CN108140773A - 电池组和包括电池组的车辆 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施方式的一种电池组的特征在于包括：电池模块，该电池模块包括一个或更多个电池单元；组壳体，该组壳体由金属材料制成并且用于封装所述电池模块；以及灭火液体引导盖，该灭火液体引导盖覆盖所述组壳体的一侧，通过在预定或更高的温度下熔化而形成开口，以便使所述灭火液体进入所述组壳体的内部中，并且该灭火液体引导盖具有噪声屏蔽构件，所述噪声屏蔽构件用于防止电磁噪声进入所述组壳体的内部中。

Description

电池组和包括电池组的车辆
技术领域
本公开涉及电池组和包括电池组的车辆。
本申请要求于2015年12月9日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2015-0175017的优先权，该韩国专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。
背景技术
非常适用于各种产品并且表现出诸如高能量密度等这样的优异电特性的二次电池通常不仅用在便携式装置中，而且用在由电力源驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)中。二次电池作为增强能源效率和环境友好性的新能源而受到关注，因为能够极大地减少对化石燃料的使用并且在能源消耗期间不产生副产品。
目前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单元二次电池单元(即，单元电池单元)的工作电压为约2.5V至4.2V。因此，如果需要更高的输出电压，则可以将多个电池单元串联连接以构成电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，可以将多个电池单元并联连接以构成电池组。因此，可以根据所需要的输出电压或所要求的充电/放电容量来不同地设置包括在电池组中的电池单元的数目。
此外，当将多个电池单元串联或并联连接以构成电池组时，一般首先构造由至少一个电池单元组成的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并且添加其它组件来构成电池组。
常规的电池组通常包括至少一个电池模块和用于封装所述至少一个电池模块的组壳体。这里，组壳体通常由诸如钢这样的金属材料制成，以用于确保刚性并且屏蔽电磁噪声。另外，组外壳的外表面被涂覆有诸如环氧树脂这样的非导电材料，以用于保护外部并且防止腐蚀。
然而，在常规的电池组中，由于用于封装电池模块的组壳体由金属材料制成，因此当由于电池组中的电池模块的火灾或过热而使电池模块被点燃时，从诸如灭火器这样的灭火装置喷射的用于熄灭着火的灭火液体可能不容易地流入组壳体中。
因此，在常规的电池组中，当组壳体中的电池模块处发生火灾或过热时，灭火液体难以顺畅地流入组壳体内部的电池模块，因此，存在诸如由于电池模块的膨胀导致的电池组的爆炸或者安装有电池组的车辆等的连锁爆炸这样的二次损坏的较大风险。
因此，当在电池组处发生火灾或过热时，需要寻找一种使得用于灭火的灭火液体能够顺畅地流入组壳体中的方式。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供电池组和包括该电池组的车辆，当在电池组处发生火灾或过热时，该电池组可以使得用于灭火的灭火液体能够顺畅地流入组壳体中。
技术解决方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池组，该电池组包括：电池模块，该电池模块具有至少一个电池单元；组壳体，该组壳体由金属材料制成并且被配置成封装所述电池模块；以及灭火液体引导盖，该灭火液体引导盖被配置成覆盖所述组壳体的一侧，所述灭火液体引导盖在预定温度以上熔化以形成开口，使得灭火液体被引导到所述组壳体中，所述灭火液体引导盖具有用于防止电磁噪声进入所述组壳体中的噪声屏蔽构件。
所述灭火液体引导盖可以包括盖板，所述盖板被配置成覆盖形成在所述组壳体的一侧的灭火液体引导孔，并且所述盖板可以在所述预定温度以上熔化以形成所述开口，使得所述灭火液体引导孔可以被暴露。
所述噪声屏蔽构件可以被设置在所述盖板的底表面处并且被设置在所述灭火液体引导孔的上侧。
所述噪声屏蔽构件可以由金属材料制成并且接地到所述组壳体。
