具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在实际应用场景中，随着纯电动汽车(Electrical Vehicle，EV)和混合电动汽车(Hybrid Electrical Vehicle，HEV)规模的增长和普及，高能量电池包，特别是三元锂离子电池系统的热失控风险对电动车的人身财产安全引发威胁。例如，国家标准GB30381-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中规定：当动力电池中的单个能量单元发生热失控或单个能量单元失效后，车辆的热扩散防护设计应给驾驶员提供约5分钟的逃生时间。在实际使用过程中，如何最大限度的降低单个能量单元的热失控对人员生命财产的安全影响，是电池系统中的能量单元的重大考验。

在本发明实施例中，能量单元是指在电池系统中实际提供电能的单元，可以为电动装置(例如电动汽车)提供动力。

从能量单元的体系而言，每个能量单元可以是三元锂离子电池中的高镍体系；高镍体系的能量单元即能量单元的电极材料中镍的比例较高，例如可以包括高镍811能量单元和高镍712能量单元等。其中，高镍811能量单元是正极材料中镍、钴与锰的比例为80％、10％与10％的能量单元，高镍712能量单元是正极材料中镍、钴与锰的比例为70％、10％与20％的能量单元。

应理解，每个能量单元还可以包含但不限于铅酸体系、镍氢体系和锂硫体系等体系的能量单元，在本发明实施例中不做具体限定。其中，铅酸体系的能量单元，电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液；镍氢体系的能量单元，是以正极活性物质为氢氧化镍，负极活性物质为金属氢化物的能量单元；锂硫体系的能量单元，是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种能量单元。

从能量单元的规模而言，每个能量单元可以是电芯单体，也可以是多个电芯堆叠构成的电芯组，或者可以是由多个电芯堆叠并由壳体对堆叠的多个电芯进行封装而得到的电芯模组；在本发明实施例中对能量单元的规模不做具体限定。

从能量单元的封装而言，每个能量单元可以是圆柱式封装、硬壳式封装或者软包式封装，在本发明实施例中不做具体限定。

在实际应用场景中，对于电池包中能量单元的热扩散的防护方式，通常可以包含以下几种情况。

在一些相关技术中，对于电池包中的某个能量单元发生过强的热冲击或排出的气体温度过高导致的电池包防护失效，可以通过采用延长排气路径或增加排气膨胀空间的方式，来降低排除气体温度；或者，可以通过降低能量单元之间热扩散速率，来降低电池包释放能量速度；或者，可以通过采用熔点高壳体和抗冲击材料，来增强电池包抗冲击能力。

在一些相关技术中，对于电池包中的某个能量单元由于内部压力过大导致的电池包防护失效，可以通过降低能量单元之间热扩散速率的方式来减低产气效率，或者通过优化排气阀选型的方式来提高排气速率。

在一些相关技术中，对于电池包中的某个能量单元由于在实验过程中发生高压拉弧打火导致的电池包防护失效，可以通过采用如云母等材质进行高压绝缘防护来提高高压部件在热冲击下的绝缘阻值。

但是，上述措施通常只能延缓某个能量单元的失效，整个电池包甚至车辆依旧会遭到不可逆的热冲击损坏，威胁乘员生命安全；且电池包通常需要选用高熔点壳体材料(如钢)，低熔点材料如铝将带来风险，不利于轻量化及防腐设计；且如果在电池包内部加入大量云母等高压防护，会导致电池包成本上升的问题。

为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的电池系统，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

图1是示出根据本发明实施例的电池系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的电池系统包括：至少一个能量单元11、至少一个排气通道12和热隔绝层13。在本发明实施例中，多个表示大于1个。

其中，至少一个能量单元11被封装为至少一个电池包10，每个电池包10包括至少一个能量单元11；每个排气通道12的一端与一个能量单元11连接，另一端与电池包10外的外界大气连接。

如图1所示，电池系统还可以包括高压部件14。

其中，高压部件14可以用于在电池系统的电路中起到输送电流和连接电气设备的作用。示例性地，高压部件14可以包括电连接组件、高压回路等。作为具体示例，电连接组件例如可以包括高压铜排等电连接相关的部件。

应理解，图1中示出电池包10中的高压部件14的数量和位置仅仅是示意性地，实际应用场景中，高压部件14位于电池包10内部，高压部件14的数量可以根据实际需要进行设置，本发明实施例不做具体限定。

在本发明实施例中，单个能量单元11发生热失控或单体电芯失效后，电池系统内部热环境将快速恶化，能量物质例如高温气体和喷发物质将从该能量单元11内部通过排出，为了避免热冲击对电池包10中的其他能量单元11及高压部件14的影响，需要进行各能量单元11之间及各能量单元11与高压部件14之间的热隔绝。

