CN109616592A - 一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，包括：并联电池组；正极汇流排，与并联电池组的正极连接，用于汇集电流；负极汇流排，与并联电池组的负极连接，用于汇集电流；电池模块外壳，密封包围在并联保护电池组外部，与并联保护电池组之间充有保护气体；电气接口，位于电池模块外壳上，电气接口的内部与正极汇流排和负极汇流排分别连接，外部与其他电气设备连接；泄压阀，位于电池模块外壳上。与现有技术相比，本发明在不增加系统结构重量的情况下将电池与空气隔绝，以阻燃的方式降低热失控的危害，有利于提高新能源汽车电池系统的比能量与安全性；有利于标准化生产，可以根据需求扩展为所需电池包。

Description

一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块
技术领域
本发明涉及一种电池基本模块，尤其是涉及一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块。
背景技术
节能与减排已是世界潮流。新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等。当前新能源汽车动力电池的发展趋势是高能量密度，这对车载蓄电池包的安全性、可靠性有非常高的要求。近几年电动汽车动力电池出现的热自燃、起火爆炸现象使得电池热失控备受关注。
锂离子电池热失控主要经历SEI膜分解；负极-电解液反应；隔膜熔化过程；正极分解反应；电解质溶液分解反应；负极与粘接剂反应；电解液燃烧等过程。在这个过程中会发生剧烈的化学反应，释放出大量的热量与气体，最终电池破裂，在空气中剧烈燃烧，造成热失控，产生巨大的危害。已有研究表明电池燃烧所释放的能量是其储存电量的十倍以上。
热失控诱发以后，单体释放的热量会向周边扩散，可能会波及周边电池引起其余电池的热失控。这个链式反应的过程叫热失控的扩展，将会造成很大的危害。在串联电池组中，电池的热失控的扩展主要靠热传播来引起，但是对于并联电池组来说，一旦有电池发生内短路，其他电池将会对其剧烈放电，引起很大的危害。已有研究表明了热失控扩展的危害，而并联模组的热失控将会导致更严重的后果，恰巧，对于绝大多数电动汽车，并联模组是其电池包基本组成单元。因此对热失控的防治尤其是阻断/减缓并联电池组热失控的扩展具有重要应用价值。
目前，针对电池组热失控的防治常用的办法有加大电池之间的间距、电池之间填充隔热材料的方法来阻隔热的传播以降低热失控的危害，但是这些方法并不能阻止电池燃烧。针对阻隔空气，有人提出了将电池浸泡于油液中的方法，但是这种方法会极大的增大电池包的结构重量，与增大电池系统能量密度的趋势相悖。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，包括：
并联电池组；
正极汇流排，与并联电池组的正极连接，用于汇集电流；
负极汇流排，与并联电池组的负极连接，用于汇集电流；
电池模块外壳，密封包围在并联保护电池组外部，与并联保护电池组之间充有保护气体；
电气接口，位于电池模块外壳上，电气接口的内部与正极汇流排和负极汇流排分别连接，外部与其他电气设备连接；
泄压阀，位于电池模块外壳上，当电池模块外壳内部压力大于设计阈值时开放泄压，防止电池模块外壳过压爆炸。
所述的并联电池组由多节电池单体并联而成。
所述的电池单体为圆柱、软包或方块电池。
所述的电池模块外壳为高压密封外壳。
所述的保护气为氮气、二氧化碳或稀有气体。
所述的电气接口为密封接口。
所述的电气接口扩充有传感器接口。
所述的传感器接口包括温度传感器接口和电压传感器接口。
所述的基本模块为电池包的基本组成单元，根据容量、电压、功率对基本模块串联或并联组成所需电池包。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)电池模块外壳密封包围在并联保护电池组外部，与并联保护电池组之间充有保护气体，在不增加系统结构重量的情况下将电池与空气隔绝，以阻燃的方式来降低热失控的危害，有利于提高新能源汽车电池系统的比能量与安全性。
(2)以充保护气并联小模组为基本单元设计，有利于标准化生产，可根据需求扩展为电池包。
(3)电气接口扩充有传感器接口，可对电池模块内部的温度、压力等物理参数进行监测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图标记：
1为并联电池组；2为正极汇流排；3为负极汇流排；4为电池模块外壳；5 为电气接口；6为泄压阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块计，包括：
