CN114142136B - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池模组及电池包，电池模组包括壳体、电芯组件和第一导热胶体，电芯组件包括电芯、端板和第一绝缘件，端板设在电芯的两端，第一绝缘件设在电芯的端面和端板之间，第一导热胶体位于第一绝缘件和电芯的端面之间，第一导热胶体与电芯的极耳齐平设置，第一导热胶体、第一绝缘件及电芯的端面限定出喷发通道。该电池模组能够较好避免电芯热失控产生的物质溅射到其他电芯上，从而降低了热失控电芯引燃其他电芯的几率，提升了电池模组的使用安全性。

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，尤其设计一种电池模组及电池包。
背景技术
目前锂电池包在热失控安全防护设计上，常规采用的方式是在电池箱体上安装防爆阀，当发生热失控时，阀体打开，将热量及气体排出。虽然防爆阀能够将热量及气体排出，但是当包内某个电芯发生热失控时，电芯瞬间喷发的高热量物质会分散到其他电芯上，从而引燃其他电芯，使电池包内热量及温度急剧上升，包内压力也无法快速排出，电池包就会在短时间内发生爆炸或者火灾。
发明内容
本发明的第一个目的在于提出一种电池模组，该电池模组能够较好避免电芯热失控产生的物质溅射到其他电芯上，从而降低了热失控电芯引燃其他电芯的几率，提升了电池模组的使用安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种电池包，该电池包的使用可靠性和安全性较好。
为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种电池模组，包括：壳体；电芯组件，所述电芯组件包括电芯、端板和第一绝缘件，所述端板设在所述电芯的两端，所述第一绝缘件设在所述电芯的端面和所述端板之间；第一导热胶体，所述第一导热胶体位于所述第一绝缘件和所述电芯的端面之间，所述第一导热胶体与所述电芯的极耳齐平设置；其中：所述第一导热胶体、所述第一绝缘件及所述电芯的端面限定出喷发通道。
在一些实施例中，所述电池模组还包括第二导热胶体，第二导热胶体设置在所述壳体的顶壁和底壁上。
在一些实施例中，所述壳体包括相互扣合的第一外壳和第二外壳，所述第一外壳和所述第二外壳中的一个上设有插接槽，另一个上设有与所述插接槽配合的插接凸起。
在一些具体的实施例中，所述第一外壳和所述第二外壳均为铝合金件。
在一些实施例中，所述电芯为多个，相邻的两个电芯之间夹设有弹性件或者隔热防火件，所述弹性件和所述隔热防火件在多个所述电芯之间交错分布。
在一些具体的实施例，所述弹性件包括泡棉，所述隔热防火件包括间隔设置的两个云母板和填充在两个云母板之间的隔热防火材料。
在一些实施例中，所述电池模组还包括支撑板，所述支撑板为两个，两个所述支撑板分别位于所述电芯的两端，且每个所述支撑板均夹设在所述第一绝缘件和所述端板之间，每个所述支撑板上安装有一个FPC板，所述FPC板包括采集电芯中间温度的第一采集块和采集所述电芯的铜排的温度的第二采集块。
在一些具体的实施例，所述电池模组还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件夹设在所述支撑板和所述端板之间。
在一些更具体的实施例，所述端板上设有卡槽，所述第二绝缘件上设有插入所述卡槽内的卡凸。
本发明还公开了一种电池包包括前文所述的电池模组、导热板和液冷板，所述导热板贴合在所述壳体的顶壁和底壁上，所述液冷板贴合在所述导热板。
本发明的电池模组的有益效果：增设的第一导热胶体一方面能够快速散热，降低电芯的极耳出现热失控的几率，另一方面第一导热胶体、第一绝缘件和电芯的端面限定出的喷发通道能够对电芯出现热失控产生的可燃物质起到降温和导向的作用，从而既能够使得喷发出的物质快速降温，又能避免喷出的物质出现溅射，降低了喷出的物质引燃其他电芯的可能。
本发明的电池包的有益效果：在电池模组的顶部和底部均设置液冷板，提升了液冷板对电池模组的冷却效果，降低了电芯过热导致电芯出现热失控的几率，提升了电池包的使用可靠性和安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例的电池模组分解示意图；
