CN118099622A - 一种电池模块 - Google Patents

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Abstract

提供一种电池模块，该电池模块包括：包括内部空间的壳体；单体层叠体，单体层叠体容纳在壳体的内部空间中并且包括沿着第一方向堆叠的多个电池单体和设置在多个电池单体中的电池单体之间的多个隔热部件；多个导电部件，多个导电部件与多个电池单体电连接；以及框架，框架支撑多个导电部件。每个电池单体包括电极组件以及电极组件的电极容纳部。多个隔热部件中的至少一个隔热部件包括：主体部，主体部配置为面向电极容纳部并且阻止多个电池单体之间的热传播；以及一个或更多个阻止部，一个或更多个阻止部从主体部沿着与第一方向垂直的第二方向延伸并且配置为至少部分地阻止第一方向的气体流动。

Description

一种电池模块
技术领域
本专利文件中公开的技术和实施方案通常与电池模块有关。
背景技术
二次电池可以进行反复充电和放电，因此，可以用于各种供电设备和系统，例如，数字相机、移动电话、笔记本电脑、混合动力车辆、电动汽车。二次电池的示例可以包括镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍氢电池、以及锂二次电池等。
发明内容
所公开的技术可以在一些实施例中实现以提供一种能够沿着预设的路线引导电池单体中产生的高温的气体或者火焰的流动路线的电池模块。
所公开的技术还可以在一些实施例中实现以提供一种能够阻止在相邻的电池单体之间发生热传播，并且阻止高温的气体或者火焰在单体层叠体附近流动的电池模块。
所公开的技术还可以在一些实施例中实现以提供一种能够防止在热失控情况下，在汇流条之间发生电路短路的电池模块。
在所公开的技术的一个方面中的一种电池模块，包括：壳体，所述壳体被构造为提供具有内部空间的外壳；单体层叠体，所述单体层叠体容纳在所述壳体的内部空间中并且包括沿着第一方向堆叠的多个电池单体和设置在所述多个电池单体中的电池单体之间的多个隔热部件；多个导电部件，所述多个导电部件与所述单体层叠体的多个电池单体电连接；以及框架(例如，汇流条框架)，所述框架与所述多个导电部件连接并且被构造为支撑所述多个导电部件，其中，所述单体层叠体的多个电池单体中的每个电池单体包括电极组件和容纳所述电极组件的电极容纳部，其中，所述单体层叠体的多个隔热部件中的至少一个隔热部件包括：主体部，所述主体部设置为面对电极容纳部，并且配置为阻止多个电池单体之间的热传播；以及，一个或更多个阻止部，所述一个或更多个阻止部从主体部沿着与第一方向垂直的第二方向延伸，所述一个或更多个阻止部配置为至少部分地阻止第一方向的气体流动。
在一些实施方案中，阻止部可以包括与框架相邻的端部。
在一些实施方案中，多个隔热部件可以包括至少包括云母(Mica)、陶瓷棉以及气凝胶(Aerogel)中的至少一种的材料。
在一些实施方案中，一个或更多个阻止部可以包括：第一阻止部，其形成在主体部的一侧，并且包括配置为插入到所述框架中的至少一部分；以及，第二阻止部，其形成在与主体部的一侧相反的另一侧。
在一些实施方案中，第一阻止部的至少一部分可以设置在多个导电部件之间。
在一些实施方案中，第一阻止部可以包括第一端部，所述第一端部在第二方向上与所述框架的内侧面相对；以及第二端部，所述第二端部相比多个导电部件向第二方向进一步突出。
在一些实施方案中，所述框架可以包括插入槽，其中，在所述插入槽中插入有所述阻止部的第二端部。
在一些实施方案中，所述第一阻止部还可以包括：台阶部，所述台阶部连接第一端部和第二端部。
在一些实施方案中，所述壳体可以包括：上壳体部分和下壳体部分，所述上壳体部分和下壳体部分分别配置为覆盖所述单体层叠体的上部和下部，所述上壳体部分可以包括排气孔，所述排气孔配置为允许气体从其排出。
在一些实施方案中，所述电池模块还可以包括在第一端部和上壳体部分之间的空间中形成的排气通道。
在一些实施方案中，所述框架可以包括：第一框架，所述第一框架设置在所述单体层叠体的一侧；第二框架，所述第二框架设置在与所述单体层叠体的一侧相反的另一侧；以及连接框架，所述连接框架连接所述第一框架和所述第二框架。
在一些实施方案中，多个隔热部件可以包括：第一隔热部件，其中，第一阻止部插入到第一框架中；以及第二隔热部件，其中，第一阻止部插入到第二框架中。
在一些实施方案中，第一隔热部件和第二隔热部件可以沿着第一方向交替设置。
在一些实施方案中，第一隔热部件的第二阻止部的端部可以与第二框架相邻。
在一些实施方案中，电池模块还可以包括第三隔热部件，所述第三隔热部件设置在所述框架和第一端部之间，并沿着第一方向延伸。
电池模块还可以包括第四隔热部件，所述第四隔热部件在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上面向所述单体层叠体。
