CN111725455B - 电池模组及包括其的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池模组及包括其的电池包，电池模组包括：模组壳体，沿所述模组壳体开口的边缘设置至少一个第一连接部；电芯，所述电芯为多个，多个所述电芯设置于所述模组壳体内；电极连接板，设置于多个所述电芯上；所述电极连接板的边缘设置至少一个第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部相对设置，且所述第二连接部与所述第一连接部卡接；模组上盖，可拆卸地设置于所述电极连接板上，所述模组上盖采用隔热材料制备得到。通过以上方案，直接利用隔热材料作为模组上盖，且将模组上盖可拆卸地安装在电极连接板上，进一步提高热安全性的同时也便于安装。

Description

电池模组及包括其的电池包
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池模组及包括其的电池包。
背景技术
电动汽车在节能环保上具有巨大优势，日益受到人们的青睐。而随着对续航里程需求的不断提高，电池的能量密度也越来越高，特别是近年来高能量的三元锂电池的推广和应用，更加大了电池能量密度。
因此，需进一步提高电池热安全性。
发明内容
本发明旨在提供一种具有良好的防止热扩散效果的电池模组及包括其的电池包。
本发明提供一种电池模组，包括：
模组壳体，沿所述模组壳体开口的边缘设置至少一个第一连接部；
电芯，所述电芯为多个，多个所述电芯设置于所述模组壳体内；
电极连接板，设置于多个所述电芯上；所述电极连接板的边缘设置至少一个第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部相对设置，且所述第二连接部与所述第一连接部卡接；
模组上盖，可拆卸地设置于所述电极连接板上，所述模组上盖采用隔热材料制备得到。
可选地，上述所述的电池模组，所述电极连接板的至少一侧成型有滑动部；
所述模组上盖的至少一边与所述滑动部配合以使所述模组上盖可沿所述滑动部滑动。
可选地，上述所述的电池模组，所述电极连接板的第一侧和第二侧上均设置有滑动部，且所述第一侧和所述第二侧为平行设置的两侧。
可选地，上述所述的电池模组，所述滑动部为滑槽，所述滑槽的宽度与所述模组上盖的厚度相适配。
可选地，上述所述的电池模组，所述电极连接板的第三侧成型有阻挡部，所述阻挡部完全覆盖所述滑槽的开口；所述第三侧为与所述第一侧相垂直的一侧。
可选地，上述所述的电池模组，所述模组上盖的周向边缘设置有第一连接件，所述电极连接板的周向边缘设置有第二连接件，所述模组上盖与所述电极连接板通过所述第一连接件和所述第二连接件连接。
可选地，上述所述的电池模组，所述模组上盖采用云母材料制备得到。
可选地，上述所述的电池模组，所述模组上盖上分布地设置有多个剪薄片，且每一所述剪薄片对应于一个电芯的防爆阀所在的位置，所述剪薄片的厚度值小于设定阈值，所述设定阈值为适于所述电芯热失控后经防爆阀释放的气流穿过的最大厚度值。
可选地，上述所述的电池模组，所述电极连接板上与所述电芯的防爆阀相对的位置处有开设有适于所述气流穿过的通孔。
可选地，上述所述的电池模组，还包括：
隔热片，设置于相邻的所述电芯之间。
本发明还提供一种电池包，包括提供以上任一项所述的电池模组，以及：
电池包壳体，所述电池模组设置于所述电池包壳体内部；
电池包上盖，罩设于所述电池包壳体上。
可选地，上述的电池包，还包括：
总防爆阀，设置于所述电池包壳体的表面。
本发明提供的以上方案，和现有技术相比，至少具有如下效果：
本发明中的电池模组及包括其的电池包，直接利用隔热材料作为模组上盖，且将模组上盖可拆卸地安装在电极连接板上，能够及时将电芯失控的热量释放到电池模组外部，且便于安装。由于无需在电池模组内部单独增加隔热材料，从而节约了对电池模组内的空间利用。另外，因为为了防止隔热材料的模组上盖难以加工成为连接件的结构，因此对电极连接板和模组上盖之间的配合关系做了调整，使模组上盖与电极连接板之间进行连接。通过以上方案，既能进一步提高热安全性又有利于电池模组的小型化，又便于电池模组的安装，具有降低成本、省时、省力和安全的效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例所述的电池模组的结构示意图；
