CN113270673A - 动力电池 - Google Patents

动力电池 Download PDF

Info

Publication number
CN113270673A
CN113270673A CN202110534455.1A CN202110534455A CN113270673A CN 113270673 A CN113270673 A CN 113270673A CN 202110534455 A CN202110534455 A CN 202110534455A CN 113270673 A CN113270673 A CN 113270673A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
pressure relief
battery module
voltage
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110534455.1A
Other languages
English (en)
Inventor
林宾
谢彬
廉静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAIC Volkswagen Automotive Co Ltd
Original Assignee
SAIC Volkswagen Automotive Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAIC Volkswagen Automotive Co Ltd filed Critical SAIC Volkswagen Automotive Co Ltd
Priority to CN202110534455.1A priority Critical patent/CN113270673A/zh
Publication of CN113270673A publication Critical patent/CN113270673A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明揭示了一种动力电池，包括设置在封闭的容纳空间内的电池模组阵列，电池模组阵列中的电池模组的导电区和泄压区设置在不同的方向，并且导电区和泄压区之间互相隔离，电池模组内产生的热量及气体通过泄压区排出容纳空间而不会侵入导电区。本发明的动力电池将电池的泄压方向进行翻转，实现高压连接和泄压通道的分离，并在模组设计中增加热隔离措施，减少偶发失控电池产生的热量对于相邻电池的影响，避免热蔓延情况的发生，同时，在电池系统中设置专门的泄压通道，顺利泄放电池失控产生的热害气体与物质，避免了高压系统回路的伤害，阻止系统和模组内部短路情况的发生。

Description

动力电池
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，更具体地说，涉及电动汽车的动力电池安全技术。
背景技术
随着电动汽车性能的不断发展，消费者对于电动车的安全性要求也在不断提高。目前国家已经出台相关标准，对于电动车的动力电池系统的安全有了比较明确要求。电池模组在发生挤压、短路、过充等情况下，5分钟甚至更长的时间内，电池系统外部不允许出现明火，以保证乘客有足够的时间逃离。在近期发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中，对于电池系统热扩散有了更为严苛的要求，在2025年热扩散时间要求为90min，在2030年后要求达到无热扩散。在电池系统设计中受限于空间结构和重量的要求，内部结构设计比较紧凑，在使用过程中，由于电池自身缺陷或是滥用等情况造成的失控现象偶有发生。
通过实验研究发现，电池模组在发生热失控时，电池会释放大量的热量、高温气体和高温活性物质，这些热害在模组内部造成的热聚集和短路会给热失控控制带来极大的负面作用。单体电池在发生热失控后，其内部的正负极材料或是集流体有可能在高压气流的带动下喷出，如果这些物质发生堵塞则会造成电池模组内部的热聚集现象，热聚集的温度最高可达1000℃以上，从而会对聚集区的结构件造成严重破坏，甚至冲破电池系统外壳，造成火焰窜出，危害乘员安全。同时这种高温聚集也会造成其他电池的快速温升发生热失控，进而造成热蔓延等恶劣情况发生。热失控的热害往往会造成电池模组内部高压连接件绝缘部件的损坏，进而造成电池模组内部短路发生，短路导致的局部高温和熔融情况会造成其他相邻电池的热失控发生。并且在更加严苛的情况下会导致电池系统上盖的融穿，从而造成火焰喷出，导致电池系统安全失效。
发明内容
本发明旨在提出一种动力电池系统，将电池模组的泄压方向引向远离电气连接组件的位置，从而避免热害气体和物质对电路系统的损害。
根据本发明的一实施例，提出一种动力电池，包括设置在封闭的容纳空间内的电池模组阵列，电池模组阵列中的电池模组的导电区和泄压区设置在不同的方向，并且导电区和泄压区之间互相隔离，电池模组内产生的热量及气体通过泄压区排出容纳空间而不会侵入导电区。