第三隔热部件和第四隔热部件可以一体形成。
附图说明
下面参照附图对所公开技术的某些方面、特征和其他优点进行详细说明。
图1是基于所公开的技术的一些实施例实现的电池模块的立体图。
图2是基于所公开的技术的一些实施例实现的电池模块的分解立体图。
图3示例了基于所公开的技术的一些实施例的电池单体、隔热部件以及汇流条组件的配置。
图4是基于所公开的技术的一些实施例的单体层叠体中包括的电池单体的立体图。
图5是基于所公开的技术的一些实施例的隔热部件和电池单体的配置的示例图。
图6是基于所公开的技术的一些实施例的通过隔热部件形成排气通道的示例图。
图7是沿着图1的I-I’线的剖面图。
图8是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的局部分解立体图。
图9是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的剖面图。
图10是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的局部分解立体图。
图11是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的剖面图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述所公开的技术的示例实施例。
电池设备(例如，电池模块或电池组)可以包括多个二次电池单体，这些二次电池单体堆叠在一起形成单体层叠体并且设置在壳体内。
二次电池可能会在各种情况下过热，在某些情况下可能会成为点火源，其中，例如：(1)电池单体的使用寿命到期；(2)由于电池材料分解(包括分解产生的气体)，电池单体中出现膨胀现象；(3)电池单体过度充电；(4)电池单体受热；(5)电池结构损坏，例如：尖锐物体(例如，钉子)刺入电池单体的外壳材料，或者；(6)电池单体受到外部冲击，电池单体可能会被点燃。电池单体喷出的火焰或高温气体可能会导致电池设备中其他相邻电池单体连锁点燃，并且可能造成热失控。
在这种情况下，从电池单体喷出的火焰、高温气体和导电颗粒在电池模块内部自由流动，并且可能直接点燃其他相邻的电池单体或造成电池模块组件之间的短路，从而导致热失控情况进一步恶化。
所公开的技术在一些实施例中可以提供一种放电结构，该结构可以将电池单体喷出的火焰或高温气体放电，否则这些火焰或高温气体会影响其他电池单体。此外，所公开的技术在一些实施例中还可以提供一种结构，该结构可以阻挡火焰或高温气体在电池模块内部流动和/或引导它们在安全路径上流动。
图1是基于所公开的技术的一些实施例实现的电池模块10的立体图。
图2是基于公开的技术的一些实施例实现的电池模块10的分解立体图。
电池模块10可以包括：壳体500，其具有内部空间；多个电池单体110，其容纳在内部空间中；汇流条组件200，其与电池单体110电连接；以及端部盖600，结合在壳体500的至少一侧。
电池模块10所容纳的多个电池单体110可以是向一方向(例如，图2的X轴方向)层叠，从而构成单体层叠体100的至少一部分。在一些实施方案中，可以将多个电池单体110进行层叠的电池单体110的堆叠方向称为第一方向或者单体层叠方向。
单体层叠体100中包括的每个电池单体110可以输出或者存储电能。多个电池单体110可以是通过汇流条组件200彼此电连接。汇流条组件200可以配置为至少一部分与单体层叠体100向与单体层叠方向垂直的方向相对。
汇流条组件200可以包括多个电导体或者导电部件(称为汇流条210)，用于电连接一个电池单体110和其他电池单体110；以及，支撑多个汇流条210的汇流条框架220。
汇流条210可以由导电性材料(例如，金属)形成，并且用于将多个电池单体110彼此电连接。汇流条210可以与电池单体110的引线极耳113彼此电连接。例如，汇流条210可以接合到电池单体110的引线极耳113上。在汇流条210和引线极耳(例如，图4的113)的连接中，可以应用激光焊接等在内的各种焊接方式。然而，连接方式不限于焊接，只要是能够将两个金属性材料电性通电的连接方式，任何方式皆可。
汇流条210可以与单体层叠体向与第一方向(X轴方向)垂直的方向(例如，Z轴方向)相对。在一些实施方案中，可以将汇流条和单体层叠体彼此相对的方向定义为第二方向。另外，将与第一方向和第二方向全部垂直的方向定义为第三方向。例如，第三方向作为电池模块的高度方向，并且可以是上壳体部和下壳体部彼此相对的方向。
汇流条组件200可以包括与电池模块10外部的电路电连接的端子部。端子部可以通过壳体500的开口部540向电池模块10外部裸露。
