CN114512742A - 一种电池模组、电池、汽车及电池管理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电池模组、电池、汽车和电池管理方法，电池模组包括：电芯，所述电芯具有多个；冷却板，所述冷却板内装有冷却介质，所述冷却板设置于多个所述电芯之间，所述冷却板与所述电池模组外部的控温组件形成回路，所述冷却板用于防止所述电芯的热量扩散。上述模组中冷去板将各个电芯进行隔离，能够避免多个电芯中的某个电芯温度异常将热量扩散到其他电芯。

Description

一种电池模组、电池、汽车及电池管理方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池模组、电池、汽车及电池管理方法。
背景技术
随着新能源汽车持续蓬勃发展，新能源汽车保有量持续增加，新能源汽车尤其是纯电动汽车渐渐成为大众关注的焦点，市场上的新能源汽车电池起火的事件也越来越多，电池热失控导致的热扩散起火更是将纯电动汽车安全性推上风口浪尖。
本领域内现存在以下三种防止热扩散方案：模组内每只电芯或每隔几只电芯间布置一片一定厚度的气凝胶；模组内每只电芯或每隔几只电芯间布置一片一定厚度的云母；模组内每只电芯或每隔几只电芯间布置一片一定厚度的硅橡胶复合材料，上述三种方案都是基于隔热材料，隔热性能取决于隔热材料，即使是隔热性能较好的气凝胶材料的隔热效果，一面温度在1400℃以上烘烤半小时，隔热材料背面温度也超过200～300℃，由于大部分三元锂离子电芯热失控触发温度(T2)低于200℃，因此无法确保隔热材料背面电芯不会出现热扩散，隔热材料只能起到延缓热传导的作用，无法确保背面电芯不会发生热扩散。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种电池模组、电池、汽车及电池管理方法，将电池热失控尽量控制在最少量的电池，以达到即使单个电芯出现热失控，也不会诱发整个电池模组和整车起火，极大提升电池和整车的安全性能。
第一方面，本申请实施例提供一种电池模组，包括：
电芯，所述电芯具有多个；
冷却板，所述冷却板内装有冷却介质，所述冷却板设置于多个所述电芯之间，所述冷却板与所述电池模组外部的控温组件形成回路，所述冷却板用于防止所述电芯的热量扩散。
在上述实现过程中，电池模组内设置有电芯和冷却板，冷却板内装有冷却介质，并且冷却板和外部的控温组件形成回路，冷却板起到间隔的作用，当某一块电芯的热量过高时，其散发的热量会通过回路和控温组件传递到外部，保证模组内其他部件，特别是其他电芯的温度处于正常状态，防止电芯发生爆炸，保证整个电池模组的安全。
进一步地，多个所述冷却板中的任意相邻的第一冷却板和第二冷却板之间具有至少一块所述电芯。
在上述实现过程中，多个冷却板间隔地设置在多个电芯之间，提高了降温效率以及隔热效果。
进一步地，所述冷却板具有多个，多个所述冷却板设置于多个所述电芯之间。
在上述实现过程中，在多个电芯之间设置多个冷却板，多个冷却板将多个电芯隔开，当其中某一块电芯的温度过高时，其热量可以通过多块冷却板和外部的控温组件传递到外部，即使是电芯发生燃烧，距离该燃烧的电芯最近的两块冷却板也能起到间隔的作用，防止该燃烧的电芯进一步的影响两块冷却板外的其他电芯，同时，多块冷却板配合使用能够提高降温效率，提高模组和电车的安全性。
进一步地，每个所述冷却板设置有第一开口和第二开口，每个所述冷却板通过所述第一开口和所述第二开口依次连接，形成冷却组件；
所述冷却组件的第一端和所述控温组件的第一端连接，所述冷却组件的第二端和所述控温组件的第二端连接；
所述冷却介质在所述回路进行一次循环时流经每个所述冷却板的第一开口和第二开口。
