CN214378710U - 一种用于电池模组的底板及其电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电池模组的底板，所述底板呈板状结构，包括顶面、侧面和底面；所述底板内设置有容纳腔；所述顶面上设置有若干与所述容纳腔连接的泄放口；通过低熔点合金制成的密封块对所述泄放口的密封，使得所述容纳腔内密封有防火材料；当所述底板受热升温，所述密封块熔化所述泄放口打开时，所述容纳腔内所密封的防火材料能够通过所述泄放口释放。本实用新型通过对底板的优化，能够有效防止电池模组内单个电芯发生热失控，第二颗电芯30min内不发生热失控，甚至第二颗电芯不发生热失控。
Description
技术领域
本实用新型属于动力电池的技术领域，涉及一种用于电池模组的底板及其电池模组。
背景技术
随着新能源汽车的市场占有率的快速提升以及对其续驶里程的要求越来越长，动力电池的比能量密度要求也大幅度提升，随着动力电池比能量密度的提升，动力电池的安全要求随之提升。按照国家及行业标准，动力电池要求在过充、过放、高温等滥用条件下不发生热失控及热失控扩展。现有电池模组的设计多通过电池间放置隔热垫来达到国标的热失控要求，但随着设计空间的限制，导致电池间预留空间较少，单独的放置隔热垫难以满足行业内的热失控要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题：避免电池模组内电池热失控后起火燃烧。
为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：
根据本实用新型的一种用于电池模组的底板，所述底板呈板状结构，包括顶面、侧面和底面；所述底板内设置有容纳腔；所述顶面上设置有若干与所述容纳腔连接的泄放口；通过低熔点合金制成的密封块对所述泄放口的密封，使得所述容纳腔内密封有防火材料；当所述底板受热升温，所述密封块熔化所述泄放口打开时，所述容纳腔内所密封的防火材料能够通过所述泄放口释放。
进一步，根据本实用新型的底板，所述防火材料为气溶胶灭火剂或泡沫灭火剂。
进一步，根据本实用新型的底板，所述容纳腔内所密封的防火材料为液体；所述防火材料由液相转气相的相变温度不超过所述密封块熔化温度，使得当所述密封块熔化所述泄放口打开时，所述容纳腔内所密封的防火材料能够通过所述泄放口以气态方式释放。
进一步，根据本实用新型的底板，所述低熔点合金是指熔点为70-200℃的合金。
进一步，根据本实用新型的底板，所述侧面上设置有进料口。
进一步，根据本实用新型的底板，所述容纳腔内的压强为2~5Mpa。
进一步，根据本实用新型的底板，所述防火材料采用冷却剂、或者制冷剂、或者电解液添加剂、或者阻燃灭火材料。
进一步，根据本实用新型的底板，所述顶面上还设置有若干凹槽；所述泄放口位于所述凹槽内。
一种电池模组，包括模组框架和设置在所述模组框架内的电池，所述模组框架包括端板和侧板；所述模组框架还包括如上所述的底板，所述电池设置在所述底板上。
进一步，根据本实用新型的电池模组，所述底板的顶面上设置若干凹槽；所述泄放口位于所述凹槽内；所述电池横跨各个凹槽，使得所述凹槽内的泄放口正对所述电池。
本实用新型的技术效果如下：
1、防火材料释放时能够大量吸收热量，从而起到降温作用；
2、防火材料释放后能够起到阻燃灭火效果，避免或延缓电池模组起火燃烧。
附图说明
图1是本实用新型实施例中底板、电池与模组框架的结构示意图。
图2是本实用新型实施例中底板、电池与模组框架的分解结构图。
图3是本实用新型实施例中底板的立体图。
图4是本实用新型实施例中底板的截面结构示意图。
其中，
