CN113939944B - 电池模块、包括该电池模块的电池架和能量存储系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有降低二次着火或爆炸的风险的电池模块。为实现上述目的，根据本发明的电池模块包括：至少两个单体组件，所述至少两个单体组件具有多个二次电池；模块外罩，该模块外罩具有在所述单体组件的左右方向上的一侧或两侧处的气体通道，从所述单体组件产生的气体流动通过该气体通道；和防火板，该防火板包括主体部和火焰屏蔽部，该主体部被设置在所述至少两个单体组件之间，该火焰屏蔽部从所述主体部的左右方向上的一端或两端沿着左右方向突出，并且被设置在所述气体通道的一部分中。

Description

电池模块、包括该电池模块的电池架和能量存储系统
技术领域
本公开涉及一种具有阻燃板的电池模块、包括该电池模块的电池架和包括所述电池架的能量存储系统，更特别地，本公开涉及一种具有降低二次火灾或爆炸的风险的电池模块。
本申请要求2019年7月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2019-0080195号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文中。
背景技术
目前，市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，在这些电池之中，锂二次电池几乎没有或没有记忆效应，因此具有只要方便时就能完成再次充电、自放电率非常低并且能量密度高的优点，所以锂二次电池比镍类二次电池更受关注。
锂二次电池主要分别使用锂类氧化物和碳材料来用于正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，该电极组件包括涂覆有正电极活性材料的正电极板、涂覆有负电极活性材料的负电极板以及被置于正电极板和负电极板之间的分隔件；和气密密封的封装材料或电池袋壳体，电极组件与电解质溶液一起被容纳在该封装材料或电池袋壳体中。
近来，二次电池不仅被广泛用于诸如便携式电子产品这样的小型装置中，而且还用于诸如车辆和能量存储系统(ESS)的中型和大型装置中。为了在中型和大型装置中使用，许多二次电池被电连接以增加容量和输出。特别地，由于袋型二次电池容易堆叠，所以袋型二次电池被广泛地用于中型和大型装置中。
随着对用作能量储存源的大容量结构的需求不断增长，对包括串联和/或并联电连接的多个二次电池的电池架、用于容纳二次电池的电池模块和电池管理系统(BMS)的需求不断增加。
电池架通常包括由金属材料制成的外罩，以针对外部冲击保护或容纳和存储多个二次电池。近年来，对大容量电池架的需求正在增加。
然而，电池架包括多个电池模块，当每个电池模块的二次电池中发生火灾或爆炸时，热量或火焰可能蔓延到相邻的二次电池，从而引起二次爆炸，因此，已经做出了很多努力来防止二次火灾或爆炸。
此外，当二次电池中发生火灾时，火焰可能通过形成为释放气体的气体通道而蔓延到相邻的二次电池，因此需要开发一项技术来防止这种情况。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决上述问题，因此本公开旨在提供一种具有降低二次火灾或爆炸的风险的电池模块。
本公开的这些和其它的目的和优点能够通过以下描述来理解，并且从本公开的实施例中将变得显而易见。另外，将容易理解，本公开的目的和优点能够通过手段和其组合来实现。
技术方案
为实现上述目的，根据本公开的一种电池模块包括：至少两个单体组件，所述至少两个单体组件包括多个二次电池，所述多个二次电池彼此电连接并且在前后方向上堆叠；模块外罩，该模块外罩具有：内部空间，所述单体组件被接收在该内部空间中；和气体通道，该气体通道位于所述单体组件的左侧或右侧中的至少一侧上，用于从所述单体组件产生的气体的流通；和阻燃板，该阻燃板包括：本体，该本体被形成为板形，并且被置于所述至少两个单体组件之间；和火焰屏障，该火焰屏障从所述本体的左端或右端中的至少一端沿着左右方向延伸，并且被置放在所述气体通道的一部分中。
