CN117916929A - 电池组和包括该电池组的车辆 - Google Patents

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朴真用
权宇容
金昇俊
郑势润
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Abstract

根据本公开的电池组包括：多个电池单体模块，该多个电池单体模块在一个方向上堆叠，每个电池单体模块包括电池单体堆和电池单体盖，该电池单体堆包括一个电池单体或两个以上堆叠的电池单体，该电池单体盖容纳电池单体堆；以及电池组壳体，该电池组壳体包括多个电池单体模块安置在其上的电池组托盘和覆盖多个电池单体模块并且与电池组托盘结合的电池组盖，其中，电池单体盖具有顶部开口部，并且不覆盖电池单体堆的上表面，并且电池组盖具有灭火材料输入区，以通过电池单体盖的顶部开口部将灭火材料供应到电池单体盖中，并且其中，灭火材料输入区的至少一部分配置为被加热熔化，使得灭火材料供应到电池单体盖中。

Description

电池组和包括该电池组的车辆
技术领域
本申请要求于2022年6月10日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0070537号的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文中。
本公开涉及一种电池组和包括该电池组的车辆，更具体地，涉及一种具有用于电池单体的热管理的冷却功能和在特定电池单体中发生热事件时抑制起火或火焰扩散的灭火功能的电池组和包括该电池组的车辆。
背景技术
通常，二次电池的每个电池的工作电压大约为2.5V至4.5V。因此，需要大容量和高输出的电动车辆或储能系统使用包括串联和/或并联连接的二次电池的电池模块以及包括串联和/或并联连接的电池模块的电池组作为能源。
电池模块中的锂二次电池的数量或电池组中电池模块的数量可以根据电动车辆所需要的电池组的输出或容量而增加。
同时，在示例中，电动车辆的电池组的电池模块包括电池单体、电连接电池单体的汇流条框架以及容纳电池单体和汇流条框架的模块壳体，并且安装在电池组托盘上。通常，电池组托盘包括多个梁框架，以确保对抗冲击或振动的耐久性。这里，梁框架指从电池组托盘的一个壁延伸并且结合到另一个壁的结构，并且梁框架起到抑制电池组托盘的扭曲或变形的作用。电池模块可以设置在被梁框架分隔的电池组托盘的内部空间中，并且每一个电池模块可以使用螺栓与电池组托盘牢固地结合。
同时，在容纳电池模块的电池组中，电池模块之间和电池模块与梁框架之间的间隙以及电池模块的模块壳体占据的体积是降低电池组的能量密度的因素。近来，为了增加电池组的能量容量，许多研究和开发集中于无模组(cell to pack，不将电池单体组装到电池模块而直接组装电池单体的工序)型电池组。
然而，在无模组型电池组的设计中，在电池单体中发生热事件时，如何应用用于电池单体的热管理的冷却系统和用于抑制起火和火焰扩散的灭火系统，以及如何在电池组的有限内部空间中应用冷却系统和灭火系统，以充分利用空间是具有挑战性的。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决上述技术问题，因此，本公开旨在提供一种具有灭火系统以在容纳在电池组壳体中的特定电池单体中发生热事件时快速抑制在特定电池单体中的火焰的无模组型电池组。
本公开还旨在提供一种有效地散发来自容纳在电池组中的电池单体的热量的无模组型电池组。
本公开要解决的技术问题不限于上述问题，并且本领域技术人员将根据下面的描述清楚地理解这些问题和其他问题。
技术方案
根据本公开的一方面的电池组包括：多个电池单体模块，该多个电池单体模块在一个方向上堆叠，每个电池单体模块包括电池单体堆和电池单体盖，该电池单体堆包括一个电池单体或两个以上堆叠的电池单体，该电池单体盖容纳电池单体堆；以及电池组壳体，该电池组壳体包括多个电池单体模块安置在其上的电池组托盘和覆盖多个电池单体模块并且与电池组托盘结合的电池组盖，其中，电池单体盖具有顶部开口部，并且不覆盖电池单体堆的上表面，并且电池组盖具有灭火材料输入区，以通过电池单体盖的顶部开口部将灭火材料供应到电池单体盖中，并且其中，灭火材料输入区的至少一部分配置为被加热熔化，使得灭火材料供应到电池单体盖中。
电池组还可以包括：第一热树脂，该第一热树脂涂覆到电池单体堆的上表面，并且在电池单体盖的顶部开口部的在电池单体盖的长度方向上的一个端部和另一个端部中的至少一个处不存在第一热树脂，其中，电池组盖接触第一热树脂，并且灭火材料输入区设置于在垂直方向上的面对电池单体盖的顶部开口部的一个端部和另一个端部中的至少一个的位置处。
