CN115441121B - 一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车 - Google Patents
一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115441121B CN115441121B CN202211390702.6A CN202211390702A CN115441121B CN 115441121 B CN115441121 B CN 115441121B CN 202211390702 A CN202211390702 A CN 202211390702A CN 115441121 B CN115441121 B CN 115441121B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- explosion
- proof valve
- thermal runaway
- battery
- cooling plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
- A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
- A62C37/38—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone
- A62C37/40—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone with electric connection between sensor and actuator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/061—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with positioning means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
- H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提出了一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车,电池模组包括电芯模组及第一液冷板,电芯模组包括多个单体电芯,多个单体电芯阵列排布,第一液冷板水平设置在电芯模组底面,并与单体电芯底面相接触,第一液冷板内设置有供换热介质流动的腔室;单体电芯与第一液冷板相接触的一面设置有第一防爆阀,第一液冷板表面设置有与第一防爆阀相对应的第二防爆阀,第二防爆阀用于将换热介质密封在腔室内。单体电池在发生热失控时释放的能量从第一防爆阀中喷出,可以避免造成电连接失控,能量通过第二防爆阀传递到腔室内,可以阻断单体电池热失控向相邻单体电池进行蔓延,从而延缓电池模组大面积发生热失控的几率,降低电池模组热失控的程度。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及电池热失控技术领域,特别涉及一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车。
背景技术
随着新能源汽车产业高速发展,电池热失控为最严重失效形式,电池热安全已成为制约电动汽车发展的瓶颈。
电池模组是由多个单体电池组成,现阶段,为了提高电池模组的集成效率,单体电池和单体电池相邻排布,间隙较小,此种单体电池布置方式极易发生热扩散。现有的电池模组中,当单体电池发生热失控时,单体电池会产生气体,当单体电池内部气压达到一定程度时,在单体电池上部的防爆阀会被打开,气体会从防爆阀处喷出,喷出的为高温气体,一般可达到230℃以上。且现在阶段的单体电池,其极柱及防爆阀在同侧面,在发生热失控时候,由于热量会蔓延到周边单体电池,导致相邻的单体电池引发热失控,进而导致电池模组发生更严重的热失控。
