CN111769222B - 电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池模组及电池包，电池模组包括：模组壳体，其内设置有多个电芯单体，每一电芯单体电芯单体上均设置有防爆阀；导流板，其上开设有多个导流通道；电芯单体导流板设置于电芯单体电芯单体上，电芯单体导流通道与电芯单体电芯单体上的防爆阀一一对应设置；模组上盖，设置于电芯单体模组壳体的开口处；电芯单体模组上盖上分布地设置有多个防护片，且电芯单体防护片与电芯单体导流通道一一对应设置；电芯单体防护片的防护压力值小于热失控气流压力值以使电芯单体热失控气流穿过防护片输出至电芯单体模组上盖外部；其中，电芯单体热失控气流是指电芯单体热失控后经防爆阀释放的气流。以上方案，有效地将电芯单体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。

Description

电池模组及电池包

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电池包。

背景技术

为提高新能源汽车的续航里程，对锂离子动力电池组的能量需求也越 来越多，因此电池电芯的能量密度也越来越高。一方面使用更高能量密度 的化学材料增加电芯单体的能量密度，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电池模组及电池包，以提高电池模组和电池包的 热安全性。

本发明一部分实施例提供一种电池模组，包括：

模组壳体，其内设置有多个电芯单体，每一所述电芯单体上均设置有 防爆阀；

导流板，其上开设有多个导流通道；所述导流板设置于所述电芯单体 上，所述导流通道与所述电芯单体上的防爆阀一一对应设置；

模组上盖，设置于所述模组壳体的开口处；所述模组上盖上分布地设 置有多个防护片，且所述防护片与所述导流通道一一对应设置；所述防护 片的防护压力值小于热失控气流压力值以使所述热失控气流穿过防护片 输出至所述模组上盖外部；

其中，所述热失控气流是指电芯单体热失控后经防爆阀释放的气流。

可选地，上述的电池模组中，所述模组上盖中，所述防护片的厚度值 小于设定阈值，所述设定阈值为适于热失控气流穿过的最大厚度值。

可选地，上述的电池模组中，所述模组上盖的至少一面上成型有至少 一个凹沉结构，所述凹沉结构的底部作为所述防护片。

可选地，上述的电池模组中，所述模组上盖开设有多个用于设置所述 防护片的安装孔；所述防护片的边缘与所述安装孔的内壁相连接，且所述 防护片与所述内壁之间的连接力为所述防护压力。

可选地，上述的电池模组中，所述防护片的边缘上设置多个连接点； 所述防护片上的所述连接点的位置与所述内壁为为点连接；所述防护片除 所述连接点以外的位置与所述内壁为线连接或面连接。

可选地，上述的电池模组中，所述防护片为椭圆形结构，且所述防护 片上设置有四个连接点，四个连接点分别布置于椭圆形长轴的两端和椭圆 形短轴的两端。

可选地，上述的电池模组中，所述导流板由隔热材料制备得到；所述 导流板上每一所述导流通道的第一侧边缘与所述电芯单体上所述防爆阀 的外围部分密封相接；每一所述导流通道的第二侧边缘与所述模组上盖上 防护片的外围部分密封相接。

可选地，上述的电池模组中，每一所述导流通道，其第一侧边缘上成 型有第一凸楞，其第二侧边缘上成型有第二凸楞。

可选地，上述的电池模组中，所述防护片的面积与所述电芯单体热失 控后产生的热气总量和排放速度需求相匹配。

本发明另一部分实施例中提供一种电池包，包括电池包壳体，设置于 所述电池包壳体内的至少一组如以上任一方案所述的电池模组。

本发明实施例提供的以上方案中，与现有技术方案相比至少具有如下 有益效果：

本发明中的电池模组及电池包，电芯单体发生热失控后，产生的热气 流会经过防爆阀排出，防爆阀排出的热气流通过导流板上的导流通道导流， 热气压力大于防护片的防护压力，从而热气可穿过防护片输出至所述模组 上盖外部，有效地将电芯单体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。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述的电池模组的组成部分的结构示意图；