灭火材料输入区可以设置于在垂直方向上的每个电池单体模块上方。
灭火材料可以为冷却水，并且电池组盖可以包括供冷却水在内部流动的流动通道。
灭火材料输入区可以包括：孔，该孔与流动通道连通；以及熔化盖，该熔化盖与孔结合，并且熔化盖由热熔树脂制成。
灭火材料输入区可以包括：灭火单元，该灭火单元包括容纳压缩气体并且在一侧具有气体出口的气体储存容器和由热熔材料制成并且配置为封闭气体出口的容器盖；以及单元安装孔，该单元安装孔形成为穿透电池组盖，以使灭火单元通过过盈配合与面对电池单体盖的顶部开口部的容器盖结合。
压缩气体可以为二氧化碳。
容器盖的外周上可以具有螺纹，并且单元安装孔可以包括与容器盖螺纹结合的盖紧固孔。
电池单体模块可以包括：电池单体堆，该电池单体堆包括一个电池单体或两个以上堆叠的电池单体；以及电池单体盖，该电池单体盖覆盖电池单体堆的在电池单体堆的宽度方向上的两侧以及电池单体堆的底部。
电池单体盖可以包括：第一侧盖部，该第一侧盖部覆盖电池单体堆的在电池单体堆在宽度方向上的一侧，以及第二侧盖部，该第二侧盖部覆盖电池单体堆的另一侧；以及下盖部，该下盖部与第一侧盖部和第二侧盖部一体形成，并且覆盖电池单体堆的底部。
电池组可以包括：汇流条框架组件，该汇流条框架组件包括汇流条，该汇流条与电池单体的电极引线电连接，并且设置在电池单体堆的在电池单体堆的长度方向上的前侧和后侧中的每一者上，并且与电池单体盖结合。
电池组还可以包括：隔热垫，该隔热垫位于多个电池单体模块中的电池单体模块之间。
第二热树脂可以插设于电池单体盖的下盖部与电池组托盘的表面之间。
电池单体可以为软包型电池单体。
根据本公开的另一个方面，提供了一种包括上述电池组的车辆。
有益效果
根据本公开的一方面，可以提供一种具有灭火系统以在容纳在电池组壳体中的特定电池单体中发生热事件时快速抑制特定电池单体中的火焰的无模组型电池组。
另外，根据本公开的电池组，当在特定电池单体中发生起火时，灭火材料可以落下到位于特定电池单体上的电池组盖上，从而抑制特定电池单体中的火焰，并且防止热量传播到气体相邻的电池单体。
另外，根据本公开的另一个方面，热量可以在具有供冷却水在其中流动的流动通道的电池组盖与电池单体之间传递，并且当在电池单体中发生起火或者从电池单体产生热量时，电池组盖的一部分可以被加热熔化，以倒出冷却水。因此，在通常情况下，冷却水可以吸收来自电池电梯的热量，并且可以在电池单体起火的事件中用作灭火材料。
本公开可以具有许多其他效果，并且将在各个实施例中描述这样的效果，或者省略对本领域技术人员而言可以容易推断的效果的描述。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例的电池组的示意性配置的图。
图2是示意性示出根据本公开的实施例的电池单体模块组的透视图。
图3是根据本公开的实施例的电池单体模块的透视图。
图4是图3的电池单体模块的分解透视图。
图5是图3的电池单体模块的端部的放大图。
图6和图7是示意性示出根据本公开的实施例的电池组托盘的灭火配置的图。
图8是示意性示出根据本公开的实施例的电池组托盘的冷却配置的图。
图9是示意性示出根据本公开的另一个实施例的电池组的配置的图。
图10至图12是示意性示出根据本公开的另一个实施例的灭火配置的图。
图13是示意性示出包括根据本公开的电池组的车辆的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。在描述之前，应当理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典上的含义，而应在发明人为了最佳解释而允许适当地限定术语的原则的基础上基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文描述的实施例和附图中的图示为本公开的示例性实施例，以描述本公开的技术方面，并且不旨在是限制性的，因此，应当理解的是，在提交本申请时可能已经进行各种其他等同物和变型。
图1是示出根据本公开的实施例的电池组的示意性配置的图，图2是示意性示出根据本公开的实施例的电池单体模块组的透视图，图3是根据本公开的实施例的电池单体模块的透视图，并且图4是图3的电池单体模块的分解透视图。
参照图1至图4，根据本公开的实施例的电池组包括多个电池单体模块100和容纳多个电池单体模块100的电池组壳体200。
电池单体模块100包括一个电池单体110或两个以上堆叠的电池单体110以及电池单体盖120。
电池单体110可以包括软包型电池单体110。软包型电池单体110包括电极组件、容纳电极组件的软包壳体以及与电极组件连接并且暴露于软包壳体外部的电极引线111。电极引线111包括一对正极引线和负极引线。这里，正极引线和负极引线可以设置在电池单体110的在电池单体110的长度方向上的两端。
