CN114497871A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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Abstract

本公开内容涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组,所述电池模块包括：堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠；用于容纳电池单元堆叠的模块框架；分别位于电池单元堆叠中的彼此相邻的至少一对电池单元之间的阻燃构件；以及位于模块框架和电池单元堆叠的上部之间的灭火构件。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开内容涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种有效地延迟电池单元之间的热传播速度的电池模块和包括该电池模块的电池组。
背景技术
随着技术发展和对移动装置需求的增加，对作为能源的电池的需求正在迅速增加。特别是，二次电池作为诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆之类的动力驱动装置的能源，以及作为诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑和可穿戴装置之类的移动装置的能源备受关注。
每一个小型移动装置使用一个或多个电池单元，而诸如车辆等中型或大型装置需要高功率和大容量。因此，使用具有彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块。
优选将中型或大型电池模块制造成具有尽可能小的尺寸和重量。为此，具有小的重量容量比并且可以高集成度地堆叠的棱柱型电池、袋型电池等通常用作中型或大型电池模块的电池单元。同时，为了保护电池单元堆叠免受外部冲击、热量或振动的影响，电池模块可包括模块框架，模块框架的前表面和后表面开口以将电池单元堆叠容纳在内部空间中。
在常规的电池模块中，通过电池单元堆叠中的电池单元之间的诸如双面胶带的粘合材料将电池单元彼此附接。然而，在这种情况下，当电池模块中出现火焰时，存在难以延迟一些电池单元中发生的燃烧现象向其他电池单元转移的问题。此外，在一些电池模块中，为了防止电池单元发生膨胀现象，在电池单元之间附接有聚氨酯材料制成的压缩垫，但压缩垫也存在延迟热传播时间效果不足的问题。因此，与常规情况不同，需要开发一种能够有效延迟电池单元之间的热传播速度并提高安全性的电池模块。
发明内容
技术问题
本公开内容的目的是提供一种有效地延迟电池单元之间的热传播速度的电池模块和包括该电池模块的电池组。
本公开内容的目的不限于上述目的，本领域技术人员通过以下详细描述应该清楚地理解本文没有描述的其他目的。
技术方案
根据本公开内容的一个实施例，提供了一种电池模块，所述电池模块包括：堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠；模块框架，用于容纳所述电池单元堆叠；阻燃构件，分别位于所述电池单元堆叠中的彼此相邻的至少一对电池单元之间；和灭火构件，位于所述模块框架和所述电池单元堆叠的上部之间。
所述阻燃构件可以以彼此相同的间隔设置在所述电池单元堆叠中。
所述阻燃构件可以沿所述电池单元的长度方向和宽度方向延伸。
所述灭火构件可以沿所述电池单元堆叠的堆叠方向在所述模块框架和所述电池单元堆叠的上部之间延伸。
所述灭火构件的厚度可以等于所述模块框架与所述电池单元堆叠的上部之间的分离距离。
所述电池单元可包括中心部分和分别位于所述中心部分的两侧的电极引线部分，并且电极引线可从所述电极引线部分的端部突出。
所述阻燃构件可沿所述中心部分的长度方向和宽度方向延伸。
所述阻燃构件可延伸到所述中心部分和所述电极引线部分之间的边界线。
所述灭火构件的宽度可沿所述电池单元堆叠的堆叠方向在所述模块框架和所述电池单元堆叠的上部之间延伸。
所述灭火构件的长度可在所述中心部分的侧表面上沿所述中心部分的长度方向延伸。
所述灭火构件的长度可在所述中心部分的侧表面上延伸到所述中心部分和所述电极引线部分之间的边界线。
根据本公开内容的一个实施例，提供一种电池组，所述电池组包括上述电池模块。
有益效果
根据本公开内容的实施例，阻燃构件位于电池单元堆叠中的彼此相邻的至少一对电池单元之间，并且灭火构件位于电池单元堆叠的上部，从而能够有效延迟电池单元之间的热传播速度。
本公开内容的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从随附权利要求书的描述清楚地理解以上未描述的其他附加效果。
附图说明
图1是本公开内容的实施例的电池模块的立体图；
图2是图1的电池模块中的模块框架被去除的电池单元堆叠的立体图；
图3是图2的电池单元堆叠的分解立体图；
图4是示出在阻燃构件附接到图3的电池单元堆叠中的状态下的电池单元的俯视图；
图5是从上方观察的图2的区域A的俯视图；
图6是沿图1的切线a-a'截取的电池模块的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开内容的各种实施例，使得本领域技术人员可以容易地实现本公开内容。本公开内容可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文阐述的实施例。
