CN116420275A - 冷却装置、电池模块以及包括该电池模块的储能系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷却装置，当从多个电池电芯中的至少一者放出气体和火焰时，最大限度地减小向与其相邻的另一电池电芯传递的影响。为了实现上述目的，根据本发明的冷却装置作为用于冷却多个电池电芯的冷却装置包括电池电芯安装部，该电池电芯安装部配置成使得多个电池电芯安装在电池电芯安装部的至少一个表面上，当从电池电芯放出气体和火焰中的至少一种时，电池电芯安装部的面对电池电芯的部分被穿孔。

Description

冷却装置、电池模块以及包括该电池模块的储能系统和车辆
技术领域
本公开涉及一种冷却装置、电池模块以及包括该电池模块的储能系统和车辆，更具体地，涉及一种冷却装置，用于最大限度地减少从至少一个电池电芯中排出的气体和火焰向相邻的其它电池电芯扩散。
本申请要求获得2021年5月28日在韩国提交的韩国专利申请第10-2021-0069517号的优先权，该申请的公开内容通过引入而纳入本文。
背景技术
目前，市售的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记忆效应，因此，与镍基二次电池相比，其充电方便、自放电率很低、能量密度高的优点越来越受到重视。
在锂二次电池中，主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，该电极组件包括分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，正极板和负极板之间插设有隔膜；以及包装或电池袋包装，电极组件与电解质溶液一起被气密地接收于其中。
近来，二次电池不仅广泛用于诸如移动电子装置之类的小型装置，而且还用于诸如车辆或储能系统(ESS)之类中小型装置。在中小型装置的应用中，多个二次电池电连接以增加容量和输出。
最近，随着作为储能源的广泛使用和对高容量结构的不断增长的需求，电池模块包括多个高密度布置的电池电芯。
在高密度布置的多个电池电芯中，有必要冷却多个电池电芯以有效散热。因此，传统的电池模块包括冷却装置来冷却多个电池电芯。此外，在某些情况下，装备在电池模块中的冷却装置与至少一些电池电芯直接接触，以提高热传导效率。此外，传统电池模块中的多个电池电芯中的每一者均包括排气口，以便在电池电芯中发生热失控或起火的情况下从电池电芯中释放高温气体和火焰。
然而，如果电池电芯的排气口被冷却装置支撑或堵塞，则在电池电芯中发生热失控或起火的情况下，高温气体和火焰不能经由排气口离开电池电芯。例如，传统的冷却装置包括钎焊在一起的铝板-铝板，每块铝板的厚度为几毫米，该冷却装置堵塞了电池电芯的排气口。被限制在电池电芯中的气体和火焰增加了电池电芯的内部压力，电池电芯的任何其它部分(侧部)可能会破裂，造成气体和火焰的泄漏。泄漏的气体和火焰没有沿预定的排气口方向被引导，直接移动到相邻的其它电池电芯，导致其它电池电芯中的热失控或起火。这大大降低了电池模块的安全性。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决上述问题，因此本公开旨在提供一种冷却装置，用于最大限度地减少从至少一个电池电芯排出到相邻的其它电池电芯的气体和火焰的扩散，并且本公开还提供电池模块以及包括该电池模块的储能系统和车辆。
本公开的这些和其它目的和优点可以通过以下描述来理解，并将借助本公开的实施方式来清楚描述。此外，容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中规定的手段及其组合来实现。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的冷却装置是一种用于冷却多个电池电芯的冷却装置，并包括：电池电芯安装部，所述多个电池电芯安装在所述电池电芯安装部的至少一个表面上，其中，所述电池电芯安装部的与所述电池电芯接触的部分配置为当气体或火焰中的至少一种从所述电池电芯排出时破裂。
因此，所述电池电芯安装部可以包括至少一个层，所述至少一个层配置成使得一个表面的一部分因所述气体或火焰中的至少一种而破裂。
所述电池电芯安装部可以包括：上板，所述多个电池电芯安装在该上板的表面上；以及下板，该下板与所述上板的相反表面结合，并且所述上板和所述下板中的每一者均可以包括厚度为10μm至900μm的多层膜。
所述多层膜可以包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层。
所述外保护层可以包括具有绝缘特性的聚合物树脂，所述金属层可以包括选自由铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、不锈钢(SUS)和包括其中至少两种的合金组成的组中的至少一种，并且所述内粘合剂层可以包括压敏粘合剂物质或热熔聚合物树脂。
所述加强金属层的厚度可以为1μm至100μm。
