CN115039277A - 电池架和包括所述电池架的能量存储装置 - Google Patents

电池架和包括所述电池架的能量存储装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电池架，当在多个电池组中的任一个电池组中发生火灾或者热失控的情况下，该电池架能够有效地防止火灾或者热量蔓延到与之相邻的其它电池组。为此，根据本发明的电池架包括：多个电池组；和架外壳，该电池架外壳包括接收空间和被设置在所述接收空间中的止挡件，其中，所述多个电池组被竖直地安装在所述接收空间中，同时彼此隔开，所述接收空间具有敞开结构，以允许竖直地连通所述多个电池组之间的空间，所述止挡件被定位在所述多个电池组之间，以与所述多个电池组隔开，并且所述止挡件被构造成在所述电池组的体积发生膨胀的情况下抑制所述电池组的体积膨胀。

Description

电池架和包括所述电池架的能量存储装置
技术领域
本公开涉及一种电池架和包括所述电池架的能量存储系统，更特别地，本公开涉及这样一种电池架：当在多个电池组中的任一个电池组中发生火灾或者热失控时，该电池架用于有效地防止火灾或者热量蔓延到相邻电池组。
本申请要求2020年3月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2020-0037032号的利益，其公开内容以其整体通过引用并入本文。
背景技术
当前，市售二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，其中，锂二次电池几乎没有或者没有记忆效应，因此，由于锂二次电池具有可以在任何方便的时候进行再充电、自放电率非常低并且能量密度高的优点，锂二次电池正在获得比镍类二次电池更多的关注。
锂二次电池主要使用锂类氧化物和碳材料分别作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，该电极组件包括分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板，其中分隔件被置于正电极板和负电极板之间；以及封装或者电池袋外壳，电极组件与电解质溶液一起被气密性地接收在该封装或者电池袋外壳中。
近来，二次电池被广泛地不仅用在诸如便携式电子装置这样的小型装置中，而且还用在诸如车辆和能量存储系统这样的中型和大型装置中。为了在中型和大型装置应用中使用，很多二次电池被电连接以增加容量和输出。特别地，由于袋型二次电池具有容易堆叠的优点，因此袋型二次电池被广泛用在中型和大型装置中。
最近，随着作为能源的使用以及对大容量结构的增长的需要，对电池架的需求正在增加，该电池架包括：串联和/或并联电连接的多个二次电池；电池组，所述多个二次电池被接收该电池组中；和电池管理系统(BMS)。
通常，电池架包括金属电池架外壳，以保护多个电池组免受外部冲击或者接收和存储电池组。近来，随着对高容量电池架的需求增加，对包括多个电池组的电池架的需求正在增加。
然而，当电池架的多个电池组中的任一个电池组的二次电池中发生热失控或者火灾时，可能由于到相邻电池组的热传递而发生热失控或者火灾传播，因此已经进行了很多尝试来防止这种情况。
特别地，发生热失控或者火灾的电池组可能由于体积膨胀而接触相邻电池组，并且这种接触快速地增加热传递速率，并且加速热失控或者火灾的蔓延。
当多个电池组以大间隔布置时，减少了能够被接收在一个电池架中的电池组的数目，并且减小了电池架的总能量密度，因此在将电池组间隔开的方面存在限制。
发明内容
技术问题
本公开被设计成解决上文描述的问题，因此本公开旨在提供一种电池架，当在多个电池组中的任一个电池组中发生火灾或者热失控时，该电池架用于有效地防止火灾或者热量蔓延到相邻电池组。
