CN213520164U - 一种电池模组结构及电池 - Google Patents

Abstract

一种电池模组结构及电池，属于电池技术领域，所述电池模组结构包括：耐高温外壳，用于安装支架；支架，用于安装耐高温安装管；所述支架设置于所述耐高温外壳中；耐高温安装管，用于套设安装电芯；所述耐高温安装管设置于所述支架上；隔断板，用于隔断所述耐高温外壳和所述支架；所述隔断板设置于所述耐高温外壳和所述支架之间；熔断式连接片，用于输出所述电芯上电能，并当所述电芯短路时自动熔断；所述熔断式连接片设置于所述支架和所述隔断板之间，且与所述电芯连接；泄压阀，用于当所述耐高温外壳内部压力超过预设值时自动泄压；所述泄压阀设置于所述耐高温外壳上，且与所述耐高温外壳内部连接。本申请通过物理隔离方式提高了电池的安全性能。

Description

一种电池模组结构及电池

技术领域

本实用新型涉及电池的技术领域，尤其涉及一种电池模组结构及电池。

背景技术

随着锂离子动力电池的广泛应用，常有因电池引起的车辆起火事故。经过分析，发现电池起火主要是电芯热失控导致，锂电池的防热失控蔓延是电动化道路上必须迈过的技术难关。热失控触发因素中第一类因素主要是过充电、过放电、连接件接触不良、短路等，第二类因素则是碰撞、挤压、刺穿等机械原因。

目前业内对电芯防热失控蔓延解决方法主要通过BMS管理电流和温度，必要时停止充电或放电达到保护的目的，但是在物理隔离保护这方面则相对缺乏。

可见，现有技术中至少存在以下缺陷：目前业内对电芯防热失控蔓延解决方法主要通过BMS管理电流和温度，必要时停止充电或放电达到保护的目的，但是在物理隔离保护这方面则相对缺乏。

因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种电池模组结构及电池，以解决现有技术中目前业内对电芯防热失控蔓延解决方法主要通过BMS管理电流和温度，必要时停止充电或放电达到保护的目的，但是在物理隔离保护这方面则相对缺乏的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电池模组结构，包括：

耐高温外壳，用于安装支架；

支架，用于安装耐高温安装管；所述支架设置于所述耐高温外壳中；

耐高温安装管，用于套设安装电芯；所述耐高温安装管设置于所述支架上；

隔断板，用于隔断所述耐高温外壳和所述支架；所述隔断板设置于所述耐高温外壳和所述支架之间；

熔断式连接片，用于输出所述电芯上电能，并当所述电芯短路时自动熔断；所述熔断式连接片设置于所述支架和所述隔断板之间，且与所述电芯连接；

泄压阀，用于当所述耐高温外壳内部压力超过预设值时自动泄压；所述泄压阀设置于所述耐高温外壳上，且与所述耐高温外壳内部连接。

优选地，所述支架包括：上壳和下壳，其中，所述上壳朝向所述耐高温外壳内顶壁的面上向外延伸形成上支柱，所述下壳朝向所述耐高温外壳内底壁的面上向外延伸形成下支柱，所述上壳和所述下壳对应适配安装，并于二者之间形成安装腔，所述耐高温安装管和所述电芯均设置于所述安装腔中，所述上支柱抵紧所述耐高温外壳内顶壁，所述下支柱抵紧所述耐高温外壳内底壁。

优选地，所述支架内壁对应所述耐高温安装管处对应设置有安装位，所述电芯设置于所述耐高温安装管中，且两端分别伸出所述耐高温安装管，并对应设置于所述安装位中。

优选地，所述支架表面对应所述耐高温安装管处设置有安装孔，所述安装孔与所述安装位连接。

优选地，所述支架与所述耐高温外壳之间形成泄压通道，所述泄压阀与所述泄压通道连接。

优选地，所述隔断板上设置有泄压孔，所述泄压孔与所述泄压通道连接。

优选地，所述隔断板上的泄压孔与所述支架上的安装孔对应，所述泄压阀与所述泄压孔连接。

优选地，所述支架中填充有灌胶，所述灌胶围绕所述耐高温安装管设置。

优选地，所述熔断式连接片包括：主体部、连接部和保护部，其中，所述连接部与所述电芯连接，所述保护部连接所述主体部和所述连接部，当所述电芯短路时，所述保护部自动熔断以断开所述主体部和所述连接部的连接。

