CN211654931U - 电池模块、电池组及使用电池组的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池模块，其包括：多个电池，夹持在两个端板之间，每个电池设有防爆阀；导流板，安装在两个端板上，导流板设有扣合在防爆阀上的导流部、与导流部相对的收容部，以及分隔导流部和收容部并与防爆阀相对的隔离部；导流板上设有两股带绝缘皮的钢芯导线缠绕形成的双绞导线，双绞导线依次穿过每个防爆阀的上方且与电池管理系统相连，多个电池中的任意一个电池的防爆阀爆喷时产生的气体经导流部熔化隔离部和双绞导线的绝缘皮，导致双绞导线的两股钢芯短路，导通唤醒电池管理系统。此外，本实用新型还公开了一种采用本实用新型电池模块的电池组和采用电池组的装置。

Description

电池模块、电池组及使用电池组的装置

技术领域

本实用新型属于电池领域，更具体地说，本实用新型涉及一种具有理想安全性能的电池模块、电池组及使用电池组的装置。

背景技术

随着动力锂电池的能量密度越来越高，电池热失控后的能量释放也越来越强烈。电池组中少则装有几十个，多则装有成百上千单体电池。一旦其中一个电池意外出现热失控，能量会强烈释放，影响到周边电池并导致连锁反应，甚至引起电池包起火、爆炸。

目前，防止单体电池间热扩散的主要手段是在单体电池之间增加隔热材料。虽然增加隔热材料能够起到阻隔单体电池之间热传递，延缓热扩散，但是不能防止电池防爆阀开阀后高温高压气体对周边电池的影响，尤其是对周边电池的防爆阀影响。此外，车辆熄火放置时，电池管理系统处于休眠状态，一旦出现单体电池意外热失控，通常无法满足国标规定的危害到乘客舱之前5分钟提前预警的要求。

有鉴于此，确有必要提出一种具有理想安全性能的电池模块、电池组及使用电池组的装置。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种具有理想安全性能的电池模块、电池组及使用电池组的装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池模块，其包括：

多个电池，每个所述多个电池设有防爆阀；以及

导流板，所述导流板设置在所述多个电池上，并设有扣合在所述防爆阀上的导流部，所述导流部上设有报警装置，所述多个电池中的任意一个电池的防爆阀爆喷时产生的气体经所述导流部触发所述报警装置。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述导流板还设有与所述导流部相对的收容部，所述收容部用于收容所述报警装置。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述导流板还设有隔离部，所述隔离部用于分隔所述导流部和所述收容部。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述隔离部的中央区域的厚度和周边区域的厚度不同。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述导流板除所述隔离部外都涂覆有隔热材料，用于防止所述导流板除所述隔离部的部分熔化。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述多个电池的两端分别设有端板，所述多个电池夹持于所述两个端板之间，所述导流板通过螺栓固定于所述两个端板上。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述报警装置为两股带绝缘皮的钢芯导线缠绕形成的双绞导线，所述双绞导线依次穿过每个所述防爆阀的正上方，且所述双绞导线用于与电池管理系统相连。

作为本实用新型电池模块的一种改进，所述导流板的所述收容部设有缺口，所述双绞导线通过所述缺口在所述导流板上弯曲延伸。

此外，本实用新型还公开了采用本实用新型电池模块的电池组，以及采用电池组的装置，电池组用于提供电能。

相对于现有技术，实用新型电池模块设有能够起到单向开阀、排放喷爆气体的导流板，导流板的导流部可以约束气流方向，当电池模块的任意一个电池热失控后，导流部可以防止喷爆气体影响到周边电池的作用，喷爆气体只能沿着导流部流出并触发报警装置。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型电池模块、电池组及使用电池组的装置及其技术效果进行详细说明，其中：

