CN113611948A - 电池模组及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池模组及电池包，该电池模组包括电芯组、隔热垫组件、顶板、侧板、端板和冷却板，电芯组包括多个电芯，隔热垫组件包括多个隔板，隔板设于相邻两个电芯之间，顶板设于电芯组的顶部，两个侧板分别设于电芯组的两相对侧，两个端板分别设于电芯组的两端，冷却板设于电芯组的底部，冷却板内设有冷却管道。本发明实施例的电池模组，通过电芯组顶部的顶板、侧面的侧板、端部的端板和底部的冷却板，将电芯组完全封闭，可防止电芯产生的热量向电池模组外部传递，防止热扩散，且冷却板能适时对电池模组降温，控制温度，同时隔热垫组件的隔板将每个电芯单独隔离开来，即使一个电芯热失控，也能保证热量不会传递到其他电芯，防止热扩散。

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，特别是涉及一种电池模组及电池包。
背景技术
随着社会的发展和人们对环保越来越重视，电动汽车得到了越来越广泛的应用。应用于电动汽车的动力电池，具有能量密度高、单体能量大的特点，而动力电池作为电动汽车的能量源，其安全性也显得尤为重要。
对于电池而言，其电池模组单体内部放热反应引起不可控温升的现象，叫做热失控，当电池模组产生的热量高于它可以消散的热量时，则会发生热失控。如果电池模组系统中，由于一个电芯产生热失控而引发其他电芯热失控，即为热失控扩散，可简称为热扩散。由于各种原因，现有应用的电池无法完全避免出现热失控的情况，如何防止电池出现热扩散成为当前研究的热点课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能有效控制热失控、防止热扩散的电池模组及电池包。
本发明实施例提供一种电池模组，包括电芯组、隔热垫组件、顶板、侧板、端板和冷却板，所述电芯组包括多个电芯，所述隔热垫组件包括多个隔板，每相邻两个所述电芯之间设有至少一所述隔板，所述顶板设于所述电芯组的顶部，两个所述侧板分别设于所述电芯组的两相对侧，两个所述端板分别设于所述电芯组的两端，所述冷却板设于所述电芯组的底部，所述冷却板内设有冷却管道。
其中一实施例中，所述电芯组包括两列，每列电芯包括多个所述电芯，所述隔热垫组件的所述隔板包括竖板和横板，所述横板与所述竖板相交，所述竖板设于相邻两列电芯之间，所述横板设于同一列的相邻两个所述电芯之间。
其中一实施例中，所述隔热垫组件还包括平行于所述横板的端部绝缘板，所述竖板的两端分别设有一个所述端部绝缘板，所述端部绝缘板设于所述端板和所述电芯组之间。
其中一实施例中，每一个所述竖板、所述横板和所述端部绝缘板均固定于与其相邻的电芯。
其中一实施例中，所述顶板为耐火绝缘板，所述电池模组还包括线束隔离板，所述线束隔离板设于所述顶板和所述电芯组的顶部之间，所述线束隔离板电性连接于所述电芯。
其中一实施例中，所述线束隔离板固定连接于所述电芯组，所述顶板固定连接于所述线束隔离板，所述冷却板固定于所述电芯组的底部。
其中一实施例中，所述侧板朝向所述电芯组的一侧设有隔热膜；或者，所述侧板由塑料制成。
其中一实施例中，所述侧板固定连接于所述电芯组的侧面，所述端板固定连接于所述侧板，所述端板和所述侧板组成所述电池模组的框架。
其中一实施例中，所述电池模组还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述电芯的温度，当所述温度传感器检测到的温度超过预设值时，控制向所述冷却板的所述冷却管道内注入循环的冷却液。
本发明实施例还提供一种电池包，包括箱体和上述电池模组，所述电池模组设于所述箱体内，并固定连接于所述箱体。
本发明实施例的电池模组，通过电芯组顶部的顶板、侧面的侧板、端部的端板和底部的冷却板，将电芯组完全封闭，可防止电芯产生的热量向电池模组外部传递，防止热扩散，且冷却板能适时对电池模组降温，控制温度，同时隔热垫组件的隔板将每个电芯单独隔离开来，即使一个电芯热失控，也能保证热量不会传递到其他电芯，防止热扩散。
附图说明
图1为本发明一实施例的电池模组的分解结构示意图。
图2为图1所示电池模组的组装结构示意图。
图3为图1所示电池模组去除电芯组和顶板后的组装结构示意图。
图4为图1所示电池模组的隔热垫组件的结构示意图。
图5为图1所示电池模组的隔热垫组件和电芯组的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1为本发明一实施例的电池模组的分解结构示意图；图2为图1所示电池模组的组装结构示意图；图3为图1所示电池模组去除电芯组和顶板后的组装结构示意图。请参图1至图3，本实施例的电池模组包括电芯组11、隔热垫组件13、顶板15、侧板17、端板19和冷却板21。电芯组11包括多个电芯112。隔热垫组件13包括多个隔板，每相邻两个电芯112之间设有至少一隔板。顶板15设于电芯组11的顶部。两个侧板17分别设于电芯组11的两相对侧。两个端板19分别设于电芯组11的两端。冷却板21设于电芯组11的底部，冷却板21内设有冷却管道，冷却管道用于供冷却液流通。
