CN110165104A - 高密度电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高密度电池组。该电池组包括多个单元块，每个单元块包括多个电池单元。该电池组还包括充气室，该充气室被配置为响应于单独的单元块中的电池单元中的热事件而将该单元块中的每个流体地耦接到电池组的外部。在一些实施方案中，单元块中的至少一个被配置为经由单元块通气孔流体地耦接到充气结构。

Description

高密度电池组

本申请是国际申请日为2017年7月28日、于2019年3月21日进入中 国国家阶段、中国国家申请号为201780058219.9、发明名称为“高密度电池 组”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开总体涉及电池结构，并且更具体地涉及电池组。

背景技术

电池单元在电池组内的紧密放置增加了电池组的总体能量密度，但可影 响电池组在滥用条件下的行为。

发明内容

在一些实施方案中，电池组包括多个单元块，每个单元块包括多个电池 单元。电池组还包括充气结构，该充气结构被配置为响应于在单独的单元块 中的电池单元中的热事件而将单元块中的每个流体地耦接到电池组的外部。 在一些情况下，单元块中的至少一个被配置为经由单元块通气孔流体地耦接 到充气结构。在进一步的情况下，单元块通气孔包括回流防止机构，该回流 防止机构被配置为阻碍排放物质从充气结构进入单元块，并且允许物质从单 元块内排放到充气结构中。

在一些变型中，充气结构包括耦接在一起的多个充气室。在这些变型中， 电池组包括第一电池模块和第二电池模块。第一电池模块包括多个单元块， 该多个单元被配置为流体地耦接到第一充气室，并且第二电池模块包括第二 多个单元块，该第二多个单元块被配置为流体地耦接到第二充气室。在某些 情况下，侧向构件设置在第一电池模块和第二电池模块之间。侧向构件可包 括内部导管，该内部导管从该侧向构件的第一端部上的第一端口延伸至该侧 向构件的第二端部上的第二端口。

在一些实施方案中，电池结构包括容纳多个电池单元的电池组外壳。电 池单元中的一个或多个具有电池单元通气孔，该电池单元通气孔被成形为在 热失控期间引导从电池单元向外排放。例如，电池单元通气孔可位于电池单 元与电池单元的端子相对的侧面上。

在一些实施方案中，电池单元通气孔可与一个或多个电池组通气孔流体 地耦接。电池组通气孔有利于将物质从一个或多个电池单元排放到电池组外 壳的外部。在一些实施方案中，电池组外壳被构造为使得电池单元通气孔与 一个或多个电池组通气孔对准。在一些示例中，电池组包括将一个电池组通 气孔流体地耦接到一个电池单元通气孔的导管。在一些示例中，该电池组包 括歧管，该歧管将电池组通气孔流体地耦接到两个或更多个电池单元通气 孔。在一些变型中，组通气孔被流体地耦接到一个单元通气孔，并且与其具 有界面。密封件沿该界面设置。在一些变型中，该电池组包括集成的通气孔， 该通气孔具有第一部分和第二部分。该第一部分包括一个单元通气孔，并且 该第二部分包括一个组通气孔。

在其他变型中，板结构与电池组结构耦接以形成充气室。板结构包括至 少一个导流件和至少一个封闭构件。至少一个导流件和至少一个封闭构件在 热失控事件期间操作以有利于使从单元通气孔朝向充气通气孔释放的蒸气 流向外部周围环境并阻碍从单元通气孔朝向充气通气孔排放的电池材料流 动。

附图说明

本公开通过下面结合附图的具体实施方式将更易于理解。

图1A为根据例示性实施方案的电池组的透视图；

图1B为根据例示性实施方案的图1A的电池组的一部分的以横截面示 出的详细视图；

图1C为根据例示性实施方案的电池组中的第一单元块和第二单元块的 剖视图；

图1D为根据例示性实施方案的单元块通气孔的透视图；

图1E为根据例示性实施方案的图1D的单元块通气孔的示意性横截面， 示出了单元块通气孔的激光切割；

图1F为根据例示性实施方案的图1D的单元块通气孔的示意性横截面， 该单元块通气孔具有包含密封化合物的密封件；

图1G为根据例示性实施方案的图1D的单元块通气孔的示意性横截面， 该单元块通气孔具有包含薄聚合物材料的密封件；

图1H为根据例示性实施方案的单元块通气孔的示意性横截面，该单元 块通气孔具有密封件，该密封件包括衬垫；

图2A为根据例示性实施方案的电池组的一部分的以顶部平面图示出的 示意图；

图2B为根据例示性实施方案的侧向构件的第一侧面的透视图；

图2C为根据例示性实施方案的图2B的侧向构件的第二侧面的透视图；

图2D为根据例示性实施方案的侧向构件的剖视图，该侧向构件包括贯 穿其中的通孔；

图2E为根据实施方案的图2D的通孔的以横截面示出的透视图；

图2F为根据一些实施方案的设置在第一侧向构件和第二侧向构件之间 的单元块的透视图；

图3A为根据例示性实施方案的测试设备的示意图，该测试设备包括单 元块和充气室；

图3B为通过图3A的测试设备测量的温度的图示；

图4A示出了根据例示性实施方案的电池组的一部分；

图4B示出了根据例示性实施方案的电池组的一部分；

图4C示出了根据例示性实施方案的电池组的一部分；

图4D示出了根据例示性实施方案的电池组的一部分；

图5A为根据例示性实施方案的用于引导从电池单元排放的物质的系统 的示意性剖视图；

图5B为根据例示性实施方案的参照图5A所述的板结构的顶视图；

图5C为根据例示性实施方案的参照图5A所述的板结构的顶视图；

图6示出了根据例示性实施方案的示例性电池模块的分解图；

图7A为根据例示性实施方案的图6的示例性电池模块的局部视图；

图7B为根据例示性实施方案的示例性电池模块的局部视图；

图7C为根据例示性实施方案的示例性汇流条密封件的示意性端部视 图；

图7D为根据例示性实施方案的示例性汇流条密封件的示意性端部视 图；以及

图8为根据例示性实施方案的示例性电池组的分解图。

具体实施方式

现在将参考在附图示出的示例性实施方案。应当理解，以下描述不旨在 将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附 权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等 同形式。

图1A描绘了根据例示性实施方案的电池组100的透视图。电池组100 具有布置在侧向行中的单元块102，每个侧向行限定电池模块104。相邻的 电池模块104由侧向构件106隔开，该侧向构件106也可用作电池组100内 的承载构件。在每个电池模块104内，单元块102可以串联、并联或它们的 某种组合的方式而电耦接。电池组100可任选地包括一个或多个组通气孔 108，该组通气孔将单元块102流体地耦接到电池组100的外部。例如，电 池组100可包括在电池组100的每个端部上的组通气孔。

组通气孔108可结合到与电池组结构的前面板107和/或后面板109相关 联的模块内。前面板107和后面板109可以是至少部分地限定电池组100的 周边的端部面板。端部面板可与侧轨111、侧轨113耦接以完全限定电池组 100的外周边。侧轨111、侧轨113可以给电池组100提供结构刚度，并且 可被配置为支持该电池组内的电池模块104。端部面板和侧轨可由任何数量 的材料制成，该材料包括铝、钢、复合材料、塑料、合金或可为电池组100 的结构提供重量和/或稳健性的其他材料。

每个单元块102包括设置在其中的多个电池单元110，但每个单元块也 可包含单个电池单元110。多个电池单元110可以并联、串联或它们的某种 组合的方式而电耦接。在图1A中，四个电池单元110被描绘于每个单元块 102内。然而，该描绘不旨在为限制性的。任何数量的电池单元110可被放 置在每个单元块102中。此外，每个单元块102中电池单元110的数目不需 要是相同的。对于每个单元块102，不同数量的电池单元110是可以的。

应当理解，单元块102表示用于容纳在电池组内的单元之间的热失控的 单位。要是发生热失控事件，则热失控事件将被限制于在特定单元块102中 的电池。如果单个电池单元110出现故障，则在电池组100中的特定单元块 102内的其他电池单元110将被暴露于快速加热。该单个电池单元的热失控 (及其影响)被限制于在单元块内的电池单元110。

现在转到图1B，在横截面中示出了图1A的电池组100的一部分的详细 视图。详细视图垂直于电池模块104的侧向方向(参见图1A中的短划线和 箭头)。每个单元块102包括对应的单元块通气孔112，该单元块通气孔面 向电池组100的板结构114。能够操作单元块通气孔112在热失控事件期间 打开，从而允许物质从其相应的单元块102排放。从单元块102排放的物质 可由一个或多个电池单元110过热(即，单元块102内的电池单元110)导致。此类物质可包括固体材料，诸如电池电解质材料、分离器材料和电极材 料。此类物质还可包括气态物质，诸如由分解电池材料或燃烧电解质、分离 器和/或电极材料导致的蒸气。

在打开单元块通气孔112期间，板结构114可接收并重新引导从对应的 单元块102排放的物质。然而，单元块通气孔112可被配置为将排出相应的 单元块102的物质重新引导。例如，但不限于，单元块通气孔112可在打开 时形成导流件。单元块通气孔112也可被配置为禁止或防止物质进入邻近的 单元块。

进一步地，单元块通气孔112可被配置为仅允许物质向外流动(即，从 单元块102的内部流向其外部)。在一些实施方案中，单元块通气孔112包 括回流防止机构。该回流防止机构被配置为阻碍排放物质进入单元块102， 但仍允许从单元块102内排放物质。

单元块通气孔112可被制造为其对应单元块的整体部分，或者另选地， 由其单独制造。在后一种情况下，单元块通气孔112可经由粘合剂、焊接、 一个或多个机械紧固件或它们的任何组合耦接到单元块。另外，可经由聚合 物膜片或其他聚合材料将单元块通气孔与单元块结构耦接。聚合材料可被配 置为在周围环境温度超过阈值时减弱、中断或失效，这可与例如从单元块的 一个或多个单元递送通气的材料相关联。

在各种实施方案中，单元块通气孔112可包括电介质材料(或由其形 成)。电介质材料可提供电绝缘，从而提供备份保护以防止短路。电介质材 料的非限制性示例包括氧化铝材料、二氧化硅材料、聚四氟乙烯材料和聚酰 亚胺材料。