公开号为CN111384324B的中国专利公开了一种电池模组,当电池内部产生的高温高压气体冲破电池的顶盖上的防爆阀而从电池中释放时,高温高压气体和/或流出的高温高压气体中掺杂的电解液可迅速将覆盖在防爆阀处或附近的第一换热板的第一弯折部熔化,第一弯折部中的换热介质流出。流出的换热介质对从防爆阀冲出的高温高压气体和/或流出的掺杂的电解液进行降温以避免发生起火,同时,流出的换热介质会进入防爆阀内部,以降低电池的温度。由此,减低电池的热失控的程度,从而为人员争取逃生时间和/或为人工扑灭热失控争取时间。上述专利虽然一定程度上能够延缓电池热失控,但高温高压气体会对电池顶盖上的电气总成造成损坏,同时高温高压气体中掺杂的电解液会造成电气总成发生短路,引发电连接失控,使电池模组在发生热失控时,无法及时将信号反馈到外部控制系统,从而无法及时采取补救措施来延缓电池模组继续发生热失控,大大减少了用户逃生的时长,降低了电池模组的安全性。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车,能够在电池模组发生热失控时,避免发生电连接失控,同时能够防止热失控扩散,延缓电池模组持续发生热失控。
本发明的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明公开了一种延缓热失控的电池模组,所述电池模组包括电芯模组及第一液冷板,所述电芯模组包括多个单体电芯,多个所述单体电芯阵列排布,所述第一液冷板水平设置在电芯模组底面,并与所述单体电芯底面相接触,所述第一液冷板内设置有供换热介质流动的腔室;
所述单体电芯上设置有第一防爆阀,所述第一防爆阀位于所述单体电芯与所述第一液冷板相接触的一面;
所述第一液冷板与所述单体电芯相接触的一面设置有与第一防爆阀相对应的第二防爆阀,所述第二防爆阀用于将所述换热介质密封在所述腔室内;
所述第二防爆阀配置为在所述单体电芯发生热失控时,所述单体电芯内的能量冲破所述第一防爆阀并使所述第二防爆阀破裂,以使所述腔室内的所述换热介质与热失控释放的能量进行混合。
在上述技术方案的基础上,优选的,所述第一液冷板朝向所述单体电芯的一面开设有与所述腔室相连通的安装孔,第二防爆阀设置在所述安装孔中,所述第二防爆阀包括层叠设置在所述安装孔中的第一膜片和第二膜片,所述第一膜片的一面朝向所述第一防爆阀,所述第二膜片远离所述第一防爆阀的一面与所述第二膜片相接触,所述第一膜片为铝箔片,所述第二膜片为防护膜。
进一步,优选的,所述第二防爆阀的面积不小于所述第一防爆阀的面积。
进一步,优选的,所述第一液冷板表面设置有环状结构的密封件,所述密封件围绕在第二防爆阀外周侧。
更进一步,优选的,所述安装孔外周侧的第一液冷板表面设置有供安装所述密封件的安装槽。
在上述技术方案的基础上,优选的,所述电池模组还包括第二液冷板,所述第二液冷板设置在所述单体电芯大面与大面之间。
进一步,优选的,所述电池模组还包括管路组件,所述管路组件包括进液主管、进液支管、出液主管及出液支管,所述进液主管分别通过所述进液支管与第一液冷板及第二液冷板的进液口进行连接,所述出液主管分别通过所述出液支管与第一液冷板及第二液冷板的出液口进行连接。
在上述技术方案的基础上,优选的,所述电池模组还包括信号采集组件,所述信号采集组件包括电压采集模块及温度采集模块,所述电压采集模块位于所述单体电芯的极柱一侧,用于采集单体电芯的电压值,所述温度采集模块位于第一防爆阀与第二防爆阀之间,用于采集第二防爆阀区域的温度。
第二方面,本发明还提供了一种电池包,包括第一方面中任一方案所述的延缓热失控的电池模组。
第三方面,本发明还提供了一种电动车,包括车辆本体和第一方面中任一方案所述的延缓热失控的电池模组,所述延缓热失控的电池模组设置在所述车辆本体上。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果:
(1)本发明公开的电池模组,通过在单体电芯的底面开设第一防爆阀,并在与电芯模组底面相接触的第一液冷板上设置与第一防爆阀相对应的第二防爆阀,当某个单体电芯内部发生热失控时,第一防爆阀被冲破,高温高压气体、火焰及电解液向第一液冷板表面喷发,不会对单体电芯极柱一侧的电气总成进行破坏,从而不会引发电连接失控。第一防爆阀释放的高温高压气体、火焰及电解液将第二防爆阀冲破,此时,高温高压气体、火焰及电解液通过冲破的第二防爆阀进入到第一液冷板的腔室内,腔室内的换热介质可以灭火及覆盖有害及高温气体,同时对高温电解液进行冷却散热,从而将某个单体电池在发生热失控释放的能量及时通过第二防爆阀传递到腔室内,从而阻断单体电池热失控向相邻单体电池进行蔓延,从而延缓电池模组大面积发生热失控的几率,降低电池模组热失控的程度;
(2)通过使第二防爆阀的面积设置为不小于第一防爆阀的面积,可以使第一防爆阀释放的高温高压气体、火焰及电解液尽可能多的穿过第二防爆阀进入的腔室内和换热介质混合,来实现热失控最大程度的减弱,同时可以减少高温高压气体、火焰及电解液通过单体电芯与第一液冷板的接触缝隙向周围蔓延,从而延缓电池模组上其他单体电芯发生热失控;