此外，所述冷却装置可以包括：冷却剂通道，冷却介质沿着所述冷却剂通道在所述电池电芯安装部中流动；与所述冷却剂通道连通的冷却剂入口端口，所述冷却介质经由所述冷却剂入口端口进入；以及与所述冷却剂通道连通的冷却剂出口端口，所述冷却介质经由所述冷却剂出口端口离开，并且所述冷却剂入口端口和所述冷却剂出口端口中的每一者的外侧均可以具有粘合剂层，并且所述粘合剂层与所述电池电芯安装部的内表面结合。
在这种情况下，所述电池电芯安装部可以包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，所述上板和所述下板中的每一者均包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层，并且所述上板的所述内粘合剂层和所述下板的所述内粘合剂层可以相互结合。
此外，所述电池电芯安装部可以具有有凹口，所述凹口配置为被所述气体或所述火焰中的至少一种撕开。
所述电池电芯可以是圆柱形电池电芯，并且所述凹口可以具有与所述电池电芯同心的环形形状并具有小于所述电池电芯的直径。
所述电池电芯安装部可以包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，其中，所述上板和所述下板中的每一者均包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层，并且所述凹口可以是通过减小所述加强金属层的一部分的厚度而形成的。
此外，所述电池电芯安装部在与所述电池电芯接触的所述部分处可以具有开口，所述开口配置为被所述气体或所述火焰中的至少一种熔化。
所述电池电芯可以是圆柱形电池电芯，并且所述开口可以具有与所述电池电芯同心的圆形形状并具有小于所述电池电芯的直径。
所述电池电芯安装部可以包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，所述上板和所述下板中的每一者均包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层，并且所述开口可以是通过冲切所述加强金属层而形成的。
此外，为了实现上述目的，根据本公开的一种电池模块包括：根据本公开所述的冷却装置；以及多个电池电芯，所述多个电池电芯安装在所述冷却装置的所述电池电芯安装部的至少一个表面上。
此外，所述电池电芯可以包括位于所述电池电芯与所述冷却装置接触的部分处的排气口，所述排气口配置为在所述电池电芯发生异常行为时将主体内的气体或火焰朝所述冷却装置排出。
此外，所述冷却装置可以布置在所述多个电池电芯上，所述多个电池电芯中的每一者均可以安装成与所述冷却装置的下表面接触，并且所述排气口可以布置成与所述冷却装置接触。
此外，所述冷却装置可以配置为经由所述电池电芯安装部的破裂部分释放所述冷却装置内的冷却介质。
在优选实施方式中，所述电池电芯是圆柱形的电池电芯，所述排气口位于底部，当所述电池电芯发生异常行为时，所述排气口配置为将主体内的所述气体或火焰朝所述冷却装置排出，并且所述冷却装置与所述电池电芯的底部熔融结合。
所述冷却装置内的所述冷却介质是水，并且所述冷却介质经由所述电池电芯安装部的破裂部分馈入排气的电池电芯中。
此外，为了实现上述目的，本公开的储能系统包括所述电池模块。
此外，为了实现上述目的，本公开的车辆包括所述电池模块。
有利效果
根据本公开的一个方面，由于本公开包括供多个电池电芯安装在其至少一个表面上的电池电芯安装部，并且该电池电芯安装部配置成当气体或火焰中的至少一种从电池电芯排出时，电池电芯安装部与电池电芯接触的部分破裂，因此能够防止供气体或火焰从电池电芯排出的排气口被冷却装置堵塞，并允许气体或火焰经由扯开的冷却构件的开口出去。
因此，与传统技术相反，本公开可以防止由于被限制的气体或火焰引起电池电芯的侧部破裂而导致高温气体和火焰从电池电芯的侧部排出。因此，能够防止从电池电芯排出的气体和火焰移动到相邻的其它电池电芯，从而防止其它电池电芯中的热失控或起火。因此，能够大大增加电池模块的安全性。
特别是，当电池电芯具有排气口时，该排气口使冷却装置在电池电芯中发生起火时容易破裂，从而有效地将来自电池电芯内的气体或火焰经由排气口排出。由于与通风的电池电芯相邻的相邻电池电芯借助冷却装置得到保护，因此能够防止发生起火的电池电芯中经由排气口排出的火焰与相邻的电池电芯直接接触，从而确保安全。
根据本公开的另一个方面，由于本公开包括供安装多个电池电芯的上板以及与上板结合的下板，因此能够使多个电池电芯与冷却装置直接接触，而不需要在两者之间插设热传导构件，从而提高冷却效率。由于上板和下板中的每一者均包括厚度为10μm至900μm的多层膜，因此与传统的包括每一者的厚度为几毫米的铝板-铝板的冷却装置相比，能够容易因从电池电芯排出的气体或火焰而破裂。
根据本公开的另一个方面，由于冷却装置的下板与上板的另一表面熔融结合，因此能够在没有任何紧固构件的情况下进行冷却装置的装配过程。因此，与传统技术相比，本公开可以减少部件的数量并缩短制造时间，从而降低制造成本。
