电池箱、电池及用电装置的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池箱、电池及用电装置。


背景技术：

2.二次电池尤其是锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、绿色无污染、工作温度范围宽及自放电小等优点，在便携式电子设备及大型新能源电动汽车的动力设备方面得到广泛应用，对解决人类环境污染和能源危机有着重大意义。随着锂离子电池的广泛应用，电池的安全性能成为使用者密切关注的问题。


技术实现要素：

3.在本公开的一个方面，提供一种电池箱，包括：箱体，具有围出用于容纳电池单体的容纳空间的多个侧壁；第一泄压机构，设置于至少一个侧壁，用于所述电池箱的泄压；其中，所述第一泄压机构向外不突出于所述至少一个侧壁。
4.本实施例将第一泄压机构设置于箱体的至少一个侧壁，在箱体内电池单体失控时产生的高温高压气体可以通过第一泄压机构向箱体外卸出，从而提高电池的使用安全性。而通过使第一泄压机构向外不突出于侧壁，可以有效地降低或避免第一泄压机构与箱体外部结构发生磕碰而导致第一泄压机构失效破坏等风险，进一步提高电池的使用安全性。
5.在一些实施例中，所述至少一个侧壁包括所述箱体的底板，所述第一泄压机构设置于所述底板。
6.通过将第一泄压机构设置在箱体的底板上，且第一泄压机构的第一泄压口与底板的外表面平齐或相对于底板的外表面凹入，可以在电池单体失控时使产生的高温高压气体从箱体下侧排出，降低箱体内压力，并使得第一泄压机构不容易与箱体下方的支撑结构发生磕碰或挤压，从而确保第一泄压机构的可靠性，提高电池的使用安全性。
7.在一些实施例中，所述底板的外表面具有第一凹槽，所述第一泄压机构嵌设在所述第一凹槽内。
8.在底板的外表面设置第一凹槽，并将第一泄压机构嵌设在第一凹槽内。这样利用第一凹槽的内凹结构实现对第一泄压机构的容纳和固定，既满足使第一泄压机构向外不突出于底板的外表面的要求，又能够使第一泄压机构在底板上可靠地安装。
9.在一些实施例中，所述底板的内表面上具有第一凸起，所述第一凸起位于所述第一凹槽的反向侧。
10.在底板的内表面设置位于第一凹槽反向侧的第一凸起，可以采用钣金等成熟工艺在底板上同时形成第一凹槽和第一凸起，这种具有第一凸起和第一凹槽的底板可获得更优的结构强度。
11.在一些实施例中，所述第一凹槽设置为多个，多个所述第一凹槽沿第一方向间隔排布，且所述第一凹槽的长度方向平行于第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直，且所述第一方向和所述第二方向均平行于所述底板的外表面。
12.多个第一凹槽可以沿平行于底板的外表面的第一方向间隔排布，以便设置多个第一泄压机构，并且每个第一凹槽可以沿第二方向延伸，即第一凹槽的长度方向平行于第二方向，这里的第二方向既平行于底板的外表面，也平行于第一方向，这样可利用第一凹槽的长度方向实现对从第一泄压机构排出的高温高压气流的引导作用。
13.在一些实施例中，在所述箱体的高度方向上，所述底板的外表面低于所述第一泄压机构的几何中心，且所述底板的外表面到所述第一泄压机构的几何中心的距离w与所述箱体的高度h的比值w/h满足：w/h≥0.001。
14.通过使w/h大于等于0.001，可以有效地降低因公差带来的风险。
15.在一些实施例中，所述电池箱还包括：支撑条，设置在所述底板的内表面上，被配置为支撑设置在所述容纳空间的电池单体，其中，在所述箱体的高度方向上，所述支撑条高于所述第一凸起。
16.在底板的内表面上设置支撑条来实现对电池单体的支撑作用，并且通过使支撑条在箱体的高度方向上高于第一凸起，这样可以在电池单体下端和底板的内表面之间形成排气仓，并确保电池单体与第一泄压机构之间能够形成一定的排气间距，确保电池单体排出的高温高压气体能够顺利地经第一泄压机构向外泄出。
17.在一些实施例中，所述支撑条设置为多个，多个所述支撑条沿平行于所述底板的外表面的第一方向间隔排布，所述第一凸起位于相邻两个所述支撑条之间。
18.多个支撑条可用于支撑多排电池单体，将第一凸起设置在相邻两个支撑条之间，避免第一凸起与支撑条之间相互干涉。
19.在一些实施例中，所述支撑条具有空腔，所述支撑条用于支撑电池单体的顶面具有与所述空腔贯通的多个第一通孔，所述支撑条上与所述顶面相连的至少一个侧面具有与所述空腔贯通的多个第二通孔。
20.具有空腔、第一通孔和第二通孔的支撑条重量更轻，也能够允许电池单体失效时高温高压气体能够通过支撑条流动。当支撑条的第一通孔与电池单体下端的第二泄压机构至少部分对齐时，电池单体失效时电池单体内部的高温高压气体可从第二泄压机构经第一通孔进入支撑条的空腔，再经空腔从多个第二通孔流出支撑条，然后从第一泄压机构向外泄出。这样可尽量地避免高温高压气体过快地从第一泄压机构向外泄出，造成高温高压气体在电池外部产生明火。
21.在一些实施例中，所述至少一个侧壁包括所述箱体的至少一个侧边板，所述第一泄压机构设置于所述至少一个侧边板。
22.通过将第一泄压机构设置在箱体的侧边板上，且第一泄压机构的第一泄压口与侧边板的外表面平齐或相对于侧边板的外表面凹入，可以在电池单体失控时使产生的高温高压气体从箱体侧边排出，降低箱体内压力，并使得第一泄压机构不容易与箱体侧方的其他结构发生磕碰或挤压，从而确保第一泄压机构的可靠性，提高电池的使用安全性。