在上述实现过程中，多个冷却板之间相互连接，构建为冷却组件，冷却组件中的冷却板的连接方式为依次连接，并且，冷却组件的第一端、第二端分别和控温组件的第一端、第二端连接，形成回路。冷却介质在回路中进行循环时，冷却介质会流经每个冷却板的第一开口和第二开口，因此，冷却介质能够充分吸收电芯内的热量，提高对冷却介质的使用效率。
进一步地，每个所述冷却板设置有第一开口和第二开口，每个所述冷却板的第一开口和所述控温组件的第一端连接，每个所述冷却板的第二开口和所述控温组件的第二端连接。
在上述实现过程中，每个冷却板的第一开口和第二开口都分别和控温组件的第一端和第二端连接，当冷却介质在回路中进行一次循环时，冷却介质不会通过每一个冷却管。由于冷却介质吸收热量时温度升高，而冷却介质的吸收性能和其温度有关，基于上述实施方式，能够提高降温效率。
第二方面，本申请提供一种电池，包括多个第一方面所述的电池模组，箱体，控温组件；
多个所述电池模组的冷却板相互连接，多个所述电池模组位于所述箱体内；
所述控温组件设置于所述箱体外，与多个所述模组内的冷却板形成回路。
在上述实现过程中，多个电池模组设置在箱体之内，使得电池具有较高的供电能力，同时，多个电池模组的冷去板相互连接，并且和箱体外部的控温组件形成回路，由于电池在工作时会产生热量，冷却介质在回路之间进行循环，实现将电池内部的热量传送到外部，避免电池发生爆炸，及时发生电池燃烧的情况，冷却板也可以起到阻隔的作用。
进一步地，所述电池还包括电池管理模块和驱动模块；
所述电池管理模块和所述驱动模块连接，所述电池管理模块用于获取所述箱体内的温度；
所述驱动模块设置于所述回路中，用于根据所述电池管理模块的信号驱动所述冷却介质在所述回路中流动。
在上述实现过程中，实现了对电池内的温度的监控。随着对电池的使用时间变长，电池的温度也会逐步上升，为了保证电池的温度处于一定水平，电池内设置有电池管理模块，电池管理模块用于获取箱体内的温度，回路中设置有驱动模块，驱动模块和电池管理模块连接，驱动模块接收电池管理模块的信号，并且根据该信号驱动冷却介质在回路中循环，加快散热效率。基于上述实施方式，能够实现对电池的温度监控并且保证电池的温度处于较低的水平。
第三方面，本申请实施例提供一种汽车，包括第二方面所述的电池，控制器，所述控制器分别和所述电池的电池管理模块、驱动模块连接；
所述控制器用于接收所述电池管理模块的报警信号，根据所述报警信号发送驱动信号到所述驱动模块，使所述驱动模块工作。
在上述实现过程中，随着对电池的使用时间变长，电池的温度也会逐步上升，为了保证电池的温度处于较低水平，汽车内设置有控制器，电池内设置有电池管理模块，电池管理模块用于获取箱体内的温度，回路中设置有驱动模块，驱动模块和电池管理模块连接。控制器接收电池管理模块的信号，控制器接收电池管理模块的报警信号，根据报警信号发送驱动信号到驱动模块，从而使驱动模块工作，使得冷却介质在回路内流动，实现降温。
第四方面，本申请实施例提供过一种电池管理方法，应用在第三方面所述汽车的控制器，该方法包括：
接收电池管理模块的报警信号；
根据所述电池管理模块的报警信号发送驱动信号到驱动模块，使所述驱动模块工作。
在上述实现过程中，随着对电池的使用时间变长，电池的温度也会逐步上升，为了保证电池的温度处于较低水平，控制器接收电池管理模块的信号，控制器接收电池管理模块的报警信号，根据报警信号发送驱动信号到驱动模块，从而使驱动模块工作，使得冷却介质在回路内流动，实现降温。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的电池模组的另一结构示意图；
图3为本申请实施例提供的电池的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的汽车的内部结构图；
图5为本申请实施例提供的电池管理方法的流程示意图。
