CN111200088B - 一种热安全管控电池模组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热安全管控电池模组结构，包括电池模组外壳和位于电池模组外壳内不少于两个的电池单体，相邻两个所述电池单体之间设置有蜂窝状结构的隔板和防火塑料网，所述电池模组外壳包括上盖板、底板、两个第一侧板和两个第二侧板，所述底板、上盖板和第一侧板的内侧均设置有散热沟槽。本发明使得电池单体组整体在空间六个自由度受到限制，拉紧有效、结构紧凑；蜂窝状结构的隔板设置，隔绝了热量在电池单体间的传播，实现了高效的散热效果；上盖板的压痕结构，可通过设置压痕开启压力实现电池模组热失控时的定向爆喷，从而实现快速泄压，有效的降低了爆炸的危害性。

Description

一种热安全管控电池模组结构
技术领域
本发明涉及电动汽车电池成组领域，具体为一种热安全管控电池模组结构。
背景技术
作为电动汽车的动力来源，电池无疑是电动汽车最为核心的部件之一。为了满足一定的续航里程，则需要将一定数量的电池成组安装，组成电池模组。电池模组的设计不仅要满足轻量化要求和可靠的机械强度，更应满足电池模组热安全管控的要求。
电池在反复的充放电循环过程中会产生热量和气体，当电池内热量和气体累积到一定程度时，如果不采取适当的处理手段，可能会引起严重的爆炸事故。当采用方形电池单体设计电池模组时，一般方法是在电池单体之间设置隔板以阻止电池单体的相互接触，这种方法只能够保证电池单体之间不会产生相互接触而可能发生的短路，但没有良好的隔绝热量在电池单体之间传递的方式，更不能抑制电池的热失控。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种热安全管控电池模组结构，基于电池模组热安全管控的要求，在保证电池模组结构强度要求的前提下，实现电池模组高效散热和热失控后的定向爆喷，实现电池模组结构的轻量化设计，解决了传统电池没有良好的隔绝热量在电池单体之间传递的方式，更不能抑制电池的热失控的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种热安全管控电池模组结构，包括电池模组外壳和位于电池模组外壳内不少于两个的电池单体，相邻两个所述电池单体之间设置有蜂窝状结构的隔板和防火塑料网。
所述电池模组外壳包括上盖板、底板、两个第一侧板和两个第二侧板，所述底板、上盖板和第一侧板的内侧均设置有散热沟槽，第一侧板和第二侧板首尾之间相互连接，第一侧板和第二侧板的顶端和底端分别与上盖板和底板插接卡合，第二侧板的外侧设置有加强板，该加强板通过螺栓与上盖板以及底板连接，上盖板边缘部分设置有压痕结构。
进一步限定，所述上盖板边缘部分设置有压痕结构，压痕深度可根据热失控时的开启压力进行计算。
进一步限定，所述隔板为蜂窝状结构，隔板内部设置有挡板，用于隔绝热量在相邻两电池单体间的传播，隔板两侧面对称设置有上下贯穿的呈半圆柱形的通槽。
进一步限定，所述防火塑料网为网状结构，紧贴在散热隔板的两侧面。
进一步限定，所述底板、上盖板和第一侧板内侧的散热沟槽与隔板的数量相等、位置相对应且相互连通。
进一步限定，所述上盖板上设置有与电池单体上防爆阀连接的通孔，当电池单体发生爆喷时，可将电池单体内部物质从防爆阀中定向导出。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：本发明使得电池单体组整体在空间六个自由度受到限制，拉紧有效、结构紧凑；蜂窝状结构的隔板设置，隔绝了热量在电池单体间的传播，实现了高效的散热效果；上盖板的压痕结构，可通过设置压痕开启压力实现电池模组热失控时的定向爆喷，从而实现快速泄压，有效的降低了爆炸的危害性；第一侧板和第二侧板之间采用的插装式自加强结构连接方式，实现了电池外壳的轻量化，节省了材料，并且能够有效地保证电池模组外壳结构的紧致程度；在底板、第一侧板及上盖板上设置的散热沟槽能够有效地释放电池模组因频繁充放电而产生的热量，提高了电池模组的安全性；本发明所提供的结构拆装方便，简单易加工，独具新意。
附图说明
图1为本发明爆炸图；
图2为本发明主视图；
图3为本发明左视图；
图4为本发明俯视图；
图5为隔板示意图；
图6为本发明隔板俯视图；
图7为防火塑料网示意图；
图8为底板上散热沟槽的示意图；
图9为上盖板的散热沟槽及压痕示意图；
图10为第一侧板和第二侧板装配示意图。
图中：1底板、2第一侧板、3第二侧板、4上盖板、5加强板、6电池单体、7防爆阀、8隔板、9散热沟槽、10挡板、11通槽、12压痕结构、13通孔、14防火塑料网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种热安全管控电池模组结构，包括电池模组外壳和位于电池模组外壳内不少于两个的电池单体6，其特征在于：相邻两个电池单体6之间设置有蜂窝状结构的隔板8和防火塑料网14；
电池模组外壳包括上盖板4、底板1、两个第一侧板2和两个第二侧板3，底板1、上盖板4和第一侧板2的内侧均设置有散热沟槽9，第一侧板2和第二侧板3首尾之间相互连接，第一侧板2和第二侧板3的顶端和底端分别与上盖板4和底板1采用插装式自加强结构进行连接，第二侧板3的外侧设置有加强板5，该加强板5通过螺栓与上盖板4以及底板1连接，上盖板4边缘部分设置有压痕结构12，压痕深度可根据热失控时的开启压力进行计算。
