CN112154552A - 电池模块、包括电池模块的电池架以及蓄能系统 - Google Patents

电池模块、包括电池模块的电池架以及蓄能系统 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个实施例的电池模块包括：多个电池单体；模块壳体，用于容纳多个电池单体；进气单元，其被设置在模块壳体的一侧上，并且将空气引导到模块壳体，以冷却多个电池单体；排气单元，其将通过进气单元引入到模块壳体中的空气排出到模块壳体的外部，并且被设置在模块壳体的另一侧上；以及至少一个片构件，其在进气单元和排气单元之间附接到模块壳体的内壁，并且在大于或等预定温度的温度下膨胀，从而密封模块壳体的内部空间。

Description

电池模块、包括电池模块的电池架以及蓄能系统
技术领域
本公开涉及一种电池模块、一种电池架以及一种包括电池单体的蓄能系统。
本申请要求2019年3月25日在韩国提交的韩国专利申请号10-2019-0033749的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
背景技术
二次电池高度适用于各种产品，并且展现出优异的电气性能，诸如高能量密度等，因此二次电池不仅广泛用于便携式设备，而且还广泛用于由电源驱动的电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)。由于二次电池可以大大减少化石燃料的使用，并且在能源消耗期间不会产生副产品，因此作为提高环境友好性和能源效率的新能源，二次电池受到关注。
目前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单位二次电池单体、即单位电池单体的工作电压约为2.5V至4.5V。因此，如果需要更高的输出电压，则可以串联连接多个电池单体以构成电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，可以并联连接多个电池单体以构成电池组。因而，可以根据所需的输出电压或要求的充电/放电容量来不同地设置电池组中所包括的电池单体的数量。
同时，当多个电池单体串联或并联连接以构成电池组时，通常首先构成包括至少一个电池单体的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其他组件构成电池组。这里，通过使用包括至少一个电池模块的电池组，根据各种电压和容量要求，蓄能系统可以被构造成包括电池架，每个电池架都具有至少一个电池组。
在用于常规蓄能系统的电池模块的情况下，提供消防设施以应对诸如由于容纳电池架的电池架容器中的电池单体的特性而可能引起的过热引起的火灾的风险，每个电池架都具有多个电池模块。
然而，如果电池模块内部起火，则难以迅速灭火。如果没有在电池模块中迅速灭火或延迟火势蔓延，则火势可能会更快地转移到周围的电池模块中。因而，极有可能是，电池架容器内部的消防设施在产生的损失达到难以恢复的程度之后才进行操作。
因此，在发生火灾的情况下，必须更迅速地立即灭火，为此，有必要灭火并防止火势在电池模块内部蔓延。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供一种电池模块，所述电池模块可以在发生火灾的情况下灭火，并防止火势在电池模块内部蔓延，并且本公开涉及一种电池架以及一种包括该电池模块的蓄能系统。
技术解决方案
在本公开的一方面，提供了一种电池模块，包括：多个电池单体；模块壳体，其被构造成容纳多个电池单体；进气单元，其被设置在模块壳体的一侧，并被构造成将空气引入模块壳体，以冷却多个电池单体；排气单元，其被设置在模块壳体的另一侧，并被构造成将通过进气单元引入模块壳体的空气排出到模块壳体的外部；以及至少一个片构件，其在进气单元和排气单元之间被附接在模块壳体的内壁，并且被构造成在预定温度或更高温度下膨胀，从而密封模块壳体的内部空间。
片构件可以被设置成多个，并且多个片构件可以分别附接至模块壳体的前内壁、后内壁、两个侧内壁、上内壁以及下内壁。
多个片构件可以在每个边缘处密封。
电池模块还可以包括一对空气循环引导构件，其被布置在模块壳体的两个侧面的内部部分处，从而分别面对进气单元和排气单元，并且所述一对空气循环引导构件中形成有空气循环流动路径。
该对空气循环引导构件可以由与至少一个片构件相同的材料制成。
该对空气循环引导构件可以被布置成彼此面对，所述多个电池单体被置于所述一对空气循环引导构件之间。
该对空气循环引导构件可以包括多个引导狭缝，所述多个引导狭缝被设置至所述一对空气循环引导构件的一侧，以面对所述多个电池单体，并且以预定距离彼此间隔隔开。
该对空气循环引导构件可以包括多个引导屏障，其被设置成与多个引导狭缝相邻，并且以预定角度在空气循环流动路径内部倾斜。
另外，本公开还提供一种电池架，包括：至少一个根据上述实施例的电池模块；和被构造成容纳至少一个电池模块的电池架壳体。
此外，本公开还提供一种蓄能系统，其包括至少一个根据上述实施例的电池架。
有利效果
根据上述各种实施例，可以提供一种电池模块，所述电池模块可以在发生火灾的情况下灭火并防止火势在电池模块内部蔓延，并且还可以提供一种电池架以及一种包括该电池模块的蓄能系统。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，并且与上述公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因而，本公开不应被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开实施例的电池模块的视图。
