CN106450571B - 电池模组和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池模组及用电设备，该电池模组包括箱体、安装于所述箱体内的电池和冷却介质容纳器，所述电池的内部设置所述冷却介质容纳器，和/或所述电池的外表面与所述箱体的内壁之间设置所述冷却介质容纳器。采用该电池模组后，冷却介质容纳器内的冷却介质可以带走电池模组产生的热量，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。

Description

电池模组和用电设备

技术领域

本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池模组及用电设备。

背景技术

电池已经成为日常工作及生活中不可缺少的储能产品，小到电子表，大到电动汽车都需要用电池，可谓是无处不在，无处不发挥其重要的作用。经常有报道手机、移动电源、电动汽车等发生爆炸的新闻，究其原因通常大多都是由于电池过热才会出现这样的问题。

电池的短路、过度充放电、戳刺都会释放大量热量，导致电池过热。电池过热会引发“热失控”的问题，从本质上而言，“热失控”是一个能量正反馈循环的过程：升高的温度会导致系统变热，系统变热也会升高温度，反过来又让系统变得更热，如此循环。电池过热后会缩短电池的寿命、增大电池的内阻、降低电池的效率等，若电池温度持高不下，则会引发爆炸的危险，危害用户的安全。

发明内容

本申请提供了一种电池模组及用电设备，以提高电池模组的安全性。

本申请的第一方面提供了一种电池模组，其包括箱体、安装于所述箱体内的电池和冷却介质容纳器，所述电池的内部设置所述冷却介质容纳器，和/或所述电池的外表面与所述箱体的内壁之间设置所述冷却介质容纳器。

优选地，所述冷却介质容纳器上具有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口与所述冷却介质出口连通。

优选地，所述冷却介质入口为冷却气入口，所述冷却介质出口为冷却气出口，所述电池模组还包括泄气阀，所述冷却介质容纳器和/或所述箱体上设置所述泄气阀，所述泄气阀与所述冷却气出口相连通。

优选地，所述泄气阀设置于所述箱体上，所述电池模组还包括排气通道，所述排气通道连通于所述冷却气出口与所述泄气阀之间。

优选地，还包括进气阀，所述冷却介质容纳器和/或所述箱体上设置所述进气阀，所述进气阀与所述冷却气入口相连通。

优选地，所述进气阀设置于所述冷却介质容纳器上，所述电池模组还包括气源和补气通道，所述补气通道连通于所述气源和所述进气阀之间。

优选地，所述电池设置为多个，所述冷却介质容纳器设置于相邻的两个所述电池之间。

优选地，所述电池包括壳体，所述壳体与所述冷却介质容纳器均为六面体，并且两者的其中一个表面互相贴合。

优选地，所述冷却介质容纳器用于容纳受热后物理性质会发生变化的冷却介质。

本申请的第二方面提供了一种用电设备，其包括上述任一项所述的电池模组。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

采用上述电池模组后，冷却介质容纳器内的冷却介质可以带走电池模组产生的热量，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种电池模组的局部结构示意图

图3为图2所示电池模组的部分结构示意图；

图4为图3所示电池模组中，电池与冷却介质容纳器的配合示意图；

图5为图4所示结构的俯视图；

图6为本申请实施例提供的又一种电池模组中，电池与冷却介质容纳器的配合示意图；

图7为本申请实施例提供的再一种电池模组中，电池与冷却介质容纳器的配合示意图。

附图标记：

10-箱体；

11-电池；

12-冷却介质容纳器；

13-泄气阀；

14-排气通道；

15-进气阀；

16-气源；

17-补气通道。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-7所示，本申请实施例提供了一种电池模组，其可以包括箱体10、安装于箱体10内的电池11和冷却介质容纳器12，电池11的内部设置冷却介质容纳器12，如图6所示，或者电池11的外表面与箱体10的内壁之间设置冷却介质容纳器12，或者电池11的内部和电池11的外表面与箱体10的内壁之间均设置冷却介质容纳器12。当电池11的外表面与箱体10的内壁之间设置冷却介质容纳器12时，具体还可以分为两种情况：一种如图1-5所示，此时冷却介质容纳器12整体位于电池11的外表面与箱体10的内壁之间，也就是说，冷却介质容纳器12位于电池11的外部，同时位于箱体10的内部，该冷却介质容纳器12可以处于电池11的外表面与箱体10的内壁之间，也可以处于相邻的两个电池11之间；另一种如图7所示，此时电池11位于冷却介质容纳器12的内部，使得冷却介质容纳器12的壁位于电池11的外表面与箱体10的内壁之间。采用后者时，冷却介质容纳器12的形状可以灵活选择，可以是规则形状(例如六边面)或不规则形状，冷却介质容纳器12与电池11的接触部位也可以灵活选择，例如两者的侧面相接触等方案。另外，此种情况下，冷却介质容纳器12与电池11之间可以留出用于容纳冷却介质的空间。

