CN210182456U - 一种动力电池模组和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力电池模组，含有盖板、一体式极耳支架和多个电芯组成的电池组，所述盖板设置在电池组内的顶面，所述盖板和一体式极耳支架搭接，所述盖板含有防火隔热层,和含有该动力电池模组的车辆。本实用新型代替常规塑料盖板，在保持原有的绝缘功能的基础上，同时起到防火、隔热的作用；且本申请提供的结构简单，安装方便，可防护电池模组热失控导致的自燃现象，大大提高了安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力电池模组和车辆。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，安全性日益得到重视，动力锂离子电池在过充电、针刺、碰撞情况下易引起连锁放热反应造成热失控，造成冒烟、失火甚至爆炸等。同时动力电池的性能，包括能量密度、使用寿命受温度变化影响，所以热管理的重要性进一步体现出来。目前影响新能源汽车大规模推广应用的因素主要包括电池系统成本、续航里程以及电池系统安全性等。
动力电池系统一般主要由电池模组、电池管理系统BMS、热管理系统以及一些电气和机械系统等构成。车辆在超出正常行驶工况时，单体电芯也超出允许使用的边界，从而增加产热量，使得自身温度变高，当自身温度超出其正常工作温度范围间时会影响电池的性能和寿命。而电动汽车上的动力电池系统是由多个单体电芯构成，动力电池系统在工作过程中产生大量的热聚集在狭小的电池箱体内，热量如果不能够及时地快速散出，高温会影响动力电池寿命甚至出现热失控，导致起火爆炸等。
目前动力电池系统对热失控扩散防护主要体现在系统层级，若出现热失控则由系统进行防护。动力电池模组内部目前对热失控的防护手段少之又少，现在阶段使用塑料防护电芯与金属的目的主要是为了绝缘，但其应用也带来了在高温条件下变形、起火等安全隐患。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，从而提供一种动力电池模组。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种动力电池模组，含有盖板、一体式极耳支架和多个电芯组成的电池组，盖板设置在电池组内的顶面，所述盖板和一体式极耳支架搭接，所述盖板含有防火隔热层。
在本实用新型的一个优选实施例中，防火隔热层包括云母板、陶瓷毡层和气凝胶层中的一种或几种。
在本实用新型的一个优选实施例中，盖板为复合层，所述复合层包括云母板和陶瓷毡层，所述陶瓷毡层靠近所述电池组；所述云母板的厚度大于等于1mm，所述陶瓷毡层的厚度0.5-4.5mm，所述盖板的厚度为1.5-5.5mm。
在本实用新型的一个优选实施例中，盖板为复合层，所述复合层包括云母板和气凝胶层，所述气凝胶层靠近所述电池组；所述云母板的厚度大于等于1mm，所述气凝胶层的厚度为0.5-4.5mm，所述盖板的厚度为1.5-5.5mm。
在本实用新型的一个优选实施例中，防火隔热层为云母板,所述云母板的厚度为1-2mm。
盖板还含有加固层，所述加固层包覆所述防火隔热层。
加固层为高分子聚合物层，高分子聚合物层选自高分子聚合物层选自聚乙烯层，聚丙烯层，聚偏氟乙烯层，聚偏氟乙烯-六氟丙烯层，聚对苯二甲酸乙二醇酯层中的一种或几种。
在本实用新型的一个优选实施例中，盖板上设有用于信号采集线走线的线槽和电极引出口。
在本实用新型的一个优选实施例中，一体式极耳支架上设有支撑面，所述防火隔热层上设有与支撑面搭接的连接板。
本实用新型还提供一种车辆，含有上述动力电池模组。本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过使用具有防火隔热层的盖板，在保持原有的绝缘功能的基础上，同时起到防火、隔热的作用；且本申请提供的结构简单，安装方便，可防护电池模组热失控导致的自燃现象，大大提高了安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的安装示意图；
图3为盖板与支撑面的安装示意图；
图4为本实用新型的盖板截面示意图；
图5为本实用新型的盖板截面示意图；
图6为本实用新型的盖板截面示意图。
