CN114843697B - 一种电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池设计的技术领域,提供了一种电池模组,包括电池包和布置在所述电池包上方的防蔓延组件,所述防蔓延组件包括层叠设置的第一隔热板和位于第一隔热板上方的第二隔热板,第一隔热板上的第一凹槽结构与第二隔热板上的第二凹槽结构共同构造出导流通道,使得热失控电芯喷出的流体冲破第一薄弱部后冲击第二凹槽结构的底部并向两侧流入导流通道,可避免热失控电芯喷出的流体引燃相邻的电芯单元,从而提高了整个电池模组的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池设计技术领域,特别涉及一种电池模组。
背景技术
目前国家对储能安全相当重视,电化学储能的安全是重中之重。然而电池模组热失控在BMS(电池管理系统)中不能得到正常保护,热失控会造成严重安全隐患。
在现有技术中,热失控泄压阀喷出的流体通过导流凹槽导流,但是喷出的流体容易流到相邻电芯的泄压阀开口上。由于喷出的流体温度高,容易引燃相邻电芯,不能有效隔断热源或者火源,导致整个电池包热失控。此外,热失控电芯的喷出的流体急剧喷出,将造成电池包的深度破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池模组,以解决现有技术中的电池模组的电芯热失控后不能有效隔离热源和火源,从而造成整个电池包被破坏的技术问题。
本发明提供的一种电池模组,包括:电池包和布置在所述电池包上方的防蔓延组件,所述防蔓延组件包括层叠设置的第一隔热板和位于第一隔热板上方的第二隔热板;所述电池包包括沿第一方向排列的多个电芯单元,所述电芯单元包括泄压阀;
所述第一隔热板包括沿第一方向延伸的第一凹槽结构,所述第二隔热板包括沿第一方向延伸的第二凹槽结构;所述第二凹槽结构位于所述第一凹槽结构所形成的容置空间内,所述第二凹槽结构与所述第一凹槽结构造出导流通道;
所述第一凹槽结构的底部设置有多个第一薄弱部,所述第一薄弱部与所述泄压阀一一对应,用于遮挡所述泄压阀喷出的流体,并在当所述流体的冲击力大于所述第一薄弱部的压力阈值时破损,以使得所述流体冲击所述第二凹槽结构的底部后向两侧流入所述导流通道。
可选地,所述第二隔热板的底部向靠近所述第一隔热板的一侧延伸出与所述泄压阀形状相适应的壁部,所述壁部远离所述第二隔热板的一端压合在所述第一隔热板上,并包围所述第一薄弱部;
所述壁部包括沿第一方向相对设置的两个间隔部、以及用于衔接所述间隔部且相对设置的两个第二薄弱部;所述第二隔热板向下延伸形成的所述间隔部、所述第二薄弱部和所述第一薄弱部之间构成缓冲区;
所述第二薄弱部用于当进入所述壁部内的流体压力大于所述第二薄弱部的压力阈值时破损,以使得所述流体经所述缓冲区后向两侧流入所述导流通道。
可选地,所述第二薄弱部的厚度小于所述间隔部的厚度;和/或,所述第二薄弱部的厚度由靠近所述第二凹槽结构的一端向靠近所述第一凹槽结构的一端逐渐变小。
可选地,所述第二薄弱部的最小厚度小于第一薄弱部的厚度;
和/或,所述第二薄弱部的压力阈值小于所述第一薄弱部的压力阈值;
和/或,所述第一薄弱部的厚度H1设置为:0.25mm<H1≤0.5mm,所述第二薄弱部的厚度H2设置为:0.2mm≤H2≤0.25mm。
可选地,所述第二隔热板远离所述第一隔热板的一侧设置有加强筋,所述加强筋位于所述第二凹槽结构的槽底;
所述加强筋在所述第一隔热板上的正投影与所述第一薄弱部至少部分重叠;和/或,所述加强筋的厚度为所述第二隔热板厚度的两倍。
可选地,所述第一隔热板在靠近所述泄压阀的部位形成朝向所述第二隔热板凸起的隔热板立壁;
所述隔热板立壁包括自下而上依次设置的第一环形立壁和第二环形立壁,所述第二环形立壁的内径小于所述第一环形立壁的内径;