图2为本发明一个实施例所述模组上盖的结构示意图；

图3为本发明一个实施例所述防护片的结构示意图；

图4为图3所示结构下上盖的侧视图；

图5为本发明另一个实施例所述防护片的结构示意图；

图6为图5所示附图的D向断面示意图；

图7为图6所示结构的A部放大示意图。

附图标记：

101：模组壳体；102：电芯单体；103：防爆阀；104：导流板；105： 导流通道；106：模组上盖；107：防护片；108：连接点；701：第一连接 点；702：第二连接点；703：第三连接点；704：第四连接点。

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。

本发明的一部分实施例提供一种电池模组，如图1所示，包括：

模组壳体101，其内设置有多个电芯单体102，每一所述电芯单体102 上均设置有防爆阀103；导流板104，其上开设有多个导流通道105；所述 导流板104设置于所述电芯单体102上，所述导流通道105与所述电芯单 体102上的防爆阀103一一对应设置；模组上盖106，设置于所述模组壳 体101的开口处；所述模组上盖106上分布地设置有多个防护片107，且 所述防护片107与所述导流通道105一一对应设置；所述防护片107的防 护压力值小于热失控气流压力值以使所述热失控气流穿过防护片107输出 至所述模组上盖106外部；其中，所述热失控气流是指电芯单体102热失 控后经防爆阀103释放的气流。

通过以上方案，电芯单体102发生热失控后，产生的热气流会经过防 爆103阀排出，防爆阀103排出的热气流通过导流板104上的导流通道105 导流，热气压力大于防护片107的防护压力，从而热气可穿过防护片107 输出至所述模组上盖106外部，有效地将电芯单体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。

以上方案中，所述模组上盖106中，所述防护片107的厚度值小于设 定阈值，所述设定阈值为适于热失控气流穿过的最大厚度值。具体地，每 一电芯单体102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103，穿过防爆阀103后的气体压力值为多少，是可以通过对电芯单体 102进行试验得到的。当热气流穿过防护片107达到电池模组外部上部空 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防护片 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。

本发明的一部分实施例中，如图2-图4所示，所述防护片107可通过 如下方式得到：所述模组上盖106开设有多个用于设置所述防护片107的 安装孔；所述防护片107的边缘与所述安装孔的内壁相连接，且所述防护 片107与所述内壁之间的连接力为所述防护压力。可以采用常见的隔热材 料采用压膜制备得到上述模组上盖。优选地，如图2，所述防护片107的 边缘上设置多个连接点108；所述防护片107上的所述连接点108的位置 与所述内壁为为点连接；所述防护片107除所述连接点以外的位置与所述 内壁为线连接或面连接。因此，点连接的位置可以看做是薄弱点，当电芯 热失控后，热气流容易将薄弱点冲破，从而将整个防护片107弹开，露出 整个的安装孔，气流可以从安装孔穿过。如图3，所述防护片107为椭圆 形结构，且所述防护片107上设置有四个连接点，分别为第一连接点701、 第二连接点702、第三连接点703和第四连接点704，，四个连接点分别布 置于椭圆形长轴的两端和椭圆形短轴的两端。椭圆结构的设计比一般圆形 或方形结构更容易穿破，提高了热气排出的效率和可靠性。采用上述方案 得到的模组上盖的侧视图如图4所示，其整体厚度均匀。

作为另一种实现方式，如图5和图7所示，上述方案中的模组上盖106 的至少一面上成型有至少一个凹沉结构，所述凹沉结构的底部作为所述防 护片107。本方案中，可以通过云母板作为电池上盖材料，通过将防护片 107对应的位置进行减薄处理即可。

以上方案中的所述防护片107的面积与所述电芯单体102热失控后产 生的热气总量和排放速度需求相匹配。电芯单体发生热失控后，根据其内 部的化学材料含量及反应时间等能够确定其释放气体量，为了保护电池安 全性可靠性，对于上述热气排出的时间需要满足一定的要求，否则容易使 电池模组温度升高。在此基础上，合理设置防护片107的面积，从而能够 在规定的时间内将热气排放至电池模组外部。