预定数量的软包型电池单体110可以在一个方向(X方向)上堆叠，使得宽表面垂直于地面。在下文中，电池单体堆指如上所述的软包型电池单体110的堆叠。例如，如图4所示，两个软包型电池单体110可以在一个方向上堆叠。在这种情况下，每个软包型电池单体110的正极引线可以设置为面向前方(-Y方向)并且每个软包型电池单体110的负极引线可以设置为面向后方(+Y方向)。在这种情况下，可以通过将相同极性的电极引线111焊接到位于相应侧的端子汇流条131并联连接两个软包型电池单体110，以形成电源组(power bank)。
也就是说，两个软包型电池单体110可以保持在堆叠状态下的同时容纳在电池单体盖120中，并且可以通过以汇流条框架组件130的端子汇流条131为媒介并联连接。端子汇流条131可以具有暴露部，并且用作电池单体模块100的正极端子和负极端子。尽管该实施例示出了包括两个软包型电池单体110的电池单体模块100，但是电池单体模块100可以包括一个、三个或四个以上软包型电池单体110。
同时，软包型电池单体110可以包括电极组件容纳在软包壳体中的容纳部R以及围绕容纳部R的四个边缘部E1至E4。例如，如图4所示，在竖立的软包型电池单体110中，基于容纳部R，四个边缘部E1至E4包括上边缘部E1、下边缘部E2、前边缘部E3和后边缘部E4。
这里，所有的边缘部E1至E4可以为密封部或者除了上边缘部E1或下边缘部E2以外的其余的三个边缘部E2、E3、E4或E1、E3、E4可以为密封部。另外，当容纳电极组件时，使用折叠一片层压膜的方法的软包型电池单体110具有三个密封部，并且使用接合两片层压膜的边缘的方法的软包型电池单体110具有四个密封部。因此，在软包型电池单体110中，三个边缘部E2、E3、E4或E1、E3、E4可以为密封部，或者所有的四个边缘部E1至E4可以为密封部。
电池单体盖120是容纳或者支撑电池单体堆以稳定地保持电池单体堆竖立在电池组壳体200中的部件。例如，电池单体盖120可以覆盖一个软包型电池单体110的下边缘部E2和容纳部R的两个表面。可替代地，如在该实施例中，电池单体盖120可以覆盖形成电池单体堆的两个软包型电池单体110的下边缘部，以及堆叠顺序中的第一软包型电池单体110的容纳部的一个表面和第二软包型电池单体110的容纳部的一个表面。也就是说，电池单体盖120可以覆盖电池单体堆的在电池单体堆的宽度方向上的两个侧面和电池单体堆的底部。电池单体盖120可以具有近似“U”形的纵向横截面，电池单体盖120具有顶部开口部，在容纳电池单体堆时，电池单体堆的上表面(与软包型电池单体110的上边缘部相对应)通过该顶部开口部暴露。
电池单体盖120可以由各种材料制成。特别地，电池单体盖120可以由金属制成以确保强度。金属可以更稳定地使软包型电池单体110保持在堆叠状态下，并且更安全地保护软包型电池单体110免受外部冲击的影响。例如，电池单体盖120可以由不锈钢(SUS)或包括不锈钢的合金制成。
另外，由于软包壳体由软材料制成，由于低硬度，不易于将软包型电池单体110牢固地容纳在电池组壳体200中，并且软包型电池单体110可能容易受外部冲击或振动的影响。电池单体盖120为用于解决软包型电池单体110的上述缺点，并且将软包型电池单体110稳定地保持在堆叠状态的部件。电池单体盖120可以为具有大约2mm的厚度的箔片，以最小化在电池组壳体200中占据的体积。
具体地，如图3和图4所示，描述根据该实施例的电池单体盖120的结构，电池单体盖120包括下盖部121、第一侧盖部122和第二侧盖部123。
下盖部121可以配置为覆盖容纳在内部的软包型电池单体110的下边缘部E2。下盖部121可以接触软包型电池单体110的下边缘部E2或者可以与软包型电池单体110的下边缘部E2间隔开。当电池单体模块100安置在电池组托盘210上时，电池单体盖120可以安置为使得下盖部121接触电池组托盘210的底板211。
第一侧盖部122可以从在下盖部121的在宽度方向上的一个边缘线在向上方向上延伸。例如，第一侧盖部122可以在下盖部121的左端在向上方向上比软包型电池单体110的容纳部R延伸得更长。
第一侧盖部122可以配置为覆盖至少一个软包型电池单体110的一侧。例如，第一侧盖部122可以配置为覆盖图4中的电池单体堆的在电池单体堆的宽度方向上的一个侧面。
第二侧盖部123可以从在下盖部121的在宽度方向上的一个边缘线在向上方向上延伸。例如，第二侧盖部123可以从下盖部121的右端在向上方向上比软包型电池单体110的容纳部R延伸得更长。
第二侧盖部123可以配置为覆盖至少一个软包型电池单体110的一侧。例如，第二侧盖部123可以配置为覆盖图4中的电池单体堆的在电池单体堆的宽度方向上的另一个侧面。