在一个实施例中，该动力电池包括：
上壳体和下壳体，上壳体和下壳体装配形成容纳空间；
电池模组阵列，电池模组阵列包括数个以阵列形式排列的电池模组，电池模组阵列设置在由上壳体和下壳体形成的容纳空间内，电池模组阵列中的电池模组的高压连接件均设置在上壳体一侧，为高压侧，电池模组的泄压口均朝向下壳体一侧，为泄压侧，电池模组的高压端子座设置在侧面；
冷却板和密封导热垫，电池模组阵列中的电池模组通过冷却板和密封导热垫固定安装在下壳体上，冷却板和密封导热垫与下壳体密封连接，冷却板和密封导热垫上具有泄压槽；
下护板，下护板安装在下壳体的底部，下护板与冷却板之间留有间隔，该间隔形成泄压通道，下护板与下壳体密封连接且留有与泄压通道相通的泄压出口；
其中，电池模组阵列中的电池模组的高压连接件位于容纳空间的上部，高压端子座位于容纳空间的侧方，高压连接件和高压端子座形成导电区，电池模组阵列中的电池模组的泄压口通过冷却板和密封导热垫上的泄压槽连通到泄压通道，泄压通道位于容纳空间的下部，形成泄压区，导电区和泄压区互相隔离。
在一个实施例中，该电池模组包括：
模组壳体，模组壳体为上下两侧开口的框架结构；
数个电池单元，数个电池单元排列在模组壳体内；
数个隔热件，隔热件插入到电池单元之间；
隔离板，隔离板设置在电池单元的高压侧，数个电池单元共用同一隔离板；
高压连接件，高压连接件上具有数对高压连接触点和一对高压端子触点，数对高压连接触点分别与数个电池单元连通，隔离板设置在高压连接件和电池单元之间；
高压端子座，高压端子座设置在模组壳体上，高压端子座与高压连接件的高压端子触点连通；
高压连接件和高压端子座是导电组件，电池模组的高压连接件和隔离板一侧为高压侧，与高压侧相对的一侧为泄压侧。
在一个实施例中，电池单元包括：
单元壳体，单元壳体呈半封闭的结构，单元壳体的一侧开口，与之相对的另一侧开有泄压口；
盖板，盖板安装在单元壳体的开口上，盖板盖在开口上将单元壳体封闭，盖板上具有导电触点；
泄压阀，泄压阀安装在泄压口上；
储能极卷，储能极卷容纳于由单元壳体、盖板和泄压阀组成的封闭空间内；
电池单元的盖板一侧为高压侧，泄压口一侧为泄压侧。
在一个实施例中，隔离板上开设有数对触点通孔，隔离板覆盖在数个电池单元的高压侧，数个电池单元的导电触点穿过对应的触点通孔，高压连接件的数对高压连接触点的位置与触点通孔相对应，每一对高压连接触点与对应的一个电池单元的导电触点接触并连通。隔离板使得模组壳体的高压侧封闭。
在一个实施例中，下壳体上具有电池槽，电池模组嵌入电池槽中，电池模组和电池槽之间夹入密封导热垫使得电池模组和密封导热垫与电池槽形成过盈配合。冷却板和密封导热垫上具有泄压槽，泄压槽的位置与电池模组中的电池单元的泄压阀的位置相匹配，泄压阀对准泄压槽。
在一个实施例中，冷却板和密封导热垫将容纳空间分隔为互相隔离的两部分。由上壳体、下壳体、冷却板和密封导热垫围成的空间内包括电池模组阵列和导电区。由下壳体、下护板、冷却板和密封导热垫围成的空间内包括泄压区。
在一个实施例中，泄压出口安装有过滤盒，过滤盒包括：
上盖板和下盖板，上盖板和下盖板装配形成盒体框架；
粗滤棉，粗滤棉安装在盒体框架的进口处；
细滤棉，细滤棉安装在盒体框架的出口处；
盒体框架支撑并固定粗滤棉和细滤棉。
在一个实施例中，盒体框架的进口朝向容纳空间内，出口朝向容纳空间外，进口处形成扩展的张口结构，盒体框架内具有数个导流板。
本发明的动力电池将电池的泄压方向进行翻转，实现高压连接和泄压通道的分离，并在模组设计中增加热隔离措施，减少偶发失控电池产生的热量对于相邻电池的影响，避免热蔓延情况的发生，同时，在电池系统中设置专门的泄压通道，顺利泄放电池失控产生的热害气体与物质，避免了高压系统回路的伤害，阻止系统和模组内部短路情况的发生。
本发明的动力电池具有如下的优势：
通过电池泄压阀与高压连接分置的方案，可以减少热失控过程中电池泄放的高温气体与物质对电连接部件的影响；
在电池组内优化的隔热措施，防止失控电池热影响导致相邻电池的热失控，造成热蔓延；
电池系统的分区设计，将高压连接区和热扩散泄放区进行物理分离，在电池泄压后，不会导致高温物质进入高压连接区；
水冷板的密封泄压设计，通过水冷板底部密封设计，避免高压高温气体通过底部进入电池包内部；
电池系统的泄压设计，电池系统设计特定的滤网泄压结构，在阻挡高温颗粒的同时，确保系统内部压力的快速泄放。
附图说明
图1a、图1b和图1c揭示了根据本发明的一实施例的动力电池的结构图。
图2a、图2b、图2c和图2d揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中电池模组的结构图。
图3a、图3b、图3c和图3d揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中电池单元的结构图。
图4揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中电池模组和下壳体的装配示意图。