如图1所示，热隔绝层13，用于在多个能量单元11之间和在每个能量单元11与电池包10中的高压部件14之间进行热隔绝

根据本发明实施例的电池系统，封装在电池包10中的能量单元11在发生热失控的情况下，释放出的能量和高温气体可以在不进入电池系统内部的情况下通过排气通道12排出到外界大气；并且，由于热隔绝层13可以阻绝每个能量单元11与电池系统内部的其他能量单元11之间进行能量交换，以及可以阻绝每个能量单元11与电池系统内部的高压连接组件之间进行能量交换，从而可以在单个能量单元11发生热失控而排出能量物质的过程中，每个能量单元11排出的能量物质被热隔绝层13阻挡，电池系统的其他能量单元11、能量单元11之间的电连接可以不受每个能量单元11排出能量物质的影响。

通过本发明实施例的电池系统，采用排气通道12和热隔绝层13的组合设计。一方面，可以通过排气通道12将发生热失控的能量单元11与外界大气连通，另一方面，可以通过热隔绝层13将每个能量单元11与电池包10内的其他能量单元11隔绝，以及将每个能量单元11与电池系统内的高压部件14隔绝；从而根据该电池系统，可以在能量单元11发生热失控时，保护电池系统不受能量单元11释放的高温气体、带电物质的热冲击、带电物质的影响，提高电池系统中电池包10发生热失控时的安全性。

在一些实施例中，如图1所示，热隔绝层13位于电池包10中的每两个能量单元11之间和位于每个能量单元11与高压部件14的连接位置。在另一些实施例中，热隔绝层13包裹在每个能量单元外部。

在本发明实施例中，热隔绝层13也可以称为是隔绝层、隔热层或绝缘隔热层，用于在电池系统内部空间的每个能量单元(单体容量单位)之间通过热绝缘进行隔离，从而实现当单个能量单元11发生热失控时，所释放的能量和/或高温气体在被排出的过程中，通过热隔绝层13的热绝缘，避免该单个能量单元11对邻近能量单元的热影响，保证电池包内的单个能量单元11所喷发的气体及能量被快速排出至外界大气。在此过程中，热隔绝层13将隔绝每个单个能量单元11与邻近能量单元11以及与电池包10中的高压部件的热传导及物质交换，提高电池系统的安全和稳定性。

在一些实施例中，热隔绝层13可以采用具有隔热性能的材料，可以保证能量单元11在失效时产生的热量将被热隔绝层13隔绝，确保单个能量单元11释放的高温气体不会影响其他能量单元11。

在本发明实施例中，热隔绝层13中具有隔热性能的材料例如可以包括云母、气凝胶中至少一种，或其他具有相同或等同隔热性能的材料，本发明实施例不做具体限定。

图2示出本发明另一实施例提供的电池系统的结构示意图，图2与图1中相同或等同的结构使用相同的标号。

如图2所示，电池系统还可以包括：壳体20和降温部件。壳体20用于封装所有电池包10，降温部件包括降温腔30，降温腔30位于壳体20与电池包10之间，壳体20上设有与降温腔30连通的开口31，每个能量单元11连通降温腔30；每个排气通道12的另一端通过降温腔30与电池包10外的外界大气连接。

示例性地，电池壳体20可以是汽车车身，也可以是汽车底盘。

在一些实施例中，壳体20与电池包10之间形成降温腔30，对于在壳体20上设置的与降温腔30连通的开口31，开口位置和开口数量均可以根据实际需要进行设置，例如开口位置可以设置在如下至少一个位置：壳体20的顶部、底部或任意一侧；开口数量例如可以是1个，或大于1个，在本发明实施例中不做具体限定。

在本发明实施例的一些应用场景中，多个能量单元11被封装为至少一个电池包10，每个电池包10包括至少一个能量单元11；壳体20封装电池包10，壳体20与电池包10之间形成降温腔30，电池壳体20上设有与外界大气连接的开口31；电池包10内的每个能量单元11都可以通过一个排气通道12连通至降温腔30；各能量单元11之间具有热隔绝层13；各能量单元11与电池包中的高压部件之间具有热隔绝层13。

根据本发明实施例的电池系统，电池包10中的每个能量单元11连通降温腔30，降温腔30与壳体20上设有的开口31相连通，壳体20上设有的开口可以连通至外界大气；因此，当电池包10中的一个能量单元11发生热失控而释放出能量物质，释放出的能量物质可以先排出到降温腔30，降温腔30与壳体20上的开口31相连通，从而通过在开口31排出到外界大气。