第一侧盖部122和第二侧盖部123可以与下盖部121一体形成。第一侧该部122与第二侧该部123之间的距离可以在容纳在电池单体盖120中的软包型电池单体110可以被压缩的范围内确定。
通过电池单体盖120的结构，软包型电池单体110可以被电池单体盖120压缩，并且上边缘部E1可以通过电池单体盖120的顶部暴露，并且与电池组盖220直接接触，如下所述。因此，电池单体盖120的下盖部121可以与电池组壳体200的底板211直接接触。在这种情况下，热量可以在软包型电池单体110的下边缘部与电池组壳体200的底板211之间更顺利地传递。另外，第二热树脂G2可以涂覆到电池组壳体200的底板211，以增强软包型电池单体110、电池单体盖120的下盖部121和电池组壳体200的底板24之间的热传递。
因此，当利用上述结构的电池单体盖120，将软包型电池单体110安装在电池组壳体200中时，软包型电池单体110可以以高效地利用空间的方式布置在电池组壳体200中，软包型电池单体110可以稳定地保持在堆叠状态，并且软包型电池单体110的冷却结构可以是简单有效的。
参照回图3和图4，根据本公开的实施例的电池单体模块100可以包括汇流条框架组件130。
汇流条框架组件130可以包括与软包型电池单体110的电极引线111电连接的端子汇流条131并且可以设置在电池单体堆的在电池单体堆的长度方向上的前侧和后侧中的每一者处。
汇流条框架组件130可以包括第一汇流条框架组件和第二汇流条框架组件。第一汇流条框架组件和第二汇流条框架组件可以具有大体上相同的结构。
在该实施例中，两个堆叠的软包型电池单体110的所有的正极引线可以焊接到第一汇流条框架组件的端子汇流条131，并且所有的负极引线可以焊接到第二汇流条框架组件的端子汇流条131。在这种情况下，两个软包型电池单体110具有2P1 S配置的电连接结构。
参照图4所示描述汇流条框架组件130的主要部件，汇流条框架组件130可以包括端子汇流条131、汇流条壳体132和汇流条盖133。
例如，端子汇流条131可以由例如铜、镍和铝的金属制成，并且汇流条壳体132可以由例如塑料的电绝缘材料制成。
汇流条壳体132可以支撑端子汇流条131并且可以与电池单体盖120结合。也就是说，如图3所示，汇流条壳体132可以与电池单体盖120的前开口端和后开口端中的每一个结合。在这种情况下，汇流条壳体132可以通过例如粘合剂、焊接、过盈配合、卡钩、螺栓连接、铆钉连接的各种结合方法固定地结合到电池单体盖120。在该实施例中，电池单体盖120的前开口端和后开口端中的每一个可以被汇流条壳体132覆盖。
汇流条壳体132可以为近似长方体结构的盒形。汇流条壳体132可以具有供电极引线111插入其中的狭缝，以使电池单体110的电极引线111穿过汇流条壳体132。电池单体110的电极引线111可以经由狭缝穿过汇流条壳体132引出，并且引出的部分可以附接到端子汇流条131。当将电极引线111附接到端子汇流条131时，可以执行激光焊接。另外，可以用由绝缘材料制成的汇流条盖133覆盖电极引线111与端子汇流条131之间的结合部，并且厚度比其他部分大的端子汇流条131的上端部可以通过汇流条盖133的窗口133a暴露。
根据本公开的实施例的多个电池单体模块100可以在如图2所示的方向上堆叠。尽管图2中未示出，在堆叠的电池单体模块100中，第一热树脂可以涂覆到通过每个电池单体盖120的顶部开口部暴露的电池单体堆的上表面(与软包型电池单体110的上边缘部E1相对应)。在这种情况下，第一热树脂可以沿着电池单体堆的长度方向涂覆到除了电池单体堆的上表面上的两个端部以外其余的区域。下面将进行更详细的描述。
另外，如图2所示，隔热垫P可以设置在电池单体模块100之间。例如，隔热垫P可以附接到电池单体模块100的一侧或两侧。隔热垫P起到阻挡电池单体模块100之间的热交换的作用。隔热垫P可以包括硅树脂或云母片。堆叠的电池单体模块100将被称为电池单体模块组10。
同时，根据本公开的实施例的电池组壳体200可以包括电池组托盘210和电池组盖220。
如图1所示，电池组托盘210包括底板211和设置为垂直于底板211以形成壁的多个梁框架。多个梁框架可以包括沿着底板211的外周形成壁的外梁框架212a和在底板211内部穿过底板211而分隔电池组托盘210的内部空间的内梁框架212b。
每个电池单体模块组10可以安置在被多个梁框架围绕的电池组托盘210的分隔的内部空间中。例如，如图1所示，每个电池单体模块组10可以安置在被电池组托盘210的外梁框架212a和内梁框架212b围绕的电池组托盘210的内部空间中。尽管根据该实施例的电池组托盘210配置为容纳四个电池单体模块组10，通过改变电池组托盘210的底板211的面积或者外梁框架212a和内梁框架212b的数量或位置，电池组托盘210可以配置为容纳少于四个电池单体模块组10或四个以上电池单体模块组10。