本发明的另一部分实施例中，所述导流板104由隔热材料制备得到； 所述导流板104上每一所述导流通道105的第一侧边缘与所述电芯单体 102上所述防爆阀103的外围部分密封相接；每一所述导流通道105的第 二侧边缘与所述模组上盖106上防护片107的外围部分密封相接。也即， 热气流从防爆阀103中释放后，可以进入到一个密封的气流传输通道，直 接传输至电池模组的外部，不会对其余任何电芯产生影响，密封连接可以 通过密封胶粘贴实现。

进一步地，每一所述导流通道105，其第一侧边缘上成型有第一凸楞， 其第二侧边缘上成型有第二凸楞。通过设置凸楞能够使导流通道105的两 边更方便地抵接于电芯单体和模组上盖上，以更好地实现密封接触。

本发明的另一部分实施例中，提供一种电池包，包括电池包壳体，设 置于所述电池包壳体内的至少一组如以上任一方案所述的电池模组。在电 池包壳体上还设置有电池包防爆阀，当电池包内的气体压力值得到设定阈 值时，电池包防爆阀开启将电池包内的气体释放至电池包壳体外部。本方 案通过限制电池模组热失控电芯产生的热气流对相邻电芯的热量传递，保 证电芯热失控产生的热量及高温气体最大限度地从电池模组内部排出，通 过电池包防爆阀等排气设计，使热气最快从电池包内排出，从而延长电芯 到电芯热扩散蔓延的时间，甚至可以阻止电芯到电芯的热扩散。本方案中 的电池模组，通过模组内的特殊结构设计，引导热失控电芯喷出的高温热 流从模组内部喷出并且不会反向流向其它电芯，最大限度保护高温气体对 模组内部其他电芯的热对流和辐射，保证热失控电芯的热量尽可能少的影 响相邻电芯。

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 (4)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

模组壳体，其内设置有多个电芯单体，每一所述电芯单体上均设置有防爆阀；

导流板，其上开设有多个导流通道；所述导流板设置于所述电芯单体上，所述导流通道与所述电芯单体上的防爆阀一一对应设置；

模组上盖，设置于所述模组壳体的开口处；所述模组上盖上分布地设置有多个防护片，且所述防护片与所述导流通道一一对应设置；所述防护片的防护压力值小于热失控气流压力值以使所述热失控气流穿过防护片输出至所述模组上盖外部；

其中，所述热失控气流是指电芯单体热失控后经防爆阀释放的气流；

所述模组上盖中，所述防护片的厚度值小于设定阈值，所述设定阈值为适于热失控气流穿过的最大厚度值，使所述热失控气流能够从所述电芯单体一侧穿过某一片所述防护片后不足以反向穿过其他防护片；

所述防护片的面积与所述电芯单体热失控后产生的热气总量和排放速度需求相匹配；所述热气总量和排放速度根据电芯内部化学材料含量及反应时间确定；

所述导流板由隔热材料制备得到；所述导流板上每一所述导流通道的第一侧边缘与所述电芯单体上所述防爆阀的外围部分密封相接；每一所述导流通道的第二侧边缘与所述模组上盖上防护片的外围部分密封相接；

所述模组上盖开设有多个用于设置所述防护片的安装孔；所述防护片的边缘与所述安装孔的内壁相连接，且所述防护片与所述内壁之间的连接力为所述防护压力；

所述防护片的边缘上设置多个连接点；所述防护片上的所述连接点的位置与所述内壁为点连接；所述防护片除所述连接点以外的位置与所述内壁为线连接或面连接。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：

所述防护片为椭圆形结构，且所述防护片上设置有四个连接点，四个连接点分别布置于椭圆形长轴的两端和椭圆形短轴的两端。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于：

每一所述导流通道，其第一侧边缘上成型有第一凸楞，其第二侧边缘上成型有第二凸楞。

4.一种电池包，其特征在于，包括电池包壳体，设置于所述电池包壳体内的至少一组如权要求1-3任一项所述的电池模组。

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