本公开的这些和其他的目的和优点可以通过以下描述来理解，并且从本公开的实施例中将是显而易见的。另外，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过在所附权利要求中阐述的手段及其组合来实现。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开所述的一种电池架包括：多个电池组；和电池架外壳，该电池架外壳具有接收空间，所述接收空间具有敞开结构，在该接收空间中，所述多个电池组被成间隔地竖直地安装并且被放置成彼此竖直连通，其中，止挡件被设置在所述接收空间中，并且以与所述多个电池组间隔开的方式被置放在所述多个电池组之间，并且该止挡件被构造成：当所述电池组的体积发生膨胀时，所述止挡件抑制所述电池组的体积膨胀。
所述电池架外壳包括上壁、下壁、左侧壁、右侧壁和后壁，以形成所述接收空间。
所述止挡件可以具有从所述左侧壁、右侧壁或者后壁中的至少一个壁水平延伸的梁形。
所述止挡件的梁形可以具有矩形、I形或者H形竖直截面。
所述止挡件可以包括：本体部，该本体部被构造成：当所述电池组的体积发生膨胀时，所述本体部挤压所述电池组；和固定部，该固定部被联接到所述后壁、左侧壁或者右侧壁中的至少一个。
所述电池架外壳可以进一步包括多个架板，所述多个架板被构造成向上支撑所述多个电池组中的每一个电池组的底部。
所述止挡件的本体部可以被连接到所述架板，并且具有向下阶形结构。
所述电池架外壳可以进一步包括基部构件，该基部构件被置于所述电池组的下表面和架板之间，并且该基部构件被构造成在预定温度或以上从固体相变到液体。
所述电池架外壳可以进一步包括热屏蔽垫，该热屏蔽垫被置放在所述止挡件的上方或下方，以阻挡热传导。
所述电池架外壳可以进一步包括冷却垫，该冷却垫被置放在所述止挡件的上方或下方，以吸收热量。
为了实现上述目的，根据本公开的一种能量存储系统包括至少一个电池架。
有利效果
根据本公开的方面，本公开所述的电池架包括：多个电池组；和电池架外壳，所述电池架外壳具有接收空间，所述接收空间具有敞开结构，在所述接收空间中，所述多个电池组被成间隔地竖直地安装并且被放置成彼此竖直连通，其中，被构造成抑制电池组的体积膨胀的止挡件被设置在所述接收空间中，使得当所述电池组的尺寸由于因热失控或者火灾引起的电池组中的所述多个二次电池单体的体积膨胀而发生变形时，所述止挡件可以抑制变形后的电池组与置放在上方或下方的电池组接触，由此防止由于从发生热失控或者火灾的电池组到相邻电池组的热传递而使得热失控或者火灾蔓延到其他电池组。
另外地，根据本公开的实施例的方面，本公开的电池架进一步包括被置放在止挡件的上方或下方的热屏蔽垫，以阻挡热传导，从而所述热屏蔽垫可以抑制从发生热失控或者火灾的电池组到置放在上方或下方的电池组的热传递。
另外地，根据本公开的另一个方面，本公开的电池架进一步包括基部构件，该基部构件被置于所述电池组的下表面和架板之间，并且被构造成在预定温度或以上从固体相变到液体，从而当在多个电池组中的任一个电池组中发生热失控或者火灾时，所述基部构件由于所产生的热量而变得更薄，以使发生热失控或者火灾的电池组向下移动。相应地，能够防止其体积由于热失控或者火灾而膨胀的电池组与相邻电池组接触，由此有效地减少热传导量。最终，当在任何电池组中发生热失控或者火灾时，均能够防止热失控或者火灾蔓延到相邻电池组。
附图说明
附图示出本公开的优选实施例，并且与以下详细描述一起用于提供本公开的技术方面的进一步理解。然而，本公开不应该被理解为限于附图。
图1是根据本公开实施例所述的电池架的示意性前立体图。
图2是根据本公开实施例所述的电池架的电池组的示意性前立体图。
图3是根据本公开实施例所述的电池架的电池组的电池单体组件的示意性立体图。
图4是根据本公开实施例所述的电池架的示意性前视图。
图5是示出根据本公开实施例所述的电池架的电池组发生体积膨胀的示意性前视图。
图6是根据本公开实施例所述的电池架的电池架外壳的示意性立体图。
图7是沿着图6中的C-C'线截取的水平截面视图，其示出了电池架的部件。
图8是根据本公开第二实施例所述的电池架的部件的水平截面视图。
图9是根据本公开第三实施例所述的电池架的部件的水平截面视图。
图10是根据本公开第四实施例所述的电池架的示意性前视图。
图11是根据本公开第五实施例所述的电池架的示意性前视图。