图2a、图2b和图2c为本发明一个实施例所述电池模组的模组上盖与电极连接板之间以抽拉形式连接的示意图；
图3为本发明一个实施例所述模组上盖的结构示意图；
图4为本发明一个实施例所述模组上盖中剪薄片的结构示意图。
附图标记：
1：模组壳体；11：第一连接部；2：电芯；21：防爆阀；3：电极连接板；31：滑动部；32：第二连接部；33：阻挡部；34通孔；4：模组上盖；41：剪薄片。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
本实施例提供一种电池模组，如图1所示，包括模组壳体1、电芯2、电极连接板3和模组上盖4。如图2a所示，沿所述模组壳体1开口的边缘设置至少一个第一连接部11，图中以一个第一连接部11为例进行说明；所述电芯2为多个，多个所述电芯2设置于所述模组壳体1内；所述电芯2朝向所述电极连接板3的一面上设置有防爆阀21。电极连接板3设置于多个所述电芯2上；所述电极连接板3的至少一侧成型有滑动部31，且沿所述电极连接板3的边缘设置至少一个第二连接部32，所述第二连接部32与所述第一连接部11相对设置，且所述第二连接部32与所述第一连接部11卡接，其中所述第一连接部11和所述第二连接部32设计为卡扣式连接方式，第二连接部32具有卡接头，所述卡接头可以直接嵌入地卡入第一连接部11上的卡槽内部。模组上盖4可拆卸地设置于所述电极连接板上且满足密封要求，其中可拆卸的连接方式可以为卡接连接方式，例如：所述模组上盖4的周向边缘设置有第一连接件，所述电极连接板3的周向边缘设置有第二连接件，所述模组上盖4与所述电极连接板3通过所述第一连接件和所述第二连接件连接。或者采用抽拉式的连接方式：模组上盖4设置于所述电极连接板3上，所述模组上盖4采用隔热材料制备得到，所述模组上盖4的至少一边与所述滑动部31配合以使所述模组上盖4可沿所述滑动部31滑动。所述模组上盖4可以采用硬质的隔热材料制备得到，当发生热失控时，其能够阻碍高温传递，防止电池模组发生明火现象。以上方案中，采用隔热材料实现的模组上盖能够代替现有普通的模组上盖，以起到热防护作用，优选，该隔热材料具有低导热系数、耐高温、绝缘、耐冲击等关键特性。优选地，所述模组上盖采用云母材料制备得到。
以上方案中，所述的滑动部31包括两个，如图2a-2c，所述电极连接板3的第一侧和第二侧上均设置有滑动部31，且所述第一侧和所述第二侧为平行设置的两侧。如此，将模组上盖4的两边分别与两个滑动部相配合，即可实现类似于抽屉式的结构，通过抽拉所述模组上盖4，实现模组上盖4的装配或拆卸。以上，所述滑动部31为滑槽，所述滑槽的宽度与所述模组上盖4的厚度相适配，所述滑槽的宽度适于所述模组上盖4插入，且能够保证插入后的模组上盖4与滑槽之间具有一定的摩擦力，避免缝隙过大导致失去密封效果或者安装不牢固的情况出现。
另外，如图2a-2c，，所述电极连接板3的第三侧成型有阻挡部33，所述阻挡部33完全覆盖所述滑槽的开口；所述第三侧为与所述第一侧相垂直的一侧。通过设置阻挡部33能够对模组上盖4的安装位置进行限位，避免模组上盖4滑动时越过极限位置，方便了模组上盖4的安装。
以上方案，直接将隔热材料应用于模组上盖4中，无需在电池模组内部单独增加隔热材料，从而节约了对电池模组内的空间利用。另外，因为为了防止隔热材料的模组上盖4难以加工成为连接件的结构，因此对电极连接板3和模组上盖4之间的配合关系做了调整，使模组上盖4与电极连接板3之间采用抽拉的配合形式进行连接，而电极连接板3与模组壳体1之间通过连接件的形式进行连接。通过以上方案，既有利于电池模组的小型化，又便于电池模组的安装，具有降低成本、省时、省力和安全的效果。