本实用新型还提供了一种电池，包括如上述中任一所述电池模组结构。

本申请提供的一种电池模组结构及电池，通过物理隔离的方式阻断极端条件下BMS失效或者电池直接受到碰撞、挤压、刺穿等机械原因造成的热失控蔓延起火，提高了电池的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例1的内部结构爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例1的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例1的断面示意图；

图5为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例1的俯视示意图；

图6为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例2的整体结构示意图；

图7为本实用新型实施例的一种电池模组结构实施例3的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，本申请提供了一种电池模组结构，包括：耐高温外壳10、支架20、耐高温安装管30、隔断板40、熔断式连接片50和泄压阀60，下面对各部分进行详细描述。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，本申请提供的一种电池模组结构包括：

耐高温外壳10，用于安装支架20；

支架20，用于安装耐高温安装管30；所述支架20设置于所述耐高温外壳10中；

耐高温安装管30，用于套设安装电芯70；所述耐高温安装管30设置于所述支架20上；

隔断板40，用于隔断所述耐高温外壳10和所述支架20；所述隔断板40设置于所述耐高温外壳10和所述支架20之间；

熔断式连接片50，用于输出所述电芯70上电能，并当所述电芯70短路时自动熔断；所述熔断式连接片50设置于所述支架20和所述隔断板40之间，且与所述电芯70连接；

泄压阀60，用于当所述耐高温外壳10内部压力超过预设值时自动泄压；所述泄压阀60设置于所述耐高温外壳10上，且与所述耐高温外壳10内部连接。

当使用此电池模组结构时，将电芯70安装于耐高温安装管30中，然后将耐高温安装管30安装于支架20中，接着将熔断式连接片50安装于支架20上，且熔断式连接片50与电芯70连接，接着将隔断板40安装在熔断式连接片50上，接着将支架20安装于耐高温外壳10中，并且在耐高温外壳10上配置泄压阀60。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述支架20包括：上壳21和下壳22，其中，所述上壳21朝向所述耐高温外壳10内顶壁的面上向外延伸形成上支柱23，所述下壳22朝向所述耐高温外壳10内底壁的面上向外延伸形成下支柱24，所述上壳21和所述下壳22对应适配安装，并于二者之间形成安装腔，所述耐高温安装管30和所述电芯70均设置于所述安装腔中，所述上支柱23抵紧所述耐高温外壳10内顶壁，所述下支柱24抵紧所述耐高温外壳10内底壁。

在本申请实施例中，上壳21和下壳22之间可以通过螺杆和螺母完成安装。具体地，螺杆穿过上壳21和下壳22，且两端通过螺母旋紧，从而上壳21和下壳22之间对应安装形成支架20。上壳21朝向耐高温外壳10内顶壁的面上向外延伸形成上支柱23，上支柱23与耐高温外壳10内顶壁抵紧；下壳22朝向耐高温外壳10内底壁的面上向外延伸形成下支柱24，下支柱24与耐高温外壳10内底壁抵紧。耐高温外壳10通过与上支柱23和下支柱24抵紧从而将支架20牢固地夹紧于自身内部，防止支架20在自身内部晃动。耐高温外壳10内壁对应上支柱23和下支柱24处可以相应地设置凹槽，上支柱23和下支柱24可以对应地伸入凹槽中，从而进一步增强对支架20的稳固作用，防止其晃动。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述支架20内壁对应所述耐高温安装管30处对应设置有安装位25，所述电芯70设置于所述耐高温安装管30中，且两端分别伸出所述耐高温安装管30，并对应设置于所述安装位25中。