所述噪声屏蔽构件可以包括：接地部，该接地部被配置成包围所述灭火液体引导孔并且接地到所述组壳体；以及屏蔽栅格，该屏蔽栅格与所述接地部连接并且具有设置在所述灭火液体引导孔的上侧的多个屏蔽孔。
可以在所述接地部处设置有至少一个接地引导件，以促进更容易地接地到所述组壳体。
所述接地引导件可以包括多个片簧，并且所述多个片簧可以沿着所述接地部的周向以预定间隔设置。
所述多个屏蔽孔可以具有蜂窝形状。
所述噪声屏蔽构件可以是导电片。
所述盖板可以由塑料材料制成。
所述灭火液体引导盖可以包括沿着所述盖板的底表面的边缘设置的密封构件。
所述灭火液体引导盖可以包括设置在所述盖板的底表面处的刚性加强肋。
所述灭火液体引导盖可以包括压滤器，所述压滤器安装至所述盖板的上表面，以使得外部空气能够根据所述组壳体中的压力流入或流出。
所述预定温度可以是至少100℃。
另外，本公开提供了一种包括根据以上实施方式的电池组的车辆。
有益效果
根据如上的各个实施方式，能够提供一种可以在电池组处发生火灾或过热时使得用于灭火的灭火液体能够顺畅地流入组壳体中的电池组和包括该电池组的车辆。
附图说明
附图例示了本公开的优选实施方式，并且与上述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是用于例示根据本公开的实施方式的电池组的图。
图2是示出图1的电池组的分解立体图。
图3是示出图2的A部分的放大视图。
图4和图5是示出图2的电池组的灭火液体引导盖的立体图。
图6是示出图5的灭火液体引导盖的噪声屏蔽构件的立体图。
图7是示出根据另一个实施方式的图5的灭火液体引导盖的噪声屏蔽构件的立体图。
图8是用于例示当在图1的电池组处发生火灾或过热时如何将灭火液体引导到电池组中的图。
具体实施方式
通过参照附图详细地描述本公开的实施方式，本公开将变得更显而易见。应该理解的是，本文中公开的实施方式仅是为了更好地理解本公开而例示的，并且本公开可以按各种方式进行修改。另外，为了便于理解本公开，附图不是以实际比例绘制的，而是可以将一些组件的大小夸大。
图1是用于例示根据本公开的实施方式的电池组的图，图2是示出图1的电池组的分解立体图，图3是示出图2的A部分的放大视图，图4和图5是示出图2的电池组的灭火液体引导盖的立体图，图6是示出图5的灭火液体引导盖的噪声屏蔽构件的立体图，图7是示出根据另一个实施方式的图5的灭火液体引导盖的噪声屏蔽构件的立体图。
参照图1至图7，电池组10可以被作为车辆的燃料源被提供到车辆。作为示例，电池组10可以被提供到电动车辆、混合动力车辆、插入式混合动力车辆和能够使用电池组10作为燃料源的各种其它类型的车辆。
另外，除了车辆之外，电池组10还可以被设置在诸如使用电池单元作为二次电池的能量存储系统这样的其它装置、仪器或设施中。
电池组10可以包括电池模块100、组壳体200和灭火液体引导盖300。
电池模块100可以由具有至少一个电池单元的电池单元组件组成。可以根据所要求的输出电压或充电/放电容量来不同地设置电池模块100中的电池单元的数目。
电池单元可以是袋式二次电池，并且可以被设置为多个以便彼此电连接。每个电池单元可以包括电极组件、用于容纳电极组件的电池壳体以及伸出到电池壳体之外并且与电极组件电连接的电极引线。
电极引线可以包括正电极引线和负电极引线，其中，正电极引线可以与电极组件的正电极板连接，并且负电极引线可以与电极组件的负电极板连接。电池单元在本领域中是熟知的，因此这里不进行详细说明。
组壳体200用于封装电池模块100，并且可以由诸如钢这样的金属材料制成，以用于确保刚性并且防止电磁噪声进入组壳体200。另外，组外壳200的外表面被涂覆有诸如环氧树脂这样的非导电材料，以用于保护外部并且防止腐蚀。
组壳体200可以包括下壳体210、上壳体220、灭火液体引导孔250、接地轨270和盖安装部290。
下壳体210可以容纳电池模块100。下壳体210可以由诸如钢这样的金属材料制成，并且其外表面可以被涂覆有诸如环氧树脂这样的非导电材料。
上壳体220可以与下壳体210联接，以封装电池模块100。上壳体220也可以由诸如钢这样的金属材料制成，并且其外表面可以被涂覆有诸如环氧树脂这样的非导电材料。然而，随后说明的形成在上壳体220处的接地轨270没有被涂覆有非导电材料。随后将与接地轨270关联地对此进行详细说明。