所述第一薄弱部的边沿与所述第二环形立壁的顶面连接,所述第一环形立壁、所述第二环形立壁和所述第一薄弱部构成用于所述流体导流的导流区。
可选地,所述隔热板立壁两侧的所述第一凹槽结构的槽底向下凹陷形成底部凹槽,所述底部凹槽用于为所述流体提供导流。
可选地,所述第一环形立壁与第二方向的倾斜角为:2度~8度;和/或,所述第二环形立壁与所述第二方向的倾斜角为:40度~50度;其中,所述第二方向为所述导流区的中心轴线方向。
可选地,所述第二凹槽结构的槽底为曲面结构,所述曲面结构向远离所述第一凹槽结构的方向凸起,所述第一薄弱部位于所述曲面结构朝向所述电池包的一侧。
可选地,所述防蔓延组件与所述电池包之间设置有走线板;
所述第二隔热板在所述电池包上的正投影覆盖所述电池包的电极;和/或,所述第一隔热板靠近所述电池包的一侧设置有采样线束,所述采样线束布置在所述走线板的上表面。
本发明提供的电池模组,由于设置了防蔓延组件,该防蔓延组件由第一隔热板和第二隔热板构造出导流通道,同时第一隔热板的第一凹槽结构底部设置有多个与泄压阀一一对应的第一薄弱部,当泄压阀喷出的流体的压力大于第一薄弱部的压力阈值时,第一薄弱部破损同时也降低了流体的压力,使得流体经第二凹槽结构之后向两侧汇入导流通道并排出,不会影响相邻电芯的正常运行,减小了热失控时电池包的损失,提升了整个电池模组的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电池模组的整体结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种电池模组的内部结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种电池模组沿垂直于第一方向的截面结构示意图;
图4为本发明实施例提供的图3中A的局部结构示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种电池模组的防蔓延组件的局部结构示意图;
图6为本发明实施例提供的另一种电池模组的第二隔热板的正面结构示意图;
图7为本发明实施例提供的另一种电池模组的第二隔热板的背面结构示意图;
图8为本发明实施例提供的又一种电池模组的防蔓延组件的局部结构示意图;
图9为本发明实施例提供的再一种电池模组的防蔓延组件的局部结构示意图;
图10为本发明实施例提供的一种电池模组的走线板的俯视结构示意图。
图中:100-电池包;110-电芯单元;120-泄压阀;130-防火隔热层;200-防蔓延组件;210-第一隔热板;211-第一凹槽结构;212-底部凹槽;220-第二隔热板;221-第二凹槽结构;222-加强筋;223-曲面结构;230-导流通道;240-壁部;241-间隔部;250-缓冲区;260-隔热板立壁;261-第一环形立壁;262-第二环形立壁;270-导流区;300-箱体上盖;400-箱体下盖;500-走线板;600-采样线束;a-第一薄弱部;b-第二薄弱部。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1至图3,本发明实施例提供了一种电池模组,包括:电池箱体、位于电池箱体内的电池包100和防蔓延组件200,防蔓延组件布置在电池包100的上方。其中,电池箱体包括上盖300和下盖400,电池包100安装在下盖400的容置空间内;防蔓延组件200包括层叠设置的第一隔热板210和第二隔热板220,第二隔热板220位于第一隔热板210的上方。
可选地,第一隔热板210或者第二隔热板220均可采用防火性能(或者耐高温性能)较好的隔热材料制成。例如,隔热材料可以采用云母或者石棉等。