1是模组框架，11是端板，12是侧板，2是电池，3是底板，31是顶面， 311是泄放口，312是密封块，313是凹槽，32是侧面，321是进料口，322是排气孔，33是容纳腔，5是绝缘片。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种电池模组，包括模组框架1和设置在模组框架1内的若干电池2，电池2顶部设置有线束隔离板，线束隔离板顶部设置有顶盖，顶盖和线束隔离板之间设置有用于连接电池2的汇流排以及用于采集电池2电压和温度的采集电路板。模组框架1包括端板11、侧板12和底板3。两块端板11相对并相互平行设置，两块侧板12相对并相互平行设置，两块侧板12的两端分别与端板11连接，端板11的底端与底板3相连，从而组成方形结构并且具有顶部开口收容腔的模组框架1。本实施例中，端板11和侧板12之间通过焊接相连，端板11和底板3之间通过焊接相连。电池2收容于模组框架1的收容腔内，底部设置在底板3上，并由底板3所支撑。底板3即为本实用新型所指的一种用于电池模组的底板。
底板3，参照图3和图4，呈板状结构，包括顶面31、底面和四个侧面32。底板3内设置有容纳腔33。顶面31上设置有若干与容纳腔33连接的泄放口311。通过低熔点合金制成的密封块312对泄放口311进行密封，使得容纳腔33内密封有防火材料。由此，当电池2热失控，底板3受电池2加热升温，密封块312能够熔化而打开泄放口311，容纳腔33内所密封的防火材料由此能够通过泄放口311释放，进行隔热阻燃，防止热扩散。
此外，需要指出的是，电池模组的模组框架1、模组框架1内的电池2、顶盖和线束隔离板之间的汇流排以及采集电路板，为本领域技术人员所熟悉，本说明书不再示例赘述。
本领域技术人员理解，上述结构下，可选择的防火材料有很多种。具体来说，要求防火材料在释放后能够起到阻燃、隔热、灭火效果。比如可以为气溶胶灭火剂，或者泡沫灭火剂，或者其他类型的防火材料。其他类型的防火材料，比如冷却剂、或者制冷剂、或者电解液添加剂、或者阻燃灭火材料。一般来说，防火材料封装在容纳腔33内时，容纳腔33内处于高压状态，压强为2~5Mpa，由此，当密封块312熔化，泄放口311打开，通过内部的容纳腔33内的高压释放出防火材料。
为使得防火材料具有更好的防火效果，防火材料优选为封装在容纳腔33内时为液态，释放后为气态的材料。也就是，容纳腔33内所密封的防火材料为液体，并且防火材料由液相转气相的相变温度不超过密封块312的熔化温度，使得当密封块312熔化泄放口311打开时，容纳腔33内所密封的防火材料能够通过泄放口311以气态方式释放。由此，防火材料由液相转成气相能够大量吸收热量，从而起到吸热降温作用。此类的防火材料也比较多，一般来说，要求此类防火材料在气态下密度高于空气和氧气，由此释放后气态的防火材料能够稀释甚至排除模组框架1的收容腔内的空气和氧气，从而避免热失控状态下的电池2起火燃烧。这类防火材料包括不限于七氟丙烷、全氟聚醚、全氟己酮、卤代烷、氢氟烃类化合物或全氟类化合物。这类防火材料可以是上述化合物的其中一种或者多种之混合。其中，氢氟烃类化合物包括但不限于R134A、R125、R32、R407C、R410A、R152等，全氟类化合物包括但不限于全氟己酮、全氟聚醚。上述材料以七氟丙烷为例，在1个大气压强下，七氟丙烷的沸点为零下16度，但其临界温度为100度左右，因此，七氟丙烷在高压常温的情形下能够保持液态。也就是，七氟丙烷能够以高压液体的方式封装于底板3的容纳腔33内。当低熔点合金制成的密封块312熔化，泄放口311打开时，容纳腔33内的气压急剧下降，七氟丙烷迅速由液态转成气态，并通过泄放口311释放，此时，七氟丙烷大量吸收热量。
此外，防火材料为液体时，通过防火材料在容纳腔33内的流动导热，能够对底板3上的各个电池2起到均温效果，使得各电池2的温度尽量保持一致，从而延长电池包的使用寿命。
此外，本领域技术人员理解，低熔点合金通常是指熔点为300℃以下的合金。具体到本实施例中，低熔点合金要求熔点为70-200℃的合金，优选为熔点为70-90℃的合金。本实施例中，低熔点合金采用由50%铋、27%铅、13%锡、10%镉所组成的合金，该合金熔点为70℃。
