CN114361704B - 电池模块、电池模块与装置壳体的组合体及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种电池模块其包括电池壳体及排烟装置。排烟装置包含通风导管、保护套及扣件。通风导管的导管头部容置于电池壳体的电池壳开口内，且通过扣件被设于电池壳体。通风导管的导管柱体连接于导管头部，且穿过扣件的贯通孔。电池壳开口的径向宽度大于导管头部的径向宽度，使导管头部能够在电池壳开口内侧向移动。贯通孔的径向宽度大于导管柱体的径向宽度，使得导管柱体能够在贯通孔内侧向移动。保护套套设于导管柱体。

Description

电池模块、电池模块与装置壳体的组合体及其组装方法

技术领域

本发明实施例涉及一种电池模块；以及电池模块与装置壳体的组合体及其组装方法，尤指一种具有透气排烟装置的电池模块；以及电池模块与装置壳体的组合体及其组装方法。

背景技术

随着用户对于电池容量需求越来越高，电池模块的能量密度也随之升高，但当电池模块的一电芯发生内部短路，巨大能量产生爆炸火焰喷发时，因外壳的阻隔，使火焰于电池模块内消散不易，进而窜烧到邻近电芯，而引发邻近电芯产生二次爆炸；或在封装壳内产生气体，封装壳内中充满了气体且无法排出时，那么动力电芯的内部压力会异常升高，而发生爆炸；或爆炸火焰直接喷发到电池模块外部，而点燃外部设备或物质，引发邻近外部设备或物质产生二次燃烧或爆炸。

因此，电池模块(battery pack)需有一透气排烟管路(vent duct)，内含有透气装置(vent)，以便当电池模块内外因温度剧烈变化有温度差时能调节压力差，避免造成电池模块防水部件破坏，但又同时具有防水功能.而当电池模块产生热失控时，能借由此透气排烟管路将毒气排出车外，避免危害乘客，或将高温气体排出车外，以延迟或避免电芯延烧，透气排烟管路与车体(chassis)安装接合处有一防水保护套(hose)，具有保护透气排烟管路、防止车体进水、避免车体钣金断面锈蚀等功能。

图1示出了现有的电池模块组装于车体的部分示意图。如图1所示，防水保护套120先安装于车体130，再安装电池模块110，但由于需要将电池模块110的通气口对准于防水保护套120的通气口，故安装程序复杂，而且电池模块110与防水保护套120间仅重力压合接触，防水效果不佳。

图2示出了另一现有的电池模块组装于车体的部分示意图。如图2所示，通风导管140安装于防水保护套120，通风导管140及防水保护套120先安装于电池模块110上，电池模块110再安装于车体130，但由于车体130的成型与电池模块110的组装的公差问题，防水保护套120与车体130间须预留较大组装间隙132及133，造成防水保护套120与车体130防水性不易控制，且无法有效保护车体130的钣金断面。如图2所示，间隙132为通风导管140的导管头部141容置在车体130的导管用凹槽139内时，导管头部141与导管用凹槽139的壁面间的间隙。间隙133为防水保护套120的长轴外侧边与车体130的保护套用开口138的壁面间的间隙。此外，间隙还举例有通风导管140的长轴与防水保护套120的长轴间的间隙。

因此，目前对一种具有透气排烟装置的电池模块110进行改善，使其能够有效地形成透气排烟管路，且容许电池模块110与安装有电池模块110的外壳间的制造公差，是目前值得探讨的问题。

发明内容

依据本发明一实施例的目的在于，提供一种具有透气排烟装置的电池模块；以及电池模块与装置壳体的组合体及其组装方法。依据本发明另一实施例的目的在于，提供一种具有可挠式排烟装置的电池模块，可挠式排烟装置具有横向平移功能以吸收壳体成型与电池模块组装公差。