现在转到图1C，呈现了根据例示性实施方案的第一单元块150和第二 单元块152的剖视图。第一单元块150和第二单元块152类似于相对于图1A 至图1B所描述的那些。在图1C的实施方案中，第一单元块150和第二单元 块152由将单元块150、单元块152支撑在板结构156上方的每个侧面上的 侧向构件154隔开。此类支撑允许形成间隙，从而形成体积，来自单元块流 出物(排放的物质和气体)可在其相应的单元通气孔打开时流到该体积中。 如图所示，该体积包括由侧向构件120隔开的第一腔室158和第二腔室160。 第一单元块150和第二单元块152包括用于排放物质的对应的单元块通气孔 162和单元块通气孔164。腔室158和腔室160可被称为充气室，通过至少 腔室158和腔室160形成的体积可以被称为充气结构。

图1C示出了在特定方向上引导物质的第一单元块150。第一单元块150 可将物质排放到第一充气室158(参见箭头)中，该第一充气室158处于比 第一单元块150低的压力(例如，在大气压下)。单元块通气孔162将从第 一单元块150排放的物质重新引导，从而防止此类排放物质直接冲击板结构 156。排放物质通过在第一充气室158内膨胀来消散能量。第一充气室158 可从下方由板结构156限定，该板结构156可部分地限定充气室，并且可另外为电池组从下方提供结构保护。

进一步参见图1C，通过单元块通气孔162排放的物质被重新引导以在 第一充气室158内流动，这可包含侧向流动(即，平行于侧向构件154的流 动)。在图1C中，侧向流动沿剖视图的进出方向发生。重新引导如此排放 的物质可由板结构156、单元块通气孔162或两者辅助。在某些情况下，排 放物质(或其部分)可进入沿侧向构件154(即，与第一充气室158相邻的 侧向构件154)的侧面设置的一个或多个端口。

通过单元块通气孔162排放的物质可包括蒸气、气体、焦炭、电解质流 体和固体物质。固体物质可包括固体电池材料，诸如阴极活性材料、阳极活 性材料、分离器材料等等。以该能力，单元块通气孔162可允许通过将排放 物质从单元块150传递到第一充气室158中来快速降低第一单元块150(或 其中的电池单元)内的压力。该传递也可降低单元块150(或其中的电池单 元)的温度。

应当理解，图1A至图1C的单元块通气孔112、单元块通气孔162和单 元块通气孔164可被配置为调节排放物质的流动，包括引导此类流动进入充 气室中。图1D呈现了一个此类实施方案的透视图。单元块通气孔180包括 捕集门182，该捕集门182已被切割成材料片184(例如金属片诸如铝或钢)。 未切割部分186用作可弯曲接头。在普通操作下，单元块通气孔180保持闭 合。当压力在单元块内积累时，捕集门182打开成倾斜位置。倾斜位置可相 对于材料片184产生至少2mm的退出间隙，如在与未切割部分186相对的 端部处测量的。倾斜位置允许打开的捕集门182用作流动引导件，改变在热 失控事件期间排放的物质的方向。在某些情况下，方向的该变化防止物质垂 直地冲击物体(例如，垂直地冲击图1A和图1B的板结构114)。

单元块通气孔180也被配置为防止物质向内流动。“捕集门”182的外 边缘188与金属片184的内边缘190经由斜表面配合。这些斜表面建立沿垂 直于该金属片184的第一方向收缩的周边。然而，该周边沿与第一方向相对 的第二方向延伸。因此，“捕集门”182被阻挡沿第一方向的运动，但是可 沿第二方向打开。

在图1D中，“捕集门”182被描绘为被阻挡在金属片184的上方运动， 但可在金属片184的下方打开。然而，该描述不旨在为限制性的。单元块可 由与其对应的单元块不同的部分形成。

在一些变型中，单元块通气孔180能够通过冲压、切割、激光烧蚀或它 们的组合形成为单元块。例如，并且不限于，单元块通气孔180可使用激光 烧蚀斜面切口(例如，45°)到金属184片中而形成，该斜面切口可对应于 单元块的一部分。

图1E呈现根据例示性实施方案的图1D的单元块通气孔180的一部分 的示意性横截面。单元块通气孔180的部分包括金属片184和“捕集门”182。 相对于金属片184成角度的激光191切割在金属片184中的斜面以沿短划线 的平面形成“捕集门”182。激光191相对于金属片184的位移允许激光191 连续地切割金属片184。

应当理解，单元块通气孔180可包括密封件，诸如用于封闭在金属片 184中的切口的密封件。图1F呈现根据例示性实施方案的图1D的单元块通 气孔180的示意性横截面，但是其中单元块180具有由密封化合物193形成 的密封件192。密封化合物193设置在捕集门182和材料片184之间的间隙 中。由密封化合物193形成的密封件192可具有沿从“捕集门”182的外边 缘188延伸至金属片184的内边缘190的距离测量的厚度。该距离可取向成 垂直于外边缘188和内边缘190的表面。

在一些情况下，密封化合物厚度为至少0.0005in。在一些情况下，厚度 为至少0.001in。在一些情况下，厚度为至少0.002in。在一些情况下，厚度 为至少0.003in。在一些情况下，厚度为至少0.004in。在一些情况下，厚度 不大于0.005in。在一些情况下，厚度不大于0.004in。在一些情况下，厚度 不大于0.003in。在一些情况下，厚度不大于0.003in。在一些情况下，厚度 不大于0.001in。

厚度的上限和下限可以如上所示的任何变型进行组合以限定范围。例 如，并且不限于，厚度可为至少0.002in。但不大于0.004in。在另一个非限 制性示例中，厚度可为至少0.0005in。但不大于0.005in。其他范围是可以的。

应当理解，单元块通气孔180的密封件不必受限于密封化合物。图1G 呈现根据例示性实施方案的图1D的单元块通气孔180的示意性横截面，但 是其中单元块通气孔180具有由薄聚合物材料194形成的密封件194。薄聚 合物材料195可为膜或层。薄聚合物材料195被耦接到金属片184，该薄聚 合物材料195在一些情况下可包含压敏粘合剂材料。压敏粘合剂材料可允许 密封件194在一定压力下失效，从而允许捕集门182向外打开(例如，在图 1G的示例性取向中向下)。在一些情况下，例如，可基于所用的压敏粘合 剂材料的厚度和其他变量来预先选择失效压力。

单元块通气孔180的密封件还可包括衬垫。图1H呈现图1D的单元块 通气孔180的示意性横截面，但是其中单元块通气孔180具有由衬垫197形 成的密封件196。衬垫197可包含弹性材料(例如，氯丁橡胶、硅橡胶、含 氟聚合物弹性体等)。在一些情况下，衬垫197可由电池组结构198支撑， 该电池组结构198可用于限定充气室的一部分并且包括捕集门182。衬垫197 也可与其他类型的密封件结合使用。例如，并且不限于，薄聚合物膜199可 设置在捕集门182上方并与衬垫197相邻。

在一些实施方案中，单元块通气孔可凹陷在其相应的单元块内。图1H 描绘了此实施方案。单元块通气孔180处于凹陷配置，并且具有与电池组结 构198共同分享的一部分。然而，该描述不旨在为限制性的。其他配置是可 以的(例如，突出)。此外，单元块通气孔180可与电池结构198完全分离。 此类配置可改善保护单元块免受邻近的单元块的排放。

一般来讲，单元块通气孔的密封件可用作保护单元块的内部免受水、灰 尘侵入等的环境密封件。密封件还可保护单元块的内部免受由邻近的单元块 生成的排放气体(即，在邻近单元块的热失控期间)。密封件可另外用作预 先确定的失效点，从而允许单元块通气孔180在低压力(即，小于20psi) 下打开。根据单元块的设计，此类低压力可避免在热失控期间积聚在单元块 内的过度应力。

在一些实施方案中，密封件在不大于20psi的压力下失效。在一些实施 方案中，密封件在不大于15psi的压力下失效。在一些实施方案中，密封件 在不大于10psi的压力下失效。在一些实施方案中，密封件在不大于5psi的 压力下失效。在一些实施方案中，密封件在不大于2.5psi的压力下失效。在 一些实施方案中，密封件在不大于1.5psi的压力下失效。

在一些实施方案中，密封件在至少0.5psi的压力下失效。在一些实施方 案中，密封件在至少1.5psi的压力下失效。在一些实施方案中，密封件在至 少2.5psi的压力下失效。在一些实施方案中，密封件在至少5psi的压力下失 效。在一些实施方案中，密封件在至少10psi的压力下失效。在一些实施方 案中，密封件在至少15psi的压力下失效。

压力的上限和下限可以如上所述的任何变型进行组合以限定范围。例 如，且不限于，密封件可在1.5至5psi的压力下失效。在另一个非限制性示 例中，密封件可在2.5至10psi的压力下失效。其他范围是可以的。

在一些变型中，密封件(诸如图1G中的密封件194和图1H中的密封 件196)可具有相当于在形成“捕集门”的金属片中切割的长度的密封长度。 门面积与密封长度的比率可影响“捕集门”的打开压力。门面积由“捕集门” 的尺寸(即大小和形状)决定。因此，该比率可被选择为匹配单元块的压力 要求。例如，并且不限于，“捕集门”的圆形配置可具有比长、薄配置更低 的打开压力。在进一步的非限制性示例中，圆形配置具有最低的打开压力， 并且长、薄配置具有最高的打开压力。

再次参见图1B，侧向构件106将电池模块104(或单元块102)悬吊在 板结构114上方以在其间建立间隙116。间隙116有助于在每个电池模块104 下方限定充气室118。充气室118表示在电池组100内的分区体积。此类分 区限制充气室118内自由可用的氧气的供应。因此，在充气室118中氧气的 量可不足以支持点燃，或者另选地，可足以仅支持部分点燃。

在一个方面，充气室118可接收来自相邻电池模块104的物质排放。这 些排放由单元块通气孔112调节。在不希望限制于特定作用机制或作用模式 的情况下，单元块通气孔112可响应于单元块102和充气室118之间的压差 而打开。例如，当单元块内的压力实现高于充气室中的压力时，对应的单元 块通气孔可打开以允许来自单元块102的物质排放到充气室118中。在一些 变型中，侧向构件106可包括内部导管120，以流体地耦接设置在其相对侧 上的端口。内部导管120可允许与该相对侧相邻的充气室118之间的流体连 通。此类流体连通可允许排放到一个充气室中的物质横穿侧向构件106并流 到其他充气室中。

图2A为根据例示性实施方案的电池组200的一部分的以顶部平面图示 出的示意图。电池组200可类似于图1A的电池组100。然而，出于例示目 的，已省略电池组200的一些部件。电池组200包括多个设置在(或耦接到) 板结构204上的侧向构件202。每个侧向构件202包括端口206，该端口206 通过内部导管208彼此流体地耦接。在图2A中示出了示例性单元块210。 单元块210可类似于相对于图1A至图1C所描述的单元块102。

