CN115461921A - 具有能够捕获在隆起期间喷射的火光和火花的囊袋的电池模块 - Google Patents

具有能够捕获在隆起期间喷射的火光和火花的囊袋的电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有囊袋的电池模块，其能够捕获在隆起时喷射的火光和火花，更特别地，本发明涉及这样一种电池模块，包括：电池单体堆，该电池单体堆包括堆叠在竖直方向上的多个电池单体；和用于容纳所述电池单体堆的保护性外壳，其中，所述保护性外壳包括位于所述电池单体堆下方的下盖、位于所述电池单体堆上方的上盖以及位于所述电池单体堆的侧部上的一对侧盖，其中，所述侧盖在其内侧上具有这样的结构：其能够阻止在隆起时喷射的火光和火花的移动。

Description

具有能够捕获在隆起期间喷射的火光和火花的囊袋的电池 模块
技术领域
该申请要求2020年7月2日提交的韩国专利申请2020-0081659号的优先权利益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
该申请要求在2020年8月21日提交的韩国专利申请2020-0105297号的优先权利益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
本发明涉及一种具有能够捕获在隆起时喷射的火光和火花的囊袋的电池模块，更特别地，本发明涉及这样一种电池模块：该电池模块被构造成使得囊袋被设置在电池单体堆之间或者在电池单体堆和侧盖之间，从而中断火光和火花的移动，并且引导空气与排气一起快速地排放到外部，由此能够防止火灾爆发条件的发生，因此能够抑制火灾的爆发。
背景技术
具有高度的产品适用性和电气性质(诸如高能量密度)的二次电池已经被通常使用在均使用电驱动源来驱动的电动车辆(EV)或者混合动力电动车辆(HEV)以及便携式装置中。作为能够增加环境友好性和能量效率的新能源，这种二次电池已经引起关注，这是因为，除了具有能够显著地减少化石燃料的使用的主要优点之外，还不会由于能量的使用而产生副产品。
作为二次电池，存在锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池。多个电池单体可以彼此串联或者并联连接，以构成电池模块或者电池组。
近年来已经引起关注的能量存储系统(ESS)是在电池中存储产生的电力、从而当需要时向消费者供应该电力以由此最大化电力使用效率的设备。
在通常的能量存储系统(ESS)中，多个电池模块构成单个电池架，并且几十到几百个电池架被组合以构成单个系统。另外，能量存储系统在与不间断电源(UPS)或者光伏电力系统联锁的状态中被使用，该不间断电源被构造成响应于突然的电力供应中断或者异常而稳定地供应电力，该光伏电力系统是被构造成将阳光转换成电能的电力产生设备。
同时，虽然二次电池具有优良的电气性质，但是构成二次电池的部件(诸如活性材料或者电解质)在诸如过度充电、过度放电、暴露于高温或者电气短路的异常操作状态下分解，由此产生热量和气体。结果，发生隆起现象，即二次电池的膨胀。隆起现象加速分解，这引起由于热失控而导致的二次电池爆炸或者着火。
即，当在电池单体中发生热失控时，产生火光(其是从弱密封部喷射的像闪光一样的火焰)、火花(其是由于内部电极的分离和铝集电器的熔化而排放的具有热量的颗粒)以及高温排气。特别地，这些物质不会停留在其产生位置处，而是移动到相邻的模块，包括位于其周围的电池单体，由此很大可能会发生重大事故。
与此相关，专利文献(韩国专利申请公报2020-0011816号)公开了一种电池组，该电池组包括：多个电池单体，所述多个电池单体被布置成使得电池单体的主表面面对彼此；和分隔壁，该分隔壁被置于电池单体中的相邻的电池单体之间，其中，该分隔壁设置有气囊，该气囊被形成为在分隔壁的厚度方向上沿着远离每一个电池单体的主表面的方向呈凹形。
在上述现有技术文献中，分隔壁和气囊被形成在相邻的电池单体之间，由此能够中断相邻的电池单体之间的热干扰，因此能够在某种程度上中断从某些局部劣化的电池单体到与其相邻的其他电池单体的热失控。
然而，所述现有技术文献涉及的是其中棱柱形电池单体被并排堆叠的电池组，因此在不进行改变的情况下，其无法应用于由袋形单体构成的电池模块，所述袋形单体中的每一个袋形单体包括电池单体外壳和电极组件，并且被构造成使得引线从电池单体外壳向外突出。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国专利申请公报2020-0011816号
发明内容
技术问题
已经鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的目的在于提供这样一种电池模块：当在电池单体中发生热失控时，该电池模块能够中断所产生的火光和火花的移动，由此防止火灾的爆发或者防止火灾蔓延到相邻的电池模块。