图1为采用本实用新型电池组的车辆的示意图。

图2为本实用新型电池组的结构示意图。

图3为本实用新型电池模块的组装示意图。

图4为沿着图1所示A-A线的剖视示意图。

图5为图4中圆圈部B的局部放大示意图。

图6为本实用新型电池模块中导流板一面的视图。

图7为本实用新型电池模块中导流板另一面的视图。

图8为本实用新型电池模块中导流板的局部剖视示意图。

附图标记：

1-电池组；2-电池模块；10-电池；11-箱体；12-容纳腔；100-防爆阀；20-端板；30-导流板；300-导流部；302-收容部；304-隔离部；306-缺口；308-安装孔；40- 报警装置；40A-双绞导线；50-导线卡扣；60-螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解的是，本申请中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本申请实施例提供了一种使用本实用新型电池组作为电源的装置，其中，使用电池组作为电源的装置包括车辆、船舶、小型飞机等移动设备，该装置包括动力源和电池组，该动力源用于为装置提供驱动力，电池组被配置为向动力源提供电能。其中，该装置的驱动力可全部为电能，也可包括电能和其他能源(例如机械能)，该动力源可为电池组，该动力源也可为电池组和发动机等。在一些实施方案中，该装置还可以包括储能结构，该储能结构包括电池组和与电池组连接的电控组件，电控组件用于实现控制电池组提供的电能的输入和输出。

请参照图1所示，以车辆为例，本申请实施例中的装置可以为新能源汽车，该新能源汽车可为纯电动汽车，也可为混合动力汽车或增程式汽车等。该车辆可包括车辆主体和电池组1，该电池组1设置于车辆主体，该车辆主体还设置有驱动电机(图中未示出)，且驱动电机与电池组1电连接，由电池组1提供电能，驱动电机通过传动机构与车辆主体上的车轮连接，从而驱动车辆行进。具体地，该电池组1可水平地设置于车辆主体的底部。

请参照图2所示，本实用新型还公开了一种电池组1，其包括箱体11，箱体11具有容纳腔12；多个电池模块2，多个电池模块2容纳于容纳腔12中；其中，箱体11的类型不受限制，可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等，只要能够可以容纳电池模块2，并且能够实现密封即可。

请参照图3和图4所示，本实用新型提供了一种电池模块2，其包括：

多个电池10，每个电池10设有防爆阀100；以及

导流板30，设置在多个电池10上，导流板30设有扣合在防爆阀100上的导流部300、与导流部300相对的收容部302，以及分隔导流部300和收容部302 的隔离部304，隔离部304正对防爆阀100，其中，导流部300上设有报警装置 40，多个电池10中的任意一个电池10的防爆阀100爆喷时产生的气体经导流部300触发报警装置40。

本实用新型电池模块设有能够起到单向开阀、排放喷爆气体的导流板30，导流板30的导流部300可以约束气流方向，当电池模块的任意一个电池热失控后，导流部300可以防止喷爆气体影响到周边电池的作用，喷爆气体只能沿着导流部300流出并触发报警装置40。

请参照图5和图6所示，导流部300自导流板30一面朝着电池10一体延伸，其大致呈跑道形。导流部300扣合在电池10的防爆阀100上，并和隔离部 304一起围绕防爆阀100形成基本密封的空腔，以保证电池10出现热失控时产生的喷爆气体可以沿着导流部300作用于隔离部304上。

请参照图7所示，导流部300自导流板30远离电池10的一面一体延伸有收容部302，收容部302用于收容报警装置40。收容部302大致呈跑道形，且收容部302上设有缺口306，收容部302两侧分别设有安装孔308，收容部302 两侧设有安装于安装孔308中的导线卡扣50。

请参照图8所示，隔离部304并非平面结构，即隔离部304中央区域的厚度和周边区域的厚度不同，隔离部304的周边区域主要指隔离部304靠近导流部300或收容部302的部分，隔离部304的中间区域主要指被周边区域环绕的部分。例如，根据本实用新型的一个实施方式，从与导流部300接触的周边区域至中心区域厚度逐渐减小，即隔离部304的中央区域的厚度小于周边区域的厚度，以在中心区域形成薄弱区域；或者，从与导流部300接触的周边区域至中心区域厚度逐渐增加，即隔离部304的中央区域的厚度大于周边区域的厚度，以在周边区域形成薄弱区域。当多个电池中的任意一个电池的防爆阀发生爆喷时，厚度较小的中央区域有利于气体冲破，从而及时响应热失控。在图示实施方式中，导流板30的隔离部304未涂覆隔热材料，导流板30的其余部分涂覆了一层隔热材料，隔热材料在受到高温时起到隔热和耐高温的效果，导流板30 的其他部位不会被烧穿，能够保证高温气体沿着导流部300排出，以防止导流板30除隔离部304的部分熔化，实现报警装置40对热失控的响应。因此，通过单侧涂覆隔热材料和隔离部304局部强度弱化设计，能够实现单个电池的单向开阀，防止电池热失控时产生的喷爆气体影响周边电池。