侧向构件202增强电池组200的机械强度和刚度。侧向构件202还建立 曲折的通路，该曲折通路阻碍排放的物质(来自一个或多个单元)通过电池 组200传播，从而降低退出电池组200的排放物质的量。例如，并且不限于， 在沿曲折路径的方向上的一个或多个变化有助于将微粒(诸如热或熔融的碎 屑)与排放物质中的气体组分通过惯性分离来分离。曲折通路还延长了排放 物质在退出电池组200之前必须传播的距离，这可降低退出电池组200的任 何放电物质的温度。

在图2A的示例中，侧向构件202为通过挤压形成的铝的梁或冲压钢的 梁。梁包括空隙空间或穿孔，该空隙空间或穿孔除了提供重量节省之外，还 有助于曲折的通路。在另一个非限制性示例中，侧向构件202可包括由其中 的空隙空间(例如，内部通道或导管)限定的流动路径内的筛子或网丝。应 当理解，此类特征部可增加暴露于流经曲折通道的排放物质的结构表面积。 通过这样做，侧向构件202改善了从排放物质的热移除。在电池组200耗尽 从组通气孔排出的物质的实施方案中，改善的热移除可以是有利的。

图2B和图2C分别呈现根据例示性实施方案的侧向构件230的第一侧 面232和第二侧面234的透视图。侧向构件230可类似于相对于图1A至图1C和图2A中所秒述的侧向构件106、侧向构件154、侧向构件202。第一侧 面232被设置为与第二侧面234相对。在第一侧面232上，两个端口236被 设置为靠近侧向构件230的每个端部(参见图2B)。类似地，在第二侧面 124上，四个端口236设置在侧向构件230的中心(参见图2C)。在第一侧 面232上的端口236经由内部导管流体地耦接到在第二侧面234上的端口236 (例如，参见图1B的内部导管120)。然而，一般而言，该端口236可以 任何数量和位置进行设置，使得对于进入侧向构件230的一个侧面的排放物 质发生至少一个方向变化以退出另一个侧面。端口236也可具有任何形状。

侧向构件230可包括在该结构的一个端部或两个端部上的扶壁231。在 该实施方案中，扶壁231可与侧轨111和/或侧轨113耦接。耦接可包括焊接、 粘结、粘合剂、紧固件或用于将侧向构件230的扶壁部分固定耦接到侧轨的 其他材料。扶壁231可限定通过该结构的一个或多个孔233。孔233可为各 种机械或电子结构提供跨越侧向构件的接近。例如，可以多种方式将控制线 缆或布线从一个电池模块传送至下一个电池模块以将两个或更多个模块通 信地耦接在一起。另外，汇流条可通过孔233以多种方式将两个或更多个模 块电耦接在一起。

侧向构件230可在单元事件期间提供气体缓解能力以及电池组的结构 完整性和模块之间的结构完整性。侧向构件230可通过支撑单元块和模块来 提供对电池组的振动的刚度和支撑。侧向构件230可另外在正常操作期间和 如先前所述的单元事件期间作为散热器操作。虽然在侧向构件230内的内部 间隙可操作以将电池模块彼此隔离，但是侧向构件230的外壁可对待沿侧向 构件230传递到其他结构元件的热提供传导性移除以用于热耗散。

应当理解，内部导管允许排放物质横穿侧向构件230。侧向构件230的 端口236可被定位成控制其中的流动距离。能够操作每个侧向构件230的端 口236和内部导管以通过电池组(例如，图2A的电池组200)建立曲折通 路。曲折通路包括一个或多个方向变化。此类方向变化可以为相对于初始方 向从0°到180°的任何值。

进一步参照图2B，在一些变型中，用于来自一个电池单元的进入端口 可以为用于另一个电池单元的退出端口。进入和退出端口236的物质在侧向 构件230内仍将经历一系列转向。可保留固体物质，而蒸气物质可继续通过 曲折路径。

现在参见图2A，在代表性单元块210内的一个或多个电池单元可经历 热失控事件，从而产生不稳定或失效的单元块。不稳定单元块210的对应单 元块通气孔可打开，从而允许物质排放到电池模块下方的充气室中。然后排 放物质可沿一个或多个横穿多个充气室的曲折通路。在沿这些曲折通路行进 时，侧向构件202的端口206和内部导管208迫使排放物质沿其方向的至少 一个变化(参见箭头)。应当理解，不稳定单元块210下游的单元块通气孔 防止排放物质进入其对应的单元块。

排放物质通过相邻的充气室逐渐继续膨胀，直到排放物质没有足够的能 量进一步行进。在一些情况下，排放物质可到达组通气孔212，其中排放物 质(或其部分)被喷射到电池组200的外部。组通气孔212可包含筛子、过 滤器或其他分离构件，以将排放物质的某些组分(例如，颗粒)保留在电池 组200内。对于筛子、过滤器或分离构件，其他可能位置包括侧向构件202 的端口206和内部导管208。

曲折通路由于其至少一个方向变化而能够将固体物质与气态物质分离。 通过迫使物质改变方向，固体物质可保留在曲折通路内。在许多情况下，这 种分离导致固体物质保留在电池组200内。此类保持可抑制或防止固体物质 进入周围环境，该周围环境富含氧气。将固体物质暴露于环境氧会减轻在电 池组200外部点燃的风险。

在一些变型中，曲折通路能够冷却排放物质。曲折通路为从单元块通气 孔排放的任何物质呈现延伸的行进通路。在流经曲折通路期间，通过将热能 传递到电池组200的部件(例如，侧向构件202、板结构204等)来使排放 物质冷却。在电池组200内的空气也可与排放物质混合，吸收热能并冷却排 放物质。由于该冷却，排放物质可能无法点燃。

与曲折通路相关联的每个方向变化可以为相对于初始方向从0°到180° 的任何值。在一些变型中，方向变化对应于等于或大于下限的值。下限的非 限制性示例包括10°、30°、45°、60°、90°、120°、135°和150°。其他下限是 可以的。在一些变型中，方向变化对应等于或小于上限的值。下限的非限制 性示例包括180°、150°、135°、120°、90°、60°、45°和30°。其他上限是可 以的。应当理解，下限和上限可以上述任何变型进行组合以限定方向变化的范围。例如，但不限于，方向变化可以对应于相对于初始方向从60°到135° 的范围。其他范围是可以的。

虽然图2A将不稳定单元块210描述为处于电池组的中间部分，但该描 绘不旨在进行限制。该不稳定单元块208可处于电池组200的任何位置。

应当理解，侧向构件的其他结构特征部可用于限定曲折通路。图2D呈 现了根据实施方案的包括通孔240的侧向构件238的剖视图。通孔240设置 在侧向构件238的基部242处，并且允许与第一侧面244和第二侧面246相 邻的体积之间的流体连通。侧向构件238可类似于相对于图1A至图1C和图 2A至图2C所描述的侧向构件106、侧向构件202、侧向构件230。

通孔240可包括允许排放物质从第一侧面244横穿侧向构件238至第二 侧面246的空间，或反之亦然。图2E呈现根据实施方案的图2D的通孔240 的以横截面示出的透视图。侧向构件238可包括内部空隙(例如导管、通道、 封闭腔等)以减小其质量。假设在侧向构件238中减少材料，此类空隙可以 由本领域技术人员进行选择以保持强度或刚度。侧向构件238还可以包括一 个或多个靠近基部242的空间248，该一个或多个空间248共同定义通孔240。 空间248从侧向构件238的第一侧面244延伸至第二侧面246。由于空间248， 所以与第一侧面244和第二侧面246相邻的体积可流体地耦接。空间248被 描绘为空间248的阵列，每个阵列具有垂直于侧向构件238的第一侧面244 和第二侧面246对准的空间248。然而，该描绘不旨在为限制性的。针对空 间248，其他布置是可以的。

空间248通过由侧向构件238的材料形成的柱结构250隔开。柱结构250 可减小物质横穿通孔240的速度。例如，并且不限于，柱结构250可被间隔 开，使得横穿通孔240的物质冲击在支柱结构250上或沿其表面拖动。柱结 构250还可在物质横穿通孔240时引起湍流。在不希望限制于任何作用机制 或作用模式的情况下，此类湍流可由冲击在柱结构250上或沿支柱结构250 的表面拖动引起。

空间248可被间隔开和取向为将柱结构250排序成点阵(或此类点阵的 组)。此类排序可影响通过横穿通孔240的物质所经历的湍流的程度。该排 序还可允许柱结构250增加横穿通孔240的物质与支柱结构250的相互作用。

在一些变型中，例如如图2E所示，将相邻的一行柱结构对准，使得通 过其中的流动路径不受阻碍。在其他实施方案中，相邻的一行柱结构250相 对于彼此偏移以创建流动路径，该流动路径在其上具有障碍物。在一些实施 方案中，侧向构件238具有形成到基部242中的狭槽。在这些实施方案中， 每个狭槽可从侧向构件238的底部侧面252延伸至单个空间。

在操作期间，柱结构250允许侧向构件238建立用于从单元块排放物质 的曲折通路(或其部分)。图2F呈现了根据实施方案的设置在第一侧向构 件256和第二侧向构件258之间的单元块254的透视图。单元块254是电池 模块260的一部分，该电池模块260继而用作电池组的一部分。第一侧向构 件256和第二侧向构件258可为图2D至图2E中所描述的侧向构件238。单 元块254通过第一侧向构件256和第二侧向构件258而悬吊在板结构262上 方。该悬吊形成在单元块254和板结构262之间的间隙264，该间隙262为 在电池模块260中的所有单元块所共用。从而，间隙264有助于限定在电池 模块260下方的充气室266。

单元块254可将物质从一个或多个失效电池排放到充气室266中，如箭 头268所示。板结构262将该排放物质270朝向第一侧向构件256和第二侧 向构件258的相应的通路270、通路272重新引导。在一些情况下，此类重 新定向由单元块的单元块通气孔协助。

在横穿通孔270、通孔272时，排放物质遇到柱结构274，该柱结构274 减小排放物质的速度。柱结构274还可在排放物质内引起湍流，该湍流导致 方向变化。因此，柱结构274可增加在通孔270、通孔272内捕集来自排放 物质的碎屑(诸如热颗粒)的机会。引起湍流可另外增加排放物质与柱结构 的表面的接触。该增加的接触可改善从排放物质到侧向构件256、侧向构件 258的热传递，从而降低排放物质的温度。

现在参见图3A，呈现了根据例示性实施方案的测试设备300的示意图， 该测试设备300包括单元块302和充气室304。多个热电偶306、热电偶308、 热电偶310和热电偶312在单元块302中并且沿在充气室304内的排放路径 设置。测试设备300被配置成测量在相对于单元块302不同位置处发生的温 度。