图2是示出图1的电池模块的分解立体图。
图3是示出图2的电池模块的横截面图。
图4是示出图2的电池模块的空气循环引导构件的视图。
图5是示出图4的空气循环引导构件的横截面图。
图6是示出图5的空气循环引导构件的另一实施例的视图。
图7是示出用于冷却图1的电池模块的空气循环的视图。
图8是示出当图1的电池模块具有预定温度或更高温度时、片构件和空气循环引导构件的操作的视图。
图9是示出根据本公开实施例的电池架的视图。
图10是示出根据本公开实施例的蓄能系统的视图。
具体实施方式
通过参考附图详细地描述本公开的实施例，本公开将变得更加显而易见。应理解，本文公开的实施例仅是说明性的，是为了更好地理解本公开，并且可以以各种方式修改本公开。另外，为了易于理解本公开，附图未按实际比例绘制，而是可能放大了一些组件的尺寸。
图1是示出根据本公开实施例的电池模块的视图，图2是示出图1的电池模块的分解立体图。
参考图1和图2，电池模块10可以包括电池单体100、模块壳体200、进气单元300、排气单元400以及片构件500。
电池单体100是二次电池，并且可以被设置成袋型二次电池、矩形二次电池或圆柱形二次电池。下面，在本实施例中，电池单体100将被描述成袋型二次电池。
电池单体100可以被设置成多个。多个电池单体100可以被设置成彼此堆叠。多个电池单体100可以彼此电连接。
模块壳体200可以容纳多个电池单体100。模块壳体200可以包括壳体主体210和壳体盖250。
用于容纳多个电池单体100的容纳空间可以被设置在壳体主体210内。壳体盖250可以被布置在多个电池单体100的上侧处，并且可以联接到壳体主体210。
进气单元300被设置至模块壳体200的一侧，特别是壳体主体210的后侧处，并且可以将空气引导到模块壳体200中，从而冷却多个电池单体100。
排气单元400可以被设置至模块壳体200的另一侧，特别是壳体主体210的前侧处，从而将通过进气单元300引入模块壳体200的空气排出到模块壳体200的外部。
片构件500在排气单元400和进气单元300之间附接至模块壳体200的内壁，并且可以在预定温度或更高温度下膨胀，从而密封模块壳体200的内部空间。
片构件500可以由可在预定温度或更高温度下膨胀的材料制成。例如，片构件500可以由在预定温度或更高温度下体积增大的泡沫型材料制成。
片构件500可以被设置成多个。
多个片构件500可以分别附接到模块壳体200的前内壁、后内壁、两侧内壁、上内壁以及下内壁。特别地，多个片构件500可以附接至壳体主体210的前内壁、后内壁、两侧内壁、下内壁以及壳体盖210的上内壁。这里，多个片构件500可以在每个边缘处被密封。
图3是示出图2的电池模块的横截面图，图4是示出图2的电池模块的空气循环引导构件的视图，图5是示出图4的空气循环引导构件的横截面图，图6是示出图5的空气循环引导构件的另一实施例的视图，图7是示出用于冷却图1的电池模块的空气循环的视图。
参考图3至图7，电池模块10还可以包括一对空气循环引导构件600、700。
该对空气循环引导构件600、700可以被布置在模块壳体200、具体是壳体主体210的两侧的内部处，从而面对进气单元300和排气单元400。具体地，该对空气循环引导构件600、700可以被布置成彼此面对，且多个电池单体100被置于该对空气循环引导构件600、700之间。
该对空气循环引导构件600、700可以由与所述至少一个片构件500相同的材料制成。即，该对空气循环引导构件600、700也可以由在预定温度或更高温度下膨胀的材料制成。
该对空气循环引导构件600、700可以包括第一空气循环引导构件600和第二空气循环引导构件700。
第一空气循环引导构件600用于将通过进气单元300引入的空气引导到多个电池单体100，并且可以包括空气循环流动路径610、引导狭缝630和引导屏障650。
空气循环流动路径610与进气单元300连通，并且可以沿多个电池单体100的堆叠方向伸长。
引导狭缝630与空气循环流动路径610连通，并且可以被设置至其一侧，以面对多个电池单体100。引导狭缝630可以被设置成多个。多个引导狭缝630可以被布置成沿着电池单体100的堆叠方向以预定距离彼此间隔隔开，并且可以引导空气循环流动路径610中的空气朝着多个电池单体100移动。
引导屏障650可以被设置成多个。多个引导屏障650可以被布置成与多个引导狭缝630相邻，并且可以在空气循环流动路径610内部以预定角度倾斜。多个引导屏障650可以将空气引导为朝着多个引导狭缝630更均匀地引入。
第二空气循环引导构件700用于将冷却多个电池单体100的空气朝着排气单元400引导，并且可以包括空气循环流动路径710、引导狭缝730和引导屏障750。
空气循环流动路径710与排气单元400连通，并且可以沿着多个电池单体100的堆叠方向伸长。
引导狭缝730与空气循环流动路径710连通，并且可以被设置成面对多个电池单体100。引导狭缝630可以被设置成多个。多个引导狭缝730可以被布置成沿着电池单体100的堆叠方向以预定距离彼此间隔隔开，并且可以将空气引导为从多个电池单体100朝着空气循环流动路径710移动。
