CN215933765U - 排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆 - Google Patents
排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215933765U CN215933765U CN202190000083.8U CN202190000083U CN215933765U CN 215933765 U CN215933765 U CN 215933765U CN 202190000083 U CN202190000083 U CN 202190000083U CN 215933765 U CN215933765 U CN 215933765U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow path
- exhaust
- hole
- disc
- battery pack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 36
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 85
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/35—Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/14—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member
- F16K17/16—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K24/00—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures
- F16K24/04—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures for venting only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆。排气装置包括：内侧支架，内侧支架在中央部分包括供气体流入的第一通孔；外侧支架，外侧支架在中央部分包括与内侧支架的第一通孔连通的第二通孔，并且包括供流入的气体排放到外部的流路；和排气盘，排气盘构造为通过使内侧支架与外侧支架结合来遮挡第一通孔和第二通孔，并且当被施加预定的压力时排气盘破裂，其中形成在外侧支架的流路的截面积配置为沿气体排放方向从流路的入口部到流路的出口部连续或顺序减小。通过沿气体排放方向逐渐减小流路的截面积，即使使用具有相同面积的排气盘，也可排放更大流速的气体。
Description
技术领域
本申请要求基于2020年1月14日提交的韩国专利申请第10-2020-0004772 号的优先权的权益，通过引用将该韩国专利申请的全部内容并入本文。
本实用新型涉及一种排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆。
背景技术
应用于电动车辆等的电池组具有包括多个二次电池的多个电池模块串联或并联连接以获得高输出的结构。二次电池可通过包括正极集流体和负极集流体、隔膜、活性材料、电解液等的部件之间的电化学反应而重复充电和放电。
在二次电池中，随着重复充电/放电，在使用期间的任何时间都可能从内部产生气体，这被称为排气(venting gas)。例如，当流动过电流时，内部二次电池的温度迅速升高。这种温度的迅速升高可引起电解质溶液的分解反应，从而产生气体。当从电池组内部的二次电池产生气体时，这种气体可聚集在电池组内部，从而使电池组爆炸，或者通过电池组的冷却管等流入车辆等中。这样，在电池组中设置了通过将内部气体排放到外部来减小内部压力的排气装置。
可根据供电池组内部的气体流入的入口与排放气体的出口之间的内部压力而破裂的排气盘通常插入到这种排气装置。然而，由于现有的排气装置具有其中气体的入口部与出口部简单连通的圆柱形结构，所以入口与出口之间的压力不大，因而可排放的气体的流速存在限制。
实用新型内容
技术问题