另外，所述电池模块可以进一步包括汇流条组件，该汇流条组件包括：至少一个汇流条，所述至少一个汇流条与设置在所述多个二次电池中的电极端子形成接触，以电连接所述多个二次电池；和至少两个汇流条框架，所述至少一个汇流条被安装在所述至少两个汇流条框架中，并且所述至少两个汇流条框架被设置在所述单体组件的左侧和右侧中的每一侧上。
另外，所述气体通道可以是形成在所述汇流条框架的外表面与模块外罩的内表面之间的空间。
另外，所述火焰屏障可以具有多个排气孔，所述多个排气孔在前后方向上打开，以允许从所述单体组件产生的气体流动。
另外，所述模块外罩可以具有气体出口，该气体出口与所述气体通道的端部连通，并且所述排气孔的孔的开口尺寸朝着所述气体出口而连续地减小。
另外，所述模块外罩可以具有气体出口，该气体出口与所述气体通道的端部连通，并且所述火焰屏障可以包括引导结构，该引导结构引导从所述单体组件产生的气体朝向所述排气孔移动。
另外，所述模块外罩的内表面可以具有插入突起，该插入突起具有狭缝，所述火焰屏障的一部分被插入该狭缝中。
另外，所述阻燃板可以具有多层结构，该多层结构包括难以燃烧的阻燃层、被构造成防止热传递的绝热层、在预定温度下其体积膨胀的可膨胀层或者被构造成在预定温度下吸收热量的吸热层中的至少一个。
另外，所述多层结构可以是所述可膨胀层被置于两个所述阻燃层之间的结构，或者是所述绝热层被置于两个所述阻燃层之间的结构。
另外，所述单体组件可以包括如下中的至少一个：吸热垫，所述吸热垫被构造成通过在预定温度下所述多个二次电池之间的吸热反应来吸收热量；或绝热垫，所述绝热垫被构造成防止热传递。
另外，为了实现上述目的，根据本公开的电池架包括：多个所述电池模块；和电池架壳体，在该电池架壳体中，所述多个电池模块被接收成使得所述多个电池模块在竖直方向上堆叠。
另外，所述电池架可以包括阻燃盖，该阻燃盖被置于所述多个电池模块之间，以覆盖所述电池模块的顶部或底部的阻燃盖。
另外，所述阻燃盖的外周的至少一部分可以延伸，使得该外周从所述多个电池模块之间暴露于外部，并且所述阻燃盖的延伸的外周可以向上弯曲。
另外，所述阻燃盖可以具有以预定间隔弯曲的凹凸结构。
另外，为了实现上述目的，根据本公开的能量存储系统包括所述电池架。
有利效果
根据本公开的一方面，本公开的电池模块包括阻燃板，该阻燃板具有被置于两个或更多个单体组件之间的本体以及从所述本体在左右方向上延伸并被置放在所述气体通道的一部分中的火焰屏障，因此，即使在至少两个单体组件中的任一个单体组件中发生火灾，也能够防止火灾蔓延到相邻的单体组件。
另外，根据本公开的实施例的一方面，本公开的电池模块可以允许从所述单体组件产生的气体移动通过设置在所述阻燃板的火焰屏障中的多个排气孔。所述火焰屏障可以稳定地防止从所述单体组件产生的火焰蔓延到相邻的单体组件。
根据本公开的另一方面，所述阻燃板包括多层结构，该多层结构包括难以燃烧的阻燃层、被构造成防止热传递的绝热层、在预定温度下体积膨胀的可膨胀层和被构造成在预定温度下吸收热量的吸热层中的至少一个，由此有效地防止火灾在电池模块中的多个单体组件之间蔓延。
此外，根据本公开的另一方面，所述电池架延伸为使得所述阻燃盖的外周的至少一部分从多个电池模块之间暴露于外部，并且所述阻燃盖的延伸的外周向上弯曲，由此有效地防止火灾在竖直方向上蔓延到在竖直方向上堆叠的多个电池模块。因此，能够提高电池架的安全性。
附图说明
附图示出本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术精神的进一步理解。然而本公开不应被解释为限于附图。
图1是根据本公开实施例的电池模块的示意性立体图。
图2是根据本公开实施例的电池模块的示意性分解立体图。
图3是根据本公开实施例的电池模块的示意性局部立体图。
图4是根据本公开实施例的电池模块的阻燃板的示意性分解立体图。
图5是沿着图1的A-A'线截取的电池模块的示意性局部截面视图。
图6是沿着图4的B-B'线截取的阻燃板的示意性局部截面视图。
图7是沿着图4的C-C'线截取的阻燃板的示意性局部截面视图。
图8是根据本公开另一实施例的电池模块的示意性局部平面视图。
图9是根据本公开实施例的电池架的示意性局部立体图。