图12是根据本公开第六实施例所述的电池架的示意性前视图。
图13是根据本公开第六实施例所述的电池架的部件的水平截面视图。
图14是根据本公开第七实施例所述的电池架的示意性前视图。
图15是根据本公开第八实施例所述的电池架的示意性前视图。
图16是根据本公开第九实施例所述的电池架的示意性前视图。
图17是根据本公开第十实施例所述的电池架的示意性前视图。
图18是在本公开的实验中使用的经受热失控的电池组的温度变化曲线图。
图19是在本公开的实验中使用的比较示例的电池组的温度变化曲线图。
图20是在本公开的实验中使用的示例的电池组的温度变化曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语或者词语不应该被理解为限于一般的和字典的含义，而是在允许本发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。
因此，本文中描述的实施例和附图中所示的图示只是本公开的最优选的实施例，而非旨在完全地描述本公开的技术方面，从而应该理解，在提交该申请时，可能已经对其做出各种其他等同和修改。
图1是根据本公开实施例所述的电池架的示意性前立体图。图2是根据本公开实施例所述的电池架的电池组的示意性前立体图。另外地，图3是根据本公开实施例所述的电池架的电池组的电池单体组件的示意性立体图。作为参考，在图1中，X轴方向指的是左右方向，Y轴方向指的是前后方向，并且Z轴方向指的是上下方向。
参考图1到图3，本公开所述的电池架300包括多个电池组200和电池架外壳310。
首先，所述多个电池组200可以以竖直布置被接收在所述电池架外壳310中。另外，所述多个电池组200可以包括电池组外罩210、模块电池管理系统(BMS)230和电池单体组件100，所述电池单体组件100具有被设置在所述电池组外罩210中且沿着一定方向堆叠的多个二次电池单体110。这里，所述模块BMS 230可以被构造成测量所述电池组200的电流和温度，并且控制所述多个二次电池单体110的充电/放电。
另外，所述电池组200可以在前端处包括两个外部I/O端子221。这两个外部I/O端子221中的一个外部I/O端子可以具有正极性，并且另一个外部I/O端子可以具有负极性。
具体地，二次电池单体110可以是袋型二次电池单体110。例如，如图3中所示，当从方向F(图1所示)观察时，所述电池单体组件100可以包括在前后方向上并排堆叠的21个袋型二次电池单体110。
在该说明书中，除非另有规定，否则上、下、前、后、左和右方向是当从方向F观察时定义的。
如图3中所示，当从所述方向F观察时，正电极引线112和负电极引线111可以相对于所述二次电池单体110的袋116的中心被形成在左端和右端处。即，所述正电极引线112可以相对于所述二次电池单体110的中心被设置在一端(左端)处。另外，所述负电极引线111可以相对于所述二次电池单体110的中心被设置在另一端(右端)处。
然而，根据本公开所述的电池组200不限于上述袋型二次电池单体110，而是可以使用在提交该申请时已知的各种类型的二次电池单体110。
在以下描述中，“水平方向”指的是当所述电池组200被放置在地面上时平行于地面的方向，并且可以被称作在垂直于竖直方向的平面上的至少一个方向。
所述电池组200可以包括至少一个汇流条(未示出)，所述至少一个汇流条被构造成电连接所述多个二次电池单体110。具体地，所述汇流条可以具有导电金属，例如铜、铝和镍。
图4是根据本公开实施例所述的电池架的示意性前视图。图5是示出根据本公开实施例所述的电池架的特定电池组发生体积膨胀的示意性前视图。另外，图6是根据本公开实施例所述的电池架的电池架外壳的示意性立体图。
与图1一起地参考图4到图6，本公开所述的电池架外壳310可以具有多个电池组200，所述多个电池组200以一定间隔竖直地安装在所述电池架外壳310中。所述电池架外壳310可以具有接收空间312，所述接收空间312具有敞开结构，以将所述多个电池组200放置成彼此竖直连通。例如，所述电池架外壳310可以具有形成所述接收空间312的外侧壁。所述外侧壁可以包括上壁310a、下壁310b、左侧壁310c、右侧壁310d和后壁310e。