此外，根据本公开的另一个方面，由于上板的外周和下板的外周是相互熔融结合的，因此本公开可以进一步提高它们之间的结合强度。因此，本公开可以防止在电池模块使用过程中发生外部冲击时，冷却介质因冷却装置中的开裂而经由上板和下板之间的间隙泄漏。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与以下详细描述一起用于进一步理解本公开的技术特征，因此本公开不应理解为仅限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。
图2是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的立体图。
图3是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的仰视立体图。
图4是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的电池电芯的一部分的局部剖面图。
图5是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的局部剖面图。
图6是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的一部分的局部剖面图。
图7是图6的冷却装置中的区段A的局部放大剖面图。
图8是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的冷却剂入口端口的仰视立体图。
图9是示意性地示出根据本公开的另一个实施方式的冷却装置的平面图。
图10是沿线X-X'剖切的图9的剖面。
图11是示意性地示出根据本公开的另一个实施方式的冷却装置的平面图。
图12是沿线XII-XII'剖切的图11的剖面图。
图13是沿线XII-XII'剖切的图11的另一个剖面图。
图14是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池模块的仰视立体图。
图15是示意性地示出图14的电池模块的一部分的局部剖面图。
图16是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的车辆的图。
图17是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的储能系统的立体图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性性实施方式。在描述之前，应该理解的是，在说明书和所附权利要求书中使用的术语或词不应该被解释为仅限于一般的和字典的含义，而应该基于允许发明人对术语进行适当的定义以获得最佳的解释的原则，根据与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文中描述的实施方式和附图中所示的图示只是本公开的示例性实施方式，而不是为了全面描述本公开的技术方面，从而应该理解，在本申请提交时，可以对其进行各种其它的等效和变型。
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。图2是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的立体图。图3是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的仰视立体图。图4是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的电池电芯的一部分的局部剖面图。此外，图5是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的局部剖面图。作为参考，在图1中，X轴方向是左方向，Y轴方向是后方向，Z轴方向是上方向。
参照图1至图5，根据本公开的一个实施方式的电池模块100包括多个电池电芯110和冷却装置120。根据本公开的一个实施方式的冷却装置120可以是用于冷却多个电池电芯110的装置。多个电池电芯110可以安装在冷却装置120的一侧。冷却装置120可以配置为通过传导安装在一侧的多个电池电芯110产生的热来冷却多个电池电芯110。例如，冷却装置120可以包含其中的冷却介质123。另选地，冷却装置120可以配置为将冷冻的冷却介质从外部馈入主体中，并向外部释放加热的冷却介质。
这里，电池电芯110可以是罐式二次电池。例如，电池电芯110可以是圆柱形电池电芯或方形电池电芯。在本实施方式中，以圆柱形电池电芯为例。电池电芯110可以包括圆柱形的电池罐114。电池电芯110可以包括在电池罐114顶部的正极端子111和负极端子112两者。虽然在图中没有示出，但例如，正极端子111和负极端子112之间可以插设有电绝缘构件。即，电绝缘构件可以防止正极端子111和负极端子112之间的电连接。
例如，多个电池电芯110可以以3至5毫米的预定间隔布置。此外，一行中的多个电池电芯110和另一行中的多个电池电芯110可以布置在前后方向(图1中的X轴方向)上的不同位置。此外，一列中的多个电池电芯110和另一列中的多个电池电芯110可以布置在左右方向(图1中的Y轴方向)上的不同位置。即，多个电池电芯110可以整体上在前、后、左、右方向上布置成之字形图案。这种布置可以增加电池电芯110的集成密度。
