CN208674305U - 一种电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组，包括基本模组，所述基本模组包括至少两个串联的三元电芯，所述基本模组还包括安全电芯，所述安全电芯与三元电芯串联；所述安全电芯包括锰酸锂电池电芯和/或磷酸铁锂电池电芯。所述电池模组不破坏电池模组原本的结构，结构简单，制作简便，能够有效阻断热失控的扩散或延缓热扩散的时间，大大提高了电池模组的安全性。

Description

一种电池模组

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种电池模组。

背景技术

动力锂离子电池由于其高的能量密度和低碳的使用特性被广泛的应用于电动汽车电池包系统中，而整个电池包的能量巨大，实际的使用中时刻面临着安全的考验和挑战。

目前市面上的电池包系统单体主要使用的是三元体系的方形铝壳电池，其有着高的能量密度但安全性能较差。

为了改善现有的三元体系的电池包系统的安全性能，现有技术使用的方法主要有增加相变材料，采用导热单元等。

CN 107946697 A一种电池模组，包括：内壳和外壳，所述内壳限定电池单体安装空间，在所述内壳与所述外壳之间设置有导热组件和冰盒，所述冰盒内设置相变材料，用于吸收或者用于释放热量，所述内壳连接有第一加热件，用以对所述内壳进行加热，所述导热组件连接有第二加热件，用以对所述导热组件加热，还包括相互连接的温度传感器和控制部件，其中，所述温度传感器用于检测所述内壳的温度，并根据检测的温度产生温度信号，所述控制部件分别电连接所述第一加热件、第二加热件，所述控制部件根据所述温度信号控制所述第一加热件和所述第二加热件工作。

CN 108039437 A一种电池模组，包括：电池单体和容纳所述电池单体的外壳体，于所述电池单体与所述外壳体之间设置用于吸收或释放热能的部件，所述部件包括相变材料。其中，所述部件为沿着所述外壳体内周设置的盒体，所述盒体内封装有相变材料。通过在电池单体与外壳体之间设置相变材料，当温度低时，相变材料释放热量，保证电池的工作环境温度。当温度高时，相变材料吸收热量，将电池的热量有效转移，保证安全性。

CN 107785633 A一种电池模组，包含：一主体单元，包括复数个电池芯、一容纳该复数个电池芯的框架，及二分别焊接于该复数个电池芯的导电组件，每一电池芯具有一电池本体，及二分别位于该电池本体两相反侧的电极，该复数个导电组件分别焊接于该复数个电极；一壳体，包括位于相反两侧的一内表面及一外表面，该内表面界定出一容纳该主体单元的容室；一第一导热单元，包括复数安装于该框架，且一端与该壳体接触，另一端与至少一电池本体接触的第一组件；及一第二导热单元，材质为绝缘体，并包括复数安装于该复数个导电组件，并与该壳体的内表面接触的第二本体。

但是，上述方法使得电池模组结构复杂。如何提高电池模组的安全性问题还有待于进一步的研究。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池模组，所述电池模组能够有效阻断热失控的扩散或延缓热扩散的时间。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的目的之一在于提供一种电池模组，包括基本模组，所述基本模组包括至少两个串联的三元电芯，所述基本模组还包括安全电芯，所述安全电芯与三元电芯串联；

所述安全电芯包括锰酸锂电池电芯和/或磷酸铁锂电池电芯。

本实用新型提供的电池模组还包括壳体和保护电路等构成电池模组的结构，由于本实用新型的改进点不在此处，在此不作赘述。

所述三元电芯是指使用三元正极材料制备得到的电芯，优选地，所述三元电芯包括NCM电池电芯或NCA电池电芯，即所述三元正极材料为NCM或NCA。

所述安全电芯在基本模组中的位置为两侧和/或中部。以更有效的阻断热失控的扩散或延缓热扩散的时间。所述安全电芯设置在基本模组中的两侧是指基本模组的第一个电芯和最后一个电芯是安全电芯。所述安全电芯设置在基本模组的中部是指安全电芯设置在除了第一个电芯和最后一个电芯以外的位置，比如基本模组有11个电芯，将基本模组的第1个、第6个和第11个电芯设置为安全电芯。