图5a和图5b揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中导电区和泄压区的位置关系示意图。
图6a和图6b揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中过滤盒的安装位置示意图。
图7a、图7b、图7c和图7d揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中过滤盒的结构图。
具体实施方式
本发明提出一种动力电池，包括设置在封闭的容纳空间内的电池模组阵列，电池模组阵列中的电池模组的导电区和泄压区设置在不同的方向，并且导电区和泄压区之间互相隔离，电池模组内产生的热量及气体通过泄压区排出容纳空间而不会侵入导电区。
参考图1a、图1b和图1c所示，图1a、图1b和图1c揭示了根据本发明的一实施例的动力电池的结构图。其中图1a是该动力电池的整体结构图，图1b是从上方角度展示的该动力电池的分解结构图，图1c是从下方角度展示的该动力电池的分解结构图。在图示的实施例中，该动力电池1包括：上壳体20、下壳体40、电池模组阵列、冷却板50和密封导热垫30、下护板60。
上壳体20和下壳体40装配形成容纳空间。在图示的实施例中，上壳体20呈盖板状，下壳体40呈框架状，具有侧壁。在一个实施例中，下壳体40的底部形成网格形的电池槽，电池槽用于容纳电池模组。下壳体40的上下两侧都是开放式的，顶部由上壳体20封闭，底部由冷却板50和下护板60封闭。
电池模组阵列包括数个以阵列形式排列的电池模组10，电池模组阵列设置在由上壳体20和下壳体40形成的容纳空间内。电池模组阵列中的电池模组10具有指定的排列方向，所有的电池模组10的高压连接件均在上方，即设置在上壳体一侧，为高压侧。所有电池模组10的泄压口均朝向下方，即下壳体一侧，为泄压侧。电池模组10的高压端子座设置在侧面，在图示的是实例中，电池模组10分成两组，其中一组的电池模组的高压端子座朝向一个侧面，另一组的电池模组的高压端子座朝向相对的一个侧面，所有电池模组10的高压端子座都朝向外侧。
图2a、图2b、图2c和图2d揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中电池模组的结构图。其中图2a是该电池模组的整体结构图，图2b是该电池模组的侧面结构图，展示了高压侧和泄压侧的布置，图2c是从上方角度展示的该电池模组的分解结构图，图2d是从下方角度展示的该电池模组的分解结构图。如图所示，该电池模组包括：模组壳体101、数个电池单元100、数个隔热件102、隔离板103、高压连接件104和高压端子座105。模组壳体101为上下两侧开口的框架结构。数个电池单元100排列在模组壳体101内。数个隔热件102插入到电池单元100之间。隔热件102将电池单元100分隔开。在动力电池组装完成后，每一个电池单元100的四周分别是被模组壳体101和隔热件102包围，顶部是被隔离板103包围，底部是被冷却板50和密封导热垫30包围。这样，每一个电池单元100都隔热部件被单独隔离，相邻的电池单元之间通过隔热部件隔热，并且上方和下方也做了隔离，在某一个电池单元出现失控时，能通过隔热部件有效阻止热量直接扩散到周边的电池单元。隔离板103设置在电池单元100的高压侧，即图中所示的上方。数个电池单元100共用同一隔离板103。高压连接件104上具有数对高压连接触点和一对高压端子触点。数对高压连接触点分别与数个电池单元100连通，隔离板103设置在高压连接件104和电池单元100之间。高压端子座105设置在模组壳体101上，高压端子座105设置在模组壳体101的一个侧壁上，高压端子座105与高压连接件104的高压端子触点连通。高压连接件104和高压端子座105是导电组件。如图所示，本发明的电池模组10的高压连接件和隔离板一侧为高压侧105，在图中为上方，与高压侧相对的一侧为泄压侧106，在图中为下方。本发明的电池模组的导电组件和高压侧位于上方和侧方，而泄压侧位于下方。在电池失控需要泄压时，热量和气体从下方排出，可以避免热量和气体影响到上方和侧方的导电部件和高压部件。
图3a、图3b、图3c和图3d揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中电池单元的结构图。其中图3a是该电池单元的整体结构图，图3b是该电池单元的侧面结构图，展示了高压侧和泄压侧的布置，图3c是从上方角度展示的该电池单元的分解结构图，图3d是从下方角度展示的该电池单元的分解结构图。如图所示，该电池单元100包括：单元壳体1003、盖板1001、泄压阀1004和储能极卷1002。单元壳体1003呈半封闭的结构，单元壳体1003的一侧开口，与之相对的另一侧开有泄压口。在图示的实施例中，单元壳体1003的上方开口，下方开有泄压口。盖板1001安装在单元壳体1003的开口上，盖板1001盖在开口上将单元壳体1003封闭，盖板1001上具有导电触点。