此外，尽管没有示出，但是本公开的电池模块100可以包括例如经由汇流条或电线电连接的多个电池电芯110。即，本公开的电池模块100可以包括多个电池电芯110，这些电池电芯通过多个电池电芯110中的每一者的正极端子111和负极端子112与汇流条或电线的接触而电连接。
多个电池电芯110可以在底部通过热熔固定至冷却装置120。即，冷却装置120可以具有底部冷却结构。
此外，冷却装置120可以包括电池电芯安装部121，该电池电芯安装部配置成当气体或火焰P中的至少一种从电池电芯110排出时，电池电芯安装部121与电池电芯110接触的部分会破裂。这里，当发生诸如内部短路或热失控之类的异常行为时，气体或火焰中的至少一种可以从电池电芯110排出。在这种情况下，电池电芯安装部121可以配置成使得电池电芯安装部121与电池电芯110接触的部分因气体或火焰中的至少一种而破裂。电池电芯安装部121可以在熔化时破裂，或者局部被排出的气体或火焰中的至少一种撕碎。在这种情况下，从电池电芯110排出的气体或火焰中的至少一种可能在与多个电池电芯110的安装方向相反的方向上移动而穿过电池电芯安装部121中的开口O。
根据本公开的这种配置，由于本公开包括电池电芯安装部121，该电池电芯安装部121的至少一个表面供安装多个电池电芯110并配置成使得电池电芯安装部121与电池电芯110接触的部分在气体或火焰中的至少一种从电池电芯110排出时破裂，因此能够防止供来自电池电芯110的气体或火焰排出的排气口113被冷却装置120限制，并且允许气体或火焰经由冷却构件的开口O出去。因此，与传统技术相反，本公开可以防止高温气体和火焰由于被限制的气体或火焰导致电池电芯110的侧部破裂而从电池电芯110的侧部排出。因此，能够防止从电池电芯110排出的气体和火焰移动至相邻的其它电池电芯110，从而防止其它电池电芯110中的热失控或火灾。因此，能够大大增加电池模块100的安全性。即，冷却装置120不会堵塞电池电芯110的排气口113，并且当火焰经由电池电芯110的排气口113排出时，冷却装置120容易破裂。能够防止因电池电芯110的侧部破裂而排出火焰，并防止由相邻的电池电芯直接暴露于火焰而引起的起火蔓延。由于冷却装置120在任何一个电池电芯110中发生起火时充当主要屏障，因此能够有效防止起火向其它电池电芯110蔓延。
特别是，如本实施方式中所示，当电池电芯110在其底部包括排气口113时，排气口113使得冷却装置120在电池电芯110中发生起火时容易破裂，从而有效地将来自电池电芯110的气体或火焰经由排气口113排出。由于借助冷却装置120保护了与排气的电池电芯110相邻的其它电池电芯110，因此能够防止发生起火的电池电芯中经由排气口排出的火焰与相邻的电池电芯110直接接触，从而确保安全。
在本实施方式中，由于排气口113布置在电池电芯110的底部，并且冷却装置120位于电池电芯110下方，因此，当由于电池电芯110的异常情况导致过热或发生起火时，排气口113允许气体或火焰经由电池模块100的底部排出，而不是从电池模块100的顶部或侧部排出。例如，当电池模块100设置在车辆中时，一般情况下，驾驶员或乘客的座椅位于电池模块100上方，因此能够通过将气体或火焰引导至电池模块100的底部，最大程度地确保乘客的安全。
电池电芯110可以是上述的圆柱形电池电芯，特别是例如具有超过约0.4外形系数比(定义为圆柱形电池电芯的直径除以其高度的结果，即高度(H)与直径(Φ)之比)的圆柱形电池电芯。这里，外形系数是指表示圆柱形电池电芯的直径和高度的值。根据本公开的一个实施方式的圆柱形电池电芯可以是例如46110电芯、48750电芯、48110电芯、48800电芯和46800电芯。在表示外形系数的数字中，前两个数字表示电池的直径，后两个数字表示电池的高度，最后一个数字0表示电池的截面为圆形。
传统的电池模块包括外形系数约为0.4或更小的电池电芯。例如，使用了1865电池和2170电池。相比之下，包括在本公开的电池模块100中的电池电芯110是大型的电池电芯。因此，本公开的电池模块100更适用于高容量和高输出。此外，改进的冷却装置120使本公开的电池模块100特别适合作为需要高容量和高输出的汽车电池模块。
图6是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的一部分的局部平面图。此外，图7是图6的冷却装置中的区段A的局部放大剖面图。
参照图6和图7，电池电芯安装部121可以包括至少一个层，配置成使该层的一个表面的一部分因气体或火焰中的至少一种而破裂。例如，电池电芯安装部121的至少一个层可以包括厚度为10μm至900μm的多层膜。优选地，电池电芯安装部121的至少一层可以包括外保护层122a、加强金属层122b和第一内粘合剂层122c1。外保护层122a可以位于加强金属层122b的一个表面上，并包括具有绝缘特性的聚合物树脂。外保护层122a的绝缘聚合物树脂可以包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、氯乙烯、聚酰亚胺和聚苯硫醚组成的组中的至少一种。外保护层122a可以由耐磨材料制成。