图3B呈现了在代表性热失控事件期间通过测试设备300测量的温度 316、温度318、温度320和温度322的图示。该图示示出温度316、温度318、 温度320和温度322与时间的相关性。图3B的温度包括第一模型单元块温 度316，该第一模型单元块温度316通过第一热电偶306进行测量；第二模 型单元块温度318，该第二模型单元块温度318通过第二个热电偶308进行 测量；在模型充气室304中并且与邻近的部件324相邻的外部温度320，该 外部温度320通过第三热电偶310进行测量；以及在邻近的部件324内部的 邻近的温度320。在图3B中的温度进一步包括邻近的部件324到邻近的部 件326的进口处的温度。到邻近的部件326的进口建模了在图1C中的单元 块通气孔162的位置。进一步地，应当理解，在图3A中的邻近的部件324 建模了在图1C中的第二单元块152的位置。虽然图3A描绘了单元块302周围的热绝缘体，但是该描述仅用于例示的目的。

返回到图3A中，温度314和温度316建模了单元块302的内部温度， 该内部温度可由于热失控事件而发生。与邻近的部件324相邻而测量的外部 温度318在热失控事件后快速增加，但也快速降低(即，在数分钟内)以渐 进地接近约100℃的温度。该行为不同于第一单元块温度314和第二单元块 温度316，该第一单元块温度314和第二单元块温度316保持相对高(即高 于500℃)。然而，邻近的温度320仅增加少量(即，保持在约50℃以下)。 应当理解，邻近的温度320的行为表明将热能受限地传递到邻近的部件324 中。因此，排放物质在充气室304内膨胀期间充分冷却，使得邻近的部件324 不能达到能够引发后续的热失控事件(例如，在邻近的单元块中的热失控事 件)的温度。此外，邻近的部件324的单元块通气孔326由于其向外流动配 置而已防止排放物质进入邻近的部件324。在这样做时，单元块通气孔326 已将排放物质与充气室304隔离，从而限制该排放物质在其中冷却并且在别 处流动。

虽然图1A至图3B在单元块和单元块通气孔的上下文中描绘了电池组 的电池单元，但是电池单元的其他配置是可以的。然而，如下所述，电池单 元可经由相应的单元通气孔流体地耦接到电池组的组通气孔。

此类另选的实施方案的代表性示例相对于图4A至图4D和图5A至图 5C进行描述。此外，在某些实施方案中，电池组可具有多个组通气孔。

图4A示出了根据例示性实施方案的电池组400的一部分。电池组400 的部件被布置为控制在热失控期间的物质排放。电池组400包括电池组结构 404。电池组400还包括多个电池单元402，该多个电池单元402设置在电池 组结构404上。电池单元402各自具有单元通气孔406，能够操作该单元通 气孔406以在热失控事件期间排放物质。单元通气孔406被成形并定位成允 许从电池单元402内朝向电池单元402的外部排放物质。排放物质的非限制 性示例包括蒸气、气体、焦炭、电解质流体和固体物质(包括固体电池材料)。 其他类型的排放物质是可以的。排放物质可处于燃烧状态、未燃烧状态或它 们的一些组合。

单元通气孔406可整体地或部分地结合到每个电池单元的壳体。在图 4A中，单元通气孔406被描绘为在其对应的电池单元402的内部。然而， 该描绘不旨在为限制性的。单元通气孔406可具有在电池单元402外部的一 部分。在一些实施方案中，单元通气孔406包括被动闭塞(例如，易碎密封 件)。在其他实施方案中，单元通气孔406包括主动闭塞(例如，微处理器 控制阀)。

电池组400还包括设置在电池组结构404上并流体地耦接到单元通气孔 406中的至少一个上的组通气孔408。组通气孔408被成形并定位成允许排 放物质从至少一个单元排通气孔406(或多个该单元通气孔406)传送到电 池组400的外部412。在一些实施方案中，组通气孔408包括孔口。孔口可 直接暴露于电池组400的外部412。在一些实施方案中，组通气孔408包括 用于阻挡或至少阻碍通过组通气孔408的流动通路的封闭构件(例如，易碎密封件、塞、阀或类似部件)。封闭构件可以是被动的(例如，塞)或主动 的(例如，微处理器控制的)。在进一步的实施方案中，封闭构件包括热绝 缘体。

组通气孔408可整体地或部分地结合到电池组结构404的壁410内。图 4A描绘了变型，其中组通气孔408具有突出到电池组400的外部412的部分。 然而，该描绘不旨在为限制性的。组通气孔408的其他布置是可以的。此外， 任何数量的组通气孔408可设置在壁410内。图4A示出非限制性变型，其 中两个组通气孔408设置在壁410内。

组通气孔408和单元通气孔406之间的流体耦接(或多个该流体耦接) 可涉及在升高的温度和压力(即，T>300℃并且P>500kpa)下操作的结构和 密封件。此类结构和密封件被配置为在来自冲击负载的振动负载和撞击下保 持机械完整性。该结构和密封件也可由化学耐受从电池单元402(例如电解 质蒸汽，阴极活性材料颗粒等)中排放物质的材料形成。下文相对于图4A 至图4D描述了该结构和密封件的实施方案。

在一些实施方案(诸如在图4A所示的实施方案)中，单元通气孔406 设置在不同于电池端子416的侧面的侧面414上(例如，相邻侧、相对侧或 底侧)。在一些实施方案中，电池组400包括多个组通气孔408，该多个组 通气孔408设置在电池组结构404的壁410内。

在一些实施方案中，单元通气孔406包括具有流动引导件的单元通气 孔，该流动引导件被配置成改变经过流动引导件的排放物质的方向。在一些 实施方案中，组通气孔408包括流动引导件，该流动引导件被配置成改变经 过组通气孔408的排放物质的方向。流动引导件的非限制性示例包括喷嘴和 百叶窗。

在一些实施方案中，封闭构件被配置为允许排放物质从单元通气孔406 (或多个该单元通气孔406)流向电池组结构404的外部412。然而，在这 些实施方案中，封闭构件也被配置为阻挡或至少阻碍排放物质从电池组结构 404的外部412流向单元通气孔406(或多个该单元通气孔406)。该配置可 以防止排放物质(即，从不稳定的电池单元)破坏一个或多个组通气孔408 而与邻近的电池单元相互作用。该配置还可有利于避免在电池组400内的热 传染。

在一些实施方案中，单元通气孔406包括具有回流防止机构的单元通气 孔。该回流防止机构被配置为阻挡或至少阻碍排放物质通过其单元通气孔进 入电池单元，并且允许在热失控事件期间将物质从电池单元内排放到电池单 元的外部。

在一些实施方案中，单元通气孔406包括具有封闭构件以用于阻挡或至 少阻碍通过单元通气孔的流动通路的单元通气孔。封闭构件包括热绝缘体， 该热绝缘体被配置为在热失控事件期间经历的温度下熔融。

在一些实施方案中，组通气孔408包括回流防止机构。该回流防止机构 被配置为阻挡或至少阻碍物质通过组通气孔408进入电池组结构404，并且 允许在热失控事件期间将物质从多个电池单元402排放到电池组412的外 部。

在一些实施方案中，该组通气孔408包括封闭构件，该封闭构件用于阻 挡或至少阻碍通过组通气孔408的流动通路。封闭构件包括热绝缘体，该热 绝缘体被配置为在热失控事件期间经历的温度下熔融。

在电池组400的操作期间，多个电池单元402从电源接收电能以充电， 并向接收器(sink)供应电能以放电。然而，在操作期间，一个或多个电池单 元402可变得较不稳定，例如，在一个或多个电池单元402中的电化学反应 可加速。因此，一个或多个电池单元402可在一个或多个电池单元402的容 限之外以一定速率生成热。如果不进行耗散，则该热可催化热失控，从而快 速升高一个或多个电池单元402内的内部温度和压力。

应当理解，电池组400被配置为允许较不稳定的电池单元402将热的、 加压物质排放到受控体积中，该受控体积由单元通气孔406、组通气孔408 和其间的流体耦接界定。能够操作该受控体积以防止排放物质与邻近的电池 单元402相互作用(例如，热相互作用、机械相互作用、化学相互作用等)。

在热失控期间，单元通气孔406打开以允许物质从对应的电池单元402 排放。单元通气孔406可响应于超过阈值(诸如预定温度或预定压力)而打 开。排放物质由于单元通气孔406与组通气孔408之间的流体耦接而进入组 通气孔408以横穿外壳404的壁410(即，到达外部412)。任选的流动引 导件(如果存在的话)可引导排放物质进入外部412的方向。

在一些实施方案(诸如图4A中的实施方案)中，电池组400包括设置 在外壳404的壁410内的多个组通气孔408和将组通气孔408流体地耦接到 单元通气孔406的管道418。在这些实施方案中，从单个电池单元排放物质 与其他电池单元分离。导管418可包括密封至组通气孔408的第一端部420 和密封至单元通气孔406的第二端部422。导管418和密封件涉及耐升高的 温度和压力(即，T>300℃并且P>500kpa)的材料。在一些实例中，密封件 可以为衬垫、密封化合物、聚合物O型环、机械过盈配合或它们的组合。在 一些实例中，导管418包括热绝缘体(例如，氧化铝绝缘带、纤维二氧化硅 毡、聚氨酯涂层等)。

在一些实例中，导管418可由金属材料形成(例如，为金属管)。用于 导管418的金属的非限制性示例包括铝和铝基合金；铁和铁基合金(例如， 钢和不锈钢)；镍和镍基合金；钛和钛基合金；以及锆和锆基合金。其他金 属是可以的。在一些实例中，金属具有大于1000℃的熔点。在一些实例中， 金属具有大于1300℃的熔点。在一些实例中，金属具有大于1600℃的熔点。 在一些实例中，金属具有低于160W/m·K的热导率。在一些实例中，金属具 有低于120W/m·K的热导率。在一些实例中，金属具有低于80W/m·K的热 导率。

在其他实施方案中，导管418可由陶瓷材料(诸如氧化铝、熔融石英， 氧化锆，富铝红柱石等)形成。在这些实例中，导管418还可包括加强结构， 该加强结构选自由内管、外管、涂层或它们的组合组成的组。内管和外管可 由金属材料形成，或者另选地，可由塑性材料(例如，聚醚酮材料、聚苯乙 烯材料、聚氨酯材料等)形成。涂层的非限制性示例包括喷涂涂层、浸涂涂 层、涂漆涂层和层压物(例如，层压层和层压纤维)。其他涂层类型也是可 以的。在一些实例中，涂层包括陶瓷填料颗粒(例如，氧化铝、氧化锆、二 氧化硅、氮化硅、富铝红柱石等的填料颗粒)。在一些实例中，能够操作该 涂层以将导管418密封到组通气孔408和单元通气孔406。

