CN113594598A - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池技术领域，公开一种电池模组及电池包，该电池包包括电池模组，电池模组包括模组壳体、电芯组件、检测单元以及泄放单元，模组壳体内开设有容纳腔，模组壳体的侧壁内部镂空开设有泄放通道，泄放通道连通容纳腔和模组壳体的外部，泄放通道内设置有净化单元，净化单元用于净化穿过泄放通道的气体；电芯组件安装于容纳腔内；检测单元设置于模组壳体内，用于检测模组壳体内的气压值和温度；泄放单元设置于模组壳体内，用于将容纳腔内的气体导入泄放通道内。本发明的泄放单元能够及时地将热量和气体导入泄放通道并最终排出到模组壳体的外部，气体的穿过泄放通道时还能够由净化单元进行净化过滤，避免污染环境。

Description

一种电池模组及电池包
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。
背景技术
电动车由于采用电力作为驱动能源，被越来越多的消费者认可，一方面能够降低污染排放，满足环境保护的要求，另一方面动力电池技术日益成熟，持续里程数也越来越高，使用成本越来越低。
动力电池作为电动车中的能源储备中心，在动力电池的体积和数量难以大幅度提高的情况下，需要提升其能量密度，动力电池的能力密度大幅度提高意味着动力电池出现热失控的概率也提高，当动力电池出现热失控时，将释放高能气体，这些高能气体携带有电解液、电极材料、集流体等液态或固态物质，会导致动力系统内部压力骤增，并且有可能迅速导致动力系统与外界开发连接，当高能气体遇到外界空气后，在高温颗粒物的点燃作用下，高能气体出现剧烈燃烧，进而发生严重的安全事故。因此，需要对高能气体进行无害化处理后排出到外界，降低安全风险。
发明内容
本发明的一个目的在于：提供一种电池模组，通过泄放单元将气体导入泄放通道内，从而将气体及时排出到模组壳体的外部，提高安全性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池模组，包括：
模组壳体，所述模组壳体内开设有容纳腔，所述模组壳体的侧壁内部镂空开设有泄放通道，所述泄放通道连通所述容纳腔和所述模组壳体的外部，所述泄放通道内设置有净化单元，所述净化单元用于净化穿过所述泄放通道的气体；
电芯组件，所述电芯组件安装于所述容纳腔内；
检测单元，设置于所述模组壳体内，用于检测所述模组壳体内的气压值和温度；
泄放单元，设置于所述模组壳体内，用于将所述容纳腔内的气体导入所述泄放通道内。
作为一种可选的技术方案，所述电池模组还包括若干个分隔梁，若干个所述分隔梁间隔设置于所述容纳腔内，以将所述容纳腔分隔为多个容纳位，每个所述容纳位均容纳有一组所述电芯组件。
作为一种可选的技术方案，所述分隔梁的内部镂空开设有引导通道，所述引导通道连通所述容纳腔和所述泄放通道。
作为一种可选的技术方案，所述引导通道的内侧壁设置有引导件，所述分隔梁对应所述引导件开设有引导孔，所述引导孔连通所述容纳腔和所述引导通道，所述引导件的开口方向平行于所述分隔梁的长度方向。
作为一种可选的技术方案，所述引导件设置为若干个，每个所述引导件的开口方向均相同，所述分隔梁对应每个所述引导件均开设有所述引导孔。
作为一种可选的技术方案，所述引导件由冲压装置对所述分隔梁的侧壁向内冲压制得。
作为一种可选的技术方案，所述引导件的开口方向朝向所述泄放通道的容纳有所述净化单元的一侧。
作为一种可选的技术方案，所述模组壳体包括主壳、上盖以及隔离件，所述电芯组件设置于所述主壳内，所述上盖安装于所述主壳的顶部，所述隔离件设置于所述电芯组件与所述上盖之间。
作为一种可选的技术方案，所述隔离件为云母、玻璃棉、硅氧棉、陶瓷以及莫来石中的任一种。
本发明的另一个目的在于：提供一种电池包，采用上述的电池模组，降低安全风险。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池包，包括BMS电池系统以及如上所述的电池模组，所述BMS电池系统用于控制所述电池模组的运行。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种电池模组及电池包，电池包包括该电池模组，电池模组包括模组壳体、电芯组件、检测单元以及泄放单元，电芯组件用于为电动车提供电力能源，电芯组件在运行过程中发热，检测单元能够检测到模组壳体内的温度值的改变，泄放单元能够将带有热量的气体导入泄放通道内，并最终排放到外界，实现散热降温，避免模组壳体内的温度过高而导致热失控；当电池模组热失控时，电芯组件过热而释放有害的气体，检测单元能够检测到模组壳体内的气压值发生改变，气压值超过预设临界值时，泄放单元能够将气体导入至泄放通道内，有害的气体在泄放通道内流动时被净化单元过滤净化，避免污染环境，过滤后的气体被排出到模组壳体的外部，保证模组壳体内的气压值满足要求，避免发生安全事故。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明；
