CN209526152U - 电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电池模组及电池包，电池模组包括：依次堆叠的多个电池单体，所述电池单体上设置有防爆阀；所述电池模组还包括设置在所述电池单体上方的电路板，所述电路板上设置有感温装置，所述感温装置的位置对应于所述防爆阀；所述感温装置能够与电池管理系统连接形成回路，在所述防爆阀爆破时能够引发所述回路断路。本申请提供的电池模组及电池包，在电池模组发生热失控时，感温装置与电池管理系统形成的回路发生断路，提高了电池模组的热失控报警的准确性。

Description

电池模组及电池包

技术领域

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

目前，随着动力电池的能量密度越来越高，市场对电池安全性的需求越来越高。在发生滥用时，电池容易发生热失控，快速的形成高温及破坏力，可能烧穿电池箱上盖，发生着火，造成极大的安全事故。

现有技术中，仅在电池模组的内部进行温度采集，将采集到的信号传递给整车控制系统，但是有时会发生虚假信号的情况，导致误判。

实用新型内容

本申请提供了一种电池模组及电池包，以解决现有技术中的问题，提高电池模组的热失控报警准确性。

本申请第一方面提供了一种电池模组，其中，包括：依次堆叠的多个电池单体，所述电池单体上设置有防爆阀；

所述电池模组还包括设置在所述电池单体上方的电路板，所述电路板上设置有感温装置，所述感温装置的位置对应于所述防爆阀；

所述感温装置能够与电池管理系统连接形成回路，在所述防爆阀爆破时能够引发所述回路断路。

优选地，所述感温装置为刻蚀在所述电路板上的金属线。

优选地，所述电路板包括本体和开设在所述本体上的通孔，所述通孔的位置对应于所述防爆阀；

所述感温装置为形成在所述电路板上的金属线；所述金属线将所述通孔分隔为多个区域。

优选地，所述金属线被配置为刻蚀在所述电路板上。

优选地，所述金属线为多根，多根所述金属线相互平行，且均垂直于所述通孔延伸的方向。

优选地，所述金属线固定在所述本体上。

优选地，所述金属线设置在所述通孔的上方或下方，且所述金属线的两端固定在所述通孔外的本体上沿长度方向的两端。

优选地，所述金属线沿电池模组的长度方向延伸，且所述金属线在电池模组的高度方向上的投影，部分位于所述通孔在电池模组的高度方向上的投影之内。

优选地，所述金属线设置在所述通孔的上方或下方，且所述金属线的两端固定在所述通孔外的本体上沿宽度方向的两端。

优选地，所述金属线沿电池模组的宽度方向延伸，或所述金属线的延伸方向与所述通孔延伸的方向交叉，且所述金属线在电池模组的高度方向上的投影，部分位于所述通孔在电池模组的高度方向上的投影之内。

优选地，其特征在于，所述本体设置有焊盘，所述金属线通过所述焊盘与所述本体固定。

优选地，所述通孔包括第一通孔和第二通孔；

所述第一通孔和所述第二通孔均为条形孔；

所述第一通孔和所述第二通孔均沿所述防爆阀排列的方向延伸。

优选地，所述金属线的材质为铜、铝或锡中的任一种。

优选地，所述电池模组还包括固定于所述电池单体边侧的侧板、固定于所述电池单体端部的端板以及设置于所述电池单体上方的隔离板；

所述隔离板上设置有排气孔，所述排气孔与所述防爆阀对应；

所述电路板设置在所述隔离板上；所述感温装置与所述排气孔相对应。

本申请第二方面提供了一种电池包，其中，包括电池管理系统和上述任一项所述的电池模组；

所述电池模组中的感温装置与所述电池管理系统连接形成回路。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的电池模组及电池包中，电池模组包括依次堆叠的电池单体以及电路板，电池单体上设置有防爆阀，电路板上设置有感温装置。感温装置的位置对应于防爆阀，感温装置能够与电池管理系统连接形成回路，在电池单体的防爆阀爆破时，电池单体内喷出的气体、液体或者火能引发回路发生断路，进而可以报警，提高了电池模组的热失控报警的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电池模组的结构分解示意图；

图2为电池单体的结构主剖视图；

图3为图1所示的电池模组中电路板的结构示意图；

图4为图3中的A处放大图；

图5为图3中的B处放大图；

图6为本申请实施例提供的又一种电池模组的结构分解示意图；

图7为图6所示的电池模组中电路板的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种电池模组的结构示意图；