示例性地，释放出的能量物质的过程可以理解为是热扩散，且释放出的能量物质，例如可以包括高温气体和/或喷发物质，喷发物质例如可以包括电解质等。

在本发明实施例的电池系统中，由于能量单元11热失控排出的气体物质能量温度较高，直接排出外界大气后可能会产生明火喷燃，从而导致实验失效或对外界人员的人身财产安全引发威胁，所以需要对热失控排出的气体物质能量进行降温。降温可以通过气体膨胀、气体冷却等方式进行。

示例性地，降温腔30可以是具有一定空间的腔体。例如汽车底部的防撞缓冲空间或者车身内的轻量化空间；通过该一定空间的腔体进行膨胀自然冷却，这个过程中，车身的钢制/铝制件也会参与传导散热。

示例性地，对于紧凑型设计的汽车，由于汽车的冷却管路较为简化，所以降温腔30可以是为汽车额外设计的冷却流道。例如汽车的导流管(类似燃油车的排气管)，通过设计一定长度的冷却流道，可以延长导流路径，从减少冷却所占用的空间。

因此，在本发明实施例中，降温腔30的设计可以对封装在电池包10中的能量单元11所释放的能量物质起到降温和降压作用；并且，通过降温腔30的降温和降压后，避免将能量单元11释放出的能量物质直接排出到电池系统外部，从而可以降低能量单元11的热失控风险对外界人员的人身财产安全引发的威胁；并且，由于降温腔30位于电池包10外部，不影响电池包10内的能量单元11的封装，从而可以保护电池包10内的能量单元11在不受降温腔30影响的情况下排出能量物质，提高电池系统中电池包10的热扩散的安全性。

如图2所示，电池系统还可以包括：设于开口31上的开关阀32。在本发明实施例中，开关阀32可以具有如下两种控制方式。

作为一种控制方式，在本文下述的一些实施例中，开关阀32，可以用于在降温腔30的环境参数值大于或等于第一阈值时自行打开，在降温腔30的环境参数值小于第一阈值时自行关闭。

作为另一种控制方式，在本文下述的一些实施例中，电池系统还可以包括：检测控制器，用于根据检测到的降温腔30的环境参数值，控制开关阀32的打开或关闭。

本发明实施例中，降温腔30的环境参数值，例如可以是温度值、热量值和压力值中的至少一种。

示例性地，在图2中，当降温腔30的温度值达到第一温度阈值时，和/或，当降温腔30的热量值达到第一热量阈值时，和/或，当降温腔30的压力值达到第一压力阈值时，开关阀32可以被释放到降温腔30内的能量物质所产生的冲力推动，并在该冲力的推动作用下沿远离能量单元11的方向上运动，产生被释放到降温腔30内的能量物质冲开而自行打开的效果；当降温腔30的温度值小于第一温度阈值时，和/或，当降温腔30的热量值小于第一热量阈值时，和/或，当降温腔30的压力值小于第一压力阈值时，开关阀32可以自行关闭；实现开关阀32可以根据降温腔30内的环境参数值进行打开和关闭。

应理解，第一温度阈值、第一热量阈值和第一压力阈值取决于开关阀32的类型，开关阀32的类型不同，所对应的第一温度阈值、第一热量阈值和第一压力阈值均可以不同。示例性地，不同类型的开关阀32的第一温度阈值、第一热量阈值和第一压力阈值在出厂前已经设置好，本发明实施例不做具体限定。

在该实施例中，能量单元11发生热失控时所释放的能量物质被先释放到降温腔30，开关阀32可以根据降温腔30的环境参数值实现自动打开，使得释放到降温腔30的能量物质可以被及时排出至外界大气。

在本发明实施例中，当能量单元11发生热失控时，需要将热失控产生的能量物质排出至外界大气，在上述实施例的描述中，通过降温腔30，可以对能量单元热失控排出的气体等能量物质进行有效降温，从而避免让整个电池包10产生的气体火焰排出大气，达到大幅减少排气和保障外界人员的人身财产安全的效果。

示例性地，当检测控制器检测到降温腔30的温度值达到第二温度阈值时，和/或，当检测到降温腔30的热量值达到第二热量阈值时，和/或，当检测到降温腔30的压力值达到第二压力阈值时，可以控制开关阀32打开；当检测控制器检测到降温腔30的温度值小于第二温度阈值时，和/或，当检测到降温腔30的热量值小于第二热量阈值时，和/或，当检测到降温腔30的压力值小于第二压力阈值时，可以控制开关阀32关闭。

