CN102468463B - 电池模块 - Google Patents

Abstract

一种电池模块，包括：多个可再充电电池，每个可再充电电池都具有能在阈限压力下打开的排气构件；壳体，容纳所述多个可再充电电池并具有排气孔；以及覆盖所述排气孔的阀构件，其中用于打开所述阀构件的压力低于所述阈限压力。

Description

电池模块

技术领域

所描述的技术总体上涉及一种电池模块。

背景技术

不同于不可再充电的一次电池，可再充电电池为可放电且可再充电的电池。低容量可再充电电池被用于诸如便携式电话、笔记本电脑和可携式摄像机的小型便携式电子设备，高容量电池被广泛地用作用于驱动混合动力汽车等的马达的电源。

近来，已开发了使用高能量密度非水电解液的高输出可再充电电池，且该高输出可再充电电池通过串联连接多个可再充电电池而被形成为高容量可再充电电池，从而它们能够用于驱动需要大量动力的装置，例如电动汽车的马达。

此外，一个高容量可再充电电池一般由串联连接的多个可再充电电池组成，并且可再充电电池可被形成为圆柱形形状、棱柱形形状，等等。

可再充电电池具有排气部，当内部压力增加到阈限量时，该排气部打开，以防止该可再充电电池由于该可再充电电池的内部压力增加而爆炸。

从可再充电电池排出的气体能够被排出到外部。如果可再充电电池的内部气体没有被排出到外部，则可再充电电池可能爆炸或着火。为了快速排出可再充电电池的内部气体，构成电池模块的壳体内部的压力应该足够低。然而，当可再充电电池位于密封壳体中时，由于壳体的内部压力可能不够低而不能快速排出气体，所以可再充电电池会爆炸。

具体而言，在一个可再充电电池的排气部打开之后，因为壳体的内部压力增加，因此即使另一个可再充电电池的排气部打开，气体仍不能被快速排出，所以可再充电电池会爆炸。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于加强对所描述的技术的背景的理解，因此，上述信息可能包含不构成在此国对于本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

所描述的技术已致力于提供一种具有改进的安全性的电池模块。

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种电池模块，其包括：多个可再充电电池，每个可再充电电池都具有能在阈限压力下打开的排气构件；壳体，容纳所述多个可再充电电池并具有排气孔；以及覆盖所述排气孔的阀构件，其中用于打开所述阀构件的压力低于所述阈限压力。

在一个实施例中，用于打开所述阀构件的所述压力在用于打开所述排气构件的所述阈限压力的约60％与约90％之间。另外，所述盖可具有引导肋，用于提供供从所述多个可再充电电池排出的气体能够流动通过的通道。

在一个实施例中，所述电池模块还可以包括：保护构件，具有在所述多个可再充电电池的所述排气构件上面的开口；以及排气突出部，在所述主体与所述盖之间围绕每个所述开口的周界延伸。进一步，在一个实施例中，所述阀构件具有朝向所述阀构件的中心突出的弯曲内端面，其中所述弯曲内端面接触它本身。所述阀构件可包括旋转轴，该旋转轴的中心被定位为在重力方向上高于所述阀构件的侧质量中心，从而所述阀构件被偏置到关闭位置。在一个实施例中，所述阀构件为渐缩的。进一步，支撑台阶部可被定位为邻近所述排气孔，以在所述阀构件处于关闭位置时接触所述阀构件的下部。

根据本发明的示例性实施例，因为所述阀构件被提供在所述壳体上，所以可以容易地排出所述壳体内产生的气体，并且因为用于打开所述壳体的所述阀构件的压力被设定为低于用于打开可再充电电池的所述排气构件的压力，所以可以快速排出所述可再充电电池中产生的气体。

附图说明

图1为例示出根据本发明的第一示例性实施例的电池模块的透视图。

图2为沿图1中的线II-II截取的剖视图。

图3为例示出根据本发明的第二示例性实施例的电池模块的局部分解透视图。

图4为例示出根据本发明的第二示例性实施例的壳体的盖的透视图。

图5为图3的电池模块的竖剖视图。

图6为例示出根据本发明的第三示例性实施例的壳体和阀构件的截切透视图。

图7A和图7B分别为例示出图6的阀构件处于关闭和打开的状态的剖视图。

图8为例示出根据本发明的第四示例性实施例的电池模块的透视图。

图9为例示出图8的电池模块的壳体的截切透视图。

图10为根据本发明的第四示例性实施例的沿图8中的线X-X截取的剖视图。

具体实施方式

在下文中将参照附图对本发明进行更充分的描述，本发明的示例性实施例显示在附图中。本领域技术人员会意识到，所描述的实施例可以以各种不同的方式被修改，都不会背离本发明的精神或范围。在说明书和附图中，相似的附图标记指示相似的元件。

图1为例示出根据本发明的第一示例性实施例的电池模块的透视图，图2为沿图1中的线II-II截取的剖视图。

参见图1和图2，根据本发明的第一示例性实施例的电池模块101包括多个可再充电电池20、容纳可再充电电池20的壳体12以及覆盖壳体12的排气孔125(图2)的阀构件30。

因为多个可再充电电池20被提供在壳体12中，所以可再充电电池20为棱柱形锂离子可再充电电池的情况将作为示例进行描述。然而，本发明不限于此，而是可应用于各种形式的电池，例如，锂聚合物电池或圆柱形电池。

可再充电电池20包括正电极端子21、负电极端子22和在阈限压力下被打开以排出气体的排气构件27。当可再充电电池的内部压力增加时，排气构件27在阈限压力下被打开，以提供用于将可再充电电池20的内部气体排出到外部的通道。

多个可再充电电池20通过汇流条25串联连接并被安装在壳体12内。

在一个实施例中，壳体12具有大致长方体形状，并包括具有内部空间的主体121和与主体121的开口结合(或被联接到主体121)的盖123。壳体12具有密封结构，可再充电电池20通过冷却壳体12而被冷却。

在一个实施例中，排气孔125被形成在盖123中并具有大致椭圆形平面形状。阀构件30被提供用于覆盖排气孔125，并被形成为具有槽口31的板形式以在阈限压力下被打开。

用于打开阀构件30的压力被设定为低于用于打开排气构件27的压力。当可再充电电池20的内部压力增加以致打开排气构件27时，快速排出气体是重要的，因为否则可再充电电池20可能爆炸。这样，当可再充电电池20的内部压力增加到阈限压力时，排气构件27打开以降低壳体12中的压力。

因此，壳体12的内部压力应该低于用于打开排气构件27的压力，阀构件30应该在壳体12的内部压力达到用于打开排气构件27的压力之前被打开，以便减小壳体12的内部压力。如果壳体12的内部压力等于用于打开排气构件27的压力，那么即使排气构件27被打开，气体仍不能被排出。

用于打开阀构件30的压力可被设定为对应于用于打开排气构件27的压力的约60％与约90％之间的水平。如果用于打开阀构件30的压力高于用于打开排气构件27的压力的约90％，那么可再充电电池20的内部气体可能不能被快速排出，如果用于打开阀构件30的压力小于用于打开排气构件27的压力的约60％，那么阀构件30可能太容易通过冲击或压力变化而被打开，由此壳体12可能不能被完全密封。

因为壳体12的内部空间大于可再充电电池20的内部空间，所以即使当气体从一个可再充电电池20被排出时，壳体12的内部压力仍不会容易地增加到用于打开阀构件30的压力。因此，根据本发明的第一示例性实施例，壳体12在适当的压力下被打开，由此可以保持壳体12的密封并在排气构件27被打开时快速排出可再充电电池20的内部气体。因此，电池模块101的安全性被提高。

图3为例示出根据本发明的第二示例性实施例的电池模块的分解透视图，图4为当从下方观看根据本发明的第二示例性实施例的盖时的透视图，图5为图3的电池模块的竖剖视图。

参见图3、图4和图5，根据本发明的第二示例性实施例的电池模块102包括多个可再充电电池20、容纳该可再充电电池20的壳体14以及覆盖壳体14的排气孔的阀构件40。

多个可再充电电池20被提供在壳体14中，并且壳体14包括具有内部空间的主体141和与主体141的开口结合的盖143。所述壳体具有密封结构，并且可再充电电池20通过冷却壳体而被冷却。

保护构件50被提供在主体141和盖143之间，并且保护构件50被提供在可再充电电池20上面。保护构件50包括支撑板54和突出部52，支撑板54被形成为板的形状，突出部52被形成为在支撑板54上突出且围绕汇流条25的周界。

支撑板54具有大致矩形板形状，并且保护构件50与主体141的开口结合，以被固定到主体141。供端子21和22插入其中的端子孔56被形成在支撑板54中且在突出部52之内。

开口58被形成在支撑板54中，并且开口58位于可再充电电池20的排气构件27上面。排气突出部51被形成在开口58周围，并且排气突出部51沿开口58的周界形成。因此，当排气构件27被打开时，可再充电电池20的内部气体能够通过开口58和排气突出部51的引导而被快速排出。

两个引导肋146被形成在盖143上以沿可再充电电池被堆叠的方向延伸，并被形成在排气突出部51的外侧，从而排气突出部51沿宽度方向位于引导肋146之间。

当排气构件27被打开以排出气体时，例如电解液的物质与黑烟一起被排出，并且如果从可再充电电池20排出的物质污染端子21和22或汇流条25，那么可能发生短路。然而，如果排气突出部51和引导肋146如在第二示例性实施例中那样形成，那么因为从可再充电电池20排出的物质通过排气突出部51向上移动并通过引导肋146被基本上防止横向扩散，所以可以防止端子21和22或汇流条25变得被污染。而且，因为突出部52围绕汇流条25以及端子21和22，所以可以更可靠地防止端子21和22以及汇流条25变得被外来物污染。

排气孔145被形成在盖143中，并具有大致椭圆形平面形状。阀构件40被提供为覆盖排气孔145，并被形成为具有槽口的板的形状。

用于打开阀构件40的压力被设定为低于用于打开排气构件27的压力。

图6为例示出根据本发明的第三示例性实施例的壳体和阀构件的截切透视图，图7A为例示出根据本发明的第三示例性实施例的阀构件处于关闭的状态的剖视图，图7B为例示出根据本发明的第三示例性实施例的阀构件处于打开的状态的剖视图。

除了盖和阀构件的结构以外，根据本发明的第三示例性实施例的电池模块具有与根据本发明的第一示例性实施例的电池模块相同的结构，由此相同结构的重复描述被省略。

如图6和图7A中所示，排气孔165被形成在壳体的盖163中，阀突出部166被形成在排气孔165的周界处。阀突出部166被形成为沿排气孔的周界延伸，并且阀构件60被插入排气孔165中以覆盖排气孔165。阀构件60具有包括中心孔的管的形状，并具有弯曲内端面63。弯曲内端面63向内突出(即，朝向阀构件60的中心突出)，从而该弯曲内端面的表面接触它本身，因此密封阀构件60的中心孔。阀构件60被提供在阀突出部166以内以被向内挤压，并由此当壳体的内部压力低时，弯曲内端面63接触它本身，由此可靠地密封壳体。

阀构件60包括弹性材料。因为阀构件60用弹性材料形成，所以当壳体的内部压力增加时，弯曲内端面63如图7B中所示被分离并打开，因此，壳体的内部气体能够被排出到外部。

图8为例示出根据本发明的第四示例性实施例的电池模块的透视图，图9为例示出根据本发明的第四示例性实施例的电池模块的壳体的截切透视图，图10为根据本发明的第四示例性实施例的沿图8中的线X-X截取的剖视图。

参见图8、图9和图10，除了壳体18和阀构件80的结构以外，根据本发明的第四示例性实施例的电池模块103具有与根据本发明的第一示例性实施例的电池模块相同的结构，由此相同结构的重复描述被省略。

根据本发明的第四示例性实施例的电池模块103的壳体18包括主体181和与主体181结合的盖183，其中，排气孔185被形成在主体181中，阀构件80被安装在排气孔185内以覆盖排气孔185。当电池模块103被安装在车辆中时，排气孔185被形成在主体181的面向与车辆的主运动方向相反的方向的端面中。

支撑台阶部186被形成在排气孔185的下端以支撑阀构件80的下部。也就是，支撑台阶部186被定位为邻近排气孔185，以在阀构件80处于关闭位置时接触阀构件80的下部。阀构件80被形成为大致三棱柱形状并具有倾斜端面81，该倾斜端面81被形成为倾斜的，从而横截面面积朝向下端增大。在一个示例中，阀构件80为渐缩的。支撑端面86被形成在阀构件80的上端以可靠地密封排气孔185。

旋转轴83与阀构件80连接以能够相对于主体181旋转。如图10中所示，阀构件80的旋转轴的中心OR位于阀构件80的侧部质量中心OG的上半部中，并被定位为距离支撑台阶部186比距离侧质量中心OG远。因此，当壳体18的内部压力低时，阀构件80的下部由于阀构件80的重量而与支撑台阶部186接触，因此密封排气孔185，即，阀构件通过重力被偏置到关闭状态。

然而，如果壳体18的内部压力增加，那么阀构件80旋转以致打开排气孔185。因此，可以容易地将壳体18的内部气体排出到外部。

虽然已经结合目前被认为是实践的示例性实施例描述了本公开内容，但是将理解本发明不限于所公开的实施例，而是，相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。

附图标记的说明

101、102、103：电池模块         12、14、18：壳体

121、141、181：主体             123、143、163、183：盖

125、145、165、185：排气孔      146：引导肋

166：阀突出部                   186：支撑台阶部

20：可再充电电池                21：正电极端子

22：负电极端子                  25：汇流条

27：排气构件                    30、40、60、80：阀构件

31：槽口                        50：保护构件

51：排气突出部                  52：突出部

54：支撑板                      56：端子孔

58：开口                        63：弯曲内端面

81：倾斜端面                    83：旋转轴

86：支撑端面

Claims (12)

1.一种电池模块，包括：

多个可再充电电池，每个可再充电电池都具有能在阈限压力下打开的排气构件；

壳体，容纳所述多个可再充电电池并具有排气孔；以及

覆盖所述排气孔的阀构件，其中用于打开所述阀构件的压力低于所述阈限压力，

其中所述壳体包括容纳所述多个可再充电电池的主体和被联接到所述主体的盖，

所述电池模块进一步包括：

保护构件，具有在所述多个可再充电电池的所述排气构件上面的开口；以及

排气突出部，在所述主体与所述盖之间围绕每个所述开口的周界延伸。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中用于打开所述阀构件的所述压力在用于打开所述排气构件的所述阈限压力的60％与90％之间。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述阀构件被提供在所述盖上。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中所述盖具有引导肋，用于提供供从所述多个可再充电电池排出的气体能够流动通过的通道。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述阀构件在所述主体上。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述阀构件具有朝向所述阀构件的中心突出的弯曲内端面，其中所述弯曲内端面接触它本身。

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述阀构件包括弹性材料。

8.根据权利要求7所述的电池模块，进一步包括沿所述排气孔的周界延伸的阀突出部，其中所述阀构件在所述阀突出部之内。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述阀构件能旋转。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述阀构件包括旋转轴，该旋转轴的中心被定位为在重力方向上高于所述阀构件的侧质量中心，从而所述阀构件被偏置到关闭位置。

11.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述阀构件为渐缩的。

12.根据权利要求9所述的电池模块，其中支撑台阶部被定位为邻近所述排气孔，以在所述阀构件处于关闭位置时接触所述阀构件的下部。