泄压阀1004安装在单元壳体1003的泄压口上。储能极卷1002容纳于由单元壳体1003、盖板1001和泄压阀1004组成的封闭空间内。储能极卷1002是指锂电池内部的储能结构和材质，包括：电极、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等等。本发明主要关注的是电池组件的结构，对于电池单元内部的结构和材料并不涉及，因此本发明中上述的这些锂电池内部结构统称为储能极卷1002。电池单元100的盖板1001一侧为高压侧1005，在图中是上方，泄压口1004一侧为泄压侧1006，在图中是下方。回到图2a、图2b、图2c和图2d，隔离板103上开设有数对触点通孔，隔离板103覆盖在数个电池单元100的高压侧，数个电池单元100的导电触点穿过对应的触点通孔。高压连接件104的数对高压连接触点的位置与触点通孔相对应，每一对高压连接触点与对应的一个电池单元的导电触点接触并连通。在覆盖了隔离板103后，隔离板103使得模组壳体100的高压侧封闭。
电池模组阵列中的电池模组10通过冷却板50和密封导热垫30固定安装在下壳体40上。冷却板50和密封导热垫30与下壳体40密封连接。冷却板50和密封导热垫30上具有泄压槽。图4揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中电池模组和下壳体的装配示意图。参考图4所示，下壳体40上形成有网格形的电池槽，电池模组10嵌入电池槽中。电池模组10和电池槽之间夹入密封导热垫30，密封导热垫30采用导热的柔性材料制作，比如导热橡胶或者导热硅胶。柔性材料的弹性使得电池模组10和密封导热垫30与电池槽形成过盈配合，以将电池模组10紧固在下壳体40上。参考图4以及前面的图1a和图1b，冷却板50和密封导热垫30上具有泄压槽，泄压槽的位置与电池模组10中的电池单元100的泄压阀1004的位置相匹配，泄压阀1004对准泄压槽。冷却板50安装在下壳体40的下部，冷却板50紧贴下壳体的电池槽，并且通过密封导热垫30使得冷却板50与下壳体40的侧壁形成密封连接。如此，冷却板50将下壳体40的底部封闭。因为电池模组10是嵌入到电池槽中，所以冷却板50也紧贴电池模组10的底部，并且通过密封导热垫30使得电池模组10的底部与冷却板50密封连接。电池模组10中的模组壳体101的底部与冷却板50和密封导热垫30接触并且密封。这样，对于每一个电池单元100来说，其四周分别是模组壳体、隔热件、隔离板以及冷却板和密封导热垫，四周都被隔热部件包围。而电池单元的泄压口对准冷却板和密封导热垫上的泄压槽，并且能够通过泄压槽连通到泄压通道。当单个的电池单元发生失控时，其热量和气体能够通过泄压口、泄压槽和泄压通道排出，而不会向周边的电池单元扩散。同时，泄压通道的顶部是冷却板50和密封导热垫30，也能避免泄压通道中的热量和气体从底部进入到其它的电池单元中。
下护板60安装在下壳体40的底部，下护板40与冷却板50之间留有间隔，该间隔形成泄压通道，下护板60与下壳体40密封连接且留有与泄压通道相通的泄压出口。图5a和图5b揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中导电区和泄压区的位置关系示意图。图5a揭示了动力电池的截面结构，图5b是图5a的局部放大图。在图示的实施例中，冷却板和密封导热垫将容纳空间分隔为互相隔离的两部分：由上壳体20、下壳体40、冷却板50和密封导热垫围成的空间内包括电池模组阵列和导电区80，其中导电区80位于电池模组阵列的侧方，导电区与电池模组阵列的上方的高压侧电气连接。由下壳体40、下护板60、冷却板50和密封导热垫围成的空间内包括泄压区90，泄压区主要包括泄压通道。
为了将密闭的动力电池中的热量和气体排出，需要在泄压通道上设置泄压出口。图6a和图6b揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中过滤盒的安装位置示意图。图6a揭示了动力电池的截面结构，图6b是图6a的局部放大图。如图所示，泄压出口的位置是在下护板60与下壳体40的连接处，下护板60与下壳体40整体上是密封连接以形成泄压通道，但是会在侧壁上留出一个开口供泄压通道中的热量和气体排出，该开口就是泄压出口。由于排出的气体中含有大量的高温物质和颗粒，直接向外排出容易引起外部燃烧，因此需要在泄压出口的位置设置过滤盒来过滤这些高温物质和颗粒。图6a和图6b中过滤盒70就是安装在泄压出口的位置。