应理解，在实际应用场景中，第二温度阈值、第二热量阈值、第二压力阈值可以根据实际检测需求进行自定义设置，本发明实施例中不做具体限定。

在本发明实施例中，控制降温腔30与壳体20外部的连通可以有两种实现方式：一种是开关阀32根据降温腔30的环境参数值达到上述对应的环境参数阈值条件时自行打开；另一种是通过电池系统中的检测控制器，检测到降温腔30的环境参数值达到上述对应的环境参数阈值条件时，控制开关阀32打开。该两种实现方式使得能量单元11释放的能量物质被释放到降温腔30后，继续通过开口31及时排出至外界大气。

在一些实施例中，上述第一温度阈值和第二温度阈值可以相同，第一热量阈值和第二热量阈值可以相同，第一压力阈值和第二压力阈值可以相同，用户可以根据实际情况，灵活选择开关阀32的控制方式。

在一些实施例中，第二温度阈值可以小于第一温度阈值，第二热量阈值可以小于第一热量阈值，第二压力阈值可以小于第一压力阈值，从而在电池系统通过检测控制器检测降温腔30的环境参数值时，通过第二温度阈值、第二热量阈值和第二压力阈值的灵活设定，加快电池包中的单个能量单元11发生热失控后排出能量物质的速度，提高电池包中的单个能量单元11发生热失控后的系统安全性。

在本发明实施例中，电池包10中的能量单元11位于壳体20内部，可以通过设于电池包与壳体20之间的降温腔30、设于壳体20上且与降温腔30连通的开口和设于开口31上的开关阀32，使电池系统具有开关可控的扩散通道。扩散通道的长度可以设定为大于等于第一长度阈值。具体地，第一长度阈值可以根据实际情况进行预先设置。

在该实施例中，第一长度阈值用于限定扩散通道的下限值，从而限定扩散通道的长度，以保证设置的扩散通道的长度足够长。具体地，通过扩散通道的长度设定，可以确保电池包中的发生热失控的能量单元11释放的能量物质具有足够长的冷却回路，从而保证排出外界大气的能量物质例如易燃气体不会自燃，提高每个发生热失控的能量单元11发生热失控而排出能量物质的安全性。

下面通过图3-图10，描述本发明实施例中电池包的具体结构，图3-图10与图1、图2中相同或等同的组件使用相同的标号。图3是本发明一个实施例的电池包的分解结构示意图；图4是图3中电池包的侧视图；图5是本发明另一实施例的电池包的分解结构示意图；

图6是图5中电池包的侧视图；图7是本发明再一实施例的电池包的分解结构示意图；图8是图7中电池包的俯视图；图9是图7中电池包的侧视图；图10是图9中电池包的局部放大示意图。

为了简化描述起见，本文下述的多个实施例以单个能量单元为单体电芯为例来阐述该电池系统中的电池包的具体结构。但该描述并不能被解读为限制本方案的范围或实施可能性，单体电芯之外的其他规模的能量单元(如电芯组等)对应的电池包的具体结构与单体电芯对应的电池包的具体结构保持一致。

下面结合图3和图4，以能量单元11为硬壳式封装为例，描述本发明一个示例性实施例的电池系统。如图3所示，电池系统中可以包括盖板101、设于盖板上的开口31、设于开口31上的开关阀32、第一通道板102、框架103、热隔绝层13、封装在电池包内的多个能量单元11、设于每个能量单元11上的泄压阀1101和底板106。其中，每个能量单元11与图1和图2中描述的能量单元11相同，本发明实施例不再赘述。

但本发明并不局限于以上描述的，以及在图3和图4中示出的特定的模块，在一些实施例中，电池系统可以只包含其中的部分模块，即本发明的电池系统中包含更灵活的模块配置，下面结合具体的实施例进行说明。

在一些实施例中，电池系统还包括：设于每个能量单元11上的泄压阀1101，每个能量单元11内部通过泄压阀1101连通降温腔30；每个排气通道12的一端与一个能量单元11上的泄压阀1101连接。

在本发明实施例中，每个能量单元11内部可以通过泄压阀1101与一个排气通道12的一端连通，并通过该一个排气通道12的另一端连通至降温腔30；这样当一个能量单元11发生热失控时，所释放的能量物质可以从能量单元11内部被及时排出至降温腔30，经降温腔30进行降温和降压的缓冲处理后，再通过壳体20上设有的与降温腔30连通的开口31排出至外界大气，从而降低能量单元11的热失控风险对外界人员的人身财产安全引发的威胁，提高电池系统中电池包的热扩散的安全性。

在本发明实施例中，当能量单元11失效或发生热失控，导致能量单元11内部压力增大，当能量单元11的内部压力值超过泄压阀1101设定压力阈值时，即可以自动开启能量单元11的泄压阀1101进行泄压，能量物质从泄压阀1101喷出。