虽然图4A描绘具有组通气孔408到单元通气孔406的一对一耦接的电 池组400，但是该描绘仅用于例示的目的。其他类型的耦接是可以的。

图4B示出了根据例示性实施方案的电池组400的一部分。在这些实施 方案中，歧管420将一个组通气孔408流体地耦接到两个或更多个单元通气 孔406。歧管420可包括密封到组通气孔408的出气口422和多个进气口424， 每个进气道424被密封到一个单元通气孔406。歧管420和密封件涉及耐升 高的温度和压力(即，T>300℃并且P>500kpa)的材料。在这些实施方案中， 从组内的一个或多个电池单元402排放物质与其他电池单元分离。在图4B 中，歧管420被描绘为将一个组通气孔408流体地耦接到两个单元通气孔 406。然而，该描绘不旨在为限制性的。歧管420可将任何多个单元通气孔 406流体地耦接到组通气孔408。在一些实例中，密封件包括衬垫、密封化 合物、聚合物O型环、机械过盈配合或它们的组合。在一些实例中，歧管 420包括热绝缘体(例如，氧化铝绝缘带、纤维二氧化硅毡、聚氨酯涂层等)。

在一些实例中，歧管420可由金属材料形成(例如，为金属管)。用于 歧管420的金属的非限制性示例包括铝和铝基合金；铁和铁基合金(例如， 钢和不锈钢)；镍和镍基合金；钛和钛基合金；以及锆和锆基合金。其他金 属是可以的。在一些实例中，金属具有大于1000℃的熔点。在一些实例中， 金属具有大于1300℃的熔点。在一些实例中，金属具有大于1600℃的熔点。 在一些实例中，金属具有低于160W/m·K的热导率。在一些实例中，金属具 有低于120W/m·K的热导率。在一些实例中，金属具有低于80W/m·K的热 导率。

歧管420也可由陶瓷材料(诸如氧化铝、熔融石英、氧化锆、富铝红柱 石等)形成。在这些实例中，歧管420可包括至少一个加强结构，该加强结 构选自由内管、外管、涂层或它们的组合组成的组。内管和外管可由金属材 料形成，或者另选地，可由塑性材料(例如，聚醚酮材料、聚苯乙烯材料、 聚氨酯材料等)形成。涂层的非限制性示例包括喷涂涂层、浸涂涂层、涂漆 涂层和层压物(例如，层压层和层压纤维)。其他涂层类型是可以的。在一 些实例中，涂层包括陶瓷填料颗粒(例如，氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氮 化硅、富铝红柱石等的填料颗粒)。在一些实例中，能够操作该涂层以将歧 管420密封到组通气孔408和两个或更多对应的单元通气孔406。

虽然图4A和图4B将单元通气孔406描绘为远离组通气孔408放置， 但是该描绘不旨在进行限制。该单元通气孔406可以被设置为与组通气孔 408相邻。

图4C示出了在一些实施方案中的电池组400的一部分。在这些实施方 案中，单元通气孔406经由密封件426直接耦接到组通气孔408。电池组400 包括多个组通气孔408，该多个组通气孔设置在电池组结构404的壁410内。 每个组通气孔408流体地耦接到单元通气孔406，并且具有与该单元通气孔 406的界面428。该密封件426沿界面428设置。密封件426可包括衬垫、密 封化合物、聚合物O型环、机械过盈配合，或它们的组合。在这些实施方案中，从单个电池单元排放物质与其他电池单元分离。在一些实例中，多个组 通气孔408中的每个被配置为使得一个单元通气孔406嵌套在其中。在这些 实例中，此类嵌套可改善将排放物质递送到多个组通气孔408中的每个中。

虽然图4A至图4C将单元通气孔406和组通气孔408示出为不同的结 构，但是，在一些实施方案中，单元通气孔406和组通气孔408可集成为统 一的结构元件。此类集成可涉及单元通气孔406和组通气孔408的任何数量 和组合。

图4D示出了在一些实施方案中电池组400的一部分。在这些实施方案 中，单元通气孔406和组通气孔408用作集成通气孔430的部分。电池组400 包括多个组通气孔408，该多个组通气孔设置在电池组结构404的壁410内。 集成通气孔430具有第一部分432和第二部分434。第一部分432包括单元 通气孔406，并且第二部分434包括组通气孔408。在这些实施方案中，来 自单个电池单元的排放物质与其他电池单元分离。

在一些实例中，集成通气孔430可由金属材料形成(例如，为金属管)。 用于导管418的金属的非限制性示例包括铝和铝基合金；铁和铁基合金(例 如，钢和不锈钢)；镍和镍基合金；钛和钛基合金；以及锆和锆基合金。其 他金属是可以的。在一些实例中，金属具有大于1000℃的熔点。在一些实例 中，金属具有大于1300℃的熔点。在一些实例中，金属具有大于1600℃的 熔点。在一些实例中，金属具有低于160W/m·K的热导率。在一些实例中， 金属具有低于120W/m·K的热导率。在一些实例中，金属具有低于80W/m·K 的热导率。

集成通气孔430还可由陶瓷材料(诸如氧化铝、熔融石英、氧化锆、富 铝红柱石等)形成。在这些实例中，集成通气孔430可包括加强结构，该加 强结构选自由内管、外管、涂层或它们的组合组成的组。内管和外管可由金 属材料形成，或者另选地，可由塑性材料(例如，聚醚酮材料、聚苯乙烯材 料、聚氨酯材料等)形成。涂层的非限制性示例包括喷涂涂层、浸涂涂层、 涂漆涂层和层压物(例如，层压层和层压纤维)。其他涂层类型是可以的。 在一些实例中，涂层包括陶瓷填料颗粒(例如，氧化铝、氧化锆、二氧化硅、 氮化硅、富铝红柱石等的填料颗粒)。在一些实例中，能够操作该涂层以将 集成通气孔430密封到壁410和一个电池单元402。

虽然图4A至图4D示出了电池组400的代表性部分，但是，应当理解， 一般来讲，此类部分可在电池组400内以任何数量和组合进行结合。此外， 在某些实施方案中，电池组400可另外包括流体地耦接到电池单元的一个或 多个单元通气孔的充气室。如下所述，该充气室可具有与用于电池组400的 组通气孔类似地起作用的充气通气孔。充气室还可具有设置在其中的一个或 多个流动引导件，以在热失控事件期间引导从电池单元排放的物质。

现在参考图5A，呈现了根据例示性实施方案的用于引导来自电池单元 的排放物质的系统500的示意性剖视图。为了清楚起见，仅示出系统500的 一部分。系统500包括电池组结构504。系统500还包括多个电池单元502， 该多个电池单元502设置在电池组结构504上。每个电池单元502具有单元 通气孔506，该单元通气孔506被成形和定位为允许在热失控事件期间将物 质从电池单元502内排放到电池单元502的外部。电池单元502和单元通气孔506可类似于相对于图5A至图5C所描述的电池单元和单元通气孔。在一 些实施方案中，该单元通气孔506设置在不同于电池端子510的侧面的侧面 508上。

系统500另外包括与电池组结构504耦接以形成充气室的板结构512。 该板结构512包括至少一个流动引导件522和至少一个封闭构件(也参见图5B和图5C)。在热失控事件期间，该至少一个流动引导件522和该至少一 个封闭构件操作以有利于从该单元通气孔520释放的蒸气流至外部周围环 境，并且阻碍从该单元通气孔506排放的固体电池材料流向充气通气孔520。

在一些实施方案中，板结构512具有被设置为与第二板516相对的第一 板514。第一板514具有设置在其中的多个开口518。多个开口518可在第 一板514内具有任何数量、形状和布置。该多个开口518被流体地耦接到多 个电池单元502的单元通气孔506。此类流体耦接可涉及一个或多个密封件， 该一个或多个密封件选自衬垫、密封化合物、聚合物O型环、机械过盈配合 或它们的组合。密封件可涉及耐升高的温度和压力(即，T>300℃并且 P>500kpa)的材料。在一些实施方案(诸如图5A中的实施方案)中，多个 开口518中的每个被流体地耦接到一个单元通气孔506。

充气通气孔520设置在板结构512上，并且流体地耦接到多个开口518。 充气通气孔520可包括喷嘴、百叶窗或两者，以引导退出板结构512的排放 物质。在一些实例(诸如在图5A中所示的实例)中，充气通气孔520设置 在板结构512的侧面上。在其他实例中，充气通气孔520设置在第二板516 中。虽然图5A仅描绘了一个充气通气孔520，但是该描绘不旨在进行限制。 多个充气通气孔520是可以的，包括在板结构512中的充气通气孔520的任 何形状和布置。

至少一个流动引导件522可设置在第一板514与第二板516之间(例如， 也参见图5B和图5C)。流动引导件522可为可操作的，以建立用于排放到 板结构512中的物质的曲折通路。曲折通路可允许热粒子和气体在流经板结 构512时经由惯性而被分离。此类分离可防止排放物质在板结构512之外点 燃(例如，如果易燃成分存在于该排放物质中)。在一些实施方案中，至少 一个流动引导件522被布置为沿具有至少90°转向的流动路径引导排放物质。 流动路径可从一个或多个开口518延伸至充气通气孔520。在一些实施方案 中，板结构512包括设置在其中的筛子。在这些实施方案中，筛子可从排放 物质捕获热颗粒，从而将此类颗粒保留在板结构512内。

图5B和图5C呈现了图5A中所示的板结构512的实施方案的顶视图。 在图5B中，成角度的挡板524从板结构512的侧壁延伸以补充设置为与充 气通气孔520相邻的弓形壁526。成角度的挡板524和弓形壁526表示流动 引导件522，并且有助于限定具有至少90°转向的流动路径528。为了清楚起 见，在图5B中仅示出流动路径528的一部分。在图5C中，矩形壁530布置 在板512内以包围从多个开口518发出的流动路径。矩形壁530经由具有通 气孔534的锥部532合并到板结构512中。通过通气孔534的流受到设置为 靠近通气孔534的挡板536的阻碍。矩形壁530、锥部532和挡板536表示 流动引导件522，并且有助于限定具有至少90°转向的流动路径538。为了清 楚起见，在图5C中仅示出流动路径538的一部分。