加强金属层122b可以包括选自由铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、不锈钢(SUS)和包括其中至少两种合金组成的组中的至少一种。此外，加强金属层122b的厚度从1μm到100μm不等。此外，第一内粘合剂层122c1可以包括压敏粘合剂物质或热熔聚合物树脂。这里，压敏粘合剂物质可以包括选自由丙烯酸胶粘剂化合物、橡胶基胶粘剂化合物、硅基胶粘剂化合物和乙烯基醚基胶粘剂化合物组成的组中的至少一种。第一内粘合剂层122c1可以是例如流延聚丙烯(CPP)膜。
如上所述，电池电芯安装部121的层可以是厚度为10μm至900μm的膜。与使用厚度为几毫米的铝板的传统冷却装置相比，由该膜形成的冷却装置120可以定义为“薄膜”冷却装置。包括均具有几毫米厚度的铝板-铝板的传统冷却装置不会因为从电池电芯排出的气体或火焰而破裂。当电池电芯安装部121的层是具有上述厚度的多层膜时，与传统冷却装置相比，本公开的冷却装置很容易因从电池电芯110排出的气体或火焰而破裂。此外，由于电池电芯安装部121是具有10μm至900μm厚度的膜，它比具有几毫米厚度的传统铝板更轻。因此，能够进一步减少包括冷却装置120在内的电池模块100的厚度和重量，并提高单位体积的能量密度和单位重量的能量密度。
此外，如图6中所示，电池电芯安装部121可以包括至少一个层。例如，如图7中所示，电池电芯安装部121可以包括上板121a和下板121b。多个电池电芯110安装在上板121a的一个表面上。例如，上板121a可以具有预定尺寸的板状，该尺寸足以将多个电池电芯110安装在一个表面(上表面)上。上板121a的所述表面可以是平坦的。在另一个实施例中，上板121a可以包括诸如突起之类的结构，以限定每个电池电芯110的安装位置。
下板121b可以与上板121a的未安装多个电池电芯110的另一表面结合。下板121b可以具有与上板121a的平面内尺寸对应的上表面。即，下板121b可以具有与上板121a的外周对应的外周。
上板121a可以包括至少一个层。此外，下板121b可以包括至少一个层。例如，如图7中所示，上板121a可以在竖直方向上具有三层堆叠配置，这包括顶部的外保护层122a、中间的加强金属层122b和底部的第一内粘合剂层122c1。下板121b可以在竖直方向上具有三层堆叠配置，这包括顶部的第二内粘合剂层122c2、中间的加强金属层122b和底部的外保护层122a。在这种情况下，上板121a的第一内粘合剂层122c1和下板121b的第二内粘合剂层122c2可以相互结合。例如，两个粘合剂层122c1、122c2中的每一者均可以包括热熔聚合物树脂。这两个粘合剂层可以相互熔融结合。因此，下板121b的外周和上板121a的外周可以相互熔融结合。例如，在CPP膜用于两个粘合剂层122c1、122c2的情况下，它们在加热时被熔化以形成气密密封。
进一步参照图6，下板121b在截面中可以具有朝上板121a凸出的脊。这里，朝上板121a突出的脊可以是下板121b的壁和下板121b的外周中的每一者的上表面。此外，上板121a的外周和下板121b的外周可以相互熔融结合。
由于上板121a的第一内粘合剂层122c1和下板121b的第二内粘合剂层122c2彼此结合，因此能够在没有任何紧固构件的情况下进行冷却装置120的装配过程。因此，与传统技术相比，本公开可以减少部件的数量并缩短制造时间，从而降低制造成本。此外，由于上板121a的外周和下板121b的外周相互熔融结合，它们之间的结合强度可进一步得到提高。因此，本公开可以防止冷却介质123在电池模块100使用过程中发生外部冲击时因冷却装置120中的开裂而经由上板121a和下板121b之间的间隙泄漏。
图8是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的冷却装置的冷却剂入口端口的仰视立体图。
参照图8以及图1和图2，根据本公开的一个实施方式的冷却装置120可以包括冷却介质123、冷却剂通道124、冷却剂入口端口125和冷却剂出口端口126。这里，冷却介质123可以是例如水。
冷却剂通道124可以是通路，冷却介质123沿着这个通路在电池电芯安装部121的内部空间中流动。例如，冷却剂通道124可以是上板121a和下板121b之间的间隙。冷却剂通道124可以装备在下板121b中。冷却剂通道124是向下突出的空的空间，以允许冷却剂流动。下板121b可以包括从冷却剂通道124的底部向上突出的壁，以形成空的空间。冷却剂入口端口125可以与冷却剂通道124连通，以便将冷的冷却介质123的流从外部馈入主体中。例如，冷却剂入口端口125可以布置在电池电芯安装部121的前端。冷却剂出口端口126可以与冷却剂通道124连通，以允许加热的冷却介质123离开。冷却剂出口端口126可以布置在例如电池电芯安装部121的后端。
此外，冷却剂入口端口125和冷却剂出口端口126中的每一者均可以在其外侧具有第三粘合剂层122c3，并且第三粘合剂层122c3可以结合至电池电芯安装部121的内表面。第三粘合剂层122c3可以包括压敏粘合剂物质或热熔聚合物树脂。例如，第三粘合剂层122c3可以与电池电芯安装部121的第三粘合剂层122c3相同。冷却剂入口端口125和冷却剂出口端口126中的每一者的第三粘合剂层122c3和电池电芯安装部121的第三粘合剂层122c3可以相互结合。
