CN214313451U - 汇流排、防火端盖、电池模组和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及汽车电池技术领域，尤其涉及一种汇流排、防火端盖、电池模组和车辆。其中，汇流排包括两个电连接段和连接于两个所述电连接段之间的过流熔断段，两个所述电连接段分别用于与两个电芯电连接，所述过流熔断段的形状为波浪形，且所述过流熔断段的厚度小于所述电连接段的厚度。汇流排既可以满足电芯膨胀时位移的需要，又能在过流状态下自动切断，防止因短路造成的热失控的风险。防火端盖采用第一防火罩和第二防火罩组合而成，并且第二防火罩与第一防火罩之间形成排气通道，第一防火罩上设有防爆阀避让孔，在发生电芯热失控时，将电池模组内产生的气体通过防爆阀避让孔进入到排气通道内，从排气通道排出，避免气体乱窜，引发周边电芯短路。

Description

汇流排、防火端盖、电池模组和车辆

技术领域

本公开涉及汽车电池技术领域，尤其涉及一种汇流排、防火端盖、电池模组和车辆。

背景技术

电池发生短路时的安全保护，是动力电池设计时必须要考虑的一个环节。对于硬壳电池来说，每个电芯内部设计一个熔断器，在短路瞬间可以断开电流回路，起到短路保护的作用。而对于软包电芯，目前电芯内部无短路保护装置，当发生外部短路时，所有电芯都处于短路回路当中，在短时间内会产生大量的热气，如果设计上不作保护，电芯很容易受到损伤，甚至引起火等安全风险。

传统的电池模组中，多采用聚丙烯材料制成汇流排的安装支架，由于汇流排难以熔断，电芯短路时，产生的气体会直接蔓延至各电芯的表面，且喷射的气体中多夹杂导电类金属颗粒，这些金属颗粒落到其他电芯表面后易引发电芯间短路，进而造成电芯短路而引发热失控。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种汇流排、防火端盖、电池模组和车辆。

本公开提供了一种汇流排，包括两个电连接段和连接于两个所述电连接段之间的过流熔断段，两个所述电连接段分别用于与两个电芯电连接，所述过流熔断段的形状为波浪形，且所述过流熔断段的厚度小于所述电连接段的厚度。

本公开还提供了一种电池模组的防火端盖，包括防火端盖本体和上述所述的汇流排。

可选的，所述防火端盖本体包括第一防火罩和第二防火罩，所述第一防火罩扣合在所述电池模组的模组壳体的上方，所述第二防火罩设于所述第一防火罩上与所述第一防火罩之间形成排气通道，所述第一防火罩上设有防爆阀避让孔和极柱避让孔，所述防爆阀避让孔位于所述第二防火罩的正下方且与所述排气通道连通，所述极柱避让孔位于所述第二防火罩的两侧，所述汇流排的两个连接段分别覆盖在两个相邻的极柱避让孔上用于与所述模组壳体内的相邻的两个电芯连接。

可选的，所述第二防火罩为可折叠结构。

可选的，所述第二防火罩的边缘与所述第一防火罩密封连接。

可选的，所述第一防火罩的边缘向背离所述第二防火罩的方向弯折形成裙边，以使所述第一防火罩能够扣合在所述模组壳体上。

可选的，位于所述第一防火罩长度方向两端的所述裙边上设有连接孔，用于与紧固件配合将所述防火端盖固定到所述模组壳体上。

可选的，所述防爆阀避让孔的数量为多个且与所述电池模组的防爆阀一一对应设置，多个所述防爆阀避让孔沿所述排气通道的长度方向均匀分布，且每个防爆阀避让孔处均设有隔离膜，所述隔离膜将所述排气通道与电芯隔开。

本公开还提供了一种电池模组，包括模组壳体、设于模组壳体内并排设置的多个电芯和如所述的防火端盖，所述防火端盖盖合在所述模组壳体的上方。

本公开还提供了一种车辆，包括所述的电池模组。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的汇流排，在两个电连接段之间设置过流熔断段，过流熔断段设置为波浪形并且厚度小于电连接段的厚度，该汇流排既可以满足电芯膨胀时位移的需要，又能在过流状态下自动切断，防止因短路造成的热失控的风险。