本发明的另一个目的在于提供这样一种电池模块：当在电池单体中发生热失控时，该电池模块能够将电池模块外壳中的空气与所喷射的排气一起快速地排放，由此防止火灾的爆发。
本发明的又一个目的在于提供这样一种电池模块：当在电池单体中发生热失控时，该电池模块能够将所产生的热量、排气和内部空气排放到外部，由此防止火灾的爆发。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明所述的一种电池模块包括：电池单体堆，所述电池单体堆包括被堆叠在竖直方向上的多个电池单体；和保护性外壳，所述保护性外壳被构造成容纳所述电池单体堆，其中，所述保护性外壳包括位于所述电池单体堆的下方的下盖、位于所述电池单体堆的上方的上盖以及位于所述电池单体堆的侧面处的一对侧盖，并且所述侧盖中的每一个侧盖在其内侧处设置有被构造成中断在隆起时喷射的火光和火花的移动的结构。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述侧盖可以包括：竖直板，所述竖直板具有被定位成与所述下盖紧密接触的下端和被定位成与所述上盖紧密接触的上端；和一对弯折板，所述一对弯折板在面对彼此的状态下被形成在所述竖直板的相反的两侧端部处，从而以预定形状弯折和/或弯曲。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述侧盖的竖直板和所述电池单体堆可以以预定距离彼此间隔开，以形成第三空间部。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述电池单体堆可以包括：被堆叠在竖直方向上的所述多个电池单体；挤压层，所述挤压层位于被堆叠的电池单体的上部和下部中的至少一个上；汇流条，所述汇流条被构造成允许所述电池单体的正电极引线和负电极引线与之连接；和一对汇流条保持器，所述一对汇流条保持器被分别置于所述正电极引线和汇流条之间以及所述负电极引线和汇流条之间。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述汇流条保持器中的每一个汇流条保持器可以包括：平坦主板，所述平坦主板中形成有一个或多个狭缝；和翼部，所述翼部被连接到所述主板的相反两侧的竖直端。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述翼部中的每一个翼部可以被弯折为具有预定形状。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述挤压层可以包括挤压垫片和增强框架。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述挤压垫片的一个表面中可以设置有凹部，并且所述增强框架可以被安置在该凹部中。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述挤压垫片可以位于被堆叠的电池单体的上部和下部中的每一个上，位于被堆叠的电池单体的上部上的挤压垫片的凹部可以面向上，并且位于被堆叠的电池单体的下部上的挤压垫片的凹部可以面向下。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述凹部和增强框架可以具有相同的竖直截面形状。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述凹部和增强框架中的每一个可以具有“∨”形、“∪”形或者
Figure BDA0003901657520000051
形的竖直截面形状。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述挤压垫片可以由绝缘塑性材料制成，并且所述增强框架可以由金属材料制成。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述上盖可以设置有第二穿孔部。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以具有矩形狭缝形状。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以被形成在所述上盖的纵向方向上。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以位于所述第三空间部的竖直延伸线上。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以被形成在所述上盖的横向方向上。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以位于所述增强框架的竖直延伸线上。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以以与所述增强框架相等的数目形成。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部为圆形。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述第二穿孔部可以设置有网状网。