本实用新型是为了解决上述问题而创造的，本实用新型的目的是提供一种能够在相同面积的排气盘的情况下以更高流速排放气体的排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆。
技术方案
根据本实用新型的用于电池模块或电池组的排气装置，包括：内侧支架，所述内侧支架在中央部分包括供电池模块或电池组中的气体流入的第一通孔；外侧支架，所述外侧支架在中央部分包括与所述内侧支架的所述第一通孔连通的第二通孔，并且包括供流入的气体排放到外部的流路；和排气盘，所述排气盘构造为通过使所述内侧支架与所述外侧支架结合来遮挡所述第一通孔和所述第二通孔，并且当被施加预定的压力时所述排气盘破裂，其中形成在所述外侧支架的流路的截面积配置为沿气体排放方向从所述流路的入口部到所述流路的出口部连续或顺序减小。
在一具体示例中，在所述外侧支架的所述第二通孔中形成有包括所述流路的排放引导构件，所述排放引导构件与所述第二通孔连接。
在一个示例中，所述排放引导构件形成的所述流路具有截锥形状。
在另一个示例中，所述排放引导构件形成的所述流路具有其中所述流路的截面积朝向所述出口部连续减小，形成在所述流路的内壁上的倾斜表面凹形地弯曲的截锥形状。
在另一个示例中，所述排放引导构件形成的所述流路具有其中所述流路的截面积朝向所述出口部连续减小，形成在所述流路的内壁上的倾斜表面凸形地弯曲的截锥形状。
在一个具体示例中，所述入口部的截面积对应于形成在所述内侧支架上的所述第一通孔的截面积。
在另一个具体示例中，所述出口部的截面积对应于所述入口部的截面积的 40％至80％。
在一个示例中，在所述流路的内壁形成有突出部，所述突出部具有螺纹、压纹或直线的图案。
在一具体示例中，所述排气盘包括：盘外周部，所述盘外周部构造为与所述内侧支架和所述外侧支架结合；和盘内周部，所述盘内周部构造为与所述盘外周部形成一体并遮挡所述第一通孔和所述第二通孔，并且当被施加预定压力时所述盘内周部破裂。
在一具体示例中，所述盘内周部由当被施加预定压力时能够破裂的金属或塑料材料制成。
在一具体示例中，在所述盘内周部上形成有当被施加预定压力时破裂的凹口。
在一个示例中，在所述外侧支架与所述排气盘之间或者在所述内侧支架与所述排气盘之间插置有盘垫。
本实用新型提供了一种包括上述排气装置的电池模块，所述电池模块包括：多个二次电池；和其上安装有所述二次电池的模块框架，其中在所述模块框架的一侧形成有所述排气装置。
在一具体示例中，所述电池模块进一步包括密封构件，所述密封构件构造为密封所述模块框架与所述排气装置的外周之间的部分。
此外，本实用新型提供了一种包括上述排气装置的电池组，所述电池组包括：构造为包括多个二次电池的电池模块；和电池组壳体，所述电池组壳体构造为包括其上安装有所述电池模块的托架和用于覆盖所述电池模块的电池组盖，其中在所述电池组壳体的一侧形成有所述排气装置。
此时，在所述电池组中，所述电池模块可以是如上所述在所述模块框架的一侧形成有排气装置的电池模块。
在一个示例中，所述电池组进一步包括密封构件，所述密封构件构造为密封所述电池组壳体与所述排气装置的外周之间的部分。
此外，本实用新型提供了一种包括所述电池组的车辆。
有益效果
根据本实用新型的排气装置及包括该排气装置的电池模块和电池组，即使使用相同面积的排气盘，也可通过以更高流速排放气体来提高电池模块和电池组的安全性。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施方式的排气装置的透视图。
图2是示出根据本实用新型一实施方式的排气装置中的支架和排气盘的结合形式的透视图。
图3是示出根据本实用新型一实施方式的排气盘的形状的示意图。
图4是图解本实用新型一实施方式的排气盘和外侧支架的截面的示意图。
图5是图解本实用新型另一实施方式的排气盘和外侧支架的截面的示意图。
图6是图解本实用新型又一实施方式的排气盘和外侧支架的截面的示意图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本实用新型。在本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为限于普通术语或词典术语，发明人可适当定义术语的概念以便最佳地描述其实用新型。术语和词语应当被解释为与本实用新型的技术思想一致的含义和概念。