本实施例中，电芯组11包括两列，每列电芯包括多个电芯112。每列电芯的外侧与侧板17相邻，另一侧与相邻一列电芯相邻。可以理解，电芯组11也可包括三列或三列以上，当电芯组11为三列或三列以上时，最外侧的两列电芯的外侧与侧板17相邻，另一侧与相邻一列电芯相邻，内侧的一列或多列电芯的两侧均与另一列电芯相邻。电芯组11包括两列或两列以上的电芯，可使得电芯组11的容量更大，增大电芯在电池模组中的占比，提高电池模组的能量密度和成组效率；同时，对于电池包来说，还能减少电池模组的数量，从而减少连接铜排、低压线束等部件的数量，进一步提高电池能量密度和工艺效率。
图4为图1所示电池模组的隔热垫组件的结构示意图；图5为图1所示电池模组的隔热垫组件和电芯组的结构示意图。请一并参照图4和图5，隔热垫组件13的隔板包括竖板132和横板134，横板134垂直于竖板132，竖板132设于相邻两列电芯之间，横板134设于同一列的相邻两个电芯112之间。当然，横板134和竖板132也可倾斜相交设置。隔热垫组件的竖板132可将相邻两列电芯的电芯112相互隔开，而横板134又将每列内的相邻电芯相互隔开，让每一颗电芯的正面和侧面都能和其他电芯进行物理隔离，阻止热量传递到其他电芯上，可有效阻止热扩散。
具体地，隔热垫组件13还包括平行于横板134的端部绝缘板136，竖板132的两端分别设有一个端部绝缘板136，端部绝缘板136设于端板19和电芯组11之间。端部绝缘板136可完全地将电芯组11与外部阻隔，防止热扩散。
具体地，隔热垫组件13由导热系数极低、传热性能极差的材料制成，例如隔热垫组件13可由气凝胶材料制成。
具体地，隔热垫组件13的竖板132、横板134和端部绝缘板136均通过粘胶(例如双面胶)固定于电芯组11。更具体地，每一个竖板132、横板134和端部绝缘板136均可通过粘胶固定于与其相邻的电芯112，当然，也可通过卡扣等其他方式固定。
本实施例中，顶板15为耐火绝缘板。某个电芯热失控时，电芯顶部的泄压阀被打开，大量热量从泄压阀排出，顶板15可阻挡从电芯泄压阀喷发的大量高温气体和高温颗粒物，阻止电池绝缘失效和热量从顶部传导到其他电芯，进而阻隔热扩散。
具体地，电池模组还包括线束隔离板23，线束隔离板23设于顶板15和电芯组11的顶部之间。线束隔离板23用于电性连接于电芯112，使电芯组建立串联和并联的电路系统，线束隔离板23上还集成有温度传感器和保险丝，用于检测电芯112的温度和保护低压线束。顶板15设于线束隔离板23的顶部可保护线束隔离板23，避免异物或水汽滴落到线束隔离板23上导致短路或其他故障。通过设置温度传感器可适时检测电芯的温度，并在温度过高时及时采取措施，避免爆炸等危险的发生。电芯组11的电芯112可分为多组，相邻的多个电芯112分为一组，每一组电芯对应设置一个温度传感器，由于可获取各个不同区域的温度。在其中一实施例中，当其中一个或多个温度传感器超过预设值时，可控制向冷却板21的冷却管道内注入循环的冷却液，对电芯组迅速降温。
具体地，线束隔离板23固定连接于电芯组11。具体地，线束隔离板23可通过焊接或铆接等方式固定连接于电芯组11。顶板15可通过卡扣等方式固定连接于线束隔离板23。
本实施例中，侧板17可通过粘胶(例如双面胶)固定连接于电芯组11的侧面。具体地，侧板17朝向电芯组11的一侧设有隔热膜。通过设置隔热膜，可保证与电芯组11的侧面粘接的同时，可进一步减少传热，阻隔电芯组侧面的热扩散。隔热膜由绝缘材料制成，其可避免高温时电芯蓝膜融化后直接与侧板17接触，避免绝缘问题或者高压拉弧引发更严重的热扩散。隔热膜可通过热压方式设置在侧板17内侧，侧板17由铝等金属材料制成。可以理解，侧板17也可由高强度塑料制成，此时，隔热膜可省略。
具体地，侧板17背向电芯组11的一侧设有凸耳172，通过凸耳172可将电池模组固定到电池包的箱体上。更具体地，多个凸耳172沿侧板17的长度方向间隔设置。
本实施例中，端板19固定连接于侧板17，端板19和侧板17组成电池模组的框架，用于支撑和固定电芯组11。具体地，端板19和侧板17可通过焊接、铆接等方式固定连接。两个端板19夹设于电芯组11的两端，以将电芯组11夹紧，避免电芯112发生晃动而导致爆炸等危险的发生。端板19紧贴隔热垫组件13的端部绝缘板136。
