг. 27 представлено схематическое изображение изолирующего компонента, в котором второй изолирующий слой не представлен на фиг. 26;
на фиг. 28 представлена блок-схема способа изготовления батареи, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки; и
на фиг. 29 представлена структурная схема устройства для изготовления батареи, раскрытой в варианте осуществления настоящей заявки.
На сопроводительных графических материалах сопроводительные графические материалы не выполнены в реальном масштабе.
Описание вариантов осуществления
Способы реализации настоящей заявки будут подробно описаны ниже со ссылкой на графические материалы и варианты осуществления. Подробное описание следующих вариантов осуществления и прилагаемые графические материалы используются для иллюстративной демонстрации принципов настоящей заявки, но не могут использоваться для ограничения объема настоящей заявки, то есть настоящая заявка не ограничивается описанными вариантами осуществления.
Следует отметить, что при описании настоящей заявки, если не указано иное, значение «множество» относится к «двум или более»; и ориентации или взаимные расположения, указанные такими терминами, как «вверх», «вниз», «левый», «правый», «внутри» и «снаружи», служат исключительно для удобства описания настоящей заявки и для упрощения описания, а не для указания или подразумевания того, что указанные устройство или элемент должны иметь конкретную ориентацию и должны выполняться и применяться в конкретной ориентации, что, таким образом, не следует понимать как ограничение настоящей заявки. Кроме того, такие термины, как «первый», «второй» и «третий» служат только для цели описания и не должны пониматься как указание или намек на относительную важность. «Вертикальный» не является строго вертикальным, но находится в пределах допустимого диапазона погрешности. «Параллельный» не является строго параллельным, но находится в пределах допустимого диапазона погрешности.
Термины, представляющие ориентации в последующем описании, представляют собой все направления, показанные на графических материалах, и не ограничивают конкретную конструкцию по настоящей заявке. Следует дополнительно отметить, что в описании настоящей заявки, если явно не указано и не определено иное, термины «установка», «взаимосвязь» и «соединение» следует понимать в широком смысле, например, они могут представлять фиксированное соединение, разъемное соединение или интегрированное соединение; и они могут быть либо прямым соединением, либо непрямым соединением через промежуточную среду. Специалист в данной области техники может понять конкретные значения вышеприведенных терминов в настоящей заявке согласно конкретным условиям.
В настоящей заявке батарейный элемент может содержать первичную батарею, вторичную батарею, например литий-ионную батарею, литий-серную батарею, натрий/литий-ионную батарею, натрий-ионную батарею, магний-ионную батарею или т.п., что не ограничено вариантами осуществления настоящей заявки. Батарейный элемент может иметь цилиндрическую, плоскую, кубовидную или другую форму, которая также не ограничена в вариантах осуществления настоящей заявки. Батарейный элемент обычно делится на три типа согласно способу упаковки: цилиндрический батарейный элемент, призматический батарейный элемент и пакетный батарейный элемент, что также не ограничивается в вариантах осуществления настоящей заявки.
Батарея, указанная в вариантах осуществления настоящей заявки, относится к одному физическому модулю, содержащему один или несколько батарейных элементов для обеспечения более высоких напряжения и емкости. Например, батарея, указанная в настоящей заявке, может содержать батарейный модуль, батарейный блок или т.п. Батарейный блок обычно содержит корпус батареи для упаковки одного или нескольких батарейных элементов. Корпус батареи может предотвращать негативное воздействие жидкости или иных посторонних веществ на зарядку или разрядку батарейного элемента.
Батарейный элемент содержит электродный узел и раствор электролита, и электродный узел содержит положительный листовой электрод, отрицательный листовой электрод и сепаратор. Работа батарейного элемента в целом основана на перемещении ионов металла между положительным листовым электродом и отрицательным листовым электродом. Положительный листовой электрод содержит токоприемник положительного электрода и слой активного материала положительного электрода. Слой активного материала положительного электрода нанесен на поверхность токоприемника положительного электрода; токоприемник, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, выступает из токоприемника, покрытого слоем активного материала положительного электрода, и токоприемник, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, используется как положительный электродный контакт. В примере литий-ионной батареи материалом токоприемника положительного электрода может быть алюминий, и активным материалом положительного электрода могут быть оксиды лития-кобальта, фосфат лития-железа, тройной литий, манганат лития и т.п. Отрицательный листовой электрод содержит токоприемник отрицательного электрода и слой активного материала отрицательного электрода. Слой активного материала отрицательного электрода нанесен на поверхность токоприемника отрицательного электрода, токоприемник, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, выступает из токоприемника, покрытого слоем активного материала отрицательного электрода, и токоприемник, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, используется как отрицательный электродный контакт. Материалом токоприемника отрицательного электрода может быть медь, и активным материалом отрицательного электрода может быть углерод, кремний и т.п. Чтобы предотвратить оплавление при прохождении тока большой силы, имеется множество положительных электродных контактов, собранных вместе, и имеется множество отрицательных электродных контактов, собранных вместе. Материалом разделителя может быть PP, PE и т.п. Кроме того, электродный узел может иметь обмоточную или ламинированную конструкцию, и варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются. С развитием технологии батарей необходимо одновременно учитывать факторы проектирования в нескольких аспектах, таких как удельная энергия, предельное количество циклов, разрядная емкость, время до полной зарядки или разрядки и другие параметры эксплуатационных характеристик. Кроме того, следует также учитывать безопасность батареи.
Для батареи основная угроза безопасности исходит от процессов зарядки и разрядки, и для улучшения характеристик безопасности батареи, батарейный элемент обычно снабжен механизмом сброса давления. Механизм сброса давления относится к элементу или компоненту, который приводится в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает заданного порогового значения, для сброса внутреннего давления или температуры. Заданное пороговое значение может быть отрегулировано согласно разным конструкционным требованиям. Заданное пороговое значение может зависеть от материала одного или нескольких из положительного листового электрода, отрицательного листового электрода, раствора электролита и сепаратора в батарейном элементе. В механизме сброса давления можно использовать, например, чувствительный к давлению или чувствительный к температуре элемент или компонент. То есть, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает заданного порогового значения, приводится в действие механизм сброса давления, чтобы образовать канал для сброса внутреннего давления или температуры.
«Приведение в действие», упомянутое в настоящей заявке, означает, что механизм сброса давления действует, так что внутреннее давление и температура батарейного элемента могут быть сброшены. Действие, создаваемое механизмом сброса давления, может без ограничения включать: разрушение, разрывание или расплавление по меньшей мере части механизма сброса давления и т. д. После приведения в действие механизма сброса давления, вещества с высокой температурой и под высоким давлением внутри батарейного элемента выпускаются наружу из механизма сброса давления как выбросы. Таким образом, давление батарейного элемента может быть сброшено до контролируемых давления или температуры, тем самым предотвращаются потенциально более серьезные аварийные ситуации.
Выбросы из батарейного элемента, указанные в настоящей заявке, без ограничения включают: раствор электролита, растворенные или расколотые положительный и отрицательный листовые электроды, фрагменты разделителя, газ с высокой температурой и под высоким давлением, выработанный посредством реакции, пламя и т.п.
Механизм сброса давления на батарейном элементе оказывает большое воздействие на безопасность батареи. Например, когда в батарейном элементе возникает короткое замыкание, перезаряд и другие явления, они могут привести к тепловому разгону внутри батарейного элемента, который приводит к резкому росту давления или температуры. В этом случае внутреннее давление и температура могут быть снижены путем отведения наружу посредством приведения в действие механизма сброса давления, чтобы предотвратить взрыв и возгорание батарейного элемента.
В текущих конструкторских решениях механизма сброса давления главной задачей является снижение высокого давления и высокой температуры внутри батарейного элемента, то есть выбросы выпускают наружу батарейного элемента. Однако для обеспечения выходного напряжения или силы тока батареи часто требуется множество батарейных элементов, электрически соединенных друг с другом посредством компонента в виде шины. Выбросы, выпущенные из внутренней части батарейного элемента, могут привести к короткому замыканию других батарейных элементов. Например, когда выпущенные металлические обломки электрически соединяются с двумя компонентами в виде шины, происходит короткое замыкание батареи, с созданием тем самым потенциальной угрозы безопасности. Более того, выбросы с высокой температурой и под высоким давлением выпускаются в направлении, в котором предоставлен механизм сброса давления батарейного элемента, и, более конкретно, могут быть выпущены в направлении участка, в котором приведен в действие механизм сброса давления. Сила и разрушительное действие таких выбросов могут быть значительными или даже могут быть достаточными для того, чтобы прорваться сквозь одну или несколько конструкций в этом направлении, вызывая дополнительные проблемы с безопасностью.
Поэтому батарея согласно варианту осуществления настоящей заявки может дополнительно содержать изолирующий компонент, при этом электрическая камера для размещения батарейного элемента отделена от сборной камеры для сбора выбросов с помощью изолирующего компонента. Когда механизм сброса давления приведен в действие, выбросы из батарейного элемента поступают в сборную камеру и не поступают в электрическую камеру или поступают в электрическую камеру в малом количестве, так что компонент электрического соединения в электрической камере не проводит ток и короткое замыкание не происходит, таким образом повышается безопасность батареи.