防火端盖采用第一防火罩和第二防火罩组合而成，并且第二防火罩与第一防火罩之间形成排气通道，第一防火罩上设有防爆阀避让孔，在发生电芯热失控时，将电池模组内产生的气体通过防爆阀避让孔进入到排气通道内，从排气通道排出，避免气体乱窜，引发周边电芯短路，同时该防火端盖可以作为汇流排的安装支架用来有效的安装汇流排。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述汇流排与电芯的连接结构示意图；

图2为本公开实施例所述电池模组在排气通道打开时的结构示意图；

图3为本公开实施例所述电池模组在排气通道折叠时的结构示意图；

图4为本公开实施例所述防火端盖的俯视图；

图5为本公开实施例所述防火端盖在排气通道折叠时的截面图；

图6为本公开实施例所述防火端盖在排气通道打开时的局部放大图。

其中，1、汇流排；11、电连接段；111、沉孔；12、过流熔断段；2、电芯；21、极柱；3、防火端盖；31、第一防火罩；32、第二防火罩；311、极柱避让孔；312、防爆阀避让孔；31a、裙边；31b、连接孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图6所示，本公开实施例提供了一种电池模组，电池模组包括模组壳体、设于模组壳体内的电芯2和盖合在模组壳体上的防火端盖3，模组壳体的上端敞口，电芯2的数量为多个，多个电芯2并排布置在模组壳体内，且每个电芯2的上端设有两个极柱21和位于两个极柱21之间的防爆阀，相邻的两个电芯2之间通过隔板隔开，对各个电芯2之间进行有效的隔绝，具体的，隔板2的材料可以是气凝胶、云母板、防火毡或其他耐高温的材料，从而起到有效的隔热效果，该隔板2可以与防火端盖3一体成型，可以是分体设计，独立的插设在相邻的两个电芯2之间。

防火端盖3包括第一防火罩31和第二防火罩32，第一防火罩31罩设于模组壳体的上端，且第一防火罩31上与电芯2的极柱21对应的位置设有极柱避让孔311，以使极柱21能从极柱避让孔311处伸出，汇流排1贴合固定在第一防火罩31的上表面上，并与相邻的两个电芯2的极柱21电连接。第一防火罩31上与防爆阀对应的位置处设置薄弱区，当防爆阀喷射气体时，薄弱区能够与第一防火罩31分离形成防爆阀避让孔312；第二防火罩32设于所述第一防火罩31上，并与薄弱区的位置相对应，具体的，防爆阀避让孔312设置在第二防火罩32的正下方，且与电池模组的防爆阀对应设置，极柱避让孔311分设与第二防火罩32的两侧，第二防火罩32与第一防火罩31之间形成排气通道33，当防爆阀喷射将薄弱区分离时，模组壳体内的气体能够从防爆阀避让孔312内进入到排气通道33内，避免对气体乱窜，引发周边电芯短路。

进一步的，第一防火罩31和第二防火罩32都采用防火毯制成，具有一定的防火功能，减小热失控时喷出的气体对防火端盖的影响，因此该防火端盖可以多次使用。

更进一步的，结合图1所示，在本公开的一些实施例中，汇流排1包括两个电连接段11和连接在两个电连接段11之间的过流熔断段12，两个电连接段11分别覆盖在第一防火罩31上相邻的两个极柱避让孔311上，相邻的两个电芯2的极柱21分别从极柱避让孔311处伸出与两个电连接段11焊接固定，为了方便电连接段11与极柱21的焊接固定，在电连接段11处向下冲压形成沉孔111，以使沉孔111初的电连接段11可以很好与电芯2上的极柱21贴合焊接，过流熔断段12位于两个相邻的极柱避让孔311之间，过流熔断段12的形状为波浪形，且过流熔断段12的厚度小于电连接段11的厚度，在电芯2受热膨胀时，会发生位移，该汇流排将过流熔断段12设置为波浪形，且厚度小于电连接段11的厚度，既可以满足电芯2膨胀时的位移需求，又能在过流状态下自动切断，防止因短路造成的热失控的风险。