23.在一些实施例中，所述侧边板的外表面具有第二凹槽，所述第一泄压机构嵌设在所述第二凹槽内。
24.在侧边板的外表面设置第二凹槽，并将第一泄压机构嵌设在第二凹槽内。这样利用第二凹槽的内凹结构实现对第一泄压机构的容纳和固定，既满足使第一泄压机构向外不突出于侧边板的外表面的要求，又能够使第一泄压机构在侧边板上可靠地安装。
25.在一些实施例中，所述至少一个侧边板包括相对的两个侧边板，所述第一泄压机构设置为至少两个，至少两个所述第一泄压机构分别设置于所述相对的两个侧边板。
26.通过将至少两个第一泄压机构分别设置在相对的两个侧边板，可以使电池单体失控时箱体内的高温高压气体能够从相对的两个侧边板上的第一泄压机构向外泄出，缩短了气体泄压时的路径，使泄压更均衡和有效。
27.在一些实施例中，在所述箱体的高度方向上，所述底板的外表面到所述第一泄压机构的几何中心的距离w与所述箱体的高度h的比值w/h满足：w/h《1。
28.通过使距离w与高度h的比值小于1，使得箱体的顶盖不设置第一泄压机构，降低或避免电池单体失控时高温高压气体从电池箱的顶盖向上喷出，从而进入乘客舱的风险。
29.在本公开的一个方面，提供一种电池，包括：前述的电池箱；多个电池单体，设置在所述电池箱内。包括前述电池箱的电池具有更高的使用安全性。
30.在一些实施例中，电池单体具有电极端子和第二泄压机构，在所述箱体的高度方向上，所述第二泄压机构的第二泄压口与所述电极端子的最小距离h大于所述第二泄压机构的第二泄压口与所述电池箱的第一泄压机构的进口的最小距离l。
31.使电池单体的第二泄压机构的第二泄压口与电极端子的最小距离h大于第二泄压机构的第二泄压口与第一泄压机构的进口的最小距离l，可以在电池单体发生失控时，电池单体内的高温高压气体从第二泄压机构的第二泄压口泄出时，由于该第二泄压口距离第一泄压机构的进口更近，因此高温高压气体能够尽量多地先从第一泄压机构向外泄出，而不容易流动到电极端子而影响电池单体的绝缘特性。这样也可以省去在电池箱内设置专用的排气通道，简化设计，降低电池箱及电池的制造难度和制造成本。
32.在一些实施例中，所述第一泄压机构位于所述第二泄压机构远离所述电极端子的一侧。
33.通过将第一泄压机构设置在第二泄压机构远离电极端子的一侧，可使得第二泄压机构泄出的高温高压气体更快地经第一泄压机构向外泄出，而更不容易流动到电极端子而影响电池单体的绝缘特性。
34.在一些实施例中，所述第二泄压机构和所述电极端子分别位于所述电池单体的底端和顶端，所述第一泄压机构位于所述箱体的底板，且在所述箱体的高度方向上，所述第一泄压机构的进口低于所述第二泄压机构的第二泄压口。
35.将第二泄压机构和所述电极端子分别设置在所述电池单体的底端和顶端，使第一泄压机构位于所述箱体的底板，并低于第二泄压机构，这样从第二泄压机构泄出的高温高压气体能够更快地从电池箱底部向外排出，并尽量不或尽量少地影响电池单体的绝缘特性。
36.在一些实施例中，所述电池单体的第二泄压机构在所述箱体的底板的内表面的正投影与所述第一泄压机构在所述箱体的底板的内表面的正投影不重合。
37.第二泄压机构和第一泄压机构在底板的内表面的正投影不重合，可避免从第二泄压机构泄出的高温高压气体过快地经第一泄压机构向外排出，从而避免因高温高压的可燃气体引起电池外部的明火的风险。
38.在一些实施例中，在所述箱体的高度方向上，所述最小距离l与所述第一泄压机构的进口和所述电极端子的最小距离s的比值l/s满足：0.001≤l/s≤1。
39.通过使比值l/s满足：0.001≤l/s≤1，可以在电池单体发生失控时电池单体内高温高压气体能够顺利地经由第二泄压机构和第一泄压机构向外泄出，并尽量避免影响电池的绝缘性能，从而提高电池的使用安全性和可靠性。
40.在本公开的一个方面，提供一种用电装置，包括：前述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。
41.采用前述电池的用电装置具有更优的使用安全性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对本公开实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
43.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
44.图1是根据本公开用电装置的一些实施例的结构示意图；
45.图2是根据本公开电池的一些实施例的结构示意图；
46.图3和图4分别是根据本公开电池的一些实施例在不同视角下的分解示意图；
47.图5是根据本公开电池的一些实施例的xz截面示意图；
48.图6是根据本公开电池箱的一些实施例的底板的结构示意图；
49.图7的(a)和(b)分别是图6中底板的仰视角度和俯视角度的结构示意图；
50.图8是根据本公开电池箱的一些实施例的底板的尺寸关系示意图；
51.图9是根据本公开电池箱的一些实施例的侧边板的结构示意图；
52.图10是根据本公开电池的一些实施例的尺寸关系示意图。