本实施例提供的图1至图3中示意出了两组电池包100,每组电池包100均包括多个电芯单元110,多个电芯单元110沿第一方向排列。请参阅图4,每个电芯单元110均设置有一个泄压阀120,泄压阀120用于电芯单元110热失控时的导流(泄压阀120正常工作状态下为闭合),以避免电芯单元110发生爆炸等安全问题。
继续参阅图4,第一隔热板210包括沿第一方向延伸的第一凹槽结构211,第二隔热板220包括沿第一方向延伸的第二凹槽结构221。其中,第一凹槽结构211的宽度大于第二凹槽结构221的宽度,使得第二凹槽结构221位于第一凹槽结构211所形成的容置空间内,并与第一凹槽结构211共同构造出导流通道230。流体在导流通道230中流动方向与第一方向平行,利用导流通道230可将热失控产生的流体排出到电池模组的外部,不会对相邻的电芯单元造成影响,提升了整个电池模组的安全性。
请参阅图5,第一凹槽结构211的底部设置有多个第一薄弱部a,多个第一薄弱部a沿着第一方向间隔设置,并且第一薄弱部a与泄压阀120一一对应。其中,第一薄弱部a用于遮挡泄压阀120喷出的流体,并在当流体的冲击力大于第一薄弱部a的压力阈值时破损,以使得流体冲击第二凹槽结构221(靠近第一凹槽结构211的一侧,即第二凹槽结构的底部)后,在第二凹槽结构底部的引导下,向两侧流入导流通道230并排出至电池模组的外部。
需要说明的是,第一薄弱部a的厚度小于第一隔热板210上其它部位的厚度。此外,由于第一凹槽结构211的底部设置有第一薄弱部a,通过在上方设置第二凹槽结构221,利用折弯和弧度可以增加第一隔热板210上的第一薄弱部a附近的结构强度,从而提升整个防蔓延组件200的应力承受能力,同时由于第二隔热板220的底部离第一薄弱部a的距离更近,在电芯单元110热失控时,便于泄压阀120中喷出的流体通过第二隔热板220的凹槽底部向两侧的导流通道230进行导流。
可选的,第一薄弱部a可以通过设置断点,使得第一薄弱部a在热失控时容易破裂。
本实施例提供的电池模组,由于设置了防蔓延组件200,该防蔓延组件200由第一隔热板210和第二隔热板220构造出导流通道230,同时第一隔热板210的第一凹槽结构211底部设置有多个与泄压阀120一一对应的第一薄弱部a,当泄压阀120喷出的流体的压力大于第一薄弱部a的压力阈值时,第一薄弱部a破损同时也降低了流体的压力,使得流体经第二凹槽结构221之后向两侧汇入导流通道230并排出,不会影响相邻电芯的正常运行,减小了热失控时电池包100的损失,提升了整个电池模组的安全性。
在一个可选的实施例中,请参阅图5至图7,第二隔热板220的第二凹槽结构221的底部向下方延伸出与泄压阀120形状相适应的壁部240,壁部240压合在第一隔热板210上,壁部240将第一薄弱部a的周边区域包围。壁部240包括沿第一方向相对设置的两个间隔部241、以及用于衔接间隔部241且相对设置的两个第二薄弱部b。
可选地,壁部240在第一凹槽结构211底部的正投影呈环形结构(类似于环形跑道),第二薄弱部b设置在壁部240两端的半圆环形收窄开口处,这样有助于为喷出的流体导流,同时有利于促成第二薄弱部b的破裂。
具体地,第二凹槽结构221向下延伸形成的间隔部241、第二薄弱部b和第一薄弱部a之间构成缓冲区250。第二薄弱部b用于当进入壁部240内的流体压力大于第二薄弱部的压力阈值时破损,以使得流体经缓冲区250后向两侧流入导流通道230。间隔部241的设置可以防止热失控产生的流体流向相邻的电芯,进一步防止热失控电芯对相邻电芯的影响,提升了整个电池模组的安全性;另外,间隔部241的设置增加了第一薄弱部a和第二薄弱部b附近的应力强度,可以防止压力急剧变化时对整个电池包100带来的破坏性冲击。
可选地,本实施例中的第一薄弱部a的材质与第一隔热板210的材质相同,第二薄弱部b的材质与第二隔热板220的材质相同。