而且，在根据本发明所述的电池模块中，所述下盖可以设置有第一穿孔部。
另外，本发明提供一种包括所述电池模块的电池组。
另外，本发明提供一种具有所述电池组的能量存储系统。
有利效果
根据本发明所述的电池模块具有的优点在于，一对弯折板位于竖直板的相反两侧端部处，从而面对彼此，由此能够中断在热失控时产生的火光和火花向外部排放或者中断火光和火花移动到电极引线，因此能够防止电池模块的火灾爆发。
另外，根据本发明所述的电池模块具有的优点在于，能够快速地将在热失控时喷射的排气排放到外部，并且此时还能够将空气与排气一起排放，由此能够防止产生火焰。
附图说明
图1是当在朝向根据本发明第一优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。
图2是图1中所示的电池模块的分解立体图。
图3是图1中所示的电池模块中的电池单体堆的分解立体图。
图4是挤压保持单元的分解立体图。
图5是示出侧盖和汇流条保持器之间的联接结构的分解立体图。
图6是在移除上盖的状态下、当从前方观察时的图1中所示的电池模块的立体图。
图7是在移除上盖的状态下、当从上方观察时的图1中所示的电池模块的平面视图。
图8是沿着图1的A-A’线截取的电池模块的截面视图。
图9是示出侧盖的各种变型的截面视图。
图10是示出侧盖的其他变型的截面视图。
图11是当在朝向根据本发明第二优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察、所述电池模块的外部立体图。
图12是当在朝向根据本发明第三优选实施例所述的电池模块一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。
图13是当在朝向根据本发明第四优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。
图14是当在朝向根据本发明第五优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。
具体实施方式
在本申请中，应该理解，术语“包括”、“具有”、“包含”等指明存在所陈述的特征、数目、步骤、操作、元件、部件或其组合，但是不排除存在或添加一个或多个其他的特征、数目、步骤、操作、元件、部件或其组合。
另外，在所有绘图中，将使用相同的附图标记来指代执行类似的功能或者操作的部分。在说明书中，在一个部分被称为被连接到另一个部分的情形中，所述一个部分不仅可以被直接地连接到所述另一个部分，而且所述一个部分还可以经由另外的部分被间接地连接到所述另一个部分。另外，包括特定元件并不意味着排除其他元件，而是意味着可以进一步包括这种元件，除非另有提及。
在下文中，将参考附图描述根据本发明所述的具有能够捕获在隆起时喷射的火光和火花的囊袋的电池模块。
图1是当在朝向根据本发明第一优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图，并且图2是图1中所示的电池模块的分解立体图。
如在图1和图2中所示，根据本发明第一实施例所述的电池模块具有大致六面体形状，并且被构造成具有这样的结构：电池单体堆200被容纳在被限定于由金属材料制成的保护性外壳100内部的空间中。将在下文描述所述电池单体堆200的详细描述。
所述保护性外壳100包括位于所述电池单体堆200的下方的下盖110、位于所述电池单体堆200的上方的上盖120以及位于所述电池单体堆200的侧面处的一对侧盖130。
首先，所述上盖120被构造成保护所述电池单体堆200的上部，并且呈平坦状，所述上盖在其中间部分中设置有形成在纵向方向(Z轴方向)上的多个第二穿孔部121。当发生事故时，所述第二穿孔部121用作被构造成允许将热量与排气一起通过其排放的通道。特别地，当排放高压排气时，所述保护性外壳100中的空气与排气一起排放，由此能够防止火灾的爆发。
当诸如可燃材料、氧气以及高于着火点的温度这样的所有条件均被满足时，在电池模块中爆发火灾。如上所述，因为热量经由所述上盖120的第二穿孔部121与保护性外壳100中的空气一起被排放到外部，所以抑制了火灾的爆发。这里，每一个第二穿孔部121的形状可以是圆形。
同时，更优选的是，所述下盖110也设置有形成在纵向方向(Z轴方向)上的第一穿孔部111，从而执行与所述第二穿孔部121相同的功能。
所述一对侧盖130在以稍微大于所述电池单体堆200的宽度(X轴线方向)的距离彼此间隔开的状态下面对彼此，并且所述一对侧盖130中的每一个侧盖包括竖直板131、水平延伸板132以及一对弯折板133。
当在特定电池单体中发生热失控时，火光、火花、高压排气和热量被喷射，并且当氧气和可燃材料与其共存时，则爆发火灾或者发生爆炸。