在本申请实施例中，支架20内壁对应耐高温安装管30处向内凹陷形成安装位25。耐高温安装管30为两端开口的中空陶瓷管体，且管体的直径与电芯70的直径相等，电芯70紧固设置于中空陶瓷管体中，且两端伸出陶瓷管体，并且对应伸入安装位25中。安装位25的直径与电芯70的直径相等，且可以紧固电芯70的末端，防止电芯70的晃动。

在本申请实施例中，耐高温安装管30可以采用具有耐高温和低热传导系数的陶瓷管制作得到，用于阻隔电芯70的高温传导，特别是当电芯70受到挤压和刺穿破裂后，电芯70瞬间喷射出的高温火焰和熔渣能被陶瓷材质的耐高温安装管30阻挡，避免高温物质直接接触周边电芯引起多米诺效应而蔓延。进一步地，可以对所用的电芯70都采用耐高温安装管30套设，也即针对每个电芯70都采用一个耐高温安装管30套设此电芯70；也可以针对所有的电芯70采用交叉式的耐高温安装管30设置，也即针对相邻两个电芯70，可以对一个电芯70采用耐高温安装管30套设此电芯70，而对另一个电芯70不采用耐高温安装管30套设此电芯70。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述支架20表面对应所述耐高温安装管30处设置有安装孔26，所述安装孔26与所述安装位25连接。

在本申请实施例中，支架20表面对应耐高温安装管30处设置有安装孔26，此时，安装孔26与安装位25对应且连通，电芯70的末端可以伸入安装孔26中，从而由支架20牢固支撑。同时，安装孔26还可以作为泄压通道，当耐高温安装管30内部的压力过高时，压力可以通过安装位25进入安装孔26中，进而进入耐高温外壳10中，并通过泄压阀60进入外界而完成泄压操作。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述支架20与所述耐高温外壳10之间形成泄压通道27，所述泄压阀60与所述泄压通道27连接。所述隔断板40上设置有泄压孔41，所述泄压孔41与所述泄压通道27连接。

在本申请实施例中，电芯70两侧均设置有隔断板40，用于将支架20两侧与耐高温外壳10内壁物理隔绝和电气隔绝。隔断板40上设置有泄压孔41，用于电芯70高温喷射或者起火喷射时高温物质的疏导。耐高温外壳10与支架20之间形成泄压通道27，允许高温高压物质经过，并且能快速冲开泄压阀60排出耐高温外壳10，避免耐高温外壳10内部瞬间急剧升温造成高温蔓延。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述隔断板40上的泄压孔41与所述支架20上的安装孔26对应，所述泄压阀60与所述泄压孔41连接。

在本申请实施例中，泄压孔41可以直接与安装孔26对应，当电芯70发生高温喷射或者起火喷射时，高温物质可以直接通过安装孔26进入泄压孔41，然后通过泄压通道27到达泄压阀60处，并通过泄压阀60排出耐高温外壳10。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述支架20中填充有灌胶28，所述灌胶28围绕所述耐高温安装管30设置。

在本申请实施例中，单个支架20中灌封有热传导系数低、绝缘、低密度、阻燃等特性的灌胶28，此灌胶28围绕所述耐高温安装管30设置，从而将每个电芯70与其他电芯70隔绝，当单个电芯70发生起火时，由于有灌胶28的阻隔，起火产生的高温不会蔓延至周围相邻的电芯70。进一步地，也可以根据单位体积的能量密度(也就是单颗电芯的能量和电芯间距)来定义灌胶28的热传导系数，或者选用是否需要在支架20中设置灌胶28。具体地，当电芯70为低能量密度时，可以不在支架20中设置灌胶28。

请参阅图1-7，在本申请实施例中，所述熔断式连接片50包括：主体部51、连接部52和保护部53，其中，所述连接部52与所述电芯70连接，所述保护部53连接所述主体部51和所述连接部52，当所述电芯70短路时，所述保护部53自动熔断以断开所述主体部51和所述连接部52的连接。

