CN213026382U - 电池模组、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池，具体公开了一种电池模组，包括多个电芯(1)，每个所述电芯(1)上分别设有防爆阀，所述防爆阀的上方依次设有热传导器(2)和电路板(3)，所述电芯(1)发出的热量能够传导至所述热传导器(2)，所述热传导器(2)上设有温度传感器(4)并且所述温度传感器(4)与所述电路板(3)电连接，以监测所述热传导器(2)的温度并将温度参数输送至控制器。此外，本实用新型还涉及一种电池包和车辆。本实用新型的电池模组能够感应电芯的温度异常，对电芯热失控进行有效监测，并且成本较低。

Description

电池模组、电池包和车辆

技术领域

本实用新型涉及动力电池，具体地，涉及一种电池模组。此外，本实用新型还涉及一种电池包和车辆。

背景技术

随着新能源汽车的普及，作为新能源汽车核心动力能源的电池模组也逐步发展，尤其是如何保障电池模组的安全性能已逐渐成为目前亟需解决的问题。

现有的电池模组通常由封装在壳体内的多只电芯组成，电芯上设置有防爆阀，一旦由于涉水、短路、过充、暴力破坏等原因，造成电芯热失控，电芯上的防爆阀便会打开，从电芯内部喷出的高温气体会导致电池模组内部的塑料结构件熔化，从而造成更大面积的热失控，危害用户的生命、财产安全。因此，现有技术中，常常通过在电芯上连接温度传感器、压力传感器或气体传感器等电子器件来采集电芯的相关数据，以实时监控电芯的状态，当电芯的温度、电压异常时，能够及时报警。

典型地，参考图1，图1示出了现有技术中一种电池模组的结构示意图，该电池模组中设有多只电芯，电芯上方设有电路板1a，其上电性连接有多个电压传感器2a和温度传感器3a。具体地，该电池模组中选择性的布置了四个温度采样点，每个温度采样点对应设置一个温度传感器3a，若恰好未布置温度采样点的电芯发生热失控时，上述四个温度传感器3a均不能很快的感应该电芯的异常温度，无法及时报警、检修，若在每只电芯上均布置温度传感器3a，则使得电池模组的成本增加很多，模组的体积增大，同时线路布置也会增加难度。

有鉴于此，需要设计一种新型的电池模组。

实用新型内容

本实用新型第一方面所要解决的技术问题是提供一种电池模组，该电池模组能够感应电芯的温度异常，对电芯热失控进行有效监测，并且成本较低。

本实用新型第二方面所要解决的技术问题是提供一种电池包，该电池包能够感应电芯的温度异常，对电芯热失控进行有效监测，并且成本较低。

本实用新型第三方面所要解决的技术问题是提供一种车辆，该车辆的电池包能够感应电芯的温度异常，对电芯热失控进行有效监测，并且该电池包的成本较低。

为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供一种电池模组，包括多只电芯，每只所述电芯上分别设有防爆阀，所述防爆阀的上方依次设有热传导器和电路板，所述电芯发出的热量能够传导至所述热传导器，所述热传导器上设有温度传感器并且所述温度传感器与所述电路板电连接，以监测所述热传导器的温度并将温度参数输送至控制器。

作为一种具体地结构形式，所述热传导器为金属丝。

作为另一种具体地结构形式，所述热传导器为长条状的传热板。

优选地，所述传热板上间隔的设有凹陷部以使得所述传热板贴近所述防爆阀，所述凹陷部与所述防爆阀一一对应。

更优选地，所述凹陷部的下表面与所述防爆阀的上表面之间至少具有1mm的间隙。

优选地，所述凹陷部设有至少一个排放口。

具体地，所述热传导器的导热系数大于230W/m.K。

优选地，所述电路板上还设有电压传感器以监测所述电芯的电压。

本实用新型第二方面提供一种电池包，包括第一方面任一项技术方案所述的电池模组。

本实用新型第三方面提供一种车辆，包括第二方面技术方案所述的电池包。

在本实用新型的基础技术方案中，该电池模组包括多只电芯，每只所述电芯上分别设有防爆阀，所述防爆阀的上方依次设有热传导器和电路板，所述电芯发出的热量能够传导至所述热传导器，热传导器上的温度传感器能够监测所述热传导器的温度并将温度参数输送至控制器。本实用新型的电池模组，巧妙地在电芯上方设置热传导器，通过检测热传导器的温度间接地实现检测电芯温度的目的，这样，只需在热传导器上设置一个温度传感器便能够检测到电池模组中任一只电芯的温度异常，该电池模组成本更加低廉，同时减少了线路布置的难度，并且使得电池模组更加小型化。该电池模组工作时，若电池模组中的任一只电芯的温度异常，便能够将该异常温度传导至其上方的热传导器，热传导器整体温度上升，温度传感器检测到热传导器的异常温度并且将信号传输至控制器，控制器能够及时报警，以及时维修或更换该电池模组。