根据本公开的这种配置，由于本公开的冷却装置120包括供安装多个电池电芯110的上板121a以及结合至上板121a的下板121b，因此能够使多个电池电芯110与冷却装置120的上表面直接接触，而不需要在两者之间插设热传导构件，从而提高冷却效率。
此外，由于冷却剂入口端口125和冷却剂出口端口126中的每一者均在其外侧具有第三粘合剂层122c3，并且第三粘合剂层122c3结合至电池电芯安装部121的内表面，因此能够容易地将冷却剂入口端口125和冷却剂出口端口126中的每一者的第三粘合剂层122c3与电池电芯安装部121的第三粘合剂层122c3结合在一起。因此，能够有效地提高冷却剂入口端口125和冷却剂出口端口126中的每一者与电池电芯安装部121的冷却剂通道124的连接部分处的密封性，并且由于端口和电池电芯安装部121之间的结合方法与电池电芯安装部121的结合方法相同，因此能够简化冷却装置120的制作过程，从而大大提高制作效率。
图9是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的冷却装置的平面图。图10是沿线X-X'剖切的图9的剖面图。
参照图9和图10以及图1和图4，除凹口127之外，根据本公开的另一实施方式的冷却装置120可以与图2的冷却装置120相同。电池电芯安装部121在与电池电芯110接触的部分处可以具有凹口127，并且凹口127可以被气体或火焰中的至少一种撕开。电池电芯安装部121的部分处的凹口127可以比电池电芯安装部121的其余部分薄。凹口127可以比电池电芯安装部121的其余部分更容易被从电池电芯110排出的气体或火焰撕开。例如，如图9中所示，冷却装置120的电池电芯安装部121可以在电池电芯安装部121与多个电池电芯110中的每一者接触的部分处具有凹口127。特别是，当电池电芯110是圆柱形电池电芯时，凹口127可以具有与电池电芯110同心的环形形状，并且具有比电池电芯110小的直径。
此外，当上板121a包括外保护层122a、加强金属层122b和第一内粘合剂层122c1时，凹口127可以通过减少部分加强金属层122b的厚度而形成。凹口127可以以包括外保护层122a、加强金属层122b和第一内粘合剂层122c1的多层薄膜形成，并且可以通过压制或钻孔外保护层122a和加强金属层122b的部分来减小厚度使其小于其余部分而形成。
根据本公开的这种配置，由于本公开包括配置为在接触电池电芯110的部分处被气体或火焰中的至少一种撕开的凹口127，因此电池电芯安装部121的一部分可以经由凹口127以更高的可靠性破裂。因此，本公开可防止供来自电池电芯110的气体或火焰排出的排气口113(如下所述)被冷却装置120堵塞，并允许气体或火焰经由冷却构件的扯开的开口出去。因此，本公开可大大增加电池模块100的安全性。
图11是示意性地示出根据本公开的另一个实施方式的冷却装置的平面图。图12是沿线XII-XII'剖切的图11的剖面图。参照图11和图12以及图1和图4，除了开口128外，根据本公开的另一实施方式的冷却装置120可以与图2的冷却装置120相同。电池电芯安装部121可以具有开口128，该开口128配置为在电池电芯安装部121接触电池电芯110的部分处被气体或火焰中的至少一种熔化。特别是，当电池电芯110是圆柱形电池电芯时，开口128可以具有与电池电芯110同心的圆形形状，并且直径小于电池电芯110。开口128可以包括例如具有绝缘特性和热塑特性的聚合物树脂。例如，开口128可以包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯或聚丙烯中的至少一种。开口128可以通过在上板121a中形成孔，并用具有绝缘特性和热塑特性的聚合物树脂填充该孔来形成。
图13是沿线XII-XII'剖切的图11的另一个剖面图。可以在上板121a中不形成孔的情况下形成开口128。当上板121a包括外保护层122a、加强金属层122b和第一内粘合剂层122c1时，可以通过冲切加强金属层122b来形成开口128。外保护层122a覆盖冲孔的加强金属层122b，但由于外保护层122a可以很好地熔化，与未冲孔的加强金属层122b相比，上板121a容易破裂。
根据本公开的这种配置，由于本公开还包括配置为在接触电池电芯110的部分处被气体或火焰中的至少一种熔化的开口128，因此当气体或火焰中的至少一种从电池电芯110排出时，电池电芯安装部121的一部分可以经由配置为被气体或火焰熔化的开口128以高可靠性破裂。因此，本公开可防止供来自电池电芯110的气体或火焰排出的排气口113被冷却装置120堵塞，并允许气体或火焰经由冷却构件的扯开的开口出去。因此，本公开可以大大增加电池模块100的安全性。
回到图1和图4，根据本公开的一个实施方式的电池模块100包括冷却装置120和多个电池电芯110。电池电芯110可以安装在冷却装置120的电池电芯安装部121的至少一个表面上。冷却装置120可以熔融结合至电池电芯110的底部。
