CN106784511B - 半密封电源系统及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半密封电源系统及汽车。半密封电源系统包括半密封电池装置，半密封电池装置包括：电池模组及半密封元件。电池模组包括用于固定所述电池模组的模组支架，相邻电池模组通过模组支架进行连接，相邻电池模组之间的模组支架形成用于进行电池模组内外气体交换的气孔，半密封元件与模组支架固定连接，半密封元件覆盖在气孔表面上，半密封元件可相对于气孔发生形变运动，以使气孔开启或密闭。由此，当电池模组内部产生高压时，可通过气孔将高压气体排出，防止电池模组爆炸；当进行风冷热管理操作时，可将气孔密闭，不会扰乱风冷气体的流场，避免对风冷效果造成影响。

Description

半密封电源系统及汽车
技术领域
本发明涉及电池热管理技术领域，具体而言，涉及一种半密封电源系统及汽车。
背景技术
当电池模组内部产生高压时，需要通过安全透气孔将高压迅速排出，从而防止电池模组爆炸。但从热管理方面考虑，电池模组内部必须要形成一个完整密封的风道，才能达到热管理效果，而安全透气孔的存在，打破了风道的完整性，使热管理无法达到预期设计的效果。于是会出现安全透气孔不能少，但热管理需要密封而不能设置安全透气孔的矛盾问题。
发明内容
为了克服现有技术中的上述矛盾问题，本发明提供一种半密封电源系统及汽车，其既能在电池模组内产生高压气体时，通过气孔将高压气体排出，又能在进行风冷热管理操作时，将气孔密闭，不会对风冷效果造成影响。
本发明较佳实施例提供一种半密封电源系统，所述系统包括半密封电池装置，所述半密封电池装置包括：电池模组及半密封元件；
所述电池模组包括用于固定所述电池模组的模组支架；
相邻所述电池模组通过所述模组支架进行连接；
相邻所述电池模组之间的模组支架形成用于进行电池模组内外气体交换的气孔；
所述半密封元件与所述模组支架固定连接，所述半密封元件覆盖在所述气孔表面上，所述半密封元件可相对于所述气孔发生形变运动，以使所述气孔开启或密闭。
在本发明较佳实施例中，所述半密封元件为长条状结构，所述半密封元件沿所述电池模组的延伸方向铺设在所述相邻电池模组之间的所述模组支架上，所述半密封元件沿所述电池模组的延伸方向的两端固定在所述模组支架上，以使所述半密封元件将所述相邻电池模组之间的所述模组支架上的气孔覆盖。
在本发明较佳实施例中，所述系统还包括用于对所述半密封电池装置的电池模组进行风冷的风冷装置，所述风冷装置与所述半密封电池装置通过管道进行连接。
在本发明较佳实施例中，所述风冷装置包括：进风管、出风管及换热器；
所述换热器通过所述进风管向所述电池模组通入气体，所述进风管的一端与半密封电池装置连接，所述进风管的另一端与所述换热器连接；
所述出风管与所述半密封电池装置连接，所述半密封电池装置通过所述出风管将气体排出。
在本发明较佳实施例中，所述半密封元件为易发生形变的弹性结构，当所述风冷装置对所述电池模组进行风冷时，所述气孔内部形成负压，所述半密封元件向所述气孔内部凹陷变形，以将所述气孔密封闭合。
在本发明较佳实施例中，当所述电池模组内部形成高压时，所述气孔内的高压气体将所述半密封元件顶起，所述气孔与所述半密封元件之间产生间隙，以开启所述气孔，将所述高压气体排出。
在本发明较佳实施例中，所述半密封元件包括橡胶皮、硅胶皮、橡胶片或硅胶片。
在本发明较佳实施例中，所述半密封元件的阻燃等级包括：HB、V2、V1或V0。
在本发明较佳实施例中，多个所述电池模组相互平行设置，每个所述电池模组对应配置两个用于固定所述电池模组的模组支架，相邻两个所述电池模组之间通过所述模组支架进行连接。
本发明较佳实施例还提供一种汽车，所述汽车包括发动机及上述中任意一项所述的半密封电源系统，所述半密封电源系统与所述发动机电性连接。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
所述半密封电源系统包括半密封电池装置，所述半密封电池装置包括：电池模组及半密封元件。所述电池模组包括用于固定所述电池模组的模组支架，相邻所述电池模组通过所述模组支架进行连接，相邻所述电池模组之间的模组支架形成用于进行电池模组内外气体交换的气孔。所述半密封元件与所述模组支架固定连接，所述半密封元件覆盖在所述气孔表面上，所述半密封元件可相对于所述气孔发生形变运动，以使所述气孔开启或密闭。由此，当电池模组内部产生高压时，可通过气孔将高压气体排出，防止电池模组爆炸；当进行风冷热管理操作时，可将气孔密闭，不会扰乱风冷气体的流场，避免对风冷效果造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明较佳实施例提供的半密封电池装置的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例提供的图1所示的模组支架的结构示意图。
图3为本发明较佳实施例提供的相邻两个模组支架连接的结构示意图。
图4为本发明较佳实施例提供的图1所示的半密封元件的结构示意图之一。
图5为本发明较佳实施例提供的图1所示的半密封元件的结构示意图之二。
图6为本发明较佳实施例提供的半密封电源系统的结构示意图。
图7为现有技术中风冷热管理状态的空气流动示意图。
图8为本发明较佳实施例提供的风冷热管理状态的空气流动示意图。
图9为本发明较佳实施例提供的半密封元件处于风冷热管理状态的示意图。
图10为本发明较佳实施例提供的半密封元件处于安全防爆状态的示意图。