在系统500的操作期间，一个或多个电池单元502可经历热失控，从而 导致对应的单元通气孔506打开并通过相应的开口518排放物质。如此排放 的物质进入板结构512(即，充气室)，并且沿由至少一个流动引导件522 界定的流动路径流动。流动路径从一个或多个开口518延伸至充气通气孔 520。在一些实例中，流动路径是曲折的，并且可任选地包括筛子。曲折的 流动可经由惯性分离将颗粒与排放物质中的气体分离。如果存在的话，筛子 可有助于机械地分离此类颗粒。分离颗粒可降低在板结构512外部点燃的风 险。

因为从较不稳定的电池单元502排放可发生在升高的温度和压力(即， T>300℃并且P>500kpa)下，因此排放物质与多个电池单元502的相互作用 (即，热相互作用、机械相互作用、化学相互作用等)是不期望的。板结构 512表示能够接收此类排放物质并保持该物质远离多个电池单元502的分离 体积。此外，板结构512可允许排放物质冷却和减压，从而减少此类物质在 退出板结构512时点燃的趋势。

转到图6，示出了根据本技术的一些实施方案的电池模块600的分解透 视图。电池模块600可以为可包括在如前所述的电池组内的许多电池模块中 的一个。为便于描述，电池模块600被示为处于与先前附图反向的位置。电 池模块600可包括多个电池单元块602，该多个电池单元块602各自包括一 个或多个电池单元610。如图所示，每个单元块602包括四个单独的电池单 元610，尽管应当理解，实施方案可包括每个电池单元块的任何数量的电池 单元，诸如至少约两个单元、至少约四个单元、至少约六个单元或更多个。 另外，电池模块600可基于模块的长度(该长度可基于电池组的若干侧向尺 寸中的一个)而在模块内包括任何数量的电池单元块。

电池单元610可以彼此相似，或者可以在单元块和模块上有所不同。在 实施方案中，每个电池单元610可为与每个其他电池单元类似的电池单元。 电池单元610可以是或包括棱柱形单元、袋形电池或任何数量的其他电池单 元设计。如先前所指出的，图6可示出电池模块600的反向视图，并且可示 出电池单元610的底部表面或基部表面。如图所示，在实施方案中，每个电 池单元610的表面(该表面可包括底部表面)可包括端子612以及单元通气 孔614。

每个单元块602可包括彼此耦接(诸如用粘合剂)以限制电池单元之间 的间距的许多个电池单元。热绝缘体616可被定位在围绕每个单元块602的 两侧上。热绝缘体616可在电池模块内提供多个益处。例如，在每个单元块 的侧面周围的热绝缘体可限制一个单元块与另一个单元块的热导率。另外， 热绝缘体616可以是或包含压缩材料以在每个单元块内提供容纳空间。

因为电池单元在其寿命期间循环，该单元可能随着时间而溶胀。当单元 严格压缩或容纳在特定结构内时，该单元可具有缩短的循环寿命。然而，本 技术可包括热绝缘体，该热绝缘体被配置为提供一定量的偏转或压缩以容纳 随时间推移的电池单元的溶胀。热绝缘体616可被配置为在每个单元块内完 全占据空间，以限制块内的任何间隙。然而，热绝缘材料可被配置为容纳其 厚度的高达约50％或更多的压缩，以容纳随时间推移的电池溶胀。不像不可 提供此类容纳的常规技术，本技术可基于在每个单元块内结合电池溶胀的容 纳而产生更长的电池寿命周期。

在电池模块600的轴向上的每个单元块602的相对端部可包括隔板620。 隔板620可为刚性构件，该刚性构件将每个单元块602与相邻的单元块分离。 隔板620可为铝、钢、陶瓷、塑料或任何数量的其他材料以分离单元块或包 含单元块。隔板620可以包括凸缘622，这可能有利于隔板620与套筒或护 罩625的耦接。护罩625可在每个单元块602的许多侧面上方延伸。例如， 在实施方案中，护罩可在每个单元块的侧面和底部周围延伸。护罩625可限 定或包括单元块通气孔627，该单元块通气孔627可为先前描述的单元块通 气孔中的任一者。护罩625可包括用于包括在模块600中的每个单元块的单 元块通气孔627，或者可包括比所存在的单元块更多或更少的通气孔。

护罩625可以焊接、粘结、胶合、紧固或以其他方式耦接到在模块的侧 面上的隔板620。隔板620的凸缘622可以延伸为在隔板620上的端部接头。 凸缘可以180度的圆形转向朝向隔板620向后延伸，这可为焊接提供保护。 在某些焊接操作期间，将护罩625与每个隔板620的凸缘622耦接、喷溅可 通过凸缘的后部进行。通过在其自身上具有凸缘，任何喷溅可包含在由凸缘 形成的环路内。这可限制或防止任何喷溅材料接触单元块的任何单元。隔板 620和护罩625可向模块600提供结构刚度，这可限制在单元块602上的振 动效应。

隔板620还可沿隔板620的表面限定与电池单元610的端子612成一直 线的凹槽624。在实施方案中，单元块602可与汇流条630、汇流条632接 合在一起。汇流条630可为电耦接每个单元块602的单独的单元的单元块内 汇流条。汇流条632可为耦接模块的相邻的单元块的单元块内汇流条。凹槽 624(该凹槽624可为限定在隔板620中的凹口)可向汇流条632提供从一 个单元块延伸至另一个单元块的接近。

汇流条630、汇流条632可安置在托盘中，该托盘被定位在单元块602 和护罩625之间。托盘635可包括用于安置汇流条的特征部，以确保单元块 之间的适当间距，并且电绝缘各种结构。汇流条托盘635可限定通过汇流条 托盘的一个或多个通道或孔，以允许材料从在每个电池单元610内的单元通 气孔溢出。例如，对于包括位于中心的单元通气孔的电池单元，汇流条托盘 635可以包括中央通道，以提供从单元通气孔614到单元块通气孔627的接 近。

热界面材料640可以沿与护罩625的面向单元块627的表面相对的每个 单元块的表面耦接或放置。热界面材料640可被配置为通过电池模块600的 顶部来传导或传递由电池单元610生成的热。热界面材料可包括在单独的片 材中，该片材可放置在每个单元块的表面上，并且可相对于单元块大小来设 定大小，或者可沿电池模块600的轴向长度定位热界面材料的长度。

电池模块600还可包括顶盖645，该顶盖645可向电池模块600提供盖。 护罩625可在该结构的任一侧或两侧上包括唇部或凸缘626以为顶盖645提 供耦接位置。另外，凸缘626可用于当电池模块600在电池组内进行反向并 定位时，将电池模块600安置在诸如先前所述的侧向构件上。通过安置在侧 向构件的顶部上，护罩625的底部和底板(诸如先前所述的板结构114)可 限定用于相邻的侧向构件之间的充气室的体积。

顶盖645和护罩625在实施方案中可为刚性材料，并且可为铝、钢或被 配置为容纳和包含电池模块的单元块的一些其他结构材料。顶盖和护罩可被 配置为控制电池模块的内部体积以限制或防止除了通过单元块通气孔627之 外的来自电池模块的溢出，该溢出可通向先前所述的充气通道。通过提供刚 性结构以控制材料溢出，可更好地控制由于单元失效而引起的流出材料的减 轻，以允许通过如先前所述的充气结构沿曲折通路进行温度下降和/或材料处 理。

图7A示出了根据本技术的一些实施方案的托盘635的特写视图。如上 所述，托盘635可包括耦接在单元块内的每个单元的汇流条(诸如单元块内 汇流条630)，以及将每个单元块耦接到相邻的单元块的汇流条(诸如单元 块内汇流条632)。托盘635可在每个单元块内在单元块的单元和可包括单 元块通气孔627的护罩之间形成距离或厚度。该距离可产生每个单元块的小 内部充气件，流出物在通过单元块通气孔被递送到电池组充气件中之前可在 其中流动。由于单元块内汇流条632被定位为在相邻的单元块之间延伸，所 以隔板622可包括凹口以容纳该汇流条。通过形成该凹口，可在相邻的单元 块之间形成通路。此外，通道720可以在托盘635中形成，并可为布线提供 通道以在单元块之间跨模块延伸。

如果未受到阻挡，则这些通路可为失效单元或单元块的流出物提供在单 元块之间的接近，以接触相邻的单元块的单元。如果允许发生，则流出物可 对相邻单元造成损坏或失效，这可将失效从单元块传播到单元块，并且这可 在整个电池组中进行。因此，一些实施方案可利用汇流条密封件710来阻挡 在一个单元块中生成的流出气体和颗粒进入邻近的单元块。汇流条密封件 710可为或包括单片材料或多片材料，该材料可提供对在邻近的单元块之间 传送的流出材料的保护以及可处于不同电势的部件之间的绝缘。

图7B示出当被定位在隔板622和汇流条632周围时汇流条密封件710 的附加视图。汇流条密封件710可在汇流条632周围延伸以形成能够限制或 防止气体或其他流出材料沿汇流条632从一个单元传送到相邻单元的密封 件。在汇流条632周围的密封可在将汇流条密封件710耦接到汇流条632时 形成，或者可在事件诸如单元或单元块失效期间形成。汇流条密封件710也 可限定跨隔板622延伸的狭槽或空间，这可限制在汇流条密封件710和隔板622之间的任何间隙。汇流条密封件710可略微高于(或者在反向时略低于) 隔板622的高度延伸。这可允许护罩625沿材料的长度压缩汇流条密封件710 以进一步确保汇流条710、汇流条632和/或隔板622之间的间隙是有限的或 移除。

图7C示出了根据本技术的实施方案的示例性汇流条密封件710的示意 图。汇流条密封件710可包括限定的形状(诸如图中所示的形状)，但是针 对汇流条密封件710可利用其他材料，该材料在耦接操作期间可为更加无定 形的。当包括限定的形状时，汇流条密封件710的特征可在于被配置为减小、 限制或防止汇流条密封件710可在周围耦接到其上的汇流条周围的间隙，以 及减小、限制或防止可与汇流条密封件710耦接的部件诸如隔板622的间隙。 例如，汇流条密封件710可包括第一表面712，该第一表面712的特征在于 平面或大体上为平面的分布，这可在第一表面712处沿汇流条密封件710的 整个长度提供与护罩的接触。汇流条密封件710还可以限定凹槽714，该凹 槽714可在将相邻的单元块分离的隔板或其他部件周围延伸。