汇流条框架220可以在结构上支撑汇流条210并且即使在外部的冲击或者振动的情况下，也可以保持汇流条210的稳定性。例如，汇流条框架220可以包括轻便并具有优秀的机械强度的塑料材质，例如，聚丙烯(Polypropylene)、聚对苯二甲酸丁二酯(PolybutyleneTerephthalate)、改性聚苯醚(Modified Polyphenylene Oxide，MPPO)等。因此，汇流条框架220可以在确保绝缘性的同时，在结构上支撑汇流条210。
汇流条210可以通过各种方法固定在汇流条框架220上。例如，汇流条210可以通过热熔工序或者嵌件成型工序固定在汇流条框架220上。
汇流条组件200还可以包括：连接框架230，其配置在单体层叠体100和壳体500之间，从而与汇流条框架220连接。例如，汇流条组件200可以包括：一对汇流条框架220，其在中间夹着单体层叠体，并向第二方向彼此相对；以及连接框架230，其与一对汇流条框架220连接，并与单体层叠体向第三方向相对。
在一些实施方案中，可以在连接框架230中设置能够感测单体层叠体100的状态的感应模块(未图示)。感应模块(未图示)可以至少包括温度传感器或者电压传感器中的至少一种。感应模块(未图示)可以感应或者检测电池单体110的状态，并且向电池模块10外部输出感应的信息。
壳体500提供能够容纳一个以上的单体层叠体100的内部空间。为了从外部冲击中保护容纳在内部空间中的单体层叠体100以及其他电气电子设备，壳体500可以由具有预定的刚性的材料形成。例如，壳体500可以包括铝等金属材质。
壳体500可以包括彼此结合的下壳体部520和上壳体部510。然而，壳体500的结构不限于此，只要是能够具有可以容纳至少一个单体层叠体100的内部空间，则任何形状皆可。例如，壳体500可以由一体形成上壳体部510和下壳体部520并且两侧面开放的一体型单一框体构成。
壳体500可以包括能够排放由单体层叠体100产生的气体的排气孔530。例如，排气孔530可以具有贯穿下壳体部520或者上壳体部510的孔的形状。
可以在排气孔530中设置遮挡部件。遮挡部件可以由薄膜或者薄片或者材料层构成，并且可以阻止从电池模块10的外部流入异物。遮挡部件可以包括轻便的同时耐冲击性、耐热性或者电绝缘性优秀的材料。例如，遮挡部件可以包括聚碳酸酯片或聚碳酸酯层。在电池模块10热失控的情况下，遮挡部件可以是至少一部分裂开而使从单体层叠体100释放的气体适当通过。
可以在壳体500的开放的一侧结合端部盖600。例如，如图2所示，端部盖600可以提供一对，从而各自结合在壳体500的开放的两侧。
为了防止汇流条组件200和壳体500发生电路短路，电池模块10可以包括绝缘盖400。例如，绝缘盖400可以配置为在汇流条组件200和壳体500之间与汇流条组件200相对。绝缘盖400可以包括绝缘材料，由此能够阻止在汇流条组件200和壳体500之间发生电连接。例如，绝缘盖400可以由包括聚丙烯(polypropylene)或者改性聚苯醚(MPPO)等的塑料注塑物形成。然而绝缘盖400的材料不限于此。在一些实施方案中，绝缘盖400可以用于防止在单体层叠体100和壳体500之间或者汇流条210和壳体500之间发生电路短路。
在一些实施方案中，可以在单体层叠体100和壳体500之间设置放热部件(未图示)。在一个示例中，放热部件(未图示)可以设置为其一面与单体层叠体100接触，而与一面相反的另一面与壳体500接触。放热部件(未图示)可以由导热性粘合剂(Thermaladhesive)提供。在一些实施方案中，放热部件(未图示)可以填充单体层叠体100和壳体500之间的空间，从而使由传导产生的热传递更加活跃。由此，能够增加电池模块10的放热效率。
当在电池模块10的外壳内部层叠了很多电池单体110时，可能具有在可以影响电池模块10中的另一个电池单体的一个电池单体110中发生的不希望的事件或情况。另外，在电池单体110产生的高温气体或者火焰可以在单体层叠体100周围不规则地流动，并且可以向电池模块10施加冲击。或者，由于气体或者火焰与导电性颗粒一起散落，可能在在电池模块10内部的构成要件之间(例如，多个汇流条之间)发生短路。另外，在气体或者火焰在与单体层叠体100相邻的部分流动的过程中，形成意想不到的热传播路线，从而具有能够进一步恶化热失控情况的问题。
为了防止这些情况，电池模块10可以包括多个隔热部件120。例如，单体层叠体100可以包括设置在电池单体110之间的隔热部件120。每个隔热部件120可以包括一种或更多种具有低导热性的隔热材料，以提供隔热功能，例如防止或显著降低相邻电池单体110之间不希望的热传播。隔热部件120可以起到从物理性、热性冲击中保护电池单体110的作用。例如，隔热部件120可以构成为能够阻止从某一个电池单体110向其他电池单体110完成热传播，与此同时，构成为能够吸收电池单体110的膨胀压力。例如，在一些实施方案中，隔热部件120可以包括云母、硅酸盐、石墨、氧化铝、陶瓷棉、超级棉或气凝胶。