(3)通过在第二防爆阀外周侧围绕设置密封件,一方面可以使第一防爆阀和第二防爆阀之间的空间被密封件进行围合密封,避免高温高压气体、火焰及电解液通过单体电芯与第一液冷板的接触缝隙向周围蔓延,阻断热失控瞬间蔓延的情形,另一方面,在电池模组正常工作过程中,第二防爆阀意外破裂后,腔室内流出的换热介质被密封件进行阻挡,并被限定在第一防爆阀和第二防爆阀之间的空间内,从而避免换热介质流出第一液冷板,造成换热介质浪费;
(4)通过在第一液冷板的安装孔内上下层叠设置第一膜片和第二膜片,第一膜片为铝箔片,主要是用安全防爆阀作用,高温高压条件下可破裂;第二膜片是塑料材质的防护膜,用于隔离防水;
(5)通过在单体电芯的极柱一侧设置电压采集模块,可实时监控单体电芯的电压波动;在发生热失控时,单体电芯电压下降或波动可以作为判定单体电芯异常的一个重要信号,可快速反馈和给出措施。通过在第一防爆阀与第二防爆阀之间设置温度采集模块,用来检测防爆阀周边温度是否异常,在发生热失控且高温高压冲破防爆阀时,通过温度采集模块可检测确认是否已经发生热失控并且防爆阀打开,作为重要信号。通过电压采集模块和温度采集模块的相互配合,可以预测单体电芯是否发生热失控,并及时反馈信号,给人工补救热失控争取时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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为本发明公开的电池模组的正面爆炸结构示意图;
图2为本发明公开的电池模组的底面爆炸结构示意图;
图3为本发明公开的电池模组的剖面结构示意图;
图4为图3中A处局部放大图;
图5为本发明公开的第一液冷板的立体结构示意图;
图6为图5中B处局部放大图;
图7为本发明公开的第一也冷板的剖面结构示意图;
图8为本发明公开的电池模组的第一视角立体结构示意图;
图9为本发明公开的电池模组的第二视角立体结构示意图;
附图标记:
1、电芯模组;2、第一液冷板;11、单体电芯;20、腔室;111、第一防爆阀;21、第二防爆阀;22、安装孔;23、密封件;24、安装槽;211、第一膜片;212、第二膜片;3、第二液冷板;4、管路组件;41、进液主管;42、进液支管;43、出液主管;44、出液支管;5、信号采集组件;51、电压采集模块;52、温度采集模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,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方式,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,结合图2-7,本发明实施例公开了一种延缓热失控的电池模组,其中,电池模组包括电芯模组1及第一液冷板2,电芯模组1包括多个单体电芯11,多个电芯阵列排布,可以理解的是单体电芯11的大面与大面相接触,单体电芯11的侧面与侧面相接触,同时,单体电芯11均呈立式排布,由此实现电芯模组1的高密度集成。第一液冷板2水平设置在电芯模组1底面,并与单体电芯11底面相接触,所述第一液冷板2内设置有供换热介质流动的腔室20,用来为单体电芯11进行冷却散热。本实施例公开的换热介质可为水或者其他可以进行冷却的液体。
现有技术中,单体电芯11的防爆阀均设置在极柱侧,同时由于电气总成,例如汇流排,线束隔离板等点连接部件均是集成在极柱侧,在单体电芯11发生热失控时,单体电芯11热失控通过防爆阀喷发出来的气-液-固混合体非常容易引起热失控的“二次危害”,其中由“电”造成的二次危害是最严重的,像电弧(击穿金属板、烧熔金属板等)、短路、绝缘失效等。具体来说,高温高压气体、火焰会对电池极柱端的电气总成造成损坏,同时高温高压气体中掺杂的电解液会造成电气总成发生短路,引发电连接失控,使电池模组在发生热失控时,无法及时将信号反馈到外部控制系统,从而无法及时采取补救措施来延缓电池模组继续发生热失控,大大减少了用户逃生的时长,降低了电池模组的安全性。
为此本实施例在电池模组发生热失控时,为了避免发生电连接失控,同时能够防止热失控扩散,延缓电池模组持续发生热失控,提出了如下技术方案。
具体的,本实施例在单体电芯11上设置第一防爆阀111,第一防爆阀111位于单体电芯11与第一液冷板2相接触的一面。通常可以理解为单体电芯11的底面,需要说明的是,第一防爆阀111和极柱不在单体电芯11的同一侧。本实施例的单体电芯11可以为方形电池、圆柱电池及刀片电池。上述所示例的单体电芯11上的第一防爆阀111均设置在单体电池的底面,其中,方形电池和圆柱电池上的极柱和第一防爆阀111是在电池顶面和底面相对设置,刀片电池的极柱可以设置在两个端面,其防爆阀也是设置在电池的底面。需要说明的是,本实施例的第一防爆阀111的结构为现有技术。