图10是根据本公开另一实施例的电池架的示意性局部立体图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般的和字典的含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文中描述的实施例和附图中示出的示图只是本公开的最优选的实施例，而非旨在完全地描述本公开的技术方面，因此应当理解，在提交该申请时，可能已经对其做出各种其它的等同方案和变型。
图1是根据本公开实施例的电池模块的示意性立体图。图2是根据本公开实施例的电池模块的示意性分解立体图。
参考图1和图2，根据本公开实施例的电池模块200包括至少两个单体组件100、模块外罩210和阻燃板230。
具体地，所述电池模块200可以包括连接汇流条272，以将至少两个单体组件100彼此电连接。例如，所述连接汇流条272可以是包括具有高导电性的金属(诸如铜、镍和铝)的合金。
至少两个单体组件100中的每个单体组件可以包括在前后方向上堆叠的多个二次电池110。所述二次电池110可以是袋型二次电池110。例如，如图2所示，两个单体组件100中的每个单体组件可以包括在前后方向(y方向)上平行地堆叠的21个袋型二次电池110。
特别地，所述袋型二次电池110可以包括电极组件(未示出)、电解质(未示出)和袋。
当在方向F上观察时(图1所示)，每个二次电池110在与地面垂直的方向(z方向)上立起，其中两个宽表面被置放在前后方向上，并且密封部被置放在上、下、左和右方向上。换言之，每个二次电池110可以在竖直方向上竖立。在本说明书中，除非另有规定，否则上、下、前、后、左和右方向是当从方向F观察时定义的。
这里，所述袋可以具有凹形接收部。电极组件和电解质可以被接收在所述接收部中。每个袋可以具有外部绝缘层、金属层和内部粘结层，并且所述内部粘结层在所述袋的边缘处彼此粘结以形成密封部。在形成有二次电池110的正电极引线111和负电极引线112的、左右方向(x方向)上的每一端处可以形成平台部。
所述电极组件可以是涂覆有电极活性材料的电极板和分隔件的组件，并且可以包括至少一个正电极板和至少一个负电极板，其中分隔件被置于所述正电极板和负电极板之间。正电极接线片可以被设置在所述电极组件的正电极板上，并且至少一个正电极接线片可以被连接到正电极引线111。
这里，所述正电极引线111的一端可以具有连接到正电极接线片，另一端可以暴露于袋的外部，并且暴露的部分可以用作二次电池110的电极端子，例如二次电池110的正端子。
负电极接线片可以被设置在所述电极组件的负电极板上，并且至少一个负电极接线片可以被连接到负电极引线112。所述负电极引线112的一端可以连接到负电极接线片，另一端可以暴露于袋的外部，并且暴露的部分可以用作二次电池110的电极端子，例如二次电池110的负端子。
如图1所示，当在方向F上观察时，所述正电极引线111和负电极引线112可以被形成在相对于二次电池110的中心位于相反方向(x方向)上的左端和右端处。即，所述正电极引线111可以相对于二次电池110的中心被设置在一端(左端)处。所述负电极引线112可以相对于二次电池110的中心被设置在二次电池110的另一端(右端)处。
例如，如图2所示，所述单体组件100的每个二次电池110可以具有在左右方向上延伸的正电极引线111和负电极引线112。
这里，诸如前、后、左、右、上和下这样的表示方向的术语可以取决于观察者的位置或物体的放置而改变。然而，在说明书中，为了描述方便，诸如前、后、左、右、上和下的方向是当从方向F观察时定义的。
根据本公开的这种构造，能够在一个二次电池110的正电极引线111和负电极引线112之间无干扰的情况下增加电极引线的面积。
所述正电极引线111和负电极引线112可以被形成为板形。特别地，所述正电极引线111和负电极引线112可以在水平方向(X方向)上延伸，其中宽表面以面向前后方向的方式竖立。
这里，水平方向指当所述二次电池110被放置在地面上时平行于地面的方向，并且可以被称为在垂直于竖直方向的平面上的至少一个方向。
然而，根据本公开的电池模块200不限于上述袋型二次电池110，并且可以包括在提交专利申请时众所周知的各种二次电池110。
至少两个单体组件100可以在前后方向上布置。例如，如图2所示，两个单体组件100在前后方向上布置。所述两个单体组件100可以彼此间隔开预定距离。