本实施例中，冷却板21固定连接于电芯组11的底部。具体地，冷却板21可通过粘胶(例如导热胶)固定于电芯组11的底部。通过将冷却板21固定连接于电芯组11的底部，可使冷却板21和电芯组11接触充分，当电芯热失控时，通过在冷却管道内循环流动的冷却液可将热量带走，实现散热。同时，冷却板21集成在电池模组的底部，集成度高，一旦电池模组发生故障或者车底发生磕碰，可直接更换故障的电池模组，对售后服务优好，可降低售后维修成本。
具体地，冷却板21内可通过预先冲压成型形成冷却管道。冷却管道优选布设在整个冷却板21内。具体地，冷却板21可为铝材制造而成，以便于冲压。可以理解，冷却板21也可为其他材料制成。可以理解，冷却板21也可为其他结构形式，例如翅片式液冷板或型材液冷板等，在此不做限制。
具体地，在电池模组刚开始工作时，也可通过在冷却管道内注入加热液体，对电芯组11进行加热，使电池模组快速到达合适的工作温度。
具体地，电池模组还包括泵(图未示)，泵连接于冷却管道，以使冷却液在冷却管道内循环。泵可设置在冷却板21的外部。
本发明实施例的电池模组，通过电芯组顶部的顶板、侧面的侧板、端部的端板和底部的冷却板，将电芯组完全封闭，可防止电芯产生的热量向电池模组外部传递，防止热扩散，且冷却板能适时对电池模组降温，控制温度，同时隔热垫组件的隔板将每个电芯单独隔离开来，即使一个电芯热失控，也能保证热量不会传递到其他电芯，防止热扩散。
本发明还提供一种电池包，包括箱体和多个上述电池模组，电池模组设于箱体内，并固定连接于箱体。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括电芯组(11)、隔热垫组件(13)、顶板(15)、侧板(17)、端板(19)和冷却板(21)，所述电芯组(11)包括多个电芯(112)，所述隔热垫组件(13)包括多个隔板，每相邻两个所述电芯(112)之间设有至少一所述隔板，所述顶板(15)设于所述电芯组(11)的顶部，两个所述侧板(17)分别设于所述电芯组(11)的两相对侧，两个所述端板(19)分别设于所述电芯组(11)的两端，所述冷却板(21)设于所述电芯组(11)的底部，所述冷却板(21)内设有冷却管道。
2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯组(11)包括至少两列，每列电芯包括多个所述电芯(112)，所述隔热垫组件(13)的所述隔板包括竖板(132)和横板(134)，所述横板(134)与所述竖板(132)相交，所述竖板(132)设于相邻两列电芯之间，所述横板(134)设于同一列的相邻两个所述电芯(112)之间。
3.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述隔热垫组件(13)还包括平行于所述横板(134)的端部绝缘板(136)，所述竖板(132)的两端分别设有一个所述端部绝缘板(136)，所述端部绝缘板(136)设于所述端板(19)和所述电芯组(11)之间。
4.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，每一个所述竖板(132)、所述横板(134)和所述端部绝缘板(136)均固定于与其相邻的电芯(112)。
5.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述顶板(15)为耐火绝缘板，所述电池模组还包括线束隔离板(23)，所述线束隔离板(23)设于所述顶板(15)和所述电芯组(11)的顶部之间，所述线束隔离板(23)电性连接于所述电芯(112)。
6.如权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述线束隔离板(23)固定连接于所述电芯组(11)，所述顶板(15)固定连接于所述线束隔离板(23)，所述冷却板(21)固定于所述电芯组(11)的底部。
7.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述侧板(17)朝向所述电芯组(11)的一侧设有隔热膜；或者，所述侧板(17)由塑料制成。
8.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述侧板(17)固定连接于所述电芯组(11)的侧面，所述端板(19)固定连接于所述侧板(17)，所述端板(19)和所述侧板(17)组成所述电池模组的框架。
9.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述电芯(112)的温度，当所述温度传感器检测到的温度超过预设值时，控制向所述冷却板(21)的所述冷却管道内注入循环的冷却液。
10.一种电池包，其特征在于，包括箱体和如权利要求1-9任意一项所述的电池模组，所述电池模组设于所述箱体内，并固定连接于所述箱体。
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