依据本发明一实施例中，提供一种电池模块其包括一电池壳体及一排烟装置，所述电池壳体界定有电池壳开口，所述排烟装置包含通风导管及保护套，其特征在于，所述排烟装置还包含扣件。所述扣件界定有贯通孔。所述通风导管包含导管头部及导管柱体。导管头部容置于所述电池壳开口内连通所述电池模块，且通过所述扣件被设于所述电池壳体。导管柱体连接于所述导管头部，且穿过所述贯通孔。所述保护套的材质具有弹性，套设于所述导管柱体，并包含护套头部及护套柱体。护套头部，其开设有与所述贯通孔连通的第一空间。护套柱体，其自所述护套头部向下延伸，用以包覆所述导管柱体。所述导管头部的径向宽度大于所述贯通孔的径向宽度，使所述导管头部设置于所述扣件上。所述扣件的径向宽度大于所述第一空间的径向宽度，使所述扣件设置于所述护套头部上。所述电池壳开口的径向宽度大于所述导管头部的径向宽度，使所述导管头部能够在所述电池壳开口内侧向移动。所述贯通孔的径向宽度大于所述导管柱体的径向宽度，使得所述导管柱体能够在所述贯通孔内侧向移动。所述保护套套设于所述导管柱体。所述扣件位于所述导管头部及所述护套头部之间，借以通过所述电池模块的重力，压合所述扣件、所述导管头部及所述护套头部的叠层结构，形成防水的密封结构。

一实施例中，所述扣件界定的所述贯通孔的壁面与所述导管柱体的外周面间有间隙，所述电池壳体界定的所述电池壳开口的壁面与所述导管头部的外周面间有间隙。

一实施例中，所述保护套包含护套头部及护套柱体。所述护套头部连接于所述护套柱体，所述护套头部从所述护套柱体的侧向突出。

一实施例中，所述保护套设有一凸出结构，从所述护套柱体的侧表面突出，而且界定所述壳体开口的部分壳体位于所述凸出结构与所述护套头部间。

一实施例中，所述护套柱体具有一锥状部，且所述锥状部的靠近所述护套头部的部分的宽度，大于所述锥状部的远离所述护套头部的部分的宽度。

一实施例中，所述护套头部界定第一空间，所述护套头部所界定所述第一空间的壁面与所述导管柱体的外周面间有间隙，所述导管柱体不垂直于所述电池壳开口。

一实施例中，所述排烟装置更包含可破裂膜及垫圈。可破裂膜设于所述导管头部上，且所述可破裂膜的一表面对向所述电池壳体的内部。垫圈位于所述电池壳体及所述导管头部之间；或者位于所述电池壳体及所述扣件之间。

依据本发明一实施例中，提供一种电池模块与装置壳体的组合体，包括如上所述的电池模块以及装置壳体。装置壳体用以容置所述电池模块，且界定有一壳体开口。所述壳体开口的位置与所述电池壳开口的位置间具有制造公差。所述扣件的径向宽度大于所述壳体开口的径向宽度，所述导管头部在所述电池壳开口内侧向移动吸收所述制造公差。

依据本发明一实施例中，提供一种组装方法，用以组装如上所述的电池模块与装置壳体的组合体，其包括以下步骤：将所述排烟装置的所述通风导管及所述扣件设于所述电池模块的所述电池壳体；将所述保护套设于所述装置壳体；以及使所述通风导管侧向移动后，再将所述导管柱体插入于所述保护套，而将所述电池模块安装于所述装置壳体上。

依据本发明一实施例中，提供一种组装方法，用以组装如上所述的电池模块与装置壳体的组合体，其包括以下步骤：将所述排烟装置的所述保护套、所述通风导管及所述扣件设于所述电池模块的所述电池壳体；以及使所述导管柱体倾斜地插入于所述壳体开口中，使得所述导管柱体不垂直于所述壳体开口或所述电池壳开口的平面，而将所述电池模块安装于所述装置壳体上。