图9为本图8所示的电池模组中电路板的结构示意图；

图10为图9的局部放大图；

图11为又一种电路板的结构示意图。

附图标记：

1-电池模组；

11-电池单体；

111-防爆阀；

112-壳体；

113-电极组件；

114-顶盖组件；

12-侧板；

13-端板；

14-隔离板；

141-排气孔；

15-电路板；

151-感温装置；

151a-金属线；

152-本体；

153-通孔；

153a-第一通孔；

153b-第二通孔；

154-焊盘；

155-温度报警装置连接的焊盘；

156-电压报警装置连接的焊盘；

16-上盖；

17-汇流排。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种电池模组的结构分解示意图，如图1 所示，本申请实施例提供了一种电池模组1，包括依次堆叠的多个电池单体11。

图2为电池单体的结构主剖视图，如图1和图2所示，电池单体11 上设置有防爆阀111，具体地，电池单体11包括壳体112、电极组件113 和顶盖组件114，防爆阀111设置在顶盖组件114上。壳体112可具有六面体形状或其他形状。壳体112具有容纳电极组件113和电解液的内部空间。壳体112可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

电极组件113可通过将第一极片、第二极片以及隔膜一同围绕卷绕轴线螺旋卷绕而形成，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。电极组件113与电解液反应后将电能输出。

电池模组1还包括设置在电池单体11上方的电路板15，电路板15 可以为FPC或PCB的形式，厚度为0.1-2mm，绝缘性大于500MΩ。电路板15上设置有感温装置151，感温装置151的位置对应于防爆阀111，感温装置151能够与电池管理系统连接形成回路，在防爆阀111爆破时能够引发该回路断路。

在电池发生过充或者其他不可控的情况发生时，壳体112内部会产生大量的热，防爆阀111爆破，电池单体11内部的火或高温电解液的气体、液体会从防爆阀111喷出。此时，喷发的高温电解液或火将感温装置151 熔断，从而使形成的回路断开，回路断开的信号可以反馈到电池管理系统，从而得到准确的热失控状态信息。也可以通过在回路中串联报警灯或蜂鸣器等报警器来进行报警。

如图1所示，电池模组1还可以包括固定于电池单体11边侧的侧板 12、固定于电池单体11端部的端板13以及设置于电池单体11上方的隔离板14，隔离板14上设置有与防爆阀111相对应的排气孔(未示出)，电路板15位于隔离板14上，感温装置151与排气孔相对应，上盖16覆盖感温装置151和隔离板14，并与隔离板14相固定。

图3为图1所示的电池模组中电路板的结构示意图，图4为图3中的 A处放大图，图5为图3中的B处放大图。参照图3至图5，在本实施例中，感温装置151为直接刻蚀在电路板15上的金属线151a，如图4所示，该金属线151a可以是铜线。在刻蚀电路板时，会形成将各个元器件连接的铜线，本实施例在刻蚀时直接形成多余的铜线，用于与电池管理系统连接形成上述回路，参照图5中形成的回路。这样，在电池模组发生热失控时，电解液从防爆阀111处喷发时，能够将电路板15上的该部分的铜线熔断，从而能够准确地反映电池模组的热失控状态。

另外，直接在电路板15上刻蚀上述金属线151a，还能够利用现有技术中的电路板结构，而无需对现有的电路板进行结构上的改变，从而更容易实施，对应的电池模组上其他部件的结构也无需改变，成本较低。在电路板刻蚀的过程中直接形成上述金属线151a，还能够尽量减少电路板的刻蚀面积，提高了材料的利用率。

如图6所示，图6为本申请实施例提供的又一种电池模组的结构分解图，图7为图6所示的电池模组中电路板的结构示意图。图6所示的实施例提供的电池模组1包括电池单体11、侧板12、端板13以及隔离板14，隔离板14上具有排气孔141，各电池单体11之间通过汇流排17串联或并联。电池模组1还包括电路板15，电路板15上设置有感温装置151，感温装置151可以为金属线151a，该金属线151a能够与电池管理系统连接形成回路。

优选地，电路板150包括本体152和开设在本体152上的通孔153，通孔153的位置对应于防爆阀111。感温装置151为形成在电路板150上的金属线151a，金属线151a将通孔153分隔为多个区域。

如上文所述，金属线151a可以是在电路板刻蚀的过程中直接形成的，金属线151a可以是一条弯曲状，例如S形，将通孔153分隔为多个区域，金属线151a也可以为多条，图6和图7所示的实施例中，通过在电路板 15的本体152上设置通孔153，且多条金属线151a将该通孔153分隔为多个区域，在电解液在防爆阀处喷发时，能够减小电解液冲破的面积，更加直接且及时地将金属线151a熔断，从而将金属线151a与电路板15上的其他部分所形成的回路断开，从而迅速报警，及时、准确地反映了电池模组的热失控状态。

