CN114678638B - 排气组件、电池模组及电池包 - Google Patents

排气组件、电池模组及电池包 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种排气组件、电池模组及电池包，用于包含有多个电芯的电池模组，包括电气隔离板、上盖和单向阀。电气隔离板开设有至少一个第一通孔，各第一通孔用于导出至少一个电芯排出的气体；上盖，固定于电气隔离板，且上盖和电气隔离板之间形成有第一排气通道，上盖还设有与第一排气通道连通的出气孔，第一排气通道与各第一通孔连通；各单向阀用于封闭至少一个第一通孔，且各单向阀能够被从第一通孔流向第一排气通道的气体打开。本申请的排气组件能够将各电芯产生的气体单独排出，而不容易引起其它电芯出现热失控。

Description

排气组件、电池模组及电池包
技术领域
本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种排气组件、电池模组及电池包。
背景技术
电池模组通常包括多个电芯，电芯发生热失控时会产生大量的高温气体，情况严重时甚至会起火。为了保证人员的安全，需要在电池模组中设置排气组件，排气组件可在电池模组刚发生热失控时将高温气体排出至外界，从而降低电池模组内部的温度，进而起到防止热蔓延的效果。
相关技术中，排气组件虽然会设计统一的排气通道，各电芯出现热失控时均可通过排气通道将高温气体排出。然而，当某一电芯出现热失控时，其排出的高温气体容易接触到其它电芯，导致其它电芯也出现热失控，电池模组的热失控管理仍然不够完善。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种排气组件，能够将各电芯产生的气体单独排出，而不容易引起其它电芯出现热失控。
本申请还提出一种具有上述排气组件的电池模组。
本申请还提出一种具有上述电池模组的电池包。
根据本申请的第一方面实施例的排气组件，用于包含有多个电芯的电池模组，包括：
电气隔离板，开设有至少一个第一通孔，各所述第一通孔用于导出至少一个电芯排出的气体；
上盖，固定于所述电气隔离板，且所述上盖和所述电气隔离板之间形成有第一排气通道，所述上盖还设有与所述第一排气通道连通的出气孔，所述第一排气通道与各所述第一通孔连通；
单向阀，各所述单向阀用于封闭至少一个所述第一通孔，且各所述单向阀能够被从所述第一通孔流向所述第一排气通道的气体打开。
根据本申请实施例的排气组件，至少具有如下有益效果：各单向阀能够被从第一通孔流向第一排气通道的气体打开，也即单向阀只能被从第一通孔流向第一排气通道的气体打开，而不能被第一排气通道流向第一通孔的气体打开，由此当任意一个电芯排出气体时，气体会依次通过第一排气通道和出气孔，最终排出至外界，在此过程中，气体被相应的单向阀隔开，其它电芯不容易影响出现热失控。
根据本申请的一些实施例，还包括隔板，所述隔板位于所述上盖与所述电气隔离板之间，所述隔板和所述上盖之间形成有第二排气通道，所述第二排气通道与所述出气孔连通；所述隔板设有至少一个第二通孔，各所述第二通孔的一端与所述第二排气通道连通，各所述第二通孔的另一端与至少一个所述第一通孔连通。
根据本申请的一些实施例，所述单向阀包括至少一个阀片，各所述阀片的一端与所述隔板转动连接，转动至第一位置的各所述阀片能够封闭所述第二通孔，转动至第二位置的各所述阀片能够打开所述第二通孔，当气体从所述第二通孔流向所述第二排气通道时，各所述阀片能够从所述第一位置转动至所述第二位置。
根据本申请的一些实施例，所述隔板的材料为铜、铝或铝合金。
根据本申请的一些实施例，还包括至少一个灭火包，各所述灭火包位于所述第一排气通道中，各所述第一通孔的一侧设有至少一个所述灭火包。
根据本申请的一些实施例，所述上盖可拆卸地固定于所述电气隔离板。
根据本申请的一些实施例，所述上盖包括电路板，所述电路板用于采集各所述电芯的电信号。
根据本申请的第二方面实施例的电池模组，包括上述的排气组件，还包括至少一个电芯，各所述电芯包括防爆阀，各所述防爆阀的位置分别与各所述第一通孔的位置对应。
根据本申请实施例的电池模组，至少具有如下有益效果：通过使用上述的排气组件，可排出任意一个电芯产生的气体，而不容易影响其它电芯，电池模组的热失控管理更为精细。
根据本申请的一些实施例，所述电气隔离板与各所述电芯可拆卸地固定。
根据本申请的第三方面实施例的电池包，包括上述的电池模组。
根据本申请实施例的电池包，至少具有如下有益效果：通过使用上述的电池模组，有利于提升电池包的安全性能。
本申请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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请的实施例的排气组件的立体图；
图2为图1中排气组件的爆炸图；
图3为图1中排气组件的隔板组件和灭火包的立体图；
图4为图1中排气组件的左视图；
图5为图4中排气组件沿A-A截面的剖视图；
图6为图5中Ⅰ区域的局部放大图；