第一液冷板2与单体电芯11相接触的一面设置有与第一防爆阀111相对应第二防爆阀21,第二防爆阀21用于将换热介质密封在腔室20内。
采用上述技术方案,当某个单体电芯11内部发生热失控时,第一防爆阀111被冲破,高温高压气体、火焰及电解液向第一液冷板2表面喷发,不会对单体电芯11极柱一侧的电气总成进行破坏,从而不会引发电连接失控。
在某一单体电芯11发生热失控时,第一防爆阀111释放的高温高压气体、火焰及电解液将第二防爆阀21冲破,此时,高温高压气体、火焰及电解液通过冲破的第二防爆阀21进入到第一液冷板2的腔室20内,腔室20内的换热介质可以灭火及覆盖有害及高温气体,同时对高温电解液进行冷却散热,从而将某个单体电池在发生热失控释放的能量及时通过第二防爆阀21传递到腔室20内,从而阻断单体电池热失控向相邻单体电池进行蔓延,从而延缓电池模组大面积发生热失控的几率,降低电池模组热失控的程度。
为了方便第二防爆阀21在第一液冷板2上进行安装,本实施例在第一液冷板2朝向所述单体电芯11的一面开设有与所述腔室20相连通的安装孔22,第二防爆阀21设置在所述安装孔22中,从而实现第二防爆阀21在安装孔22内将换热介质密封在腔室20内。
作为一些较佳实施方式,第二防爆阀21包括层叠设置在所述安装孔22中的第一膜片211和第二膜片212,第一膜片211的一面朝向第一防爆阀111,第二膜片212远离第一防爆阀111的一面与第二膜片212相接触,第一膜片211为铝箔片,第二膜片212为防护膜。通过使第一膜片211设置为铝箔片,主要是用安全防爆阀作用,高温高压条件下可破裂;第二膜片212是塑料材质的防护膜,用于隔离防水。通过设置两层膜片,使第二防爆阀21具有一定的抗冲击能力,一方面,避免腔室20内的换热介质冲破两层膜片,另一方面,在热失控高压冲击下,可以实现两层膜片均被冲破。
具体而言,本实施例公开的第一液冷板2内换热介质的流速设置为15L/ min ~25L/ min ,对应的换热介质的流体压强在20~50kpa内,第二防爆阀中第一膜片为铝箔片,厚度0.3~0.6mm,第一膜片211上设置刻痕,刻痕处为膜片最薄弱位置0.2~0.5mm;第一膜片211压力根据厚度和刻痕调整,可设置承受压力范围0.3~0.5Mpa;当电池和液冷正常工作时候,换热介质在第二膜片212的阻隔下在腔室内密封,不会造成第一膜片211过压破裂,整个第二防爆阀21对腔室内的换热介质进行密封;当某个单体电池发生热失控时候,单体电池内部压力远大于0.5Mpa以上,单体电池内部的能量冲破单体电池底部的第一防爆阀和第一液冷板上第二防爆阀,热失控火焰和高压气体及电解液喷发到腔室内并和换热介质混合;并被换热介质进行冷却降温,从而阻断单体电池热失控向相邻单体电池进行蔓延,从而延缓电池模组大面积发生热失控的几率。
作为一些实施例而言,第二防爆阀21的面积不小于第一防爆阀111的面积。优选的,第二防爆阀21的开口面积可以覆盖第一防爆阀111的开口面积。由此设置,可以使第一防爆阀111释放的高温高压气体、火焰及电解液尽可能多的穿过第二防爆阀21进入的腔室20内和换热介质混合,来实现热失控最大程度的减弱,同时可以减少高温高压气体、火焰及电解液通过单体电芯11与第一液冷板2的接触缝隙向周围蔓延,从而延缓电池模组上其他单体电芯11发生热失控。
由于单体电芯11与第一液冷板2进行接触,单体电芯11和第一液冷板2之间存在一定的接触间隙,热失控发生时,会通过上述间隙进行蔓延,从而引发其他单体电芯11热失控。
为此,本实施例在第一液冷板2表面设置有环状结构的密封件23,密封件23围绕在第二防爆阀21外周侧。由此设置,可以使第一防爆阀111和第二防爆阀21之间的空间被密封件23进行围合密封,避免高温高压气体、火焰及电解液通过单体电芯11与第一液冷板2的接触缝隙向周围蔓延,阻断热失控瞬间蔓延的情形。
另一方面,在电池模组正常工作过程中,第二防爆阀21意外破裂后,腔室20内流出的换热介质被密封件23进行阻挡,并被限定在第一防爆阀111和第二防爆阀21之间的空间内,从而避免换热介质流出第一液冷板2,造成换热介质浪费。
在本实施例中,密封件23可以为耐高温的结构密封胶,也可以是耐高温的密封圈。作为优选的,密封件23可以选用能够承受230℃以上高温的材质,从而可以避免在热失控能量冲击时,密封件23不会被融化,从而起到可以将热失控能量限定在密封件围合的第一防爆阀111和第二防爆阀21之间的空间内,不至于热失控能量向密封件四周外侧扩散蔓延。