53.应当明白，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。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
54.附图标记说明：
55.10：箱体；11：底板；12：侧边板；13：顶盖；111：第一凹槽；112：第一凸起；121：第二凹槽；11a：底板的外表面；11b：底板的内表面；12a：侧边板的外表面；
56.20：第一泄压机构；21：第一泄压口；22：几何中心；23、24：通孔；25：进口；
57.30：支撑条；31：第一通孔；32：第二通孔；33：空腔；
58.40：电池；41：电池箱；42：电池单体；421：电极端子；422：第二泄压机构；422a：第二泄压口；
59.50：车辆；51：控制器；52：马达。
具体实施方式
60.下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，即本公开不限于所描述的实施例。
61.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和
简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
62.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本公开的具体结构进行限定。在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
63.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
64.在一些相关技术中，在电池的箱体的底板设置第一防爆阀作为泄压机构，并在箱体的内部设置引导从电池单体的防爆阀排出的高温高压气体向第一防爆阀排出的专用气流通道结构。发明人经研究发现，第一防爆阀可能因结构设计或装配工差等而突出于底板表面，这样在电池被安装到车辆等一些场景时，可能会发生第一防爆阀被其他结构磕碰或挤压的情况，造成第一防爆阀失效，从而影响电池使用安全性。另外，在箱体内设置专用气流通道结构会使得电池箱体设计更加复杂，导致电池箱体及电池的制造难度和制造成本增加。
65.有鉴于此，本公开实施例提供一种电池箱、电池及用电装置，能够改善电池的使用安全性。
66.本公开实施例的电池箱可适用于各类电池。电池可用于车辆等用电装置的供电，例如给车辆提供操控用的电源或者驱动行驶用的电源。电池可包括电池单体和用于容纳电池单体的电池箱。电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本公开实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本公开实施例对此并不限定。
67.电池箱可容纳多种形式的电池单体，例如包括以串联、并联或混联的多个电池单体的电池模组。电池模组可安装在电池箱的箱体内。电池单体作为组成电池的最小单元，可包括能够发生电化学反应的电极组件。
68.本公开实施例的电池可适用于各类使用电池的用电装置。用电装置可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等，电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。本公开实施例对上述用电装置不做特别限制。
69.图1是根据本公开用电装置的一些实施例的结构示意图。为了方便，以用电装置为车辆为例进行说明。车辆50可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车或混合动力汽车等。在车辆50的底部或车头或车尾可以设置电池40。
70.电池40可以用于车辆50的供电，例如，电池40可以作为车辆50的操作电源，用于车
辆50的电路系统，例如用于车辆50的启动、导航和运行时的工作用电需求。电池40不仅仅可以作为车辆50的操作电源，还可以作为车辆50的驱动电源，替代或部分替代燃油或天然气为车辆50提供驱动力。
71.车辆50的内部还可以设置车桥、车轮、马达52以及控制器51，控制器51用来控制电池40给马达52供电，例如，用于车辆50以电池40作为驱动电源时，控制器51可以为马达52提供匀速、加速的所需要的动力。马达52用于驱动车桥转动，以带动车轮转动。
72.图2是根据本公开电池的一些实施例的结构示意图。图3和图4分别是根据本公开电池的一些实施例在不同视角下的分解示意图。图5是根据本公开电池的一些实施例的xz截面示意图。
73.参考图2-图5，在一些实施例中，电池40包括电池箱41和设置在电池箱41内的多个电池单体42。电池箱41可给电池单体42提供容纳、支撑、冷却、密封及防撞击等功能，还能够避免外部的液体或其他异物对电池单体的充放电或安全造成不利影响。
74.在图2-图5中，各个电池单体42之间电连接，比如串联、并联或者混联，以实现所需要的电池40的电性能参数。多个电池单体42成排设置，根据需要可以在箱体内设置一排或者多排电池单体42。
75.在一些实施例中，电池40的各电池单体42可以沿着电池箱的长度方向和宽度方向中的至少一个排列。根据实际需要可设置至少一行或一列电池单体42。根据需要，还可以在电池40的高度方向，也可设置一层或者多层电池单体42。