此外，电池电芯110可以在与冷却装置120接触的部分处包括排气口113，以便在电池电芯110发生异常行为时将主体内的气体或火焰朝冷却装置120输送。例如，排气口113可以是电池罐114的机械强度低于其它部分的部分。例如，如图4中所示，电池电芯110可以在底部处包括排气口113。排气口113可以是电池罐114底部的部分较薄的地方。虽然没有示出，但排气口113可以在底部具有环形的形状。当内部气体压力等于或高于预定水平时，电池电芯110可以沿排气口113呈环形形状破裂，并且气体或火焰可更容易地从电池电芯110排出。排气口113的形状可以是具有预定尺寸的开口或凹口。此外，排气口113还可以包括预定尺寸的开口中的膜，并且该膜在预定水平或更高水平的压力下破裂。
根据本公开的这种配置，由于本公开在与冷却装置120接触的部分处包括排气口113，以在电池电芯110发生异常行为时排出主体内的气体或火焰，因此能够防止从电池电芯110排出的气体和火焰移动到相邻的其它电池电芯110，并允许气体和火焰经由冷却装置120的电池电芯安装部121的扯开的开口出去，从而防止其它电池电芯110中的热失控或起火。因此，能够大大增加电池模块100的安全性。
图14是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池模块的仰视立体图。此外，图15是示意性地示出图14的电池模块的局部剖面图。
参照图14和图15，除了多个电池电芯110和冷却装置120的位置之外，根据本公开的另一个实施方式的电池模块100可以具有与图1的电池模块100相同的配置。
具体地，图14的电池模块100可以包括多个电池电芯110上的冷却装置120。此外，多个电池电芯110可以被颠倒地定位。即，对照图1的电池模块100，多个电池电芯110中的每一者均可以在顶部包括排气口113，在底部包括正极端子111和负极端子112。此外，图14的电池模块100的冷却装置120的下表面可以与多个电池电芯110中的每一者的排气口113接触。
此外，冷却装置120可以配置为经由电池电芯安装部121的破裂部分从内部向外部释放冷却介质123。即，当气体或火焰中的至少一种由于至少一个电池电芯110的异常行为而经由排气口113排出时，冷却装置120的电池电芯安装部121的一部分会破裂，并且包含在冷却装置120中的冷却介质123可以经由开口O被释放。释放的冷却介质123可以移动至多个电池电芯110以直接冷却多个电池电芯110。
根据本公开的这种配置，由于冷却装置120定位在多个电池电芯110上，多个电池电芯110中的每一者均安装成与冷却装置120的下表面接触，并且排气口113被放置成与冷却装置120接触，因此当在至少一个电池电芯110的异常行为的情况下，气体或火焰中的至少一种经由排气口113排出时，冷却装置120的电池电芯安装部121的一部分会破裂，并且冷却装置120中包含的冷却介质123可以经由开口O被释放。由于释放的冷却介质123移动至多个电池电芯110以直接冷却多个电池电芯110，因此能够阻止电池模块100中起火，并防止热失控扩散到多个电池电芯110。即，当至少一个电池电芯110发生通风时，来自通风的电池电芯110的气体或火焰被引向冷却装置120，因此电池电芯安装部121的一部分破裂，并且冷却装置120内的冷却介质123(例如水)立即经由电池电芯安装部121的破裂部分馈入排气的电池电芯110，从而在早期阶段立即阻止热事件(例如，电池电芯中的起火)。
图16是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的车辆的图。
参照图16，根据本公开的一个实施方式的电池模块100可以包括在诸如电动汽车或混合电动汽车的车辆200中。即，根据本公开的一个实施方式的车辆200可以包括安装在车体中的电池模块100。
图17是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的储能系统的立体图。
参照图17，本公开的电池架300包括多个电池模块100和机架外壳310。多个电池模块100可以竖直布置并接收在机架外壳310中。
同时，本文所使用的表示方向的术语(如上、下、左、右、前、后等)只是为了描述的方便，对于本领域的技术人员来说，显然，该术语可以根据所述元件或观察者的位置而改变。
虽然上文已就有限的实施方式和附图描述了本公开，但本公开并不局限于此，对于本领域的技术人员来说，显然可以在本公开及其所附权利要求书和等效物的技术范围内对其进行各种变型和变化。

Claims (22)

1.一种用于冷却多个电池电芯的冷却装置，所述冷却装置包括：
电池电芯安装部，所述多个电池电芯安装在所述电池电芯安装部的至少一个表面上，其中，所述电池电芯安装部的与所述电池电芯接触的部分配置为当气体或火焰中的至少一种从所述电池电芯排出时破裂。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部包括至少一个层，所述至少一个层配置成使得一个表面的一部分因所述气体或火焰中的至少一种而破裂。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，并且