在一个实施例中，电池系统的壳体包括盖板101；壳体内设有与盖板101间隔对置的第一通道板102，第一通道板102与盖板101间形成降温腔30，盖板101上设有与降温腔30连通的开口31。

其中，电池包设于第一通道板102远离降温腔30一侧，第一通道板102具有多个连通其两侧的第一连通通道1021，每个能量单元11内部通过泄压阀1101与第一连通通道1021连通，以连通降温腔30；每个排气通道12的另一端，通过第一连通通道1021和降温腔30与电池包外的外界大气连接。

示例性地，封装在电池包中的单个能量单元11内部可以通过设于能量单元11上的泄压阀1101与第一通道板102上的通道的连通，以连通降温腔30。第一通道板102上具有多个连通其两侧的第一连通通道1021，每个第一连通通道1021具有两个通道端口，其中一个通道端口用于连接一个能量单元11的泄压阀1101，其中另一个通道端口用于连接降温腔30，形成从电池内部到降温腔30连通的通道，从而当单个能量单元11发生热失控时，能量单元11的能量物质可以经泄压阀1101，并经第一通道板102上具有的第一连通通道1021排至降温腔30，能量物质在降温腔30中得到膨胀和冷却，实现降压和降温。

并且，在降温腔30内的压力值达到预定压力阈值后，盖板101上的开关阀32自行打开，以通过开口31排出能量单元11内部的高温气体和喷发物质至盖板101外部；或者，电池系统的检测控制器检测到降温腔30的热量值、温度值和压力值中的至少一者，满足对应的阈值条件时，控制盖板101上的开关阀32打开，以通过盖板101上的开口31排出能量单元11内部的高温气体和喷发物质，达到降低能量单元的热失控风险对外界人员的人身财产安全引发的威胁，提高电池系统中电池包的热扩散的安全性的效果。

在一些实施例中，第一通道板102可以是由抗冲击的大平板件制作而成，例如云母板材、铝板等制作成型的通道板。当单个能量单元11发生热失控，能量物质的排出方向可以是：经泄压阀1101和第一通道板102所具有的第一连通通道1021排至降温腔30，并由盖板101上设置的开口31排出至外界大气；在该排出方向的其他方向上，能量及热量可以通过电池系统内的热隔绝层的隔热材料来隔绝；以及，其他方向上的少许热冲击可以通过该抗冲击材料进行抵消。

继续参考图3和图4，在一些实施例中，电池系统还包括框架103，框架103可以在电池包的两侧成对设置，框架103用于将多个能量单元11固定在电池包内。

继续参考图3和图4，在一些实施例中，电池包中的高压部件14可以布置在各能量单元11的远离第一通道板102一侧，即在电池包内部，高压部件14不会受到某个能量单元11热失控所喷发出的能量物质的影响。

当电池包中的单个能量单元11发生热失控后，所释放出的能量物质将通过上述排气通道排出电池包而进入降温腔30，再通过在壳体20上设置的与外界大气连通的开口31排出至外界大气。这个过程中，单个能量单元11的热失控所产生的热量将通过热隔绝层13与其他能量单元11及电池包中的高压部件14隔绝，从而避免受到单个能量单元11的热失控所产生的热冲击及强电影响。

在本发明实施例中，外界大气也即电池包外界，将能量单元11热失控时所释放出的能量物质排出至外界大气，也即排出至电池包外界。

在本发明实施例的电池系统中，通过排气通道12和热隔绝层13的设计，可以避免电池包内部环境因受到热冲击的影响而带来的起火风险；避免电池包内部的高压部件受到能量单元11热失控时喷发的带电电解质影响而带来的高压拉弧风险；以及避免电池包内部气压受到单个能量单元11热失控的影响而带来的电池系统内部压力过大的风险。

通过本发明实施例的公开内容可知，本发明实施例的电池系统可以具有如下优点：当单个能量单元11发生热失控，电池系统内不会发生热扩散，电池系统依旧可以保持较完好的功能，车辆和乘员安全受到保证，车辆可被低损修复；由于电池系统内不发生热扩散，电池包可以减少高熔点壳体材料(如钢)的使用，实现电池包的轻量化设计；电池包中某一个能量单元11发生热失控时，所释放的能量和高温气体经降温腔30进行缓冲后再排出至外界大气，可以降低能量单元11的热失控风险对外界人员的人身财产安全引发的威胁，提高电池包的热扩散的安全性。

下面通过图5和图6，以能量单元11为软包式封装为例，描述本发明另一示例性实施例的电池系统的具体结构。

如图5和图6所示，在一些实施例中，壳体可以包括至少一个侧板107；壳体内设有与每个侧板107对应的第二通道板109，侧板107与对应的第二通道板109间隔对置，二者间形成降温腔30，侧板107上设有与降温腔30连通的开口31，第二通道板109具有连通其两侧的第二连通通道1091。