与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开内容，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开内容不必限于附图中示出的那些。在附图中，为了清楚起见夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了描述方便，一些层和区域的厚度被夸大。
此外，在整个说明书中，当一个部分被称为“包括”某个部件时，除非另有说明，否则意味着该部分还可以包括其他部件，而不排除其他部件。此外，在整个说明书中，“平面”意味着从上侧观察目标部分，并且“截面”意味着从垂直切割的截面的侧向观察目标部分。
下面将描述根据本公开内容的一个实施例的电池模块。然而，此处的描述是基于电池模块的前表面和后表面中的前表面进行的，而不限于此，即使在后表面的情况下，也可以描述相同或相似的内容。
图1是根据本公开内容的一个实施例的电池模块的立体图。图2是图1的电池模块中的模块框架被去除的电池单元堆叠的立体图。
参考图1和图2，根据本公开内容的实施例的电池模块100包括堆叠有多个电池单元110的电池单元堆叠120、用于容纳电池单元堆叠120的模块框架300以及位于电池单元堆叠120的前表面和后表面上的端板400。另外，汇流排框架(未示出)可以位于电池单元堆叠120的前表面和后表面与端板400之间，并且汇流排可以位于汇流排框架上(未示出)。
模块框架300可以包括：具有底部和侧部的U形框架，该U形框架的上表面、前表面和后表面是开放的：和覆盖电池单元堆叠120的上部的上板。然而，模块框架300不限于此，模块框架300可以替换为除了L形框架之外的其他形状的框架，例如围绕电池单元堆叠120的单框架。
电池单元110优选地是袋型电池单元。可以通过将电极组件容纳在包括树脂层和金属层的层压板的袋状壳体中，然后热封袋状壳体的密封部分来制造电池单元。这样的电池单元110可以由多个单元构成，并且多个电池单元110被堆叠和彼此电连接以形成电池单元堆叠120。特别地，如图2所示，多个电池单元110可沿平行于x轴的方向堆叠。
此外，参考图1和图2，根据本公开内容的实施例的电池模块100包括位于模块框架300和电池单元堆叠120的上部之间的灭火构件130。
参考图2，灭火构件130可沿电池单元堆叠120的堆叠方向(x轴)在模块框架300和电池单元堆叠120的上部之间延伸。这里，灭火构件130的宽度可沿电池单元堆叠的堆叠方向(x轴)在模块框架和电池单元堆叠的上部之间延伸。更优选地，灭火构件130的宽度可以等于或小于电池单元堆叠的上部的宽度。
因此，在根据本公开内容的实施例的电池模块100中，灭火构件130设置在对应于电池单元堆叠120的上部的位置处，并且当在电池单元堆叠120的一些电池单元110中出现火焰时，可以有效地抑制电池单元110中出现的火焰的强度。此外，还可以提高电池模块100的安全性。
灭火构件130可以是包含灭火剂材料的构件。这里，灭火构件130可以是泡沫形式的构件。此外，灭火剂材料可以是常用的粉末形式的灭火剂。例如，灭火剂材料为碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、磷酸铵(NH4H2PO3)、以及“碳酸氢钾(KHCO3)与尿素((NH2)2CO)”的混合物。具体地，包含在灭火构件130中的灭火剂材料可包括碳酸氢钾(KHCO3)。然而，灭火剂材料不限于此，并且可以没有限制地使用，只要它是具有灭火功能的材料。
因此，当根据本公开内容的实施例的电池模块100中发生燃烧现象时，灭火构件130位于电池单元堆叠120的上部附近，从而可以有效抑制火焰的强度。除此之外，在由灭火构件130熄灭电池单元110中产生的火焰的过程中，可能产生二氧化碳和水蒸气。这种反应是吸热的，可以吸收电池单元110的热量，也可以切断氧气的供应，从而可以有效地延迟电池单元110之间的火焰和热传播速度。此外，还可以提高电池模块100的安全性。
图3是图2的电池单元堆叠的分解立体图。图4是示出在阻燃构件附接到图3的电池单元堆叠中的状态下的电池单元的俯视图。
参考图3，阻燃构件150位于电池单元堆叠120中的彼此相邻的至少一对电池单元110之间。此外，阻燃构件150可以位于电池单元堆叠120中的彼此相邻的电池单元110之间。然而，尽管不限于此，可以将设置在电池单元堆叠120中的阻燃构件150的数量设置成在延迟燃烧现象的同时，足以将电池模块100中的电池单元110的强度保持在合适范围内的程度。
阻燃构件150可在电池单元堆叠120中以彼此相同的间隔设置。然而，尽管不限于此，阻燃构件150可布置在电池单元堆叠120中的极有可能燃烧的位置周围。
阻燃构件150可以是阻燃材料构件。这里，阻燃构件150可以是泡沫形式的构件。更优选地，阻燃构件150可以是具有高压缩性的阻燃材料构件。例如，阻燃构件150可以选自硅胶泡沫、云母片等。然而，虽然不限于此，但可以不受限制地使用阻燃构件，只要它是由阻燃材料制成的构件。
因此，在根据本公开内容的实施例的电池模块100中，当电池单元堆叠120的与阻燃构件150毗邻的一些电池单元110中出现火焰时，可以有效地阻止或延迟热量传播到其他电池单元。此外，还可以提高电池模块100的安全性。
阻燃构件150可沿电池单元110的长度方向和宽度方向延伸。此外，阻燃构件150的面积可以小于电池单元110的面积或者可以与电池单元110的面积相同。
在根据本公开内容的实施例的电池模块100中，当电池单元堆叠120的与阻燃构件150毗邻的一些电池单元110中出现火焰时，可以有效地阻止或延迟热量传播到其他电池单元。此外，还可提高电池模块100的安全性。
此外，参考图4，电池单元110包括中心部分113和分别位于中心部分113两侧的电极引线部分115。这里，电极引线117可以从电极引线部分115的端部突出。堆叠有正电极、负电极以及插入正电极和负电极之间的隔膜的电极堆叠位于电池单元110的中心部分113。