所述模块外罩210可以具有内部空间，所述单体组件100被接收在该内部空间中。具体地，所述模块外罩210可以包括上盖220、基板240、前盖250和后盖260。
具体地，所述基板240在尺寸方面可以大于至少两个单体组件100的下表面，以将至少两个单体组件100安装在顶部上。所述基板240可以是在水平方向上延伸的板形。
所述上盖220可以具有顶部224和侧部226。所述顶部224可以具有在水平方向上延伸以覆盖单体组件100的顶部的板形。所述侧部226可以具有从顶部224的左端和右端向下延伸以覆盖单体组件100的左侧和右侧的板形。
所述侧部226可以被联接到基板240的一部分。例如，如图2所示，所述上盖220可以具有在前后左右方向上延伸的板形的顶部224。所述上盖220可以具有从顶部224的左端和右端中的每一端向下延伸的两个侧部226。两个侧部226中的每个侧部的下端可以被联接到基板240的左端和右端。在这种情况下，联接方法可以是凹凸联接方法或焊接联接方法。
所述侧部226可以具有卷边部B1，该卷边部B1朝向二次电池110在向内方向上突出。例如，如图2所示，一个侧部226可以具有在向内方向上突出的七个卷边部B1。
所述前盖250可以被构造成覆盖多个二次电池110的前侧。例如，所述前盖250可以具有在尺寸方面大于多个二次电池110的前表面的板形。该板形可以在竖直方向上竖立。
所述前盖250的外周的一部分可以被联接到基板240。例如，所述前盖250的外周的下侧可以被联接到基板240的前端。所述前盖250的外周的上侧可以被联接到上盖220的前端。这里，联接方法可以包括螺栓联接。
所述后盖260可以被构造成覆盖所述单体组件100的后侧。例如，所述后盖260可以具有在尺寸方面大于多个二次电池110的后表面的板形。
所述后盖260的外周的一部分可以被联接到基板240。例如，所述后盖260的外周的下侧可以被联接到基板240的前端。所述后盖260的外周的上侧可以被联接到所述上盖220的后端。这里，联接方法可以包括螺栓联接。
根据本公开的这种构造，所述模块外罩210被构造成稳定地保护多个二次电池110免受外部冲击，从而提高电池模块200抵抗外部冲击的安全性。
图3是根据本公开实施例的电池模块的示意性局部立体图。
连同图2一起地参考图3，所述模块外罩210可以具有气体通道211，用于从所述单体组件100产生的气体的流通。这里，所述气体通道211可以是在前后方向上延伸且与外部连通的的空间。所述气体通道211可以被设置在所述单体组件100的左侧或右侧中的至少一侧上。更具体地，所述气体通道211可以被形成在所述单体组件100的左表面和右表面中的一个表面与所述模块外罩210的内表面之间的空间的一部分中。
例如，如图2所示，两个气体通道211可以被设置在所述上盖220的两个侧部226与所述单体组件100的左侧和右侧之间。
所述阻燃板230可以包括难以燃烧的阻燃材料。例如，阻燃材料可以是云母、含氯氯乙烯树脂、氯化石蜡、十溴二苯醚和三氧化锑。
所述阻燃板230可以包括本体231和火焰屏障236。所述本体231可以具有在竖直方向上竖立的板形。即，所述本体231的前侧和后侧可以比顶侧、底侧、左侧和右侧宽。所述本体231可以被置于至少两个单体组件100之间。
所述火焰屏障236可以从所述本体231的左端或右端中的至少一端在左右方向上延伸。例如，所述火焰屏障236可以从所述本体231的左端和右端以比单体组件100更长的方式在左右方向上延伸。所述火焰屏障236可以延伸成使得所述火焰屏障236被置放在所述气体通道211的一部分中。
例如，如图2所示，所述阻燃板230可以被置放成使得所述本体231被置于两个单体组件100之间。所述火焰屏障236可以从所述本体231的左端和右端延伸，并且被置放在所述气体通道211的一部分中。
即，当两个或更多个单体组件100中的任一个中发生火灾时，所述单体组件100中发生的火灾的火焰或高温气体容易通过所述气体通道211蔓延到相邻的单体组件100。两个或更多个单体组件100之间的相继的火灾经常导致更大的火灾。
根据本公开的这种构造，本公开包括被置于两个或更多个单体组件100之间的本体231以及从所述本体231沿着左右方向(X方向)延伸并被置放在气体通道211的一部分中的火焰屏障236，因此即使在至少两个单体组件100中的任一个中发生火灾，也能够防止火灾蔓延到相邻的单体组件100。