本实施例提供的电池模组,通过在第二凹槽结构221的底部设置壁部240,壁部240间隔部241和第二薄弱部b,并且包围第一薄弱部a,当流体冲破第一薄弱部a后进入缓冲区250,流体在缓冲区内得到一定的缓冲,产生一定的压降,然后冲破第二薄弱部b,产生进一步的压降,缓冲区的设置有助于防止气压急剧变化对电池包100带来的破坏性冲击,最后流体进入导流通道230向外排出;在电池模组外部框架上的风扇和导流孔的作用下,流体中的气体迅速往外扩散,气压迅速下降,从而不会对相邻电芯构成影响,达到了有效隔离热源和火源的效果。
可选地,继续参阅图7,第二薄弱部b的厚度小于间隔部241的厚度,使得第二薄弱部b相对于壁部240的其它位置更容易破裂。
可选地,继续参阅图5,第二薄弱部b的厚度由靠近第二凹槽结构221的一端(即第二薄弱部b的上端)向靠近第一凹槽结构211的一端(即第二薄弱部b的下端)逐渐变小。第二薄弱部b的远离第二凹槽结构221的一端(即第二薄弱部b的下端)压合在第一凹槽结构211的槽底上。
可选的,第二薄弱部b和间隔部与第一凹槽结构211的槽底之间的配合方式都为过盈配合,以保证壁部240与第一凹槽结构211的槽底之间的密封效果。
继续参阅图5,泄压阀120喷出的流体冲破第一薄弱部a后,进入缓冲区250,当进入缓冲区250的流体压力大于第二薄弱部b厚度较小的一端(下端)的压力阈值时,第二薄弱部b发生破损,第二薄弱部b的厚度向远离第二凹槽结构221的一端逐渐变小,使得第二薄弱部b的靠近第一凹槽结构211的一端容易发生破裂,从而有助于流体突破第二薄弱部b,进而流入导流通道230排出。
本实施例提供的电池模组,第二薄弱部b的厚度由靠近第二凹槽结构221的一端向靠近第一凹槽结构211的一端逐渐变小,当泄压阀120喷出的流体冲破第一薄弱部a后进入缓冲区250,且流体的压力大于第二薄弱部b厚度较小的一端的压力阈值时,第二薄弱部b发生破损,从而使得流体突破第二薄弱部b,流入导流通道230排出;同时由于第二薄弱部b的厚度向远离第二凹槽结构221的一端逐渐变小,使得第二薄弱部b靠近第一凹槽结构211的一端容易破裂,有助于流体冲破第二薄弱部b,流入导流通道230,防止了气压急剧变化对电池包100带来的破坏性影响。
可选地,第二薄弱部b的最小厚度小于第一薄弱部a的厚度,或者说第一薄弱部a的厚度大于第二薄弱部b的最小厚度,使得第二薄弱部b的压力阈值小于第一薄弱部a的压力阈值。其中,第二薄弱部b的最小厚度设置为适于电芯热失控后在缓冲区250压降后的气流穿过的厚度值。
具体地,当热失控泄压阀120喷出的流体压力大于第一薄弱部a的压力阈值时,流体冲破第一薄弱部a,进入缓冲区250,第二薄弱部b的厚度决定了处于缓冲区250的流体是否能够冲破第二薄弱部b进入导流通道230,由于第一薄弱部a的破损使得流体产生了一定的压降,因此第二薄弱部b的最小厚度小于第一薄弱部a的厚度,使得处于缓冲区250的流体在产生一定的压降后,能够冲破第二薄弱部b进入导流通道230排出。
可选的,第一薄弱部a的厚度H1设置为:0.25mm<H1≤0.5mm。可选的,第一薄弱部a的厚度H1为0.3mm。
具体地,第一薄弱部a的厚度设置为适于电芯热失控后喷出的流体穿过的厚度值,小于适于电芯热失控后喷出的流体穿过的最大厚度值,使得热失控泄压阀120喷出的流体压力大于第一薄弱部a的压力阈值时,流体能够冲破第一薄弱部a,进入缓冲区250,进而流入导流通道230排出,有助于防止气压急剧变化对电池包100带来的破坏性冲击。如果第一薄弱部a的厚度设置为大于热失控电芯喷出的流体穿过的最大厚度值,热失控电芯内的流体会因不能及时排出而气压急剧上升造成电池包100的深度破坏。
可选地,第二薄弱部b的最小厚度H2设置为:0.2mm≤H2≤0.25mm。可选的,第二薄弱部b的最小厚度H2为0.2mm。