电池模块10还可以包括与单体层叠体100的至少一侧相对的上部隔热部件300。例如，上部隔热部件300可以配置为在单体层叠体100和上壳体部510之间与单体层叠体100相对。上部隔热部件300可以覆盖单体层叠体100的上侧，从而防止在单体层叠体100和壳体500之间生成难以预测的热传播路线。
多个隔热部件120以及上部隔热部件300在热失控情况下，可以为单体层叠体100周围的气体或火焰沿预设方向移动提供路线。例如，设置在电池单体110之间的隔热部件120可以引导气体或者火焰朝向电池模块10的上端。
以下参照图3至图6详细说明电池模块10中包括的隔热部件120的特征。
图3举例说明了电池单体110、隔热部件120(例如，120a和120b)以及汇流条组件200的配置。图4是基于所公开的技术的一些实施例的单体层叠体100中包括的电池单体110的立体图。图5是基于所公开的技术的一些实施例的说明隔热部件120和电池单体110的配置的示例图。图6是基于所公开的技术的一些实施例的说明通过隔热部件120形成排气通道VP的示例图。图7是沿着图1的I-I’线截取的剖面图。
在所公开的技术的一些实施例中，隔热部件120和包括隔热部件120的电池模块10可以如下文参考图3至图7讨论的那样实施。在一些实施方案中，图3至图7中示出的隔热部件120和包括隔热部件120的电池模块10可以对应于图1至图2中示出的隔热部件120和包括隔热部件120的电池模块10。
单体层叠体100可以包括向第一方向(X轴方向)层叠的多个电池单体110以及多个隔热部件120。
电池单体110可以构成为，将化学能转换为电能，从而向外部电路供应电源，或者从外部供应得到电源，从而将电能转换为化学能进行储电。例如，电池单体110可以由可以充电以及放电的镍金属氢(Ni-MH)电池或者锂离子(Li-ion)电池构成，但不限于此。在一些实施例中，电池单体110可以以平行层叠多个的状态彼此电连接。
参照图4，电池单体110可以是包括在软包111内部容纳的电极组件114的软包型(pouch type)二次电池。
在软包111型二次电池中，电极组件114以及电解液(未图示)可以容纳在软包111中，所述软包111是通过形成一片外壳材料或一个外壳材料层或多种外壳材料而形成。例如，软包111可以在一个片或一个外壳材料层中形成一个或两个容纳部，然后将外壳材料折叠，使容纳部形成一个单一的空间。
软包111可以包括：电极容纳部112，容纳有电极组件114和电解液(未图示)；密封部115，形成在电极容纳部112周围；以及引线极耳113，与电极组件114电连接，并向软包111外部裸露。
电极容纳部112提供容纳电极组件114以及电解液(未图示)的内部空间。电极组件114可以包括多个正极板和多个负极板，这些正极板和负极板之间堆叠着隔膜。
可以沿着电极容纳部112的外缘中的至少一部分配置密封部115，密封部115是软包111被接合而成。在软包111的接合中可以利用热熔方式，但不限于此。
密封部115可以包括：第一密封部115a，形成在配置引线极耳113的部分上；以及第二密封部115b，形成在没有配置引线极耳113的部分上。
为了提高密封部115的接合可靠性并使密封部115的面积最小化，如图4的局部放大图所示，密封部115可以形成为至少折叠一次的形态。
当电池单体110具有一片外壳材料或一个外壳材料层被折叠而包围电极组件114的结构时，在外装材料被折叠的部分无需形成密封部。在该情况下，如图4所示，密封部115可以在电极容纳部112的外围中仅形成在三面，可以在电极容纳部112的外围中的任一面形成折叠部118。
然而，电池单体110的结构不限于上述内容。例如，也可以是折叠2张外装材料来形成电极容纳部112，并在电极容纳部112外围的4个面全部形成密封部。
另外，在基于一些示例实施例的电池模块应用的电池单体不限于上述的软包型二次电池。例如，电池单体也可以由方形的罐形(can type)二次电池构成，也可以具有组合多个软包型二次电池而捆包形成的结构。
单体层叠体100还可以包括与多个电池单体110向第一方向相对的多个隔热部件120。参照图3，多个隔热部件120可以是沿着单体层叠方向(例如，图3的X轴方向)具有预定间隔并平行配置。可以在彼此相邻的两个隔热部件120之间配置一个以上的电池单体110。在图中，在两个隔热部件120之间层叠4个电池单体110，然而其属于示例，也可以是在两个隔热部件120之间配置3个以下或者5个以上的电池单体110。
隔热部件120可以阻止相邻的电池单体110之间的热以及/或者火焰的传播。
隔热部件120可以包括具有难燃性、耐热性、隔热性、或绝缘性中的至少一种性质的材料。其中，耐热性可以是指即便在300℃以上的温度下也不熔融而形状不变的性质，隔热性可以是指传热度为1.0W/mK以下的性质。例如，隔热部件120可以包括云母(Mica)、硅酸盐(Silicate)、石墨、氧化铝、陶瓷棉(Ceramic Wool)、超级棉(Super Wool)、或气凝胶(Aerogel)中的至少一种。