Более конкретно, изолирующий компонент выполнен так, чтобы изолировать электрическую камеру от сборной камеры, так что электрическая камера и сборная камера расположены на обеих сторонах изолирующего компонента. Необязательно изолирующий компонент согласно варианту осуществления настоящей заявки также можно использовать в качестве терморегулирующего компонента, то есть изолирующий компонент может размещать в себе текучую среду для регулирования температуры множества батарейных элементов. В этом случае текучая среда может представлять собой жидкость или газ, и регулирование температуры означает нагревание или охлаждение множества батарейных элементов. В случае охлаждения или понижения температуры батарейных элементов, изолирующий компонент выполнен с возможностью размещения охлаждающей текучей среды для понижения температуры множества батарейных элементов. В дополнение, изолирующий компонент также можно использовать для нагревания с целью повышения температуры множества батарейных элементов, что не ограничено вариантом осуществления настоящей заявки. Необязательно текучая среда может течь циркулирующим образом для достижения лучшего результата регулирования температуры. Необязательно текучая среда может представлять собой воду, смесь воды и этиленгликоля, воздух или т.п.
Электрическая камера, упомянутая в настоящей заявке, выполнена с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов и компонента в виде шины. Электрическая камера обеспечивает пространство установки для батарейных элементов и компонента в виде шины. В некоторых вариантах осуществления в электрической камере также может быть расположена конструкция, выполненная с возможностью закрепления батарейных элементов. Форма электрической камеры может быть определена согласно количеству и форме батарейных элементов и компонента в виде шины, которые размещены в ней. В некоторых вариантах осуществления электрическая камера может представлять собой куб с шестью стенками. Компонент в виде шины, упомянутый в настоящей заявке, используется для реализации электрического соединения между множеством батарейных элементов, такого как параллельное или последовательное соединение или параллельно-последовательное соединение. Компонент в виде шины может реализовывать электрическое соединение между батарейными элементами посредством соединения электродных выводов батарейных элементов. В некоторых вариантах осуществления компонент в виде шины может быть прикреплен к электродным выводам батарейных элементов посредством сварки.
Сборная камера, упомянутая в настоящей заявке, выполнена с возможностью сбора выбросов. В некоторых вариантах осуществления сборная камера может содержать воздух или другой газ. Необязательно сборная камера может также содержать жидкость, такую как охлаждающая среда, или предоставлен компонент для размещения в нем жидкости, чтобы дополнительно снижать температуру выбросов, поступающих в сборную камеру. Кроме того, необязательно газ или жидкость в сборной камере протекают циркулирующим образом.
Следует понимать, что изолирующий компонент согласно варианту осуществления настоящей заявки снабжен участком сброса давления, соответствующим механизму сброса давления. Например, участок сброса давления может представлять собой отверстие для сброса давления, чтобы избежать блокировки механизма сброса давления, обеспечить возможность плавного повреждения механизма сброса давления, а также обеспечить возможность выпуска выбросов, выпускаемых из батарейного элемента, через отверстие для сброса давления. При этом изолирующий компонент также может снижать температуру батарейного элемента, чтобы избежать взрыва батарейного элемента.
Следует понимать, что между стенкой батарейного элемента, снабженного механизмом сброса давления, и изолирующим компонентом, за исключением участка сброса давления, соединение между батарейным элементом и изолирующим компонентом обычно достигается с помощью адгезива. Например, адгезив может представлять собой теплопроводный клей, который имеет толщину, а также может защищать стенку батарейного элемента. Однако на участке механизма сброса давления батарейного элемента соответствующий изолирующий компонент снабжен участком сброса давления. Участок сброса давления не снабжен адгезивом и является относительно слабым. Альтернативно участок сброса давления может представлять собой отверстие для сброса давления, и тогда механизм сброса давления находится в сообщении со сборной камерой и при длительном использовании батареи возникает серьезная угроза безопасности. Например, во время использования батареи из-за вибрации батареи предметы или частицы в сборной камере могут воздействовать на механизм сброса давления через отверстие сброса давления, приводя к выходу из строя механизма сброса давления, например это может вызвать повреждение механизма сброса давления в случае, когда в батарейном элементе не происходит теплового разгона, что тем самым негативно влияет на срок службы батареи.
Поэтому изолирующий компонент согласно варианту осуществления настоящей заявки снабжен первым изолирующим слоем, при этом первый изолирующий слой может уплотнять участок сброса давления и изолировать электрическую камеру от сборной камеры. Таким образом, даже если уплотнение нижней сборной камеры выйдет из строя, можно гарантировать, что верхняя электрическая камера все еще будет уплотнена, тем самым защищая механизм сброса давления и повышая безопасность механизма сброса давления. Кроме того, когда в батарейном элементе происходит тепловой разгон, механизм сброса давления приходит в действие, и выпущенные высокотемпературные выбросы могут повредить первый изолирующий слой, так что первый изолирующий слой не влияет на выпуск газа из батарейного элемента, где происходит тепловой разгон.
Все технические решения, описанные в вариантах осуществления настоящей заявки, применимы в различных устройствах, использующих батареи, таких как мобильные телефоны, портативные устройства, ноутбуки, электромобили, электрические игрушки, электрические инструменты, электрические транспортные средства, корабли и космические летательные аппараты. Например, космические летательные аппараты включают самолеты, ракеты, космические челноки, космические корабли и т.п.
Следует понимать, что технические решения, описанные в вариантах осуществления настоящей заявки, применимы не только к вышеописанным приспособлениям, но также применимы ко всем приспособлениям, в которых используются батареи. Однако для краткости описания все следующие варианты осуществления описаны на примере электрического транспортного средства.
Например, как показано на фиг. 1, фиг. 1 представляет собой схематическое структурное изображение транспортного средства 1 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Транспортное средство 1 может быть работающим на топливе транспортным средством, работающим на газе транспортным средством или работающим на новом источнике энергии транспортным средством, и работающее на новом источнике энергии транспортное средство может быть работающим от батареи электрическим транспортным средством, гибридным транспортным средством, транспортным средством с увеличенным радиусом действия и т.п. Двигатель 40, контроллер 30 и батарея 10 могут быть расположены во внутренней части транспортного средства 1, и контроллер 30 выполнен с возможностью управления батареей 10 для подачи питания на двигатель 40. Например, батарея 10 может быть расположена в нижней части, передней части или задней части транспортного средства 1. Батарея 10 может быть выполнена с возможностью подачи питания на транспортное средство 1. Например, батарея 10 может использоваться в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1 для электрической системы транспортного средства 1, например, для подачи требуемой рабочей энергии транспортному средству 1 во время запуска, навигации и эксплуатации. В другом варианте осуществления настоящего изобретения батарея 10 может использоваться не только в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1, но также в качестве источника энергии привода транспортного средства 1, заменяя или частично заменяя топливо или природный газ для обеспечения энергии привода для транспортного средства 1.
Для удовлетворения различных потребностей в энергопотреблении батарея может содержать множество батарейных элементов, при этом множество батарейных элементов могут образовывать последовательное соединение, параллельное соединение или последовательно-параллельное соединение. Последовательно-параллельное соединение относится к комбинации последовательного соединения и параллельного соединения. Батарея также может называться батарейным блоком. Необязательно множество батарейных элементов могут быть сначала соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно для образования батарейного модуля, и затем множество батарейных модулей соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно для образования батареи. То есть, множество батарейных элементов может непосредственно составлять батарею или может сначала составлять батарейный модуль, и затем батарейные модули составляют батарею.
Например, на фиг. 2 показано схематическое структурное изображение батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Батарея 10 может содержать по меньшей мере один батарейный модуль 200. Батарейный модуль 200 содержит множество батарейных элементов 20. Батарея 10 может дополнительно содержать корпус 11 батареи, при этом внутренняя часть корпуса 11 батареи представляет собой полую структуру и множество батарейных элементов 20 размещены в корпусе 11 батареи. На фиг. 2 показан возможный способ реализации корпуса 11 батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 2, корпус 11 батареи может содержать две части, которые называются первой частью 111 и второй частью 112, соответственно, при этом первая часть 111 и вторая часть 112 скреплены вместе. Формы первой части 111 и второй части 112 могут быть определены согласно форме объединенных батарейных модулей 200, и по меньшей мере одна из первой части 111 и второй части 112 может иметь проем. Например, как показано на фиг. 2, каждая из первой части 111 и второй части 112 может представлять собой полый прямоугольный параллелепипед, и каждая из них имеет только одну поверхность в качестве поверхности с проемом, при этом проем первой части 111 расположен напротив проема второй части 112. Первая часть 111 и вторая часть 112 скреплены друг с другом так, чтобы образовывать корпус 11 батареи с закрытой камерой.
В другом примере, отличном от показанного на фиг. 2, только одна из первой части 111 и второй части 112 может быть полым прямоугольным параллелепипедом с проемом, а другая может иметь форму пластины, закрывающей проем. Например, в примере, в котором вторая часть 112 представляет собой полый прямоугольный параллелепипед и имеет только одну поверхность в качестве поверхности с проемом, а первая часть 111 имеет форму пластины, проем второй части 112 закрыт первой частью 111 с образованием корпуса 11 батареи с закрытой камерой, при этом камера может быть выполнена с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов 20. Множество батарейных элементов 20 объединены в параллельном соединении, или последовательном соединении, или последовательно-параллельном соединении, а затем помещены в корпус 11 батареи, образованный после скрепления первой части 111 со второй частью 112.
Необязательно батарея 10 может дополнительно содержать другие конструкции, которые не будут избыточно повторяться в данном документе. Например, батарея 10 может дополнительно содержать компонент в виде шины, и компонент в виде шины выполнен с возможностью реализации электрического соединения между множеством батарейных элементов 20, такого как параллельное соединение, последовательное соединение или последовательно-параллельное соединение. В частности, компонент в виде шины может реализовывать электрическое соединение между батарейными элементами 20 путем соединения электродных выводов батарейных элементов 20. Кроме того, компонент в виде шины может быть прикреплен к электродным выводам батарейных элементов 20 посредством сварки. Электрическая энергия множества батарейных элементов 20 может быть проведана дальше через электропроводящий механизм для прохождения через корпус 11 батареи.