并联电池组1，由多节电池(B1，B2…Bn)并联而成，其正极与正极汇流排2 相连，负极与负极汇流排3相连。
正极汇流排2，连接并联电池组1正极与电气接口5。
负极汇流排3，连接并联电池组1负极与电气接口5。
电池模块外壳4，其具有高压气密性，主要作用是保护电池组与密封保护气体。
电气接口5，位于电池模块外壳4上，内部连接汇流排以及传感器通讯单元，外部与其他电气设备连接。
泄压阀位于6电池模块外壳4上，其主要作用是在电池模块内部压力大于设计阈值时开放泄压，防止电池模块外壳4过压爆炸。
在本实施例中保护气是氮气。
实施例2
如图1所示，一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，包括：
并联电池组1，由多节电池并联而成，其正极与正极汇流排2相连，负极与负极汇流排3相连。
正极汇流排2，连接并联电池组1正极与电气接口5。
负极汇流排3，连接并联电池组1负极与电气接口5。
电池模块外壳4，其具有高压气密性，主要作用是保护电池组与密封保护气体。
电气接口5，位于电池模块外壳4上，内部连接汇流排以及传感器通讯单元，外部与其他电气设备连接。
泄压阀位于6电池模块外壳4上，其主要作用是在电池模块内部压力大于设计阈值时开放泄压，防止电池模块外壳4过压爆炸。
在本实施例中保护气是氩气。
实施例3
如图1所示，一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，包括：
并联电池组1，由多节电池并联而成，其正极与正极汇流排2相连，负极与负极汇流排3相连。
正极汇流排2，连接并联电池组1正极与电气接口5。
负极汇流排3，连接并联电池组1负极与电气接口5。
电池模块外壳4，其具有高压气密性，主要作用是保护电池组与密封保护气体。
电气接口5，位于电池模块外壳4上，内部连接汇流排以及传感器通讯单元，外部与其他电气设备连接。
泄压阀位于6电池模块外壳4上，其主要作用是在电池模块内部压力大于设计阈值时开放泄压，防止电池模块外壳4过压爆炸。
在本实施例中保护气为氦气。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，包括：
并联电池组(1)；
正极汇流排(2)，与并联电池组(1)的正极连接，用于汇集电流；
负极汇流排(3)，与并联电池组(1)的负极连接，用于汇集电流；
电池模块外壳(4)，密封包围在并联保护电池组(1)外部，与并联保护电池组(1)之间充有保护气体；
电气接口(5)，位于电池模块外壳(4)上，电气接口(5)的内部与正极汇流排(2)和负极汇流排(3)分别连接，外部与其他电气设备连接；
泄压阀(6)，位于电池模块外壳(4)上，当电池模块外壳(4)内部压力大于设计阈值时开放泄压，防止电池模块外壳(4)过压爆炸。
2.根据权利要求1所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的并联电池组(1)由多节电池单体并联而成。
3.根据权利要求2所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的电池单体为圆柱、软包或方块电池。
4.根据权利要求1所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的电池模块外壳(4)为高压密封外壳。
5.根据权利要求1所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的保护气为氮气、二氧化碳或稀有气体。
6.根据权利要求1所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的电气接口(5)为密封接口。
7.根据权利要求1所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的电气接口(5)扩充有传感器接口。
8.根据权利要求7所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的传感器接口包括温度传感器接口和电压传感器接口。
9.根据权利要求1所述的一种适用于新能源汽车的充保护气并联电池基本模块，其特征在于，所述的基本模块为电池包的基本组成单元，根据容量、电压、功率对基本模块串联或并联组成所需电池包。
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