每个第二通道板109远离降温腔30一侧对应设有多个叠置的能量单元11，每个能量单元11具有预设的泄压侧1102，各能量单元11的泄压侧1102朝向其对应的第二通道板109。

每个排气通道的一端与一个能量单元11的泄压侧1102进行连接；每个排气通道的另一端通过第二连通通道1091和降温腔30与电池包外的外界大气连接。

在该实施例中，电池包中的每个能量单元11可以是软包式封装的能量单元11，该软包电芯在电池包中可以为平躺布置。

由于软包式封装的能量单元11一般不方便设置泄压阀，故可将软包式封装的能量单元11一侧设为泄压侧1102，而其它侧进行封闭，泄压侧1102用于进行软包式封装的能量单元11的压力排出或所释放的能量物质的排出。

在本发明实施例中，能量单元11的泄压侧1102的封装材料强度低于其他侧的封装材料强度；例如，泄压侧1102的封装材料可以是高温熔融的密封膜，其他侧(非泄压侧1102)，例如极耳电连接处所在侧可以加入热膨胀材料；由于热膨胀材料受热膨胀后充满极耳电连接处空间，可以阻止能量单元11喷发的能量物质通过极耳电连接处的空间，从而能量单元11排出的能量物质可以从泄压侧1102定向喷发，保证软包式封装的能量单元11在失效或热失控的情况下，所释放的物质从泄压侧1102排出；再例如，也可以在极耳电连接处通过灌入耐火胶，也可以避免极耳电连接处喷发带来的能量单元11失效。

在图5中，在能量单元11发生热失控并排出能量物质的过程中，可以通过热隔绝层13与其他能量单元11以及与电池包中的高压部件隔绝，从而避免受到单个能量单元11的热失控对电池包内部其他能量单元和高压部件所产生的热冲击及强电影响。

如图5所示，在一些实施例中，壳体可以包括两个相对设置的侧板107，与侧板107对应的第二通道板109均设于两个侧板107之间。在该实施例中，多个能量单元11被包装为多个电池包，每个电池包中包括大于1个能量单元11。

在一些实施例中，分别与两个第二通道板109对应的能量单元11之间可以通过隔板隔开。在本发明实施例中，第二通道板109可以集成隔板；隔板在提供通道作用的同时还可以提供侧向刚度支撑。示例性地，隔板可以是横梁，在提供通道作用的同时还可以提供侧向刚度，隔板可以是铝制铸件。具体地，隔板的实现方式和材料可以根据实际侧向刚度需要进行设定。

在本发明实施例中，开口31上可以设有开关阀32，单个能量单元11热失控后，内部的高压/高热的喷发物质可以通过泄压侧1102排出，并通过第二通道板109上的第二连通通道1091，进入第二通道板109与侧板107形成的降温腔30内，在该降温腔30内膨胀降温，并通过开关阀32的打开，从设于侧板107上的开口31排出至外界大气。

在该实施例中，开关阀32的控制方式参考前述实施例中的描述，本发明实施例不在赘述。

在本发明实施例的电池系统中，封装在电池包中的能量单元11之间的电连接可以布置在各能量单元11的远离第二通道板109一侧，即在电池系统内部，能量单元11之间的高压部件例如电连接不会受到能量单元热失控所喷发出的导电物质的影响。

在一些实施例中，第二通道板109可以是铸造件制作成型的通道板，以满足车身侧面刚度需求。当单个能量单元11发生热失控，能量物质的排出方向可以是：经泄压侧1102和第二通道板109上所具有的第二连通通道1091排至降温腔30，并由侧板107上设置的开口31排出至外界大气；在该排出方向的其他方向上，能量及热量可以通过电池系统内的热隔绝层的隔热材料来隔绝；以及，其他方向上的少许热冲击可以通过该抗冲击材料进行抵消。

下面通过图7-图10，描述本发明再一个实施例的电池系统的具体结构。如图7所示，在一些实施例中，壳体20包括底板106，底板106上设有与降温腔30连通的开口31；每个能量单元11夹设于两个第三通道板114之间，构成能量组件。

在本发明实施例中，底板106也可以称为是底部护板，电池包中的能量单元可以是软包式封装，该软包式封装的能量单元11在电池包中可以为竖立布置。

在图7-图10中，开口31上设有开关阀32。开关阀32的控制方式如上述实施例中的描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，参照图9和图10，每个能量单元11具有泄压侧1102，能量组件的两个第三通道板114在所夹能量单元11的泄压侧1102一端形成第三连通通道1141；各能量组件叠置，第三连通通道1141朝向底板106，各能量组件与底板106之间构成降温腔30。