附图标记：
100-盖板,110-线槽,120-第一凸起，130-第二凸起，1001-陶瓷毡层，1002-云母板，1003-气凝胶层,140-加固层；
200-下U壳,300-电芯；
400-一体式极耳支架,410-支撑面,420-连接板。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
本申请提供一种动力电池模组，其含有盖板、一体式极耳支架和多个电芯组成的电池组，如图1至图6所示，盖板100设置在电池组内的顶面，且盖板100的端部搭接在一体式极耳支架400上，具体的，盖板100含有防火隔热层；
采用具有防火隔热层的盖板代替原有的塑料盖板，在保持原有塑料盖板的绝缘功能的基础上，同时起到防火、隔热的作用；且本申请提供的盖板结构简单，安装方便，可防护电池模组热失控导致的自燃现象，大大提高了安全性能。
优选的，可以是防火隔热层直接制得的盖板；即，盖板100由隔热材料通过模具一体成型的防火隔热盖板。
优选的，防火隔热层包括云母板、陶瓷毡层和气凝胶层中的一种或几种。云母板、陶瓷毡层和气凝胶层具有绝缘性能，且可以起到防火隔热的功能，将其作为防火隔热层可以解决现有技术中塑料盖板在高温条件下变形、燃烧等安全问题。上述云母板、陶瓷毡层和气凝胶层均通过商购获得。
优选的，盖板100具有多层形成的复合层，具体的复合层的形成包括以下几种：
第一种是云母板1002和陶瓷毡层1001形成的双层复合层，且陶瓷毡层1001靠近电池组；因陶瓷毡层1002的硬度相对较小，相对柔软，优选陶瓷毡层1002靠近电池组，可以在搬运、运输和车辆使用过程中，对电池组起到缓冲，抗震等防护作用。陶瓷毡层的复合使用，在发生热失控时可以延缓热量上传，保护相邻电池模组的安全性。
第二种是气凝胶层1003、云母板1002和陶瓷毡层1001依次叠置形成的三层复合层，云母板1002作为中间层相对硬度和轻度较高，在力学上作为支撑层，且气凝胶层1003靠近电池组，因气凝胶层的硬度相对较小，相对柔软，优选气凝胶层靠近电池组，可以在搬运、运输和车辆使用过程中，对电池组起到缓冲，抗震等防护作用。
进一步优选，云母板1002的厚度大于等于1mm，陶瓷毡层1001的厚度0.5-4.5mm，气凝胶层的厚度0.5-4.5mm，盖板100的厚度为1.5-5.5mm。因新能源车辆内部空间有限，在满足乘客的舒适度、国标容量的前提下，容纳电池的空间有限，为了实现电池模组的紧凑化和防火隔热绝缘功能，依据电池模组的高温、强度、功能优化各层的厚度，厚度过厚不利于电池模组的紧凑化，厚度过小电池防火效果差，强度差，易破损无法大批量工业使用。
第三种是云母板1002和气凝胶层1003形成的双层复合层，且气凝胶层1003靠近电池组；因气凝胶层1003的硬度相对较小，相对柔软，优选气凝胶层1003靠近电池组，可以在搬运、运输和车辆使用过程中，对电池组起到缓冲，抗震等防护作用。
进一步优选，云母板1002的厚度大于等于1mm，厚度过厚不利于电池模组的紧凑化，厚度过小又起不到电池防火的技术效果，气凝胶层的厚度0.5-4.5mm，气凝胶层的复合使用，在发生热失控时可以延缓热量上传，保护相邻电池模组的安全性。盖板的厚度为1.5-5.5mm。为了实现电池模组的紧凑化和防火隔热绝缘功能，依据电池模组的高温、强度、功能优化各层的厚度，厚度过厚不利于电池模组的紧凑化，厚度过小电池防火效果差，强度差，易破损无法大批量工业使用。
具体的，各层之间可以通过黏结、热融等方式进行复合形成复合层盖板100。
优选的，盖板100可以是只含有一层云母板，即盖板为云母板，云母板的厚度是1-2mm。厚度过厚不利于电池模组的紧凑化，厚度过小又起不到电池防火的技术效果，优选厚度范围为1-2mm的云母板在热失控后防止击穿。
如图4和图6所示，盖板100还含有加固层140，在上述防火隔热层的表面包覆一层加固层。上述防火隔热层在碰撞时，存在掉粉，掉落的粉末在电池模组中存在在安装过程中造成的短路，阻抗增大，摩擦破损等安全和寿命问题，采用加固层包覆防火隔热层防止粉末掉落，可以解决上述问题；