综上所述，依据本发明一实施例的具有可挠式排烟装置的电池模块，可挠式排烟装置具有横向平移功能以吸收壳体成型与电池模块组装公差，借以使防水保护套具有保护透气排烟管路、防止车体进水、避免车体钣金断面锈蚀、以及能简化工艺及降低成本等至少其一的效果。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下实施方式更好理解本发明的方面。应注意，根据行业中的标准实践，各种结构不按比例绘制。事实上，为清晰论述，各种结构的尺寸可任意增加或减小。

图1示出了现有的电池模块组装于车体的部分示意图。

图2示出了另一现有的电池模块组装于车体的部分示意图。

图3示出了本发明一实施例电池模块与车壳的组合体的部分示意图。

图4示出了本发明另一实施例电池模块与车壳的组合体的部分示意图。

其中，附图标记

110电池模块

120防水保护套

130车体

132-133间隙

138保护套用开口

139导管用凹槽

140通风导管

141导管头部

200电池模块与车壳的组合体

201车壳

202壳体开口

300电池模块

301电池壳体

302电池壳开口

309排烟装置

310通风导管

311导管头部

312导管柱体

313排烟路径

320保护套

321护套头部

322护套柱体

323第一空间

324第二空间

328凸出结构

329锥状部

330扣件

333贯通孔

340可破裂膜

350垫圈

D长轴方向

N法线方向

具体实施方式

以下公开内容提供用于实施所提供标的物的不同构件的许多不同实施例或实例。在下文描述组件及布置的特定实例以简化本发明说明书。当然，此类仅为实例且并不旨在为限制性的。例如，在以下描述中，第一构件形成在第二构件上方或上可包含其中第一构件及第二构件经形成直接接触的实施例，且还可包含其中额外构件可形成于第一构件与第二构件之间使得第一构件及第二构件可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复参考数字及/或字母。此重复是出于简单及清晰的目的且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为便于描述，例如“在……的下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……上”及类似物的空间相对术语可在本文中用于描述一个组件或构件与图中说明的另一组件或构件的关系。除图中描绘的定向外，空间相对术语还希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或按其它定向)且因此可同样解释本文中使用的空间相对描述符。

如本文中使用，例如“第一”、“第二”及“第三”的术语描述各种组件、组件、区、层及/或区段，但此类组件、组件、区、层及/或区段不应被此类术语限制。此类术语仅可用于彼此区分一个组件、组件、区、层或区段。例如“第一”、“第二”及“第三”的术语在本文中使用时并不暗示序列或顺序，除非由背景内容明确指示。

图3示出了本发明一实施例电池模块与车壳的组合体的部分示意图。如图3所示，电池模块与车壳的组合体200包含：车壳201及电池模块300。车壳201用以容置电池模块300。车壳201界定有壳体开口202。电池模块300包含：电池壳体301及排烟装置309。电池壳体301界定有电池壳开口302。壳体开口202的位置大致对应于电池壳开口302的位置；或者壳体开口202的位置与电池壳开口302的位置间具有制造公差。排烟装置309的至少一部分嵌入壳体开口202及电池壳开口302内，较佳地其他部分漏出于车壳201外侧，并且形成使电池模块300的电池壳体301内部的气体，能够流出至车壳201外部的排烟路径。

排烟装置309包含：通风导管310、保护套320及扣件330。通风导管310包含：导管头部311及导管柱体312。导管头部311连接于导管柱体312，而且导管头部311的宽度大于导管柱体312的宽度，使得导管头部311从导管柱体312的侧向突出，导管头部311可以形成为板状或圆盖状。导管柱体312内界定出排烟路径313。

保护套320包含：护套头部321及护套柱体322。护套头部321连接于护套柱体322，而且护套头部321的宽度大于护套柱体322的宽度，护套头部321从护套柱体322的侧向突出。扣件330可以为板状，而且界定有贯通孔333。护套头部321开设有与扣件330的贯通孔333连通的第一空间323。护套柱体322界定有第二空间324，而且自护套头部321向下延伸，用以包覆导管柱体312。扣件330设置于护套头部321上，而且扣件330的径向宽度大于导管柱体312的径向宽度，一实施例中，较佳地扣件330的径向宽度也可以大于护套柱体322的径向宽度。

