CN211980685U - 电池模组、电池包及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电池模组、电池包及车辆，电池模组包括外框、两个端板和若干电芯，若干电芯设置在外框内部，两个端板设置在外框两端，相邻两个电芯之间设置有缓冲层和隔热层中的至少一种，且在邻近的四个电芯之间至少同时含有一个缓冲层和一个隔热层，若干电芯的至少一侧与外框之间设置有导热结构胶。本电池模组既可满足电芯循环过程中的膨胀需要又可以阻隔某一电芯热失控后产生的热量迅速扩散，防止整个电池模组在短时间内整体热失控，导热结构胶将电池模组充放电过程中产生的热量导出，避免电芯温度过高影响电池模组的使用性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种可靠性高的电池模组、电池包及车辆。
背景技术
锂离子电池模组热失控是目前动力电池领域最普遍和最难以解决的关键问题，模组热失控通常是由于单个电芯发生热失控后热量迅速扩散到相邻的电芯，进而引起连锁反应，最终导致整个模组甚至整个系统发生热失控，产生严重的安全事故。
目前的电池模组设计对内部的电芯之间防止热扩散的手段很有限，通常在电芯之间设置可压缩阻燃泡棉，虽然电芯之间设置的泡棉具有阻燃的特性，但是由于聚合物材料本身特性，基本难以满足300℃以上的高温环境，而电芯热失控时短时间内达到的高温环境将近800℃。因此，模组内部单体电芯发生热失控后没有适当的延缓热失控防护屏障会造成避险时间不足，发生严重后果。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种电池模组及电池包，该电池模组能够减缓模组中某一单体电芯发生热失控后热量扩散至相邻的电芯的速度，从而防止整个电池模组及电池包在短时间内发生热失控。
本实用新型的另一个目的在于提供一种车辆，其安全性较高。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一方面，提供一种电池模组，包括外框、两个端板和若干电芯，若干所述电芯设置在所述外框内部，两个所述端板设置在所述外框两端，相邻两个所述电芯之间设置有缓冲层和隔热层中的至少一种，且在邻近的四个所述电芯之间至少同时含有一个所述缓冲层和一个所述隔热层，若干所述电芯的至少一侧与所述外框之间设置有导热结构胶。需要说明的是，相邻两个所述电芯之间设置有缓冲层和隔热层中的至少一种，且在邻近的四个所述电芯之间至少同时含有一个所述缓冲层和一个所述隔热层，可以在电芯之间设置缓冲层或者隔热层，也可以同时设置缓冲层和隔热层，但是在邻近的四个电芯之间整体上同时含有缓冲层和隔热层。
作为本实用新型的一种优选方案，一种电池模组，包括外框、两个端板和若干电芯，若干所述电芯设置在所述外框内部，两个所述端板设置在所述外框两端，相邻所述电芯之间交替设置有缓冲层和隔热层，若干所述电芯的至少一侧与所述外框之间设置有导热结构胶，两个所述端板与所述电芯接触的一侧设置有绝热涂层。需要说明的是，相邻所述电芯之间交替设置有缓冲层和隔热层，即，相邻的两个电芯之间设置缓冲层，另一相邻的两个电芯之间设置隔热层，缓冲层和隔热层交替设置，具体的，例如，以相邻的ABCDEF...电芯为例，AB电芯之间、CD电芯之间、EF电芯之间...设置有隔热层，BC电芯之间、EF电芯之间...设置有缓冲层。若以1表示缓冲层，0表示隔热层，则为A1B0C1D0E1F0...。申请人需要说明的是，申请人举例说明交替设置的缓冲层和隔热层，旨在对其进行举例说明，并不是用于限制本申请。
作为本实用新型的一种优选方案，所述缓冲层为泡棉，所述隔热层为云母片。一具体实施例中，泡棉为缓冲阻燃的聚合物泡棉，当然，泡棉也不限于此。
作为本实用新型的一种优选方案，所述缓冲层和所述隔热层均双面背胶并与所述电芯粘接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述外框呈U型，所述导热结构胶设置在所述外框的底面与若干所述电芯之间。
作为本实用新型的一种优选方案，若干所述电芯的极耳设置在背离所述导热结构胶的一侧。