具体地,第二薄弱部b的最小厚度设置为适于电芯热失控后在缓冲区250压降后的气流穿过的厚度值。第二薄弱部b的最小厚度小于或等于第一薄弱部a的厚度,同时第二薄弱部b的数值范围大于处于缓冲区250的流体可能会对电池包100造成破坏性影响的最大厚度。
当热失控泄压阀120喷出的流体压力大于第一薄弱部a的压力阈值时,流体冲破第一薄弱部a,进入缓冲区250。第一薄弱部a的破损使得流体产生了一定的压降,因此第二薄弱部b的最小厚度小于第一薄弱部a的厚度,使得处于缓冲区250的流体能够冲破第二薄弱部b进入导流通道230排出,防止流体对电池包100的冲击造成破坏性影响。
可选的,继续参阅图5,第二凹槽结构221远离第一凹槽结构211的一侧设置有加强筋222,加强筋222位于第二凹槽结构221的槽底位置。加强筋222在第一隔热板210上的正投影与第一薄弱部a至少部分重叠,提高了第二凹槽结构221槽底的结构强度,从而进一步提升了防蔓延组件200在第一薄弱部a附近的应力承载能力。
可选地,加强筋222的厚度为第二隔热板220厚度的两倍,进一步提升第二凹槽结构221的结构强度。
本实施例中,在第二隔热板220上设置加强筋222,一方面可以增强第二凹槽结构221槽底的结构强度,防止热失控喷出的流体冲破第二隔热板220;另一方面,加强筋222所处位置正对第一隔热板210上的第一薄弱部a,也可以增强第一隔热板210上第一薄弱部a附近的应力强度。为了防止加强筋222自重过大,以及考虑节省材料的需要,加强筋222对准第一薄弱部a设计。
可选地,加强筋222的截面形状可以为矩形、方形、三角形、椭圆形等各种形状。
本实施例提供的电池模组,第二凹槽结构221的槽底设有加强筋222,加强筋222在第一隔热板210上的正投影与第一薄弱部a至少部分重叠,加强筋222的厚度为第二隔热板220厚度的两倍,防止热失控喷出的流体冲破第二隔热板220,增强第一薄弱部a附近的应力强度,有助于防止热失控电芯喷出的流体对其它电芯带来的破坏性冲击。
可选的,参阅图8,第一隔热板210在靠近泄压阀120的部位形成隔热板立壁260,隔热板立壁260朝第二隔热板220的方向凸起,隔热板立壁260包括自下而上依次设置的第一环形立壁261和第二环形立壁262,第二环形立壁262的内径小于第一环形立壁261的内径,使得整个隔热板立壁260整体呈下粗上窄的结构。
具体地,第一薄弱部a的边沿与第二环形立壁262的顶面连接。第一环形立壁261、第二环形立壁262和第一薄弱部a之间构成导流区270,导流区270主要用于汇聚泄压阀120喷出的流体,从而有助于为热失控电芯中的流体导流,防止热失控电芯对相邻电芯带来的破坏性影响。
本实施例中,通过设置隔热板立壁260,使得热失控电芯的泄压阀120喷出的流体快速汇聚并进入导流区270,这样流体可以快速冲破第一薄弱部a并进入缓冲区250,同时从缓冲区250流出的流体也能够沿着隔热板立壁260向两侧的导流通道230流动,这样有利于提升导流效率,进一步降低了热失控电芯喷出的流体对相邻电芯单元的影响。
第二薄弱部b远离第二隔热板220的一端(即第二薄弱部b厚度较小的一端)压合在第二环形立壁262的顶面(二者之间可以采用过盈配合的方式提高缓冲区250的密封效果)。此时第一环形立壁261、第二环形立壁262、第二薄弱部b、第二凹槽结构221在垂直于第一方向所在平面上的投影尺寸之和等于导流通道230的高度。
可选的,继续参阅图8,为了进一步防止热失控电芯喷出的流体对相邻电芯单元造成影响,隔热板立壁260两侧的第一凹槽结构211的槽底进一步向下凹陷形成底部凹槽212,使得导流通道230的槽深增加,同时底部凹槽212沿第一方向延伸,便于收集喷出的流体并为流体提供导流。
当电芯单元110发生热失控时,电芯单元110内部的压力会逐渐增大,当电芯单元110内部的压力大于第一薄弱部a的压力阈值时,泄压阀120的流体会冲破第一薄弱部a,进入缓冲区250,并在流体压力大于第二薄弱部b的压力阈值时冲破第二薄弱部b,喷出的流体从第二薄弱部b流出进入第一凹槽结构211底部的底部凹槽212,并沿底部凹槽212往电池包100的外部流动。