返回参考图2，所述电池模块200可以进一步包括汇流条组件270。具体地，所述汇流条组件270可以包括：至少一个汇流条272，所述至少一个汇流条272被构造成将多个二次电池110电互连；和至少两个汇流条框架276，所述至少两个汇流条框架276上安装有所述至少一个汇流条272。至少两个汇流条框架276可以被设置在单体组件100的左侧和右侧中的每一侧上。
具体地，所述汇流条272可以具有导电金属，例如，铜、铝、镍等。
所述汇流条框架276可以具有电绝缘材料。例如，所述汇流条框架276可以具有塑料材料。更具体地，该塑料材料可以是聚氯乙烯。
例如，如图2所示，所述电池模块200可以包括四个汇流条组件270。该四个汇流条组件270中的每个可以包括四个汇流条272以及使得该四个汇流条272安装在其上的汇流条框架276。
与图2一起地参考图3，所述气体通道211可以是由所述汇流条框架276的外表面和所述模块外罩210的内表面形成的空间。例如，如图2所示，所述气体通道211可以是由所述汇流条框架276的左外表面和右外表面和所述上盖220的顶部224和侧部226的内表面形成的空间。
所述火焰屏障236可以具有多个排气孔236h，从所述单体组件100产生的气体流动通过该排气孔236h。所述排气孔236h可以是在前后方向上打开的开口。
例如，如图3所示，所述气体通道211可以被设置在两个单体组件100的前侧和后侧上。另外，所述阻燃板230的火焰屏障236可以具有在前后方向上打开的多个排气孔236h，以允许从单体组件100产生的气体流动。
根据本公开的这种构造，所述阻燃板230可以允许从所述单体组件100产生的气体移动通过设置在所述火焰屏障236中的多个排气孔236h。所述火焰屏障236可以稳定地防止从所述单体组件100产生的火焰蔓延到相邻的电池单体。
返回参考图3和图4，所述模块外罩210可以具有气体出口264h。具体地，所述气体出口264h可以被设置在所述模块外罩210的后盖260中。例如，如图2所示，两个气体出口264h可以被设置在所述后盖260的左侧和右侧上。
所述气体出口264h可以与所述气体通道211的端部连通。即，移动通过所述气体通道211的气体可以通过所述气体出口264h被排放到外部。
根据本公开的这种构造，本公开的模块外罩210包括气体出口264h以将气体排出到外部，从而有效地将从单体组件100产生的气体通过气体通道211以及与气体通道211的端部连通的气体出口264h排出到外部。
图5是沿着图1的A-A'线截取的电池模块的示意性局部截面视图。
参考图5，所述火焰屏障236的一部分所插入的插入突起226p可以被设置在所述模块外罩210的内表面上。所述插入突起226p可以具有狭缝(未示出)，所述火焰屏障236的一部分被插入该狭缝中。例如，如图5所示，所述阻燃板230的火焰屏障236的上端可以被插入并被固定到设置在所述模块外罩210的内表面上的插入突起226p。所述插入突起226p可以通过连接两个堆叠的方形板的一些部分而形成。所述狭缝可以是在该两个板之间的间隙。
根据本公开的这种构造，具有所述火焰屏障236的一部分所插入的狭缝的插入突起226p被设置在模块外罩210的内表面上，以在所述火焰屏障236的引导下将所述模块外罩210安装在正确的位置中，并在更大的区域上形成气体通道。因此，能够提高制造电池模块200的过程的效率，并防止火焰蔓延到相邻的单体组件100。
返回参考图4，所述阻燃板230可以具有多层结构。具体地，该多层结构可以包括阻燃层、绝热层、可膨胀层或吸热层中的至少一个。这里，阻燃层是难以燃烧的层，并且可以包括例如阻燃材料。例如，阻燃材料可以是云母、含氯氯乙烯树脂、氯化石蜡、十溴二苯醚和三氧化锑。
所述绝热层可以被构造成防止热传递。例如，所述绝热层可以包括玻璃纤维或泡沫塑料材料。即，在单体组件100中发生火灾期间，所述绝热层可以防止热量传递到相邻的单体组件100。因此，能够防止火灾蔓延。