为了实现密封件23在第一液冷板2上的安装,本实施例在安装孔22外周侧的第一液冷板2表面设置有供安装密封件23的安装槽24,由此以来,密封件23可以容纳于安装槽24内,可以使密封件23具有一定的压缩形变,在单体电芯11和第一液冷板2面面接触后,密封件23可以在安装槽24内实现对第一防爆阀111和第二防爆阀21之间的空间进行密封。不至于密封件23完全处于单体电芯11与第一液冷板2之间,受压缩量的限制,导致单体电芯11与第一液冷板2之间间隙过大,造成热失控蔓延。
为了实现电池模组的高效率散热,本实施例的电池模组还包括第二液冷板3,第二液冷板3设置在单体电芯11大面与大面之间。由此设置,可以对单体电芯11表面更多面积进行冷却散热,减少单体电芯11因温度过高引发热失控的几率。
为了实现第一液冷板2和第二液冷板3能够循环通入换热介质,本实施例的电池模组还设置了管路组件4,参照附图8和9所示,管路组件4包括进液主管41、进液支管42、出液主管43及出液支管44,进液主管41分别通过进液支管42与第一液冷板2及第二液冷板3的进液口进行连接,出液主管43分别通过出液支管44与第一液冷板2及第二液冷板3的出液口进行连接。通过第一液冷板2和第二液冷板3并联水路结构设置,可以实现第一液冷板2和第二液冷板3同步进行换热介质的循环通入,实现电池模组各个位置均能得到有效散热,避免冷却散热有延时,造成具备单体电芯11热量集中而引发热失控。
当发生热失控时,需要及时反馈信号,以供用户及时做出干预或防护措施,本实施例设置了信号采集组件5。信号采集组件5包括电压采集模块51及温度采集模块52。在本实施例中,电压采集模块51为线束或高低压采集线路板,温度采集模块52为温度传感器。通过在单体电芯11的极柱一侧设置电压采集模块51,可实时监控单体电芯11的电压波动;在发生热失控时,单体电芯11电压下降或波动可以作为判定单体电芯11异常的一个重要信号,可快速反馈和给出措施。通过在第一防爆阀111与第二防爆阀21之间设置温度采集模块52,用来检测防爆阀周边温度是否异常,在发生热失控且高温高压冲破防爆阀时,通过温度采集模块52可检测确认是否已经发生热失控并且防爆阀打开,作为重要信号。通过电压采集模块51和温度采集模块52的相互配合,可以预测单体电芯11是否发生热失控,并及时反馈信号,给人工补救热失控争取时间。
本实施例还公开了一种电池包,包括上述方案的延缓热失控的电池模组。电池包中可以设置一个或多个电池模组,同时通过箱体进行装配固定。
本实施例还提供了一种电动车,包括车辆本体和上述方案的延缓热失控的电池模组,延缓热失控的电池模组设置在车辆本体上。具体的,电池模组可以单独安装在车辆本体上,也可以通过电池模组组装为电池包后,将电池包安装在车辆本体上。通过设置上述延缓热失控的电池模组,在发生热失控时,可以延缓电池模组上其他单体电池发生热失控的时间,从而为乘客提供充足的逃生时间以及扑救时间。
另外,可在电动车上增加储水(或者灭火材料全氟己酮/气溶胶)罐,可配置5~40L的液体储存罐。当电池模组或电池包正常工作时候,灭火罐阀门关闭不使用。当发生热失控,电压采集模块51及温度采集模块52采集到信号,判定热失控发生冲破防爆阀后,灭火罐阀门打开,灭火罐内液体(水或者灭火材料全氟己酮/气溶胶)从罐内流入到第一液冷板2内,通过第一液冷板2流入到发生热失控的位置,能够吸收热量和抑制高温高压火苗作用,灭火液体材料可通过加压冲入到单体电芯11防爆阀失控点,形成灭火液体反灌到第一液冷板2内,达到灭火效果。
以上仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种延缓热失控的电池模组,所述电池模组包括电芯模组(1)及第一液冷板(2),所述电芯模组(1)包括多个单体电芯(11),多个所述单体电芯(11)阵列排布,所述第一液冷板(2)水平设置在电芯模组(1)底面,并与所述单体电芯(11)底面相接触,所述第一液冷板(2)内设置有供换热介质流动的腔室(20);其特征在于:所述单体电芯(11)上设置有第一防爆阀(111),所述第一防爆阀(111)位于所述单体电芯(11)与所述第一液冷板(2)相接触的一面;所述第一液冷板(2)与所述单体电芯(11)相接触的一面设置有与第一防爆阀(111)相对应的第二防爆阀(21),所述第二防爆阀(21)用于将所述换热介质密封在所述腔室(20)内;所述第二防爆阀(21)配置为在所述单体电芯(11)发生热失控时,所述单体电芯(11)内的能量冲破所述第一防爆阀(111)并使所述第二防爆阀(21)破裂,以使所述腔室(20)内的所述换热介质与热失控释放的能量进行混合;
所述第一液冷板(2)朝向所述单体电芯(11)的一面开设有与所述腔室(20)相连通的安装孔(22),第二防爆阀(21)设置在所述安装孔(22)中,所述第二防爆阀(21)包括层叠设置在所述安装孔(22)中的第一膜片(211)和第二膜片(212),所述第一膜片(211)的一面朝向所述第一防爆阀(111),所述第二膜片(212)远离所述第一防爆阀(111)的一面与所述第二膜片(212)相接触,所述第一膜片(211)为铝箔片,所述第二膜片(212)为防护膜。