电池11可以是但不仅限于锂系电池、镍系电池、铅酸电池等，电池11的数量可以是一个或多个，当电池11设置为多个时，各电池11之间可以采用串联或并联的连接方式。

冷却介质容纳器12中存有冷却介质，该冷却介质可以是液体、气体或者固体，当冷却介质采用固体时，具体可以是粉状介质，并且冷却介质最好是无毒、无味、具有绝缘性的介质。为了更快速地带走热量，抑制电池出现的过热正反馈，最佳的选择是通过冷却介质的物质形态发生改变来带走热量，如液变气或者固变液。冷却介质的物质形态发生改变的时候可以吸收大量的热量，从而起到抑制温度升高的效果。此处可以优选低沸点液体(例如酒精，乙醚等)。

冷却介质容纳器12可以紧贴在电池11的壳体的内壁，也可以紧贴电池11的外表面。具体地，冷却介质容纳器12可以紧贴在电池的侧面、顶部、底部极柱处或者其他位置。另外，冷却介质容纳器12可以是密封的容器，其可以承受一定的压力，并且可以采用具有较好的导热性的金属材料或其他易燃或非易燃材料制成，优选为非易燃材料，其表面可以是绝缘的，也可以具有导电性。

对于冷却介质容纳器12的数量，可以是一个或者多个，具体的数量可以依据电池11的数量、散热要求等因素确定。

本申请实施例提供的电池模组处于工作状态时，随着电池模组的工作时间不断延长，电池模组产生的热量随之增加。而冷却介质容纳器12中的冷却介质则可以带走电池模组产生的热量，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。

前述的冷却介质吸热后通常会发生膨胀，因此为了防止冷却介质容纳器12因内压过高而出现破损，同时更彻底地带走电池模组产生的热量，可以在冷却介质容纳器12上开设冷却介质出口。当冷却介质容纳器12中出现膨胀时，冷却介质可以通过冷却介质出口流出冷却介质容纳器12，进一步流出电池模组的箱体10，以此防止冷却介质容纳器12内的压力过高，并降低电池模组的温度。

为了提升冷却效果，还可以在冷却介质容纳器12上开设冷却介质入口，该冷却介质入口与上述冷却介质出口连通。通过该冷却介质入口可以向冷却介质容纳器12中加入冷却介质，以此在冷却介质容纳器12内形成冷却循坏。如此设置后，冷却介质容纳器12中可以始终存在温度较低的冷却介质，以此较大程度且较长时间地吸收电池模组中的热量。

前文中提到，冷却介质可以采用多种形式，优选地，本申请实施例中的冷却介质可以是冷却气，该冷却气具体可以是空气。对应地，上述冷却介质入口为冷却气入口，冷却介质出口为冷却气出口。进一步地，电池模组还可以包括泄气阀13，此泄气阀13可以设置在冷却介质容纳器12上，例如冷却介质容纳器12的顶部或底部上，如图2-5所示。另一种结构中，泄气阀13也可以设置在箱体10上，例如设置在箱体10的外表面或者内表面上，如图1所示。又或者，可以在冷却介质容纳器12和箱体10上均设置泄气阀13。这几种实施方式中，泄气阀13均与冷却介质容纳器12上的冷却气出口相连通，其可以在冷却介质容纳器12内的压力达到一定程度时打开，继而将冷却介质容纳器12的内压维持在比较稳定的范围内。例如，冷却介质选用低沸点液体，液体置于冷却介质容纳器12内，当温度升高时，冷却介质的物质形态改变，冷却介质容纳器12内气压升高，压力达到一定程度时打开泄气阀13，进而将物质形态发生改变的冷却介质排出，带走热量。另外，此种设置方式还可以保证冷却介质在冷却介质容纳器12中保存较长的时间，以此提高冷却效果，并防止冷却介质的浪费。