图标：10-半密封电源系统；100-半密封电池装置；110-电池模组；120-模组支架；130-半密封元件；140-气孔；200-风冷装置；210-进风管；220-出风管；230-换热器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
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定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，图1为本发明较佳实施例提供的半密封电池装置100的结构示意图。所述半密封电池装置100包括：电池模组110及半密封元件130。
在本实施例中，所述电池模组110包括用于固定所述电池模组110的模组支架120，相邻所述电池模组110通过所述模组支架120进行连接。多个所述电池模组110相互平行设置，每个所述电池模组110对应配置两个用于固定所述电池模组110的模组支架120。
请参阅图2及图3，图2为本发明较佳实施例提供的图1所示的模组支架120的结构示意图，图3为本发明较佳实施例提供的相邻两个模组支架120连接的结构示意图。
在本实施例中，相邻两个所述电池模组110之间通过所述模组支架120进行连接。相邻所述电池模组110之间的模组支架120相互连接以形成用于进行电池模组110内外气体交换的气孔140。
在本实施例中，所述半密封元件130与所述模组支架120固定连接，所述半密封元件130覆盖在所述气孔140表面上，所述半密封元件130可相对于所述气孔140发生形变运动，以使所述气孔140开启或密闭。
请参阅图4及图5，图4为本发明较佳实施例提供的图1所示的半密封元件130的结构示意图之一，图5为本发明较佳实施例提供的图1所示的半密封元件130的结构示意图之二。
在本实施例中，所述半密封元件130为长条状结构，所述半密封元件130沿所述电池模组110的延伸方向铺设在所述相邻电池模组110之间的所述模组支架120上，所述半密封元件130沿所述电池模组110的延伸方向的两端固定在所述模组支架120上，以使所述半密封元件130将所述相邻电池模组110之间的所述模组支架120上的气孔140覆盖。
在本实施例中，所述半密封元件130不完全固定于所述模组支架120上，只需将所述半密封元件130的两端固定，所述半密封元件130的其余部分铺设于所述模组支架120上覆盖所述气孔140。
在本实施例中，所述半密封元件130两端固定的方式可以是，但不限于，借助所述模组支架120两端结构上已有的铆钉对所述半密封元件130进行固定，借助所述模组支架120两端上的凸起结构，在所述半密封元件130两端开设通孔，以使所述凸起穿过所述通孔，将所述半密封元件130固定于所述模组支架120两端。
在本实施例中，所述半密封元件130可以是，但不限于，橡胶皮、硅胶皮、橡胶片或硅胶片等具有弹性及韧性的耐高温材料制成的组件。
在本实施例中，所述半密封元件130的阻燃等级包括：HB、V2、V1或V0。阻燃等级是物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质，阻燃等级由HB、V2、V1向V0逐级递增。
其中，HB是UL94标准中最低的阻燃等级。要求对于3到13毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭。
V2是对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭，可以有燃烧物掉下。
V1是对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭，不能有燃烧物掉下。
V0是对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭，不能有燃烧物掉下。
在本实施例中，优选采用阻燃等级为V0的橡胶皮。橡胶皮在受到外部压力时易发生变形，由于橡胶皮具有较好的弹性和韧性，不会被轻易撕裂，并且在外力消失后会自动恢复到自然状态。从安全角度考虑，选用阻燃等级为V0的橡胶皮可具有更好的安全性能。
请参阅图6，图6为本发明较佳实施例提供的半密封电源系统10的结构示意图。所述半密封电源系统10还包括用于对所述半密封电池装置100的电池模组110进行风冷的风冷装置200，所述风冷装置200与所述半密封电池装置100通过管道进行连接。
在本实施例中，所述风冷装置200包括：进风管210、出风管220及换热器230。所述换热器230通过所述进风管210向所述电池模组110通入气体，所述进风管210的一端与半密封电池装置100连接，所述进风管210的另一端与所述换热器230连接。所述出风管220与所述半密封电池装置100连接，所述半密封电池装置100通过所述出风管220将气体排出。
在本实施例中，所述换热器230包括：用于对气体进行加热的加热器及用于对气体进行制冷的制冷器。所述换热器230可根据实际需求向所述电池模组110通入经过加热的气体或经过制冷的气体。
从安全方面考虑，气孔140对于电池模组110是必不可少的结构部件，当电池模组110内部的电芯发生爆破或其他原因导致电池模组110内部产生高压时，需要通过气孔140将高压迅速排出，从而防止电池模组110爆炸。但从热管理方面考虑，电池模组110内部必须要形成一个完整密封的风道，才能达到热管理效果，而气孔140的存在，打破了风道的完整性，使热管理效果无法达到预期设计的效果。由此出现了安全气孔140不能少，但风冷热管理又不能有气孔140的矛盾问题。