根据本发明所述的侧盖110防止诸如火光和火花这样的热失控产物喷射到所述保护性外壳100的外部，并且引导排气和热量通过所述上盖120的第二穿孔部121和/或所述下盖110的第一穿孔部111排放。因为在该过程中，所述保护性外壳100的内部所填充的空气也被排放，所以不产生火焰。
具体地，所述竖直板131稍微地与所述电池单体堆200间隔开，使得形成空气绝热层。所述竖直板131的下端被定位成与上盖120紧密接触，并且所述竖直板131的上端被定位成与所述上盖120紧密接触。所述一对弯折板133位于所述竖直板131的相反的两侧端部处，即，位于所述电池单体堆200的相反的角部的附近。每一个弯折板133被形成为在一侧处开放的L形状，并且所述弯折板面对彼此。
因为火光和火花被捕获在由所述竖直板131和弯折板133所限定的空间中，所以防止了火光和火花被排放到外部，并且火光和火花在朝向电极引线的方向上的移动受到限制，由此能够防止火光和火花与所述电极引线形成直接接触。
从所述竖直板131的上端和下端中的每一端向外弯折的水平延伸板132被设置成用于在所述下盖110和上盖120之间进行紧固，并且根据需要可以被省略。虽然所述下盖110、上盖120和一对侧盖130在附图中被示出为在被分开制造之后彼此联接，但是所述下盖110和一对侧盖130或者所述上盖120和一对侧盖130可以被一体地制造，然后可以执行组装过程。
图3是图1中所示的电池模块中的电池单体堆的分解立体图，图4是挤压保持单元的分解立体图，并且图5是示出所述侧盖和汇流条保持器之间的联接结构的分解立体图。
根据本发明所述的电池单体堆200包括堆叠在竖直方向上的多个电池单体210、一个或多个冲击吸收垫片220、一个或多个挤压层230、汇流条保持器240以及汇流条250。
所述电池单体210可以是袋形电池单体，并且包括电池单体外壳和一对电极引线，该电池单体外壳被构造成在其中容纳电极组件(未示出)。
这里，所述电极组件可以是：果冻卷型组件，该果冻卷型组件被构造成具有这样的结构：长片型正电极和长片型负电极在隔膜被置于其间的状态下被缠绕；堆叠型组件，该堆叠型组件被构造成具有这样的结构：矩形正电极和矩形负电极在隔膜被置于其间的状态下被堆叠；堆叠和折叠型组件，该堆叠和折叠型组件被构造成具有这样的结构：单元单体使用长隔膜而被缠绕；或者层叠和堆叠型组件，该层叠和堆叠型组件被构造成具有这样的结构：电池单体在隔膜被置于其间的状态下被堆叠，然后彼此附接。然而，本发明不限于此。
而且，显然，除了通常使用的液体电解质，电解质可以由固体电解质或者通过向固体电解质添加添加剂而获得的凝胶型准固体电解质来代替，所述凝胶型准固体电解质具有液体和固体之间的中间相。
所述电极组件被容纳在单体外壳中，并且该单体外壳通常被构造成具有包括内层、金属层和外层的层压片材结构。得到内层被置放成与得到电极组件直接接触，因此得到内层应该表现出高绝缘性以及对电解液的高电阻。另外，所述内层应该表现出高密封性，从而从外部气密性地密封所述电池单体外壳，即，所述内层之间的热结合密封部应该表现出优良的热结合强度。所述内层可以由选自如下中的材料制成：聚烯烃类树脂，诸如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯丙烯酸酯或者聚丁烯；聚氨酯树脂；和聚酰亚胺树脂，这些材料表现出优良的耐化学性和高可密封性。然而，本发明不限于此，并且最优选地使用聚丙烯，该聚丙烯表现出优良的机械物理性质(诸如抗拉强度、刚度、表面硬度和耐冲击强度)以及优良的耐化学性。
被置放成邻靠所述内层的金属层对应于被构造成防止水分或者各种气体从外部渗透到电池中的阻挡层。轻且能够容易成形的铝薄膜可以被用作金属层的优选材料。
所述外层被设置在所述金属层的另一表面上。所述外层可以由表现出优良的抗拉强度、抗水分渗透性和抗空气透过性的耐热聚合物制成，使得外层在保护电极组件的同时表现出高耐热性和耐化学性。作为示例，所述外层可以由尼龙或者聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。然而，本发明不限于此。
同时，所述一对电极引线由正电极引线和负电极引线构成，该正电极引线和该负电极引线可以在被分别电连接到所述电池单体组件的正电极接线片和负电极接线片的状态下从所述电池单体外壳向外暴露，或者可以在省略接线片的状态下被直接地连接到所述电池单体组件。
所述一个或多个冲击吸收垫片220可以位于堆叠的电池单体210的上部和下部中的一个或多个上，并且可以根据需要被置于所述电池单体210之间。所述冲击吸收垫片220可以由根据被施加的外力而容易改变体积的材料(诸如，海绵或者无纺织物)制成。
包括所述挤压垫片231和增强框架232的挤压层230挤压堆叠的电池单体210的上部和下部中的一个或多个。在安装有所述冲击吸收垫片220的情形中，所述挤压层230位于所述冲击吸收垫片220的外侧，以均匀地挤压所述电池单体210的所有表面。另外，所述挤压层防止由金属材料制成的保护性外壳100与电池单体210之间的电传导。
