CN110635194A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池模块，目的在于提供一种在异常时确保将气体向外部排出的路径，并且在平时减少该路径占用的容积的电池模块。本发明的电池模块(10)包括：电池堆(13)；电池冷却管道(11)，冷却电池堆(13)的空气在电池冷却管道中流通；以及气体排出管道(12)，从电池堆(13)产生的气体在气体排出管道中流通。另外，在电池模块(10)中，在缩径的状态下，将气体冷却管道(11)的中间部分内置于气体排出管道(12)。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及电池模块，尤其涉及一种具有在异常时将从电池产生的气体向外部导出的管道的电池模块。
背景技术
混合动力汽车和电动汽车中，搭载有向赋予车辆驱动力的电动机供电的大型电池。另外，在这种车辆中，设置有用于冷却电池的机构，和在异常时将从电池产生的气体向外部引导的机构。
专利文献1记载了将从电力设备产生的气体排出的构成。具体而言，具有将该气体向外部排出的气体排出口，与气体排出口连通的排气通道的一端封闭，该排气通道的另一端对外部开放。如此，能够将气体切实地向外部排出，还可以防止排出气体向车室内逆流。
专利文献2记载了一种隔离形成有冷却通道和排出通道的电池结构。具体而言，隔离形成有用于冷却电池电极的冷却通道，和从电池电极泄漏的气体通过的排出通道。通过该构成，可以防止在电池异常时泄漏的气体混入冷却通道。
专利文献3记载了一种形成有将从电池产生的气体排出的管道部的电池组。具体而言，管道部具有排烟通道，该排烟通道横跨电池单元的层叠方向的全长而形成。通过该构成，可以有效冷却电池单元并提高电池的放电性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2006-185894号公报
专利文献2：(日本)特开2011-171052号公报
专利文献3：(日本)特开2018-18754号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述各专利文献记载的发明中，将异常时产生的气体的风路紧凑地配设在车体内部并不容易。
具体而言，专利文献1记载的发明虽然配置有将异常时产生的气体释放到车外的排气通道，但由于排气通道是横跨电池全长方向形成的，因此排气通道所占的容积增大，导致电池模块的大型化问题。
专利文献2记载的发明由于隔离形成有冷却通道和排出通道，因此即使通过该发明，排出通道也会占有较大容积，存在挤占车室内有效容积的问题。
专利文献3记载的发明中，由于横跨电池组的长度方向形成有在异常时排气的排烟通道，因此该发明也会产生排烟通道所占的容积大的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的发明，本发明的目的在于提供一种在异常时保障将气体向外部排出的路径，并且在平时减少该路径占用的容积的电池模块。
解决课题的手段
本发明的电池模块，其特征在于，包括：电池堆；电池冷却管道，冷却所述电池堆的空气在所述电池冷却管道中流通；以及气体排出管道，从所述电池堆产生的气体在所述气体排出管道中流通，其中，在缩径的状态下，将所述气体排出管道的中间部分内置于所述电池冷却管道。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，从所述电池冷却管道的一端侧，导入有车室内的空气；从所述电池冷却管道的另一端侧，冷却所述电池堆的空气返回到所述车室。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，所述电池堆配设在所述车室的内部。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，所述气体排出管道由比所述电池冷却管道柔软的材料构成。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，在所述气体排出管道的中间部配设有阀；当从所述电池堆产生所述气体时，所述阀将所述气体排出管道关闭，使所述气体排出管道在所述电池冷却管道的内部扩径；当所述气体排出管道的内部压力达到一定值时，所述阀解除关闭，使气体经由所述气体排出管道，向车外排放。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，展开状态的所述气体排出管道的外表面，与所述电池冷却管道的内表面大致紧贴。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，将从所述电池冷却管道拉出的部分所述气体排出管道设置成收缩形状，由此形成收缩部。