图示：1-电池模组；11-电芯；12-冷却板；121-第一开口；122-第二开口；13-管路；2-控温组件；3-回路；4-箱体；5-电池管理模块；6-驱动模块；7-控制器；8-低压控制线束。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
随着新能源汽车持续蓬勃发展，新能源汽车保有量持续增加，新能源汽车尤其是纯电动汽车渐渐成为大众关注的焦点，市场上的新能源汽车电池起火的事件也越来越多，电池热失控导致的热扩散起火更是将纯电动汽车安全性推上风口浪尖。
本领域内现存在以下三种散热方案：模组内每只电芯或每隔几只电芯间布置一片一定厚度的气凝胶；模组内每只电芯或每隔几只电芯间布置一片一定厚度的云母；模组内每只电芯或每隔几只电芯间布置一片一定厚度的硅橡胶复合材料，上述三种方案都是基于隔热材料，隔热性能取决于隔热材料，即使是隔热性能较好的气凝胶材料的隔热效果，一面温度在1400℃以上烘烤半小时，隔热材料背面温度也超过200～300℃，由于大部分三元锂离子电芯热失控触发温度(T2)低于200℃，因此无法确保隔热材料背面电芯不会出现热扩散，隔热材料只能起到延缓热传导的作用，无法确保背面电芯不会发生热扩散。
有鉴于此，本申请实施例提供一种电池模组1，参见图1，电池模组1包括：
电芯11，所述电芯11具有多个；
冷却板12，所述冷却板12内装有冷却介质，所述冷却板12设置于多个所述电芯11之间，所述冷却板12与所述电池模组外部的控温组件2形成回路3，所述冷却板12用于防止所述电芯11的热量扩散。
在上述实现过程中，电池模组1内设置有电芯11和冷却板12，冷却板12内装有冷却介质，并且冷却板12和外部的控温组件2形成回路，冷却板12起到间隔的作用，当某一块电芯11的热量过高时，其散发的热量会通过回路3和控温组件2传递到外部，保证模组内其他部件，特别是其他电芯11的温度处于正常状态，防止电芯11发生爆炸，保证整个电池模组的安全。
需要说明的是，冷却板12并不一定需要和电芯11抵接，可以和电芯11具有一定的间隙，本申请不对冷却板12的具体位置进行限定。
参见图1、图2，在一种可能的实施方式中，冷却板12具有多个，多个冷却板12设置于多个电芯11之间，多个冷却板12通过管路13连接。
在上述实现过程中，在多个电芯11之间设置多个冷却板12，多个冷却板12将多个电芯11隔开，当其中某一块电芯11的温度过高时，其热量可以通过多块冷却板12和外部的控温组件2传递到外部，即使是电芯11发生燃烧，距离该燃烧的电芯11最近的两块冷却板12也能起到间隔的作用，防止该燃烧的电芯11进一步的影响两块冷却板12外的其他电芯11，同时，多块冷却板12配合使用能够提高降温效率，提高模组和电车的安全性。
进一步地，多个冷却板12中的任意相邻的第一冷却板12和第二冷却板12之间具有至少一块电芯11。
在上述实现过程中，多个冷却板12间隔地设置在多个电芯11之间，提高了降温效率和隔热效果。
参见图1，在一种可能的实施方式中，每个冷却板12设置有第一开口和第二开口，每个冷却板12通过第一开口和第二开口依次连接，形成冷却组件；
冷却组件的第一端和控温组件2的第一端连接，冷却组件的第二端和控温组件2的第二端连接；
冷却介质在回路3进行一次循环时流经每个冷却板12的第一开口121和第二开口122。
上述实施例中，冷却组件位于第一端的冷却板12的第一开口121和控温组件2的第一端连接，冷却组件位于第二端的冷却板12的第二开口122和控温组件2的第二端连接，本申请实施例中的第一开口121和第二开口122只是为了对便于描述。
在上述实现过程中，多个冷却板12之间相互连接，构建为冷却组件，冷却组件中的冷却板12的连接方式为依次连接，并且，冷却组件的第一端、第二端分别和控温组件2的第一端、第二端连接，形成回路3。冷却介质在回路3中进行循环时，冷却介质会流经每个冷却板12的第一开口121和第二开口122，因此，冷却介质能够充分吸收电芯11内的热量，提高对冷却介质的使用效率。