所述基本模组中每隔一个三元电芯串联一个安全电芯。

所述基本模组中每隔2个三元电芯串联一个安全电芯。

所述基本模组中每隔n/2个三元电芯串联一个安全电芯，n为三元电芯的个数，且n大于2。

所述安全电芯还可以每隔数值不定的三元电芯进行设置。

本实用新型的目的之二在于提供一种电池模组，所述电池模组包括至少两个并联的基本模组。所述基本模组的并联个数可以为2个、3个、4个、6个、8个、10个或20个等。

所述基本模组包括x个锰酸锂电池电芯和y个磷酸铁锂电池电芯；x≥0，y≥0，x和y均为整数，且x和y不同时为0。所述x可以为1、2、4、6、8、10或20等，所述y可以为3、6、8、10或30等。

所述至少两个并联的基本模组中每个基本模组的安全电芯个数相同，每个基本模组的x的数值相同，且y的数值相同，以保证每个基本模组的电压相同。

所述至少两个并联的基本模组中每个基本模组的安全电芯之间的三元电芯的个数不相同。此设置能够使得安全电芯在电池模组的分布更均匀，更好地阻断热失控的扩散或延缓热扩散的时间。

本实用新型所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本实用新型不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的电池模组能够有效阻断热失控的扩散或延缓热扩散的时间，大大提高了电池模组的安全性。

本实用新型提供的电池模组的结构简单，制作简便。

附图说明

图1为实施例1提供的电池模组中电芯的连接示意图。

图2为实施例1提供的电池模组的结构示意图。

其中：1，安全电芯；2，三元电芯；3，电芯负极柱；4，电芯正极柱；5，模组总正端子；6，模组总负端子；7，电芯电压监测线；8，模组侧板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种电池模组，如图1和图2所示，包括一个基本模组和模组侧板8，基本模组中电芯通过busbar串联，电芯正极柱4引出模组总正端子5和电芯负极柱3引出模组总负端子6；电芯电压监测线7监测每个电池的电压与整体模组的温度；基本模组侧面有模组侧板8保护并固定整体结构；所述基本模组包括8个串联的三元电芯2和与三元电芯串联的3个安全电芯1，基本模组的第1个、第6个和第11个电芯设置为安全电芯1。

所述三元电芯均为NCM作为正极材料的电芯。所述安全电芯均为磷酸铁锂为正极材料的电芯。

实施例2

一种电池模组，包括模组侧板和一个基本模组，基本模组中电芯通过busbar串联，引出模组总正端子和模组总负端子；电芯电压监测线监测每个电池的电压与整体模组的温度；基本模组侧面有模组侧板保护并固定整体结构；所述基本模组包括4个串联的三元电芯和一个安全电芯，三元电芯与安全电芯串联，安全电芯前后串联的三元电芯个数均为2个。

所述三元电芯均为NCM作为正极材料的电芯。所述安全电芯均为锰酸锂为正极材料的电芯。

对比例1

一种电池模组，除将安全电芯替换为实施例1所述的三元电芯外，其余与实施例1相同。

针刺实施例1、实施例2和对比例1所述的电池模组的第一个电芯，引发热失控，对比例1所述电池模组中电芯热失控时间间隔为1min、45s、35s和27s，3min内整个模组全部热失控；实施例1所述的电池模组则在第一个电芯热失控后第二个电芯只发生电压掉0，热失控扩散被阻断。实施例2则在第一个电芯热失控1min后第二个电芯发生热失控，第三个电芯同样只发生电压掉0，热失控扩散被阻断。