当各个电池单体模块组10安装在电池组托盘210中时，在每个电池单体模块组10中的电池单体模块100中的最外侧的电池单体模块100可以设置为与外梁框架212a或内梁框架212b接触。在这种情况下，梁框架可以支撑每个电池单体模块组10的两个最外侧的电池单体模块100，从而在充放电期间抑制电池单体110的膨胀。另外，当在特定的电池单体模块组10中发生热事件时，梁框架可以用作阻止电池单体模块组10之间的热能传递的防火墙。为了增强作为防火墙的功能，例如云母片的隔热材料可以附接到梁框架的表面。
第二热树脂G2可以涂覆到电池组托盘210的底板211。如上所述，第二热树脂G2可以加速电池单体盖120的下盖部121与电池组托盘210的底板211之间的热交换，并且增强电池单体模块100的固定(immobilization)。
如图1所示，电池组盖220可以覆盖多个电池单体模块100，并且可以与电池组托盘210结合。
特别地，根据本公开的电池组盖220可以包括灭火材料输入区221，以通过电池单体盖120的顶部开口部将灭火材料供应到电池单体盖120中。
在下文中，将参照图1、图3和图5至图7描述根据本公开的实施例的电池组的灭火系统的架构。
根据本公开的实施例的电池组盖220可以包括供冷却水在其中流动的流动通道222和设置在电池组盖220的各个预定位置的灭火材料输入区221。这里，预定位置可以指在垂直方向上位于每个电池单体模块100上方的位置。也就是说，灭火材料输入区221可以分别设置于各个电池单体模块100的在垂直方向上的上方。
如图1所示，流动通道222可以以锯齿形或蛇形形成在电池组盖220中。例如，电池组盖220可以具有入口端口和出口端口，并且入口端口可以与流动通道222的入口连接，出口端口可以与流动通道222的出口连接。冷却水可以穿过入口端口沿着流动通道222流动并且通过出口端口离开电池组盖220。尽管未示出，入口端口和出口端口可以与冷却器连接。在这种情况下，冷却水在沿着流动通道222流动的同时可以吸收电池组壳体200内部的热量，并且热量可以通过冷却器从已经吸收热量的冷却水去除。另外，从其移除热量的冷却水可以通过入口端口再次进入流动通道222。也就是说，冷却水可以按照入口端口、流动通道222、出口端口、冷却器和入口端口的顺序循环。
同时，作为具有流动通道222的电池组盖220的替代物，可以应用储存预定量的水或灭火材料的灭火罐(extinguishing tank)型电池组盖220。
灭火材料输入区221的至少一部分可以配置为被加热熔化，使得灭火材料可以下落并且填充每个电池单体模块100的电池单体盖120。
参照图6和图7，根据该实施例的灭火材料输入区221包括与流动通道222连通的孔221b和与孔221b结合并且由热熔树脂制成的熔化盖221a。孔221b可通过在电池组盖220的下表面的特定区域钻孔而形成，以与流动通道222连通。熔化盖221a可以配置为封闭孔221b。因此，在正常情况下，电池组盖220中的冷却水可以沿着流动通道222流动，而不会在电池组盖220中泄漏。另外，在电池组中发生热事件的情况下，当熔化盖221a被热量熔化时，电池组盖220中的冷却水可以倒入电池组中。也就是说，在该实施例中，冷却水可以用作抑制热事件的灭火材料。
特别地，根据本公开的实施例的电池组包括如上所述堆叠的多个电池单体模块100，并且当在多个电池单体模块100中的特定电池单体模块100中发生起火时，可以配置为使冷却水落下到特定的电池单体模块100上，以降低包括在特定电池单体模块100中的电池单体110的温度，从而防止或延迟热量传播到相邻的电池单体模块100。
为此，根据本公开的实施例的灭火材料输入区221可以设置于各个电池单体模块100的在垂直方向上的上方。如上所述，电池单体模块100的电池单体盖120具有近似“U”形纵向横截面，电池单体盖120具有顶部开口部。因此，当在电池单体110中发生热事件时，从电池单体盖120产生的高温气体、火焰和火花直接通过电池单体盖120的顶部开口部被导向电池组盖220。在这种情况下，当热量剧烈地施加到在垂直方向上位于发生热事件的电池单体110上方的熔化盖221a，并且熔化盖221a熔化时，孔221b可以开放并且冷却水可以通过顶部开口部落下并进入电池单体盖120。
根据本公开的实施例的电池组还可以包括位于电池单体模块100与电池单体盖120之间的第一热树脂G1，以加速电池单体模块100与电池单体盖120之间的热交换。