优选地，图6和图7中所示的实施例中，金属线151a被配置为刻蚀在电路板15上，在刻蚀电路板15的过程中，直接形成金属线151a与通孔153的多个区域，可以利用现有技术中的电路板结构，而无需对现有的电路板进行结构上的改变，从而更容易实施，对应的电池模组上其他部件的结构也无需改变，成本较低。

另外，金属线151a被配置为刻蚀在电路板15上，这样的结构下，金属线151a位于所述通孔153内，且与本体152一体成型。将金属线151a 设置在通孔153内部，能够使金属线151a的上下表面均与电路板15的本体152平齐，不会凸出于电路板15的本体152的表面，由此减少了占据空间，提高了电池模组1的能量密度。

优选地，金属线151a为多根，多根金属线151a相互平行，且均垂直于通孔153延伸的方向(通孔153延伸的方向如图7所示的X向)。多根金属线151a平行设置后，能够使每根金属线151a对应一个防爆阀111。这样，在任意一个电池单体11发生热失控后，都能将回路切断，从而及时地反映了热失控状态。

图8为本申请实施例提供的又一种电池模组的结构示意图，图9为图 8所示的电池模组中电路板的结构示意图，图10为图9的局部放大图。作为一种实现方式，不同于上述金属线151a在刻蚀电路板的过程中形成的方式，金属线151a还可以在刻蚀电路板15之后，再固定在电路板15的本体151上。具体而言，电路板15包括本体152和开设在本体上的通孔153，通孔153的位置对应于防爆阀111。感温装置151包括设置在通孔 153处的金属线151a，金属线151a固定在本体152上。

本实施例中，金属线151a可以设置在所述通孔153的上方或下方，且所述金属线151a的两端固定在通孔153外的本体151上沿长度方向的两端。

金属线151a可以是沿电池模组1的长度方向(图8中的X向)延伸，一根沿通孔153的长度方向跨过通孔153的金属线151a，这样，一根金属线151a同时跨过了多个防爆阀111，任意一个电池单体11发生热失控都会将这根金属线151a熔断，从而及时地反映了热失控状态。同时，上述的金属线151a在电池模组1的高度方向(图8中的Z向)上的投影，部分位于通孔153在电池模组1的高度方向(图8中的Z向)上的投影之内，这样，金属线151a大致经过所有防爆阀111的中心位置，能够更加准确地反应电池模组1的热失控状态。随着现有电池模组的尺寸越来越大，为了避免一根金属线151a跨过多个防爆阀的方式会造成金属线151a的强度不足，可以使一根金属线151a同时跨过2-3个防爆阀，由此，不仅能保证金属线151a的强度，还能及时地反映电池模组的热失控。

图11为又一种电路板的结构示意图，作为一种优选的实现方式，金属线151a设置在通孔153的上方或下方，且金属线151a的两端固定在通孔153外的本体152上沿宽度方向(图8的Y向)的两端。

本实施例中，金属线151a的延伸方向与通孔153延伸的方向交叉，且金属线151a在电池模组1的高度方向(参照图8的Z向)上的投影，位于通孔153在电池模组1的高度方向上的投影之内。

在该实施例中，金属线151a沿电池模组1的宽度方向(图8中的Y 向)延伸，这样金属线151a的延伸方向可以垂直于通孔153延伸的方向，这样每个金属线151a都可以监测到一个电池单体11。金属线151a的延伸方向也可以与通孔153延伸的方向交叉，即不垂直而具有一定的角度，这样一个金属线151a可以同时监测两个或三个电池单体11。金属线151a在电池模组1的高度方向(Z向)上的投影，部分位于通孔153在电池模组 1的高度方向(Z向)上的投影之内。

优选地，本体152上设置有焊盘154，金属线151a可以通过焊盘154 与电路板15的本体152固定。金属线151a可以是铝或锡等导电性好的材质，通过焊盘154固定在本体152上。