另外，在所述电池架外壳310的接收空间312中，在所述左侧壁310c的内表面和右侧壁310d的内表面中的每一个上可以设置有被竖直布置的多个架板318。所述多个电池组200可以以预定间隔被竖直地布置在所述多个架板318中。被布置在左侧和右侧上的架板318之间可以具有敞开结构，以将所述多个电池组200放置成彼此竖直连通。该敞开结构允许在所述电池组200之间流动的空气顺畅地竖直移动。
如图5中所示，当某个电池组200A的体积发生膨胀时，所述接收空间312可以包括至少一个止挡件320，所述至少一个止挡件320被构造成抑制所述电池组200A的体积膨胀。例如，所述止挡件320可以被置放在所述多个电池组200之间。所述止挡件320可以在竖直方向(Z轴方向)上与所述多个电池组200间隔开。例如，在所述多个电池组200中，所述止挡件320可以被置放在上侧电池组200的下方并且被置放在下侧电池组200的上方。
另外，因为所述电池组200中包括多个袋型二次电池单体110，所以当在所述电池组200的充电/放电期间、在所述多个袋型二次电池单体110中发生诸如热失控或者火灾这样的异常行为时，在所述多个袋型二次电池单体110中产生大量气体，从而使得所述袋型二次电池单体110的体积发生膨胀，结果，所述电池组200A的形状可能由于内部压力而发生膨胀和变形。在此情形中，如图5中所示，本公开所述的止挡件320可以被构造成在向下或向上方向上抑制所述电池组200的体积膨胀。
根据本公开所述的这种构造，本公开所述的电池架外壳310包括多个电池组200以及具有所述接收空间312的电池架外壳310，所述接受空间312具有敞开结构，多个电池组200以一定间隔被竖直地安装在其中，并且被放置成彼此竖直连通，其中，所述止挡件320被设置在所述接收空间312中，并且被构造成抑制任何电池组200A的体积膨胀，从而当由于因热失控或者火灾引起所述电池组200中的多个二次电池单体110的体积发生膨胀而使得所述电池组200的尺寸发生变形时，所述止挡件320可以抑制变形后的电池组200A与置放在上方或下方的其它电池组200接触，由此防止由于从发生热失控或者火灾的电池组200A到相邻电池组200的热传递而导致热失控或者火灾蔓延到其它电池组200。
图7是沿着图6中的C-C'线截取的水平截面视图，其示出了电池架的部件。图8是根据本公开第二实施例所述的电池架的部件的水平截面视图。另外，图9是根据本公开第三实施例所述的电池架的部件的水平截面视图。
这里，为了附图描述方便起见，图7到图9仅示出电池架外壳310的外侧壁以及止挡件320。
与图4和图6一起参考图7，本公开所述的止挡件320可以具有从左侧壁310c、右侧壁310d或者后壁310e中的至少一个壁水平延伸的梁的形状。例如，如图7中所示，所述止挡件320可以是从所述电池架外壳310的后壁310e的内表面向前延伸的六边形梁的形状。虽然图7示出了一个止挡件320，但是可以水平地布置至少三个止挡件320。
与图4和图6一起参考图8，根据第二实施例所述的电池架300A的止挡件320A可以是从所述电池架外壳310A的左侧壁310c的内表面延伸到右侧壁310d的内表面的梁的形状。即，所述止挡件320A可以在平面上具有I形梁的形状。根据本公开第二实施例所述的图8所示的止挡件320A被连接到所述电池架外壳310A的左侧壁310c和右侧壁310d中的每一个壁的内表面，因此与仅连接到所述电池架外壳310A的后壁310e的图7所示的止挡件320相比，施加了更强的力来抑制变形的电池组200。
与图4和图6一起参考图9，根据第三实施例所述的电池架300B的止挡件320B可以具有从所述电池架外壳310B的后壁310e的内表面向前延伸的六边形梁和从所述电池架外壳310B的左侧壁310c的内表面延伸到右侧壁310d的内表面的I形梁的十字形形状。