灭火液体引导孔250可以形成在组壳体200的一侧，详细地形成在上壳体220处。当灭火液体引导盖300熔化时，灭火液体引导孔250可以被暴露出来，使得灭火液体被引导流入组壳体200中。
接地轨270可以被设置在上壳体220处，以包围灭火液体引导孔250。如上所述，接地轨270没有被涂覆有诸如环氧树脂这样的非导电材料。因此，接地轨270可以仅金属材料制成，而没有被涂覆有非导电材料。
接地轨270可以被接地到稍后说明的噪声屏蔽构件370的接地部371。接地轨270可以接地到接地部371，以将噪声屏蔽构件370连接至整个组壳体200作为单个金属主体，以便使稍后说明的噪声屏蔽构件370的电磁噪声屏蔽效果最大化。
盖安装部290被设置到上壳体220并且可以被设置多个。稍后说明的用于安装灭火液体引导盖300的上壳体220的多个联接构件S可以被设置到多个盖安装部290。这里，多个联接构件S可以被旋入到盖安装部290。这仅是一个示例，多个联接构件S可以按各种其它方式进行安装，这可以使得稍后说明的灭火液体引导盖300能够安装至上壳体220。
灭火液体引导盖300安装至组壳体200的一侧(详细地，上壳体220的一侧)，并且可以覆盖形成在组壳体200一侧的灭火液体引导孔250(详细地，上壳体220的一侧)。
当在电池组10处发生火灾或过热时，灭火液体引导盖300在预定温度以上熔化以形成将灭火液体引导孔250暴露到组壳体200的开口305(参见图8)，使得从诸如灭火器这样的灭火装置50(参见图8)喷射的用于灭火或消除过热的灭火液体55顺畅地流入组壳体200中。预定温度是灭火液体引导盖300的熔化温度，并且可以是例如100℃。灭火液体引导盖300可以被设计成在适当的温度下熔化。
灭火液体引导盖300可以包括盖板310、联接构件穿过孔320、密封构件330、刚性加强肋340、压滤器350，过滤器保护壁360、噪声屏蔽构件370和屏蔽联接构件380。
盖板310形成灭火液体引导盖300的外部，并且可以安装至组壳体200的一侧(详细地，上壳体220)，以覆盖形成在上壳体220处的灭火液体引导孔250。
盖板310可以在上述预定温度以上熔化以形成开口305，使得灭火液体引导孔250被暴露。这里，盖板310可以由容易熔化的塑料材料制成。因此，由于与由金属材料制成的组壳体200不同，盖板310由的塑料材料制成，因此与组壳体200不同，当发生火宅或过热时，盖板310可以被容易熔化。
联接构件穿过孔320用于使得联接构件S能够从中穿过，以便安装至灭火液体引导盖300的上壳体220，并且可以被设置在盖板310的边缘处。联接构件穿过孔320可以被设置为多个，并且可以形成在盖板310的四个边缘处。
密封构件330被设置在盖板310的底表面312处，并且可以将盖板310的上壳体220密封。密封构件330可以沿着盖板310的底表面312的边缘设置，并且由橡胶材料制成。
刚性加强肋340用于加强盖板310的刚性，并且可以形成在盖板310的底表面312处。刚性加强肋340可以包括网格型状肋。刚性加强肋340不限于这种形状，而是可以具有能够加强盖板310的刚性的各种形状。
压滤器350用于控制组壳体200中的压力，并且可以安装至盖板310的上表面314上。压滤器350可以使得外部空气能够根据组壳体200中的压力而流入或流出组壳体200。
过滤器保护壁360用于保护压滤器350免受外部冲击，并且可以被设置在盖板310的上表面314处，以将压滤器350包围。
噪声屏蔽构件370用于防止电磁噪声进入组壳体200中，并且可以由用于屏蔽电磁噪声的金属材料制成并且接地到组壳体200。
借助于噪声屏蔽构件370，在该实施方式中，能够有效地防止电磁噪声进入组壳体200中。详细地，在该实施方式中，借助于噪声屏蔽构件370，如下面的表1中所示，可以发现，本公开的电池组通过了各种EMC测试。特别地，在该实施方式中，可以发现，本公开的电池组还借助于噪声屏蔽构件370通过了下面的电磁波抗扰度测试当中的BCI测试(大电流注入的抗扰度测试)。换句话说，在该实施方式中，与未设置噪声屏蔽构件370的情况相比，借助于噪声屏蔽构件370，可以在包括BCI测试的所有电磁波抗扰度测试中获得一致的结果。
[表1]