进一步优选，加固层140为耐高温的高分子聚合物层，具体的，高分子聚合物层选自聚乙烯层(PE)，聚丙烯层(PP)，聚偏氟乙烯层(PVDF)，聚偏氟乙烯-六氟丙烯层(PVDF-HFP)，聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)中的一种或几种。采用上述耐高温的高分子聚合物层和防火隔热层完全贴合，在耐高温的同时防止掉粉。具体的，加固层包覆防火隔热层的方式可以是高温热封、真空密封、涂敷等，实现加固层和防火隔热层的完全贴合，具体工艺不限于此。
优选的，盖板100的形状与动力电池模组的电芯300的顶部的形状对应配合，动力电池模组的电芯300装配好一体式极耳支架400和下U壳200后，盖板100可直接设置在电芯300的顶部，盖板100或防火隔热层与一体式极耳支架400搭接。
具体可在一体式极耳支架400上设有支撑面410，在盖板100或防火隔热层上设有与支撑面410配合的连接板420，通过将连接板420直接放置在支撑面410上进行搭接，进行限位，从而可确保盖板100能准确与一体式极耳支架400进行装配。
支撑面410与连接板420都为矩形，并且支撑面410与连接板420的接触端为圆弧形，这样可避免将连接板420压坏。
这样，通过将盖板100设置在电芯300的顶部可起到绝缘防护作用，而将盖板100与一体式极耳支架400搭接，可对盖板100起到支撑、限位作用。
优选的，在盖板100上设有线槽110，线槽110用于动力电池模组上的信号采集线的走线；以及用于正极、负极引出的电极引出口。
优选的，在盖板100在两端模组正极、负极引出的部分设有第一凸起120和第二凸起130，用于后续零件装配限位。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种动力电池模组，其特征在于，含有盖板、一体式极耳支架和多个电芯组成的电池组，所述盖板设置在电池组内的顶面，所述盖板和一体式极耳支架搭接，所述盖板含有防火隔热层。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述防火隔热层包括云母板、陶瓷毡层和气凝胶层中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述盖板为复合层，所述复合层包括云母板和陶瓷毡层，所述陶瓷毡层靠近所述电池组；所述云母板的厚度大于等于1mm，所述陶瓷毡层的厚度0.5-4.5mm，所述盖板的厚度为1.5-5.5mm。
4.根据权利要求2所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述盖板为复合层，所述复合层包括云母板和气凝胶层，所述气凝胶层靠近所述电池组；所述云母板的厚度大于等于1mm，所述气凝胶层的厚度0.5-4.5mm，所述盖板的厚度为1.5-5.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述防火隔热层为云母板,所述云母板的厚度为1-2mm。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述盖板还含有加固层，所述加固层包覆所述防火隔热层。
7.根据权利要求6所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述加固层为高分子聚合物层，所述高分子聚合物层选自聚乙烯层，聚丙烯层，聚偏氟乙烯层，聚偏氟乙烯-六氟丙烯层，聚对苯二甲酸乙二醇酯层中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述盖板上设有线槽和电极引出口。
9.根据权利要求1所述的一种动力电池模组，其特征在于，所述一体式极耳支架上设有支撑面，所述防火隔热层上设有与所述支撑面搭接的连接板。
10.一种车辆，其特征在于，含有权利要求1-9任意一项所述的动力电池模组。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113540657A (zh) * | 2020-04-15 | 2021-10-22 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种高效动力电池热失控冲击防护的方法及装置 |
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