根据本实用新型的用于电池组的排气装置包括：内侧支架，内侧支架构造为具有通过在中央部分具有通孔来用作供电池组中的气体流入的流路的结构；外侧支架，外侧支架构造为具有与内侧支架的通孔连通的通孔，并且具有供流入的气体排放到外部的流路；和排气盘，排气盘构造为通过使内侧支架与外侧支架结合来遮挡通孔，并且当被施加预定的压力时排气盘破裂，其中形成在外侧支架的流路的截面积配置为沿气体排放方向连续或顺序减小。此时，内侧是指气体从电池模块或电池组的内部流入的方向，外侧是指气体流出到外部的方向。
通常，在电池组中安装有多个电池模块，在每一个电池模块中内置有多个二次电池。由于电解液因重复充电/放电的分解等反应，这些二次电池产生气体。电池充放电过程中产生的热量促进了气体的产生，并且气体膨胀，从而使电池模块或电池组内部的压力升高。当这种过程持续进行时，电池模块或电池组可能会爆炸，或者内部气体可能会通过导管等流入到车辆等中。因此，当气体的压力变为预定大小以上时，通过使排气盘破裂来附接用于排放气体的排气装置。
这种气体通常是体积相对于压力变化的可压缩流体。当空气以高速流动时，一些区域具有较高的压力和密度，空气的体积减小。然而，在上述气体的气体排放过程中，气体的排放率较小，其显示出了可忽略体积根据压力变化的未压缩流动现象。在该未压缩流动中，流体上的电压力恒定，并且流体的压力和速度成反比。就是说，当流体的压力增加时，流速减小，而当流体的压力减小时，流速增加。
此外，在流路的截面积沿气体排放方向逐渐减小的情况下，具有较大截面积的入口部中的内部压力随着空气的速度减小而增加，并且具有较小截面积的出口部中的内部压力随着空气的速度增加而减小。结果，入口与出口之间的压力差进一步局部地增加，即使使用具有相同面积的排气盘，也可排放更大流速的气体。因此，当由于电池组中产生的气体引起的内部压力超过基准值时，气体被快速排放，可提高电池模块和电池组的安全性。
在一个示例中，在形成在外侧支架的中央部分中的通孔中形成有具有排气流路的排放引导构件，排放引导构件与该通孔连接，排气流路的截面积配置为从流路的入口部到流路的出口部连续或顺序减小。排放引导构件具有可移除或更换的结构。在本实用新型中，通过将用于确定流路形状的单独的引导构件插入到外侧支架中，气体的排放变得平稳，可容易更换部件，并且可容易改变流路的形状。在这种情况下，形成在排放引导构件中的排气流路是作为形成在外侧支架中的通孔，起到供气体排放到外部的流路的作用。
在一个示例中，形成在排放引导构件上的排气流路具有截锥形状。具体地，在排放引导构件中，入口部和出口部的形状是圆形的，它们分别形成截锥形状的底表面和顶表面。由于截面积沿从入口部朝向出口部的方向逐渐减小，所以在流路的内壁形成倾斜表面。此时，截面积的减小率在整个流路中是恒定的。
截面积的减小率可具有在整个流路中变化的形状。在另一个示例中，形成在排放引导构件上的排气流路具有其中随着排气流路的截面积朝向出口部连续减小，形成在流路的内壁上的倾斜表面凹形地弯曲的截锥形状。在此，倾斜表面凹形地弯曲的形状指的是，在流路的垂直截面上，倾斜表面朝向流路的外侧凹入的形状。在这种情况下，在气体流入的入口部附近的区域中，截面积的减少率较小，并且减小率朝向排放气体的出口部增加。
在另一个示例中，形成在排放引导构件上的排气流路具有其中随着排气流路的截面积朝向出口部连续减小，形成在流路的内壁上的倾斜表面凸形地弯曲的截锥形状。在此，倾斜表面凸形地弯曲的形状指的是，在流路的垂直截面上，倾斜表面朝向流路的中心突出的形状。在这种情况下，在气体流入的入口部附近的区域中，截面积的减小率较大，并且减小率朝向排放气体的出口部增加。在排放引导构件中，形成在排放引导构件中的流路的形状根据电池组的安全基准等被设计为各种形式。
在具体示例中，入口部的截面积对应于形成在内侧支架中的通孔的截面积。这样，可防止电池组内部产生的气体的压力或流速在进入形成在排放引导构件中的流路之前发生变化。例如，当入口部的截面积大于形成在内侧支架的通孔的截面积时，气体逐渐穿过流路的内侧支架和入口部，流路的截面积沿着气体的流动方向增加，这会减小气体排放期间的气体流速，可降低本实用新型的效果。
此外，可根据电池模块和电池组的结构或安全条件适当地选择出口部的截面积，但可以是入口部的截面积的40％至80％。具体地，出口部的截面积是入口部的截面积的50％至70％，并且可以更具体地是55％至65％。当出口部的截面积小于入口部的截面积的40％时，出口部变得过窄。另一方面，当出口部的截面积超过入口部的截面积的80％时，入口部与出口部的截面积之间的差值过度减小，使得由于入口部和出口部处的压力差减小，气体排放的效率降低。