В соответствии с разными потребностями в энергии, можно задать любое количество батарейных элементов 20 в батарейном модуле 200. Множество батарейных элементов 20 могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно для реализации более высокой емкости или мощности. Поскольку много батарейных элементов 20 могут содержаться в каждой батарее 10, батарейные элементы 20 расположены группами для удобства установки, и каждая группа батарейных элементов 20 составляет батарейный модуль 200. Количество батарейных элементов 20, содержащихся в батарейном модуле 200, не ограничено и может быть задано согласно требованиям. Например, на фиг. 3 показан пример батарейного модуля 200. Батарея может содержать множество батарейных модулей 200, и эти батарейные модули 200 могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно и параллельно.
На фиг. 4 представлено схематическое структурное изображение батарейного элемента 20 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Батарейный элемент 20 содержит один или несколько электродных узлов 22, корпус 211 и покровную пластину 212. Корпус 211 и покровная пластина 212 образуют оболочку 21. Стенка корпуса 211 и покровная пластина 212 считаются стенкой батарейного элемента 20. Форма корпуса 211 соответствует форме одного или нескольких электродных узлов 22 после объединения. Например, корпус 211 может представлять собой полый прямоугольный параллелепипед, или куб, или цилиндр, и одна поверхность корпуса 211 имеет проем, вследствие чего один или более электродных узлов 22 могут быть помещены в корпус 211. Например, когда корпус 211 представляет собой полый прямоугольный параллелепипед или куб, одна плоскость корпуса 211 представляет собой поверхность с проемом, то есть плоскость не имеет стенки, так что пространства внутри и снаружи корпуса 211 находятся в сообщении друг с другом. Когда корпус 211 может представлять собой полый цилиндр, торцевая поверхность корпуса 211 представляет собой поверхность с проемом, то есть торцевая поверхность не имеет стенки, так что пространства внутри и снаружи корпуса 211 находятся в сообщении друг с другом. Покровная пластина 212 закрывает проем и соединена с корпусом 211 для образования закрытой камеры, в которую помещены электродные узлы 22. Корпус 211 заполнен электролитом, таким как раствор электролита.
Батарейный элемент 20 может дополнительно содержать два электродных вывода 214, и два электродных вывода 214 могут быть расположены на покровной пластине 212. Покровная пластина 212 в общем имеет форму плоской пластины, и два электродных вывода 214 зафиксированы на плоской поверхности пластины покровной пластины 212. Два электродных вывода 214 представляют собой первый электродный вывод 214a и второй электродный вывод 214b соответственно. Два электродных вывода 214 имеют противоположные полярности. Например, когда первый электродный вывод 214a является положительным электродным выводом, второй электродный вывод 214b является отрицательным электродным выводом. Каждый электродный вывод 214 соответственно снабжен соединительным элементом 23, который расположен между покровной пластиной 212 и электродным узлом 22 и выполнен с возможностью электрического соединения электродного узла 22 с электродным выводом 214.
Как изображено на фиг. 4, каждый электродный узел 22 имеет первый электродный контакт 221a и второй электродный контакт 222a. Первый электродный контакт 221a и второй электродный контакт 222a имеют противоположные полярности. Например, когда первый электродный контакт 221a является положительным электродным контактом, второй электродный контакт 222a является отрицательным электродным контактом. Первые электродные контакты 221a одного или нескольких электродных узлов 22 соединены с одним электродным выводом через один соединительный элемент 23, а вторые электродные контакты 222a электрода одного или нескольких электродных узлов 22 соединены с другим электродным выводом через другой соединительный элемент 23. Например, положительный электродный вывод 214a соединен с положительным электродным контактом посредством одного соединительного элемента 23, а отрицательный электродный вывод 214b соединен с отрицательным электродным контактом посредством другого соединительного элемента 23.
В этом батарейном элементе 20, в соответствии с фактическими потребностями использования, могут быть предусмотрены один или более электродных узлов 22. Как показано на фиг. 4, в батарейном элементе 20 расположены четыре независимых электродных узла 22.
Как показано на фиг. 4, механизм 213 сброса давления может быть расположен на одной стенке батарейного элемента 20, например механизм 213 сброса давления может быть расположен на первой стенке 21a батарейного элемента 20, при этом первая стенка 21a может быть любой стенкой корпуса 211. В частности, в примере, где в данном случае первая стенка 21a является нижней стенкой корпуса 211, нижняя стенка корпуса 211 является стенкой, противоположной проему (не показан на фиг. 4).
Необязательно первая стенка 21a может быть расположена отдельно от корпуса 211, то есть нижняя сторона корпуса 211 имеет проем, первая стенка 21a закрывает проем на нижней стороне и соединяется с корпусом 211, при этом способ соединения может представлять собой сварку, соединение с помощью адгезива или т.п. Альтернативно первая стенка 21a и корпус 211 также могут представлять собой цельную конструкцию. Механизм 213 сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления или температуры.
Механизм 213 сброса давления может представлять собой часть первой стенки 21a или может быть отдельной конструкцией от первой стенки 21a и быть зафиксирован на первой стенке 21a посредством, например, сварки. Например, когда механизм 213 сброса давления представляет собой часть первой стенки 21a, механизм 213 сброса давления может быть образован путем предоставления выемки на первой стенке 21a, и толщина первой стенки 21a в выемке меньше, чем толщина другого участка, отличающегося от выемки. Выемка представляет собой самое слабое место механизма 213 сброса давления. Когда избыточный газ, генерируемый батарейным элементом 20, вызывает повышение внутреннего давления в корпусе 211, которое достигает порогового значения, или тепло, генерируемое внутренней реакцией батарейного элемента 20, вызывает повышение внутренней температуры батарейного элемента 20, которая достигает порогового значения, механизм 213 сброса давления может растрескиваться в месте выемки, в результате чего образуется связь между внутренней и внешней частями корпуса 211. Давление и температуру газа сбрасывают наружу посредством растрескивания механизма 213 сброса давления, тем самым избегая взрыва батарейного элемента 20.
Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки, как показано на фиг. 4, в случае, когда механизм 213 сброса давления расположен на первой стенке 21a батарейного элемента 20, вторая стенка батарейного элемента 20 снабжена электродными выводами 214, при этом вторая стенка отличается от первой стенки 21a.
Необязательно вторая стенка расположена напротив первой стенки 21a. Например, первая стенка 21a может быть нижней стенкой батарейного элемента 20, а вторая стенка может быть покровной пластиной 212 батарейного элемента 20.
Механизм 213 сброса давления и электродные выводы 214 расположены на разных стенках батарейного элемента 20, так что, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, выбросы из батарейного элемента 20 могут быть больше отдалены от электродных выводов 214, тем самым уменьшая воздействие выбросов на электродные выводы 214 и компонент 12 в виде шины, а значит безопасность батареи может быть повышена.
Кроме того, когда электродные выводы 214 расположены на покровной пластине 212 батарейного элемента 20, механизм 213 сброса давления расположен на нижней стенке батарейного элемента 20, так что, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, выбросы из батарейного элемента 20 могут быть выпущены в нижнюю часть батареи 10. Таким образом, с одной стороны, риск выбросов может быть снижен за счет использования терморегулирующего компонента в нижней части батареи 10, а с другой стороны, когда батарея 10 расположена в транспортном средстве, нижняя часть батареи 10 обычно находится вдали от пассажира, тем самым уменьшая вред для пассажира.
Механизм 213 сброса давления может иметь различные возможные конструкции для сброса давления, что не ограничено в вариантах осуществления настоящей заявки. Например, механизм 213 сброса давления может представлять собой чувствительный к температуре механизм сброса давления, чувствительный к температуре механизм сброса давления выполнен с возможностью расплавления, когда внутренняя температура батарейного элемента 20, оснащенного механизмом 213 сброса давления, достигает порогового значения; и/или механизм 213 сброса давления может представлять собой чувствительный к давлению механизм сброса давления, и чувствительный к давлению механизм сброса давления выполнен с возможностью растрескивания, когда внутреннее давление газа батарейного элемента 20, оснащенного механизмом 213 сброса давления, достигает порогового значения.
Чтобы регулировать температуру батарейного элемента 20, терморегулирующий компонент может быть расположен под батарейным элементом 20. В частности, терморегулирующий компонент может быть выполнен с возможностью размещения в нем текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента 20, и когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, терморегулирующий компонент может снизить температуру выбросов из батарейного элемента 20, снабженного механизмом 213 сброса давления.
Необязательно терморегулирующий компонент может быть снабжен участком сброса давления, например участком сброса давления может быть отверстие для сброса давления. Таким образом, когда механизм 213 сброса давления приводится в действие, механизм 213 сброса давления открывается, чтобы выпускать выбросы из батарейного элемента 20, и выбросы также могут проходить через терморегулирующий компонент сквозь отверстие для сброса давления, чтобы выпускаться.