请一并参照图3、图5和图7所示，根据本实用新型的一个实施方式，报警装置40为两股带绝缘皮的钢芯导线缠绕形成的双绞导线40A，双绞导线40A一端的两股钢芯接头连接电池管理系统的唤醒引脚，双绞导线40A依次穿过每个防爆阀100的正上方，并通过组装在安装孔308中的导线卡扣50固定在导流板 30上。在图示实施方式中，双绞导线40A通过缺口306在导流板30上弯曲延伸，如此设置，可以增加连接稳定性，保证了冲击能够响应的效果。双绞导线 40A一端的两股钢芯接头连接电池管理系统的唤醒引脚，一旦双绞导线40A的任何位置出现绝缘失效导致短路，都可以起到导通唤醒电池管理系统的效果。当单个电池热失控时，喷爆气体会沿着导流部300熔化隔离部304和双绞导线 40A的绝缘皮，导致双绞导线40A的两股钢芯短路，一旦双绞导线40A的任何位置出现绝缘失效导致短路，都可以起到导通唤醒电池管理系统的效果，因此可以提高电池模块的安全性能。

请参照图3和图5所示，当电池10热失控后，防爆阀100喷射出的喷爆气体会作用在导流板30正对防爆阀100的隔离部304上，由于隔离部304未喷涂隔热材料，电池10喷射的高温气体会将隔离部304烧熔，隔离部304的中心薄弱结构更加有利于高温气体冲破。高温气体冲出隔离部304与导流部300围成的空腔后，作用到的导流板30其它表面均喷涂有隔热材料，避免其它表面被高温气体烧熔，不会影响到其它电池10。此外，双绞导线40A经过防爆阀100的正上方，电池10热失控开阀后的喷爆气体能够烧熔双绞导线40的绝缘皮，从而使双绞导线40的两股钢芯短路导通并引发短路，进而导通唤醒电池管理系统。

请继续参照图3所示，根据本实用新型的一个实施方式，电池10为方形硬壳电池，电池模块2的两端设有端板20，多个电池10夹持于两个端板20之间，导流板30通过螺栓60固定于端板20上。当然，根据本实用新型的其他实施方式，根据需要，导流板30也可以固定在其他合适的位置上。

结合以上对本实用新型实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本实用新型电池模块2具有以下优点：

首先，电池模块2中设有能够起到单向开阀、排放高温高压气体的导流板 30，通过在导流板30上增加导流部300、单侧涂覆隔热材料和局部弱化，可以起到约束气流方向，防止喷爆气体影响周边电池10的作用。

其次，在导流板30上设有固定在防爆阀100的正上方的双绞导线40A，双绞导线40A采用两股带绝缘皮的钢芯导线缠绕而成，双绞导线40A一端的两股钢芯接头连接电池管理系统的唤醒引脚。在电池热失控后，高温喷爆气体会熔化双绞导线40A的绝缘皮，导致双绞导线40A的两股钢芯短路，进而导通唤醒电池管理系统，提高电池模块的安全性能。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括：

多个电池，每个所述多个电池设有防爆阀；以及

导流板，所述导流板设置在所述多个电池上，并设有扣合在所述防爆阀上的导流部，所述导流部上设有报警装置，所述多个电池中的任意一个电池的防爆阀爆喷时产生的气体经所述导流部触发所述报警装置。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述导流板还设有与所述导流部相对的收容部，所述收容部用于收容所述报警装置。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述导流板还设有隔离部，所述隔离部用于分隔所述导流部和所述收容部。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述隔离部的中央区域的厚度和周边区域的厚度不同。

5.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述导流板除所述隔离部外都涂覆有隔热材料，用于防止所述导流板除所述隔离部的部分熔化。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述多个电池的两端分别设有端板，所述多个电池夹持于所述两个端板之间，所述导流板通过螺栓固定于所述两个端板上。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述报警装置为两股带绝缘皮的钢芯导线缠绕形成的双绞导线，所述双绞导线依次穿过每个所述防爆阀的正上方，且所述双绞导线用于与电池管理系统相连。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，所述导流板设有与所述导流部相对的收容部，所述收容部设有缺口，所述双绞导线通过所述缺口在所述导流板上弯曲延伸。

9.一种电池组，包括箱体和收容于箱体中的多个电池模块，其特征在于，所述电池模块为权利要求1至8中任一项所述的电池模块。

10.一种使用电池组的装置，其特征在于，所述使用电池组的装置包括权利要求9所述的电池组，所述电池组用于提供电能。

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