CN108682756A - 电池模组侧板以及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池模组侧板，包括侧板主体，以及设置在侧板主体的一个侧面上的集流板，还包括：覆盖在集流板远离侧板主体的一侧、并与侧板主体可拆卸连接的盖板；盖板包括绝缘材质的基板以及固设于基板的保险丝，保险丝设有与外部设备电性连接的引线端；保险丝用于当任意一个电池单体发生热失控时，能够被该电池单体产生的热量熔断。本发明能够及时发现电池单体热失控，最大限度地减少热失控带来的负面影响。本发明还公开了一种采用上述侧板的电池模组。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电池模组侧板以及电池模组。
背景技术
近年来，为应对汽车工业迅猛发展带来的环境污染、石油资源集聚消耗等影响，各国都在积极开展研究新能源汽车研究，然而新能源汽车的安全问题不能忽视，特别是新能源汽车的动力来源——电池模组的安全更是重中之重。
目前整车厂较多采用的电池单体的正极材料为铁锂材料或三元材料，二者相较而言，三元材料的电池单体能量密度高于铁锂材料，但从安全性角度三元材料则较差。因此，当下整车厂在采用高能量密度的三元材料电池单体的同时，需要特别关注三元电池的安全问题。
电池模组通常是由大量电池单体成组而成，而三元材料的电池单体的热失控是众所周知的技术控制难点，电池单体发生热失控时有可能会瞬间爆喷出高温气体或异物，并存在很大几率对其他单体或者模组造成影响，引发连锁反应，对整车安全性构成威胁，但目前尚未有行之有效的监控热失控的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有热失控监控功能的电池模组侧板以及电池模组，通过电池自身结构及时发现热失控，并能够减少热失控带来的负面影响。
本发明采用的技术方案如下：
一种电池模组侧板，包括侧板主体，以及设置在所述侧板主体的一个侧面上的集流板，还包括：覆盖在所述集流板远离所述侧板主体的一侧、并与所述侧板主体可拆卸连接的盖板；
所述盖板包括绝缘材质的基板以及固设于所述基板的保险丝，所述保险丝设有与外部设备电性连接的引线端；
所述保险丝用于当任意一个电池单体发生热失控时，能够被该电池单体产生的热量熔断。
可选地，所述保险丝内嵌于所述基板；或者，
所述基板的数量为两片，所述保险丝夹设在两片相粘合的所述基板之间。
可选地，所述侧板主体设有多个用于与电池单体的电极端配合的第一通孔；
在每个所述第一通孔的边沿处、且朝向所述集流板的一侧，均设有环状凸出部。
可选地，所述集流板设有与所述第一通孔的位置相对应的第二通孔，在所述第二通孔处固设有可熔断装置。
可选地，所述可熔断装置为呈盘旋结构的金属片；
所述金属片的一端与所述第二通孔的边沿固接，所述金属片的另一端位于所述第二通孔的中心，所述金属片的盘旋部位于所述金属片的两端之间，且所述盘旋部的宽度尺寸比所述金属片的两端的宽度尺寸小。
可选地，在所述集流板靠近所述盖板的侧面上固设有绝缘材质的第一衬板，在所述集流板靠近所述侧板主体的侧面上固设有绝缘材质的第二衬板；
所述第一衬板设有与所述第一通孔的位置相对应的第三通孔，所述第二衬板设有与所述第一通孔的位置相对应的第四通孔。
可选地，所述第三通孔的孔径小于所述环状凸出部的孔径，所述第四通孔的孔径大于所述环状凸出部的孔径。
可选地，所述集流板的表面设有绝缘涂层。
一种电池模组，包括由多个电池单体层叠构成的模组主体，还包括上述电池模组侧板；
所述电池模组侧板的数量为两个，分别设于所述模组主体的两侧、且靠近所述电池单体的电极端。
可选地，还包括：高分子材质的支撑架，所述支撑架位于相邻两层电池单体之间，且卡接在电池单体的高度方向的中间位置。
本发明设计了一种具有监控功能的侧板，从而能够及时发现电池单体热失控，最大限度地减少热失控带来的负面影响；并且通过对侧板主体和集流板的改进，使热失控防护能力得到进一步提升，确保不会引发连锁反应，降低对整车系统的安全威胁。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的电池模组侧板的实施例的示意图；
图2为本发明提供的盖板的实施例的示意图；
图3为图1实施例去除盖板后的示意图；
图4为本发明提供的侧板主体的实施例的示意图；
图5为本发明提供的集流板的实施例的示意图；
图6为本发明提供的可熔断装置的实施例的示意图；
图7为本发明提供的第一衬板(第二衬板)的实施例的示意图；
图8为本发明提供的电池模组的实施例的示意图；
图9为图8实施例去除一侧的电池模组侧板的俯视图。
附图标记说明：
A电池模组侧板 100侧板主体 200集流板 1盖板 11基板
12保险丝 121引线端 101第一通孔 102环状凸出部
