CN112909377A - 一种电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电池组，包括多个单体电池、导电连接片、散热层和隔热套，多个所述单体电池相互分隔地容置于所述隔热套中，所述导电连接片的一面连接多个所述单体电池；所述散热层包括散热管和绝热板，所述散热管设置于所述导电连接片背离所述单体电池的一面；所述绝热板设置于所述散热管远离所述导电连接片的一侧，用于阻隔所述单体电池之间的热扩散。本发明的电池组解决了现有的电池组中无法实现单体电池之间的彻底热隔离的问题。

Description

一种电池组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组。
背景技术
随着现代社会中环境保护和能源短缺问题的日益突出，越来越多的交通、运输和工程车辆开始采用节能及清洁能源技术，如混合动力、纯电动驱动和燃料电池技术等。其中二次电池特别是锂离子电池，作为核心的动力来源，得到了非常广泛的实际应用。与此同时，对于锂离子电池安全和寿命的要求也越来越高。在众多需要考虑的问题中，电池的散热和热隔离是两个非常重要的关键点。
首先，锂离子电池在受到滥用或内部存在制造缺陷时，正极和负极之间会发生内部短路产生大量热量，并由此引发电池内部组分之间的多种副反应，进一步产生更多的热量和气体，造成电池内部温度和压力急剧上升，最终导致电池发生起火和爆炸。这个过程称为锂离子电池的热失控。热失控被认为是导致锂离子电池发生严重安全事故的根本原因。
各种锂离子电池驱动的纯电动车辆及混合动力车辆中，锂离子电池组是由多个单体电池进行串联(或并联及串联)构成的高电压系统。如果单体电池发生热失控所产生的热量能够迅速地向电池组内的其他单体电池传递，就会迅速引发连锁反应，造成其它单体电池的热失控，这就是锂离子电池的热扩散和热蔓延。所以为了提高锂离子电池组的安全性，必须对单体电池之间的热扩散进行有效的隔离，阻止电池组内的热蔓延。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有的电池组中无法实现单体电池之间的彻底热隔离的问题，提供一种电池组。
本发明提供了一种电池组，包括多个单体电池、导电连接片、散热层和隔热套，多个所述单体电池相互分隔地容置于所述隔热套中，所述导电连接片的一面连接多个所述单体电池；所述散热层包括散热管和绝热板，所述散热管设置于所述导电连接片背离所述单体电池的一面；所述绝热板设置于所述散热管远离所述导电连接片的一侧，用于阻隔所述单体电池之间的热扩散。
可选地，所述散热管包括多根横向延伸的横向管以及多根竖向延伸的竖向管，每一所述竖向管的两端均连接有一所述横向管；所述横向管延伸出所述绝热板。
可选地，所述导电连接片包括汇流片和多个分流片，所述汇流片设置于多个所述分流片一端，且连接多个所述分流片；多个所述分流片平行设置，每一所述分流片的一面连接多个所述单体电池；所述横向管与所述分流片交错设置。
可选地，所述隔热套内设置多个冷却腔体，多个所述单体电池容置于相应的所述冷却腔体中。
可选地，所述隔热套远离所述散热层的一端设置有所述绝热板。
可选地，所述单体电池包括壳体、极柱、极片、中空管和汇流盘，所述壳体内设置有空腔，所述中空管、所述极片和所述汇流盘均容置于所述空腔中；所述中空管的至少一端设置有所述汇流盘，所述中空管的外周均卷绕有所述极片，所述极片与所述汇流盘焊接；所述汇流盘背离所述中空管的一面连接有所述极柱；所述极柱一端设置有所述导电连接片。
可选地，所述极片包括正极集流体和负极集流体，所述正极集流体和所述负极集流体的一端分别焊接有所述汇流盘。
可选地，所述极柱与所述汇流盘之间设置有电流切断装置，所述电流切断装置为气囊式结构，所述极柱与所述电流切断装置之间设置有焊点。
可选地，所述单体电池还包括盖板，所述盖板安装于所述壳体上，且用于闭合所述空腔，所述极柱穿过所述盖板与所述汇流盘连接。
在本发明中，通过各个单体电池相互分隔地设置于隔热套中将单体电池之间进行热隔离。通过设置散热管对各个单体电池进行散热，通过在散热管一侧设置绝热板，用于阻隔所述单体电池之间的热扩散，隔绝了单体电池在发生热失控时的热蔓延，有效地将各单体电池之间的热传递进行隔离，构建以单体电池为中心的独立热环境；将各单体电池的热量独立传递出去，为电池组中的每一个单体电池实现良好的散热效果。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种电池组的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种电池组的侧视图；
图3是本发明一实施例提供的一种电池组的单体电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1-图3所示，本发明一实施例的一种电池组，包括多个单体电池10、导电连接片30、散热层20和隔热套，多个所述单体电池10相互分隔地容置于所述隔热套中，所述导电连接片30的一面连接多个所述单体电池10。所述散热层20包括散热管21和绝热板22，所述散热管21设置于所述导电连接片30背离所述单体电池10的一面。所述绝热板22设置于所述散热管21远离所述导电连接片30的一侧，用于阻隔所述单体电池10之间的热扩散。
其中，各单体电池10的连接，可以为串联连接，也可以为并联连接，或者先串联后并联或者先并联后串联等。具体连接方式不受限制，本例中以先并联后串联连接为例进行说明。
散热管21优选采用热管，热管技术为公众所知，早在1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力。典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。热管一般一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。
本实施例中单体电池10以圆柱电池为例进行说明。本实施例的电池组中，通过各个单体电池10相互分隔地设置于隔热套中将各个单体电池10之间进行热隔离。通过设置散热管21对各个单体电池10进行散热，通过在散热管21一侧设置绝热板22，用于阻隔所述单体电池10之间的热扩散，隔绝了单体电池10在发生热失控时的热蔓延，有效地将各单体电池10之间的热传递进行隔离，构建以单体电池10为中心的独立热环境；将各单体电池10的热量独立传递出去，为电池组中的每一个单体电池10实现良好的散热效果。