参见图2，每个冷却板12设置有第一开口121和第二开口122，每个冷却板12的第一开口121和控温组件2的第一端连接，每个冷却板12的第二开口122和控温组件2的第二端连接。
在上述实现过程中，每个冷却板12的第一开口121和第二开口122都分别和控温组件2的第一端和第二端连接，当冷却介质在回路3中进行一次循环时，冷却介质不会通过每一个冷却管。由于冷却介质吸收热量时温度升高，而冷却介质的吸收性能和其温度有关，基于上述实施方式，能够提高降温效率。
在一种可能的实施方式中，同一电池模组1内的冷却板12结合上述两种方式进行连接。
在一种可能的方式中，控温组件2为冷凝器或者风扇。
实施例2
参见图3，本申请实施例提供一种电池，包括多个实施例1的电池模组1，箱体4和控温组件2；
多个电池模组1的冷却板12相互连接，多个电池模组1位于箱体4内；
控温组件2设置于箱体4外，与多个模组内的冷却板12形成回路3。
在上述实现过程中，多个电池模组1设置在箱体4之内，使得电池具有较高的供电能力，同时，多个电池模组1的冷去板相互连接，并且和箱体4外部的控温组件2形成回路3，由于电池在工作时会产生热量，冷却介质在回路3之间进行循环，实现将电池内部的热量传送到外部，避免电池发生爆炸，及时发生电池燃烧的情况，冷却板12也可以起到阻隔的作用。
参见图4，在一种可能的实施方式中，箱体4内的多个电池模组1的冷却板12首尾相接形成回路3。
需要说明的是，箱体4内的所有电池模组1的冷却板12的连接方式参见实施例1同一模组内所有冷却板12的连接方式，这里不再赘述。
参见图3，电池还包括电池管理模块5和驱动模块6；
电池管理模块5和驱动模块6连接，电池管理模块5用于获取箱体4内的温度；
驱动模块6设置于回路3中，用于根据电池管理模块5的信号驱动冷却介质在回路3中流动。
在上述实现过程中，实现了对电池内的温度的监控。随着对电池的使用时间变长，电池的温度也会逐步上升，为了保证电池的温度处于一定水平，电池内设置有电池管理模块5，电池管理模块5用于获取箱体4内的温度，回路3中设置有驱动模块6，驱动模块6和电池管理模块5连接，驱动模块6接收电池管理模块5的信号，并且根据该信号驱动冷却介质在回路3中循环，加快散热效率。基于上述实施方式，能够实现对电池的温度监控并且保证电池的温度处于较低的水平。
在一种可能的方式中，驱动模块6为水泵。
实施例3
本申请实施例提供一种汽车，参见图4，为汽车的部分内部结构示意图，汽车包括第二方面的电池，控制器7，控制器7分别和电池的电池管理模块5、驱动模块6连接；
控制器7用于接收电池管理模块5的报警信号，根据报警信号发送驱动信号到驱动模块6，使驱动模块6工作。
在上述实现过程中，随着对电池的使用时间变长，电池的温度也会逐步上升，为了保证电池的温度处于较低水平，汽车内设置有控制器7，电池内设置有电池管理模块5，电池管理模块5用于获取箱体4内的温度，回路3中设置有驱动模块6，驱动模块6和电池管理模块5连接。控制器7接收电池管理模块5的信号，控制器7接收电池管理模块5的报警信号，根据报警信号发送驱动信号到驱动模块6，从而使驱动模块6工作，使得冷却介质在回路3内流动，实现降温。
综上，本发明主要部件有电池箱体、电池模组1、电芯11、冷却板12、管路13、第一开口121、回路3、整车控制器7、低压控制线束8、第二开口122、电池管理模块5、驱动模块6等部件组成，驱动模块6功能为驱动回路3内冷却液循环流动，控温组件2功能对冷却液进行降温冷却。将带进开口的冷却板12布置在电芯11之间，并将各冷却板12通过管路13进行串联或并联；电池包内将所有电池模组1的冷却板12通过管路13进行串联或并联，并通过第一出水口121与第二出水口122与电池包外部驱动模块6、电池外部控温组件2形成回路；当电池包内任何一处电芯发生热失控并触发电池管理模块5的热失控报警，电池管理模块5将报警信号发送至控制器7，控制器7收到热失控报警后发出驱动信号，使驱动模块6和电池外部控温组件2工作，驱动模块6驱动回路3冷却液持续循环流动，电池控温组件2对冷却液进行降温；热失控电芯在蔓延模组内热扩散至冷板处，热量传导经冷却板12、冷却介质、电池外部控温组件2散发至车外，进而将热失控抑制在局部区域的目标。