发明效果
本发明的电池模块，其特征在于，包括：电池堆；电池冷却管道，冷却所述电池堆的空气在所述电池冷却管道中流通；以及气体排出管道，从所述电池堆产生的气体在所述气体排出管道中流通，其中，在缩径的状态下，将所述气体排出管道的中间部分内置于所述电池冷却管道。因此，通过将气体排出管道的中间部分内置于电池冷却管道，可以减小气体排出管道占有的空间，增大车室内的有效容积。另外，由于气体排出管道是以缩径的状态收纳在电池冷却管道中，因此可以减小气体排出管道在电池冷却管道的内部所占的容积，防止气体排出管道阻碍气体在冷却管道内部的流通。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，从所述电池冷却管道的一端侧，导入有车室内的空气；从所述电池冷却管道的另一端侧，冷却所述电池堆的空气返回到所述车室。因此，冷却电池堆的空气会经由电池冷却管道进行循环，故可以在气体排出管道的附近配置电池冷却管道，能够将电池冷却管道用作气体排出管道的铺设路径。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，所述电池堆配设在所述车室的内部。因此，当将电池堆配设在车室内部时，虽然需要确保将气体向车室外排出的气体排出管道，但由于本申请发明将气体排出管道的至少一部分收纳在电池冷却管道，因此气体排出管道不会挤占车室内的有效空间。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，所述气体排出管道由比所述电池冷却管道柔软的材料构成。因此，通过采用柔软材料作为气体排出管道，能够在有气体从电池堆产生时，利用该气体的压力使气体排出管道容易地扩展。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，在所述气体排出管道的中间部配设有阀；当从所述电池堆产生所述气体时，所述阀将所述气体排出管道关闭，使所述气体排出管道在所述电池冷却管道的内部扩径；当所述气体排出管道的内部压力达到一定值时，所述阀解除关闭，使气体经由所述气体排出管道，向车外排放。因此，通过在气体排出管道的中间部配设阀的简单构成，在有气体从电池堆产生时，能够利用该气体的压力，使由柔软材料组成的气体排出管道在电池冷却管道的内部扩展。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，展开状态的所述气体排出管道的外表面，与所述电池冷却管道的内表面大致紧贴。因此，可以利用展开状态的气体排出管道将电池冷却管道的内部堵住，能够防止气体经由电池冷却管道向车室内空间流出。
另外，本发明的电池模块，其特征在于，将从所述电池冷却管道拉出的部分的所述气体排出管道设置成收缩形状，由此形成收缩部。因此，通过在收缩部产生压力损失，可以利用异常时产生的气体压力，使气体排出管道在电池冷却管道的内部膨胀。
附图说明
图1是表示装配有本发明实施方式的电池模块的车辆的侧方剖视图；
图2是表示本发明实施方式的电池模块的示意图；
图3(A)和图3(B)是表示本发明实施方式的电池模块的图；图3(A)是表示电池模块的示意图；图3(B)是电池冷却管道的剖面图；
图4(A)和图4(B)是表示本发明实施方式的电池模块的图；图4(A)是表示电池模块的示意图；图4(B)是表示收缩部的放大图；
图5(A)和图5(B)是表示本发明实施方式的电池模块的图；图5(A)是表示电池模块的示意图；图5(B)是电池冷却管道的剖面图；
图6(A)和图6(B)是表示本发明实施方式的电池模块的图；图6(A)是表示电池模块的示意图；图6(B)是电池冷却管道的剖面图。
符号说明
10 电池模块
11 电池冷却管道
12 气体排出管道
13 电池堆
14 阀
15 拉入部
16 拉出部
17 收缩部
20 车辆
21 车室
22 座椅
23 隔板
具体实施方式
下面结合附图，对本实施方式的电池模块10进行说明。以下说明中，同一部件原则上使用同一符号编号，省略重复说明。
参照图1，对具有本实施方式的电池模块10的车辆20进行说明。车辆20例如为电动汽车或混合动力汽车。当车辆20为电动汽车时，将利用从电池模块10供给的电力旋转的电动机作为驱动源，车辆20进行行驶。当车辆20为混合动力汽车时，将上述电动机和发动机中的一种或两种作为驱动源，车辆20进行行驶。