然而，隔热部件120的材料不限于上述材料，只要是在电池单体110热失控的情况下，能够维持其形状，并防止热或者火焰传播至相邻的其他电池单体110，则可以由任何材料形成。
为了极大提高单体层叠体100的能量密度，隔热部件120的厚度可以小于一个电池单体110的厚度。其中，厚度可以是指单体层叠方向的长度。
在一些实施方案中，隔热部件120可以由彼此具有不同性质的部件的组合构成。例如，隔热部件120可以是一同组合如上所述用于隔热的材料和预定的弹性力的材料来构成。
例如，隔热部件120还可以包括聚氨酯、硅胶、或橡胶(EPDM)中的至少一种，可以利用这些材料所具有的弹性，加压电池单体110。
参照图3以及图5等，隔热部件120可以包括：主体部121，与电池单体110的电极容纳部112面对面；以及阻止部123、124，在主体部121的两端部向第二方向(Z轴方向)延伸。
图5示例性示出了在层叠隔热部件120和电池单体110的状态下，从单体层叠方向(X轴方向)观察的情况。
隔热部件120的主体部121可以与电极容纳部112向第一方向(X轴方向)面对面，并阻止在相邻的电池单体110之间完成热传播。
隔热部件120的阻止部123、124可以是指在主体部121的两侧端部向第二方向(Z轴方向)延伸的部分。随着阻止部123、124的形成，根据一些实施例的隔热部件120的第二方向(Z轴方向)长度可以设置为大于电极容纳部112的第二方向(Z轴方向)的长度。例如，阻止部123、124可以构成为在主体部121的端部向第二方向(Z轴方向)延伸，从而其端部与汇流条框架220相邻。
阻止部123、124可以包括：第一阻止部123，至少一部分插入到汇流条框架220中；以及第二阻止部124，以主体部121为基准，设置在与第一阻止部123相反侧。
第一阻止部123的一部分可以插入到汇流条框架220中，从而相比汇流条210向第二方向(Z轴方向)进一步突出。
例如，第一阻止部123可以具有第一端部123b和第二端部123a，第一端部123b与汇流条框架220的内侧面向第二方向(Z轴方向)相对，第二端部123a相比第一端部123b向第二方向(Z轴方向)进一步突出，从而插入到汇流条框架220中。由于第一端部123b和第二端部123a的位置差异，可以在第一端部123b和第二端部123a之间形成台阶部123c。
第一阻止部123的第二端部123a可以插入到汇流条框架220中。可以在汇流条框架220配置插入有第二端部123a的插入槽222。另外，可以在汇流条框架220中设置插入有电池单体110的引线极耳113的狭槽孔221。
在第一阻止部123的第二端部123a插入到汇流条框架220的情况下，第一阻止部123的第二端部123a相比汇流条210向第二方向(Z轴方向)进一步突出。即，壳体500的侧面和第二端部123a之间的第二方向(Z轴方向)的距离可以小于壳体500的侧面和汇流条210之间的第二方向(Z轴方向)的距离。
在第一阻止部123中，具有第二端部123a的区域可以插入到汇流条框架220中，从而配置在彼此相邻的两个汇流条210之间。由此，第一阻止部123可以阻止两个汇流条210彼此物理性接触。
在一些实施方案中，在第一阻止部123中，第二端部123a构成为相比汇流条210向第二方向(Z轴方向)进一步突出，因此能够物理性防止在热失控情况下，在汇流条210之间发生意想不到的短路。
假设第一阻止部123形成在主体部121的一侧上时，第二阻止部124可以形成在与主体部121的一侧相反的另一侧。与第一阻止部123不同地，第二阻止部124可以不具有插入到汇流条框架220中的部分。然而，在一些实施方案中，第二阻止部124的一部分可以被插入到汇流条框架220中。
第二阻止部124的端部可以配置为与汇流条框架220的内侧面相对以不与汇流条210发生干涉。
在多个隔热部件123、124中，可以是一部分隔热部件120的第一阻止部123插入到第一汇流条框架220中，另一部分隔热部件120的第一阻止部123插入到第二汇流条框架220中。例如，参照图3，一对汇流条框架220可以包括向第二方向(Z轴方向)隔开配置的第一汇流条框架220a以及第二汇流条框架220b，多个隔热部件120可以包括：第一隔热部件120a，其第一阻止部123插入到第一汇流条框架220a中；以及第二隔热部件120b，其第一阻止部123插入到第二汇流条框架220b中。
为了避免与汇流条210发生干涉，可以沿着第一方向(X轴方向)彼此交替配置第一隔热部件120a和第二隔热部件120b。
第一阻止部123和第二阻止部124可以起到阻止在热失控情况下发生的气体或者火焰在单体层叠体的附近沿着第一方向(X轴方向)流动的作用。通过第一阻止部123以及第二阻止部124阻止气体或者火焰向第一方向(X轴方向)流动，因此能够自然引导气体或者火焰向与第一方向(X轴方向)垂直的方向(例如，上壳体部和下壳体部彼此相对的第三方向(Y轴方向))流动。