在一种可能的实施方式中，冷却介质为液体。控制器7为整车控制器。
实施例4
参见图5，本申请实施例提供过一种电池管理方法，应用在实施例3的汽车的控制器7，该方法包括：
S1：接收电池管理模块5的报警信号；
S2：根据电池管理模块5的报警信号发送驱动信号到驱动模块6，使驱动模块6工作。
在上述实现过程中，随着对电池的使用时间变长，电池的温度也会逐步上升，为了保证电池的温度处于较低水平，控制器7接收电池管理模块5的信号，控制器7接收电池管理模块5的报警信号，根据报警信号发送驱动信号到驱动模块6，从而使驱动模块6工作，使得冷却介质在回路3内流动，实现降温。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
电芯，所述电芯具有多个；
冷却板，所述冷却板内装有冷却介质，所述冷却板设置于多个所述电芯之间，所述冷却板与所述电池模组外部的控温组件形成回路，所述冷却板用于防止所述电芯的热量扩散。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷却板具有多个，多个所述冷却板设置于多个所述电芯之间。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，多个所述冷却板中的任意相邻的第一冷却板和第二冷却板之间具有至少一块所述电芯。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，每个所述冷却板设置有第一开口和第二开口，多个所述冷却板通过所述第一开口和所述第二开口依次连接，形成冷却组件；
所述冷却组件的第一端和所述控温组件的第一端连接，所述冷却组件的第二端和所述控温组件的第二端连接；
所述冷却介质在所述回路进行一次循环时流经每个所述冷却板的第一开口和第二开口。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，每个所述冷却板设置有第一开口和第二开口，每个所述冷却板的第一开口和所述控温组件的第一端连接，每个所述冷却板的第二开口和所述控温组件的第二端连接。
6.一种电池，其特征在于，包括多个如权利要求1-5任意一项所述的电池模组，箱体，控温组件；
多个所述电池模组的冷却板相互连接，多个所述电池模组位于所述箱体内；
所述控温组件设置于所述箱体外，与多个所述模组内的冷却板形成回路。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池还包括电池管理模块和驱动模块；
所述电池管理模块和所述驱动模块连接，所述电池管理模块用于获取所述箱体内的温度；
所述驱动模块设置于所述回路中，用于根据所述电池管理模块的信号驱动所述冷却介质在所述回路中流动。
8.一种汽车，其特征在于，其特征在于，包括权利要求7所述的电池，控制器，所述控制器分别和所述电池的电池管理模块、驱动模块连接，
所述控制器用于接收所述电池管理模块的报警信号，根据所述报警信号发送驱动信号到所述驱动模块，使所述驱动模块工作。
9.一种电池管理方法，其特征在于，应用于权利要求8所述的汽车的控制器，所述方法包括：
接收电池管理模块的报警信号；
根据所述电池管理模块的报警信号发送驱动信号到驱动模块，使所述驱动模块工作。
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