图7为图1中排气组件的排气示意图；
图8为本申请的实施例的电池模组的立体图；
图9为图8中电池模组的爆炸图。
附图标记：电气隔离板100、第一通孔110；
第一密封圈200；
灭火包300；
隔板组件400、隔板410、第二通孔411、单向阀420、阀片421；
第二密封圈500；
上盖600、出气孔610；
第一排气通道710、第二排气通道720；
下箱体810、电芯820、防爆阀821、螺柱822、汇流排830、螺母840。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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。
参照图1至图6，根据本申请的第一方面实施例的排气组件，用于包含有多个电芯820的电池模组，包括电气隔离板100、单向阀420和上盖600。电气隔离板100开设有至少一个第一通孔110，各第一通孔110用于导出至少一个电芯820排出的气体。上盖600固定于电气隔离板100，且上盖600和电气隔离板100之间形成有第一排气通道710，上盖600还设有与第一排气通道710连通的出气孔610，第一排气通道710与各第一通孔110连通。各单向阀420用于封闭至少一个第一通孔110，且各单向阀420能够被从第一通孔110流向第一排气通道710的气体打开。
根据本申请实施例的排气组件，至少具有如下有益效果：各单向阀420能够被从第一通孔110流向第一排气通道710的气体打开，也即单向阀420只能被从第一通孔110流向第一排气通道710的气体，而不能被反向打开，由此当任意一个电芯820排出气体时，气体会依次通过第一排气通道710和出气孔610，最终排出至外界，在此过程中，气体被相应的单向阀420隔开，其它电芯820不容易影响出现热失控。
具体的，各第一通孔110可导出一个电芯820排出的气体，各第一通孔110也可导出多个电芯820排出的气体。一个第一通孔110对应管理的电芯820的数量越少，热管理越为精细。类似的，一个单向阀420用于封闭一个第一通孔110，一个单向阀420也可用于封闭多个第一通孔110。
较优的实施例中，各第一通孔110一一用于导出各电芯820排出的气体，单向阀420的数量与第一通孔110的数量相同。此时，各电芯820被各单向阀420一一精细管理，一个电芯820排出气体，其余电芯820不容易出现热失控。
参照图2和图6，在本申请的一些实施例中，排气组件还包括隔板410，隔板410位于上盖600与电气隔离板100之间，隔板410和上盖600之间形成有第二排气通道720，第二排气通道720与出气孔610连通。隔板410设有至少一个第二通孔411，各第二通孔411的一端与第二排气通道720连通，各第二通孔411的另一端与至少一个第一通孔110连通。
由此，气体通过第二通孔411时，会将热量传导给隔板410，气体的热量被隔板410吸收后，温度会下降，由此有利于保护上盖600。
具体的，为实现隔板410与电气隔离板100之间的密封，设置有第一密封圈200，第一密封圈200夹持在隔板410与电气隔离板100之间。类似的，为实现隔板410与上盖600之间的密封，设置有第二密封圈500，第二密封圈500夹持在隔板410与上盖600之间。
具体的，各第二通孔411的另一端与一个第一通孔110连通，各第二通孔411的另一端也可与多个第一通孔110连通。较优的实施例中，第二通孔411的数量与第一通孔110的数量相同，各第二通孔411的另一端一一与各第一通孔110连通。
参照图2和图3，在本申请的进一步实施例中，单向阀420包括至少一个阀片421，各阀片421的一端与隔板410转动连接，转动至第一位置的各阀片421能够封闭第二通孔411，转动至第二位置的各阀片421能够打开第二通孔411，当气体从第二通孔411流向第二排气通道720时，各阀片421能够从第一位置转动至第二位置。
由此，通过阀片421的转动即可实现第二通孔411的打开或关闭，单向阀420的结构简单，有利于降低单向阀420的生产成本。
具体的，第一位置为阀片421水平摆放的位置，第二位置为阀片421与水平面的夹角大于零的位置，即只要阀片421倾斜，气体能够从第二通孔411排出，该位置即可以是第二位置。具体的，第二位置为阀片421与水平面的夹角为30°、45°、60°、90°或其它角度时的位置。阀片421可只设置一片，也可设置两片(参照图2和图3)，还可以是其它数量。
需要说明的是，隔板410与单向阀420组成了隔板组件400，即两者通常是连接在一起的。
在本申请的进一步实施例中，隔板410的材料为铜、铝或铝合金。此时，隔板410的导热性能较好，可快速对电芯820排出的气体进行降温。
参照图3和图6，在本申请的一些实施例中，排气组件还包括至少一个灭火包300，各灭火包300位于第一排气通道710中，各第一通孔110的一侧设有至少一个灭火包300。
由此，当出现起火现象时，灭火包300可释放灭火剂，扑灭相应的火源，从而提升电池模组的安全性能。