图2是本发明实施例的电池模组的剖面示意图；
图3是本发明实施例的电池模组的壳体的结构示意图；
图4是本发明实施例的电池模组的第二外壳的结构示意图；
图5是本发明实施例的电池模组的电芯组件的局部结构示意图；
图6是本发明实施例的电池模组的局部结构示意图；
图7是本发明实施例的电池模组的FPC板的结构示意图；
图8是本发明实施例的电池包散热示意图。
附图标记：
1、壳体；11、第一外壳；12、第二外壳；121、插接槽；2、电芯组件；21、电芯；22、端板；221、卡槽；23、第一绝缘件；24、铜排；25、弹性件；26、隔热防火件；3、第一导热胶体；4、第二导热胶体；5、支撑板；6、第二绝缘件；61、卡凸；7、FPC板；71、第一采集块；72、第二采集块；9、导热板；10、液冷板；100、喷发通道。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
下面参考图1-图8描述本发明实施例的电池模组的具体结构。
本发明公开了一种电池模组，如图1-图2所示，电池模组包括壳体1、电芯组件和第一导热胶体3。电芯组件包括电芯21、端板22和第一绝缘件23，端板22设在电芯21的两端，第一绝缘件23设在电芯21的端面和端板22之间，第一导热胶体3位于第一绝缘件23和电芯21的端面之间，第一导热胶体3与电芯21的极耳齐平设置，第一导热胶体3、第一绝缘件23及电芯21的端面限定出喷发通道100。
可以理解的是，在实际组装过程中，将电芯组件放在壳体1内部后，在第一绝缘件23和电芯21的端面之间进行灌胶，灌胶形成的第一导热胶体3一方面能够快速散热，降低电芯21的极耳出现热失控的几率，另一方面第一导热胶体3、第一绝缘件23和电芯21的端面限定出的喷发通道100能够对电芯21出现热失控产生的可燃物质起到降温和导向的作用，从而既能够使得喷发出的物质快速降温，又能避免喷出的物质出现溅射，降低了喷出的物质引燃其他电芯21的可能。
在一些实施例中，如图1所示，电池模组还包括第二导热胶体4，第二导热胶体4设置在壳体1的顶壁和底壁上。首先需要说明的是，在电池模组组装完成后一般会将电池模组放置在液冷板10上完成后续的打包工作。现有技术的电池包中一般只有壳体1的底部设置有液冷板10，这样会降低对电池模组的降温以及保温作用。而在本实施例中，壳体1的顶壁和底壁上均设有第二导热胶体4，那么当电池模组打包过程中，就可以在电池模组的顶部和底部均设置液冷板10，提升了液冷板10对电池模组的冷却效果，降低了电芯21过热导致电芯21出现热失控的几率。
在一些实施例中，如图3-图4所示，壳体1包括相互扣合的第一外壳11和第二外壳12，第一外壳11和第二外壳12中的一个上设有插接槽121，另一个上设有与插接槽121配合的插接凸起。需要说明的是，在有的实施例中，第一外壳11上设有插接凸起，第二外壳12上设有插接槽121；在另外一个实施例中，第一外壳11上设有插接槽121，第二外壳12上设有插接凸起。在实际设计过程中，插接凸起和插接槽121的位置可以根据实际需要选择。可以理解的是，插接凸起和插接槽121的配合避免了在焊接时激光通过缝隙进入壳体1内部，对电芯21造成损伤，引发安全事故的现象发生。
在一些具体的实施例中，第一外壳11和第二外壳12均为铝合金件。可以理解的是，第一外壳11和第二外壳12选用铝合金，能够降低重量，提高成组率，同时也方便与电芯组件的端板22的焊接。当然，在本发明的其他实施例中，第一外壳11和第二外壳12可以根据实际需要选择其他材料制成。
在一些可选的实施例中，电芯组件的端板22采用铝通过高压铸造制造，增加了结构强度，降低了重量。当然，端板22可以根据实际需要选择其他材料制成。
在一些实施例中，如图5所示，电芯21为多个，相邻的两个电芯21之间夹设有弹性件25或者隔热防火件26，弹性件25和隔热防火件26在多个电芯21之间交错分布。可以理解的是，弹性件25和隔热防火件26的作用在于吸收装配间隙，在电芯21受热膨胀时吸收电芯21的膨胀量，避免电芯21受热膨胀挤破外壳的现象发生。隔热防火件26的另外一个作用是隔热和防火，在热失控发生时，有效减缓电芯21之间热失控的传播速度，从而降低热失控的电芯21引燃其他电芯21的几率。