每个排气通道的一端与一个能量单元11在该能量单元11的泄压侧1102进行连接；每个排气通道的另一端通过第三连通通道1141和降温腔30与电池包外的外界大气连接。

如图10所示，通过两个第三通道板114夹住能量单元11，可以对能量单元11释放的能量物质起到导流作用，从而可以在能量单元11的泄压侧1102逐渐远离能量单元11的方向上形成第三连通通道1141。

当电池包中的单个能量单元11发生热失控后，所释放出的能量物质将通过泄压测1101和第三连通通道1141，进入降温腔30，再通过在底板106上设置的与外界大气连通的开口31排出至外界大气。在该排出能量物质的过程中，单个能量单元11的热失控所产生的热量可以通过热隔绝层13与其他能量单元11以及与电池包中的高压部件隔绝，从而避免受到单个能量单元11的热失控所产生的热冲击及强电影响。

在一些实施例中，第三通道板114可以是采用抗热冲击材料例如云母板材和/或铝制薄板制作成型的通道板；降温腔30可以是汽车底部的防撞缓冲腔。

在一些实施例中，在从能量单元11的泄压侧1102逐渐远离能量单元11的方向上，泄压通道的尺寸逐渐减小。从而对能量单元11排出的能量物质进行引导，有利于提高能量物质的排出速度。

继续参考图7、图9和图10，在一些实施例中，电池系统的降温部件还包括液冷板113。液冷板113可以根据实际情况设于电池系统中的预定位置。在本发明实施例中，液冷板113指的是内部通入有冷却液的板，冷却液可以在液冷板的内部或外部循环，以用于排出能量单元11产生的热量，避免热积累引起的高温报警和安全事故。

作为一个示例，若能量单元11为硬壳式封装(如上述图3和图4所示)，由于单个能量单元11失效或热失控时，所释放的物质从设于能量单元11上的泄压阀1101位置处喷出，所以在该电池系统中，液冷板113可以设于电池包的至少一侧。

在该示例中，该液冷板113也可以设于电池包的远离第一通道板的位置。例如：当图3和图4所示的第一通道板102与盖板101间形成降温腔30位于电池包顶部，则可以选择采用液冷板113在电池包中各能量单元11的底部的设计；当图3和图4所示中的第一通道板102与盖板101间形成降温腔30位于电池包底部，则可以选择采用液冷板113在电池包中各能量单元11的顶部的设计。

在该示例中，电池包中的高压部件14可以布置在各能量单元11的远离第一通道板102一侧，热隔绝层13位于电池包中各能量单元11之间，或包裹在每个能量单元11外部。

作为另一示例，对于软包式封装的能量单元11，单个能量单元11发生热失控后，内部的高压/高热的喷发物质向电池系统的泄压侧1102喷出(如上述图5所示)，则可以通过侧面水冷的设计，将液冷板113设于电池包侧面的除第二通道板109所在侧之外的至少一侧；其中，各能量单元11之间的高压部件例如电连接等高压回路可以布置在各能量单元11的远离第二通道板109一侧，热隔绝层13位于电池包中各能量单元11之间。

作为另一示例，对于软包式封装的能量单元11，单个能量单元11发生热失控后，内部能量物质例如高压/高热的喷发物质向底部泄压侧1102喷出(如图10所示)，则可以将液冷板113设于电池系统的顶部；当内部的高压/高热的喷发物质向电池系统的顶部泄压侧喷出，则可以将液冷板113设于电池系统的底部。也就是说，在该电池系统中，液冷板113可以布置在电池包中各能量单元11的远离泄压侧1102的位置。

在该示例中，各能量单元11之间的高压部件例如电连接等高压回路可以布置在各能量单元11的远离其泄压侧1102的位置，热隔绝层13可以包裹于每个电池包中各能量单元11外部。

在本发明实施例的电池系统中，电池包中的能量单元11的高压/高热的喷发物质排出过程中，排出的热量可以被热隔绝层13阻挡，电池系统的其他能量单元11、电池系统的能量单元11之间的高压部件、电池系统的水冷系统都可以不受能量单元11排出热量的影响。

参照图7，本发明实施例的电池系统还可以包括多个采样板115。其中，采样板115可以用于采集能量单元11的运行参数值例如电压值、电流值和温度值等。

在一些实施例中，本发明实施例的电池系统还可以包括电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)，BMS可以用于对每个能量单元11的电压信号和电流信号，从而对每个能量单元11的电压信号和电流信号进行监控与控制，以管理能量单元11的充电状态和健康状态，保障电池系统的安全可靠运行。