<第一实施例>

图3示出了本发明一实施例电池模块与车壳的组合体的部分示意图。图3实施例是先将排烟装置309的通风导管310及扣件330设于电池模块300，并将保护套320设于电池壳体301的情况。于组装时，使用扣件(lock cap)330将通风导管(vent duct)310固定于电池模块300的电池壳体301上，并将保护套320设于车壳201。

使导管头部311容置于电池壳开口302内连通所述电池模块300，并使导管柱体312穿过扣件330的贯通孔333内，并扣件330固定于电池壳体301。较佳地，贯通孔333的径向宽度大于导管柱体312的径向宽度，使得扣件330界定的贯通孔333的壁面与导管柱体312的外周面间，形成有间隙，使得导管柱体312能够有在贯通孔333内侧向移动的空间。导管头部311位于电池壳开口302，电池壳开口302的径向宽度大于导管头部311的径向宽度，而且电池壳体301界定的电池壳开口302的壁面与导管头部311的外周面间，形成有间隙，借以使导管头部311能够有在电池壳开口302内侧向移动的空间。

当电池模块300和车壳201有制造公差，壳体开口202的位置没有对准于电池壳开口302的位置时，由于电池壳开口302的壁面与导管头部311的外周面间有间隙，电池模块300向下与车壳201组装时能自动的推动导管头部311，使通风导管310先侧向移动后，让导管柱体312插入于保护套320中而贯穿护套柱体322，顺利地将电池模块300安装于车壳201上。

一实施例中，扣件330位于导管头部311及护套头部321之间，而且通过电池模块300的重力，扣件330、导管头部311及护套头部321的叠层结构，形成能够防水的密封结构，因此，能够防止水进入至电池模块300中。

一实施例中，较佳地，护套头部321与车壳201也可能形成防水的密封结构，用以防止水进入至车壳201中。一实施例中，保护套320另有横向凸出结构328其可避免车体钣金断面锈蚀。更具体而言，凸出结构328从护套柱体322的侧表面突出，较佳地垂直地突出，且设于靠近护套头部321的位置处。凸出结构328与护套头部321间形成间隔，用以容置车壳201的界定壳体开口202的部分的壳体，防止水气泄漏至壳体开口202的壁面，而可以避免车体钣金断面锈蚀。一实施例中，使保护套320的材质具有弹性，而能够通过挤压凸出结构328，使其通过壳体开口202后复原，进而封密壳体开口202的壁面，达到简化组装程序的效果。

<第二实施例>

图4示出了本发明另一实施例电池模块与车壳的组合体的部分示意图。图4实施例大致相同于图3实施例，因此相同的元件使用相同的符号，并省略其相关说明，以下说明两实施例的至少一相异处。图4实施例是先将排烟装置309的保护套320、通风导管310及扣件330设于电池模块300的情况。于组装时，使用扣件(lock cap)330将通风导管(vent duct)310固定于电池模块300的电池壳体301上，而且保护套320也被套设于导管柱体312。

使导管头部311置于电池壳开口302内，并导管柱体312被插入于扣件330的贯通孔333内，而被插入于护套柱体322的第二空间324内。较佳地，贯通孔333的径向宽度大于导管柱体312的径向宽度，使得扣件330界定的贯通孔333的壁面与导管柱体312的外周面间，形成有间隙，而且护套头部321界定第一空间323的壁面与导管柱体312的外周面间，也形成有间隙，用以形成柱体的缓冲空间，使得导管柱体312的上半部能够有侧向移动的空间。导管头部311位于电池壳开口302，而且电池壳体301界定的电池壳开口302的壁面与导管头部311的外周面间，形成有间隙，借以使导管头部311能够有侧向移动的空间，而可以在电池壳开口302内侧向移动。