实施例3

一种电池模组，包括模组侧板和两个并联的基本模组：第一基本模组和第二基本模组，第一基本模组和第二基本模组中的电芯通过busbar串联，引出模组总正端子和模组总负端子；电芯电压监测线监测每个电池的电压与整体模组的温度；两个并联的基本模组侧面有模组侧板保护并固定整体结构；第一模组与第二模组之间通过模组总正端子和模组总负端子并联；第一基本模组和第二基本模组均包括两个三元电芯和一个安全电芯，并且三者串联，安全电芯设置于两个三元电芯之间；

所述三元电芯包括2个NCM作为正极材料的电芯和2个NCA作为正极材料的电芯。所述安全电芯为磷酸铁锂为正极材料的电芯。

实施例4

一种电池模组，包括模组侧板和5个并联的基本模组：第一基本模组、第二基本模组、第三基本模组、第四基本模组和第五基本模组；每个基本模组中的电芯通过busbar串联，引出模组总正端子和模组总负端子；电芯电压监测线监测每个电池的电压与整体模组的温度；5个并联的基本模组侧面有模组侧板保护并固定整体结构；每个模组之间通过模组总正端子和模组总负端子并联；每个基本模组包括10个串联的三元电芯，还包括3个安全电芯，所述安全电芯与三元电芯串联；

每个基本模组的三元电芯包括4个NCM作为正极材料的电芯和6个NCA作为正极材料的电芯。每个基本模组的安全电芯包括1个锰酸锂为正极材料的电芯和2个磷酸铁锂为正极材料的电芯。

第一基本模组每隔3个三元电芯设置一个安全电芯；

第二基本模组每隔2个三元电芯设置一个安全电芯；

第三基本模组两侧均为安全电芯，另一个安全电芯设置与三元电芯之间，三个安全电芯之间的三元电芯个数相同；

第四基本模组每隔一个三元电芯设置一个安全电芯；

第五基本模组三个安全电芯之间的三元电芯个数分别为1、2和4；

实施例5

一种电池模组，包括模组侧板和3个并联的基本模组，第一基本模组、第二基本模组和第三基本模组；每个基本模组中的电芯通过busbar串联，引出模组总正端子和模组总负端子；电芯电压监测线监测每个电池的电压与整体模组的温度；3个并联的基本模组侧面有模组侧板保护并固定整体结构；每个模组之间通过模组总正端子和模组总负端子并联；每个基本模组包括15个串联的三元电芯，还包括3个安全电芯，安全电芯与三元电芯串联；

所述三元电芯为以NCA作为正极材料的电芯。所述安全电芯为磷酸铁锂为正极材料的电芯。

每个基本模组中安全电芯之间的三元电芯个数依次是2、3和6。

针刺实施例3-5所述的电池模组中一个基本模组的第一个电芯，引发热失控，由于安全电芯的设置，其均能够有效地阻断热失控的扩散或延缓热扩散的时间，大大提高了电池模组的安全性。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，包括基本模组，所述基本模组包括至少两个串联的三元电芯，其特征在于，所述基本模组还包括安全电芯，所述安全电芯与三元电芯串联；

所述安全电芯包括锰酸锂电池电芯和/或磷酸铁锂电池电芯。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述三元电芯包括NCM电池电芯或NCA电池电芯。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述安全电芯在基本模组中的位置为两侧和/或中部。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述基本模组中每隔一个三元电芯串联一个安全电芯。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述基本模组中每隔2个三元电芯串联一个安全电芯。

6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述基本模组中每隔n/2个三元电芯串联一个安全电芯，n为三元电芯的个数，且n大于2。

7.根据权利要求1-6之一所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括至少两个并联的基本模组。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述基本模组包括x个锰酸锂电池电芯和y个磷酸铁锂电池电芯；x≥0，y≥0，x和y均为整数，且x和y不同时为0。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述至少两个并联的基本模组中每个基本模组的安全电芯个数相同，每个基本模组的x和y的数值相同。

10.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述至少两个并联的基本模组中每个基本模组的安全电芯之间的三元电芯个数不相同。