有关本实用新型的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是现有技术中电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型的热传导器的一种实施例的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本实用新型的电池模组的一种实施例的俯视图；

图5是本实用新型的电池模组的一种实施例的结构示意图之一；

图6是本实用新型的电池模组的一种实施例的结构示意图之二。

附图标记

1电芯

2热传导器 21凹陷部

3电路板 4温度传感器

5电压传感器 6固定支架

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介，间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要理解的是，如图5所示，对于该电池模组而言，“下”是指电芯1所在一端、“上”是指热传导器2所在一端，术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参考图4至图6，本实用新型的基础技术方案的电池模组，包括多只电芯1，每只电芯1上分别设有防爆阀，防爆阀的上方依次设有热传导器2和电路板3，电芯1发出的热量能够传导至热传导器2，具体地，由于电池模组处于狭小的电池箱体内并且电芯1和热传导器2之间的距离较小，上述两者之间可以以空气作为传热介质，或者，电芯1和热传导器2之间可以以导热性能较好的金属为传热介质，如电芯1和热传导器2之间设置多根铜丝，铜丝一端与电芯1连接，另一端与热传导器2连接。热传导器2上设有温度传感器4以实时检测该热传导器2的温度，该温度传感器4的输入端与热传导器2连接，输出端与电路板3电连接，以将热传导器2的温度参数输送至控制器，当热传导器2的温度高于设定值时，控制器控制该电池模组停止工作、不再供电，并且控制器的输出端还可以与报警器、蜂鸣器等设备连接，及时向用户报警。可以理解的是，“设定值”是指电池模组内电芯1都正常工作时，热传导器2允许达到的极限温度。优选地，为了便于安装和更换，将电芯1、热传导器2和电路板3等一起封装在一个外壳框架中。

下面具体描述该电池模组的工作过程。电池模组工作时，电芯1产生的热量能够传递至热传导器2，若电池模组中的一只或多只电芯1由于短路、过充等原因发生热失控，则电芯1上的防爆阀会自动打开，电芯1中的高温物质喷向热传导器2，此时，一方面该高温物质使得热传导器2所在环境的温度快速上升，从而使得热传导器2的整体温度上升，另一方面该高温物质使得热传导器2的处于热失控电芯1正上方位置处的局部温度立刻上升，局部向整体传热，进而使得热传导器2的整体温度上升，这样，电芯1的温度变化能够快速的带动热传导器2的温度改变。温度传感器4将热传导器2的温度参数反馈至控制器，此时热传导器2的温度高于设定值，控制器控制该电池模组停止工作并且控制报警器报警。如此，在该电池模组发生热失控时，控制器能够及时控制报警器报警，提醒用户检修，及时抑制个体电芯1热失控的蔓延，避免热失控扩散至其他电芯1，造成起火、爆炸。可以理解的是，通过调高温度传感器4的精度和灵敏度，调低控制器进行报警的温度设定值，还可以在电芯1发生热失控前进行报警，例如，当某一只电芯1的温度处于正常工作的极限温度时，其发出的热量传递至热传导器2，温度传感器4能够更加灵敏的检测到热传导器2的温度异常，并且由于热传导器2允许达到的极限温度更低，进而在电芯1发生热失控前即可进行报警。

现有技术中，常常选择性地在电池模组的其中几只电芯上连接温度传感器，此种布置方式不能很快的感应某些未布置温度传感器的电芯的异常温度，无法及时报警、检修，若在每只电芯上均布置温度传感器，则使得电池模组的成本增加很多，模组的体积增大，同时线路布置也会增加难度，即现有技术的电池模组无法兼顾成本与温度检测的灵敏度。而结合本实用新型基础实施方式的电池模组的结构及工作过程可以看出，电池模组中的任一只电芯1的温度异常，都能够将该异常温度传导至其上方的热传导器2，使得热传导器2的局部温度上升，热传导器2自身的热传导使得热传导器2整体温度上升，如此，将电池模组中任一只电芯1的温度变化转化为热传导器2的温度变化，只需设置一个用于检测热传导器2温度的温度传感器4便能够间接检测到电池模组中任一只电芯1的温度异常，一方面节约了温度传感器4的成本，另一方面减少了传感器线路布置的难度并且使得电池模组更加小型化。