在表1中，对于测试1中的辐射场的抗扰度测试是电磁波抗扰度测试之一，并且这是通过天线辐射电磁波以将电磁波施加到测试样本的抗扰度测试。测试2中的对大电流注入的抗扰度测试(BCI测试)是电磁波抗扰度测试之一，并且这是其中供电流流过的注入探针被夹持于测试样本以有意地施加电流的抗扰度测试。测试3中的对音频磁场的抗扰度测试是电磁波抗扰度测试之一，并且这是其中通过使用回路天线向测试样本施加低频磁场的抗扰度测试。测试4中的射频辐射发射的测量测试是电磁波测量测试之一，并且这是以下的一种抗扰度测试：通过天线测量来测量从测试样本辐射的电磁波。测试5中的射频传导发射的测量测试是电磁波测量测试之一，并且这是其中测量从测试样本传导的噪声的抗扰度测试。最后，测试6中的磁场传导发射的测量测试是电磁波测量测试之一，并且这是其中测量从测试样本辐射的磁场的抗扰度测试。如表1中所示，在该实施方式中，能够借助于噪声屏蔽构件370提供满足所有列出的EMC测试的电池组10。
此外，噪声屏蔽构件370可以由熔点低于组壳体200的金属材料制成，以便当在电池组10处发生火灾或过热时相对快速地熔化。
噪声屏蔽构件370可以被设置在盖板310的底表面312处，并且可以被设置在灭火液体引导孔250的上侧，以当被安装至盖板310的上壳体220时覆盖灭火液体引导孔250。
噪声屏蔽构件370可以包括接地部371、屏蔽栅格375和联接构件穿过孔379。
接地部371形成噪声屏蔽构件370的边缘，并且可以被接地到组壳体200。详细地，接地部371可以通过与组壳体200的上壳体220的接地轨270表面接触而接地，并且可以与接地轨270对应地成形。
接地部371可以被接地到接地轨270，以将噪声屏蔽构件370连接至组壳体200作为单个金属主体，因此使噪声屏蔽构件370的电磁噪声屏蔽效果最大化。
接地部371可以包括接地引导件373。
接地引导件373用于促进容易地与组壳体200(详细地，接地轨270)接地，并且可以包括多个片簧373。
多个片簧373可以沿着接地部371的周向以预定间隔设置，并且当接地部371和接地轨270进行面接触时，所述多个片簧373可以按压并弹性地接触接地轨270。
当借助于弹性接触来安装接地部371时，即使由于接地部371的膨胀而产生间隙，多个片簧373也可以与接地轨270接触，因此防止了在接地部371和接地轨270之间出现接地故障。
屏蔽栅格375连接至接地部371，并且可以被设置在灭火液体引导孔250的上侧。屏蔽栅格375能够防止可能从组壳体200的外部穿过由塑料材料制成的盖板310的电磁噪声进入灭火液体引导孔250和接地部371中。
屏蔽栅格375可以包括多个屏蔽孔377，当安装灭火液体引导盖300时，所述多个屏蔽孔377被设置在灭火液体引导孔250的上侧。
多个屏蔽孔377可以将流过熔化的盖板310的灭火液体55(参见图8)等引导至流入灭火液体引导孔250中，即便当电池组10处发生火宅或过热时由金属材料制成的噪声屏蔽构件370没有被熔化。
多个屏蔽孔377可以具有蜂窝形状。不限于此，所述多个屏蔽孔377可以具有诸如三角形形状、矩形形状或圆形形状这样的各种其它形状，只要通过熔化的盖板310引入的灭火液体55能被引导到灭火液体引导孔250中即可。
联接构件穿过孔379用于在噪声屏蔽构件370被安装至盖板310的底表面312并且可以被设置在屏蔽栅格375处时使得稍后说明的屏蔽联接构件380能够穿过联接构件穿过孔379。联接构件穿过孔379可以被设置单个或多个。
屏蔽联接构件380用于将噪声屏蔽构件370安装至盖板310的底表面312，并且可以被设置多个。多个屏蔽联接构件380可以在穿过多个联接构件穿过孔379之后通过旋入等而联接至盖板310的底表面312。
此外，如图7中所示，噪声屏蔽构件390也可以由熔点低的导电片制成。与上述的噪声屏蔽构件370类似，由此导电片制成的噪声屏蔽构件390可以具有供屏蔽联接构件380穿过的多个联接构件穿过孔399。
如果噪声屏蔽构件390由熔点低的导电片制成，则当在电池组10处发生火灾或过热时，噪声屏蔽构件390可以与于盖板310类似地熔化，因此灭火液体引导孔250可以被暴露于组壳体200之外，使得灭火液体55(参见图8)通过灭火液体引导孔250顺畅地流入组壳体200中。
此外，盖板310的底表面312也能够被涂覆有导电涂料，以接地到接地轨270而不是由导电片制成的噪声屏蔽构件390，使得能够将通过灭火液体引导孔250进入组壳体200中的电磁噪声屏蔽。
下文中，将详细地描述当在如上配置的电池组10处发生火灾或过热时将灭火液体引导至电池组10中的处理。
图8是用于例示当在图1的电池组处发生火灾或过热时如何将灭火液体引导到电池组中的图。