相应地，根据本公开第三实施例所述的图9所示止挡件320B具有连接到所述后壁310e的六边形梁和连接到所述电池架外壳310B的左侧壁310c和右侧壁310d的I形梁的十字形形状，因此与根据第二实施例所述的连接到所述左侧壁310c和右侧壁310d的止挡件320A相比，可以具有更多的连接部分。相应地，与图8所示的止挡件320A相比，图9所示的止挡件320B可以施加更强的力来抑制变形的电池组200。
与图4和图6一起再次参考图7，所述止挡件320可以包括本体部321和固定部323。所述本体部321可以被构造成当所述电池组200的体积发生膨胀时挤压所述电池组200。例如，所述本体部321可以被置放在与所述电池组200最有可能发生变形的中心相对应的位置处。
另外，所述固定部323可以被联接到所述后壁310e、左侧壁310c或者右侧壁310d中的至少一个。例如，参考图7，图7所示的止挡件320包括位于与所述电池组200的前后方向上的中央轴线相对应的位置处的本体部321，并且所述固定部323可以与所述电池架外壳310的后壁310e的内表面联接。在此情形中，可以使用焊接联接或者螺栓联接。
参考图8，图8所示的止挡件320A包括位于与所述电池组200的左右方向上的中央轴线相对应的位置处的本体部321，并且所述固定部323可以被形成在所述电池架外壳310的左侧壁310c的内表面和右侧壁310d的内表面中的每一个上。
参考图9，图9所示的止挡件320B包括位于与所述电池组200的前后方向上的中央轴线和左右方向上的中央轴线相对应的位置处的本体部321，并且所述固定部323可以被联接到所述电池架外壳310的后壁310e的内表面、左侧壁310c的内表面和右侧壁310d的内表面中的每一个。
图10是根据本公开第四实施例所述的电池架的示意性前视图。
参考图10，根据第四实施例所述的电池架300C的电池架外壳310C可以进一步包括热屏蔽垫350。所述热屏蔽垫350可以被置放在所述止挡件320的上方或下方。例如，所述热屏蔽垫350可以使用粘结剂(未示出)被附接到所述止挡件320的上表面或下表面。所述热屏蔽垫350可以包括热屏蔽材料，例如：诸如聚酰亚胺的耐热树脂；诸如玻璃棉或矿棉的纤维性材料；和/或陶瓷材料。
根据本公开所述的这种构造，本公开所述的电池架外壳310C进一步包括被置放在止挡件320上方或下方的热屏蔽垫350，以阻挡热传导，从而所述热屏蔽垫350可以抑制从发生热失控或者火灾的电池组200到被置放在上方或下方的其它电池组200的热传递。
图11是根据本公开第五实施例所述的电池架的示意性前视图。
参考图11，根据本公开第五实施例所述的电池架300D的电池架外壳310D可以进一步包括冷却垫360，该冷却垫360位于所述止挡件320上方或下方。所述冷却垫360可以被构造成吸收热量。例如，所述冷却垫360可以包括当其吸收热量时发生蒸发的制冷剂(未示出)。例如，所述制冷剂可以是水、氟利昂类制冷剂、氨、丙酮、甲醇、乙醇、萘、硫或者汞。
根据本公开所述的这种构造，本公开所述的电池架外壳310D进一步包括被置放在所述止挡件320的上方或下方且被构造成吸收热量的冷却垫360，从而所述冷却垫360吸收从发生热失控或者火灾的电池组200产生的热量，由此抑制到被置放在上方或下方的其它电池组200的热传递。
图12是根据本公开第六实施例所述的电池架的示意性前视图。图13是根据本公开第六实施例所述的电池架的部件的水平截面视图。这里，为了附图描述方便起见，图13示出电池架的外侧壁的一些部分、架板以及止挡件。
参考图12和图13，根据本公开第六实施例所述的电池架300E的电池架外壳310E包括多个架板318。所述多个架板318中的每一个架板可以被构造成向上支撑多个电池组200中的每一个电池组的底部。例如，如图12中所示，一对架板318可以被分别联接到所述电池架外壳310E的左侧壁310c的内表面和右侧壁310d的内表面。在此情形中，一个电池组200的两个下端可以被分别安装在一对架板318上。所述电池架外壳310E可以包括总共十个架板318，从而以预定间隔安装五个电池组200。