第一热树脂G1可以涂覆到电池单体堆的上表面(软包型电池单体110的上边缘部)，并且在电池单体盖120的顶部开口部的在电池单体盖120的长度方向上的一个端部S1和另一个端部S2中的至少一个处可以不存在第一热树脂G1。另外，电池组盖220可以接触第一热树脂G1，并且电池组盖220的灭火材料输入区221可以设置在在垂直方向上面对电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1或两个端部中的至少一个的位置处。
具体地，如在图3中示出的该实施例中，由于第一热树脂G1涂覆到容纳在电池单体盖120中的软包型电池单体110的上边缘部E1，所以电池单体盖120的顶部开口部可以被第一热树脂G1部部分地覆盖。然而，第一热树脂G1不涂布或填充在电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2中。没有被第一热树脂G1覆盖的电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2可以用作将灭火材料供应到电池单体盖120中的入口。
参照图5和图6，软包型电池单体110的前边缘部E3和后边缘部E4可以分别位于电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2的下方。软包型电池单体110的前边缘部E3和后边缘部E4为软包壳体的热焊接密封部。因此，软包型电池单体110的前边缘部E3和后边缘部E4位于电池单体盖120中的区域比其他区域具有更大体积的空的空间。另外，软包型电池单体110在电极引线111引出的前边缘部E3和后边缘部E4处具有更高的温度，并且当内部压力升高时，前边缘部E3或后边缘部E4断裂或毁坏并且高温气体或火花泄漏的可能性较高。
因此，将灭火材料输入区221在垂直方向上置于电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2上方可以有效地将灭火材料准确并快速地供应到发生热事件的特定电池单体模块100中。
通过根据该实施例的灭火材料输入区221和电池单体模块100的结构，例如，当高温气体从包括在多个电池单体模块100中的特定电池单体模块100中的电池单体110排出时，熔化盖221a被高温气体熔化，并且在这种情况下，如图7所示，孔221b开放。然后，电池组盖220中的冷却水可以通过电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1落下并填充电池单体盖120。
另外，通过本公开的配置，位于容纳发生了热事件的电池单体110的电池单体盖120上的熔化盖221a在加热时熔化，但是位于容纳未发生热事件的电池单体110的另一个电池单体盖120上的熔化盖221a由于没有热损伤或热损伤较少而不熔化。因此，如图7中的F所示，冷却水仅填充在容纳发生了热事件的电池单体110的电池单体盖120中。
因此，根据本公开的电池组的灭火系统配置为将灭火材料仅供应到发生了热事件的特定的电池单体模块100，以仅冷却特定的电池单体模块，从而防止热量传播到其他相邻的电池单体模块100，并且防止另一个电池单体模块中的电池单体被冷却水淹没。因此，可以重复使用未被冷却水淹没的电池单体110。
同时，根据本公开的实施例的电池组配置为通过电池组托盘210和电池组盖220从电池单体110散热，并且阻挡电池单体模块100之间的热交换。
具体地，如图8所示，电池单体模块100安置在其上的电池组托盘210的底板211可以包括第二热树脂G2。也就是说，每个电池单体盖120的下盖部121与电池组托盘210的表面之间可以存在第二热树脂G2。另外，在每个电池单体模块100中，第三热树脂G3可以在电池单体盖120内插设于软包型电池单体110的下边缘部E2与电池单体盖120的下盖部121之间。当第三热树脂G3没有空隙地填充在软包型电池单体110的下边缘部与电池单体盖120的下盖部121之间时，可以加速软包型电池单体110与电池单体盖120之间的热交换。此外，可以增强软包型电池单体110在电池单体盖120中的固定。
通过上述配置，来自安装在电池组中的所有电池单体110的热量可以传递到下边缘部-＞第三热树脂G3-＞电池单体盖120的下盖部121-＞第二热树脂G2-＞电池组托盘210的底板211。尽管未示出，散热器(未示出)可以设置在电池组托盘210的下方，或者可以使冷却水流入电池组托盘210，以增加冷却效果。另外，来自所有电池单体110的热量可以传递到上边缘部-＞第一热树脂G1-＞电池组盖220中的冷却水。
另外，可以通过电池单体模块100之间的隔热垫P来阻挡电池单体模块100之间的热交换。在这种情况下，在每个电池单体模块100中，随着温度梯度朝向电池组盖220或电池组托盘210升高，热量可以更快地传递到电池组盖220或电池组托盘210。