其中，所述上板和所述下板中的每一者均包括厚度为10μm至900μm的多层膜。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，其中，所述多层膜包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其中，所述外保护层包括具有绝缘特性的聚合物树脂，所述金属层包括选自由铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)、碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、不锈钢(SUS)和包括其中至少两种的合金组成的组中的至少一种，并且所述内粘合剂层包括压敏粘合剂物质或热熔聚合物树脂。
6.根据权利要求5所述的冷却装置，其中，所述加强金属层的厚度为1μm至100μm。
7.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述冷却装置包括：
冷却剂通道，冷却介质沿着所述冷却剂通道在所述电池电芯安装部中流动；
与所述冷却剂通道连通的冷却剂入口端口，所述冷却介质经由所述冷却剂入口端口进入；以及
与所述冷却剂通道连通的冷却剂出口端口，所述冷却介质经由所述冷却剂出口端口离开，并且
其中，所述冷却剂入口端口和所述冷却剂出口端口中的每一者的外侧均具有粘合剂层，并且所述粘合剂层与所述电池电芯安装部的内表面结合。
8.根据权利要求7所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，
其中，所述上板和所述下板中的每一者均包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层，并且
其中，所述上板的所述内粘合剂层和所述下板的所述内粘合剂层相互结合。
9.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部在与所述电池电芯接触的所述部分处具有凹口，所述凹口配置为被所述气体或所述火焰中的至少一种撕开。
10.根据权利要求9所述的冷却装置，其中，所述电池电芯是圆柱形电池电芯，并且所述凹口具有与所述电池电芯同心的环形形状并具有小于所述电池电芯的直径。
11.根据权利要求9所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，
其中，所述上板和所述下板中的每一者均包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层，并且
其中，所述凹口是通过减小所述加强金属层的一部分的厚度而形成的。
12.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部在与所述电池电芯接触的所述部分处具有开口，所述开口配置为被所述气体或所述火焰中的至少一种熔化。
13.根据权利要求12所述的冷却装置，其中，所述电池电芯是圆柱形电池电芯，并且所述开口具有与所述电池电芯同心的圆形形状并具有小于所述电池电芯的直径。
14.根据权利要求12所述的冷却装置，其中，所述电池电芯安装部包括：上板，所述多个电池电芯安装在所述上板的表面上；以及下板，所述下板与所述上板的相反表面结合，
其中，所述上板和所述下板中的每一者均包括外保护层、加强金属层和内粘合剂层，并且
其中，所述开口是通过冲切所述加强金属层而形成的。
15.一种电池模块，所述电池模块包括：
根据权利要求1至14中的任一项所述的冷却装置；以及
多个电池电芯，所述多个电池电芯安装在所述冷却装置的所述电池电芯安装部的至少一个表面上。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，所述电池电芯包括位于所述电池电芯的与所述冷却装置接触的部分处的排气口，所述排气口配置为在所述电池电芯发生异常行为时将主体内的气体或火焰朝所述冷却装置排出。
17.根据权利要求16所述的电池模块，其中，所述冷却装置布置在所述多个电池电芯上，
其中，所述多个电池电芯中的每一者均安装成与所述冷却装置的下表面接触，并且
其中，所述排气口布置成与所述冷却装置接触。
18.根据权利要求17所述的电池模块，其中，所述冷却装置配置为经由所述电池电芯安装部的破裂部分释放所述冷却装置内的冷却介质。
19.根据权利要求15所述的电池模块，其中，所述电池电芯是圆柱形的电池电芯，所述排气口位于底部，当所述电池电芯发生异常行为时，所述排气口配置为将主体内的所述气体或火焰朝所述冷却装置排出，并且
其中，所述冷却装置与所述电池电芯的底部熔融结合。
20.根据权利要求19所述的电池模块，其中，所述冷却装置内的冷却介质是水，并且
其中，所述冷却介质经由所述电池电芯安装部的破裂部分馈入排气的电池电芯中。
21.一种包括根据权利要求15所述的电池模块的储能系统。
22.一种包括根据权利要求15所述的电池模块的车辆。
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