如上所述，根据一些实施例的电池模块10可以包括具有阻止部123、124的隔热部件120，从而抑制在热失控情况下，高温的气体或者火焰在单体层叠体100附近的不希望的流动。
尤其是，根据一些示例实施例的隔热部件120其长度延伸至汇流条框架220，从而能够阻止高温的气体或者火焰在汇流条框架220和单体层叠体100之间不希望的流动，并向一定方向引导其流动路线。
在图6和图7中图示了上述的气体和/或者火焰的流动路线。参照图6以及图7，供气体或者火焰流动的排气通道VP可以具有特定的位置或者路线，该位置或者路线由隔热部件120的阻止部123、124确定。
隔热部件120的阻止部123、124具有难燃性、耐热性、隔热性等性质，因此也能在高温的环境下维持其形状。在热失控情况下，从单体层叠体100产生的气体或者火焰可以被隔热部件120的阻止部123、124阻止，从而沿着阻止部123、124的表面流动。
例如，由于阻止部123、124延伸为与汇流条框架220的内侧面相邻，因此引导排气通道VP通过阻止部123、124与汇流条框架220的外围相连。因此，如图7所示，一部分排气通道VP可以形成在汇流条框架220的外侧面和壳体500之间的空间中。
或者，如图7所示，通过阻止部123、124阻止形成在汇流条框架220的内侧的排气通道VP向第一方向(X轴方向)的流动，因此排气通道VP可以向朝向电池模块10的上侧的方向(Y轴方向)形成。即，从主体部121沿着第二方向(Z轴方向)延伸的阻止部123、124阻止气体或者火焰沿着与第二方向(Z轴方向)垂直的第一方向(X轴方向)流动，并允许气体或者火焰沿着第三方向(Y轴方向)流动。
尤其是，随着气体或者火焰的持续产生，隔热部件120可以引导气体或者火焰朝向电池模块10的上侧方向流动。
如上所述，隔热部件120可以阻止气体或者火焰在单体层叠体100的附近沿着单体层叠方向扩散，从而防止电池单体110因气体或者火焰而连续起火。
汇流条框架220可以由相比隔热部件120对高温相对脆弱的材料形成。例如，当汇流条框架220包括塑料材质时，汇流条框架220可能因热失控情况下产生的高温的气体或者火焰而在结构上发生崩塌。在该情况下，具有气体或者火焰通过汇流条框架220崩塌时形成的中空的空间扩散的问题。在这种情况下，隔热部件120可以向安全的路线引导气体或者火焰的流动路线。
例如，图6的左侧的插图示出了发生热失控情况之前的汇流条框架220的示例，图6的右侧的插图示出了在热失控情况下已经融化的汇流条框架220的示例。
参照图6，当汇流条框架220因高温的气体或者火焰而发生熔化时，可以通过汇流条框架220所占有的空间形成排气通道VP。
在这种情况下，隔热部件120可以阻止汇流条210之间因流动的气体或者火焰而发生电路短路。
例如，如图6所示，一部分排气通道VP可以形成为沿着隔热部件120朝向第三方向(Y轴方向)，另一部分排气通道VP可以形成为沿着汇流条框架220熔化而中空的空间(例如，由隔热部件120的第一端部123b、台阶部123c以及壳体500包围的通道)朝向第一方向(X轴方向)。
通过隔热部件120引导其流动朝向上侧的气体或者火焰可以沿着如上所述朝向第一方向(X轴方向)的排气通道VP回避汇流条210，从而沿着电池模块10的前进方向或者后退方向流动。由此，能够阻止相邻的两个汇流条210之间气体或者火焰以及由此产生的燃烧飞溅物造成的电路短路。
在一些实施方案中，当在上壳体部510形成有排气孔530时，可以通过排气孔530向外部安全排放沿着排气通道VP流动的气体或者火焰。
在该情况下，为了更加容易进行排放，排气通道VP可以形成为沿着排气孔530的下部流动。例如，可以是隔热部件120的台阶部123c形成为与排气孔530向第三方向(Y轴方向)重叠，从而引导排气通道VP形成在排气孔530的下部。
在一些示例实施例中，电池模块还可以包括辅助隔热部件以在热失控情况下，更加有效地保护电池单体110免受高温气体或火焰的影响。以下参照图8至图11说明根据一些示例实施例的电池模块。
图8是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的局部分解立体图。图9是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的剖面图。
如在前面通过图6以及图7进行说明，单体层叠体100中包括的隔热部件120可以引导高温的气体或者火焰的流动路线形成在预定的位置(例如，电池模块10内部的上侧边角附近)上。
在该情况下，为了进一步降低高温的气体或者火焰对单体层叠体100的影响，电池模块还可以包括配置在单体层叠体100的一侧的第三隔热部件320。