本实施例提供的电池模组,通过将底部凹槽212设置成向下进一步凹陷的结构,保证流体只会在底部凹槽212的沟槽内流动,不会影响周围的相邻电芯,可以防止喷出流体的高温对相邻电芯的热影响,防止相邻电芯的热失控。另外,流体中的气体在电池包100外部框架上的风扇和散热孔的作用下会迅速往外扩散,气压迅速下降,从而不会对相邻电芯的第二薄弱部b构成影响。
在一个可选的实施例中,继续参阅图8,为了进一步增加导流效果,第一环形立壁261和第二环形立壁262均设置成向内倾斜的结构,使得导流区270的内部空间整体呈锥台形结构。
可选的,为了方便描述,本实施例中设定导流区的中心轴线方向为第二方向,第一环形立壁261与第二方向的倾斜角a1设置为:2°≤a1≤8°。
可选的,第二环形立壁262与第二方向的倾斜角a2设置为:40°≤a2≤50°。
具体地,从第二隔热板上延伸下来的间隔部241和第二薄弱部b设置在第二环形立壁262的顶面上,第二环形立壁262的顶面与第一薄弱部a的边沿相连接;由于第二环形立壁262倾斜角的设置,使得第二环形立壁262的顶面较宽,从而第二隔热板上延伸下来的间隔部241和第二薄弱部b设置在第二环形立壁262的顶面上,有利于缓冲区250的构成,从而有助于防止热失控电芯中的流体对电池包100的冲击造成的破坏性影响。
本实施例提供的电池模组,由于第一环形立壁261与第二环形立壁262向内倾斜设置,使得导流区270构成逐渐收窄的口,这样有助于第一薄弱部a破裂,有助于为流体导流;同时从第二薄弱部b流出的流体,沿着第一环形立壁261和第二环形立壁262的壁面,流入第一隔热板210两侧的导流通道230并排出,进一步避免了热失控电芯中的流体对其它电芯单元110的冲击破坏。
可选的,请参阅图9,为了增加缓冲区250的空间,本实施例将第二凹槽结构221的槽底设置呈曲面结构223,曲面结构223向远离第一凹槽结构211的方向凸起(呈拱形结构),第一薄弱部a位于曲面结构223朝向电池包100的一侧。
具体地,当电芯单元110发生热失控时,从泄压阀120喷出的流体冲破第一薄弱部a进入缓冲区250,通过将第二凹槽结构221的槽底设置为曲面结构223,曲面结构223向远离第一凹槽结构211的方向凸起,从而增大了缓冲区250的空间,有利于增强第二隔热板220的抗冲击能力,防止热失控电芯喷出的流体急剧喷出,造成电池包的深度破坏;同时当喷出流体进入缓冲区250时,缓冲区250空间的增大有利于破坏第二薄弱部b,从而将流体导流入导流通道230排出。
可选地,曲面结构223上可以设置加强筋222,有利于提升第二隔热板220的结构强度。
本实施例提供的电池模组,第二凹槽结构221的槽底为曲面结构223,曲面结构223向远离第一凹槽结构211的方向凸起,第一薄弱部a位于曲面结构223的凹面侧。当热失控泄压阀120喷出的流体冲破第一薄弱部a进入缓冲区250,将第二凹槽结构221的槽底设置为曲面结构223增大了缓冲区250的空间,有利于增强第二隔热板220的抗冲击能力,防止热失控电芯喷出的流体急剧喷出造成电池包的深度破坏。同时,缓冲区250空间的增大有利于第二薄弱部b的破坏,从而有利于将处于缓冲区250的流体导流排入导流通道230。
可选的,请参阅图1、图8、图9和图10,防蔓延组件200和电池包100之间设置有走线板500,防蔓延组件200包括叠放的第二隔热板220和第一隔热板210。第二隔热板220和第一隔热板210通过卡扣耦合安装在走线板500上。当热失控电芯喷出的流体冲破第一薄弱部a时,喷出流体对第二隔热板220和第一隔热板210的冲击可能导致第二隔热板220和第一隔热板210的脱落,通过将第二隔热板220和第一隔热板210卡扣耦合安装在走线板500上,可以防止喷出的流体对第二隔热板220和第一隔热板210的冲击造成第二隔热板220和第一隔热板210的脱落和其他破坏性影响。