201第二通孔 202可熔断装置 3金属片 31盘旋部 4第一衬板
5第二衬板 401第三通孔 501第四通孔 500电池单体
510支撑架
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供了一种电池模组侧板A的实施例，参考图1至图3所示，该电池模组侧板A包括侧板主体100，以及设置在所述侧板主体100的一个侧面上的集流板200，该集流板200对电池单体起到先并后串的电连接作用，属于现有技术不予赘述，本系统还包括了覆盖在所述集流板200远离所述侧板主体100的一侧、并且与侧板主体100可拆卸连接的盖板1；如图2所示，盖板1具体可以包括绝缘材质的基板11以及固设于所述基板11的保险丝12，所述保险丝12还设有与外部设备(未示出)电性连接的引线端121，其中，保险丝12的作用是当任意一个电池单体(图1～图3未示出)发生热失控时，能够被该电池单体产生的热量熔断。
在实际操作中，保险丝的材料可以是锡丝或铝丝等，基板11可以选用云母材料或环氧树脂材料，该材料可以耐1000℃左右的高温而不变形；再者，保险丝12的固设方式可以采用内嵌在基板11上相应的沟槽内，或者，选用两片基板11构成盖板1，而保险丝12则可以夹设在两片相粘合的基板11之间；关于保险丝12的走向，可以具体结合电池模组中单体电池的排列方式，较佳的走向设计可以使保险丝12与各电池单体的电极端(正极和负极)相对应；当任意一个电池单体发生热失控时，其爆喷所产生的热量会将其电极附近的保险丝12熔断，进而导致保险丝12的内阻发生变化，外部设备(例如电池管理系统等)，能够根据保险丝12的内阻变化及时识别到热失控的发生，继而可以借由整车控制单元发送相应处理指令。
在前述实施例的基础上，本发明考虑到进一步提升对于热失控的防护能力，分别提供了如下具体的实施参考。
关于侧板主体100，在图4所示的实施例中，侧板主体100包括了了多个用于与电池单体的电极端配合的第一通孔101，在每个所述第一通孔101的边沿处、并且朝向前述集流板200的一侧，均设有环状凸出部102。本领域技术人员可以理解的是，图中示出的圆形第一通孔101及圆环形的环状凸出部102仅为一种示例参考，实际形状并不限于圆形一种，可根据电池单体的外型进行匹配；此外，在实际操作中，该环状凸出部102的内径可以比电池单体的直径略小，这样，当电池单体发生热失控时该环状凸出部102具备收拢和导向的作用，能够确保定向爆喷并形成防火墙，还可以起到防止二次短路的作用，这里所述定向爆喷即能够使电池单体热失控瞬间爆喷出的气体或异物等顺着环状凸出部102的轴向喷出，而不会使爆喷出的高温气体或异物等喷溅到周边的电池单体上，从而起到了隔热和防火墙的作用，由于有效防止了电池单体喷出的异物搭接在周围的电池单体上，进而也能实现对于二次短路的防护。
关于集流板200，在图5所示的实施例中，该集流板200包括有与前述第一通孔101的位置相对应的第二通孔201，并且在第二通孔201处固设有可熔断装置202。需要指出的是，图5为集流板的局部示意，其他部分与此相同，后文不再赘述。其中，可熔断装置202的作用是防止电池模组发生外短路，当可熔断装置202由于高温熔断后，该位置的电池单体不与其他电池单体导通，防止短路扩散；在实际操作中，针对可熔断装置202可以通过多种结构实现，图6实施例中示出了图5的局部，如图6所示前述可熔断装置202为呈盘旋结构的金属片3(此处为方便说明，以标记3指代标记202)，其中，金属片3的一端与第二通孔201的边沿固接，金属片3的另一端则旋至第二通孔201的中心处，位于金属片3的两端之间的部分为盘旋部31，为了在金属片3与电池单体接触可靠以及与集流板200连接牢固的前提下能够实现有效熔断，所述盘旋部31的尺寸，具体而言可以是宽度，比金属片3的两端的宽度较小，这样当发生外短路后金属片3的较窄处(盘旋部31)即会有效熔断。
在本发明的另一个实施例中，考虑到当电池单体发生热失控时产生的高温气体或异物等容易将电池模组的侧板主体100等塑料件融化，支撑结构失效而且可能导致集流板200与其他部件或设备发生电气事故，因此提出可以在集流板200的两侧面设置能够起到绝缘防护作用的衬板，而且衬板的结构可以和集流板200的结构完全相同；具体而言，结合图7所示，在所述集流板200靠近所述盖板1的侧面上固设有绝缘材质的第一衬板4，在所述集流板200靠近所述侧板主体100的侧面上固设有绝缘材质的第二衬板5，并且第一衬板4设有与前述第一通孔101的位置相对应的第三通孔401，所述第二衬板5设有与前述第一通孔101的位置相对应的第四通孔501。需说明由于两个衬板相同，因此均以图7表示，而且参考图6，同样在图7中仅示出了部分衬板；而材质则优选云母等具有良好电气绝缘以及一定刚性强度的材质。