图7a、图7b、图7c和图7d揭示了根据本发明的一实施例的动力电池中过滤盒的结构图。其中图7a是该过滤盒的整体结构图，图7b是该过滤盒的截面结构图，图7c是该过滤盒的俯视结构图，揭示了进口和出口，图7d是该过滤盒的分解结构图。在图示的实施例中，泄压出口安装的过滤盒70包括：上盖板701和下盖板704，粗滤棉702和细滤棉703。上盖板701和下盖板704装配形成盒体框架。盒体框架的进口705朝向容纳空间内，出口706朝向容纳空间外。在图示的实施例中，进口705处形成扩展的张口结构，使得进口705大于出口706。在图示的实施例中，盒体框架内具有数个导流板，导流板安装在上盖板701上。粗滤棉702安装在盒体框架的进口705处，细滤棉703安装在盒体框架的出口处。盒体框架支撑并固定粗滤棉702和细滤棉703。进口705出安装粗滤棉702对高温物质及颗粒进行一次过滤，同时可以避免滤网的堵塞，出口706处安装细滤棉703，对高温物质进行二次过滤，防止细小高温颗粒飞溅出而造成可燃气体外部燃烧。
该动力电池1的电池模组阵列中的电池模组10的高压连接件104位于容纳空间的上部，高压端子座105位于容纳空间的侧方，高压连接件104和高压端子座105形成导电区80。电池模组阵列中的电池模组10的泄压口通过冷却板50和密封导热垫30上的泄压槽连通到泄压通道，泄压通道位于容纳空间的下部，形成泄压区90，导电区和泄压区位于不同的方位并且互相隔离。
本发明的动力电池将电池的泄压方向进行翻转，实现高压连接和泄压通道的分离，并在模组设计中增加热隔离措施，减少偶发失控电池产生的热量对于相邻电池的影响，避免热蔓延情况的发生，同时，在电池系统中设置专门的泄压通道，顺利泄放电池失控产生的热害气体与物质，避免了高压系统回路的伤害，阻止系统和模组内部短路情况的发生。
本发明的动力电池具有如下的优势：
通过电池泄压阀与高压连接分置的方案，可以减少热失控过程中电池泄放的高温气体与物质对电连接部件的影响；
在电池组内优化的隔热措施，防止失控电池热影响导致相邻电池的热失控，造成热蔓延；
电池系统的分区设计，将高压连接区和热扩散泄放区进行物理分离，在电池泄压后，不会导致高温物质进入高压连接区；
水冷板的密封泄压设计，通过水冷板底部密封设计，避免高压高温气体通过底部进入电池包内部；
电池系统的泄压设计，电池系统设计特定的滤网泄压结构，在阻挡高温颗粒的同时，确保系统内部压力的快速泄放。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种动力电池，其特征在于，包括设置在封闭的容纳空间内的电池模组阵列，电池模组阵列中的电池模组的导电区和泄压区设置在不同的方向，并且导电区和泄压区之间互相隔离，电池模组内产生的热量及气体通过泄压区排出容纳空间而不会侵入导电区。
2.如权利要求1所述的动力电池，其特征在于，包括：
上壳体和下壳体，上壳体和下壳体装配形成容纳空间；
电池模组阵列，电池模组阵列包括数个以阵列形式排列的电池模组，电池模组阵列设置在由上壳体和下壳体形成的容纳空间内，电池模组阵列中的电池模组的高压连接件均设置在上壳体一侧，为高压侧，电池模组的泄压口均朝向下壳体一侧，为泄压侧，电池模组的高压端子座设置在侧面；
冷却板和密封导热垫，电池模组阵列中的电池模组通过冷却板和密封导热垫固定安装在下壳体上，冷却板和密封导热垫与下壳体密封连接，冷却板和密封导热垫上具有泄压槽；
下护板，下护板安装在下壳体的底部，下护板与冷却板之间留有间隔，该间隔形成泄压通道，下护板与下壳体密封连接且留有与泄压通道相通的泄压出口；
其中，电池模组阵列中的电池模组的高压连接件位于容纳空间的上部，高压端子座位于容纳空间的侧方，高压连接件和高压端子座形成导电区，电池模组阵列中的电池模组的泄压口通过冷却板和密封导热垫上的泄压槽连通到泄压通道，泄压通道位于容纳空间的下部，形成泄压区，导电区和泄压区互相隔离。
3.如权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述电池模组包括：
模组壳体，模组壳体为上下两侧开口的框架结构；
数个电池单元，数个电池单元排列在模组壳体内；
数个隔热件，隔热件插入到电池单元之间；
隔离板，隔离板设置在电池单元的高压侧，数个电池单元共用同一隔离板；
高压连接件，高压连接件上具有数对高压连接触点和一对高压端子触点，数对高压连接触点分别与数个电池单元连通，隔离板设置在高压连接件和电池单元之间；
高压端子座，高压端子座设置在模组壳体上，高压端子座与高压连接件的高压端子触点连通；
所述高压连接件和高压端子座是导电组件，电池模组的高压连接件和隔离板一侧为高压侧，与高压侧相对的一侧为泄压侧。
4.如权利要求3所述的动力电池，其特征在于，所述电池单元包括：
单元壳体，单元壳体呈半封闭的结构，单元壳体的一侧开口，与之相对的另一侧开有泄压口；
盖板，盖板安装在单元壳体的开口上，盖板盖在开口上将单元壳体封闭，盖板上具有导电触点；
泄压阀，泄压阀安装在泄压口上；
储能极卷，储能极卷容纳于由单元壳体、盖板和泄压阀组成的封闭空间内；
电池单元的盖板一侧为高压侧，泄压口一侧为泄压侧。
5.如权利要求4所述的动力电池，其特征在于，
所述隔离板上开设有数对触点通孔，隔离板覆盖在数个电池单元的高压侧，数个电池单元的导电触点穿过对应的触点通孔，高压连接件的数对高压连接触点的位置与触点通孔相对应，每一对高压连接触点与对应的一个电池单元的导电触点接触并连通；
隔离板使得模组壳体的高压侧封闭。
6.如权利要求4所述的动力电池，其特征在于，