在一些具体的实施例，弹性件25包括泡棉，隔热防火件26包括间隔设置的两个云母板和填充在两个云母板之间的隔热防火材料。可以理解的是，弹性件25采用泡棉能够提升吸收电芯21的膨胀的能量，且泡棉给予电芯21充分的呼吸空间，保证电芯21能够在80％空间内实现均力变位移的自由空间，保证了电芯21的循环性能。而采用云母板制成的隔热防火件26的隔热防火效果非常好，采用云母板作为隔热防火件26，能够进一步提升减缓电芯21之间热失控的传播速度的效果。
当然，在本发明的其他实施例中，弹性件25和隔热防火件26可以根据实际需要选择其他材料，选择材料需要满足在电芯21的整个生命周期内，弹性件25对电芯21都有作用力且都处于弹性阶段，弹性件25还要保证产生的作用力小于端板22能够承受的力。
在一些实施例中，如图1所示，电池模组还包括支撑板5，支撑板5为两个，两个支撑板5分别位于电芯21的两端，且每个支撑板5均夹设在第一绝缘件23和端板22之间，每个支撑板5上安装有一个FPC板7，如图6-图7所示，FPC板7包括采集电芯21中间温度的第一采集块71和采集电芯21的铜排24的温度的第二采集块72。可以理解的是，第一采集块71和第二采集块72能够有效采集电池模组的最低温度和最高温度，提升了温度采样的真实性。每个支撑板5上设有一个FPC板7。FPC板7采用双侧引出的形式，相比于现有技术中一个FPC板7上设有分别向电芯21中间和铜排24延伸上的引出结构，本实施例的FPC板7的结构更加简单，且尺寸较小，不仅生产方便，降低FPC板7的成本，还能够提升FPC板7的强度，降低FPC板7断裂的可能性。
在一些具体的实施例，如图1所示，电池模组还包括第二绝缘件6，第二绝缘件6夹设在支撑板5和端板22之间。增设的第二绝缘件6能够确保支撑板5和端板22之间绝缘，避免端板22和FPC板7导通的现象发生，提升了电池模组的可靠性。
在一些更具体的实施例，如图1所示，端板22上设有卡槽221，第二绝缘件6上设有插入卡槽221内的卡凸61。卡槽221和卡凸61的配合能够提升支撑板5和端板22之间的连接稳定性，并且无需实用螺钉或者销钉等连接件，方便了端板22和第二绝缘件6的组装。
实施例：
下面参考图1-图7描述本发明一个具体实施例的电池模组的具体结构。
如图1-图7所示，电池模组包括壳体1、电芯组件、第一导热胶体3、第二导热胶体4、支撑板5和第二绝缘件6。壳体1包括相互扣合的第一外壳11和第二外壳12，第二外壳12上设有插接槽121，第一外壳11上有与插接槽121配合的插接凸起。电芯组件包括电芯21、端板22和第一绝缘件23，端板22设在电芯21的两端，第一绝缘件23设在电芯21的端面和端板22之间。电芯21为多个，相邻的两个电芯21之间夹设有泡棉或者超级棉，泡棉和超级棉在多个电芯21之间交错分布。第一导热胶体3位于第一绝缘件23和电芯21的端面之间，第一导热胶体3与电芯21的极耳齐平设置，第一导热胶体3、第一绝缘件23及电芯21的端面限定出喷发通道100。第二导热胶体4设置在壳体1的顶壁和底壁上。支撑板5为两个，两个支撑板5分别位于电芯21的两端，且每个支撑板5均夹设在第一绝缘件23和端板22之间，每个支撑板5上安装有一个FPC板7，FPC板7包括采集电芯21中间温度的第一采集块71和采集电芯21的铜排24的温度的第二采集块72。第二绝缘件6夹设在支撑板5和端板22之间。
本实施例的电池模组具有以下优点：
第一：通过灌胶形成第一导热胶体3规定了电芯21热失控时的喷发方向，降低了热失控的电芯21影响其余电芯21的几率；
第二：壳体1的顶壁和底壁均设有第二导热胶体4，能够在电池模组的顶部和底部均设置液冷板10，从而实现电池模组底部和顶部的双层冷却，温度一致性好；
第三：电芯21通过第一导热胶体3进行固定，模态高，结构性能好；
第四：FPC板7采用双侧引出的形式，节省了成本，且温度采样布置在电芯21与电芯21之间以及铜排24上，能够有效采集电池模组的最低温度和最高温度，提升了温度采样的真实性；