以上方案中的模组上盖中，如图3和图4所示，所述模组上盖4上分布地设置有多个剪薄片41，且每一所述剪薄片41对应于一个电芯2的防爆阀21所在的位置，所述剪薄片41的厚度值小于设定阈值，所述设定阈值为适于所述电芯2热失控后经防爆阀21释放的气流穿过的最大厚度值。以上，剪薄片41是指直接将模组上盖相应位置进行剪薄、切削处理等得到的变薄的位置。通过这一设计，当电芯2发生热失控后，产生的热气流会经过防爆阀21排出，防爆阀21排出的热气流可穿过剪薄片41输出至所述模组上盖4外部即传递至电池模组的外部，有效地将电芯2热失控产生的热量释放到电池模组的外部，阻断了热失控电芯喷出的高温热流对相邻电芯的扩散影响。当热气穿过剪薄片41达到电池模组外部的上部空间后，由于空间变大，冲击力变弱，不足以反向冲开其它电池模组剪薄片结构，切断了电芯热失控后向其他电芯或电池模组热扩散的通道。设定阈值可以通过实验的方式得到，因为每一电芯2在热失控时会产生多少热气，并且是以多大压力冲破防爆阀21，穿过防爆阀21后的气体压力值为多少，是可以通过对电芯2进行试验得到的，根据对云母片在不同厚度时进行试验，确定不同压力下的热气能够穿透的云母片的厚度，结合电芯热失控后防爆阀释放的热气的压力，就能够得到上述厚度对应的设定阈值，一般情况下选择一毫米以下。
以上方案中，如图2a-2c所示，所述电极连接板3上与所述电芯2的防爆阀21相对的位置处有开设有适于所述气流穿过的通孔34。该方案中，电芯2发生热失控后，产生的热气流会经过上述通孔34进行导流，直接传输至剪薄片41并穿过所述剪薄片41，避免了向四周扩散。
以上方案中，还包括隔热片，所述隔热片通过隔热材料制备得到，也可以选择云母片实现，所述隔热片设置于相邻的所述电芯2之间。由此能够避免电芯侧面向相邻电芯传递热量，进一步切断热失控电芯的扩散渠道。
本发明的实施例还提供一种电池包，包括至少一个以上任一项方案所述的电池模组，以及电池包壳体，所述电池模组设置于所述电池包壳体内部；电池包上盖，罩设于所述电池包壳体上。本方案中的电池包，当电池模组内的电芯出现热失控现象时，能避免热量传递至相邻电芯。
优选地，上述的电池包还包括总防爆阀，设置于所述电池包壳体的表面。当电池模组释放的热气压强超过总防爆阀的开启压力时，总防爆阀会打开，将热气释放至电池包外部，避免电池包内部压强或温度过高引发的危险。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
模组壳体，沿所述模组壳体开口的边缘设置至少一个第一连接部；
电芯，所述电芯为多个，多个所述电芯设置于所述模组壳体内；
电极连接板，设置于多个所述电芯上；所述电极连接板的边缘设置至少一个第二连接部，所述第二连接部与所述第一连接部相对设置，且所述第二连接部与所述第一连接部卡接；所述电极连接板上与所述电芯的防爆阀相对的位置处有开设有适于气流穿过的通孔；
模组上盖，可拆卸地设置于所述电极连接板上，所述模组上盖采用隔热材料制备得到；
所述模组上盖采用云母材料制备得到；所述模组上盖上分布地设置有多个剪薄片，且每一所述剪薄片对应于一个电芯的防爆阀所在的位置，所述电芯热失控后经防爆阀释放的气流经所述通孔导流后直接传输至对应的所述剪薄片；所述剪薄片是指直接将模组上盖相应位置进行剪薄、切削处理等得到的；
所述剪薄片的厚度值小于设定阈值，所述设定阈值为适于所述电芯热失控后经防爆阀释放的气流穿过的最大厚度值，且所述设定阈值使释放的气流不足以反向冲开剪薄片；所述设定阈值通过实验得到，其中：通过实验得到每一电芯在热失控时产生的热气量以及冲破防爆阀的气体压力值、穿过防爆阀后的气体压力值，根据对云母材料在不同厚度时进行试验，确定不同压力下的热气能够穿透的云母片的厚度，结合电芯热失控后防爆阀释放的热气的气体压力值，得到上述厚度对应的设定阈值；
所述电极连接板的至少一侧成型有滑动部；
所述模组上盖的至少一边与所述滑动部配合以使所述模组上盖可沿所述滑动部滑动；
所述电极连接板的第一侧和第二侧上均设置有滑动部，且所述第一侧和所述第二侧为平行设置的两侧；所述滑动部为滑槽，所述滑槽的宽度与所述模组上盖的厚度相适配；所述电极连接板的第三侧成型有阻挡部，所述阻挡部完全覆盖所述滑槽的开口；所述第三侧为与所述第一侧相垂直的一侧；或者，
所述模组上盖的周向边缘设置有第一连接件，所述电极连接板的周向边缘设置有第二连接件，所述模组上盖与所述电极连接板通过所述第一连接件和所述第二连接件连接；还包括隔热片，设置于相邻的所述电芯之间。
2.一种电池包，其特征在于，包括至少一个权利要求1所述的电池模组，以及：
电池包壳体，所述电池模组设置于所述电池包壳体内部；
电池包上盖，罩设于所述电池包壳体上。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，还包括：
总防爆阀，设置于所述电池包壳体的表面。
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