76.在一些实施例中，多个电池单体42可先串联或并联或混联组成电池模块，然后多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于电池箱41内。在另一些实施例中，所有电池单体42直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体42构成的整体容纳于电池箱41内。
77.参考图2-图4，本公开实施例提供了一种电池箱41，包括：箱体10和第一泄压机构20。箱体10具有围出用于容纳电池单体42的容纳空间的多个侧壁。第一泄压机构20设置于至少一个侧壁，用于所述电池箱41的泄压。所述第一泄压机构20向外不突出于所述至少一个侧壁。
78.本实施例将第一泄压机构20设置于箱体10的至少一个侧壁，在箱体10内电池单体42失控时产生的高温高压气体可以通过第一泄压机构20向箱体10外泄出，从而提高电池40的使用安全性。而通过使第一泄压机构20向外不突出于侧壁，可以有效地降低或避免第一泄压机构20与箱体10外部结构发生磕碰而导致第一泄压机构20失效破坏等风险，进一步提高电池40的使用安全性。
79.在本实施例中，箱体10的多个侧壁可包括底板11、侧边板12和顶盖13，底板11、侧边板12和顶盖13可以依次叠置来围出内部的容纳空间。在图3中，四个侧边板12连接成矩形框体，底板11和顶盖13分别设置在矩形框体的上下两侧。在另一些实施例中，箱体10的多个侧壁也可以包括底板11和顶盖13，底板11和顶盖13依次叠置来围出内部的容纳空间。
80.第一泄压机构20用于电池箱41内部压力的释放，在一些实施例中，第一泄压机构20可以为防爆阀，也可以为防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等。
81.为了方便描述，参考图2-图5，电池箱41的高度方向被定义为z，在垂直于电池箱41的高度方向z的平面上，相互垂直的第一方向x和第二方向y方向可分别作为电池箱41的长
度方向和宽度方向。多个电池单体42可以沿第一方向x和第二方向y阵列排布。对于箱体10的各个侧壁来说，通过箱体10的内部和外部来定义内侧和外侧，例如某个侧壁的内表面为该侧壁邻近箱体内部的容纳空间的表面，而外表面为该侧壁远离箱体内部的容纳空间的表面。
82.在电池箱41的一般放置状态下，电池箱41的底板11至少部分地位于电池单体42的下方，而顶盖13至少部分地位于电池单体42的上方。电池箱41可以被以其他方向放置，例如在电池箱41横置的状态下，一个侧边板至少部分地位于电池单体42的下方，与其相对的另一个侧边板12至少部分地位于电池单体42的上方；又例如电池箱41可以倒置，即电池箱41的顶盖13至少部分地位于电池单体42的下方，而底板11至少部分地位于电池单体42的上方。
83.参考图3和图5，在一些实施例中，所述至少一个侧壁包括所述箱体10的底板11，所述第一泄压机构20设置于所述底板11。第一泄压机构20可以采用多种设置方式，例如卡接、粘接、螺栓连接等方式，在底板11上进行设置。
84.本实施例通过将第一泄压机构20设置在箱体10的底板11上，且第一泄压机构20的第一泄压口21与底板11的外表面11a平齐或相对于底板11的外表面11a凹入，可以在电池单体42失控时使产生的高温高压气体从箱体10下侧排出，降低箱体10内压力，并使得第一泄压机构20不容易与箱体10下方的支撑结构发生磕碰或挤压，从而确保第一泄压机构20的可靠性，提高电池40的使用安全性。
85.图6是根据本公开电池箱的一些实施例的底板的结构示意图。图7的(a)和(b)分别是图6中底板的仰视角度和俯视角度的结构示意图。参考图7的(a)，在一些实施例中，所述底板11的外表面11a具有第一凹槽111，所述第一泄压机构20嵌设在所述第一凹槽111内。沿箱体10的高度方向z，第一凹槽111的槽壁和槽底高于底板11的外表面。在图7的(a)中，第一凹槽111的槽底可设有通孔23，用于连通底板11的内侧和外侧。
86.在底板11的外表面11a设置第一凹槽111，并将第一泄压机构20嵌设在第一凹槽111内。这样利用第一凹槽111的内凹结构实现对第一泄压机构20的容纳和固定，既满足使第一泄压机构20向外不突出于底板11的外表面11a的要求，又能够使第一泄压机构20在底板11上可靠地安装。
87.参考图3-图6和图7的(b)，在一些实施例中，所述底板11的内表面11b上具有第一凸起112，所述第一凸起112位于所述第一凹槽111的反向侧。这种结构在底板11的内表面11b设置位于第一凹槽111反向侧的第一凸起112，其中第一凹槽111和第一凸起112可以采用钣金等成熟工艺在底板11上同时形成。另外，这种具有第一凸起112和第一凹槽111的底板11可获得更优的结构强度，能够耐受冲击，且不容易变形。
88.第一凹槽111可采用多种形状的横截面，例如圆形横截面、多边形横截面等，第一凹槽111的数量可以设置为一个，也可以设置为多个。对于多个第一凹槽111来说，可以在每个第一凹槽111内设置至少一个第一泄压机构20。参考图3-图7的(b)，在一些实施例中，所述第一凹槽111设置为多个，多个所述第一凹槽111沿第一方向x间隔排布，且所述第一凹槽111的长度方向平行于第二方向y，所述第一方向x与所述第二方向y垂直，且所述第一方向x和所述第二方向y均平行于所述底板11的外表面11a。