所述可膨胀层可以包括在约200℃下发生体积膨胀的材料。例如，所述体积可膨胀材料可以是选自由如下材料中的至少一种：碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸锂、碳酸铵、苯磺酰肼、氨基脲、卡巴肼、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈和重氮氨基苯。即，当单体组件100的温度升高到约200℃时，可膨胀层可以被构造成膨胀，使得两个或更多个单体组件100之间没有间隙。因此，所述可膨胀层可以阻挡火焰可能在多个单体组件100之间蔓延的路径，或者防止高温二次电池110与空气接触，从而防止二次电池110着火。
所述吸热层可以包括吸热材料，以在预定温度下吸收热量。
例如，所述吸热材料可以是在预定温度下经历相变时具有高潜热的相变材料(PCM)。具有高潜热的材料可以包括但不限于石蜡、聚乙二醇、无机水合物(例如，Na2HPO4·12H2O、Na2SO4·10H2O、Zn(NO3)2·6H2O)。即，当单体组件100的温度由于故障而升高到100℃或更高时，吸热材料可以吸收热量，以防止单体组件100着火。
根据本公开的这种构造，所述阻燃板230具有多层结构，该多层结构包括难以燃烧的阻燃层、被构造成防止热传递的绝热层、在预定温度下其体积发生膨胀的可膨胀层或者被构造成在预定温度下吸收热量的吸热层中的至少一个，从而有效地防止火灾在电池模块200中的多个单体组件100之间蔓延。
优选地，如图4所示，所述多层结构可以是如下结构：其中，所述可膨胀层225被置于两个阻燃层223和227之间。即，该多层结构可以被构造成使得：当单体组件100中发生火灾时，位于所述可膨胀层225的两侧上的阻燃层223和227通过所述阻燃板230的可膨胀层225的膨胀而挤压单体组件100。因此，所述单体组件100可以被所述阻燃板230压缩，以防止单体组件100中发生的火灾蔓延。
可替代地，根据另一实施例的阻燃板230的多层结构可以是如下结构：其中，替代可膨胀层225，绝热层被置于两个阻燃层223和227之间。即，具有绝热层被置于两个阻燃层之间的结构的阻燃板230包括作为内层的相对容易燃烧或变形的绝热层(泡沫塑料)以及作为外层的难以燃烧的阻燃层，从而当在单体组件100中发生火灾时，在不变形或着火的情况下，稳定地防止火灾在单体组件100之间蔓延。
图6是沿着图4的B-B'线截取的阻燃板的示意性局部截面视图。
与图3和图4一起地参考图6，排气孔236h可以被构造成引导从单体组件100产生的气体朝向气体出口264h在方向F1上移动。例如，所述排气孔236h的孔的开口尺寸可以在方向F1上朝着气体出口264h连续地减小。例如，如图6所示，所述排气孔236h的开口可以朝着气体出口264h连续地变窄。
即，随着所述排气孔236h的内径更小，气体移动速度可以更快。因此，根据本公开的阻燃板230可以有效地引导气体朝向气体出口264h在方向F1上快速地移动。
根据本公开的这种构造，所述排气孔236h朝着气体出口264h具有变窄的尺寸，以防止单体组件100的一些二次电池110中的火灾蔓延到相邻的单体组件100。
图7是沿着图4的C-C'线截取的阻燃板的示意性局部截面视图。
与图3一起地参考图7，根据本公开另一实施例制造的电池模块200可以具有引导结构236g，在该引导结构236g中，所述火焰屏障236引导从单体组件100产生的气体沿着方向F1朝向所述气体出口264h移动。所述引导结构236g可以从火焰屏障236的表面在前后方向(图2中的Y方向)和左右方向(图2中的Z方向)上延伸。
例如，如图7所示，所述火焰屏障236可以具有多个排气孔236h1，并且所述引导结构236g可以被设置在多个排气孔236h1中的每个排气孔的附近。所述引导结构236g可以在对角线方向上延伸。因此，当从单体组件100产生的气体从所述单体组件100沿着向左或向右方向F2移动时，所述引导结构236g可以引导气体移动到设置在更靠近气体出口264h置放的火焰屏障236中的排气孔236h1。
根据本公开的这种构造，根据本公开另一实施例的火焰屏障236可以使用用于引导从单体组件100产生的气体朝向排气孔236h1移动的引导结构236g来防止气体在与置放气体出口264h的方向相反的方向上流动。
图8是根据本公开另一实施例的电池模块的示意性局部平面图。