作为本实用新型的一种优选方案，所述端板和所述电芯之间还设置有绝热涂层、绝缘片或绝缘膜。
作为本实用新型的一种优选方案，所述外框和所述端板均为铝合金材质，所述缓冲层为缓冲阻燃的聚合物泡棉。
另一方面，提供一种电池包，包括若干上述任一技术方案所述的电池模组。
此外，还提供一种车辆，包括上述技术方案所述的电池包。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的电池模组在相邻两个电芯之间设置有缓冲层和隔热层中的至少一种，且在邻近的四个电芯之间至少同时含有一个缓冲层和一个隔热层，如此，在传统缓冲层的基础上加设隔热层或者部分替代缓冲层，其相比传统的缓冲层如泡棉，隔热层具有更好的隔热性能，能够减少或者减缓或者阻止热量在电芯之间的扩散，既可满足电芯循环过程中的膨胀需要又可以阻隔某一电芯热失控后产生的热量迅速扩散，防止整个电池模组在短时间内整体热失控。由于设置了隔热层，导致电芯之间的热量不能及时导出，因此设置导热结构胶将电池模组充放电过程中产生的热量导出，避免电芯温度过高影响电池模组的使用性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电池模组的爆炸图；
图2为缓冲层和隔热层在电芯之间的设置示意图。
图中：
1、外框；2、端板；3、电芯；4、缓冲层；5、隔热层；6、导热结构胶；7、绝缘片。
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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1至图2所示，本实施例的电池模组包括外框1、两个端板2和若干电芯3，若干电芯3设置在外框1内部，两个端板2设置在外框1两端，相邻电芯3之间交替设置有缓冲层4和隔热层5，若干电芯3的底部一侧与外框1之间设置有导热结构胶6。
本实施例的电池模组在电芯3之间交替设置缓冲层4和隔热层5，既可满足电芯3循环过程中的膨胀需要又可以阻隔某一电芯3热失控后产生的热量迅速扩散，防止整个电池模组在短时间内整体热失控。导热结构胶6将电池模组充放电过程中产生的热量导出，避免电芯3温度过高影响电池模组的使用性能。
相邻两个电芯3之间设置有缓冲层4和隔热层5中的至少一种，但缓冲层4和隔热层5也可以不按照上述实施例的交替设置的方式布置，为了兼顾电芯3的膨胀需要及隔热需要，在邻近的四个电芯3之间至少同时含有一个缓冲层4和一个隔热层5即可。例如邻近的四个电芯3之间含有两个缓冲层4和一个隔热层5，或者，邻近的四个电芯3之间含有一个缓冲层4和两个隔热层5。
优选的，缓冲层4为泡棉，隔热层5为云母片。泡棉具有一定的弹性，可以通过发生形变吸收电芯3膨胀导致的尺寸增大。云母片不可压缩、耐高温，具有良好的隔热和绝缘功能，能有效防止热失控的电芯3将热量迅速扩散，能在热失控初期尽可能延缓热失控扩散的时间。当然，缓冲层4和隔热层5也可以选用其他可发生形变或隔热的材料。
优选的，缓冲层4和隔热层5均双面背胶并与电芯3粘接，从而增加电芯3之间的抗剪切性能，提高电池模组整体模态。
优选的，外框1呈U型，导热结构胶6设置在外框1的底面与若干电芯3之间。外框1的底面较为平整且具有较大的面积，将导热结构胶6设置在此面，能更大程度地提高电芯3的散热效率，提升电池模组的稳定性。此外，电芯3底部设置的导热结构胶6不仅可以将电芯3产生的热量及时导出，同时还将电芯3和外框1连接成整体，提高电池模组的耐冲击和抗振动性能，保证电池模组的安全。
进一步的，若干电芯3的极耳(图中未示出)设置在背离导热结构胶6的一侧，此侧未被外框1包裹，因而可以在此侧设置汇流排等部件与电芯3的极耳连接，实现电芯3的串联或并联。
在一些实施例中，外框1的底面设置有若干凹槽(图中未示出)，若干凹槽被导热结构胶6填充。通过设置凹槽，增大了导热结构胶6与外框1的底面之间的接触面积，因而增强了散热效果。凹槽的开设方向可以与电芯3的长度方向平行或垂直，或者若干凹槽呈网状布设。