在对汇流排1进行设计时，需要依据整车工况需求，确定汇流排1的材质和对应的过流面积(也就是过流熔断段12的界面剂)，确定汇流排1的电连接段11的以及过流熔断段12的极限过流能力。

按照额定电流及峰值电流，优化过流熔断段12的结构，过流熔断段12采用不等厚的弯曲截面，当通过超限定峰值电流大于预设时间T时，最小截面位置超过选材融化温度(截面积越大，内阻越大，Q＝I²RT)，融化断开，主动断开电池模组的内主回路，进而断开电池包的整个回路。

进一步的，为了增强过流熔断段12在过流时的熔断速度，还可以在过流熔断段12处设置熔断空，以最大限度的减小过流熔断段12的截面积。具体的，过流熔断段12处设置多个熔断孔，多个熔断孔相互间隔排布，能够进一步延长电流路径，减小电流路径的截面，根据电阻计算公式：R＝ρL/S可知，增加熔断孔处的电流和电阻值。

汇流排1通过紧固件与第一防火罩31固定在一起，具体的，在极柱避让孔311靠近第二防火罩32的一侧设置两个安装孔，汇流排1的每个电连接段11对应设置两个安装孔，紧固件依次穿过汇流排1的电连接段11上的安装孔和第一防火罩31上的安装孔，将汇流排1与第一防火罩31固定在一起。进一步的，在本公开的一些实施例中，第一防火罩31的安装孔的位置处形成拉铆螺母，紧固件采用拉铆钉，拉铆钉穿过汇流排1上的安装孔与第一防火罩31上的拉铆螺钉紧固，实现将汇流排1安装到防火端盖3上，拉铆钉与拉铆螺母的配合，可以防止在热失控时，汇流排1从防火端盖3上脱离。提高了整体结构的稳定性和安全性。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第二防火罩32设置为可折叠结构，第二防火罩32采用防火毯制成，防火毯一般由玻璃纤维等材料经过特殊处理编制而成，因此，可以在第二防火罩32上设置折叠缝，在不受电芯内部热气影响的情况下，第二防火罩32为折叠状态，可以最大限度的降低电池模组的高度；当电池模组发生热失控，模组壳体的热气冲破薄弱区从防爆阀避让孔311处进入到排气通道33内，将模组壳体内的热气排出，避免气体乱窜，造成电芯短路。

在组装电池模组时，第一防火罩31的底面设置为与电芯2的表面的紧密贴合，因此不需要设计额外的导流部将防爆阀喷射的气体引导至排气通道33内，防爆阀喷射的气体可以直接穿透薄弱区进入到排气通道33内，简化了防爆阀和防火端盖3的连接结构。

另外，第二防火罩32的边缘与第一防火罩31通过缝制或胶粘的方式固定在一起，以使排气通道33结构具有足够的强度，避免气体进入到排气通道33发生泄露的，对周边的汇流排1和电芯2造成影响，第二防火罩32在打开的状态下，其横截面为矩形、拱形或梯形，以与第一防火罩31围出一个空腔形成排气通道33。

进一步的，为了实现第一防火罩31与模组壳体及电芯2的紧密连接，第一防火罩31的四周边缘处向背离第二防火罩32的方向弯折形成裙边，当第一防火罩31盖合在模组壳体上时，第一防火罩32的下表面与电芯2接触，裙边31a的内壁与模组壳体的侧壁贴合固定。裙边31a的设计增强了防火端盖3的整体强度，使之与模组壳体的连接更加稳定。

由于第一防火罩31采用防火毯制成，因此可以通过裁剪、缝制和定型的方式形成裙边31a，以使第一防火罩31能够稳定的盖合在模组壳体的上方。

其中，位于第一防火罩31的长度两端的裙边31a上设有连接孔31b，这里通过铆钉与模组壳体固定，另外两条裙边31a通过粘结的方式与模组壳体的侧壁固定在一起。具体的，模组壳体的侧壁上设置拉铆螺母，铆钉穿过裙边31a上的连接孔31b与模组壳体侧壁上的拉铆螺母紧固，铆钉与拉铆螺母的配合，可以防止在热失控时，防火端盖3与模组壳体分离。