与图2一起地参考图8，所述单体组件100可以包括如下中的至少一个：吸热垫130，该吸热垫130被构造成在预定温度下通过多个二次电池110之间的吸热反应来吸收热量；或绝热垫140，该绝热垫140被构造成防止热传递。这里，吸热垫130可以包括吸热材料。例如，吸热材料可以是在预定温度下经历相变时具有高潜热的相变材料(PCM)。具有高潜热的材料可以包括但不限于石蜡、聚乙二醇、无机水合物(例如，Na2HPO4·12H2O、Na2SO4·10H2O、Zn(NO3)2·6H2O)。
即，当在二次电池110中发生火灾时，被置于多个二次电池110之间的吸热垫130可以通过引起相变的材料而有效地降低二次电池110的温度，从而防止火灾蔓延到相邻的二次电池110。
所述绝热垫140可以包括例如玻璃纤维或泡沫塑料材料。即，在所述单体组件100中发生火灾期间，所述绝热垫140可以防止热量传递到相邻的单体组件100。因此，能够防止火灾在多个二次电池110之间蔓延。
图9是根据本公开实施例的电池架的示意性局部立体图。
与图1一起地参考图9，根据本公开的实施例的电池架300可以包括多个电池模块200。另外，所述电池架300可以包括电池架壳体310，该电池架壳体310以竖直堆叠的形式接收多个电池模块200。在内部，所述电池模块200可以在下表面平行于横向平面的情况下被安装在电池架壳体310中。
这里，所述电池架壳体310向至少一侧打开，并且电池模块200可以通过该打开侧进入内部空间。然而，所述电池架壳体310可以被构造成使得打开侧能够被关闭。
例如，如图9所示，所述电池架壳体310可以具有板形状的后侧、左侧、右侧、上侧和/或下侧，以防止被接收在内部的电池模块200容易暴露于外部。
所述电池架壳体310可以包括被置于多个电池模块200之间的阻燃盖320，以覆盖所述电池模块200的顶部或底部。
这里，所述阻燃盖320可以包括难以燃烧的阻燃材料。例如，该阻燃材料可以是云母、含氯氯乙烯树脂、氯化石蜡、十溴二苯醚和三氧化锑。
所述阻燃盖320的外周320w的至少一部分可以延伸为从多个电池模块200之间暴露于外部。例如，如图9所示，多个阻燃盖320可以被置于多个电池模块之间。所述阻燃盖320的左外周和右外周320w可以延伸为从多个电池模块200之间暴露于外部。另外，整个外周320w可以向上弯曲。即，当在多个电池模块200中的任一个电池模块中发生火灾时，所述外周320w的结构可以通过阻燃盖320和阻燃盖320的外周320w来防止火灾蔓延到置放在更高位置处的电池模块200。
根据本公开的这种构造，所述阻燃盖320的外周320w的至少一部分延伸为使其从多个电池模块200之间暴露于外部，并且延伸的外周320w向上弯曲，从而有效地防止火灾沿着竖直方向蔓延到在竖直方向上堆叠的多个电池模块200。因此，能够提高电池架的安全性。
图10是根据本公开另一实施例的电池架的示意性局部立体图。
与图9一起地参考图10，所述阻燃盖320可以具有以预定间隔弯曲的凹凸结构320k。所述凹凸结构320k可以包括在左右方向上线性延伸的凹部和凸部。
根据本公开的这种构造，所述阻燃盖320具有以预定间隔弯曲的凹凸结构320k，从而防止火灾蔓延以及提供排放通道，以将由火灾产生的高温气体排放到外部。因此，能够提高电池架300的安全性。
尽管未示出，但是根据本公开的电池架300可以进一步包括其它部件，诸如在电池架壳体310内部或外部的电池管理系统(BMS)(图1中的330)。
根据本公开的能量存储系统可以包括上述根据本公开的一个或多个电池架300。特别地，能量存储系统可以包括根据本公开的多个电池架300。另外，多个电池架300可以彼此电连接。根据本公开的能量存储系统可以以各种形式实施，诸如智能电网系统或充电站。
本文中使用的指示方向的术语诸如上、下、左、右、前和后仅用于描述的方便，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，该术语可以取决于所述元件或观察者的位置而改变。
虽然上文已经关于有限数目的实施例和绘图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内可以对其做出各种变型和修改。
附图标记说明
200：电池模块
100：单体组件
110：二次电池
210：模块外罩
211：气体通道
230：阻燃板
231：本体
236：火焰屏障
236h：排气孔
236g：引导结构
220：上盖
224、226：顶部、侧部