当电池模块300和车壳201有制造公差，壳体开口202的位置没有对准于电池壳开口302的位置时，可以使导管柱体312倾斜地插入于壳体开口202中，使得导管柱体312不垂直于车壳开口202或电池壳开口302的平面，而能够较顺利地将电池模块300安装于车壳201上。本实施例中，在将电池模块300安装于车壳201的状态下，导管柱体312的长轴方向D不平行于壳体开口202的法线方向N，或者导管柱体312不垂直于壳体开口202的平面。于图4实施例中，长轴方向D与法线方向N间的角度为Aa＝2.41度。应注意的是本发明没有限定该角度的范围，较佳地长轴方向D与法线方向N间的角度，可以界于0、0.5、1、1.5、2、2.41、2.5、3、3.5、4、4.5至5度中的任意两个角度之间。

一实施例中，护套柱体322具有锥状部329。锥状部329的靠近护套头部321的宽度，大于锥状部329的远离护套头部321的宽度。护套柱体322插入于壳体开口202时，会在填满壳体开口202的位置停住，而达到防止水进入壳体开口202内的功能。除此之外，为了防止水气泄漏至壳体开口202的壁面，亦可以形成如图3实施例的凸出结构328。并且，通过电池模块300的重力，使扣件330、导管头部311及护套头部321的叠层结构，形成能够防水的密封结构，而防止水进入至电池模块300中。

除此之外，一实施例中，排烟装置309可以更包含可破裂膜(vent)340，可破裂膜340设于导管头部311，使可破裂膜340位于电池壳体301内部及电池壳体301外部之间，且其一表面对向电池壳体301的内部。可破裂膜340具有预设的硬度或厚度，在电池壳体301内的压力超过临界压力时会破裂，让电池壳体301内的气体通过排烟路径313而排出至外部环境。

以上，虽然以汽车的车壳201作为示例来说明，然而车壳201并非本发明所限定者，也可以将电池模块300安装于各种机构的装置壳体。

一实施例中，排烟装置309可以更包含垫圈(o-ring)350。垫圈350位于电池壳体301及导管头部311之间或者位于电池壳体301及扣件330之间，借以增加排烟装置309与电池模块300间的密合度。

综上所述，依据本发明一实施例，能够有效具有保护透气排烟管路。较佳地一实施例中，还具有能够防止车体进水并避免车体钣金断面锈蚀等功能，而且还能够简化工艺及降低成本。更具体而言，一实施例中，使用扣件(lock cap)330将通风导管(vent duct)310固定于电池模块300上，且预留间隙至少使通风导管310的上半部具有横向平移功能(更具体地，使通风导管310的上半部具有横向平移功能；或使通风导管310整体具有横向平移功能)，在将电池模块300安装于车壳201时，能够吸收车体成型与电池模块的组装公差。

一实施例中，保护套320直接装置于电池模块300上，由于车体成型与电池模块组装公差已可由通风导管310的上半部的横向平移功能吸收，因此保护套320与电池壳开口302间仅须留微小间隙，使保护套320与电池壳体301防水性易于控制，例如仅需设有护套头部321垂直地向护套柱体322突出的凸出，以重力压合接触，即可有效防止车体进水。

一实施例中，防水保护套320可以使用软质材料如丁腈橡胶(Nitrile ButadieneRubber，NBR)以当作缓冲，避免安装电池模块300于车体时产生碰撞，造成透气排烟管路受损。

前文概述若干实施例的结构，使本领域技术人员可更好理解本发明说明书的方面。本领域技术人员应了解，其可容易地使用本发明说明书作为设计或修改用于实行本文中介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优点的其它制造过程及结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效构造不脱离本发明说明书的精神及范围，且其可在不脱离本发明说明书的精神及范围的情况下在本文中进行各种改变、替换及更改。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：电池壳体及排烟装置，所述电池壳体界定有电池壳开口，排烟装置的至少一部分嵌入电池壳开口内，并且形成使电池壳体内部的气体流出外部的排烟路径，所述排烟装置包含通风导管及保护套，其特征在于，