89.多个第一凹槽111可以沿平行于底板11的外表面11a的第一方向x间隔排布，以便
设置多个第一泄压机构20，并且每个第一凹槽111可以沿第二方向y延伸，即第一凹槽111的长度方向平行于第二方向y，这里的第二方向y既平行于底板11的外表面11a，也平行于第一方向x，这样可利用第一凹槽111的长度方向实现对从第一泄压机构20排出的高温高压气流的引导作用。
90.图8是根据本公开电池箱的一些实施例的底板的尺寸关系示意图。参考图8，在一些实施例中，在所述箱体10的高度方向z上，所述底板11的外表面11a低于所述第一泄压机构20的几何中心22，且在所述箱体10的高度方向z上，所述底板11的外表面11a到所述第一泄压机构20的几何中心22的距离w与所述箱体10的高度h(参见图2)的比值w/h满足：w/h≥0.001。这里的几何中心22可以为第一泄压机构20在箱体10的高度方向z上的中点。
91.h可取值为50～1000mm。当第一泄压机构20被设置于底板11时，w可取值为1～1000mm，而当第一泄压机构20被设置与侧边板12时，w可取值为10～990mm。距离w代表在底板11上设置的第一泄压机构20相对于底板11的外表面11a的内凹深度，在考虑到公差因素的情况下，如果将该内凹深度设置过小，仍存在着第一泄压机构20突出于底板11的外表面11a而与外部结构发生碰撞或挤压的风险，因此通过时w/h大于等于0.001，可以有效地降低因公差带来的上述风险。
92.参考上述实施例，在一个实验例中，h取值为200mm，w取值为20mm，计算w/h可得0.1，该w/h的取值满足w/h≥0.001的要求。在实验结果中，第一泄压机构20能够可靠且有效地进行泄压。
93.参考上述实施例，在另一个实验例中，h取值为200mm，w取值为5mm，计算w/h可得0.025，该w/h的取值满足w/h≥0.001的要求。在实验结果中，第一泄压机构20能够可靠且有效地进行泄压。
94.参考上述实施例，在一个对比实验例中，h取值为1000mm，w取值为0.5mm，计算w/h可得0.0005，该w/h的取值不满足w/h≥0.001的要求。在实验结果中，第一泄压机构20由于相对于底板外表面外凸而因磕碰而失效。
95.通过上述实验例和对比实验例可知，通过使w/h的取值满足w/h≥0.001，可有效地减低因公差原因而导致第一泄压机构20突出于底板11的外表面11a，从而与外部结构发生碰撞或挤压的风险。
96.参考图3-图8，在一些实施例中，电池箱41还包括支撑条30。支撑条30设置在所述底板11的内表面11b上，被配置为支撑设置在所述容纳空间的电池单体42。参考图5和图8，在所述箱体10的高度方向z上，所述支撑条30高于所述第一凸起112。
97.在底板11的内表面11b上设置支撑条30来实现对电池单体42的支撑作用，并且通过使支撑条30在箱体10的高度方向z上高于第一凸起112，这样可以在电池单体42下端和底板11的内表面11b之间形成排气仓，并确保电池单体42与第一泄压机构20之间能够形成一定的排气间距，确保电池单体42排出的高温高压气体能够顺利地经第一泄压机构20向外泄出。
98.参考图3-图5，在一些实施例中，所述支撑条30设置为多个，多个所述支撑条30沿平行于所述底板11的外表面11a的第一方向x间隔排布，所述第一凸起112位于相邻两个所述支撑条30之间。多个支撑条30可用于支撑多排电池单体42，将第一凸起112设置在相邻两个支撑条30之间，可避免第一凸起112与支撑条30之间相互干涉。
99.参考图4和图8，在一些实施例中，所述支撑条30具有空腔33，所述支撑条30用于支撑电池单体42的顶面具有与所述空腔33贯通的多个第一通孔31，所述支撑条30上与所述顶面相连的至少一个侧面具有与所述空腔33贯通的多个第二通孔32。
100.这种具有空腔33、第一通孔31和第二通孔32的支撑条30重量更轻，有助于降低电池整体重量。并且，电池单体42失效时高温高压气体能够通过支撑条30流动。如果支撑条30的第一通孔31与电池单体42下端的第二泄压机构至少部分对齐，当电池单体42失效时，电池单体42内部的高温高压气体可从第二泄压机构经第一通孔31进入支撑条30的空腔33，再经空腔33从多个第二通孔32流出支撑条30，然后从第一泄压机构20向外泄出。这样可尽量地避免高温高压气体过快地从第一泄压机构20向外泄出，造成高温高压气体在电池40外部产生明火。多个通孔32可以实现对空腔33中高温高压气体的分配，使得流出支撑条30的高温高压气体在支撑条30的长度方向上更均衡，避免高温高压气体局部聚集而造成电池箱内局部压力过高。
101.在上述实施例中，第一泄压机构20可设置在箱体10的底板11上。在另一些实施例中，第一泄压机构20也可以设置在箱体10的其他侧壁，或者既在底板11上设置第一泄压机构20，也在箱体10的其他侧壁设置第一泄压机构20。
102.图9是根据本公开电池箱的一些实施例的侧边板的结构示意图。参考图2-图4和图9，在一些实施例中，所述至少一个侧壁包括所述箱体10的至少一个侧边板12，所述第一泄压机构20设置于所述至少一个侧边板12。