2.如权利要求1所述的延缓热失控的电池模组,其特征在于:所述第二防爆阀(21)的面积不小于所述第一防爆阀(111)的面积。
3.如权利要求2所述的延缓热失控的电池模组,其特征在于:所述第一液冷板(2)表面设置有环状结构的密封件(23),所述密封件(23)围绕在第二防爆阀(21)外周侧。
4.如权利要求3所述的延缓热失控的电池模组,其特征在于:所述安装孔(22)外周侧的第一液冷板(2)表面设置有供安装所述密封件(23)的安装槽(24)。
5.如权利要求1所述的延缓热失控的电池模组,其特征在于:所述电池模组还包括第二液冷板(3),所述第二液冷板(3)设置在所述单体电芯(11)大面与大面之间。
6.如权利要求5所述的延缓热失控的电池模组,其特征在于:所述电池模组还包括管路组件(4),所述管路组件(4)包括进液主管(41)、进液支管(42)、出液主管(43)及出液支管(44),所述进液主管(41)分别通过所述进液支管(42)与第一液冷板(2)及第二液冷板(3)的进液口进行连接,所述出液主管(43)分别通过所述出液支管(44 )与第一液冷板(2)及第二液冷板(3)的出液口进行连接。
7.如权利要求1所述的延缓热失控的电池模组,其特征在于:所述电池模组还包括信号采集组件(5),所述信号采集组件(5)包括电压采集模块(51)及温度采集模块(52),所述电压采集模块(51)位于所述单体电芯(11)的极柱一侧,用于采集单体电芯(11)的电压值,所述温度采集模块(52)位于第一防爆阀(111)与第二防爆阀(21)之间,用于采集第二防爆阀(21)区域的温度。
8.一种电池包,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的延缓热失控的电池模组。
9.一种电动车,其特征在于,包括车辆本体和如权利要求1-7任一项所述的延缓热失控的电池模组,所述延缓热失控的电池模组设置在所述车辆本体上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211390702.6A CN115441121B (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211390702.6A CN115441121B (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115441121A CN115441121A (zh) | 2022-12-06 |
CN115441121B true CN115441121B (zh) | 2023-02-07 |
Family
ID=84252783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211390702.6A Active CN115441121B (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115441121B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112670604A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-16 | 阳光电源股份有限公司 | 一种储能电池保护方法及应用装置 |
DE102022125765A1 (de) | 2022-10-06 | 2024-04-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Antriebsbatterie mit einer Temperierplatte sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebsbatterie |
CN115588801A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-01-10 | 中国第一汽车股份有限公司 | 电池总成、车辆及车辆的电池系统压力预警方法 |
CN116093491A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-05-09 | 江苏正力新能电池技术有限公司 | 一种电池 |