引导屏障750可以被设置成多个。多个引导屏障750可以被布置成与多个引导狭缝730相邻，并且可以在空气循环流动路径710内部以预定角度倾斜。多个引导屏障750可以引导从多个引导狭缝730引入的空气，以更均匀地朝着排气单元400移动。
同时，如图5中所示，引导屏障750可以作为单独构件而被联接，或者如图6中所示，引导屏障755也可以形成为一体。
图8是示出当图1的电池模块具有预定温度或更高温度时、片构件和空气循环引导构件的操作的视图。
参考图8，在电池模块10的情况下，由于电池壳体200内的多个电池单体100至少一个电池单体中发生过热，从而可能发生火灾。
当发生火灾时，模块壳体200内部的温度升高。如果温度超过预定温度，则多个片构件500和该对空气循环引导构件600、700发生膨胀，从而密封模块壳体200的内部空间。
随着由于多个片构件500和该对空气循环引导构件600、700的膨胀而使得模块壳体200的内部空间被密封，可以阻断氧气在进气单元300或排气单元400处被引入到模块壳体200中。
因而，可以更快地抑制或显著减弱电池模块10内部产生的火，并且可以有效地防止热量扩散到电池模块10的外部。
因而，当发生火灾时，该实施例的电池模块10可以通过使用电池模块10内部的片构件500和空气循环引导构件600、700来更快速地灭火或有效地防止火势蔓延。
图9是示出根据本公开实施例的电池架的视图。
参考图9，电池架1可以包括前述实施例的多个电池模块10以及用于容纳多个电池模块10的电池架壳体50。
由于该实施例的电池架1包括前述实施例的电池模块10，所以电池架1可以具有前述实施例的电池模块10的全部优点。
换句话说，即使在任何一个电池模块10中发生火灾，该实施例的电池架1都可以在发生火灾的电池模块10处更快速地密封电池模块10内部，由此快速灭火或者有效地防止火势蔓延到相邻的电池模块10。
图10是示出根据本公开实施例的蓄能系统的视图。
参考图10，蓄能系统E可以作为能量源用于住宅或者工业。蓄能系统E可以包括前述实施例的至少一个电池架1，或者本实施例的多个电池架1，以及用于容纳多个电池架1的电池架容器C。
由于本实施例的蓄能系统E包括前述实施例的电池架1，所以蓄能系统E可以具有前述实施例的电池架1的全部优点。
根据上述各种实施例，可以提供电池模块10，其可以在火灾发生时灭火并防止火势在电池模块10内部蔓延，并且提供包括电池模块10的电池架1以及蓄能系统E。
虽然已经示出和描述了本公开的实施例，但是应理解，本公开不限于所述的特定实施例，并且本领域技术人员可以在本公开的范围内做出各种改变和修改，这些修改不应从本公开的技术思想和观点单独理解。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
多个电池单体；
模块壳体，所述模块壳体被构造成容纳所述多个电池单体；
进气单元，所述进气单元被设置至所述模块壳体的一侧，并且被构造成将空气引入所述模块壳体，以冷却所述多个电池单体；
排气单元，所述排气单元被设置至所述模块壳体的另一侧，并且被构造成将通过所述进气单元引入所述模块壳体的空气排出到所述模块壳体的外部；以及
至少一个片构件，所述至少一个片构件在所述进气单元和所述排气单元之间被附接至所述模块壳体的内壁，并且被构造成在预定温度或更高温度下发生膨胀，从而密封所述模块壳体的内部空间。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述片构件被设置成多个，并且所述多个片构件被分别附接至所述模块壳体的前内壁、后内壁、两侧内壁、上内壁以及下内壁。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述多个片构件在每个边缘处被密封。
4.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：
一对空气循环引导构件，所述一对空气循环引导构件被布置在所述模块壳体的两侧的内部部分处，从而分别面对所述进气单元和所述排气单元，并且所述一对空气循环引导构件中形成有空气循环流动路径。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述一对空气循环引导构件由与所述至少一个片构件相同的材料制成。
6.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述一对空气循环引导构件被布置成彼此面对，并且所述多个电池单体被置于所述一对空气循环引导构件之间。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述一对空气循环引导构件包括多个引导狭缝，所述多个引导狭缝被设置至所述一对空气循环引导构件的一侧，以面对所述多个电池单体，并且以预定距离彼此间隔隔开。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，所述一对空气循环引导构件包括多个引导屏障，所述多个引导屏障被设置成与所述多个引导狭缝相邻，并且以预定角度在所述空气循环流动路径的内部倾斜。
9.一种电池架，包括：
至少一个根据权利要求1所述的电池模块；和
被构造成容纳所述至少一个电池模块的电池架壳体。
10.一种蓄能系统，包括至少一个根据权利要求9所述的电池架。
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