参照图8，当在电池组10处发生火灾或过热时，由于封装在组壳体200中的电池模块100过热并且内部压力增大，导致电池组10会膨胀或爆炸。
当发生火灾或过热时，本实施方式的灭火液体引导盖300可以在高温下熔化以形成预定的开口305。预定的开口305可以使得设置在组壳体200处的灭火液体引导孔250能够暴露于外。
因此，当在电池组10处发生火灾或过热时，本实施方式的电池组10可以优先地降低由组壳体200的内部压力增大而导致的电池模块100膨胀和爆炸的风险。
另外，本实施方式的电池组10可以使得从用于抑制电池组10的火灾的诸如灭火器这样的灭火装置50喷射的诸如灭火水这样的灭火液体55能够通过预定的开口305和灭火液体引导孔250直接并顺畅地流入组壳体200。
因此，在该实施方式中，由于灭火液体55可以通过预定的开口305和灭火液体引导孔250直接注入到过热的电池模块100，因此能够更快地抑制火灾等。
因此，在该实施方式中，能够使诸如安装有电池组10的车辆这样的结构由于火灾等而受损最小化，并因此也能够使由此导致的对人类的损害最小化。
虽然已经示出并描述了本公开的实施方式，但是应该理解的是，本公开不限于所描述的具体实施方式，并且本领域的技术人员能够在本公开的范围内进行各种改变和修改，并且不应该独立于本公开的技术思路和观点来理解这些修改。

Claims (15)

1.一种电池组，该电池组包括：
电池模块，该电池模块具有至少一个电池单元；
组壳体，该组壳体由金属材料制成并且被配置成封装所述电池模块；以及
灭火液体引导盖，该灭火液体引导盖被配置成覆盖所述组壳体的一侧，所述灭火液体引导盖在预定温度以上熔化以形成开口，使得灭火液体被引导到所述组壳体中，所述灭火液体引导盖具有用于防止电磁噪声进入所述组壳体中的噪声屏蔽构件。
2.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述灭火液体引导盖包括盖板，所述盖板被配置成覆盖形成在所述组壳体的一侧的灭火液体引导孔，并且所述盖板在所述预定温度以上熔化以形成所述开口，使得所述灭火液体引导孔被暴露。
3.根据权利要求2所述的电池组，
其中，所述噪声屏蔽构件被设置在所述盖板的底表面处并且被设置在所述灭火液体引导孔的上侧。
4.根据权利要求3所述的电池组，
其中，所述噪声屏蔽构件由金属材料制成并且接地到所述组壳体。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述噪声屏蔽构件包括：
接地部，该接地部被配置成包围所述灭火液体引导孔并且接地到所述组壳体；以及
屏蔽栅格，该屏蔽栅格与所述接地部连接并且具有设置在所述灭火液体引导孔的上侧的多个屏蔽孔。
6.根据权利要求5所述的电池组，
其中，在所述接地部处设置有至少一个接地引导件，以促进更容易地接地到所述组壳体。
7.根据权利要求6所述的电池组，
其中，所述接地引导件包括多个片簧，并且
其中，所述多个片簧沿着所述接地部的周向以预定间隔设置。
8.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述多个屏蔽孔具有蜂窝形状。
9.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述噪声屏蔽构件是导电片。
10.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述盖板由塑料材料制成。
11.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述灭火液体引导盖包括沿着所述盖板的底表面的边缘设置的密封构件。
12.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述灭火液体引导盖包括设置在所述盖板的底表面处的刚性加强肋。
13.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述灭火液体引导盖包括压滤器，所述压滤器安装至所述盖板的上表面，以使得外部空气能够根据所述组壳体中的压力流入或流出。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述预定温度是至少100℃。
15.一种车辆，该车辆包括权利要求1中所限定的电池组。
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