图1为实施例所述的电池模组的结构爆炸图；
图2为实施例所述的电池模组的剖视图一；
图3为实施例所述的电池模组的剖视图二；
图4为实施例所述的分隔梁的结构示意图；
图5为图4中A位置的局部放大图；
图6为实施例所述分隔梁的剖视图一；
图7为图6中B-B横截面的剖视图；
图8为图7中C位置的局部放大图。
图1至图8中：
1、模组壳体；11、主壳；101、容纳腔；102、泄放通道；12、上盖；13、隔离件；
2、净化单元；
3、电芯组件；
4、检测单元；
5、分隔梁；51、引导通道；52、引导件；53、引导孔。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
电池的热失控表现为电池内部的产热速度远大于散热速度，电池在运行过程中积累大量的热量，当热量无法及时排出时，将导致电芯中的化学物质如电解液、电极材料、集流体等液态或固态物质气化形成高能气体，当这些高能气体无法及时排出时，将会导致动力系统的内部压力迅速提高，一旦电池内部出现漏电，高能气体会出现剧烈燃烧，进一步导致严重的安全事故。
如图1至图4所示，本实施例提供的电池包能够解决上述问题，本实施例的电池包包括电池模组和BMS电池系统，BMS电池系统用于控制电池模组的运行，电池模组包括模组壳体1、电芯组件3、检测单元4以及泄放单元，模组壳体1内开设有容纳腔101，模组壳体1的侧壁内部镂空开设有泄放通道102，泄放通道102连通容纳腔101和模组壳体1的外部，泄放通道102内设置有净化单元2，净化单元2用于净化穿过泄放通道102的气体；电芯组件3安装于容纳腔101内；检测单元4设置于模组壳体1内，用于检测模组壳体1内的气压值和温度；泄放单元设置于模组壳体1内，用于将容纳腔101内的气体导入泄放通道102内。
具体的，电动车在行驶过程中，电芯组件3为电动车提供电力能源，电芯组件3在提供电力能源的过程中发热，检测单元4能够实时检测到模组壳体1内的温度值的改变，并将温度信号发送给BMS电池系统，BMS电池系统根据温度信号判断模组壳体1内的温度值是否超过预设温度值，当BMS电池系统判断模组壳体1内的温度值超过预设温度值时，BMS电池系统发出第一指令，使泄放单元以第一预设功率运行，泄放单元能够将带有热量的气体导入泄放通道102内，并最终排放到外界，实现散热降温，避免模组壳体1内的温度过高而导致热失控；当模组壳体1内的温度值进一步提高时，将导致电池模组热失控，电芯组件3过热而释放有害的气体，检测单元4能够检测到模组壳体1内的气压值发生改变，并将气压值信号发送给BMS电池系统，BMS电池系统根据气压值信号判断模组壳体1内的气压值是否超过预设气压值，当BMS电池系统判断模组壳体1内的气压值超过预设气压值时，BMS电池系统发出第二指令，使泄放单元以第二预设功率运行，第二预设功率大于第一预设功率，泄放单元能够将有害的气体快速导入至泄放通道102内，有害的气体在泄放通道102内流动时被净化单元2过滤净化，避免污染环境，过滤后的气体被排出到模组壳体1的外部，保证模组壳体1内的气压值满足要求，避免发生安全事故。BMS电池系统可参考现有技术，本实施例不再一一赘述。
可选的，净化单元2可参考现有技术中的过滤器，本实施例不再一一赘述。
可选的，检测单元4包括压力传感器和温度传感器。
可选的，泄放单元为主动式泄放阀或被动式泄放阀，当泄放单元为主动式泄放阀时，检测单元4上传实时的检测数据至BMS电池系统，当检测数据超出预设值时，BMS电池系统发出泄放指令，主动式泄放阀控制泄放速度，保证模组壳体1的内部温度和气压，当温度和气压均处于安全范围时，主动式泄放阀暂停运行。当泄放单元为被动式泄放阀时，模组壳体1内的温度或气压值达到预设值，被动式泄放阀弹开密封盖，泄放模组壳体1内部的气体。
热失控的出现过程可以分为诱因触发、相邻扩展以及失控蔓延，其中诱因触发包括机械电气诱因(包括挤压、碰撞、针刺等)和电化学诱因(包括过充过放、低温充电、快充、自引发内短路等)，因此，当电池包设置有多组电芯组件3，以提高能量储备时，必须避免相邻的电芯组件3之间发生碰撞，且又因为电芯组件3在发生热失控时，内部热量积累触发失控，造成失控蔓延，进而导致其他的相邻的电芯组件3发生热失控。
为解决上述问题，本实施例的电池模组还包括若干个分隔梁5，分隔梁5能够避免模组壳体1对电芯组件3挤压，若干个分隔梁5间隔设置于容纳腔101内，以将容纳腔101分隔为多个容纳位，每个容纳位均容纳有一组电芯组件3。本实施例采用分隔梁5将相邻的电芯组件3隔开，避免其中一个电芯组件3热失控时，发生失控蔓延的情况。