具体实施例中，当泄气阀13设置在箱体10上时，电池模组还可以包括排气通道14，该排气通道14连通于冷却气出口与泄气阀13之间。此时，泄气阀13可以通过密封胶等密封结构与箱体10密封连接，或者泄气阀13也可以与箱体10一体成型。设置排气通道14之后，泄气阀13不需要设置多个，以保证各个冷却气出口单独连接对应的泄气阀13。故，此方案可以减少泄气阀13的数量，同时简化冷却气出口与泄气阀13之间的连通管路，使得整个电池模组的结构更加简单，加工成本更低。

为了更好地控制冷却介质容纳器12的进气，还可以设置进气阀15，冷却介质容纳器12上设置进气阀15，例如在冷却介质容纳器12的外表面或内表面上设置进气阀15；或者在箱体10上设置进气阀15，例如在箱体10的外表面或者内表面上；或者冷却介质容纳器12和箱体10上均设置进气阀15。此进气阀15与冷却介质容纳器12上的冷却气入口相连通，进气阀15可以在冷却介质容纳器12内的压力达到一定程度时打开，继而将冷却介质容纳器12的内压维持在比较稳定的范围内。

优选地，进气阀15可以设置于冷却介质容纳器12上，电池模组还包括气源16和补气通道17，该补气通道17连通于气源16和进气阀15之间。气源16可以通过补给冷却介质的方式实现电池11的多次散热，其向冷却介质容纳器12中补给冷却介质的方式可以是利用压力差实现，或者外部推进等输送方式。此种结构通过数量较少(甚至可以为一个)的气源16和补气通道17就可以对多个冷却介质容纳器12补气，使得电池模组的结构更加简单，加工成本更低。

通常，为了提高电池模组的容量，可以将电池11设置为多个，而冷却介质容纳器12则可以设置于相邻的两个电池11之间。为了提高个电池11的散热效果，可以在每相邻的两个电池11之间都设置冷却介质容纳器12，以此提升各电池11与冷却介质容纳器12之间的散热面积，以取得前述的技术效果。进一步地，电池11通常包括壳体，该壳体与冷却介质容纳器12均可以采用六面体，并且两者的其中一个表面互相贴合，使得电池11与冷却介质容纳器12之间的接触面积更大。

另外，电池11还包括极柱，极柱通常设置于电池11的单侧。当泄气阀13设置于冷却介质容纳器12上时，泄气阀13可以与极柱设置于整个电池模组的同一侧，以此更充分地利用电池模组的内部空间。

上述各实施例通过冷却介质对电池11进行冷却，防止电池11出现过热的问题。为了对电池11的状态进行更加精确的控制，可以通过改进冷却介质类型对电池11的冷却提供参考。可选地，冷却介质容纳器12中可以容纳受热后物理性质将发生变化的冷却介质。例如，冷却介质可以是随着温度的升高会出现颜色变化的介质，或者是受热膨胀后从冷却介质容纳器12排出，并与空气接触进而出现颜色变化的介质。据此，可根据冷却介质的物理性质是否发生变化来判断电池11是否出现过热，进而更准确地控制电池模组的工作状态。例如，可以采用其他设备或者装置检测冷却介质的物理性质是否发生变化，并在发生变化时发出相关的预警信号，该预警信号可以反馈给驾驶员或附近人员，驾驶员或者附近人员可及时作出处理或者逃离，以保证人身安全。

基于上述结构，本申请实施例还提供一种用电设备，该用电设备可以是电动汽车，其包括上述任一实施例所描述的电池模组。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池模组，其特征在于，包括箱体、安装于所述箱体内的电池和冷却介质容纳器，所述电池的内部设置所述冷却介质容纳器，所述冷却介质容纳器用于容纳受热后物理性质会发生变化的冷却介质，所述冷却介质是随着温度的升高会出现颜色变化的介质，或者是受热膨胀后从所述冷却介质容纳器排出，并与空气接触进而出现颜色变化的介质。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却介质容纳器上具有冷却介质入口和冷却介质出口，所述冷却介质入口与所述冷却介质出口连通。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述冷却介质入口为冷却气入口，所述冷却介质出口为冷却气出口，所述电池模组还包括泄气阀，所述冷却介质容纳器和/或所述箱体上设置所述泄气阀，所述泄气阀与所述冷却气出口相连通。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述泄气阀设置于所述箱体上，所述电池模组还包括排气通道，所述排气通道连通于所述冷却气出口与所述泄气阀之间。

5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，还包括进气阀，所述冷却介质容纳器和/或所述箱体上设置所述进气阀，所述进气阀与所述冷却气入口相连通。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述进气阀设置于所述冷却介质容纳器上，所述电池模组还包括气源和补气通道，所述补气通道连通于所述气源和所述进气阀之间。

7.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的电池模组。