103.本实施例通过将第一泄压机构20设置在箱体10的侧边板12上，且第一泄压机构20的第一泄压口21与侧边板12的外表面12a平齐或相对于侧边板12的外表面12a凹入，可以在电池单体42失控时使产生的高温高压气体从箱体10侧边排出，降低箱体10内压力，并使得第一泄压机构20不容易与箱体10侧方的其他结构发生磕碰或挤压，从而确保第一泄压机构20的可靠性，提高电池40的使用安全性。
104.参考图3和图9，在一些实施例中，所述侧边板12的外表面12a具有第二凹槽121，所述第一泄压机构20嵌设在所述第二凹槽121内。第二凹槽121的槽底可设置通孔24，用于连通侧边板12的内侧和外侧。
105.在侧边板12的外表面设置第二凹槽121，并将第一泄压机构20嵌设在第二凹槽121内。这样利用第二凹槽121的内凹结构实现对第一泄压机构20的容纳和固定，既满足使第一泄压机构20向外不突出于侧边板12的外表面的要求，又能够使第一泄压机构20在侧边板12上可靠地安装。
106.在图3和图9中，所述至少一个侧边板12包括相对的两个侧边板12，所述第一泄压机构20设置为至少两个，至少两个所述第一泄压机构20分别设置于所述相对的两个侧边板12。例如在相对的两个侧边板12的每一个设置一个第一泄压机构20，且两个第一泄压机构20可对称或错开设置。
107.本实施例通过将至少两个第一泄压机构20分别设置在相对的两个侧边板12，可以使电池单体42失控时箱体10内的高温高压气体能够从相对的两个侧边板12上的第一泄压机构20向外泄出，缩短了气体泄压时的路径，使泄压更均衡和有效。
108.在上述电池箱的各实施例中，在所述箱体10的高度方向z上，所述底板11的外表面11a到所述第一泄压机构20的几何中心22的距离w与所述箱体10的高度h的比值w/h可满足：
w/h《1。通过使距离w与高度h的比值小于1，使得箱体10的顶盖不设置第一泄压机构20，降低或避免电池单体42失控时高温高压气体从电池箱41的顶盖向上喷出，从而进入乘客舱的风险。
109.参考上述实施例，在一个实验例中，h取值为200mm，w取值为20mm，计算w/h可得0.1，该w/h的取值满足w/h《1的要求。在实验结果中，第一泄压机构20能够可靠且有效地进行泄压，且不会向上泄出高温高压气体。
110.参考上述实施例，在另一个实验例中，h取值为200mm，w取值为5mm，计算w/h可得0.025，该w/h的取值满足w/h《1的要求。在实验结果中，第一泄压机构20能够可靠且有效地进行泄压，且不会向上泄出高温高压气体。
111.参考上述实施例，在一个对比实验例中，h取值为200mm，w取值为200mm，计算w/h可得1，该w/h的取值不满足w/h《1的要求。在实验结果中，第一泄压机构由于设置在顶盖上，因此会向上泄出高温高压气体，从而存在进入乘客舱的风险。
112.通过上述实验例和对比实验例可知，通过使w/h的取值满足w/h《1，可有效地降低或避免电池单体42失控时高温高压气体从电池箱41的顶盖向上喷出，从而进入乘客舱的风险。
113.上述电池箱的各个实施例可适用于各类电池。参考图2-图5，本公开实施例提供了一种电池40，包括前述的电池箱41和多个电池单体42。多个电池单体42设置在所述电池箱41内。这种包括前述电池箱41的电池40具有更高的使用安全性。
114.图10是根据本公开电池的一些实施例的尺寸关系示意图。参考图4和图10，在一些实施例中，每个电池单体42具有电极端子421和第二泄压机构422。对于多个电池单体来说，各个电池单体的电极端子421可通过汇流条等部件进行电连接。第二泄压机构422用于电池单体42内部压力的释放，例如在电池单体42发生热失控等失控情况下，内部产生的高温高压气体能够从第二泄压机构422向外泄出。在一些实施例中，第二泄压机构422可以为防爆阀，也可以为防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等。
115.在所述箱体10的高度方向z上，所述第二泄压机构422的第二泄压口422a与所述电极端子421的最小距离h大于所述第二泄压机构422的第二泄压口422a与所述电池箱41的第一泄压机构20的进口25的最小距离l。
116.在电池单体42失控后，电池单体42内的高温高压气体从第二泄压机构422的第二泄压口422a泄出，由于该第二泄压口422a距离第一泄压机构20的进口25更近，因此高温高压气体能够尽量多地先从第一泄压机构20向外泄出，而不容易流动到电极端子421而影响电池单体42的绝缘特性。这样也可以省去在电池箱41内设置专用的排气通道，简化设计，降低电池箱41及电池40的制造难度和制造成本。
117.参考图10，在一些实施例中，所述第一泄压机构20位于所述第二泄压机构422远离所述电极端子421的一侧。这样，通过将第一泄压机构20设置在第二泄压机构422远离电极端子421的一侧，可使得第二泄压机构422泄出的高温高压气体更快地经第一泄压机构20向外泄出，而更不容易流动到电极端子421而影响电池单体42的绝缘特性。