优选的，分隔梁5设置为三个，电芯组件3设置为四组。
可选的，模组壳体1包括主壳11、上盖12以及隔离件13，电芯组件3设置于主壳11内，上盖12安装于主壳11的顶部，隔离件13设置于电芯组件3与上盖12之间，隔离件13能够降低模组壳体1内发生失控蔓延的概率。
可选的，分隔梁5的顶部还设置有连接件，隔离件13与连接件可拆卸连接。
可选的，容纳腔101开设于主壳11的底部，泄放通道102开设于主壳11的侧壁的内部。
可选的，隔离件13为云母、玻璃棉、硅氧棉、陶瓷以及莫来石中的任一种。
如图5至图8所示，在本实施例中，分隔梁5的内部镂空开设有引导通道51，引导通道51连通容纳腔101和泄放通道102。泄放单元将电芯组件3产生的热量或者气体导入引导通道51内，热量或者气体依次穿过引导通道51和泄放通道102之后排出到模组壳体1的外部。
在本实施例中，引导通道51的内侧壁设置有引导件52，分隔梁5对应引导件52开设有引导孔53，引导孔53连通容纳腔101和引导通道51，引导件52的开口方向平行于分隔梁5的长度方向。电芯组件3产生的气体穿过引导孔53进入引导通道51时，引导件52对气体的流动方向进行引导，提高气体的流动速度，保证气体能够快速排出到模组壳体1的外部，避免气体从引导孔53进入引导通道51时，气体直接碰撞到分隔梁5的内壁而导致气体的流速减慢。
具体的，泄放单元安装于引导孔53处。
在本实施例中，引导件52设置为若干个，每个引导件52的开口方向均相同，分隔梁5对应每个引导件52均开设有引导孔53。将每个引导件52的开口方向均设置为同一方向，避免气体在引导通道51内发生相向流动的现象，能够保证气体在引导通道51内的速度。
可选的，引导件52由冲压装置对分隔梁5的侧壁向内冲压制得，降低制造成本。
在本实施例中，引导件52的开口方向朝向泄放通道102的容纳有净化单元2的一侧，以便于气体能够被净化单元2快速过滤净化。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
模组壳体，所述模组壳体内开设有容纳腔，所述模组壳体的侧壁内部镂空开设有泄放通道，所述泄放通道连通所述容纳腔和所述模组壳体的外部，所述泄放通道内设置有净化单元，所述净化单元用于净化穿过所述泄放通道的气体；
电芯组件，所述电芯组件安装于所述容纳腔内；
检测单元，设置于所述模组壳体内，用于检测所述模组壳体内的气压值和温度；
泄放单元，设置于所述模组壳体内，用于将所述容纳腔内的气体导入所述泄放通道内。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括若干个分隔梁，若干个所述分隔梁间隔设置于所述容纳腔内，以将所述容纳腔分隔为多个容纳位，每个所述容纳位均容纳有一组所述电芯组件。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述分隔梁的内部镂空开设有引导通道，所述引导通道连通所述容纳腔和所述泄放通道。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述引导通道的内侧壁设置有引导件，所述分隔梁对应所述引导件开设有引导孔，所述引导孔连通所述容纳腔和所述引导通道，所述引导件的开口方向平行于所述分隔梁的长度方向。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述引导件设置为若干个，每个所述引导件的开口方向均相同，所述分隔梁对应每个所述引导件均开设有所述引导孔。
6.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述引导件由冲压装置对所述分隔梁的侧壁向内冲压制得。
7.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述引导件的开口方向朝向所述泄放通道的容纳有所述净化单元的一侧。
8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述模组壳体包括主壳、上盖以及隔离件，所述电芯组件设置于所述主壳内，所述上盖安装于所述主壳的顶部，所述隔离件设置于所述电芯组件与所述上盖之间。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述隔离件为云母、玻璃棉、硅氧棉、陶瓷以及莫来石中的任一种。
10.一种电池包，其特征在于，包括BMS电池系统以及如权利要求1-9任一项所述的电池模组，所述BMS电池系统用于控制所述电池模组的运行。
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