如图1-图3所示，在本发明的一些实施例中，所述散热管21包括多根横向延伸的横向管211以及多根竖向延伸的竖向管212，每一所述竖向管212的两端均连接有一所述横向管211。所述横向管211延伸出所述绝热板22。
如图1所示，在本发明的一些实施例中，所述导电连接片30包括汇流片31和多个分流片32，所述汇流片31设置于多个所述分流片32一端，且连接多个所述分流片32。多个所述分流片32平行设置，每一所述分流片32的一面连接多个所述单体电池10。所述横向管211与所述分流片32交错设置。
在本发明的一些实施例中，所述隔热套内设置有多个冷却腔体，多个所述单体电池10容置于相应的所述冷却腔体中，对整个单体电池10进行冷却。
在本发明的一些实施例中，所述隔热套的底部设置有所述绝热板22，进一步地阻止单体电池10之间的热扩散。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，所述单体电池10包括壳体11、极柱12、极片13、中空管14和汇流盘15，所述壳体11内设置有空腔，所述中空管14、所述极片13和所述汇流盘15均容置于所述空腔中。所述中空管14的至少一端设置有所述汇流盘15，所述中空管14的外周均卷绕有所述极片13，所述极片13与所述汇流盘15焊接。所述汇流盘15背离所述中空管14的一面连接有所述极柱12。所述极柱12一端设置有所述导电连接片30。
在本实施例中，通过所述极片13与所述汇流盘15焊接，极片13内部产生的热量向汇流盘15传递。汇流盘15与极柱12之间设置有导热件，汇流盘15通过导热件向极柱12传递热量，极柱12的热量通过散热管21吸收，避免极片13内部热量积聚。极片13与汇流盘15焊接，避免极片13整体温度分布不均匀，提高极片13整体的散热效率，保证电池的循环性能和使用寿命。
在本发明的一些实施例中，所述极片13包括正极集流体131和负极集流体132，所述正极集流体131和所述负极集流体132的一端分别焊接有所述汇流盘15。具体地，所述极片13还包括正极活性材料和负极活性材料，所述正极活性材料涂布于所述正极集流体131上，所述负极活性材料涂布于所述负极集流体132上。所述正极集流体131与所述汇流盘15焊接的一端未涂布有所述正极活性材料，所述负极集流体132与另一所述汇流盘15焊接的一端未涂布有所述负极活性材料。
进一步地，所述正极集流体131为铝箔，所述负极集流体132为铜箔。所述正极集流体131和所述负极集流体132均为金属材质，导热效果好。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，所述极柱12与所述汇流盘15之间设置有电流切断装置16，所述电流切断装置16为气囊式结构，所述极柱12与所述电流切断装置16之间设置有焊点。电池组内部产生大量气体时，电流切断装置16在气体的压力作用下，使得极柱12与电流切断装置16之间的焊点脱落，电池组内部短路，从而起到保护作用。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，所述单体电池10还包括盖板17，所述盖板17安装于所述壳体11上，且用于闭合所述空腔，所述极柱12穿过所述盖板17与所述汇流盘15连接。
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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池组，其特征在于，包括多个单体电池、导电连接片、散热层和隔热套，多个所述单体电池相互分隔地容置于所述隔热套中，所述导电连接片的一面连接多个所述单体电池；所述散热层包括散热管和绝热板，所述散热管设置于所述导电连接片背离所述单体电池的一面；所述绝热板设置于所述散热管远离所述导电连接片的一侧，用于阻隔所述单体电池之间的热扩散。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述散热管包括多根横向延伸的横向管以及多根竖向延伸的竖向管，每一所述竖向管的两端均连接有一所述横向管；所述横向管延伸出所述绝热板。
3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，所述导电连接片包括汇流片和多个分流片，所述汇流片设置于多个所述分流片一端，且连接多个所述分流片；多个所述分流片平行设置，每一所述分流片的一面连接多个所述单体电池；所述横向管与所述分流片交错设置。
4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述隔热套内设置有多个冷却腔体，多个所述单体电池容置于相应的所述冷却腔体中。
5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述隔热套远离所述散热层的一端设置有所述绝热板。
6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述单体电池包括壳体、极柱、极片、中空管和汇流盘，所述壳体内设置有空腔，所述中空管、所述极片和所述汇流盘均容置于所述空腔中；所述中空管的至少一端设置有所述汇流盘，所述中空管的外周均卷绕有所述极片，所述极片与所述汇流盘焊接；所述汇流盘背离所述中空管的一面连接有所述极柱；所述极柱一端设置有所述导电连接片。
7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述极片包括正极集流体和负极集流体，所述正极集流体和所述负极集流体的一端分别焊接有所述汇流盘。
8.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述极柱与所述汇流盘之间设置有电流切断装置，所述电流切断装置为气囊式结构，所述极柱与所述电流切断装置之间设置有焊点。
9.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述单体电池还包括盖板，所述盖板安装于所述壳体上，且用于闭合所述空腔，所述极柱穿过所述盖板与所述汇流盘连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024078264A1 (zh) * 2022-10-11 2024-04-18 欣旺达动力科技股份有限公司 电池组、电池包和用电设备

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