第五：电芯21与电芯21之间采用泡棉和超级棉间隔排列的形式，吸收电芯21的热膨胀量维持电池模组稳定性的同时，超级棉又有效阻隔了热失控时，电芯21与电芯21之间热量的传播，降低了热失控的电芯21影响其余电芯21的几率。
本发明还公开了一种电池包，如图8所示，电池包包括前文的电池模组、导热板9和液冷板10，导热板9贴合在壳体1的顶壁和底壁上，液冷板10贴合在导热板9。可以理解的是，现有技术的电池包中一般只有壳体1的底部设置有液冷板10，这样会降低对电池模组的降温以及保温作用。而在本实施例中，在电池模组的顶部和底部均设置液冷板10，提升了液冷板10对电池模组的冷却效果，降低了电芯21过热导致电芯21出现热失控的几率。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
壳体(1)；
电芯组件，所述电芯组件包括电芯(21)、端板(22)和第一绝缘件(23)，所述端板(22)设在所述电芯(21)的两端，所述第一绝缘件(23)设在所述电芯(21)的端面和所述端板(22)之间；
第一导热胶体(3)，所述第一导热胶体(3)位于所述第一绝缘件(23)和所述电芯(21)的端面之间，所述第一导热胶体(3)与所述电芯(21)的极耳齐平设置；其中：
所述第一导热胶体(3)、所述第一绝缘件(23)及所述电芯(21)的端面限定出喷发通道(100)。
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第二导热胶体(4)，第二导热胶体(4)设置在所述壳体(1)的顶壁和底壁上。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述壳体(1)包括相互扣合的第一外壳(11)和第二外壳(12)，所述第一外壳(11)和所述第二外壳(12)中的一个上设有插接槽(121)，另一个上设有与所述插接槽(121)配合的插接凸起。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第一外壳(11)和所述第二外壳(12)均为铝合金件。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯(21)为多个，相邻的两个所述电芯(21)之间夹设有弹性件(25)或者隔热防火件(26)，所述弹性件(25)和所述隔热防火件(26)在多个所述电芯(21)之间交错分布。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述弹性件(25)包括泡棉，所述隔热防火件(26)包括间隔设置的两个云母板和填充在两个所述云母板之间的隔热防火材料。
7.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支撑板(5)，所述支撑板(5)为两个，两个所述支撑板(5)分别位于所述电芯(21)的两端，且每个所述支撑板(5)均夹设在所述第一绝缘件(23)和所述端板(22)之间，每个所述支撑板(5)上安装有一个FPC板(7)，所述FPC板(7)包括采集所述电芯(21)中间温度的第一采集块(71)和采集所述电芯(21)的铜排(24)的温度的第二采集块(72)。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括第二绝缘件(6)，所述第二绝缘件(6)夹设在所述支撑板(5)和所述端板(22)之间。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述端板(22)上设有卡槽(221)，所述第二绝缘件(6)上设有插入所述卡槽(221)内的卡凸(61)。
10.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电池模组、导热板(9)和液冷板(10)，所述导热板(9)贴合在所述壳体(1)的顶壁和底壁上，所述液冷板(10)贴合在所述导热板(9)。
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