参考图4，阻燃构件150可沿电池单元110的中心部分113的长度方向和宽度方向延伸。此外，阻燃构件150可以延伸到中心部分113和电极引线部分115之间的边界线。
因此，在根据本公开内容的实施例的电池模块100中，阻燃构件150布置成覆盖电池单元110的中心部分113，并且当由于中心部分113的电极堆叠中的化学反应而出现火焰时，可以有效地防止或延迟火焰和/或热量向其他电池单元110传播。除此之外，在最小化阻燃构件150的面积的同时，可以有效地覆盖电池单元110的中心部分113。此外，可提高电池模块100的安全性。
图5是从上方观察的图2的区域A的俯视图。图6是沿图1的切线a-a'截取的电池模块的截面图。
参考图2和图5，灭火构件130的长度可沿电池单元堆叠的纵向方向(y轴)在模块框架和电池单元堆叠的上部之间延伸。
参考图4和图5，灭火构件130的长度可沿中心部分113的长度方向(y轴)在电池单元110的中心部分113的侧表面上延伸。此外，灭火构件130的长度可以在电池单元110的中心部分113的侧表面上延伸到中心部分113和电极引线部分115之间的边界线。
因此，在根据本公开内容的实施例的电池模块100中，灭火构件130设置成覆盖电池单元110的中心部分113的侧表面，并且当由于中心部分113的电极堆叠中的化学反应而出现火焰时，可更有效地防止或延迟火焰和/或热量向其他电池单元110传播。除此之外，在最小化灭火构件130的面积的同时，可以有效地抑制电池单元110的中心部分113周围的火焰，并且还可提高电池模块100的安全性。
参考图1和图6，灭火构件130的厚度可对应于模块框架300和电池单元堆叠120的上部之间的分离距离。更优选地，灭火构件130的厚度可以与模块框架300与电池单元堆叠120的上部之间的分离距离相同。
因此，在根据本公开内容的实施例的电池模块100中，灭火构件130填充在电池单元堆叠120的上部和模块框架300之间的分离空间，并且防止由于电池单元堆叠120的膨胀现象引起的体积膨胀。同时，灭火构件130位于电池单元堆叠120的上部附近，从而能够有效地抑制在电池单元110中出现的火焰的强度。此外，还可提高电池模块100的安全性。
根据本公开内容的另一实施例的电池组包括上述电池模块。同时，根据本公开内容的实施例的一个或多个电池模块可被封装在电池组壳体中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可应用于各种装置。这些装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆的交通工具，但是本公开内容不限于此，并且可以应用于可以使用电池模块和包括该电池模块的电池组的各种装置，这也属于本公开内容的范围。
虽然以上已经详细描述了本公开内容的优选实施例，但是本公开内容的范围不限于此，本领域技术人员使用限定在随附权利要求书中的本公开内容的基本构思做出的各种修改和改进也属于权利范围。
[附图标记说明]
110：电池单元 120：电池单元堆叠
130：灭火构件 150：阻燃构件
300：模块框架 400：端板

Claims (12)

1.一种电池模块，包括：
堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠；
模块框架，用于容纳所述电池单元堆叠；
阻燃构件，分别位于所述电池单元堆叠中的彼此相邻的至少一对电池单元之间；和
灭火构件，位于所述模块框架和所述电池单元堆叠的上部之间。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述阻燃构件以彼此相同的间隔设置在所述电池单元堆叠中。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述阻燃构件沿所述电池单元的长度方向和宽度方向延伸。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述灭火构件沿所述电池单元堆叠的堆叠方向在所述模块框架和所述电池单元堆叠的上部之间延伸。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中：
所述灭火构件的厚度等于所述模块框架与所述电池单元堆叠的上部之间的分离距离。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述电池单元包括中心部分和分别位于所述中心部分的两侧的电极引线部分，并且
电极引线从所述电极引线部分的端部突出。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中：
所述阻燃构件沿所述中心部分的长度方向和宽度方向延伸。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中：
所述阻燃构件延伸到所述中心部分和所述电极引线部分之间的边界线。
9.根据权利要求6所述的电池模块，其中：
所述灭火构件的宽度沿所述电池单元堆叠的堆叠方向在所述模块框架和所述电池单元堆叠的上部之间延伸。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中：
所述灭火构件的长度在所述中心部分的侧表面上沿所述中心部分的长度方向延伸。
11.根据权利要求9所述的电池模块，其中：
所述灭火构件的长度在所述中心部分的侧表面上延伸到所述中心部分和的所述电极引线部分之间的边界线。
12.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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