通孔153优选地包括第一通孔153a和第二通孔153b，第一槽孔153a 和第二槽孔153b可以均为条形孔，第一通孔153a和第二通孔153b的中心线均沿防爆阀111排列的方向延伸。本实施例中，第一通孔153a的尺寸较大，可以是长条状，沿防爆阀111排列的方向延伸。这样，第一通孔 153a能够同时对应多个防爆阀111，电路板15的加工也更简易。在其他的实施例中，通孔153还可以包括第三通孔等。通孔的数量可以根据防爆阀的数量来设定，通孔可以与防爆阀一一对应，也可以设置一个尺寸较大的通孔同时对应多个防爆阀111，例如本实施例中的第一通孔153a，即能同时对应多个防爆阀111。还可以设置一个尺寸较小的通孔仅对应一个防爆阀111，例如本实施例中的第二通孔153b。

第二通孔153b中也可以设置有上述金属线151a，金属线151a可以直接成型在第二通孔153b内。第二通孔153b的尺寸大小可以根据电路板15 的布局来设定，例如小于第一通孔153a的尺寸，金属线151a在第二通孔 153b的设置与金属线151a在第一通孔153a的设置可以相同，也可以不同，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电池包，包括电池管理系统和本申请任意实施例提供的电池模组1，电池模组1中的感温装置151与电池管理系统连接形成回路，当回路发生断路时，电池管理系统向整车控制模块发送第一报警信号，整车控制模块根据该第一报警信号可以做出相应的控制，例如向乘车人员发出报警，或者对汽车进行紧急制动等。

进一步地，本申请实施例提供的电池包还包括温度报警装置和电压报警装置。温度报警装置可以是热电偶、热敏电阻或双金属温度计等，用于监控电池模组的温度，并在温度超过设定的温度阈值时，向电池管理系统发送第二报警信号。上述温度报警装置可以探测-40℃-600℃的温度，通过焊接、粘接等工艺与电池单体上的极柱连接，采集电池单体的温度。

电压报警装置用于监控所述电池模组的电压，并在电压超过设定的电压阈值时，向电池管理系统发送第三报警信号。电池管理系统可以将上述报警信号传递给整车控制模块，通过温度报警装置、电压报警装置和上述的金属线相结合，整体上对电池模组进行温度、电压和热失控的监控，从而提高了电池模组的安全性。温度报警装置通过温度报警装置连接的焊盘 155电连接于上述电路板，电压报警装置通过电压报警装置连接的焊盘156 电连接于上述电路板。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：依次堆叠的多个电池单体，所述电池单体上设置有防爆阀；

所述电池模组还包括设置在所述电池单体上方的电路板，所述电路板上设置有感温装置，所述感温装置的位置对应于所述防爆阀；

所述感温装置能够与电池管理系统连接形成回路，在所述防爆阀爆破时能够引发所述回路断路。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述感温装置为刻蚀在所述电路板上的金属线。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电路板包括本体和开设在所述本体上的通孔，所述通孔的位置对应于所述防爆阀；

所述感温装置为形成在所述电路板上的金属线；所述金属线将所述通孔分隔为多个区域。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述金属线被配置为刻蚀在所述电路板上。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述金属线为多根，多根所述金属线相互平行，且均垂直于所述通孔延伸的方向。

6.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述金属线固定在所述本体上。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述金属线设置在所述通孔的上方或下方，且所述金属线的两端固定在所述通孔外的本体上沿长度方向的两端。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述金属线沿电池模组的长度方向延伸，且所述金属线在电池模组的高度方向上的投影，部分位于所述通孔在电池模组的高度方向上的投影之内。

9.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述金属线设置在所述通孔的上方或下方，且所述金属线的两端固定在所述通孔外的本体上沿宽度方向的两端。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述金属线沿电池模组的宽度方向延伸，或所述金属线的延伸方向与所述通孔延伸的方向交叉，且所述金属线在电池模组的高度方向上的投影，部分位于所述通孔在电池模组的高度方向上的投影之内。

11.根据权利要求6-10任一项所述的电池模组，其特征在于，所述本体设置有焊盘，所述金属线通过所述焊盘与所述本体固定。

12.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述通孔包括第一通孔和第二通孔；

所述第一通孔和所述第二通孔均为条形孔；

所述第一通孔和所述第二通孔均沿所述防爆阀排列的方向延伸。

13.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述金属线的材质为铜、铝或锡中的任一种。

14.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括固定于所述电池单体边侧的侧板、固定于所述电池单体端部的端板以及设置于所述电池单体上方的隔离板；

所述隔离板上设置有排气孔，所述排气孔与所述防爆阀对应；

所述电路板设置在所述隔离板上；所述感温装置与所述排气孔相对应。

15.一种电池包，其特征在于，包括电池管理系统和权利要求1-14任一项所述的电池模组；

所述电池模组中的感温装置与所述电池管理系统连接形成回路。