更进一步的，在本公开的一些实施例中，防爆阀避让孔311的数量设置为多个，多个防爆阀避让孔311与模组壳体内的防爆阀一一对应设置。具体的，防爆阀避让孔311为在厚度方向上贯穿第一防火罩31的通孔，并在防爆阀避让孔311的顶部设置第一隔热板，第一隔热板通过胶粘的方式覆盖在防爆阀避让孔311处，当防爆阀喷射时，高温热气会使胶水熔化，从而降低第一隔热板与通孔顶部的约束，进而便于第一隔热板脱离，以使高温热气冲破防爆阀避让孔311进入到排气通道33中。

此外，第一隔热板还可以是嵌设在防爆阀避让孔311内，并与防爆阀避让孔311之间一体化设置有连接件，在高温热气的作用下，可以将连接件破坏，进而将第一隔热板与通孔之间的约束破坏，使高温热气冲破防爆阀避让孔311进入到排气通道33中。

另外，也可以在防爆阀避让孔311处设置减薄膜，减薄膜在不发生热失控时，将排气通道33与电芯隔离，在发生热失控时，高温热气可以冲破减薄膜进入到排气通道33中。

进一步的，在本公开的一些实施例中，还提供了一种车辆，包括上述任一实施例中的电池模组。

综上所述，本公开实施例提供的电池模组，通过在防火端盖上设置排气通道，可以实现电芯热失控时，产生的气体通过排气通道快速排出，避免因气体乱窜引发其他电芯短路和热失控的现象，排气通道设计为可折叠结构，最大限度的降低了电池模组的整体高度。同时防火端盖上还设有用于固定汇流排的安装点，实现了汇流排与电芯的电连接，并且汇流排的中部设置波浪形的过流熔断段，且过流熔断段的厚度设置为小于两端的电连接段的厚度，因此在过流工况下，汇流排更容易发生熔断，主动切断回路电流，降低了热失控的风险。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种汇流排，其特征在于，包括两个电连接段和连接于两个所述电连接段之间的过流熔断段，两个所述电连接段分别用于与两个电芯电连接，所述过流熔断段的形状为波浪形，且所述过流熔断段的厚度小于所述电连接段的厚度。

2.一种电池模组的防火结构，其特征在于，包括防火端盖和如权利要求1所述的汇流排，所述汇流排安装于所述防火端盖上。

3.根据权利要求2所述的电池模组的防火结构，其特征在于，所述防火端盖本体包括第一防火罩和第二防火罩，所述第一防火罩扣合在所述电池模组的模组壳体的上方，所述第二防火罩设于所述第一防火罩上与所述第一防火罩之间形成排气通道，所述第一防火罩上设有防爆阀避让孔和极柱避让孔，所述防爆阀避让孔位于所述第二防火罩的正下方且与所述排气通道连通，所述极柱避让孔位于所述第二防火罩的两侧，所述汇流排的两个电连接段分别覆盖在两个相邻的极柱避让孔上，用于与所述模组壳体内的相邻的两个电芯的极柱连接。

4.根据权利要求3所述的电池模组的防火结构，其特征在于，所述第二防火罩为可折叠结构。

5.根据权利要求3所述的电池模组的防火结构，其特征在于，所述第二防火罩的边缘与所述第一防火罩密封连接。

6.根据权利要求3所述的电池模组的防火结构，其特征在于，所述第一防火罩的边缘向背离所述第二防火罩的方向弯折形成裙边，以使所述第一防火罩能够扣合在所述模组壳体上。

7.根据权利要求6所述的电池模组的防火结构，其特征在于，位于所述第一防火罩的长度方向的两端的所述裙边上设有连接孔，用于与紧固件配合将所述防火端盖固定到所述模组壳体上。

8.根据权利要求3所述的电池模组的防火结构，其特征在于，所述防爆阀避让孔的数量为多个且与所述电池模组的防爆阀一一对应设置，多个所述防爆阀避让孔沿所述排气通道的长度方向均匀分布，且每个防爆阀避让孔处均设有减薄膜，所述减薄膜将所述排气通道与电芯隔开。

9.一种电池模组，其特征在于，包括模组壳体、设于所述模组壳体内并排设置的多个电芯和如权利要求2至8任一项所述的防火结构，所述防火端盖盖合在所述模组壳体的上方。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池模组。

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