另外，如图13中所示，根据本公开第六实施例所述的电池架外壳310E的止挡件320E可以包括被连接到所述架板318的本体部321E。所述止挡件320E可以具有台阶结构320s，该台阶结构320s在与被安装在所述架板318上的电池组200相距预定距离处从所述架板318向下呈台阶形。例如，如图12中所示，所述止挡件320E可以具有这样的台阶结构320s：其相对于所述本体部321E的中心在左侧和右侧上向下呈台阶形。
根据本公开所述的这种构造，本公开包括被连接到所述架板318的所述止挡件320E的本体部321E以及向下呈台阶形的台阶结构320s，从而所述止挡件320E可以通过所述台阶结构320s弹性地抑制所述电池组200的膨胀，并且施加更强的向下的力。
图14是根据本公开第七实施例所述的电池架的示意性前视图。
参考图14，根据第七实施例所述的电池架300F的电池架外壳310F可以进一步包括具有预定竖直厚度的基部构件340。所述基部构件340可以被置于所述电池组200的下表面和所述架板318之间。例如，如图14中所示，两个基部构件340可以被置放在被布于左侧和右侧上的两个架板318的上表面上。所述电池组200可以被安装在这两个基部构件340的上表面上。
另外，所述基部构件340可以被构造成在预定温度或以上从固体相变到液体。例如，所述基部构件340的相变材料的代表性示例可以是廉价且容易根据分子量调节相变温度的石蜡。然而，所述相变材料不一定必需限制于此。石蜡可以被构造成在90℃到200℃发生相变(例如，石蜡163，USA)。
当在所述电池组200中发生热失控或者火灾时，所述基部构件34吸收所产生的热量，从而所述基部构件340可以发生相变。当从固体相变到液体时，所述基部构件340的相变部分可以从所述架板318和电池组200之间的空间泄漏出来。相应地，随着相变量的增加，所述基部构件340可以变得更薄。另外，随着所述基部构件340的竖直厚度减小，所述电池组200的位置可以逐渐地降低。即，所述基部构件340通过由所述电池组200产生的热量而熔化，并且相应地，所述电池组200的位置降低，由此减少由于所述电池组200的体积膨胀而使得所述电池组200的顶部的向上移动。
根据本公开所述的这种构造，根据本公开另一个实施例所述的电池架外壳310F进一步包括基部构件340，所述基部构件340被置于所述电池组200的下表面和架板218之间，并且被构造成在预定温度或以上从固体相变到液体，从而当在多个电池组200中的任一个电池组中发生热失控或者火灾时，所述基部构件由于所产生的热量而变得更薄，以使得发生热失控或者火灾的电池组200的位置向下移动。相应地，能够防止其体积由于热失控或者火灾而膨胀的电池组200与相邻电池组200的接触，由此有效地减少热传导量。最终，当在任何电池组200中发生热失控或者火灾时，均能够防止热失控或者火灾蔓延到相邻电池组200。
图15是根据本公开第八实施例所述的电池架的示意性前视图。
参考图15，图15所示的电池架300G的止挡件320G可以是具有矩形竖直截面的梁的形状。即，所述止挡件320G可以具有中空管状形状。
相应地，根据本公开图15所示的止挡件320G是具有矩形竖直截面的梁的形状，从而当接触电池组时，电池组的体积膨胀可以受到所述止挡件320G的顶部或底部的抑制，并且可以通过中空内部空间形成气隙，由此有效地减少到达相邻电池组的热传递。
图16是根据本公开第九实施例所述的电池架的示意性前视图。
参考图16，根据第九实施例所述的电池架300H的止挡件320H可以是具有H形竖直截面的梁的形状。即，所述止挡件320H可以具有H形钢的形状。具体地，所述止挡件320H可以包括竖直延伸的左板320H1、从所述左板320H1水平延伸且平行于地面的水平板320H2以及从所述水平板320H2的右端竖直延伸的右板320H3。
相应地，根据本公开的图16所示的止挡件320H是具有H形竖直截面的梁的形状，从而当接触所述电池组200时，所述电池组200的体积膨胀可以受到所述止挡件320H的左板320H1和右板320H3的顶部或底部的抑制，并且可以通过所述左板320H1和右板320H3之间的中空空间形成气隙，由此有效地减少到达相邻电池组200的热传递。