这里，优选的是，所述挤压垫片231的一个表面中设置有凹部231’，该凹部231’被凹陷成在横向方向(X轴方向)上具有预定深度和宽度，更优选的是，所述挤压垫片231的一个表面中设置有多个凹部，所述多个凹部被形成为在纵向方向(Z轴方向)上彼此间隔开，并且最优选的是，所述增强框架232被安置在凹部231’中，该增强框架232在其一侧处开放的状态下被弯折，以具有预定形状，使得该增强框架的截面是大致“V”、“U”或者
Figure BDA0003901657520000121
形状，并且该增强框架232由金属材料制成，。
所述挤压垫片231可以由塑料制成，从而实现轻的重量以及所述电池模块的绝缘。然而，当发生隆起时，所述挤压垫片231由于高温而熔化，由此所述电池单体210与下盖110和上盖120的内表面形成紧密接触。
结果，排气难以移动到所述下盖110的第一穿孔部110和所述上盖120的第二穿孔部120，这可能妨碍空气和热量的快速排放，因此火灾爆发的可能性可能增加。
然而，当安装有由金属材料制成的增强框架232时，即使所述挤压垫片231发生熔化，也可以由于所述增强框架232而在所述下盖110和电池单体210之间以及所述上盖120和电池单体210之间设置一定空间，由此能够快速地将空气与排气一起排放到外部。
被构造成将所述电池单体210的引线彼此电连接的汇流条250是平坦金属板，该平坦金属板中形成有说的引线延伸穿过其中的狭缝。
所述汇流条保持器240包括：平坦主板241，该平坦主板241中形成有一个或多个狭缝；翼部242，该翼部242被连接到所述主板241的相反两侧的竖直端；和辅助板243，该辅助板243被构造成将一对翼部242彼此连接。这里，优选的是，每一个翼部242被弯折成预定形状，从而与所述弯折板133中的对应的一个弯折板形成紧密接触。
将简要地描述具有上述构造的电池模块的组装过程。制备电池单体堆200，在该电池单体堆200中，按照增强框架232、冲击吸收垫片220、多个电池单体210、冲击吸收垫片220和增强框架232的顺序对其进行堆叠，所述电池单体210的引线延伸穿过由绝缘材料制成的所述汇流条保持器240的狭缝。
随后，电极引线延伸穿过所述汇流条250的狭缝、被弯折并且使用已知的结合方法(诸如焊接)被固定。
按照如上所述发生制备的电池单体堆200被容纳，从而由所述下盖110、上盖120和一对侧盖130包裹。
此时，所述侧盖130的弯折板133与所述汇流条保持器240的翼部242形成紧密接触，并且所述主板241在朝向电极引线的方向上稍微地凹陷。当然，所述汇流条保持器240执行覆盖所述电池模块的前表面和后表面的功能。
图6是在移除上盖的状态下、当从前方观察时图1中所示的电池模块的立体图，图7是在移除上盖的状态下、当从上方观察时图1中所示的电池模块的平面视图，并且图8是沿着图1的A-A’线截取的电池模块的截面视图。
参考图6到图8，将通过描述当发生诸如热失控的事件时的火光、火花、排气和热量移动的过程来详细描述根据本发明所述的电池模块的着火抑制情况。
根据本发明所述的电池模块进一步包括与上述弯折板131一起设置的第一空间部S1到第三空间部S3。具体地，所述第一空间部S1和第二空间部S2被形成在一对弯折板131之间，并且所述第三空间部S3被形成在所述电池单体堆200的纵向方向上的竖直侧表面与所述竖直板131之间。
例如，假设热失控发生在图6到图8中的特定电池单体210的右侧上，则火光或火花在中断状态下被收集在位于右侧上的第一空间部S1到第三空间部S3中的一个或多个中，特别地，被收集在所述第一空间部S1和第二空间部S2中。因此，火光或火花不仅不能移动到所述汇流条所位于的所述电池单体210的前部或后部，而且还不能移动到所述电池单体210的左侧。
同时，因为所述保护性外壳100和电池单体堆200未被维持在完全气密状态下，所以产生的排气移动到位于前部处的第一空间部S1和位于后部处的第二空间部S2，然后被排放到所述汇流条保持器240的附近。
当然，一些排气沿着所述竖直板131向上或向下移动，移动到所述增强框架232内部的空间部，并且通过所述上盖120的第二穿孔部121和所述下盖110的第一穿孔部111被排放到外部。此时，显然热量与排气一起通过上述路径被排放到外部。
结果，即使当在任一个电池单体中发生事故时，空气也与排气一起排放到外部，由此在所述保护性外壳中，着火所必要的氧气不足，并且可燃材料被捕获而不被排放到外部。进而，当空气被排放时，热量与空气一起排放，由此所述电池单体的温度被维持为低于着火点，因此能够防止火灾的爆发。
图9是示出侧盖的各种变型的截面视图，并且图10是示出侧盖的其他变型的截面视图。如图9和图10中所示，所述侧盖130的弯折板133可以被变形为捕获火光和火花。即，替代根据第一优选实施例的L形截面，所述弯折板133可以被构造成以各种不同的角度弯折，或者可以包括弯曲部分。例如，所述弯折板的水平截面可以被变形为具有
Figure BDA0003901657520000151