所述排烟装置还包含扣件，所述扣件界定有贯通孔，

所述通风导管包含：

导管头部，其容置于所述电池壳开口内连通所述电池模块，且通过所述扣件被设于所述电池壳体；及

导管柱体，连接于所述导管头部，且穿过所述贯通孔；

所述保护套的材质具有弹性，套设于所述导管柱体，并包含：

护套头部，其开设有与所述贯通孔连通的第一空间；及

护套柱体，其自所述护套头部向下延伸，用以包覆所述导管柱体，且所述护套头部连接于所述护套柱体，所述护套头部从所述护套柱体的侧向突出，且所述护套头部的位置对应所述电池壳开口的位置；

其中，所述导管头部的径向宽度大于所述贯通孔的径向宽度，使所述导管头部设置于所述扣件上；

所述扣件的径向宽度大于所述第一空间的径向宽度，使所述扣件设置于所述护套头部上；

所述电池壳开口的径向宽度大于所述导管头部的径向宽度，使所述导管头部能够在所述电池壳开口内侧向移动；

所述贯通孔的径向宽度大于所述导管柱体的径向宽度，使得所述导管柱体能够在所述贯通孔内侧向移动；

所述扣件位于所述导管头部及所述护套头部之间，借以通过所述电池模块的重力，压合所述扣件、所述导管头部及所述护套头部的叠层结构，形成防水的密封结构。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，

所述扣件界定的所述贯通孔的壁面与所述导管柱体的外周面间有间隙；及

所述电池壳体界定的所述电池壳开口的壁面与所述导管头部的外周面间有间隙。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，

所述导管头部从所述导管柱体侧向突出。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，

所述护套柱体具有锥状部，且所述锥状部的靠近所述护套头部的部分的宽度，大于所述锥状部的远离所述护套头部的部分的宽度。

5.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，

所述护套头部界定第一空间，

所述护套头部所界定所述第一空间的壁面与所述导管柱体的外周面间有间隙，

所述导管柱体不垂直于所述电池壳开口。

6.根据权利要求1至3任一项所述的电池模块，其特征在于，所述排烟装置更包含：

可破裂膜，设于所述导管头部上，且所述可破裂膜的表面对向所述电池壳体的内部，

垫圈，位于所述电池壳体及所述导管头部之间；或者位于所述电池壳体及所述扣件之间。

7.一种电池模块与装置壳体的组合体，其特征在于，包括：

根据权利要求1至6任一项所述的电池模块；以及

装置壳体，用以容置所述电池模块，且界定有壳体开口，

其中，

所述壳体开口的位置与所述电池壳开口的位置间具有制造公差；

所述扣件的径向宽度大于所述壳体开口的径向宽度；

所述导管头部在所述电池壳开口内侧向移动吸收所述制造公差。

8.根据权利要求7所述的电池模块与装置壳体的组合体，其特征在于，

所述保护套设有凸出结构，从所述护套柱体的侧表面突出，而且

界定所述壳体开口的部分壳体位于所述凸出结构与所述护套头部间。

9.一种组装方法，用以组装根据权利要求7所述的电池模块与装置壳体的组合体，其特征在于，包括：

将所述排烟装置的所述通风导管及所述扣件设于所述电池模块的所述电池壳体；

将所述保护套设于所述装置壳体；以及

使所述通风导管侧向移动后，再将所述导管柱体插入于所述保护套，而将所述电池模块安装于所述装置壳体上。

10.一种组装方法，用以组装根据权利要求7所述的电池模块与装置壳体的组合体，其特征在于，包括：

将所述排烟装置的所述保护套、所述通风导管及所述扣件设于所述电池模块的所述电池壳体；以及

使所述导管柱体倾斜地插入于所述壳体开口中，使得所述导管柱体不垂直于所述壳体开口或所述电池壳开口的平面，而将所述电池模块安装于所述装置壳体上。