在一些实施方案中，术语“隔热部件120”可以用于表示设置在电池单体110之间的隔热部件120。另外，在一些实施方案中，不同于设置在电池单体110之间的隔热部件120，第三隔热部件320也被称为“辅助隔热部件”。另外，在一些实施方案中，前述的上部隔热部件300可以对应于第四隔热部件300。
另外，在一些实施方案中，在图8和图9的电池模块中，除辅助隔热部件320之外的其他构成要件(例如，单体层叠体100、汇流条210、汇流条框架220、隔热部件120等)与图1至图7的电池模块10的构成要件相对应。
辅助隔热部件320可以与上部隔热部件300彼此配置在不同的位置。例如，上部隔热部件300可以配置为与单体层叠体100向第三方向(Y轴方向)相对，辅助隔热部件320可以配置为与单体层叠体100向第二方向(Z轴方向)相对。
辅助隔热部件320可以配置在不与隔热部件120发生干涉的位置。例如，辅助隔热部件320可以配置为在隔热部件120的第一端部123b和汇流条框架220之间向第一方向(X轴方向)延伸。在该情况下，辅助隔热部件320可以与隔热部件120的台阶部123c向第三方向(Y轴方向)相对。
上部隔热部件300和辅助隔热部件320的材料可以与在图1至图7中说明的隔热部件120的材料相同。即，上部隔热部件300和辅助隔热部件320可以构成为具有难燃性、耐热性、隔热性、绝缘性中的至少一种性质，从而能够在热失控情况下保护电池单体110。例如，上部隔热部件300和辅助隔热部件320可以包括云母(Mica)、硅酸盐(Silicate)、石墨、氧化铝、陶瓷棉(Ceramic Wool或者Super Wool)、气凝胶(Aerogel)中的至少一种。
排气通道VP可以形成在辅助隔热部件320的外围。例如，排气通道VP可以形成在辅助隔热部件320和上壳体部510之间的空间中。辅助隔热部件320可以阻止在排气通道VP流动的高温的气体或者火焰与单体层叠体100直接接触，从而防止电池单体110因气体或者火焰而连续起火。
辅助隔热部件320构成为在单体层叠体100的侧面向第一方向(X轴方向)延伸，从而能够从沿着汇流条框架220被崩塌的空间向第一方向(X轴方向)流动的气体或者火焰中有效保护单体层叠体100的侧面。
尤其是，如图6以及图7中所说明，当在电池模块10的上侧边角部形成有排气通道VP时，配置在单体层叠体100和排气通道VP之间的辅助隔热部件320可以从在排气通道VP流动的高温的气体或者火焰中保护电池单体110。
在另一示例实施例中，辅助隔热部件也可以与上部隔热部件300一体形成。例如，图10以及图11示出了辅助隔热部件310和上部隔热部件300一体形成的状态。
图10是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的局部分解立体图。图11是基于所公开的技术的一些实施例的电池模块的剖面图。
在图10以及图11中说明的电池模块中，除辅助隔热部件310和上部隔热部件300一体形成的特征之外的特征可以与前面的图8以及图9中说明的电池模块的特征全部相同。因此，可以省略与图8以及图9重复的说明。
上部隔热部件300和辅助隔热部件310可以构成为彼此连接。例如，当上部隔热部件300与单体层叠体100向第三方向(Y轴方向)相对时，辅助隔热部件310可以构成为与上部隔热部件300的第二方向(Z轴方向)两端部连接，从而覆盖单体层叠体100的一部面。
随着上部隔热部件300和辅助隔热部件310彼此一体形成，能够在热失控情况下更加稳定维持辅助隔热部件310的位置，从而能够进一步有效保护电池单体110。
在一些示例实施例中，电池模块10可以通过配置在电池单体110之间的隔热部件120，抑制火焰或者气体传播至相邻的电池单体110之间。
另外，由于隔热部件120的至少一部分插入到汇流条框架220中，因此可以在热失控情况下防止在相邻的两个汇流条210之间发生短路。
另外，由于隔热部件120包括朝向汇流条210组件延伸的阻止部123、124，因此可以在热失控情况下防止高温的气体或者火焰在单体层叠体100附近流动。
另外，由于隔热部件120的阻止部123、124可以阻止在热失控情况下，高温的气体或者火焰在单体层叠体100周围沿着单体层叠方向流动，并且使气体或者火焰沿着电池模块10的向上方向流动，从而引导气体或者火焰向外部安全排放。
另外，电池模块10还可以包括保护单体层叠体100的侧面的辅助隔热部件310、320以及配置在单体层叠体100的上部的上部隔热部件300，从而可以防止电池单体110因气体或者火焰而连续起火。
在一些示例实施例中，可以实现能够将电池单体中出现的高温气体或火焰的流动路线引导至预定路线的电池模块。
此外，电池模块还能够阻止热量在相邻的电池单体之间传播，并阻止高温气体或火焰在单体层叠体附近随意流动。
此外，还可以提供能够在热失控情况下防止在汇流条之间发生电路短路的电池模块。