118.在图10中，所述第二泄压机构422和所述电极端子421可分别位于所述电池单体42的底端和顶端，所述第一泄压机构20可位于所述箱体10的底板11，且在所述箱体10的高度方向z上，所述第一泄压机构20的进口25低于所述第二泄压机构422的第二泄压口422a。
119.将第二泄压机构422和所述电极端子421分别设置在所述电池单体42的底端和顶端，使第一泄压机构20位于所述箱体10的底板11，并低于第二泄压机构422。这样从第二泄压机构422泄出的高温高压气体能够更快地从电池箱41底部向外排出，并尽量不或尽量少地影响电池单体42的绝缘特性。
120.参考图10，在一些实施例中，各个电池单体42的第二泄压机构422在所述箱体10的底板11的内表面11b的正投影与所述第一泄压机构20在所述箱体10的底板11的内表面11b的正投影不重合。
121.第二泄压机构422和第一泄压机构20在底板11的内表面11b的正投影不重合，可避免从第二泄压机构422泄出的高温高压气体过快地经第一泄压机构20向外排出，从而避免因高温高压的可燃气体引起电池40外部的明火的风险。
122.在上述电池的各实施例中，第二泄压机构422不限于设置在电池单体的底端，也可以设置在电池单体的其他部位，例如侧壁或顶端，而第一泄压机构20不限于设置在底板，也可以设置在箱体10的其他侧壁。
123.参考图10，在所述箱体10的高度方向z上，所述第二泄压机构422的第二泄压口422a和所述电池箱41的第一泄压机构20的进口25的最小距离l与所述第一泄压机构20的进口25和所述电极端子421的最小距离s的比值l/s可满足：0.001≤l/s≤1。
124.当第一泄压机构20被设置于底板11时，l可取值为1～200mm，s可取值为5～1000mm。当第一泄压机构20被设置于侧边板12时，l可取值为1～800mm，s可取值为1～1000mm。l体现了第二泄压机构422的第二泄压口422a和所述电池箱41的第一泄压机构20的进口25的远近。如果l相比于s过小，则表明第二泄压机构422的第二泄压口422a距离第一泄压机构20的进口25过近，排气间距不足，影响电池单体42排出的高温高压气体顺利地向外泄出。如果l相比于s过大，则表面第一泄压机构20的进口25距离电极端子421较近，这样在高温高压气体经第一泄压机构20向外泄出时容易流动到电极端子421而影响电池40的绝缘性能。
125.因此，通过使比值l/s满足：0.001≤l/s≤1，可以在电池单体42发生失控时电池单体42内高温高压气体能够顺利地经由第二泄压机构422和第一泄压机构20向外泄出，并尽量避免影响电池40的绝缘性能，从而提高电池40的使用安全性和可靠性。
126.参考上述实施例，在一个实验例中，l取值为20mm，s取值为200mm，计算l/s得到0.1。该l/s的取值满足0.001≤l/s≤1的要求。在实验结果中，箱体内高温高压气体从第一泄压机构20排出时未造成影响电极端子或汇流条绝缘性能的问题。
127.参考上述实施例，在另一个实验例中，l取值为10mm，s取值为300mm，计算l/s约等于0.0333。该l/s的取值满足0.001≤l/s≤1的要求。在实验结果中，箱体内高温高压气体从第一泄压机构20排出时未造成影响电极端子或汇流条绝缘性能的问题。
128.参考上述实施例，在再一个实验例中，l取值为5mm，s取值为1000mm，计算l/s得到0.005。该l/s的取值满足0.001≤l/s≤1的要求。在实验结果中，箱体内高温高压气体从第一泄压机构20排出时未造成影响电极端子或汇流条绝缘性能的问题。
129.参考上述实施例，在一个对比例中，l取值为200mm，s取值为20mm，计算l/s得到10。该l/s的取值不满足0.001≤l/s≤1的要求。在实验结果中，箱体内高温高压气体从第一泄压机构20排出时造成了电极端子或汇流条绝缘性能的下降。
130.通过上述实验例和对比实验例可知，通过使l/s满足0.001≤l/s≤1，可在电池单体42发生失控时电池单体42内高温高压气体能够顺利地经由第二泄压机构422和第一泄压机构20向外泄出，并尽量避免影响电池40的绝缘性能，从而有效地提高电池40的使用安全性和可靠性。
131.在本公开的一个方面，提供一种用电装置，包括前述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。采用前述电池的用电装置可获得更优的使用安全性。
132.虽然已经参考优选实施例对本公开进行了描述，但在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本公开并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种电池箱(41)，包括：箱体(10)，具有围出用于容纳电池单体(42)的容纳空间的多个侧壁；第一泄压机构(20)，设置于至少一个侧壁，用于所述电池箱(41)的泄压；其中，所述第一泄压机构(20)向外不突出于所述至少一个侧壁。2.根据权利要求1所述的电池箱(41)，其中，所述至少一个侧壁包括所述箱体(10)的底板(11)，所述第一泄压机构(20)设置于所述底板(11)。3.根据权利要求2所述的电池箱(41)，其中，所述底板(11)的外表面(11a)具有第一凹槽(111)，所述第一泄压机构(20)嵌设在所述第一凹槽(111)内。