或者
Figure BDA0003901657520000152
的形状。然而，所述弯折板的截面不限于以上形状，只要能够实现相同的目的和功能即可。
当然，在此情形中，显然所述汇流条保持器240也可以被变形为对应于变形后的弯折板133的外部形状。
图11是当在朝向根据本发明第二优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。除了上盖120的第二穿孔部121和下盖110的第一穿孔部111的外部形状之外，根据第二实施例所述的电池模块在构造上与根据第一实施例所述的电池模块相同。
根据第二实施例所述的第一穿孔部111和第二穿孔部121可以被形成为使得圆形孔和矩形狭缝交替地布置。当然，所述上盖120的第二穿孔部121可以被形成为使得圆形孔和矩形狭缝交替地布置，而所述下盖110的第一穿孔部111可以仅仅被形成为圆形孔，反之亦然。
图12是当在朝向根据本发明第三优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。除了上盖120的第二穿孔部121和下盖110的第一穿孔部111的外部形状和位置之外，根据第三实施例所述的电池模块在构造上与根据第一实施例所述的电池模块相同。
根据第三实施例所述的第一穿孔部111和第二穿孔部121被形成为矩形狭缝。优选的是，所述第一穿孔部和第二穿孔部位于上盖的横向方向上，具体是沿着所述增强框架232的竖直延伸线定位，使得排气和空气能够被快速地排放到外部，并且更优选的是，所述第一穿孔部和第二穿孔部以与增强框架232相同的数目形成。
当然，仅仅所述上盖120的第二穿孔部121可以仅仅被形成为矩形狭缝，而所述下盖110的第一穿孔部111可以仅仅被形成为圆形孔，反之亦然。
同时，所述第一穿孔部111和/或第二穿孔部121可以进一步设置有网状网。当安装有所述网状网121’时，能够抑制相对大尺寸的热失控产物(诸如火光和火花)从所述上盖120和/或下盖110喷射出来。
图13是当在朝向根据本发明第四优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。除了上盖120的第二穿孔部121的外部形状和位置之外，根据第四实施例所述的电池模块在构造上与根据第三实施例所述的电池模块相同。
根据第四实施例所述的第二穿孔部121被形成为具有矩形狭缝的形状。特别地，优选的是，所述第二穿孔部121被定位成多个第二穿孔部121位于所述上盖的纵向方向上，具体是沿着由于所述侧盖130的竖直板131和电池单体堆200以预定距离彼此间隔开而形成的第三空间部S3的竖直延伸线，使得排气和空气能够被快速地排放到外部，并且更优选的是，所述第二穿孔部121进一步设置有网状网121’。虽然在图中没有示出，但是显然所述下盖110的第一穿孔部111也可以进一步设置有网状网。
图15是当在朝向根据本发明第五优选实施例所述的电池模块的一侧的方向上观察时、所述电池模块的外部立体图。
根据第五优选实施例所述的电池模块具有根据第三实施例所述的上盖120的第二穿孔部121和根据第四实施例所述的第二穿孔部121的组合，并且其形状和位置与上述相同。因此，将省略其描述。
均具有上述构造的多个电池模块可以被并排地置放，或者可以堆叠在竖直方向上。
另外，具有上述构造的电池模块可以被容纳在单独的外壳中以构成单个电池组，并且电池模块或者电池组可以被使用在包括大容量电源的各种设施或者装置中，诸如能量存储系统、电动车辆、混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆。
虽然已经详细描述了本发明的具体细节，但是本领域技术人员将理解，本发明的详细描述仅仅公开了本发明的优选实施例，因此不限制本发明的范围。相应地，本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围和技术思想的情况下，各种改变和修改都是可能的，并且将是显而易见的是，这样的改变和修改落入所附权利要求的范围内。
附图标记说明
100：保护性外壳
110：下盖
111：第一穿孔部
120：上盖
121：第二穿孔部121’：网状网
130：侧盖
131：竖直板132：水平延伸板
133：弯折板
200：电池单体堆
210：电池单体
220：冲击吸收垫片
230：挤压层
231：挤压垫片231’：凹部
232：增强框架
240：汇流条保持器
241：主板242：翼部
243：辅助板
250：汇流条
S1：第一空间部S2：第二空间部
S3：第三空间部

Claims (24)

1.一种电池模块，包括：
电池单体堆，所述电池单体堆包括被堆叠在竖直方向上的多个电池单体；和
保护性外壳，所述保护性外壳被构造成容纳所述电池单体堆，其中，
所述保护性外壳包括位于所述电池单体堆的下方的下盖、位于所述电池单体堆的上方的上盖以及位于所述电池单体堆的侧面处的一对侧盖，并且