根据本发明实施例的电池系统，封装在电池包内的每个能量单元在失效或发生热失控的情况下，能量单元内部释放的能量物质，可以及时排出至降温腔，经降温腔进行降温和降压后，通过壳体上设有的与降温腔连通的开口排出至外界大气，从而降低能量单元的热失控风险对外界人员的人身财产安全引发的威胁，提高电池系统中电池包的热扩散的安全性。

并且，在本发明实施例的电池系统中，每个能量单元所释放的能量和高温气体、电解质等都可以通过隔绝层进行热绝缘层隔离，避免无法隔离的热触发其他能量单元的热失控，从而达到隔绝能量单元与邻近能量单元以及与电池系统内其他高压部件的热传导及物质交换，提高电池系统内部的安全和稳定性。

在本发明实施例的电池系统中，由于电池包中的能量单元在发生热失控时所释放的能量物质可以在不进入电池系统内部的情况下通过排气通道排出到外界大气，因此，可以节省传统电池包进行热防护使用的云母等材料；在一些实施例中，由于壳体内的电池包无须承担高能量冲击风险，可实现壳体的更高效轻量化设计，例如可以使用如铝制壳体等低熔点材料。

并且，通过降温腔和隔绝层的设计，使得在电池包中单个能量单元失效或若干个能量单元失效的情况下，电池系统中其他能量单元依旧可以正常工作，从而避免对乘员生命安全的威胁；使用该电池系统的车辆仍可以跑动运转，避免可能的潜在交通事故及公共交通风险；电池包可在降低损耗的情况下被维护，从而降低客户的财产损失。

下面结合图11和图13，描述本发明实施例中基于模组装配模式的电池包的具体结构，图11-图13与图2-图10中相同或等同的组件使用相同的标号。图11示出本发明还一实施例的电池包的分解结构示意图；图12示出图11中电池包的立体图；图13是图11中电池包的剖视图。

在图11-图13中，单个能量单元11可以是电芯模组。电池系统的电池包中可以包括多个电芯模组。

在实际应用场景中，电芯模组可以是硬壳式封装或者软包式封装。例如电芯模组内的电芯可以是方壳体电芯或软包电芯，在本发明实施例中不做具体限定。

参考图11所示，框架103可以在电池包的两侧成对设置，框架103用于将多个能量单元11固定在电池包内；电池包内包括隔板，在电池包内，多个能量单元11之间通过隔板隔开。

在一些实施例中，隔板可以是分隔梁。示例性地，当电池包位于车辆，分隔梁可以是沿车辆行进方向延伸的纵梁，用于提供纵向刚度；或，分隔梁可以是垂直于车辆行进方向的横梁，用于提供横向刚度。在一些应用场景中，分隔梁可以用于满足电池包在振动冲击等工况下的强度要求。

继续参考图11，电池系统中还包括第一通道板102、液冷板113和底板106，底板106上设有与降温腔30连通的开口31，开口31上设有开关阀32。

其中，第一通道板102具有多个连通其两侧的第一连通通道1021，第一通道板102与底板106之间形成降温腔30；多个单个能量单元11中的每个单个能量单元11，通过第一通道板102上的第一连通通道1021连通降温腔30。

在图11中，液冷板113可以设于电池包的远离第一通道板的位置；底板106可以是底部机械缓冲板。

在图13中，电池系统中各单个能量单元11之间的电连接可以布置在能量单元11的远离第一通道板102一侧，从而保证各单个能量单元11之间的例如电连接等高压部件不会受到某个能量单元11热失控所喷发出的导电物质的影响。示例性地，该电连接可以是高压电气连接组件。

根据本发明实施例的电池系统，可以通过液冷板排出电池包产生的热量，避免热积累引起的高温报警和安全事故，而在电池包内的单个能量单元发生失效或热失控的情况下，单个能量单元内部释放的能量和高温气体，还可以通过第一通道板上的连通其两侧的第一连通通道及时排出至降温腔，经降温腔进行降温和降压后，通过壳体上设有的与降温腔连通的开口排出至外界大气，从而降低单个能量单元的热失控风险对外界人员的人身财产安全引发的威胁，提高电池系统中电池包的热扩散的安全性。

应理解，本发明并不局限于以上描述的以及在图11-图13中示出的特定的模块，在一些实施例中，图11-图13中的电池系统还可以包括其中的部分模块，也可以包括更多的其他模块，例如隔绝层和采样板等其他模块。上述描述并不能被解读为限制本方案的范围或实施可能性。本发明实施例中不再赘述。

本发明实施例的还提供一种车辆，包括上述结合图1-图13描述的任一种电池系统。

需要明确的是，本发明并不局限于上文实施例中所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了描述的方便和简洁，这里省略了对已知方法的详细描述，并且上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。