如图1所示，本发明所设计的电池模组为立式结构，当然也可以设计成卧式结构；电池模组结构对电池单体的数量没有绝对的限制，在此仅对立式六个电池单体模块做详细介绍。
电池单体6为长方体形状，其顶部设置有防爆阀7。其中以面积最大的面为前面，与之相对应的面为后面；当面对正面时，位于左手方向的面为左面，位于右手方向的面为右面；离地面最近的面为底面，与底面相对应的面为上面。在本发明中，立式六电池单体模块指以底面放置在底板1上，左面或右面紧贴第二侧板3的形式。
如图2所示，六块电池单体6是通过五块隔板8和十块防火塑料网9连成一个电池模组整体。
参阅图5和6，所示的隔板8为蜂窝状结构，蜂窝状结构的隔板8承压能力强、重量轻、隔热效果好并且节省材料；将电池单体6夹在两个蜂窝状的隔板8之间，能够有效的抑制电池单体6在充放电循环过程中的膨胀，隔板8内部的挡板10还能够有效的隔绝热量在电池单体6之间的传递，有效的防止在冲击过程中两电池单体6因强烈碰撞而导致的破损短路；隔板8的两侧面还设置有对称的半圆柱形的通槽11，以便热量及时排出。
参阅图7，防火塑料网14主要成分是聚四氟乙烯、改性聚苯醚或其他阻燃性非常强的塑性材料，防火塑料网14为网状结构，紧贴在散热隔板8的两侧面，其柔软度好、厚度薄、不占空间，能够有效的阻断火势的蔓延。
如图8所示，隔板8与第一侧板2之间、隔板8与底板1之间皆设置有散热沟槽9，有效的提高了电池模组的散热性。
如图9所示，上盖板4与隔板8接触处设置有散热沟槽9，上盖板4中间部位设置有与电池单体6的防爆阀7连接的通孔13，能够有效的将电池爆炸产生的物质排出，并且上盖板边缘设置有压痕结构12，当模组内部电池热失控产生大量压力时，上盖板4沿着压痕失效断裂，能够保证电池模组迅速地释放压力。
如图10所示的第一侧板2和第二侧板3的装配图，第一侧板2和第二侧板3之间采用插装式自加强结构，插装式自加强结构包括第一侧板2外侧两端的L形卡条和第二侧板3内侧两端的限位块，限位块上开设有与L形卡槽对应的L形限位槽，L形卡条与限位块上的L形限位槽插接卡合,相互之间无其它机械连接件，第一侧板2和第二侧板3将电池模组固定在其中，电池模组内部压强越大，前后两个第一侧板2压得越紧，同时第二侧板3外部各增加了两个加强板5，加强板5通过螺栓与上盖板4和底板1连接，保证了整个电池模组的紧致程度的同时，减轻了电池模组外壳的质量。
如图10所示，由于第一侧板2和第二侧板3之间采用了插装式自加强结构，整个电池模组外壳呈现“工”字型。
本发明使得电池单体组整体在空间六个自由度受到限制，拉紧有效、结构紧凑；蜂窝状结构的隔板8设置，隔绝了热量在电池单体6间的传播，实现了高效的散热效果；上盖板4的压痕结构，可通过设置压痕开启压力实现电池模组热失控时的定向爆喷，从而实现快速泄压，有效的降低了爆炸的危害性；第一侧板2和第二侧板3之间采用的插装式自加强结构连接方式，实现了电池外壳的轻量化，节省了材料，并且能够有效地保证电池模组外壳结构的紧致程度；在底板1、第一侧板2及上盖板4上设置的散热沟槽9能够有效地释放电池模组因频繁充放电而产生的热量，提高了电池模组的安全性；本发明所提供的结构拆装方便，简单易加工，独具新意。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种热安全管控电池模组结构，包括电池模组外壳和位于电池模组外壳内不少于两个的电池单体（6），其特征在于：相邻两个所述电池单体（6）之间设置有蜂窝状结构的隔板（8）和防火塑料网（14），隔板（8）内部设置有挡板（10），用于隔绝热量在相邻两电池单体（6）间的传播，隔板（8）两侧面对称设置有上下贯穿的呈半圆柱形的通槽（11），防火塑料网（14）为网状结构，紧贴在隔板（8）的两侧面；
所述电池模组外壳包括上盖板（4）、底板（1）、两个第一侧板（2）和两个第二侧板（3），所述上盖板（4）边缘部分设置有压痕结构（12），所述底板（1）、上盖板（4）和第一侧板（2）的内侧均设置有散热沟槽（9），底板（1）、上盖板（4）和第一侧板（2）内侧的散热沟槽（9）与隔板（8）的数量相等、位置相对应且相互连通，第一侧板（2）和第二侧板（3）首尾之间相互连接，第一侧板（2）和第二侧板（3）的顶端和底端分别与上盖板（4）和底板（1）插接卡合，第二侧板（3）的外侧设置有加强板（5），该加强板（5）通过螺栓与上盖板（4）以及底板（1）连接;
所述第一侧板（2）和第二侧板（3）之间采用插装式自加强结构进行连接，所述插装式自加强结构包括第一侧板（2）外侧两端的L形卡条和第二侧板（3）内侧两端的限位块，限位块上开设有与L形卡槽对应的L形限位槽，L形卡条与所述限位块上的L形限位槽竖向插接卡合。
2.根据权利要求1所述的一种热安全管控电池模组结构，其特征在于：所述上盖板（4）上设置有与电池单体（6）上防爆阀（7）连接的通孔（13），当电池单体（6）发生爆喷时，可将电池单体（6）内部物质从防爆阀（7）中定向导出。
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