电池模块10配设在后部座椅即座椅22的后斜下方，用隔板23覆盖。在此，电池模块10也可以配设在座椅22的下方等。作为电池模块10，例如可以采用锂电池。另外，电池模块10也称为电池组。
电池堆13与电池冷却管道11和气体排出管道12共同构成电池模块10。
本实施方式中，电池堆13配置在乘员搭乘的车室21的内部。因此，当在异常时有气体从电池堆13产生时，为了确保乘员的安全，必须将气体释放到车室21的外部。本实施方式中，利用气体排出管道12将气体释放到车外，由此可以防止在异常时气体流入到车室21。
图2表示模式化的电池模块10。电池模块10具有电池堆13、气体排出管道12、以及电池冷却管道11。电池模块10的功能在于在电池堆13进行充放电时冷却电池堆13，将异常时产生的气体向外部释放。
电池冷却管道11将收纳有电池堆13的收纳容器和车室21连通。电池冷却管道11中，流通有从车室21向电池堆13输送的空气，以及从电池堆13返回车室21的空气。另外，在此虽然没有图示，但也可以配设将车室21内部的空气向电池堆13输送的送风风扇。该图中，用箭头表示在电池冷却管道11内流通的空气的流动。
气体排出管道12是将异常时从电池堆13产生的气体向车外释放的排出路径。气体排出管道12的一端与构成电池堆13的各电池的气体排出阀连通。气体排出管道12的另一端与车外连通。
本实施方式中，气体排出管道12的中间部分以折叠状态内置于电池冷却管道11。由此，在没有气体从电池模块10产生的平时，可以减小气体排出管道12所占的容积。尤其是当电池堆13大型化时，异常时产生的气体量也会增多，因此气体排出管道12也趋向于大型化。本实施方式的电池模块10中，在缩径的状态下，将气体排出管道12内置于电池冷却管道11。因此，即使电池堆13大型化，也可以减小气体排出管道12占用的容积，抑制电池模块10整体的尺寸增大。
下面参照图3(A)和图3(B)，对电池模块10的构成进行详细说明。图3(A)是将电池模块10局部放大表示的示意图，图3(B)是图3(A)的A-A线的剖面图。
参考图3(A)，如上所述，气体排出管道12的中间部分收纳在电池冷却管道11中。气体排出管道12从电池冷却管道11的中途部分即拉入部15拉入到电池冷却管道11的内部，从电池冷却管道11的拉出部16向电池冷却管道11的外部拉出。即，在拉入部15到拉出部16之间，气体排出管道12内置于电池冷却管道11。
另外，在从拉出部16拉出的部分的气体排出管道12中，夹装有阀14。阀14处于关闭状态，直到气体排出管道12的内部达到一定值，当气体排出管道12的内部大于一定值时，会变成开放状态。通过将阀14夹装在气体排出管道12，如后所述，可以利用在异常时产生的气体压力，使气体排出管道12在电池冷却管道11的内部膨胀展开。
参照图3(B)，气体排出管道12在缩径的状态下内置于电池冷却管道11。在此，气体排出管道12以折叠状态内置于电池冷却管道11的下部。由此，在没有气体从电池堆13产生的平时，可以减小气体排出管道12在电池冷却管道11的截面占用的面积，能够较大程度确保冷却电池堆13的空气流通的有效面积。
下面参照图4(A)和图4(B)，对电池模块10的其他形式进行说明。图4(A)是局部表示电池模块10的示意图，图4(B)是局部表示气体排出管道12的图。
参照图4(A)，在此，在从拉出部16向外部导出的部分的气体排出管道12，形成有收缩部17。
参照图4(B)，通过将气体排出管道12局部收缩，形成有收缩部17。在收缩部17的阻力大，因此可以获得与图3(A)和图3(B)所示的阀14相同的效果。具体而言，在有气体从电池堆13产生时，在收缩部17会发生压力损失，因此气体排出管道12的内部压力升高，气体排出管道12在电池冷却管道11的内部膨胀展开。另外，由于收缩部17是由气体排出管道12的一部分构成的，因此可以降低成本。
下面参照图5(A)和图5(B)，对异常时有气体从电池堆13产生的情况的电池模块10的功能进行说明。图5(A)是将这种情况的电池模块10局部放大表示的图，图5(B)是这种情况的图5(A)的A-A线的剖面图。
参照图5(A)，在异常时，当有气体从电池堆13产生时，产生的气体会流入到气体排出管道12。此时，如上所述，气体排出管道12下游的端部侧被阀14关闭，因此流入到气体排出管道12的气体的压力会使气体排出管道12在电池冷却管道11的内部膨胀展开。