在本申请实施例中，熔断式连接片50由主体部51、连接部52和保护部53组成。具体地，每个电芯70直接与连接部52连接，每个连接部52通过对应的保护部53与共同的主体部51连接，每个电芯70中的电能提供连接部52和保护部53输送至主体部51上，然后再通过主体部51输送给外界。当电芯70发送断路时，保护部53上的电流增大，保护部53上产生的热量也会增大而熔断保护部53，使得此电芯70连接的连接部52与主体部51断开，从而保护其他的电芯70。保护部53的宽度和/或厚度可以根据熔断热量而设置，比如可以将保护部53的宽度设置为2mm。

在本申请实施例中，耐高温外壳10采用耐高温、耐火烧材质制成，可以承受电芯70起火时喷射的高温熔渣和火焰。进一步地，耐高温外壳10中支架20的数量可以根据对电能的需求大小而增加或者减少。当沿电芯70轴向有多层支架20堆叠时，可以在各支架20之间间隔放置一块耐高温、耐火烧材质的隔板80，防止相邻支架20中的电芯70被喷射出的火焰引燃。

在本申请实施例中，本实用新型还提供了一种电池，包括如图1-7中所述电池模组结构。

本申请提供的一种电池模组结构及电池，通过物理隔离的方式阻断极端条件下BMS失效或者电池直接受到碰撞、挤压、刺穿等机械原因造成的热失控蔓延起火，提高了电池的安全性能。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组结构，其特征在于，包括：

耐高温外壳，用于安装支架；

支架，用于安装耐高温安装管；所述支架设置于所述耐高温外壳中；

耐高温安装管，用于套设安装电芯；所述耐高温安装管设置于所述支架上；

隔断板，用于隔断所述耐高温外壳和所述支架；所述隔断板设置于所述耐高温外壳和所述支架之间；

熔断式连接片，用于输出所述电芯上电能，并当所述电芯短路时自动熔断；所述熔断式连接片设置于所述支架和所述隔断板之间，且与所述电芯连接；

泄压阀，用于当所述耐高温外壳内部压力超过预设值时自动泄压；所述泄压阀设置于所述耐高温外壳上，且与所述耐高温外壳内部连接。

2.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述支架包括：上壳和下壳，其中，所述上壳朝向所述耐高温外壳内顶壁的面上向外延伸形成上支柱，所述下壳朝向所述耐高温外壳内底壁的面上向外延伸形成下支柱，所述上壳和所述下壳对应适配安装，并于二者之间形成安装腔，所述耐高温安装管和所述电芯均设置于所述安装腔中，所述上支柱抵紧所述耐高温外壳内顶壁，所述下支柱抵紧所述耐高温外壳内底壁。

3.根据权利要求1或2所述的电池模组结构，其特征在于，所述支架内壁对应所述耐高温安装管处对应设置有安装位，所述电芯设置于所述耐高温安装管中，且两端分别伸出所述耐高温安装管，并对应设置于所述安装位中。

4.根据权利要求3所述的电池模组结构，其特征在于，所述支架表面对应所述耐高温安装管处设置有安装孔，所述安装孔与所述安装位连接。

5.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述支架与所述耐高温外壳之间形成泄压通道，所述泄压阀与所述泄压通道连接。

6.根据权利要求5所述的电池模组结构，其特征在于，所述隔断板上设置有泄压孔，所述泄压孔与所述泄压通道连接。

7.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述隔断板上的泄压孔与所述支架上的安装孔对应，所述泄压阀与所述泄压孔连接。

8.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述支架中填充有灌胶，所述灌胶围绕所述耐高温安装管设置。

9.根据权利要求1所述的电池模组结构，其特征在于，所述熔断式连接片包括：主体部、连接部和保护部，其中，所述连接部与所述电芯连接，所述保护部连接所述主体部和所述连接部，当所述电芯短路时，所述保护部自动熔断以断开所述主体部和所述连接部的连接。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一所述电池模组结构。

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