240：基板
250：前盖
260：后盖
264h：气体出口
226p：插入突起
130、140：吸热垫、绝热垫
270：汇流条组件
272、276：汇流条、汇流条框架
300：电池架
310：电池架壳体
320：阻燃盖
320k：凹凸结构
工业适用性
本公开涉及包括阻燃板的电池模块。另外，本公开可以用于与包括多个电池模块的电池架和包括该电池架的能量存储系统相关的行业。

Claims (13)

1.一种电池模块，包括：
至少两个单体组件，所述单体组件包括多个二次电池，所述多个二次电池彼此电连接并且在前后方向上堆叠；
模块外罩，所述模块外罩具有：
内部空间，所述单体组件被接收在所述内部空间中；和
气体通道，所述气体通道位于所述单体组件的左侧或右侧中的至少一侧上，用于从所述单体组件产生的气体的流通；和
阻燃板，所述阻燃板包括：
本体，所述本体被形成为板形，并且被置于所述至少两个单体组件之间；和
火焰屏障，所述火焰屏障从所述本体的左端或右端中的至少一端沿着左右方向延伸，并且被置放在所述气体通道的一部分中，所述火焰屏障具有多个排气孔，所述多个排气孔在所述前后方向上打开，以允许从所述单体组件产生的气体进行流动。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池模块进一步包括汇流条组件，所述汇流条组件包括：
至少一个汇流条，所述至少一个汇流条与设置在所述多个二次电池中的电极端子形成接触，以电连接所述多个二次电池；和
至少两个汇流条框架，所述至少一个汇流条被安装在所述汇流条框架中，并且所述至少两个汇流条框架被设置在所述单体组件的左侧和右侧中的每一侧上，
所述气体通道是形成在所述汇流条框架的外表面与所述模块外罩的内表面之间的空间。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述模块外罩具有气体出口，所述气体出口与所述气体通道的端部连通，并且
所述排气孔的孔的开口尺寸朝着所述气体出口而连续地减小。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述模块外罩具有气体出口，所述气体出口与所述气体通道的端部连通，并且
所述火焰屏障包括引导结构，以引导从所述单体组件产生的气体朝向所述排气孔移动。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模块外罩的内表面具有插入突起，所述插入突起具有狭缝，所述火焰屏障的一部分被插入所述狭缝中。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述阻燃板具有多层结构，所述多层结构包括难以燃烧的阻燃层、被构造成防止热传递的绝热层、在预定温度下其体积发生膨胀的可膨胀层或者被构造成在预定温度下吸收热量的吸热层中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述多层结构是所述可膨胀层被置于两个所述阻燃层之间的结构，或者是所述绝热层被置于两个所述阻燃层之间的结构。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述单体组件包括如下中的至少一个：吸热垫，所述吸热垫被构造成通过在预定温度下所述多个二次电池之间的吸热反应来吸收热量；或绝热垫，所述绝热垫被构造成防止热传递。
9.一种电池架，包括：
多个根据权利要求1到8中任一项所述的电池模块；和
电池架壳体，在所述电池架壳体中，所述多个电池模块被接收成使得所述多个电池模块在竖直方向上堆叠。
10.根据权利要求9所述的电池架，其中，所述电池架包括阻燃盖，所述阻燃盖被置于所述多个电池模块之间，以覆盖所述电池模块的顶部或底部。
11.根据权利要求10所述的电池架，其中，所述阻燃盖的外周的至少一部分延伸，使其从所述多个电池模块之间暴露于外部，并且所述阻燃盖的延伸的外周被向上弯曲。
12.根据权利要求10所述的电池架，其中，所述阻燃盖具有以预定间隔弯曲的凹凸结构。
13.一种能量存储系统，包括根据权利要求9-12中任一项所述的电池架。
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