在一些实施方案中，汇流条密封件710可为具有限定形状的一片或多片 材料，如图所示。汇流条密封件710可为一片、两片、三片、四片或更多片， 但应当理解，设计中包括的更多片可在片的接合处提供用于流出材料的渗漏 的更多位置。汇流条密封件710的单片式设计可包括环形部件或限定可设置 汇流条632的矩形、卵形或其他间隙的部件。汇流条密封件710的单片式设 计还可以包括蛤壳式配置或包括连接两个细长元件的接头的配置，该配置可 在汇流条周围进行压缩。示例性的两片式设计在图7D中与汇流条密封件715 一起示出。汇流条密封件715可包括第一部件716，该第一部件716可包括 表面717，该表面可接触电池模块的护罩或其他外壳部件。汇流条密封件715 还可包括第二部件718，该第二部件可限定狭槽719，隔板可安置在该狭槽 719内。利用多片式汇流条密封件可产生较宽或较厚的汇流条密封件，因为 漏电要求和间隙要求可能变得更加难以保持。因此，单片式设计可提供具有 降低的漏电要求和间隙要求的更紧凑部件。

用于汇流条密封件的材料可取决于在一些实施方案中的具体设计。例 如，为汇流条限定卵形或矩形间隙的单片式汇流条密封件特征可在于弹性地 允许汇流条密封件在汇流条的端子连接上方进行拉伸并被定位为靠近汇流 条的内部位置(诸如汇流条的端子之间的中央位置)。因此，示例性汇流条 密封件的特征可在于高达或大于约500％的拉伸至失效特性，虽然在实施方 案中，汇流条密封件的特征可在于小于或约450％、小于或约400％、小于或 约350％、小于或约300％、小于或约250％、小于或约200％，小于或约150％ 或更少，这取决于将汇流条密封件定位在汇流条的中心或内部部分周围所需 的拉伸量。这还可以基于汇流条本身的形状。例如，矩形汇流条可允许将汇 流条密封件滑动到适当位置，这可利用最小拉伸量。在汇流条的部分的特征 可在于比汇流条密封件可耦接的位置的长度大的长度的其他实施方案中，汇 流条密封件的特征为更大量的柔韧性。

汇流条密封件可被包覆在汇流条上，这可允许使用可流动或设置材料。 当汇流条与电池组的单元或单元块耦接时，电压可跨汇流条和接触汇流条的 任何材料(诸如汇流条密封材料)增加。隔板以及该电池模块内的其他部件 可处于地电势，而汇流条可根据在电池模块内耦接的单元的数量处于高电 压。由于汇流条的电势，所以用于汇流条密封件的材料可受限于在汇流条与 隔板之间保持电隔离的能力。例如，基于水的腻子或材料可有利于在汇流条 和隔板周围提供完全密封。然而，此材料可在设置之前提供部件之间的电路 径。因此，在实施方案中，汇流条密封材料的特征可在于在操作时以及在制 造操作期间保持汇流条的电隔离。当在包覆配置中使用时，可设置的材料可 当它可在安装到汇流条托盘中之前或者在汇流条与单元电耦接之前被完全 设置时为可接受的。

可用于根据本技术的汇流条密封件中的示例性材料可包括多种材料，该 多种材料向流出材料提供电绝缘、化学惰性和耐温性。示例性材料可包括包 含有机硅的材料、陶瓷材料、包含热塑性塑料的材料、聚合物材料和可提供 一种或多种电或热特性的其他材料的范围。示例性材料可包括前述材料中的 任一项上的膨胀型材料或膨胀型涂层。示例性材料可包括烧蚀的材料，包括 在暴露于高温或反应性材料期间烧蚀材料层。例如，当示例性汇流条密封材 料通过高温流出物接触，汇流条密封件的外表面可烧蚀，而内部材料或沿汇流条密封件的相对侧的材料可被保持，或者可以保留其结构刚性。示例性材 料可包括复合材料，包括填充有保护性材料的塑料或其他材料。示例性材料 可包括在汇流条周围形成密封的粘性材料。示例性材料可包括泡沫或膨胀材 料。示例性材料还可包括添加剂或组分，诸如阻燃添加剂或材料。

在一些实施方案中，汇流条密封件可为绝缘的，并且可被配置为承受大 于或约100V、大于或约200V、大于或约300V、大于或约400V、大于或约 500V、大于或约600V、大于或约700V、大于或约800V、大于或约900V、 大于或约1000V、大于或约1200V、大于或约1400V、大于或约1600V、大 于或约1800V、大于或约2000V、大于或约2200V、大于或约2400V、大于或约2600V、大于或约2800V、大于或约3000V、大于或约3200V、大于或 约3400V、大于或约3600V、大于或约3800V、大于或约4000V或更大的电 压作为操作电压或峰值电压。因此，示例性汇流条密封件的特征可在于大于 或约250V、大于或约400V、或大于或约600V的比较性跟踪指数值。另外， 根据本技术的汇流条密封件可包括在2、1或零的性能水平类别中。

漏电要求和间隙要求可基于汇流条材料的等级而变化。例如，利用性能 水平类别零类别中的汇流条密封件，可提供比1类材料更低的漏电值和间隙 值。在实施方案中，示例性汇流条密封材料可提供小于或约50mm的漏电和 间隙公差，并且在实施方案中，可以提供小于或约45nm、小于或约40nm、 小于或约35nm、小于或约30nm、小于或25nm、小于或约20nm、小于或约 19nm、小于或约18nm、小于或约17nm、小于或约16nm、小于或约15nm、 小于或约14nm、小于或约13nm、小于或约12nm、小于或约11nm、小于或 约10nm、小于或约9nm、小于或约8nm、小于或约7nm、小于或约6nm、 小于或约5nm、小于或约4nm、小于或约3nm、小于或约2nm、小于或约 1nm的漏电和间隙误差。

示例性汇流条密封件或材料的特征可基于事件期间的时间和/或温度要 求。例如，在失效事件期间，在单元块内的一个或多个单元块可使材料通气， 该材料可包括高温材料。在单元块内的单元可相对同时地通气，或者在单元 块内的单元可能在重叠或连续事件中失效。根据在单元块内的单元数目，通 气可发生一段时间。因此，根据本技术的汇流条密封件可被配置为承受大于 或约100℃的温度持续大于或约10秒的时间段。此外，汇流条密封件或材料 的特征可在于能够保持较高的温度和/或较长的时间段的能力。例如，汇流条 密封件可承受大于或约150℃、大于或约200℃、大于或约250℃、大于或约 300℃、大于或约350℃、大于或约400℃、大于或约450℃、大于或约500℃、 大于或约550℃、大于或约600℃、大于或约650℃、大于或约700℃、大于 或约750℃、大于或约800℃、大于或约850℃、大于或约900℃、大于或约 950℃、大于或约为1000℃或更高的温度。

此外，汇流条密封件可以能够承受这些温度中的任一项持续大于或约 20秒、大于或约30秒、大于或约40秒、大于约50秒、大于约1分钟、大 于或约2分钟、、大于或约5分钟、大于或约10分钟、大于或约15分钟、 大于或约20分钟、大于或约25分钟、大于或约30分钟、大于或约35分钟、 大于或约40分钟、大于或约45分钟、大于或约50分钟、大于或约55分钟、 大于或约60分钟、大于或约65分钟、大于或约70分钟、大于或约75分钟、 大于或约80分钟、大于或约85分钟、大于或约90分钟或更长。

在一些实施方案中，汇流条密封件可被配置为承受第一温度持续第一时 间段，并且承受低于第一温度的第二温度持续第二时间段。例如，当单元块 的单元通气时，可通过高温流出物来接触汇流条密封件，该高温流出物可加 热周围的部件(诸如汇流条)。在流出物已从单元块释放(诸如通过单元块 通气孔)之后，在单元内的温度可低于流出物的初始温度，尽管部件诸如汇 流条的特征仍在于针对在热耗散时附加的时间段的增加的温度。因此，所列 出的任何时间段和或温度可作为第一时间或温度或第二时间或温度出现，并 且示例性材料可被配置为承受这些组合中的任一项。

布线也可连接本技术的单元和单元块，并且导线线束也可在汇流条托盘 内延伸。在实施方案中，可用于线束的通道720可为流出材料提供附加的通 路，其中该通道跨隔板从一个单元块延伸至下一个单元块。因此，在一些实 施方案中，第二密封材料可被定位在导线线束横跨相邻的单元延伸的托盘 内。第二密封件的特征可在于上述汇流条密封材料的特性中的任一项。在一 些实施方案中，可利用额外的材料用于线束密封件，因为线束不可经历汇流 条的温度，并且不同于汇流条不可处于高电压电势。

图8示出了根据本技术的实施方案的电池组800的部件的分解透视图。 电池组800可包括先前所描述的部件中的任一项。例如，电池组800可包括 这样的结构，该结构包含和支持被集中到如先前所描述的单元块和/或模块中 的一个或更多电池单元。电池组800可示出在实施方案中的电池组100的旋 转视图。电池组800的结构可包括耦接靠近极板结构114的相对侧的侧轨111 和侧轨113。多个侧向构件106可被布置为在侧轨之间延伸，并且可与侧轨 诸如通过焊接、粘接或包括在侧轨和侧向构件之间的粘合剂来耦接。在实施 方案中，侧轨可包括扶壁231，该扶壁231可在外表面上与所示侧轨耦接。 该电池组结构还可以包括如先前在图1中示出的前面板107以及后面板809， 该后面板809可类似于后面板109，但是在图8中以透明视图示出。以这种 方式示出后面板809以提供到下面进一步讨论的部件的视觉接近，该部件可 以其他方式被后面板隐藏。

多个电池模块600可沿侧向构件106安置并与侧向构件106平行。电池 模块600在取向后续安装中示出，其中该电池模块600已与先前在图6中所 示的方向反向。因此，单独的电池单元通气孔和/或电端子可被定位为面朝板 结构114。电池模块600可通过顶盖645和如先前所述的护罩耦接到侧向构 件106的顶部。侧向构件106可以将电池模块600悬吊或至少部分地悬吊在 板结构114上方以提供电池模块600和板结构114之间的充气空间。充气空 间可被分成在侧向构件106之间的充气室，该侧向构件106可与板结构114 直接或间接耦接。例如，通常用于接合结构部件的连续缝焊、点焊、粘结接 缝、粘合剂、紧固件或其他机械耦接件可沿每个侧向构件106的长度进行设 置，以将该构件连接到板结构114。

如图6所示，热界面材料可被定位在每个单元块内的电池单元和顶盖 645之间。附加的热界面材料810可在顶盖645的相对表面上耦接至图6的 热界面材料640。热界面材料810可沿电池模块600单独设置，或作为沿电 池组800的整个顶部表面延伸的片材或以其他配置进行设置。可包括热界面 材料810的片材以将热从电池模块600进一步传导或传递到换热器815，该 换热器815可在热界面材料810上面进行耦接。