可选的,第二隔热板220在电池包100上的正投影覆盖电池包100的电极。电池箱体包括箱体上盖300、电池包100以及电池箱体下盖400组件,其中,箱体上盖300为铁质材料。当第二隔热板220在电池包100上的正投影覆盖电池包100的电极时,电池包100的电极与电池箱体的铁质上盖300之间构成绝缘,可以防止电极与铁质上盖300之间,因爬电距离不够造成的导电或者短路。从而能够二级保护电芯热失控,把火源限制在电池包100之内,防止热失控蔓延到相邻的电池包100中。
本实施例提供的电池模组,防蔓延组件200和电池包100之间设置有走线板500,第二隔热板220和第一隔热板210通过卡扣耦合安装在走线板500上,当热失控电芯喷出的流体冲破第一薄弱部a时,通过卡扣耦合安装在走线板500上,可以防止喷出的流体对第二隔热板220和云母片的冲击造成第二隔热板220和第一隔热板210的脱落和其他破坏性影响。
可选的,第二隔热板220在电池包100上的正投影覆盖电池包100的电极,电池包100的电极与电池箱体的铁质上盖300之间构成绝缘,可以防止电极与铁质上盖300之间形成短路,从而能够对电芯单元的热失控实施二级保护,将火源限制在电池包100内,防止热失控蔓延到相邻的电池包100中。
可选的,继续参阅图8至图10,第一隔热板210靠近电池包100的一侧设置有采样线束600。采样线束600布置在走线板500的上表面。电池采样线束600设计在第一凹槽结构211靠近电池包100的两侧空间,电池采样线束600通过扎线带固定在走线板500上与防蔓延组件200互不干涉,使得空间利用合理。当电芯热失控时,从热失控泄压阀120喷出的流体沿着导流通道230排出,采样线束600远离凹槽底部,并与导流通道230有一定的间隔,可以防止高温的流体对线束的影响,从而解决了现有技术的采样线束600直接搭在防爆仓上面,造成线束易失效的问题。
可选地,第二隔热板220的材质和第一隔热板210的材质相同,为多层高压复合板材,厚度从0.2mm~2mm可调,具有超强的隔热能力和耐高温能力。请参阅图2,电池包100之间设有防火隔热层130,防火隔热层130材料为柔性防火隔热绝缘层,超过1200℃的耐温能力,在热失控的条件下保持极佳的电气绝缘性能。通过防火隔热层130与防蔓延组件200的整体设计,从而进一步保证了某一电芯热失控时不会传导到相邻电芯,防止电池包热串烧。
本实施例提供的电池模组,第一凹槽结构211靠近电池包100的一侧设置有采样线束600,采样线束600布置在走线板500的上表面。电池采样线束600设计在第一凹槽结构211靠近电池包100的两侧空间,电池采样线束600通过扎线带固定在走线板500上,与防蔓延组件200互不干涉,使得空间利用合理;当电芯热失控时,从热失控泄压阀120喷出的流体沿着导流通道230排出,采样线束600远离凹槽底部,并与导流通道230有一定的间隔距离,可以防止高温的流体对采样线束600的影响,从而解决了现有技术的采样线束600直接搭在防爆仓上面,造成线束易失效的问题。
可选的,电池包100之间设有防火隔热层130,防火隔热层130材料为柔性防火隔热绝缘层,在热失控的条件下保持极佳的电气绝缘性能。通过防火隔热层130与防蔓延组件200的整体设计,从而进一步保证了某一电芯热失控时不会传导到相邻的电芯单元110。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电池模组,其特征在于,包括:电池包和布置在所述电池包上方的防蔓延组件,所述防蔓延组件包括层叠设置的第一隔热板和位于第一隔热板上方的第二隔热板;所述电池包包括沿第一方向排列的多个电芯单元,所述电芯单元包括泄压阀;