通过本公开的电池组的冷却配置，可以最小化包括在不同的电池单体模块100中的电池单体110之间的热传递，并且使来自所有的电池单体110的热量在垂直方向上移动，并且通过电池组壳体200排出。因此，可以为所有的电池单体110提供具有提高冷却性能的电池组。
图9是示意性示出根据本公开的另一个实施例的电池组的配置的图，并且图10至图12是示意性示出根据本公开的另一个实施例的灭火配置的图。
随后，将参照图9和图12描述根据本公开的另一个实施例的电池组。
与上述实施例相同的附图标记表示相同的元件，并且省略相同元件的冗余描述，并且将描述该实施例与上述实施例之间的差异。
当与根据上述实施例的电池组相比时，根据本公开的另一个实施例的电池组在电池组盖220A和灭火材料输入区221A方面具有差异。
如图9所示，以与上述实施例相同的方式，根据该实施例的灭火材料输入区221A设置于各个电池单体模块100的在垂直方向上的上方，并且位于电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2处。如有必要，灭火材料输入区221可以仅设置在电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2中的一个处。然而，根据本公开的另一个实施例的电池组盖220A不具有冷却水和流动通道222。相反，电池组盖220A的至少一部分可以配置为加热熔化，使得作为灭火材料的用于冷却的压缩气体可以被供应到电池单体盖120中。
具体地，参照图10和图11，根据本公开的实施例的灭火材料输入区221A包括灭火单元223和通过过盈配合与灭火单元223结合的单元安装孔224。
灭火单元223可以包含用于冷却的压缩气体，并且可以与单元安装孔224结合，并且从单元安装孔224分离。因此，当用于冷却的压缩气体用尽或者检测到故障或失效时，灭火单元223可以从单元安装孔224分离，并且用新的替换。
例如，灭火单元223可以包括容纳压缩气体并且在一侧具有气体出口的气体储存容器223a，以及由热熔材料制成并且配置为封闭气体出口的容器盖223b。
单元安装孔224可以为灭火单元223固定地安装在电池组盖220中的位置。单元安装孔224可以在电池组盖220的厚度方向上开放，以使灭火单元223通过过盈配合与面对电池单体盖120的顶部开口部的容器盖223b结合。
容器盖223b的外周可以具有螺纹，并且单元安装孔224可以包括与容器盖223b螺纹结合的盖紧固孔224a。
通过上述配置，如图11所示，灭火单元223可以插入单元安装孔224中，并且在这种情况下，灭火单元223可以通过容器盖223b与盖紧固孔224a的螺纹结合而固定到单元安装孔224。
另外，与盖紧固孔224a结合的容器盖223b可以设置为面对电池单体盖120的顶部开口部的一个端部S1和另一个端部S2。
因此，与发生热事件时熔化盖221a被热量熔化以将冷却水落下到电池组盖220中的上述实施例类似，在本公开的另一个实施例的情况下，在发生热事件时，容器盖223b被热量熔化以将压缩气体供应到电池单体盖120中。
压缩气体可以包括二氧化碳(CO2)。也就是说，气体储存容器223a中可以包含压缩的二氧化碳。如图12所示，当容器盖223b被热量熔化，并且气体储存容器223a的气体出口略微开放时，二氧化碳也可以非常快地离开气体储存容器223a，并且通过绝热膨胀(adiabatic expansion)冷却电池单体110和电池单体盖120中的空气。
通过本公开的另一个实施例的电池组的灭火配置，可以将气态二氧化碳供应到目标电池单体盖120中，以冷却目标电池单体盖120和发生了热事件的电池单体110中的空气。因此，根据本公开的另一个实施例，与冷却水用作灭火材料时相比，可以避免电气安全相关的问题(例如，由于电池单体110被淹没而可能发生的短路)。
同时，电池组还可以包括控制模块20。控制模块20可以包括电池管理系统(BMS)，以管理电池单体110的充放电操作、充电状态(SOC)和健康状态(SOH)，并且可以安装在电池组壳体200的内部空间中。另外，电池组还可以包括开关单元。开关单元可以配置为控制电池组与外部电路之间的电连接。为此，开关单元可以选择性地包括电流传感器、功率继电器、保险丝等。
根据本公开的电池组可以用作对车辆进行驱动的能源。也就是说，如图13所示，根据本公开的车辆V可以包括根据本公开的上述电池组。这里，例如，根据本公开的车辆可以包括由电力驱动的预定车辆，例如，电动车辆或混合动力车辆。另外，除了根据本公开的电池组以外，根据本公开的车辆还可以包括车辆中包括的各种其他部件，例如，车体或发动机。
为了方便描述，使用例如上、下、左、右、前和后的表示方向的术语，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，术语可以根据所述元件或观察者的位置而改变。