CN116505137B (zh) * | 2023-06-28 | 2023-09-01 | 吉林大学 | 一种仿生抗冲击轻量化新能源汽车电池包 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015185225A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 日立マクセル株式会社 | 密閉型電池 |
EP3723157A1 (en) * | 2019-04-10 | 2020-10-14 | Tsykhmistro, Oleksandr Sergiyovych | Secondary battery |
CN214754053U (zh) * | 2021-03-11 | 2021-11-16 | 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 | 一种防爆组合阀、顶盖及电池 |
CN114335878A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 孚能科技(赣州)股份有限公司 | 防爆膜片、防爆阀、电池包和无模组电池包 |
KR20220092740A (ko) * | 2020-12-24 | 2022-07-04 | 현대모비스 주식회사 | 전기자동차용 배터리의 열폭주 저지를 위한 감압분사형 자가 소화 시스템 및 방법 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005017648B4 (de) * | 2005-04-15 | 2008-01-10 | Daimlerchrysler Ag | Flüssigkeitsgekühlte Batterie und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
KR20180120243A (ko) * | 2016-03-10 | 2018-11-05 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 전지 팩 |
CN109585726B (zh) * | 2017-09-29 | 2024-03-01 | 宇通客车股份有限公司 | 车辆及其电池箱、电池模组、灭火部件、灭火容器 |
CN209401662U (zh) * | 2019-03-28 | 2019-09-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池包 |
CN209860056U (zh) * | 2019-04-30 | 2019-12-27 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池模组及电池包 |
CN110391367B (zh) * | 2019-08-08 | 2022-01-28 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池的盖组件及二次电池 |
CN210224157U (zh) * | 2019-08-29 | 2020-03-31 | 比亚迪股份有限公司 | 电池模组、动力电池包和车辆 |
WO2022006900A1 (zh) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 泄压机构、电池盒、电池单体、电池、制备方法和装置 |
CN213026382U (zh) * | 2020-07-23 | 2021-04-20 | 北京汽车股份有限公司 | 电池模组、电池包和车辆 |
CN112736324A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-04-30 | 福建易动力电子科技股份有限公司 | 一种带液冷的软包电池系统 |
CN113113740A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-13 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 一种电池模组及储能系统 |
CN216980674U (zh) * | 2021-09-30 | 2022-07-15 | 郑州深澜动力科技有限公司 | 一种电池包 |
CN217641533U (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-21 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | 一种动力电池装置及电动车辆 |