此外，为便于容纳腔33内防火材料的灌注，底板3的侧面32上设置有进料口321和排气孔322。由此容纳腔33通过进料口321灌注防火材料时，容纳腔33内的空气能够经排气孔322排出。容纳腔33内防火材料灌注完成后，进料口321和排气孔322密封。进料口321和排气孔322的密封，可以采用密封钉或者密封珠。密封钉或者密封珠对进料口321和排气孔322进行密封时，可以采用焊接方式，或者可以采用粘接方式，或者可以采用过盈塞入等方式进行密封。本实施例中，优选采用过盈尺寸0.02~1.00mm的带有锥形的密封钉，表面涂覆密封胶后，以强力塞入进料口321和排气孔322，然后再采用激光焊接或氩弧焊接进行加固密封，也就是，本实施例采用了过盈塞入、粘接和焊接相结合的方式。
此外，为便于泄放口311打开后防火材料的释放，本实施例中，底板3的顶面31上还设置有若干凹槽313。泄放口311位于凹槽313内。底板3上的电池2则横跨凹槽313设置。由此，通过凹槽313避免泄放口311直接与电池2底部贴合，构筑了泄放口311和电池2之间的防火材料释放通道，从而使得防火材料能够通过该释放通道释放排出。该释放通道内的防火材料再经电池2与电池2的间隙填充整个模组框架1内的收容腔。此外，为达到最好的防火效果，本实施例中，每个凹槽313内设置的泄放口311与电池2相对应，使得电池2位于其对应的泄放口311的正上方。具体到本实施例中，模组框架1内设置有四个电池2，底板3的顶面31上有三个凹槽313，每个电池2对应的底板3的位置上设置有三个泄放口311。三个泄放口311分别位于三个凹槽313。而每个凹槽313内设置有四个泄放口311，分别对应四个电池2。
此外，进一步地，底板3与电池2之间还设置有绝缘片5，绝缘片5厚度0.1mm，主要起绝缘效果，无隔热效果，所以对底板3的隔热防火材料的影响不大。此外，需要注意的是，本领域技术人员理解，绝缘片5应当避免覆盖底板3上的凹槽313。
此外，本领域技术人员理解，容纳腔33内的防火材料通常还需要满足无毒，对环境无污染的材料。
Claims (10)
1.一种用于电池模组的底板，所述底板呈板状结构，包括顶面、侧面和底面；其特征在于，所述底板内设置有容纳腔；所述顶面上设置有若干与所述容纳腔连接的泄放口；通过低熔点合金制成的密封块对所述泄放口的密封，使得所述容纳腔内密封有防火材料；当所述底板受热升温，所述密封块熔化所述泄放口打开时，所述容纳腔内所密封的防火材料能够通过所述泄放口释放。
2.如权利要求1所述的底板，其特征在于，所述防火材料为气溶胶灭火剂或泡沫灭火剂。
3.如权利要求1所述的底板，其特征在于，所述容纳腔内所密封的防火材料为液体；所述防火材料由液相转气相的相变温度不超过所述密封块熔化温度，使得当所述密封块熔化所述泄放口打开时，所述容纳腔内所密封的防火材料能够通过所述泄放口以气态方式释放。
4.如权利要求1所述的底板，其特征在于，所述低熔点合金是指熔点为70-200℃的合金。
5.如权利要求1所述的底板，其特征在于，所述侧面上设置有进料口。
6.如权利要求1所述的底板，其特征在于，所述容纳腔内的压强为2~5Mpa。
7.如权利要求3所述的底板，其特征在于，所述防火材料采用冷却剂、或者制冷剂、或者电解液添加剂、或者阻燃灭火材料。
8.如权利要求1至7任一项所述的底板，其特征在于，所述顶面上还设置有若干凹槽；所述泄放口位于所述凹槽内。
9.一种电池模组，包括模组框架和设置在所述模组框架内的电池，所述模组框架包括端板和侧板；其特征在于，所述模组框架还包括如权利要求1至7任一项所述的底板，所述电池设置在所述底板上。
10.如权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述底板的顶面上设置若干凹槽；所述泄放口位于所述凹槽内；所述电池横跨各个凹槽，使得所述凹槽内的泄放口正对所述电池。
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