作为一种具体地结构形式，热传导器2为金属丝。金属丝可以抵压在固定支架6与电芯1之间，或者与电芯1的上表面粘接、焊接连接，温度传感器4设置于金属丝的其中一端或中间位置，其中的任一只电芯1的温度异常，都可以使得金属丝的局部温度上升，金属丝的热传导使得其整体温度上升，当温度传感器4检测到金属丝的温度超出设定值时，进行报警。

作为另一种具体地结构形式，热传导器2为长条状的传热板。参考图5和图6，传热板可以被抵压在固定支架6与电芯1之间，或者与电芯1的上表面粘接、焊接连接，温度传感器4设置于传热板的其中一端或中间位置，其中的任一只电芯1的温度异常，都可以使得传热板对应位置的局部温度上升，传热板的热传导使得该传热板的整体温度上升，当温度传感器4检测到传热板的温度超出设定值时，进行报警。当然，本实用新型的热传导器2不限于上述两者具体地结构形式，其还可以形成为其他结构。

优选地，参考图2和图3，传热板上间隔的设有凹陷部21，以使得传热板能够更加贴近防爆阀，并且，凹陷部21与防爆阀一一对应，这样，使得传热板能够更加快速、灵敏的接收电芯1发出的热量。

进一步优选地，凹陷部21的下表面与防爆阀的上表面之间至少具有1mm的间隙。这样，既不会与防爆阀紧贴、阻碍高温物质喷出，又可以快速、灵敏的接收到电芯1的热量。

优选地，参考图2和图3，当电芯1发生热失控时，电芯1上的防爆阀会打开，电芯1中的高温物质向外喷出，为了避让该高温物质，凹陷部21设有至少一个排放口，或者也可以设置多个排放口。

具体地，热传导器2由导热性能较好的材料制成，其的导热系数应大于230W/m.K，更加具体地，可以采用铝、铜、银等材料，优选地，为了进一步降低成本，采用铝或铜。

优选地，为了避免电芯1发生或充电或过放电现象，电路板3上还设有电压传感器5以监测电芯1的电压。

本实用新型优选实施方式的电池模组，包括多只电芯1，每只电芯1上分别设有防爆阀，防爆阀的上方设有热传导器2，通过固定支架6将热传导器2抵靠在电芯1上表面，进一步地，热传导器2设置为传热板的结构，传热板上间隔的设有凹陷部21以使得传热板更加贴近防爆阀，凹陷部21设有多个排放口，温度传感器4的输入端与传热板的一端连接，输出端与电路板3电连接，以监测传热板的温度并将该温度参数输送至控制器。本实用新型优选实施方式的电池模组工作时，电芯1产生的热量能够传递至传热板，若电池模组中的一只或多只电芯1由于短路、过充等原因发生热失控，则电芯1上的防爆阀会打开，电芯1中喷出的高温物质喷向传热板，使得传热板所在环境的温度以及该传热板位于防爆阀上方的局部温度立刻上升，进而使得传热板的整体温度上升，温度传感器4将传热板的温度参数反馈至控制器，传热板的温度高于设定值，控制器控制该电池模组停止工作并且控制报警器报警。

本实用新型的电池包，包括上述技术方案中任一项的电池模组，采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本实用新型的车辆，包括上述技术方案的电池包，采用了上述电池包的技术方案，因此至少具有上述技术方案所带来的所有有益效果。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，包括多只电芯(1)，每只所述电芯(1)上分别设有防爆阀，其特征在于，所述防爆阀的上方依次设有热传导器(2)和电路板(3)，所述电芯(1)发出的热量能够传导至所述热传导器(2)，所述热传导器(2)上设有温度传感器(4)并且所述温度传感器(4)与所述电路板(3)电连接，以监测所述热传导器(2)的温度并将温度参数输送至控制器。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述热传导器(2)为金属丝。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述热传导器(2)为长条状的传热板。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述传热板上间隔的设有凹陷部(21)以使得所述传热板贴近所述防爆阀，所述凹陷部(21)与所述防爆阀一一对应。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述凹陷部(21)的下表面与所述防爆阀的上表面之间至少具有1mm的间隙。

6.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述凹陷部(21)设有至少一个排放口。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述热传导器(2)的导热系数大于230W/m.K。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电路板(3)上还设有电压传感器(5)以监测所述电芯(1)的电压。

9.一种电池包，其特征在于，包括至少一个权利要求1至8中任一项所述的电池模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包。

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