在气体排出管道12的内部压力为一定值以下期间，阀14将气体排出管道12关闭。而当气体排出管道12的内部压力高于一定值时，阀14则使气体排出管道12开放。因此，在电池冷却管道11的内部，气体排出管道12膨胀展开，直到气体排出管道12的内部压力达到一定值。
图5(B)表示膨胀展开后的电池冷却管道11和气体排出管道12的截面。在此，由于上述气体填充到气体排出管道12，因此气体排出管道12膨胀展开。气体排出管道12膨胀展开，使气体排出管道12占据了几乎全部的电池冷却管道11的截面。例如，气体排出管道12的外表面与电池冷却管道11的内表面大致紧贴。
由此，可以在气体排出管道12的内部确保用于气体流通的空间。
另外，气体排出管道12会将电池冷却管道11的内部空间堵住。因此，即使气体在电池冷却管道11的内部从气体排出管道12泄漏，也能防止泄漏的气体向车室侧流动。
其中，气体排出管道12由柔软性高于电池冷却管道11的材料构成。具体而言，作为电池冷却管道11的材料，可以采用PP(聚丙烯)或PA(聚酰胺)。采用这种硬质树脂作为电池冷却管道11的材料，可以防止电池冷却管道11的变形，充分而较大地确保电池冷却管道11的内部面积。
另一方面，作为气体排出管道12，例如可以采用橡胶等软质材料。由此，在没有气体从电池堆13产生的平时，如图3(B)所示，可以将气体排出管道12折叠，在电池冷却管道11的内部确保用于冷却用空气流通的空间。另外，在异常时有气体从电池堆13产生时，如图5(B)所示，能够使气体排出管道12在电池冷却管道11的内部膨胀展开，在气体排出管道12的内部较大地确保用于气体流通的空间。
参照图6(A)和图6(B)，当气体排出管道12的内部压力达到一定值时，阀14处于开放状态，因此，从电池堆13产生的气体会经由阀14和气体排出管道12，向车外释放。因此，可以防止有害气体流入到车室21的内部。
以上示出本发明的实施方式，但本发明不仅限于上述实施方式。
参照图2，在将电池堆13冷却后的空气流通的电池冷却管道11中内置气体排出管道12，但也可以在将电池堆13冷却之前的空气流通的电池冷却管道11的内部内置气体排出管道12。

Claims (8)

1.一种电池模块，其特征在于，包括：
电池堆；
电池冷却管道，冷却所述电池堆的空气在所述电池冷却管道中流通；以及
气体排出管道，从所述电池堆产生的气体在所述气体排出管道中流通，
其中，在缩径的状态下，将所述气体排出管道的中间部分内置于所述电池冷却管道。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
从所述电池冷却管道的一端侧，导入有车室内的空气，
从所述电池冷却管道的另一端侧，冷却所述电池堆的空气返回到所述车室。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述电池堆配设在所述车室的内部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述气体排出管道由比所述电池冷却管道柔软的材料构成。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其特征在于，
在所述气体排出管道的中间部配设有阀，
当从所述电池堆产生所述气体时，所述阀将所述气体排出管道关闭，使所述气体排出管道在所述电池冷却管道的内部扩径，
当所述气体排出管道的内部压力达到一定值时，所述阀解除关闭，使气体经由所述气体排出管道，向车外排放。
6.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，
在所述气体排出管道的中间部配设有阀，
当从所述电池堆产生所述气体时，所述阀将所述气体排出管道关闭，使所述气体排出管道在所述电池冷却管道的内部扩径，
当所述气体排出管道的内部压力达到一定值时，所述阀解除关闭，使气体经由所述气体排出管道，向车外排放。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其特征在于，展开状态的所述气体排出管道的外表面，与所述电池冷却管道的内表面大致紧贴。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其特征在于，将从所述电池冷却管道拉出的部分所述气体排出管道设置成收缩形状，由此形成收缩部。
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