可包括换热器815作为热传递装置以用于进一步从电池组800去除在系 统的操作期间生成的热。换热器815可包括两个或更多个板，该两个或更多 个板耦接在一起以在其间形成体积，并且热传递流体可通过该两个或更多个 板流动。两个板可为挤压铝，并且可为其他材料，包括金属、塑料、聚合物 材料、陶瓷或可提供包括柔韧性、耐腐蚀性、结构刚性、热传递能力或对于 热传递的其他可用特性的其他材料。换热器815的至少两个板的内部表面可 包括这种外形，该外形使得当接合板时，板的内部表面可限定体积，诸如多 个通道(通道827、通道829)，从而通过换热器815创建流体系统。可在 外板之间或在由外板限定的通道内包括附加的板或材料。例如，可包括在通 道内增加湍流的材料以增加到换热器815的热传递。

通过换热器815的该流系统可根据与换热器815的一个端部耦接的歧管 819、歧管821进行限定。歧管819可为入口歧管，并且可包括用于接收到 换热器的热传递流体的入口823。歧管819可通过歧管以及通过第一通道827 侧向地分配热传递流体。通道827可垂直于歧管并且沿换热器815的长度从 后面板809延伸到前面板107。在换热器815的靠近前面板107的远端处， 可限定从第一通道827接近第二通道829。热传递流体可在被递送到歧管821中之前通过通道829以反向平行图案返回，该歧管821可以是返回歧管。歧 管821可包括出口825，该出口825可从换热器815递送流体。

换热器入口823和出口825可分别与入口分配器830和出口分配器832 耦接。分配器830、分配器832可提供对待连接到电池组的单个流体分配系 统的多个换热器815的接近。在实施方案中，电池组800可包括与单独的入 口分配器和出口分配器耦接的至少一个、两个、三个、四个或更多个换热器。 分配器830和分配器832可彼此垂直地设置以限制深度分布。分配器可被定 位在电池组800内的侧向构件106和后面板809之间。入口分配器830和出 口分配器832可分别通过入口端口834和出口端口836进入。入口端口834 和出口端口836可与来自电池组800的外部流体管理系统耦接，该外部流体 管理系统可包括递送到冷却的流体储存器、冷凝器结构或附加的换热器，这 些装置位于电池组800的外部并被配置为去除从热传递流体收集的热。

换热器815的特征可在于多个外部分布，但在实施方案中，其特征可在 于换热器的顶部表面和底部表面中的一个或多个上的大体上平坦的表面。虽 然管状、卵状或其他圆的或动态分布可以用于换热器815，但是，在一些实 施方案中，可利用平面表面以增加换热器815和热界面材料810之间的接触 面积。平面外表面的特征可在于使得单独的通道的分布在外表面上受到限 制。例如，内部通道之间的隔板可包含在换热器的内部区域内，并且可以是 沿换热器815的外表面不可见的，以提供沿换热器的顶部表面和底部表面的 平坦或大体上平坦的表面。如图所示，通道827和通道829可包括靠近歧管 819、歧管821的可见部分，虽然在实施方案中，该区域可被限制为跨换热 器815的长度的小于或约10％，并且可被限制为该长度的小于或约9％、该 长度的小于或约8％、该长度的小于或约7％、该长度的小于或约6％、该长 度的小于或约5％、该长度的小于或约4％、该长度的小于或约3％、该长度 的小于或约2％、该长度的小于或约1％或更少。

多个孔816可通过换热器815并通过热界面材料810进行限定，以能够 将换热器815耦接至侧向构件106。孔816可位于换热器815周围，以限制 在限定在换热器的内部的通道内的突出，并且该孔可为延伸通过换热器的限 定通道，同时与限定于换热器内的内部通道流体地隔离。该孔也可被设为限 制来自电池组800的电磁干扰。热界面材料810可为可压缩材料，该可压缩 材料可包括某些流动或变形特征，该特征使得通过将换热器815耦接到侧向 构件106导致的压缩可导致热界面材料810的区域在紧固件、螺栓或通过热 界面材料延伸的其他机械耦接件周围延伸。因此，可提供换热器815至侧向 构件106的无间隙或大体上或基本上无间隙耦接，并且可提供沿换热器815 的底部表面与热界面材料810的均匀的、大体上均匀的或基本上均匀的耦接。

在操作中，包括在换热器815内的热传递流体可被配置为垂直于包含在 每个模块内的电池单元的方向流动。例如，电池模块600可平行于侧向构件 106延伸，并且在侧轨111和侧轨113之间延伸。在换热器815内，引导热 传递流体的通道827、通道829可横穿侧向构件106，并且在前面板107和 后面板809之间延伸。通过该布置，由于从在模块内的电池单元接收热，所 以可在电池单元块上递送热，并且使热远离电池模块进入下一个电池模块 中，而不是沿电池模块递送。该布置可有利于到侧向构件106中的热传递， 并且可更均匀地远离电池模块诸如故障模块分配热，该故障模块可产生过量 的热。虽然在热传递通道平行于单独的电池模块的实施方案中可利用另选的 流动路径，但是此布置可保持在具体的模块内生成的热，并且可有利于使过 量的热生成进入到电池模块的相邻单元中。

电池组800可包括盖840，该盖840在换热器815周围延伸并与侧轨111、 侧轨113以及前面板107和后面板109耦接。与板结构114、侧轨和端部面 板组合，可提供液密结构。在实施方案中，电池组800还可为大体上气密的， 或者为电池组800提供受控制的内部环境以限制除了通过如先前所讨论的组 通气孔从电池组800传递气体。然而，应当理解，那取决于在构造中所使用 的材料，可发生蒸气的自然渗透量。闭组系统可允许利用沿如前所述的充气 构件和侧向构件限定的曲折路径从电池单元的任何流出物中进行改善的热 耗散和固体颗粒去除。

为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底 理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节， 以便实践所述实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文所述 的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到 所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于 上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种电池组，包括：

多个单元块，所述多个单元块各自包括至少两个电池单元；

侧向构件，所述侧向构件耦接到所述多个单元块；和

板，所述板与所述侧向构件耦接；

其中每个单元块包括面向所述板的通气孔；

其中所述多个单元块、所述侧向构件和所述板至少部分地限定所述电池组内的体积；并且

其中当单元块的所述通气孔打开时，所述体积将所述单元块流体地耦接到所述电池组的外部。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个单元块包括：

第一行单元块，所述第一行单元块包括所述多个单元块的第一子集，和

第二行单元块，所述第二行单元块包括所述多个单元块的第二子集；并且

其中所述侧向构件被定位在所述第一行单元块和所述第二行单元块之间，并且其中所述侧向构件将所述体积分区成第一室和第二室。

3.根据权利要求2所述的电池组，其中所述侧向构件包括内部导管，所述内部导管从所述第一室中的第一端口开口延伸至所述第二室中的第二端口开口，并且其中所述侧向构件的所述内部导管将所述第一室与所述第二室流体地耦接。

4.根据权利要求3所述的电池组，其中所述侧向构件的所述内部导管限定通过所述侧向构件的所述内部导管的流体路径的至少一个方向变化，并且其中所述至少一个方向变化等于或超过90度。

5.根据权利要求3或4所述的电池组，其中所述内部导管包括筛子，所述筛子被配置为抑制固体材料流动通过所述内部导管。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池组，其中所述体积在将流出物朝向所述电池组的所述外部递送到电池组通气孔之前减轻所述单元块的所述流出物。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池组，其中至少四个电池单元设置在所述多个单元块的每个单元块内，并且其中每个单元块包括至少两个邻接棱柱电池单元。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池组，其中所述体积被配置为在流出物朝向所述电池组的所述外部流动时将固体物质的至少一部分与电池单元的所述流出物分离。

9.根据权利要求8所述的电池组，其中所述体积被配置为通过在流出物在所述电池单元和所述电池组的所述外部之间流动时降低所述流出物的温度来减轻所述电池单元的所述流出物。

10.根据权利要求1至4和9中的任一项所述的电池组，其中当所述单元块低于阈值内部压力时，将所述单元块密封，并且其中每个单元块通气孔被配置为当单元块达到所述阈值内部压力时打开并朝向所述体积引导所述单元块的所述电池单元的流出物。

11.根据权利要求1至4和9中的任一项所述的电池组，其中每个单元块包含绝缘材料，所述绝缘材料设置在所述单元块的结构和所述单元块的至少一个电池单元之间。

12.一种电池组，包括：

多个单元块，所述多个单元块各自具有电池单元；

侧向构件，所述侧向构件定位在所述多个单元块之间以限定包括所述多个单元块的第一子集的第一行电池单元块和包括所述多个单元块的第二子集的第二行电池单元块；

板，所述板与所述侧向构件耦接并跨所述第一行和所述第二行延伸，其中所述侧向构件、所述板、所述第一行电池单元块和所述第二行电池单元块至少部分地限定所述电池组内部的体积；和

电池组通气孔，所述电池组通气孔与所述体积耦接并提供来自所述电池组的流体溢出。

13.根据权利要求12所述的电池组，其中每个单元块包括单元块通气孔，当所述单元块通气孔打开时，所述单元块通气孔提供从所述单元块到所述体积的接近，并且其中每个单元块通气孔被配置为打开并朝向所述体积引导单独的电池单元的流出物。

14.根据权利要求12或13所述的电池组，其中每个单元块包括至少两个邻接棱柱电池单元。

15.根据权利要求12或13所述的电池组，其中每个单元块包含绝缘材料，所述绝缘材料设置在所述单元块的结构和所述单元块的至少一个电池单元之间。

16.根据权利要求12或13所述的电池组，其中所述体积包括筛子，所述筛子被配置为抑制固体物质流动通过所述体积。

17.根据权利要求12或13所述的电池组，其中所述侧向构件至少部分地限定从每个单元块到所述电池组通气孔的流体路径，并且其中所述流体路径延伸穿过所述侧向构件。

18.根据权利要求12或13所述的电池组，其中所述侧向构件将所述体积分区成第一充气室和第二充气室。

19.根据权利要求18所述的电池组，其中所述侧向构件包括内部导管，所述内部导管从所述第一充气室中的第一端口开口延伸至所述第二充气室中的第二端口开口，并且其中所述侧向构件的所述内部导管将所述第一室与所述第二室流体地耦接。

20.根据权利要求19所述的电池组，其中所述侧向构件的所述内部导管限定通过所述侧向构件的所述内部导管的流体路径的至少一个方向变化，并且其中所述至少一个方向变化等于或超过90度。