Следует понимать, что между стенкой батарейного элемента 20, снабженного механизмом 213 сброса давления, и терморегулирующим компонентом, за исключением участка сброса давления, соединение между батарейным элементом 20 и терморегулирующим компонентом обычно достигается с помощью адгезива. Например, адгезив может представлять собой теплопроводный клей, который имеет толщину, а также может защищать стенку батарейного элемента 20. Однако в положении, которое соответствует механизму 213 сброса давления батарейного элемента 20, изолирующий компонент снабжен участком сброса давления. Участок сброса давления не снабжен адгезивом и является относительно слабым. Альтернативно участок сброса давления может представлять собой отверстие для сброса давления, и тогда механизм 213 сброса давления находится в сообщении с наружной средой, и при длительном использовании батареи 10 возникает серьезная угроза безопасности. Например, во время использования батареи 10 из-за вибрации батареи 10 предметы или частицы снаружи терморегулирующего компонента могут воздействовать на механизм 213 сброса давления через отверстие сброса давления, что приводит к выходу из строя механизма 213 сброса давления, например это может вызвать повреждение механизма 213 сброса давления в случае, когда в батарейном элементе 20 не происходит теплового разгона, что тем самым негативно влияет на срок службы батареи 10.
Поэтому в варианте осуществления настоящей заявки предлагается батарея 10, которая может решить указанную выше проблему.
На фиг. 5 показан другой схематический покомпонентный вид батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 5, батарея 10 может содержать: электрическую камеру 11a, выполненную с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов 20, причем первая стенка 21a батарейного элемента 20 снабжена механизмом 213 сброса давления и механизм 213 сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление; сборную камеру 11b, выполненную так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента 20, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие; изолирующий компонент 13, выполненный так, чтобы изолировать электрическую камеру 11a от сборной камеры 11b, причем изолирующий компонент 13 снабжен участком 131 сброса давления, соответствующим механизму 213 сброса давления, и участок 131 сброса давления выполнен так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры 11a, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие; и первый изолирующий слой 14, выполненный для уплотнения участка 131 сброса давления, чтобы изолировать механизм 213 сброса давления от сборной камеры 11b, причем первый изолирующий слой 14 выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры 11a через участок 131 сброса давления.
Поэтому для батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки изолирующий компонент 13 снабжен первым изолирующим слоем 14, который может уплотнять участок 131 сброса давления и изолировать электрическую камеру 11a от сборной камеры 11b. Даже если уплотнение нижней сборной камеры 11b выходит из строя, можно гарантировать, что верхняя электрическая камера 11a все еще уплотнена с помощью первого изолирующего слоя 14, тем самым защищая механизм 213 сброса давления и повышая безопасность механизма 213 сброса давления. Например, можно гарантировать, что вещества или частицы в сборной камере 11b не повреждают или не оказывают негативного воздействия на механизм 213 сброса давления, так что механизм 213 сброса давления не может быть легко поврежден, когда в батарейном элементе 20 не происходит теплового разгона. Кроме того, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, приходит в действие механизм 213 сброса давления, и выпущенные высокотемпературные выбросы могут повредить первый изолирующий слой 14, так что первый изолирующий слой 14 не оказывает негативного влияния на выпуск выбросов из батарейного элемента 20, где происходит тепловой разгон, чтобы своевременно достигать выпуска газа и рассеяния тепла, и безопасность батареи 10 дополнительно повышается.
Следует понимать, что батарея 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки может содержать электрическую камеру 11a и сборную камеру 11b. Батарея 10, снабженная электрической камерой 11a, сборной камерой 11b и изолирующим компонентом 13, будет подробно описана ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы.
На фиг. 6 представлено схематическое структурное изображение корпуса 11 батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 6, корпус 11 батареи варианта осуществления настоящей заявки может содержать электрическую камеру 11a, сборную камеру 11b и изолирующий компонент 13. Изолирующий компонент 13 выполнен так, чтобы изолировать электрическую камеру 11a от сборной камеры 11b. Так называемая «изоляция» здесь относится к разделению, которое может быть или не быть уплотненным.
Электрическая камера 11a выполнена с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов 20, и необязательно электрическая камера 11a также может быть выполнена с возможностью размещения в ней компонента 12 в виде шины для реализации электрического соединения между множеством батарейных элементов 20. Электрическая камера 11a обеспечивает вмещающее пространство для батарейных элементов 20 и компонента 12 в виде шины, и форма электрической камеры 11a может соответствовать множеству батарейных элементов 20 и компоненту 12 в виде шины.
Компонент 12 в виде шины выполнен с возможностью реализации электрического соединения между множеством батарейных элементов 20. Компонент 12 в виде шины может реализовывать электрическое соединение между батарейными элементами 20 посредством соединения электродных выводов 214 батарейных элементов 20.
По меньшей мере один батарейный элемент 20 из множества батарейных элементов 20 может содержать механизм 213 сброса давления, например механизм 213 сброса давления может быть расположен на первой стенке 21a батарейного элемента 20, и на фиг. 6, случай, в котором первая стенка 21a является нижней стенкой батарейного элемента 20, взята как пример для описания. Механизм 213 сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20, снабженного механизмом 213 сброса давления, достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление или температуру.
Для удобства описания батарейный элемент 20, рассматриваемый в дальнейшем описании механизма 213 сброса давления, относится к батарейному элементу 20, снабженному механизмом 213 сброса давления. Например, батарейный элемент 20 может быть батарейным элементом 20 на фиг. 4.
Сборная камера 11b выполнена так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента 20, снабженного механизмом 213 сброса давления, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие.
В варианте осуществления настоящей заявки изолирующий компонент 13 используется для изолирования электрической камеры 11a от сборной камеры 11b. Другими словами, электрическая камера 11a для размещения множества батарейных элементов 20 и компонента 12 в виде шины отделена от сборной камеры 11b для сбора выбросов. Таким образом, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, выбросы из батарейного элемента 20 поступают в сборную камеру 11b и не поступают в электрическую камеру 11a или поступают в электрическую камеру 11a в малом количестве, так что на электрическое соединение в электрической камере 11a негативное влияние не оказывается, таким образом повышается безопасность батарей.
Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки изолирующий компонент 13 имеет стенку, которая является общей для электрической камеры 11a и сборной камеры 11b. Как показано на фиг. 6, изолирующий компонент 13 может быть как стенкой электрической камеры 11a, так и стенкой сборной камеры 11b. То есть, изолирующий компонент 13 (или его часть) может быть непосредственно использован в качестве стенки, которая является общей для электрической камеры 11a и сборной камеры 11b. Таким образом, выбросы из батарейного элемента 20 могут поступать в сборную камеру 11b через изолирующий компонент 13. При этом благодаря наличию изолирующего компонента 13 выбросы могут быть изолированы от электрической камеры 11a настолько, насколько это возможно, тем самым уменьшая риск выбросов и повышая безопасность батареи.
Следует понимать, что корпус 11 батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки может иметь различные способы реализации, и, соответственно, электрическая камера 11a и сборная камера 11b, содержащиеся в корпусе 11 батареи, могут иметь различные способы реализации. Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки электрическая камера 11a может состоять из оболочки, имеющей проем, и изолирующего компонента 13. Например, на фиг. 7 показан схематический покомпонентный вид электрической камеры 11a согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 7, корпус 11 батареи может содержать оболочку 110 с проемом (например, проем находится на нижней стороне оболочки 110 на фиг. 7). Оболочка 110 с проемом представляет собой полузакрытую камеру с проемом в сообщении с наружным пространством, при этом изолирующий компонент 13 закрывает проем для образования камеры, то есть электрической камеры 11a.
Необязательно оболочка 110 также может состоять из нескольких частей, например, на фиг. 8 показан другой схематический покомпонентный вид электрической камеры 11a согласно варианту осуществления настоящей заявки, при этом оболочка 110 может содержать первую часть 111 и вторую часть 112. Две стороны второй части 112 имеют соответственно проемы, то есть вторая часть 112 имеет только окружающие стенки. Первая часть 111 закрывает проем на одной стороне второй части 112, при этом изолирующий компонент 13 закрывает проем на другой стороне второй части 112, таким образом образуя электрическую камеру 11a.
Варианты осуществления по фиг. 8 могут быть получены путем усовершенствований на основе фиг. 2. Более конкретно, нижняя стенка второй части 112 на фиг. 2 может быть заменена изолирующим компонентом 13, при этом изолирующий компонент 13 служит в качестве стенки электрической камеры 11a, таким образом образуя электрическую камеру 11a на фиг. 8. Другими словами, нижняя стенка второй части 112 на фиг. 2 может быть удалена. То есть образуется кольцевая стенка с проемами на обеих сторонах, при этом первая часть 111 и изолирующий компонент 13 закрывают проемы на двух сторонах второй части 112 соответственно, чтобы образовывать камеру, а именно электрическую камеру 11a.
Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки сборная камера 11b может состоять из изолирующего компонента 13 и защитного элемента 113. Например, на фиг. 9 показано схематическое изображение корпуса 11 батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки, где электрическая камера 11a, показанная на фиг. 9, представляет собой электрическую камеру 11a, показанную на фиг. 7. На фиг. 10 показано другое схематическое изображение корпуса 11 батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки, где электрическая камера 11a, показанная на фиг. 10, представляет собой электрическую камеру 11a, показанную на фиг. 8. Как показано на фиг. 9 и фиг. 10, корпус 11 батареи дополнительно содержит защитный элемент 113. Защитный элемент 113 выполнен так, чтобы защищать изолирующий компонент 13, при этом защитный элемент 113 и изолирующий компонент 13 образуют сборную камеру 11b.
Сборная камера 11b, образованная защитным элементом 113 и изолирующим компонентом 13, не занимает пространство, которое может вмещать батарейный элемент. Поэтому может быть размещена сборная камера 11b с большим пространством внутри нее, которая может эффективно собирать и амортизировать выбросы и уменьшать риск, обусловленный ими.
Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки текучая среда, такая как охлаждающая среда, или компонент для размещения текучей среды, могут быть дополнительно расположены в сборной камере 11b, чтобы дополнительно снижать температуру выбросов, поступающих в сборную камеру 11b.
Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки сборная камера 11b может представлять собой уплотненную камеру относительно внешней части корпуса 11 батареи. Например, соединение между защитным элементом 113 и изолирующим компонентом 13 может быть уплотнено уплотнительным элементом.
Необязательно в варианте осуществления настоящей заявки сборная камера 11b может не быть уплотненной камерой относительно внешней части корпуса 11 батареи. Например, сборная камера 11b может находиться в сообщении с внешним воздухом, так что часть выбросов может быть далее выпущена наружу корпуса 11 батареи.
В указанном выше варианте осуществления изолирующий компонент 13 закрывает проем оболочки 110 для образования электрической камеры 11a, при этом изолирующий компонент 13 и защитный элемент 113 образуют сборную камеру 11b. Необязательно изолирующий компонент 13 может также непосредственно разделять закрытый корпус 11 батареи на электрическую камеру 11a и сборную камеру 11b, и нет необходимости в дополнительном защитном элементе 113.
Например, в варианте осуществления настоящей заявки, принимая в качестве примера фиг. 8, оболочка 110 может содержать первую часть 111 и вторую часть 112, где как первая часть 111, так и вторая часть 112 имеют конструкцию полости с проемом на одной стороне и могут соответственно образовывать полузакрытую конструкцию. Изолирующий компонент 13 может быть расположен внутри второй части 112, а первая часть 111 закрывает проем второй части 112. Другими словами, изолирующий компонент 13 сначала может быть помещен в полузакрытую вторую часть 112, чтобы изолировать сборную камеру 11b, а затем первая часть 111 закрывает проем второй части 112 для образования электрической камеры 11a. Таким образом, по сравнению с фиг. 10 можно увидеть, что защитный элемент 113 может быть заменен нижней стенкой второй части 112 для образования сборной камеры 11b.
Изолирующий компонент 13 и первый изолирующий слой 14 варианта осуществления настоящей заявки будут подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы. На фиг. 11 показан схематический покомпонентный вид первого изолирующего слоя 14 и изолирующего компонента 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Необязательно изолирующий компонент 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки также может служить в качестве терморегулирующего компонента, то есть изолирующий компонент 13 может вмещать текучую среду для регулирования температуры множества батарейных элементов 20.
Как показано на фиг. 11, изолирующий компонент 13 варианта осуществления настоящей заявки может содержать первую теплопроводную пластину 133 и вторую теплопроводную пластину 134. Первая теплопроводная пластина 133 расположена между второй теплопроводной пластиной 134 и первой стенкой 21a батарейного элемента 20, при этом первая теплопроводная пластина 133 прикреплена к первой стенке 21a, а именно верхняя поверхность первой теплопроводной пластины 133 прикреплена к первой стенке 21a батарейного элемента 20, при этом первая теплопроводная пластина 133 и вторая теплопроводная пластина 134 соединены.
Следует понимать, что в варианте осуществления настоящей заявки то, что верхняя поверхность первой теплопроводной пластины 133 прикреплена к первой стенке 21a батарейного элемента 20, может включать следующее: верхняя поверхность первой теплопроводной пластины 133 входит в контакт с первой стенкой 21a посредством адгезива, чтобы реализовать соединение и теплообмен между верхней поверхностью первой теплопроводной пластины 133 и первой стенкой 21a батарейного элемента 20, где адгезив может представлять собой теплопроводный клей или другие вещества.
Следует понимать, что изолирующий компонент 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки снабжен участком 131 сброса давления. Например, участок 131 сброса давления может быть сквозным отверстием или углублением. Как показано на фиг. 11, случай, когда участок 131 сброса давления представляет собой первое сквозное отверстие 131, проходящее через изолирующий компонент 13, взят как пример, при этом первая теплопроводная пластина 133 и вторая теплопроводная пластина 134 могут быть соответственно снабжены сквозными отверстиями, соответствующими друг другу в таких положениях, чтобы образовывать первое сквозное отверстие 131, то есть первое сквозное отверстие 131 проходит через первую теплопроводную пластину 133 и вторую теплопроводную пластину 134 соответственно. Когда изолирующий компонент 13 снабжен первым сквозным отверстием 131, выпускаемые выбросы могут выпускаться из электрической камеры 11a через сквозное отверстие более быстро и плавно после приведения в действие механизма 213 сброса давления.
Альтернативно, в отличие от фиг. 11, участок 131 сброса давления в настоящем варианте осуществления может также представлять собой углубление, и углубление может быть расположено по-разному для образования участка 131 сброса давления. Например, первая теплопроводная пластина 133 и вторая теплопроводная пластина 134 могут быть снабжены углублениями с проемами, имеющими одинаковое направление, для образования участка 131 сброса давления, где проем углубления обращен к механизму 213 сброса давления батарейного элемента 20. В другом примере сквозное отверстие может также быть расположено на первой теплопроводной пластине 133, а углубление с проемом, обращенным к первой теплопроводной пластине 133, может быть расположено в соответствующем положении на второй теплопроводной пластине 134, для образования участка 131 сброса давления, и вариант осуществления настоящей заявки этим не ограничивается. В случае, когда изолирующий компонент 13 снабжен углублением в качестве участка 131 сброса давления, когда изолирующий компонент 13 не поврежден, электрическая камера 11a и сборная камера 11b являются относительно закрытыми, и механизм 213 сброса давления является более стабильным.
Для удобства пояснения случай, когда первое сквозное отверстие 131 представляет собой участок 131 сброса давления, взят далее в качестве примера для описания. Например, первый изолирующий слой 14 варианта осуществления настоящей заявки выполнен для уплотнения участка 131 сброса давления изолирующего компонента 13, то есть первый изолирующий слой 14 может быть выполнен для уплотнения первого сквозного отверстия 131.
Необязательно первый изолирующий слой 14 варианта осуществления настоящей заявки может быть расположен на любом разрезе первого сквозного отверстия 131 для уплотнения первого сквозного отверстия 131. В частности, фиг. 12 представляет собой схематический вид сверху случая, когда батарейный элемент 20 размещен во второй части 112 корпуса 11 батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки, фиг. 13 представляет собой вид в разрезе, взятом в направлении А-А’, показанном на фиг. 12, где участок В содержит механизм 213 сброса давления и первое сквозное отверстие 131 на фиг. 13, на фиг. 14 показан возможный частичный увеличенный вид участка В, показанного на фиг. 13, фиг. 15 представляет собой вид сверху изолирующего компонента 13, снабженного первым изолирующим слоем 14, соответствующим фиг. 14, на фиг. 16 показан другой возможный частичный увеличенный вид участка В, и фиг. 17 представляет собой вид сверху изолирующего компонента 13, снабженного первым изолирующим слоем 14, соответствующим фиг. 16.
Как показано на фиг. 14 и 15, первый изолирующий слой 14 варианта осуществления настоящей заявки может быть расположен на поверхности изолирующего компонента 13, ближней к первой стенке 21a, то есть первый изолирующий слой 14 может быть расположен на одном конце первого сквозного отверстия 131, ближнем к механизму 213 сброса давления. Как показано на фиг. 14, первая стенка 21a и первая теплопроводная пластина 133 могут быть соединены адгезивом, за исключением участка, где расположены механизм 213 сброса давления и первое сквозное отверстие 131, при этом адгезив имеет определенную толщину, то есть существует определенное расстояние между первой стенкой 21a и первой теплопроводной пластиной 133. В этом случае первый изолирующий слой 14 расположен на поверхности первой теплопроводной пластины 133, при этом нет необходимости обеспечивать дополнительное пространство и на установку между батарейным элементом 20 и изолирующим компонентом 13 не оказывается негативное влияние.
Как показано на фиг. 16 и 17, первый изолирующий слой 14 варианта осуществления настоящей заявки также может быть расположен на поверхности изолирующего компонента 13, удаленной от первой стенки 21a, то есть первый изолирующий слой 14 может быть расположен на одном конце первого сквозного отверстия 131, удаленном от механизма 213 сброса давления. Как показано на фиг. 16, учитывая, что механизм 213 сброса давления должен иметь достаточно большое пространство для деформации, когда механизм 213 сброса давления приводится в действие, первый изолирующий слой 14 расположен на поверхности второй теплопроводной пластины 134, что увеличивает пространство между механизмом 213 сброса давления и первым изолирующим слоем 14 и обеспечивает достаточно большое пространство для деформации механизма 213 сброса давления, и на деформацию механизма 213 сброса давления не оказывается негативное влияние.
Следует понимать, что на указанных выше графических материалах соответственно показаны случаи, когда первый изолирующий слой 14 расположен на первой теплопроводной пластине 133 и второй теплопроводной пластине 133, или фиг. 14 также может быть объединена с фиг. 16, и в то же время один первый изолирующий слой 14 расположен на обоих концах первого сквозного отверстия 131, соответственно, для повышения безопасности механизма 213 сброса давления. В дополнение, когда участок 131 сброса давления представляет собой углубление, первый изолирующий слой 14 обычно расположен у проема углубления, что отличается от случая первого сквозного отверстия 131. Например, проем углубления может быть обращен к механизму 213 сброса давления или от него, при этом первый изолирующий слой 14 может закрывать проем углубления, чтобы улучшать уплотняющий эффект на основе углубления и дополнительно защищать механизм 213 сброса давления.
Следует понимать, что размер первого изолирующего слоя 14 в варианте осуществления настоящей заявки может быть установлен согласно практическому приложению. Например, площадь первого изолирующего слоя 14 может быть установлена равной площади механизма 213 сброса давления, и первый изолирующий слой 14 может быть расположен напротив механизма 213 сброса давления, так что первый изолирующий слой 14 может полностью защищать механизм 213 сброса давления. Однако, принимая во внимание надежность и допустимые отклонения размеров первого изолирующего слоя 14, площадь первого изолирующего слоя 14 обычно задают большей, чем площадь механизма 213 сброса давления, и, например, она может быть задана так, чтобы быть более 50% площади механизма 213 сброса давления, чтобы гарантировать надежность первого изолирующего слоя 14.
Следует понимать, что для того, чтобы не оказывать негативного влияния на выпуск газа из батарейного элемента 20, где происходит тепловой разгон, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, первый изолирующий слой 14 согласно варианту осуществления настоящей заявки может быть поврежден, так что выбросы из батарейного элемента 20 могут выпускаться через участок 131 сброса давления. Принимая во внимание, что температура является относительно высокой, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, первый изолирующий слой 14 может быть установлен в качестве чувствительного к температуре материала, то есть первый изолирующий слой 14 может быстро расплавляться, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры 11a через участок 131 сброса давления.
Следует понимать, что первый изолирующий слой 14 должен иметь точку плавления меньшую или равную 500°С, учитывая, что температура выпускаемых выбросов обычно больше или равна 500°С, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон. Например, в качестве первого изолирующего слоя 14 может быть выбран материал, точка плавления которого меньше или равна 300°C, чтобы обеспечить плавное и быстрое плавление первого изолирующего слоя 14.
В частности, материал первого изолирующего слоя 14 может быть установлен как материал с фазовым переходом, который может быть металлом с низкой точкой плавления или сплавом с низкой точкой плавления или т.п., и вариант осуществления настоящей заявки не ограничивается этим. Например, материал первого изолирующего слоя 14 может быть по меньшей мере одним из полипропилена (полипропилен, PP), полиэтилентерефталата (полиэтилентерефталат, PET), поливинилхлорида (поливинилхлорид, PVC), полиэтилена (полиэтилен, PE), каучука, оловянных и галлий-алюминиевых сплавов с теплоизоляционной обработкой.
Следует понимать, что первый изолирующий слой 14 согласно варианту осуществления настоящей заявки может уплотнять первое сквозное отверстие 131 различными способами. Например, первый изолирующий слой 14 может быть приклеен к изолирующему компоненту 13 адгезивом или первый изолирующий слой 14 может быть расположен на изолирующем компоненте 13 посредством термопластичного формования, что не ограничивается вариантом осуществления настоящей заявки.
Необязательно изолирующий компонент 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки также может быть использован как терморегулирующий компонент 13, то есть изолирующий компонент может вмещать текучую среду для регулирования температуры множества батарейных элементов 20. В частности, как показано на фиг. с 11 по 17, изолирующий компонент 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки также может быть снабжен каналом 132 для потока, и канал 132 для потока выполнен с возможностью размещения в нем текучей среды для регулирования температуры множества батарейных элементов 20. В дополнение, когда приводится в действие механизм 213 сброса давления, выбросы, выпускаемые из батарейного элемента 20 через механизм 213 сброса давления, могут повреждать канал 132 для потока, так что текучая среда в канале 134 для потока выпускается, тем самым снижая температуру выбросов.
Следует понимать, что канал 132 для потока согласно варианту осуществления настоящей заявки может быть образован путем размещения углубления на первой теплопроводной пластине 133 и/или второй теплопроводной пластине 134. В частности, случай, когда вторая теплопроводная пластина 134 снабжена углублением, взят как пример, как показано на фиг. с 11 по 17, вторая теплопроводная пластина 134 снабжена углублением с проемом, обращенным к первой теплопроводной пластине 133, и когда первая теплопроводная пластина 133 приклеена ко второй теплопроводной 134, первая теплопроводная пластина 133 закрывает проем углубления, чтобы образовывать полую конструкцию, и полая конструкция представляет собой канал 132 для потока.
Необязательно форма, размер и положение канала 132 для потока согласно варианту осуществления настоящей заявки могут быть гибко установлены согласно практическим приложениям. Например, каждый из каналов 132 для потока на фиг. 11 и 17 образован в форме полосы, при этом формы и размеры множества каналов 132 для потока, расположенных в разных положениях изолирующего компонента 13, могут быть одинаковыми, но вариант осуществления настоящей заявки этим не ограничивается.
Учитывая, что выбросы, проходящие через механизм 213 сброса давления, выпускаются через первое сквозное отверстие 131, расположенное на изолирующем компоненте 13, для того, чтобы текучая среда в изолирующем компоненте 13 могла лучше понижать температуру выбросов, или, кроме того, чтобы изолирующий компонент 13 легче повреждался выбросами, чтобы обеспечить плавный выпуск текучей среды, находящейся внутри, канал 132 для потока на изолирующем компоненте 13 обычно расположен на периферии первого сквозного отверстия 131, так что большее количество выбросов, проходящих через первое сквозное отверстие 131, может напрямую входить в контакт с каналом 132 для потока, и его температура снижается за счет текучей среды в канале 132 для потока. Кроме того, канал 132 для потока может быть поврежден на большой площади, когда выбросы вступают в контакт с каналом 132 для потока, так что большее количество текучей среды в канале 132 для потока может плавно выпускаться.
Кроме того, чтобы текучая среда в канале 132 для потока могла лучше понизить температуру батарейного элемента 20, где происходит тепловой разгон, канал 132 для потока может быть снабжен сквозным отверстием, и тогда сквозное отверстие уплотняют изолирующим материалом, так что, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, изолирующий материал легче повреждается, чем другие участки канала 132 для потока, и текучая среда в канале 132 для потока может быть своевременно удалена, чтобы снизить температуру батарейного элемента 20. Более конкретно, на фиг. 18 показан еще другой схематический покомпонентный вид изолирующего компонента 13 варианта осуществления настоящей заявки, а на фиг. 19 показан вид сверху изолирующего компонента 13. Как показано на фиг. 18, вторая стенка канала 132 для потока может быть снабжена вторым сквозным отверстием 1321, при этом вторая стенка прикреплена к первой стенке 21a, например, вторая стенка может представлять собой первую теплопроводную пластину 133, то есть второе сквозное отверстие 1321 расположено в соответствующем канале 132 для потока первой теплопроводной пластины 133. Как показано на фиг. 19, батарея 10 может дополнительно содержать: второй изолирующий слой 1322, выполненный для уплотнения второго сквозного отверстия 1321, при этом второй изолирующий слой 1322 выполнен так, чтобы расплавляться, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, так что текучая среда вытекает к батарейному элементу 20 через второе сквозное отверстие 1321.
Следовательно, канал 132 для потока согласно варианту осуществления настоящей заявки снабжен вторым сквозным отверстием 1321, и второе сквозное отверстие 1321 уплотнено вторым изолирующим слоем 1322, так что канал 132 для потока уплотнен и может вмещать текучую среду. Когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, температура батарейного элемента 20 увеличивается, второй изолирующий слой 1322 может расплавиться, так что текучая среда в канале 132 для потока может вытекать через второе сквозное отверстие 1321, то есть это гарантирует, что канал 132 для потока может быть поврежден, так что вытекающая текучая среда может прямо снижать температуру батарейного элемента 20. Кроме того, когда текучая среда течет в участок 131 сброса давления, текучая среда может снижать температуру выбросов из батарейного элемента 20, чтобы достигать цели предотвращения рассеяния тепла.
Следует понимать, что положение, размер, форма и количество вторых сквозных отверстий 1321 согласно варианту осуществления настоящей заявки могут быть установлены согласно практическому приложению. Например, положение второго сквозного отверстия 1321 можно разумно установить согласно положению батарейного элемента 20 так, чтобы текучая среда могла эффективно снижать температуру батарейного элемента 20 после того, как она вытекает из второго сквозного отверстия 1321. Например, каждый канал 132 для потока может быть снабжен множеством вторых сквозных отверстий 1321, при этом множество вторых сквозных отверстий 1321 находятся в соответствии один к одному со множеством батарейных элементов 20. Подобным образом каждый батарейный элемент 20 соответственно снабжен вторым изолирующим слоем 1322, так что, когда в любом из батарейных элементов 20 происходит тепловой разгон, текучая среда выпускается из соответствующего второго сквозного отверстия 1321, чтобы снижать температуру. В другом примере множество вторых сквозных отверстий 1321 и второй изолирующий слой 1322 могут быть расположены для каждого батарейного элемента 20. Беря фиг. 18 и 19 как примеры, два вторых сквозных отверстия 1321 и соответствующий второй изолирующий слой 1322 могут быть расположены для каждого батарейного элемента 20, при этом два вторых сквозных отверстия 1321 симметричны относительно участка 131 сброса давления. Таким образом, два вторых сквозных отверстия 1321 могут быть выровнены с первой стенкой 21a батарейного элемента 20, снабженного механизмом 213 сброса давления, для своевременного и эффективного снижения температуры батарейного элемента 20, где происходит тепловой разгон. В другом примере площадь второго сквозного отверстия 1321 также должна быть установлена разумно. Если она задана слишком большой, текучая среда вытекает слишком быстро, и общее количество текучей среды в канале 132 для потока ограничено, что может негативно повлиять на эффект снижения температуры. Поэтому площадь второго сквозного отверстия 1321 обычно задают меньшей или равной 200 мм2.
Необязательно второй изолирующий слой 1322 согласно варианту осуществления настоящей заявки может уплотнять второе сквозное отверстие 1321 различными способами. Например, второй изолирующий слой 1322 может быть приклеен к изолирующему компоненту 13 адгезивом или второй изолирующий слой 1322 может быть расположен на изолирующем компоненте 13 посредством термопластичного формования, что не ограничивается вариантом осуществления настоящей заявки.
Беря как пример способ термопластичного формования, ниже будут описаны несколько способов размещения второго изолирующего слоя 1322 на изолирующем компоненте 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки.
На фиг. 20 представлен возможный схематический вид в разрезе, взятом в направлении С-С’ на фиг. 19, и на фиг. 21 представлен частично увеличенный вид участка D по фиг. 20; на фиг. 22 представлен другой возможный схематический вид в разрезе, взятом в направлении С-С’ на фиг. 19, на фиг. 23 представлен частично увеличенный вид участка Е, показанного на фиг. 22; и на фиг. 24 представлено схематическое изображение изолирующего компонента 13, в котором второй изолирующий слой 1322 не предусмотрен на фиг. 21 и фиг. 23.
Как показано на фиг. с 20 по 24, вторая стенка канала 132 для потока может быть снабжена углублением 1331, то есть углубление 1331 расположено в положении канала 132 для потока первой теплопроводной пластины 133, при этом нижняя стенка углубления 1331 снабжена вторым сквозным отверстием 1321, проем углубления 1331 обращен к первой стенке 21a, при этом углубление 1331 заполнено вторым изолирующим слоем 1322, чтобы увеличить площадь контакта второго изолирующего слоя 1322 и первой теплопроводной пластины 133, тем самым повышая стабильность и надежность второго изолирующего слоя 1322.
Необязательно второй изолирующий слой 1322 может быть расположен так, как показано на фиг. 21, то есть поверхность второго изолирующего слоя 1322, обращенная ко второй теплопроводной пластине 132, может располагаться заподлицо с поверхностью нижней стенки углубления 1331, обращенной ко второй теплопроводной пластине 132. Альтернативно второй изолирующий слой 1322 может быть расположен так, как показано на фиг. 23, то есть второй изолирующий слой 1322 закрывает, на поверхности нижней стенки углубления 1331, удаленной от первой стенки 21a, второе сквозное отверстие 1321, так что второй изолирующий слой 1322 прикреплен к углублению 1331 с помощью заклепочного соединения, что может улучшить стабильность и надежность второго изолирующего слоя 1322.
На фиг. 25 представлен другой возможный схематический вид в разрезе, взятом в направлении С-С’ на фиг. 19, на фиг. 26 представлен частично увеличенный вид участка F, показанного на фиг. 25; и на фиг. 27 представлено схематическое изображение изолирующего компонента 13, в котором второй изолирующий слой 1322 не предусмотрен на фиг. 26. Как показано на фиг. с 25 по 27, углубление 1331 может не быть предусмотрено, а второй изолирующий слой 1322 может быть расположен непосредственно во втором сквозном отверстии 1321.
Необязательно, что касается поверхности второго изолирующего слоя 1322, ближней к первой стенке 21a, независимо от того, какой из вышеперечисленных способов установки использован, поверхность второго изолирующего слоя 1322, ближняя к первой стенке 21a, может быть установлена заподлицо с поверхностью второй стенки, ближней первой стенке 21a. Таким образом, например, как показано на фиг. 21 и 23, поверхность изолирующего компонента 13, ближняя к первой стенке 21a, является относительно плоской, что не оказывает негативного влияния на установку других компонентов, расположенных над изолирующим компонентом 13, например не оказывает негативного влияния на установку батарейного элемента 20.
Альтернативно поверхность второго изолирующего слоя 1322, ближняя к первой стенке 21a, может быть установлена так, чтобы выступать из поверхности второй стенки, ближней к первой стенке 21a. Например, как показано на фиг. 26, это может увеличить площадь контакта второго изолирующего слоя 1322 и первой теплопроводной пластины 133, а также может гарантировать, что текучая среда в канале 132 для потока не будет легко вытекать, тем самым улучшая характеристики уплотнения и надежность второго изолирующего слоя 1322.
Подобно первому изолирующему слою 14, второй изолирующий слой 1322 должен иметь точку плавления меньшую или равную 500°С, учитывая, что температура выпускаемых выбросов обычно больше или равна 500°С, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон. Например, в качестве второго изолирующего слоя 1322 может быть выбран материал, точка плавления которого меньше или равна 300 °C, чтобы гарантировать плавное и быстрое плавление второго изолирующего слоя 1322. Более конкретно, материал второго изолирующего слоя 1322 также может быть установлен как материал с фазовым переходом или может быть металлом с низкой точкой плавления, сплавом с низкой точкой плавления или т.п., которые для краткости здесь описываться не будут.
Поэтому для батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки изолирующий компонент 13 снабжен первым изолирующим слоем 14, который может уплотнять участок 131 сброса давления и изолировать электрическую камеру 11a от сборной камеры 11b. Даже если уплотнение нижней сборной камеры 11b выйдет из строя, можно гарантировать, что верхняя электрическая камера 11a все еще будет уплотнена с помощью первого изолирующего слоя, тем самым защищая механизм 213 сброса давления и повышая безопасность механизма 213 сброса давления. Например, можно гарантировать, что вещества или частицы в сборной камере 11b не повреждают или не оказывают негативного воздействия на механизм 213 сброса давления, так что механизм 213 сброса давления не может быть легко поврежден, когда в батарейном элементе 20 не происходит теплового разгона. Кроме того, когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, приходит в действие механизм 213 сброса давления, и выпущенные высокотемпературные выбросы могут повредить первый изолирующий слой 14, так что первый изолирующий слой 14 не оказывает негативного влияния на выпуск выбросов из батарейного элемента 20, где происходит тепловой разгон, чтобы своевременно достигать выпуска газа и рассеяния тепла, и безопасность батареи 10 дополнительно повышается.
В дополнение, изолирующий компонент 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки также может быть снабжен каналом 132 для потока, чтобы вмещать текучую среду, и текучая среда предназначена для регулирования температуры батарейного элемента 20. Канал 132 для потока согласно варианту осуществления настоящей заявки снабжен вторым сквозным отверстием 1321, и второе сквозное отверстие 1321 уплотнено вторым изолирующим слоем 1322, так что канал 132 для потока уплотнен и может вмещать текучую среду. Когда в батарейном элементе 20 происходит тепловой разгон, температура батарейного элемента 20 увеличивается и второй изолирующий слой 1322 может расплавиться, так что текучая среда в канале 132 для потока может вытекать через второе сквозное отверстие 1321, то есть это гарантирует, что канал 132 для потока может быть поврежден, так что вытекающая текучая среда может прямо снижать температуру батарейного элемента 20. Кроме того, когда текучая среда течет в участок 131 сброса давления, текучая среда может снижать температуру выбросов из батарейного элемента 20, чтобы достигать цели предотвращения рассеяния тепла.
Батарея и энергопотребляющее устройство согласно варианту осуществления настоящей заявки описаны выше, а способ и устройство для изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки будут описаны ниже. Для частей, которые не описаны подробно, делается ссылка на вышеприведенные варианты осуществления.
На фиг. 28 показана схематическая блок-схема способа 300 изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 28, способ 300 может включать: S310, предоставление множества батарейных элементов 20; и предоставление корпуса батареи, где предоставление корпуса батареи конкретно включает: предоставление электрической камеры 11a, причем электрическую камеру 11a выполняют с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов 20, при этом первую стенку 21a батарейного элемента 20 снабжают механизмом 213 сброса давления и механизм 213 сброса давления выполняют так, чтобы он приходил в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление; предоставление сборной камеры 11b, причем сборную камеру 11b выполняют так, чтобы она собирала выбросы из батарейного элемента 20, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие; предоставление изолирующего компонента 13, причем изолирующий компонент 13 выполняют так, чтобы он изолировал электрическую камеру 11a от сборной камеры 11b, при этом изолирующий компонент 13 снабжают участком 131 сброса давления, соответствующим механизму 213 сброса давления, и участок 131 сброса давления выполняют так, чтобы он выпускал выбросы из электрической камеры 11a, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие; и предоставление первого изолирующего слоя 14, причем первый изолирующий слой 14 выполняют для уплотнения участка 131 сброса давления, чтобы изолировать механизм 213 сброса давления от сборной камеры 11b, при этом первый изолирующий слой 14 выполняют так, чтобы он повреждался, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры 11a через участок 131 сброса давления.
На фиг. 29 представлена структурная схема устройства 400 для изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 29, устройство 400 может содержать модуль 410 предоставления. Модуль 410 предоставления выполнен с возможностью: предоставления множества батарейных элементов 20; и предоставления корпуса батареи, при этом модуль 410 предоставления дополнительно выполнен с возможностью: предоставления электрической камеры 11a, причем электрическая камера 11a выполнена с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов 20, при этом первая стенка 21a батарейного элемента 20 снабжена механизмом 213 сброса давления и механизм 213 сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление; предоставления сборной камеры 11b, причем сборная камера 11b выполнена так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента 20, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие; предоставления изолирующего компонента 13, причем изолирующий компонент 13 выполнен так, чтобы изолировать электрическую камеру 11a от сборной камеры 11b, при этом изолирующий компонент 13 снабжен участком 131 сброса давления, соответствующим механизму 213 сброса давления, и участок 131 сброса давления выполнен так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры 11a, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие; и предоставления первого изолирующего слоя 14, причем первый изолирующий слой 14 выполнен для уплотнения участка 131 сброса давления, чтобы изолировать механизм 213 сброса давления от сборной камеры 11b, при этом первый изолирующий слой 14 выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм 213 сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры 11a через участок 131 сброса давления.
Хотя настоящая заявка была описана со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, в нее могут быть внесены различные модификации, а компоненты, описанные в ней, могут быть заменены эквивалентами, без отхода от объема настоящей заявки. В частности, каждый технический признак, упомянутый в каждом варианте осуществления, может быть скомбинирован любым образом, при условии, что не возникает структурного конфликта. Настоящая заявка не ограничена конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе, а включает все технические решения, попадающие в объем формулы изобретения.
Группа изобретений относится к области технологий батарей и, в частности, к корпусу батареи, батарее, энергопотребляющему устройству, а также способу и устройству для изготовления батареи. Корпус батареи содержит: электрическую камеру, выполненную с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов, причем первая стенка батарейного элемента снабжена механизмом сброса давления; сборную камеру, выполненную так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента, когда механизм сброса давления приведен в действие; изолирующий компонент, выполненный так, чтобы изолировать электрическую камеру от сборной камеры, причем изолирующий компонент снабжен участком сброса давления, соответствующим механизму сброса давления, при этом участок сброса давления выполнен так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры, когда механизм сброса давления приведен в действие; и первый изолирующий слой, выполненный для уплотнения участка сброса давления, чтобы изолировать механизм сброса давления от сборной камеры, причем первый изолирующий слой выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры через участок сброса давления. Техническим результатом является повышение безопасности батареи. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 29 ил.
1. Корпус батареи, содержащий:
электрическую камеру (11a), выполненную с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов (20), причем первая стенка (21a) батарейного элемента (20) снабжена механизмом (213) сброса давления и механизм (213) сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление;
сборную камеру (11b), выполненную так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента (20), когда механизм (213) сброса давления приведен в действие;
изолирующий компонент (13), выполненный так, чтобы изолировать электрическую камеру (11a) от сборной камеры (11b), причем изолирующий компонент (13) снабжен участком (131) сброса давления, соответствующим механизму (213) сброса давления, при этом участок (131) сброса давления выполнен так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры (11a), когда механизм (213) сброса давления приведен в действие; и
первый изолирующий слой (14), выполненный для уплотнения участка (131) сброса давления, чтобы изолировать механизм (213) сброса давления от сборной камеры (11b), при этом первый изолирующий слой (14) выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм (213) сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры (11a) через участок (131) сброса давления;
при этом первый изолирующий слой (14) расположен на поверхности изолирующего компонента (13), ближней к первой стенке (21a); и/или
первый изолирующий слой (14) расположен на поверхности изолирующего компонента (13), удаленной от первой стенки (21a).
2. Корпус батареи по п. 1, отличающийся тем, что участок (131) сброса давления представляет собой первое сквозное отверстие, проходящее через изолирующий компонент (13).
3. Корпус батареи по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый изолирующий слой (14) выполнен так, чтобы расплавляться, когда механизм (213) сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры (11a) через участок (131) сброса давления.
4. Корпус батареи по п. 1 или 2, отличающийся тем, что площадь первого изолирующего слоя (14) больше, чем площадь механизма (213) сброса давления.
5. Корпус батареи по п. 1 или 2, отличающийся тем, что изолирующий компонент (13) снабжен каналом (132) для потока, при этом канал (132) для потока выполнен с возможностью размещения в нем текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента (20).
6. Корпус батареи по п. 5, отличающийся тем, что канал (132) для потока выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм (213) сброса давления приведен в действие, так что текучая среда выпускается из внутренней части канала (132) для потока.
7. Корпус батареи по п. 6, отличающийся тем, что вторая стенка канала (132) для потока снабжена вторым сквозным отверстием (1321), при этом вторая стенка прикреплена к первой стенке (21a), а корпус батареи дополнительно содержит:
второй изолирующий слой (1322), выполненный для уплотнения второго сквозного отверстия (1321), причем второй изолирующий слой (1322) выполнен так, чтобы расплавляться, когда механизм (213) сброса давления приведен в действие, так что текучая среда вытекает к батарейному элементу (20) через второе сквозное отверстие (1321).
8. Корпус батареи по п. 7, отличающийся тем, что канал (132) для потока снабжен множеством вторых сквозных отверстий (1321), при этом множество вторых сквозных отверстий (1321) находятся в соответствии один к одному со множеством батарейных элементов (20).
9. Корпус батареи по п. 7, отличающийся тем, что вторая стенка снабжена углублением (1331), нижняя стенка углубления (1331) снабжена вторым сквозным отверстием (1321), проем углубления (1331) обращен к первой стенке (21a) и углубление (1331) заполнено вторым изолирующим слоем (1322).
10. Корпус батареи по п. 9, отличающийся тем, что второй изолирующий слой (1322) закрывает, на поверхности нижней стенки углубления (1331), удаленной от первой стенки (21a), второе сквозное отверстие (1321).
11. Корпус батареи по любому из пп. 7-10, отличающийся тем, что поверхность второго изолирующего слоя (1322), ближняя к первой стенке (21a), расположена заподлицо с поверхностью второй стенки, ближней к первой стенке (21a).
12. Корпус батареи по любому из пп. 7-10, отличающийся тем, что поверхность второго изолирующего слоя (1322), ближняя к первой стенке (21a), выступает из поверхности второй стенки, ближней к первой стенке (21a).
13. Корпус батареи по любому из пп. 7-10, отличающийся тем, что площадь второго сквозного отверстия (1321) меньше или равна 200 мм2.
14. Батарея, содержащая:
корпус батареи по любому из пп. 1-13; и
множество батарейных элементов (20), размещенных в корпусе батареи, причем первая стенка (21a) батарейного элемента (20) снабжена механизмом (213) сброса давления и механизм (213) сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
15. Энергопотребляющее устройство, представляющее собой транспортное средство, содержащее батарею по п. 14, причем батарея выполнена с возможностью предоставления электрической энергии для энергопотребляющего устройства.
16. Способ изготовления батареи, включающий:
предоставление множества батарейных элементов (20); и
предоставление корпуса батареи, при этом предоставление корпуса батареи включает:
предоставление электрической камеры (11a), причем электрическую камеру (11a) выполняют с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов (20), при этом первую стенку (21a) батарейного элемента (20) снабжают механизмом (213) сброса давления и механизм (213) сброса давления выполняют так, чтобы он приходил в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление;
предоставление сборной камеры (11b), причем сборную камеру (11b) выполняют так, чтобы она собирала выбросы из батарейного элемента (20), когда механизм (213) сброса давления приведен в действие;
предоставление изолирующего компонента (13), причем изолирующий компонент (13) выполняют так, чтобы изолировать электрическую камеру (11a) от сборной камеры (11b), при этом изолирующий компонент (13) снабжают участком (131) сброса давления, соответствующим механизму (213) сброса давления, и участок (131) сброса давления выполняют так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры (11a), когда механизм (213) сброса давления приведен в действие; и
предоставление первого изолирующего слоя (14), причем первый изолирующий слой (14) выполняют для уплотнения участка (131) сброса давления, чтобы изолировать механизм (213) сброса давления от сборной камеры (11b), при этом первый изолирующий слой (14) выполняют так, чтобы он повреждался, когда механизм (213) сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры (11a) через участок (131) сброса давления;
при этом первый изолирующий слой (14) расположен на поверхности изолирующего компонента (13), ближней к первой стенке (21a); и/или
первый изолирующий слой (14) расположен на поверхности изолирующего компонента (13), удаленной от первой стенки (21a).
17. Устройство для изготовления батареи, содержащее: модуль предоставления, выполненный с возможностью:
предоставления множества батарейных элементов (20); и
предоставления корпуса батареи, при этом модуль предоставления дополнительно выполнен с возможностью:
предоставления электрической камеры (11a), причем электрическая камера (11a) выполнена с возможностью размещения в ней множества батарейных элементов (20), при этом первая стенка (21a) батарейного элемента (20) снабжена механизмом (213) сброса давления и механизм (213) сброса давления выполнен так, чтобы приходить в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление;
предоставления сборной камеры (11b), причем сборная камера (11b) выполнена так, чтобы собирать выбросы из батарейного элемента (20), когда механизм (213) сброса давления приведен в действие;
предоставления изолирующего компонента (13), причем изолирующий компонент (13) выполнен так, чтобы изолировать электрическую камеру (11a) от сборной камеры (11b), при этом изолирующий компонент (13) снабжен участком (131) сброса давления, соответствующим механизму (213) сброса давления, и участок (131) сброса давления выполнен так, чтобы выпускать выбросы из электрической камеры (11a), когда механизм (213) сброса давления приведен в действие; и
предоставления первого изолирующего слоя (14), причем первый изолирующий слой (14) выполнен для уплотнения участка (131) сброса давления, чтобы изолировать механизм (213) сброса давления от сборной камеры (11b), при этом первый изолирующий слой (14) выполнен так, чтобы он повреждался, когда механизм (213) сброса давления приведен в действие, так что выбросы выпускаются из электрической камеры (11a) через участок (131) сброса давления;
при этом первый изолирующий слой (14) расположен на поверхности изолирующего компонента (13), ближней к первой стенке (21a); и/или
первый изолирующий слой (14) расположен на поверхности изолирующего компонента (13), удаленной от первой стенки (21a).
| CN 213584016 U, 29.06.2021 | |||
| CN 213026307 U, 20.04.2021 | |||
| CN 213026309 U, 20.04.2021 | |||
| Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора | 2017 |
|
RU2675595C1 |
| 0 |
|
SU186666A1 | |
| US 2009220850 A1, 03.09.2009. | |||