图17是根据本公开第十实施例所述的电池架的示意性前视图。
参考图17，图17所示的电池架300I的止挡件320I可以是具有I形竖直截面的梁的形状。具体地，所述止挡件320I可以包括水平延伸的上板320I1、从所述上板320I1向下延伸且在垂直于地面的方向上立起的中间板320I2以及从所述中间板320I2的下端水平延伸的下板320I3。
相应地，根据本公开的图17所示的电池架300I的止挡件320I是具有I形竖直截面的梁的形状，从而当接触所述电池组200时，所述电池组200的体积膨胀可以受到所述止挡件320I的上板320I1的顶部或者下板320I3的底部的抑制，并且可以通过所述上板320I1和下板320I3之间的中空空间形成气隙，由此有效地减少到达相邻电池组200的热传递。
回过来参考图1，所述电池架300可以包括位于多个电池组200的顶部上的电池架BMS。这里，所述电池架BMS可以是用于被设置在所述电池架300中的多个电池组200的充电/放电的中央控制的电池管理系统。
根据本公开所述的电子存储系统(未示出)可以包括根据本公开所述的至少一个电池架300。特别地，所述电子存储系统可以包括根据本公开所述的多个电池架300。所述多个电池架300可以通过电池架汇流条(未示出)彼此电连接。根据本公开所述的电子存储系统可以以各种形式构建，例如智能电网系统或者充电站。
在下文中，通过具体地描述比较示例和示例来更详细地描述本公开，但是本公开不限于比较示例和示例。本公开的示例/实施例可以被修改成很多其他形式，并且本公开的范围不应该被解释为限于以下示例/实施例。提供本公开的示例/实施例是为了帮助本领域技术人员充分且完全地理解本公开。
<比较示例>
根据本公开所述的比较示例的电池架包括两个电池组以及电池架外壳，所述两个电池组以一定间隔被竖直地布置在该电池架外壳中。在此情形中，在所述两个电池组中，具有6mm的竖直厚度的热屏蔽构件被放置位于上部位置上的电池组的下表面上。
随后，通过被嵌入位于下部位置上的电池组中的二次电池单体中的电短路来有意地诱发热失控。由于发生热失控的二次电池单体的体积发生膨胀，从而电池组隆起并且其体积发生膨胀，并且膨胀后的电池组的上表面与置放在上部电池组的下表面上的热屏蔽构件形成紧密接触。在比较示例中，在诱发下部电池组的二次电池单体的电短路之后，在总共150分钟期间测量所述两个电池组中的每一个电池组的温度，实验结果在图18和图19中示出。在此情形中，图18是示出发生热失控的电池组的温度变化的曲线图。图19是示出上部电池组的温度变化的曲线图。
<示例>
以与比较示例相同的方式，在本公开所述的示例中，制备电池架，该电池架包括两个电池组以及电池架外壳，所述两个电池组以一定间隔被竖直地布置在该电池架外壳中。在此情形中，具有6mm的竖直厚度的热屏蔽构件被放置在所述两个电池组中的位于上部位置处的电池组的下表面上。
然而，与比较示例相反，在本公开所述的示例中，所述电池架外壳进一步包括止挡件。所述止挡件具有在前后方向上伸长的板形，并且被置于所述两个电池组之间，以当下部电池组的体积如图5和6中所示的那样发生膨胀时抑制电池组的体积膨胀。在此情形中，从所述止挡件的下表面到热屏蔽构件的下表面的距离被设定为2.8mm。
随后，在所述两个电池组中，在下部电池组中有意地诱发热失控。与比较示例相反，如图5中所示，发生热失控的下部电池组体积发生膨胀，但是所述电池组的体积膨胀受到被设置在所述电池架外壳中的止挡件的抑制。
因为根据本公开的示例所述的电池架通过所述止挡件来抑制下部电池组的体积膨胀，所以所述下部电池组可以保持与所述热屏蔽构件间隔开2.8mm。在诱发了下部电池组的二次电池单体的电短路之后，在总共150分钟期间测量示例的电池组的温度。发生热失控的下部电池组示出类似于图18的示出温度变化的曲线图的温度变化。上部电池组的温度变化在图20中示出。