本文仅描述了所公开的技术的一些实施例的具体示例实施方案。可以根据本专利文件的公开内容对所公开的实施例和其他实施例进行变形、改进和增强。

Claims (17)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
壳体，所述壳体被构造为提供具有内部空间的外壳；
单体层叠体，所述单体层叠体容纳在所述壳体的内部空间中并且包括沿着第一方向堆叠的多个电池单体和设置在所述多个电池单体中的电池单体之间的多个隔热部件；
多个导电部件，所述多个导电部件与所述单体层叠体的多个电池单体电连接；以及
框架，所述框架与所述多个导电部件连接并且被构造为支撑所述多个导电部件，
其中，所述单体层叠体的多个电池单体中的每个电池单体包括电极组件以及容纳所述电极组件的电极容纳部，
其中，所述单体层叠体的多个隔热部件中的至少一个隔热部件包括：
主体部，所述主体部设置为面向所述电极容纳部，并且配置为阻止所述多个电池单体之间的热传播；以及
一个或更多个阻止部，所述一个或更多个阻止部从所述主体部沿着与所述第一方向垂直的第二方向延伸，所述一个或更多个阻止部配置为至少部分地阻止所述第一方向的气体流动。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述阻止部包括与所述框架相邻的端部。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述多个隔热部件包括至少包括云母、陶瓷棉或气凝胶中的至少一种的材料。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述一个或更多个阻止部包括：
第一阻止部，所述第一阻止部形成在所述主体部的一侧，并且包括配置为插入到所述框架中的至少一部分；以及
第二阻止部，所述第二阻止部形成在与所述主体部的所述一侧相反的另一侧。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述第一阻止部的至少一部分设置在所述多个导电部件之间。
6.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述第一阻止部包括：
第一端部，所述第一端部在所述第二方向上与所述框架的内侧面相对；以及
第二端部，所述第二端部相比所述多个导电部件向所述第二方向进一步突出。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述框架包括：插入槽，其中，所述插入槽中插入有所述阻止部的所述第二端部。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述第一阻止部还包括台阶部，所述台阶部连接所述第一端部和所述第二端部。
9.根据权利要求6所述的电池模块，其中，
所述壳体包括：上壳体部分和下壳体部分，所述上壳体部分和下壳体部分分别配置为覆盖所述单体层叠体的上部和下部，
所述上壳体部分包括排气孔，所述排气孔配置为允许气体从其排出。
10.根据权利要求9所述的电池模块，所述电池模块还包括：在所述第一端部和所述上壳体部分之间的空间中形成的排气通道。
11.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述框架包括：
第一框架，所述第一框架设置在所述单体层叠体的一侧；
第二框架，所述第二框架设置在与所述单体层叠体的所述一侧相反的另一侧；以及
连接框架，所述连接框架连接所述第一框架和所述第二框架。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中，所述多个隔热部件包括：
第一隔热部件，其中，所述第一阻止部插入到所述第一框架中；以及
第二隔热部件，其中，所述第一阻止部插入到所述第二框架中。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述第一隔热部件和所述第二隔热部件沿着所述第一方向交替设置。
14.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述第一隔热部件的所述第二阻止部的端部与所述第二框架相邻。
15.根据权利要求6所述的电池模块，所述电池模块还包括：
第三隔热部件，所述第三隔热部件设置在所述框架和所述第一端部之间，并沿着所述第一方向延伸。
16.根据权利要求15所述的电池模块，所述电池模块还包括：
第四隔热部件，所述第四隔热部件在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上面向所述单体层叠体。
17.根据权利要求16所述的电池模块，其中，所述第三隔热部件和所述第四隔热部件一体形成。
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