尽管上文已经针对有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且显而易见的是，本领域技术人员可以在本公开的技术方面以及所附权利要求和其等同物的范围内进行各种改变和修改。

Claims (15)

1.一种电池组，包括：
多个电池单体模块，所述多个电池单体模块在一个方向上堆叠，每个电池单体模块包括电池单体堆和电池单体盖，所述电池单体堆包括一个电池单体或两个以上堆叠的电池单体，所述电池单体盖容纳所述电池单体堆；以及
电池组壳体，所述电池组壳体包括所述多个电池单体模块安置在其上的电池组托盘和覆盖所述多个电池单体模块并且与所述电池组托盘结合的电池组盖，
其中，所述电池单体盖具有顶部开口部，并且不覆盖所述电池单体堆的上表面，并且所述电池组盖具有灭火材料输入区，以通过所述电池单体盖的所述顶部开口部将灭火材料供应到所述电池单体盖中，并且
其中，所述灭火材料输入区的至少一部分配置为被加热熔化，使得所述灭火材料供应到所述电池单体盖中。
2.根据权利要求1所述的电池组，还包括：
第一热树脂，所述第一热树脂涂覆到所述电池单体堆的所述上表面，并且在所述电池单体盖的所述顶部开口部的在所述电池单体盖的长度方向上的一个端部和另一个端部中的至少一个处不存在所述第一热树脂，
其中，所述电池组盖接触所述第一热树脂，并且所述灭火材料输入区设置于在垂直方向上面对所述电池单体盖的所述顶部开口部的一个端部和另一个端部中的至少一个的位置处。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述灭火材料输入区设置于每个电池单体模块的在垂直方向上的上方。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述灭火材料为冷却水，并且
其中，所述电池组盖包括供所述冷却水在内部流动的流动通道。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述灭火材料输入区包括：
孔，所述孔与所述流动通道连通；以及
熔化盖，所述熔化盖与所述孔结合，并且所述熔化盖由热熔树脂制成。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述灭火材料输入区包括：
灭火单元，所述灭火单元包括容纳压缩气体并且在一侧具有气体出口的气体储存容器和由热熔材料制成并且配置为封闭所述气体出口的容器盖；以及
单元安装孔，所述单元安装孔形成为穿透所述电池组盖，以使所述灭火单元通过过盈配合与面对所述电池单体盖的所述顶部开口部的所述容器盖结合。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述压缩气体为二氧化碳。
8.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述容器盖的外周上具有螺纹，并且所述单元安装孔包括与所述容器盖螺纹结合的盖紧固孔。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池单体模块包括：
电池单体堆，所述电池单体堆包括一个电池单体或两个以上堆叠的电池单体；以及
电池单体盖，所述电池单体盖覆盖所述电池单体堆的在所述电池单体堆的宽度方向上的两侧以及所述电池单体堆的底部。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池单体盖包括：
第一侧盖部，所述第一侧盖部覆盖所述电池单体堆的在所述电池单体堆的宽度方向上的一侧，以及第二侧盖部，所述第二侧盖部覆盖所述电池单体堆的另一侧；以及
下盖部，所述下盖部与所述第一侧盖部和所述第二侧盖部一体形成，并且覆盖所述电池单体堆的底部。
11.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述电池组包括汇流条框架组件，所述汇流条框架组件包括汇流条，所述汇流条与所述电池单体的电极引线电连接，并且设置在所述电池单体堆的在所述电池单体堆的在长度方向上的前侧和后侧中的每一个上，并且与所述电池单体盖结合。
12.根据权利要求1所述的电池组，还包括：
隔热垫，所述隔热垫位于所述多个电池单体模块中的电池单体模块之间。
13.根据权利要求12所述的电池组，还包括：第二热树脂，所述第二热树脂插设于所述电池单体盖的下盖部与所述电池组托盘的表面之间。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池单体为软包型电池单体。
15.一种车辆，包括权利要求1至14中的任一项所述的电池组。
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