优选的，两个端板2与电芯3接触的一侧设置有绝热涂层(图中未示出)。由于电池模组两侧的电芯3与端板2进行接触，最外侧电芯3的散热效果大于中部电芯3，因此电芯3之间的温差较大，导致电芯3的性能一致性较差，在端板2接触电芯3的一侧设置绝热涂层，可减慢外侧电芯3的散热速度，降低外侧电芯3与中部电芯3之间的温度差，从而提高电池模组内电芯3的性能一致性，保证电池模组的性能。
优选的，端板2和电芯3之间还设置有绝缘片7，用于实现电芯3和端板2的绝缘。在一些实施例中，端板2上设置的绝热涂层同时也具有绝缘效果，并搭配上绝缘片7进行双重绝缘，以提高电池模组的安全性。
在另一些实施例中，绝缘片7被绝缘膜取代。
优选的，外框1和两个端板2均为铝合金材质，从而能在保证电池模组结构强度的情况下同时具有较轻的重量。缓冲层4可选用具有缓冲阻燃功能的聚合物泡棉。
进一步的，外框1和两个端板2采用冲压或挤压工艺制造。外框1可以采用板材进行冲压，弯折成U型，端板2可以采用金属块进行挤压，使外框1和端板2均具有较高的生产效率和较低的生产成本。
本实用新型的实施例还提供一种电池包，包括若干上述任一实施例的电池模组，使电池包具有较高的可靠性，不容易整体热失控。
本实用新型的实施例还提供一种车辆，包含有上述实施例的电池包。电池包作为电动汽车的核心部件，价值高且直接关系到行车安全。一旦电池包整体在短时间内发生热失控，可能使电池包迅速发生剧烈燃烧，严重威胁驾乘人员的生命安全。本实施例的车辆可以延缓电池包内局部热失控的扩散速度，给人员充分的反映时间，大大降低局部热失控带来的安全风险。
作为本实用新型优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“优选的”、“进一步的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上实施例仅用来说明本实用新型的详细方案，本实用新型并不局限于上述详细方案，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，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，其特征在于，包括外框、两个端板和若干电芯，若干所述电芯设置在所述外框内部，两个所述端板设置在所述外框两端，相邻两个所述电芯之间设置有缓冲层和隔热层中的至少一种，且在邻近的四个所述电芯之间至少同时含有一个所述缓冲层和一个所述隔热层，若干所述电芯的至少一侧与所述外框之间设置有导热结构胶。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述电芯之间交替设置有所述缓冲层和所述隔热层。
3.根据权利要求1或2所述的电池模组，其特征在于，所述缓冲层为泡棉，所述隔热层为云母片。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述缓冲层和所述隔热层均双面背胶并与所述电芯粘接。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述外框呈U型，所述导热结构胶设置在所述外框的底面与若干所述电芯之间。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，若干所述电芯的极耳设置在背离所述导热结构胶的一侧。
7.根据权利要求1或2所述的电池模组，其特征在于，所述外框和所述端板均为铝合金材质，所述缓冲层为缓冲阻燃的聚合物泡棉。
8.根据权利要求1或2所述的电池模组，其特征在于，所述端板和所述电芯之间设置有绝热涂层、绝缘片或绝缘膜。
9.一种电池包，其特征在于，包括若干权利要求1至8任一项所述的电池模组。
10.一种车辆，其特征在于，包含有权利要求9所述的电池包。
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| GR01 | Patent grant | ||
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