具体的，灭火包300可包含干粉灭火剂。灭火包300可粘贴固定在隔板410的下表面。
参照图1和图2，在本申请的一些实施例中，上盖600可拆卸地固定于电气隔离板100。由此，可方便将灭火包300安装在第一排气通道710中。且当灭火包300失效后，可通过拆卸上盖600来更换灭火包300。
具体的，上盖600通过紧固件(螺钉或螺柱等)固定于电气隔离板100。此外，上盖600也可卡接固定于电气隔离板100。
参照图1和图2，在本申请的一些实施例中，上盖600包括电路板，电路板用于采集各电芯820的电信号。
此时，上盖600还集成有电路板(电路板为上盖600的一部分，或者上盖600整体即为电路板)，无需安排其它空间安装电路板，由此有利于缩小排气组件的体积。
参照图8和图9，根据本申请的第二方面实施例的电池模组，包括上述的排气组件，还包括至少一个电芯820，各电芯820包括防爆阀821，各防爆阀821的位置分别与各第一通孔110的位置对应。
根据本申请实施例的电池模组，至少具有如下有益效果：通过使用上述的排气组件，可排出任意一个电芯820产生的气体，而不容易影响其它电芯820，电池模组的热失控管理更为精细。
参照图8和图9，在本申请的一些实施例中，电气隔离板100与各电芯820可拆卸地固定。由此当某一电芯820出现问题时，可通过拆卸电气隔离板100，及时完成电芯820的更换，维修便利性好。
具体的，电池模组还包括下箱体810、汇流排830、螺母840和电线。下箱体810设有容置槽，容置槽设有开口，各电芯820排列在下箱体810内，电气隔离板100封闭容置槽的开口。电芯820包括螺柱822，螺柱822穿过汇流排830后与螺母840螺纹配合，从而实现电气隔离板100与各电芯820的可拆卸地固定。
此外，每颗电芯820包含两个螺柱822，一个螺柱与裸电芯的正极电连接，另一个螺柱与裸电芯的负极电连接，电线用于实现电路板与螺柱的电连接。
根据本申请的第三方面实施例的电池包，包括上述的电池模组。
根据本申请实施例的电池包，至少具有如下有益效果：通过使用上述的电池模组，有利于提升电池包的安全性能。
结合上述，本申请的实施例的排气组件具有如下有益效果。
第一、有利于解决电池包在竖直方向上空间不足的问题，提高整电池包的空间利用率。
第二、有利于解决电池模组的信号采集与第一排气通道710集成一体化问题，即电路板可作为上盖600，从而封闭第一排气通道710。
第三、电池模组热失控过程中产生的高温气体可以顺利排出，降低发生热蔓延的概率。
第四、电路板实现信号，电压，电流的采集。
第五、采用灭火包300和单向阀420的设计，降低了热蔓延带来的安全问题。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (9)

1.排气组件，用于包含有多个电芯的电池模组，其特征在于，包括：
电气隔离板，开设有至少一个第一通孔，各所述第一通孔用于导出至少一个电芯排出的气体；
上盖，固定于所述电气隔离板，且所述上盖和所述电气隔离板之间形成有第一排气通道，所述上盖还设有与所述第一排气通道连通的出气孔，所述第一排气通道与各所述第一通孔连通；
隔板，所述隔板位于所述上盖与所述电气隔离板之间，所述隔板和所述上盖之间形成有第二排气通道，所述第二排气通道与所述出气孔连通；所述隔板设有至少一个第二通孔，各所述第二通孔的一端与所述第二排气通道连通，各所述第二通孔的另一端与至少一个所述第一通孔连通；
单向阀，各所述单向阀用于封闭至少一个所述第一通孔，且各所述单向阀能够被从所述第一通孔流向所述第一排气通道的气体打开，所述单向阀包括至少一个阀片，各所述阀片的一端与所述隔板转动连接，所述阀片能够打开或封闭所述第二通孔。
2.根据权利要求1所述的排气组件，其特征在于，转动至第一位置的各所述阀片能够封闭所述第二通孔，转动至第二位置的各所述阀片能够打开所述第二通孔，当气体从所述第二通孔流向所述第二排气通道时，各所述阀片能够从所述第一位置转动至所述第二位置。
3.根据权利要求1所述的排气组件，其特征在于，所述隔板的材料为铜、铝或铝合金。
4.根据权利要求1所述的排气组件，其特征在于，还包括至少一个灭火包，各所述灭火包位于所述第一排气通道中，各所述第一通孔的一侧设有至少一个所述灭火包。
5.根据权利要求4所述的排气组件，其特征在于，所述上盖可拆卸地固定于所述电气隔离板。
6.根据权利要求1所述的排气组件，其特征在于，所述上盖包括电路板，所述电路板用于采集各所述电芯的电信号。
7.电池模组，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的排气组件，还包括至少一个电芯，各所述电芯包括防爆阀，各所述防爆阀的位置分别与各所述第一通孔的位置对应。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述电气隔离板与各所述电芯可拆卸地固定。
9.电池包，其特征在于，包括权利要求7或8所述的电池模组。
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