所述下壳体上具有电池槽，电池模组嵌入电池槽中，电池模组和电池槽之间夹入密封导热垫使得电池模组和密封导热垫与电池槽形成过盈配合；
冷却板和密封导热垫上具有泄压槽，泄压槽的位置与电池模组中的电池单元的泄压阀的位置相匹配，泄压阀对准泄压槽。
7.如权利要求6所述的动力电池，其特征在于，所述冷却板和密封导热垫将容纳空间分隔为互相隔离的两部分：
由上壳体、下壳体、冷却板和密封导热垫围成的空间内包括电池模组阵列和导电区；
由下壳体、下护板、冷却板和密封导热垫围成的空间内包括泄压区。
8.如权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述泄压出口安装有过滤盒，所述过滤盒包括：
上盖板和下盖板，上盖板和下盖板装配形成盒体框架；
粗滤棉，粗滤棉安装在盒体框架的进口处；
细滤棉，细滤棉安装在盒体框架的出口处；
盒体框架支撑并固定粗滤棉和细滤棉。
9.如权利要求8所述的动力电池，其特征在于，所述盒体框架的进口朝向容纳空间内，出口朝向容纳空间外，进口处形成扩展的张口结构，所述盒体框架内具有数个导流板。
CN202110534455.1A 2021-05-17 2021-05-17 动力电池 Pending CN113270673A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110534455.1A CN113270673A (zh) 2021-05-17 2021-05-17 动力电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110534455.1A CN113270673A (zh) 2021-05-17 2021-05-17 动力电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113270673A true CN113270673A (zh) 2021-08-17

Family

ID=77231202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110534455.1A Pending CN113270673A (zh) 2021-05-17 2021-05-17 动力电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113270673A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024065785A1 (zh) * 2022-09-30 2024-04-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205657091U (zh) * 2016-05-16 2016-10-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其壳体
CN106856230A (zh) * 2015-12-09 2017-06-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN107394063A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN108140765A (zh) * 2016-03-02 2018-06-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN110137410A (zh) * 2018-02-08 2019-08-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 单向阀、顶盖组件、箱体以及电池模组
CN209401662U (zh) * 2019-03-28 2019-09-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池包
CN209607870U (zh) * 2019-05-05 2019-11-08 江西赣锋电池科技有限公司 一种方形动力电池模组
CN110770940A (zh) * 2017-06-19 2020-02-07 罗伯特·博世有限公司 能量储存装置和能量储存模块
CN111613745A (zh) * 2020-04-16 2020-09-01 宁波吉利汽车研究开发有限公司 动力电池包及车辆
CN112490578A (zh) * 2020-11-11 2021-03-12 华南理工大学 一种动力电池模组
CN112751121A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 长城汽车股份有限公司 电池箱体和电池包