所述侧盖中的每一个侧盖在其内侧处设置有这样的结构：其被构造成中断在隆起期间喷射的火光和火花的移动。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述侧盖包括：
竖直板，所述竖直板具有被定位成与所述下盖紧密接触的下端和被定位成与所述上盖紧密接触的上端；和
一对弯折板，所述一对弯折板在面对彼此的状态下被形成在所述竖直板的相反两侧端部处，从而以预定形状弯折和/或弯曲。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述侧盖的所述竖直板与所述电池单体堆以预定距离彼此间隔开，以形成第三空间部。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述电池单体堆包括：
被堆叠在所述竖直方向上的所述多个电池单体；
挤压层，所述挤压层位于被堆叠的所述电池单体的上部和下部中的至少一个上；
汇流条，所述汇流条被构造成允许所述电池单体的正电极引线和负电极引线与之连接；和
一对汇流条保持器，所述一对汇流条保持器被分别置于所述正电极引线和所述汇流条之间以及所述负电极引线和所述汇流条之间。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述汇流条保持器中的每一个汇流条保持器包括：
平坦主板，所述平坦主板中形成有一个或多个狭缝；和
翼部，所述翼部被连接到所述主板的相反两侧的竖直端。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述翼部中的每一个翼部被弯折为具有预定形状。
7.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述挤压层包括挤压垫片和增强框架。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述挤压垫片的一个表面中设置有凹部，并且
所述增强框架被安置在所述凹部中。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，
所述挤压垫片位于被堆叠的所述电池单体的所述上部和所述下部中的每一个上，
位于被堆叠的所述电池单体的所述上部上的所述挤压垫片的所述凹部面向上，并且
位于被堆叠的所述电池单体的所述下部上的所述挤压垫片的所述凹部面向下。
10.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述凹部和所述增强框架具有相同的竖直截面形状。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，所述凹部和所述增强框架中的每一个具有“∨”形、“∪”形或者
Figure FDA0003901657510000021
形的竖直截面形状。
12.根据权利要求9所述的电池模块，其中，
所述挤压垫片由绝缘塑性材料制成，并且
所述增强框架由金属材料制成。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述上盖设置有第二穿孔部。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部具有矩形狭缝形状。
15.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部被形成在所述上盖的纵向方向上。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部所述第二穿孔部位于所述第三空间部的竖直延伸线上。
17.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部被形成在所述上盖的横向方向上。
18.根据权利要求17所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部位于所述增强框架的竖直延伸线上。
19.根据权利要求17所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部以与所述增强框架相等的数目形成。
20.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部为圆形。
21.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述第二穿孔部设置有网状网。
22.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述下盖设置有第一穿孔部。
23.一种电池组，包括根据权利要求1到22中的任一项所述的电池模块。
24.一种能量存储系统，具有根据权利要求23所述的电池组。
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