请参阅图7，图7为现有技术中风冷热管理状态的空气流动示意图。由于气孔140的存在，空气会通过所述半密封电池装置100上部的气孔140进入到电池模组110中，会扰乱风冷气体的流场，对风冷效果产生影响。
请参阅图8，图8为本发明较佳实施例提供的风冷热管理状态的空气流动示意图。在本实施例中，通过增设半密封元件130，解决了上述气孔140设置的矛盾问题。在对半密封电池装置100进行风冷时，所述半密封元件130可将气孔140密封，使电池模组110内部形成一个完整密封的风道，不会对风冷效果产生影响。
下面将对所述半密封元件130如何解决上述气孔140设置的矛盾问题进行介绍。
请参阅图9，图9为本发明较佳实施例提供的半密封元件130处于风冷热管理状态的示意图。
在本实施例中，所述半密封元件130为易发生形变的弹性结构，例如，橡胶皮、硅胶皮等。当所述风冷装置200对所述电池模组110进行风冷时，由于所述电池模组110内部风道的气体流动使所述气孔140内部形成负压，外部压强大于所述电池模组110内部压强，所述半密封元件130向所述气孔140内部凹陷变形，以将所述气孔140密封闭合，外部压强越大，密封越严实，效果越好。由此，使电池模组110内部形成一个完整密封的风道，不会影响风冷效果。
请参阅图10，图10为本发明较佳实施例提供的半密封元件130处于安全防爆状态的示意图。
在本实施例中，当所述电池模组110内部的电芯爆喷或由于其他原因导致所述电池模组110内部产生高压气体时，由于半密封元件130易变形、韧性好的特点，所述气孔140内的高压气体将所述半密封元件130顶起，所述气孔140与所述半密封元件130之间产生间隙，以开启所述气孔140，释放出所述高压气体，从而防止电池模组110爆炸。
本发明较佳实施例还提供一种汽车，所述汽车包括上述的半密封电源系统10。
综上所述，本发明提供一种半密封电源系统及汽车。半密封电源系统包括半密封电池装置，半密封电池装置包括：电池模组及半密封元件。电池模组包括用于固定所述电池模组的模组支架，相邻电池模组通过模组支架进行连接，相邻电池模组之间的模组支架形成用于进行电池模组内外气体交换的气孔，半密封元件与模组支架固定连接，半密封元件覆盖在气孔表面上，半密封元件可相对于气孔发生形变运动，以使气孔开启或密闭。
由此，当电池模组内部产生高压时，可通过气孔将高压气体排出，防止电池模组爆炸；当进行风冷热管理操作时，可将气孔密闭，不会扰乱风冷气体的流场，避免对风冷效果造成影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半密封电源系统，其特征在于，所述系统包括半密封电池装置，所述半密封电池装置包括：电池模组及半密封元件；
所述电池模组包括用于固定所述电池模组的模组支架；
相邻所述电池模组通过所述模组支架进行连接；
相邻所述电池模组之间的模组支架形成用于进行电池模组内外气体交换的气孔；
所述半密封元件与所述模组支架固定连接，所述半密封元件覆盖在所述气孔表面上，所述半密封元件可相对于所述气孔发生形变运动，以使所述气孔开启或密闭；
所述半密封元件为长条状结构，所述半密封元件沿所述电池模组的延伸方向铺设在相邻所述电池模组之间的所述模组支架上，所述半密封元件沿所述电池模组的延伸方向的两端固定在所述模组支架上，以使所述半密封元件将相邻所述电池模组之间的所述模组支架上的气孔覆盖；
所述半密封元件为易发生形变的弹性结构，当风冷装置对所述电池模组进行风冷时，所述气孔内部形成负压，所述半密封元件向所述气孔内部凹陷变形，以将所述气孔密封闭合；
当所述电池模组内部形成高压时，所述气孔内的高压气体将所述半密封元件顶起，所述气孔与所述半密封元件之间产生间隙，以开启所述气孔，将所述高压气体排出。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对所述半密封电池装置的电池模组进行风冷的风冷装置，所述风冷装置与所述半密封电池装置通过管道进行连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述风冷装置包括：进风管、出风管及换热器；
所述换热器通过所述进风管向所述电池模组通入气体，所述进风管的一端与半密封电池装置连接，所述进风管的另一端与所述换热器连接；
所述出风管与所述半密封电池装置连接，所述半密封电池装置通过所述出风管将气体排出。
4.根据权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述半密封元件包括橡胶皮、硅胶皮、橡胶片或硅胶片。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述半密封元件的阻燃等级包括：HB、V2、V1或V0。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个所述电池模组相互平行设置，每个所述电池模组对应配置两个用于固定所述电池模组的模组支架，相邻两个所述电池模组之间通过所述模组支架进行连接。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1-6中任意一项所述的半密封电源系统。
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