此外，基于上述衬板的实施例，还可以结合前文所述，考虑使第三通孔401的孔径小于前述环状凸出部102的孔径，而第四通孔501的孔径大于前述环状凸出部102的孔径，即靠近电池单体的第四通孔501的尺寸大于远离电池单体的第三通孔401，目的同样是借由收拢的结构效应，能够起到定向爆喷、防火墙以及二次短路防护的作用。
最后需说明的是，为了更进一步地防止电池单体热失控时喷出的异物搭在周围的电池单体上导致二次短路，本发明提出对于上述各实施例中提及的集流板200，还可以采取对其表面涂设绝缘涂层，例如静电喷涂耐1000℃高温的绝缘漆，从而有效提升绝缘防护的效果。
基于上述实施例及其优选方案，本发明还提供了一种电池模组，如图8和图9所示，该电池模组包括了由多个电池单体500层叠构成的模组主体，这里所述层叠结构是指图中示出的成列(或排)且相互间隔的放置形式，不包含堆叠之义，当然实际操作中也不限于图中交错的层叠结构，还可以是一一对应的相邻排列方式；此外该电池模组中还包括了上述提及的电池模组侧板A，如图中所示，在本实施例中电池模组侧板A的数量为两个，且分别设于模组主体的两侧，需说明的是，该两侧是指靠近电池单体500的电极端的两侧，本领域技术人员可以理解一个侧板盖在电池单体500的正极一端，另一个侧板则盖在电池单体500的负极一端。
为了使热失控的影响进一步降低，本发明还在图8电池模组实施例中设置了起到龙骨架作用的高分子材质的支撑架510，其中高分子材质足以耐受热失控时的高温，具体如图9所示，该支撑架510位于相邻两层电池单体500之间，并且可以卡接在电池单体500的高度方向的中间位置。这里需要说明的是，图9实施例中在两层电池单体500之间还包括了盘曲设置的液冷扁管，因而支撑架510在图中的具体位置是设计在非液冷扁管侧的两层电池单体500之间且数量为多个，但本发明并不限于此，无论电池模组是否包含液冷扁管，支撑架510的数量是多个还是一个，其作用均是起到对相邻两层电池单体500固定支撑和相互绝缘的作用，因为当电池单体500发生热失控而产生高温时，在电池模组其他塑料件熔化后，该支撑架510不会发生自身熔化而导致电池单体500之间相互触碰，因此确保了在高温下对电池单体500仍能起到固定支撑的作用。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池模组侧板，包括侧板主体，以及设置在所述侧板主体的一个侧面上的集流板，其特征在于，还包括：覆盖在所述集流板远离所述侧板主体的一侧、并与所述侧板主体可拆卸连接的盖板；
所述盖板包括绝缘材质的基板以及固设于所述基板的保险丝，所述保险丝设有与外部设备电性连接的引线端；
所述保险丝用于当任意一个电池单体发生热失控时，能够被该电池单体产生的热量熔断。
2.根据权利要求1所述的电池模组侧板，其特征在于，所述保险丝内嵌于所述基板；或者，
所述基板的数量为两片，所述保险丝夹设在两片相粘合的所述基板之间。
3.根据权利要求1所述的电池模组侧板，其特征在于，所述侧板主体设有多个用于与电池单体的电极端配合的第一通孔；
在每个所述第一通孔的边沿处、且朝向所述集流板的一侧，均设有环状凸出部。
4.根据权利要求3所述的电池模组侧板，其特征在于，所述集流板设有与所述第一通孔的位置相对应的第二通孔，在所述第二通孔处固设有可熔断装置。
5.根据权利要求4所述的电池模组侧板，其特征在于，所述可熔断装置为呈盘旋结构的金属片；
所述金属片的一端与所述第二通孔的边沿固接，所述金属片的另一端位于所述第二通孔的中心，所述金属片的盘旋部位于所述金属片的两端之间，且所述盘旋部的宽度尺寸比所述金属片的两端的宽度尺寸小。
6.根据权利要求3所述的电池模组侧板，其特征在于，在所述集流板靠近所述盖板的侧面上固设有绝缘材质的第一衬板，在所述集流板靠近所述侧板主体的侧面上固设有绝缘材质的第二衬板；
所述第一衬板设有与所述第一通孔的位置相对应的第三通孔，所述第二衬板设有与所述第一通孔的位置相对应的第四通孔。
7.根据权利要求6所述的电池模组侧板，其特征在于，所述第三通孔的孔径小于所述环状凸出部的孔径，所述第四通孔的孔径大于所述环状凸出部的孔径。
8.根据权利要求1～7任一项所述的电池模组侧板，其特征在于，所述集流板的表面设有绝缘涂层。
9.一种电池模组，包括由多个电池单体层叠构成的模组主体，其特征在于，还包括权利要求1～8任一项所述的电池模组侧板；
所述电池模组侧板的数量为两个，分别设于所述模组主体的两侧、且靠近所述电池单体的电极端。
10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，还包括：高分子材质的支撑架，所述支撑架位于相邻两层电池单体之间，且卡接在电池单体的高度方向的中间位置。
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