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106856230A (zh) * 2015-12-09 2017-06-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN108140765A (zh) * 2016-03-02 2018-06-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN205657091U (zh) * 2016-05-16 2016-10-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其壳体
CN107394063A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN110770940A (zh) * 2017-06-19 2020-02-07 罗伯特·博世有限公司 能量储存装置和能量储存模块
CN110137410A (zh) * 2018-02-08 2019-08-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 单向阀、顶盖组件、箱体以及电池模组
CN209401662U (zh) * 2019-03-28 2019-09-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池包
CN209607870U (zh) * 2019-05-05 2019-11-08 江西赣锋电池科技有限公司 一种方形动力电池模组
CN111613745A (zh) * 2020-04-16 2020-09-01 宁波吉利汽车研究开发有限公司 动力电池包及车辆
CN112490578A (zh) * 2020-11-11 2021-03-12 华南理工大学 一种动力电池模组
CN112751121A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 长城汽车股份有限公司 电池箱体和电池包

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨铁军: "《产业专利分析报告》", 30 June 2015 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024065785A1 (zh) * 2022-09-30 2024-04-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7491901B2 (ja) 電池モジュール
JP6255151B2 (ja) バッテリパック
US8100211B2 (en) Electrochemical accumulator and vehicle comprising an electrochemical accumulator
CN210743995U (zh) 电池单体、电池模块、电池组和装置
JP2011523168A (ja) 電池組立品
KR20130056530A (ko) 배터리 팩
US20120225335A1 (en) Battery module
KR101806417B1 (ko) 전력 저장 장치의 단위 전지 팩
WO2022193082A1 (zh) 电池, 用电装置, 制备电池的方法和装置
KR20220155879A (ko) 가스 벤팅 패스를 구비한 배터리 팩
CN115943522A (zh) 电池、装置、电池的制备方法以及制备装置
CN219917483U (zh) 电池和用电设备
JP2023542807A (ja) 電池、電気装置、電池の製造方法および装置
JP2024507420A (ja) 電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置
US11335971B2 (en) Battery module with a plurality of battery cells
CN113270673A (zh) 动力电池
JP2023528296A (ja) 電池、電力消費装置、電池を製造する方法と装置
CN114175376A (zh) 电池及其相关装置、制备方法和制备设备
CN115425353A (zh) 电池、电池模组及具有其的车辆
JP2023522384A (ja) バッテリーモジュール、バッテリーパック及びそれを含む自動車
CN116711133A (zh) 电池的箱体、电池、用电装置、制备电池的方法和装置
CN116157959B (zh) 电池的箱体、电池、用电设备、制备电池的方法和设备
CN218939874U (zh) 电池及用电装置
CN218414828U (zh) 电池结构及用电设备
CN220914433U (zh) 一种多型腔双头结构动力电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210817