4.根据权利要求3所述的电池箱(41)，其中，所述底板(11)的内表面(11b)上具有第一凸起(112)，所述第一凸起(112)位于所述第一凹槽(111)的反向侧。5.根据权利要求3或4所述的电池箱(41)，其中，所述第一凹槽(111)设置为多个，多个所述第一凹槽(111)沿第一方向(x)间隔排布，且所述第一凹槽(111)的长度方向平行于第二方向(y)，所述第一方向(x)与所述第二方向(y)垂直，且所述第一方向(x)和所述第二方向(y)均平行于所述底板(11)的外表面(11a)。6.根据权利要求2～5任一所述的电池箱(41)，其中，在所述箱体(10)的高度方向(z)上，所述底板(11)的外表面(11a)低于所述第一泄压机构(20)的几何中心(22)，且所述底板(11)的外表面(11a)到所述第一泄压机构(20)的几何中心(22)的距离w与所述箱体(10)的高度h的比值w/h满足：w/h≥0.001。7.根据权利要求4～6任一所述的电池箱(41)，还包括：支撑条(30)，设置在所述底板(11)的内表面(11b)上，被配置为支撑设置在所述容纳空间的电池单体(42)，其中，在所述箱体(10)的高度方向(z)上，所述支撑条(30)高于所述第一凸起(112)。8.根据权利要求7所述的电池箱(41)，其中，所述支撑条(30)设置为多个，多个所述支撑条(30)沿平行于所述底板(11)的外表面(11b)的第一方向(x)间隔排布，所述第一凸起(112)位于相邻两个所述支撑条(30)之间。9.根据权利要求7或8所述的电池箱(41)，其中，所述支撑条(30)具有空腔(33)，所述支撑条(30)用于支撑电池单体(42)的顶面具有与所述空腔(33)贯通的多个第一通孔(31)，所述支撑条(30)上与所述顶面相连的至少一个侧面具有与所述空腔(33)贯通的多个第二通孔(32)。10.根据权利要求1～9任一所述的电池箱(41)，其中，所述至少一个侧壁包括所述箱体(10)的至少一个侧边板(12)，所述第一泄压机构(20)设置于所述至少一个侧边板(12)。11.根据权利要求10所述的电池箱(41)，其中，所述侧边板(12)的外表面(12a)具有第二凹槽(121)，所述第一泄压机构(20)嵌设在所述第二凹槽(121)内。12.根据权利要求10或11所述的电池箱(41)，其中，所述至少一个侧边板(12)包括相对的两个侧边板(12)，所述第一泄压机构(20)设置为至少两个，至少两个所述第一泄压机构(20)分别设置于所述相对的两个侧边板(12)。13.根据权利要求1～12任一所述的电池箱(41)，其中，在所述箱体(10)的高度方向(z)上，所述底板(11)的外表面(11a)到所述第一泄压机构(20)的几何中心(22)的距离w与所述箱体(10)的高度h的比值w/h满足：w/h<1。
14.一种电池(40)，包括：权利要求1～13任一所述的电池箱(41)；多个电池单体(42)，设置在所述电池箱(41)内。15.根据权利要求14所述的电池(40)，其中，电池单体(42)具有电极端子(421)和第二泄压机构(422)，在所述箱体(10)的高度方向(z)上，所述第二泄压机构(422)的第二泄压口(422a)与所述电极端子(421)的最小距离h大于所述第二泄压机构(422)的第二泄压口(422a)与所述电池箱(41)的第一泄压机构(20)的进口(25)的最小距离l。16.根据权利要求14或15所述的电池(40)，其中，所述第一泄压机构(20)位于所述第二泄压机构(422)远离所述电极端子(421)的一侧。17.根据权利要求15或16所述的电池(40)，其中，所述第二泄压机构(422)和所述电极端子(421)分别位于所述电池单体(42)的底端和顶端，所述第一泄压机构(20)位于所述箱体(10)的底板(11)，且在所述箱体(10)的高度方向(z)上，所述第一泄压机构(20)的进口(25)低于所述第二泄压机构(422)的第二泄压口(422a)。18.根据权利要求15～17任一所述的电池(40)，其中，所述电池单体(42)的第二泄压机构(422)在所述箱体(10)的底板(11)的内表面(11b)的正投影与所述第一泄压机构(20)在所述箱体(10)的底板(11)的内表面(11b)的正投影不重合。19.根据权利要求15～18任一所述的电池(40)，其中，在所述箱体(10)的高度方向(z)上，所述最小距离l与所述第一泄压机构(20)的进口(25)和所述电极端子(421)的最小距离s的比值l/s满足：0.001≤l/s≤1。20.一种用电装置，包括：权利要求14～19任一所述的电池(40)，所述电池(40)用于为所述用电装置提供电能。

技术总结
一种电池箱、电池及用电装置。电池箱(41)包括：箱体(10)，具有围出用于容纳电池单体(42)的容纳空间的多个侧壁；第一泄压机构(20)，设置于至少一个侧壁，用于所述电池箱(41)的泄压；其中，所述第一泄压机构(20)向外不突出于所述至少一个侧壁。不突出于所述至少一个侧壁。不突出于所述至少一个侧壁。


技术研发人员：吴凯 杨飘飘 钱欧 陈小波 李耀
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2023/9/23