作为实验的结果，在比较示例中，如图18中所示，经受热失控的电池组的温度从大约40分钟快速地增加，并且达到大约900℃。如图19中所示，从大约40分钟起，由于从经受热失控的电池组产生的热量传递到上部电池组，因此电池组的温度逐渐地升高。随后，从大约120分钟起，可以看到，由于发生在上部电池组的二次电池单体中的热失控，温度升高到900℃以上。
相比之下，在示例中，如图20中所示，可以看到，一些热量从发生热失控的电池组传递到上部电池组，并且温度从大约60分钟起逐渐地升高，并且在大约150分钟时超过100℃。即，与比较示例的电池架相反，示例所述的电池架的上部电池组不具有快速的温度升高。这是因为，本公开的示例所述的电池架通过所述止挡件而在两个电池组之间具有2.8mm厚的气隙，并且通过该气隙施加了热屏蔽效应，由此防止温度升高到足以在上部电池组中引起热失控。相应地，本公开所述的电池架包括被设置在所述电池架外壳中的止挡件，由此有效地防止在多个电池组之间的热失控传播。
本文中使用的诸如上、下、左、右、前和后的指示方向的术语仅用于方便描述，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些术语可以取决于所陈述的元件或观察者的位置而改变。
虽然上文已经关于有限数目的实施例和绘图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，在本公开的技术方面和所附权利要求的等价范围内可以对其做出各种修改和改变。
附图标记说明
300：电池架
200：电池组 100：电池单体组件
110：二次电池单体 210：电池组外罩
310：电池架外壳 312：接收空间
320：止挡件 321，323：本体部，固定部
310a，310b，310c，310d，310e：上壁，下壁，左侧壁，右侧壁，和后壁
350：热屏蔽垫 360：冷却垫
318：架板 230：模块BMS
320s：台阶结构
340：基部构件 221：外部I/O端子。

Claims (11)

1.一种电池架，包括：
多个电池组；和
电池架外壳，所述电池架外壳具有接收空间，所述接收空间具有敞开结构，在所述接收空间中，所述多个电池组以一定间隔被竖直地安装，并且被放置成彼此竖直连通，
其中，止挡件被设置在所述接收空间中，并且以与所述多个电池组间隔开的方式被置放在所述多个电池组之间，并且所述止挡件被构造成：当所述电池组的体积发生膨胀时，所述止挡件抑制所述电池组的体积膨胀。
2.根据权利要求1所述的电池架，其中，所述电池架外壳包括上壁、下壁、左侧壁、右侧壁和后壁，以形成所述接收空间。
3.根据权利要求2所述的电池架，其中，所述止挡件具有从所述左侧壁、所述右侧壁或者所述后壁中的至少一个壁水平延伸的梁形。
4.根据权利要求3所述的电池架，其中，所述止挡件的梁形具有矩形、I形或者H形竖直截面。
5.根据权利要求2所述的电池架，其中，所述止挡件包括：
本体部，所述本体部被构造成：当所述电池组的体积发生膨胀时，所述本体部挤压所述电池组；和
固定部，所述固定部被联接到所述后壁、所述左侧壁或者所述右侧壁中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的电池架，其中，所述电池架外壳进一步包括多个架板，所述多个架板被构造成向上支撑所述多个电池组中的每一个电池组的底部。
7.根据权利要求6所述的电池架，其中，所述止挡件的所述本体部被连接到所述架板，并且具有向下台阶形结构。
8.根据权利要求6所述的电池架，其中，所述电池架外壳进一步包括基部构件，所述基部构件被置于所述电池组的下表面和所述架板之间，并且所述基部构件被构造成在预定温度或以上从固体相变到液体。
9.根据权利要求1所述的电池架，其中，所述电池架外壳进一步包括热屏蔽垫，所述热屏蔽垫被置放在所述止挡件的上方或下方，以阻挡热传导。
10.根据权利要求1所述的电池架，其中，所述电池架外壳进一步包括冷却垫，所述冷却垫被置放在所述止挡件的上方或下方，以吸收热量。
11.一种能量存储系统，包括至少一个根据权利要求1到10中的任一项所述的电池架。
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