-
2022
- 2022-11-08 CN CN202211390702.6A patent/CN115441121B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015185225A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 日立マクセル株式会社 | 密閉型電池 |
EP3723157A1 (en) * | 2019-04-10 | 2020-10-14 | Tsykhmistro, Oleksandr Sergiyovych | Secondary battery |
KR20220092740A (ko) * | 2020-12-24 | 2022-07-04 | 현대모비스 주식회사 | 전기자동차용 배터리의 열폭주 저지를 위한 감압분사형 자가 소화 시스템 및 방법 |
CN214754053U (zh) * | 2021-03-11 | 2021-11-16 | 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 | 一种防爆组合阀、顶盖及电池 |
CN114335878A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 孚能科技(赣州)股份有限公司 | 防爆膜片、防爆阀、电池包和无模组电池包 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115441121A (zh) | 2022-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115441121B (zh) | 一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车 | |
CN211404606U (zh) | 一种电池模组的安全结构及电池包 | |
JP5000107B2 (ja) | フィルム外装電気デバイス集合体 | |
CN113611948B (zh) | 电池模组及电池包 | |
CN112652857B (zh) | 一种动力电池、动力电池的热扩散防护方法及车辆 | |
CN209804781U (zh) | 电池模组及具有其的车辆 | |
CN111584978A (zh) | 电池模组 | |
CN111584791A (zh) | 电池模组 | |
CN215680882U (zh) | 一种电池包 | |
CN111584979A (zh) | 电池模组 | |
CN211320174U (zh) | 一种隔爆电源箱的灭火装置 | |
CN113782910B (zh) | 一种动力电池包的热流泄放装置、方法、动力电池包和车辆 | |
CN112490579A (zh) | 电池箱体 | |
CN114069097B (zh) | 一种热失控处理系统和热失控处理方法 | |
CN116345000A (zh) | 一种电池模组、动力电池包及冷却控制方法 | |
US20240204326A1 (en) | Battery module, battery pack, and electronic device | |
CN216085041U (zh) | 电池系统箱体、电池模组及车载能源装置 | |
CN214153119U (zh) | 电池箱体 | |
US9054363B2 (en) | Degassing system for an accumulator, and accumulator having a degassing system | |
CN113488721A (zh) | 电池系统和车辆 | |
KR20200128411A (ko) | 전지 에너지 저장 모듈의 안전 보호와 제어 방법 및 소자 | |
CN217239675U (zh) | 电池包和具有其的动力装置 | |
CN216529115U (zh) | 一种电池包 | |
CN111403657B (zh) | 一种电池热失控气体排放装置、电池模组及汽车 | |
US20230402688A1 (en) | Battery cover plate and lithium-ion secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |