一种软包电芯模组防护结构的制作方法

1.本实用新型涉及新能源车电池制造技术领域，尤其涉及一种软包电芯模组防护结构。


背景技术：

2.纯电动新能源汽车是未来世界汽车发展的主方向，为节能减排可持续发展的战略提供支持。随着全球各国对新能源汽车的重视，意大利、法国、德国、西班牙和中国等国家明确了燃油车的禁售时间。同时，全球最大的新能源汽车市场欧洲各国也纷纷推出新能源车补贴计划促进新能源汽车的行业发展。各国均发布了未来禁售燃油车的通告。在电动车发展的初期还是一种过渡的phev等车型基于传统燃油车平台开发的，近两年纯电动车获得了飞速的发展，其中众多巨头车企推出多款主流纯电动车型，纯电动车型对汽车的续航里程有提出了新的挑战。
3.为了刺激新能源汽车的快速发展，发展策略提出对能量密度的要求，导致电池包除了需要满足长续航里程的要求外还要满足高能量密度的要求，这就要求电芯使用的高能量密度的材料体系。正是基于这样的原因，对于电动车的安全又提出了新的挑战。当前中国市场电池巨头企业主打方形硬壳电池，方形硬壳电池是有防爆阀的设计，在发生热失控后可以沿着防爆阀喷发，在电池包级别可以定向的采取防护。中国国标gb 38031明确规定电池系统热扩散后，应该明确给出一个警告信号至少提供5分钟的乘员舱逃生时间，针对国家要求当前的主流防护措施都是针对5分钟不起火的要求进行防护的，主要采用钢材质的电池包上模组包壳，防止电池失控产生的超过800℃的高温烧穿上盖，同时采用云母防护的措施保证满足超过5分钟的国家标准要求。
4.纯电动汽车在国家的大力支持下，每年市场占有量稳健增长。同时世界各大车企不断的推出新车型，逐步的加大对充电桩的布局，市场对新能源车的热情也不断的高涨。但事物在其发展过程中不免会遇到各种质疑，包括不断的出现的新能源车起火事件，这样的新闻总能引起大量的关注，造成消费者对新能源汽车使用的恐慌。为了减少这种事件的发生概率，国家会对新能源汽车的安全性能提出更严苛的要求，反映到电池本身就是要求发生热失控后能保证电池包不起火不爆炸，需要通过减缓热蔓延速度，达到最终隔绝到一个单元保证不热蔓延扩散。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述问题，本实用新型提出了一种软包电芯模组防护结构，在发生热失控后能保证不起火不爆炸。
6.具体地，本实用新型提出了一种软包电芯模组防护结构，包括：
7.模组包壳，在其壳底面上开设有引导孔；
8.电芯包，设置在所述模组包壳内，在所述电芯包的底部封边上形成弱化区域，所述弱化区域和引导孔位置上下对应。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述底部封边采用热封方式制成，调节热封方式的热封压力用于形成所述弱化区域。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述热封压力达到0.6～0.9mpa。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述电芯包包括电芯组及包裹所述电芯组的铝塑膜，在所述电芯包的底部形成所述铝塑膜的底部封边。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述电芯组包括并排设置的多个电芯单元，相邻两个电芯单元形成一个并联单元，在相邻的并联单元之间设有气凝胶层和硅胶泡棉层。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述气凝胶层的厚度为1.0～1.5mm,硅胶泡棉层厚度为1.0～2.0mm。
14.根据本实用新型的一个实施例，在一个所述并联单元内，两所述电芯单元之间设有隔离层。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述隔离层的厚度为0.1～0.2mm。
16.根据本实用新型的一个实施例，还包括硬壳体，所述模组包壳设置在所述硬壳体内，所述硬壳体包括上壳体和下壳体，所述下壳体由定向过滤钢网层和云母防护层构成，所述上壳体采用铝制成。
17.根据本实用新型的一个实施例，在所述下壳体上设有泄压阀。
18.本实用新型提供了一种软包电芯模组防护结构，在电芯包的底部封边上形成弱化区域，在发生热失控后能保证不起火不爆炸，满足国标要求。
19.应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。
附图说明
20.包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：
21.图1示出了本实用新型的一个实施例的软包电芯模组防护结构的结构示意图。
22.图2示出了本实用新型的一个实施例的软包电芯模组防护结构的透视图。
23.图3示出了本实用新型的一个实施例的电芯组的截面示意图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.软包电芯模组防护结构 100
26.模组包壳
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101
27.电芯包
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
102
28.壳底面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
104
29.引导孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
105
30.底部封边
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
106
31.弱化区域
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
107
32.电芯组
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
108
33.电芯单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
109
34.并联单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110
35.气凝胶层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
111
36.硅胶泡棉层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
112
37.隔离层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
113
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
43.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
44.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本
申请保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
45.图1示出了本实用新型的一个实施例的软包电芯模组防护结构的结构示意图。图2示出了本实用新型的一个实施例的软包电芯模组防护结构的透视图。如图所示，本实用新型提供了一种软包电芯模组防护结构100。该软包电芯模组防护结构100主要包括模组包壳101和电芯包102。
46.其中，模组包壳101在其壳底面104上开设有引导孔105。
47.电芯包102设置在模组包壳101内。在电芯包102的底部封边106上形成弱化区域107，弱化区域107和引导孔105位置上下对应。
48.当电芯包102发生热失控后，该弱化区域107会称为首次突破位置，在电芯包102内堆积的热量和喷出物从底部的弱化区域107突破，并经过壳底面104上的引导孔105向下喷发，通过定向喷发形成定向防护。一方面热量和喷出物向下喷发不会对驾乘人员造成直接危险，另一方面软包电芯模组防护结构100的下方空间比较多，热失控后的能量可以通过多种渠道和防护措施来释放，极大提高驾乘人员的逃生时间，满足国标要求。
49.较佳地，底部封边106采用热封方式制成。调节热封方式，通常是调节封头的热封压力降低用于形成弱化区域107。更佳地，热封压力达到0.6～0.9mpa。
50.较佳地，电芯包102包括电芯组及包裹电芯组的铝塑膜。在电芯包102的底部形成铝塑膜的底部封边106。
51.图3示出了本实用新型的一个实施例的电芯组的截面示意图。如图所示，电芯组108包括并排设置的多个电芯单元109。相邻两个电芯单元109形成一个并联单元110，在相邻的并联单元110之间设有气凝胶层111和硅胶泡棉层112。气凝胶层111和硅胶泡棉层112作为隔热防护和缓冲材料，对电芯组108内并联单元110进行分区处理，阻隔相邻并联单元110的热传递，使能量缓慢释放，以实现热失控分段进行，避免发生剧烈反应，排除爆炸隐患。
52.较佳地，气凝胶层111的厚度为1.0～1.5mm,硅胶泡棉层112厚度为1.0～2.0mm。
53.较佳地，在一个并联单元110内，两电芯单元109之间设有隔离层113。更佳地，隔离层113采用云母制成，隔离层113的厚度为0.1～0.2mm。
54.较佳地，软包电芯模组防护结构100还包括硬壳体(图未示意)。模组包壳101设置在硬壳体内。硬壳体包括上壳体和下壳体。下壳体由定向过滤钢网层和云母防护层构成，用于加强防护作用。上壳体采用铝制成，由于在热失控状态下，建立了弱化区域107和引导孔105的向下排热通道，对向上的方向影响相对较小。用铝代替传统的钢壳材料，降低了上壳体及防护结构100的结构重量，进而有效降低整车质量，同时还具有增强防腐效果。
55.较佳地，在下壳体上设有泄压阀。
56.本实用新型提供的一种软包电芯模组防护结构具有如下优点：
57.1.调节热封压力形成弱化区域，实现发生热失控后的突破位置；
58.2.采用弱化区域和引导孔结构来实现定向喷发，形成定向保护；
59.3.按照并联单元进行热防护，保证热失控后能逐步分段传递热量。
60.本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。