所述第一隔热板包括沿第一方向延伸的第一凹槽结构,所述第二隔热板包括沿第一方向延伸的第二凹槽结构;所述第二凹槽结构位于所述第一凹槽结构所形成的容置空间内,所述第二凹槽结构与所述第一凹槽结构造出导流通道;
所述第一凹槽结构的底部设置有多个第一薄弱部,所述第一薄弱部与所述泄压阀一一对应,用于遮挡所述泄压阀喷出的流体,并在当所述流体的冲击力大于所述第一薄弱部的压力阈值时破损,以使得所述流体冲击所述第二凹槽结构的底部后向两侧流入所述导流通道。
2.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述第二隔热板的底部向靠近第一隔热板的一侧延伸出与所述泄压阀形状相适应的壁部,所述壁部远离所述第二隔热板的一端压合在所述第一隔热板上,并包围所述第一薄弱部;
所述壁部包括沿第一方向相对设置的两个间隔部、以及用于衔接所述间隔部且相对设置的两个第二薄弱部;所述第二隔热板向下延伸形成的所述间隔部、所述第二薄弱部和所述第一薄弱部之间构成缓冲区;
所述第二薄弱部用于当进入所述壁部内的流体压力大于所述第二薄弱部的压力阈值时破损,以使得所述流体经所述缓冲区后向两侧流入所述导流通道。
3.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述第二薄弱部的厚度小于所述间隔部的厚度;
和/或,所述第二薄弱部的厚度由靠近所述第二凹槽结构的一端向靠近所述第一凹槽结构的一端逐渐变小。
4.根据权利要求3所述的电池模组,其特征在于,所述第二薄弱部的最小厚度小于第一薄弱部的厚度;
和/或,所述第二薄弱部的压力阈值小于所述第一薄弱部的压力阈值;
和/或,所述第一薄弱部的厚度H1设置为:0.25mm<H1≤0.5mm,所述第二薄弱部的厚度H2设置为:0.2mm≤H2≤0.25mm。
5.权利要求1或2所述的电池模组,其特征在于,所述第二隔热板远离所述第一隔热板的一侧设置有加强筋,所述加强筋位于所述第二凹槽结构的槽底;
所述加强筋在所述第一隔热板上的正投影与所述第一薄弱部至少部分重叠;和/或,所述加强筋的厚度为所述第二隔热板厚度的两倍。
6.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述第一隔热板在靠近所述泄压阀的部位形成朝向所述第二隔热板凸起的隔热板立壁;
所述隔热板立壁包括自下而上依次设置的第一环形立壁和第二环形立壁,所述第二环形立壁的内径小于所述第一环形立壁的内径;
所述第一薄弱部的边沿与所述第二环形立壁的顶面连接,所述第一环形立壁、所述第二环形立壁和所述第一薄弱部构成用于所述流体导流的导流区。
7.根据权利要求6所述的电池模组,其特征在于,所述隔热板立壁两侧的所述第一凹槽结构的槽底向下凹陷形成底部凹槽,所述底部凹槽用于为所述流体提供导流。
8.根据权利要求6或7所述的电池模组,其特征在于,所述第一环形立壁与第二方向的倾斜角为:2度~8度;和/或,所述第二环形立壁与所述第二方向的倾斜角为:40度~50度;其中,所述第二方向为所述导流区的中心轴线方向。
9.根据权利要求1或2或3或6所述的电池模组,其特征在于,所述第二凹槽结构的槽底为曲面结构,所述曲面结构向远离所述第一凹槽结构的方向凸起,所述第一薄弱部位于所述曲面结构朝向所述电池包的一侧。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的电池模组,其特征在于,所述防蔓延组件与所述电池包之间设置有走线板;
所述第二隔热板在所述电池包上的正投影覆盖所述电池包的电极;和/或,所述第一隔热板靠近所述电池包的一侧设置有采样线束,所述采样线束布置在所述走线板的上表面。
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