在一个具体示例中，在流路的内壁上可形成有用于辅助气体排放的图案。例如，图案可以是具有螺纹、压纹或与气体排放方向平行的直线的图案的突出形状。具体地，图案可以是沿着流路的内壁覆盖流路内侧的压纹或螺纹突起的形式。该图案可促进气体排放。
此外，在根据本实用新型的用于电池模块和电池组的排气装置中，排气盘包括：盘外周部，盘外周部构造为与内侧支架和外侧支架结合；和盘内周部，盘内周部构造为与盘外周部形成一体并遮挡通孔，并且当被施加预定压力时盘内周部破裂。
盘外周部是用于固定支架和排气盘的部件。盘外周部的一个表面与内侧支架接触，盘外周部的另一个表面与外侧支架接触。盘外周部可进一步包括沿着外周方向的固定孔，并且内侧支架、盘外周部和外侧支架可通过螺栓固定方法结合为一体。
盘的内周部由当被施加预定压力时能够破裂的金属或塑料材料制成。例如，盘的内周部可由铜、铝或不锈钢的金属、或者塑料形成。可根据破裂时的压力条件适当选择盘的内周部，本实用新型的范围不限于此。
盘内周部通过在正常条件下阻挡内侧支架的通孔来防止湿气或异物流入电池组中。然而，当在电池组中产生大量气体时，电池组中的压力升高，并且压力进行作用而破坏盘的内周部。此时，由于电池模块或电池组内部的压力高于外部的压力，所以内部气体可被排放到电池模块或电池组的外部。
形成凹口，使得当预定压力施加到盘的内周部时，盘的内周部可破裂。通过从盘的表面起在厚度方向上局部切割出这种凹口。凹口可设计成十字形、圆化矩形、U形或椭圆形，并且凹口的截面可具有梯形、V形或方形等。形成在盘的内周部中的凹口的形状不限于此，可具有各种形状。
在一个具体示例中，在外侧支架与排气盘之间或者在内侧支架与排气盘之间插置有盘垫。这种盘垫可设置成与盘外周部对应的形式的圈形或环形。盘垫是用来提高外侧支架与排气盘之间以及内侧支架与排气盘之间的气密性，并且防止盘外周部的破损。例如，盘垫可由弹性橡胶材料等形成。
此外，本实用新型提供了一种包括上述排气装置的电池模块。根据本实用新型的电池模块包括：多个二次电池；和其上安装有二次电池的模块框架，其中在模块框架的一侧形成有排气装置。
具体地，二次电池具有通过交替堆叠正极、负极和隔膜产生的电极组件与电解液一起安装在电池壳体中的形式。这种二次电池的构造对于本实用新型所属领域的技术人员而言是显而易见的，因而将省略其更详细的描述。此外，电池模块的模块框架与排气装置结合的方案可与稍后将描述的电池组与排气装置结合的方案相同。
此外，电池模块可进一步包括密封构件，密封构件构造为密封模块框架与排气装置的外周之间的部分。密封构件可以是橡胶环或硅树脂，并且可通过被安装在排气装置与模块框架之间的间隙来密封电池模块。
此外，本实用新型提供一种包括上述排气装置的电池组。
在一个示例中，根据本实用新型的电池组包括：构造为包括多个二次电池的电池模块；和电池组壳体，电池组壳体构造为包括其上安装有电池模块的托架和用于覆盖电池模块的电池组盖，其中在电池组壳体的一侧形成有上述排气装置。
首先，电池模块包括多个二次电池和容纳它们的模块框架、以及安装在模块周围的电器件。具体地，电池单元可以是袋型电池单元并且具有包括电极组件、电解液和袋壳体的结构。这种电池单元的构造对于本实用新型所属领域的技术人员而言是显而易见的，因而将省略其更详细的描述。此外，可在根据本实用新型的电池组中采用提交本实用新型时已知的各种二次电池。此外，电器件包括监测和控制电池模块的运行的电池管理系统(BMS，Battery Management System)、控制电池模块的电连接的电池断开单元(BDU，BatteryDisconnection Unit)、位于电池模块与BMS之间并且提供阻断过电流的功能的熔断器等。
电池组壳体包括：位于下侧的安装电池模块的托盘；和覆盖电池模块的侧部和顶部的电池组盖，托盘和电池组盖可通过螺栓固定式结合。
在电池组壳体的一侧形成有用作排气口的孔，并且上述用于电池组的排气装置可结合至该孔。由于二次电池等中产生的、电池组的内部气体的密度通常大于空气的密度，所以在排气方面而言，排气口优选位于电池组的下部。然而，根据应用电池组的结构或特性，可改变这种排气口的位置。
具体地，用于电池组的排气装置可在内侧支架、排气盘和外侧支架全部结合的状态下插入到形成在电池组壳体中的孔内并且被固定。为此，在排气装置中，可在内侧支架和外侧支架中的一个或多个的外周部处形成用于与电池组结合的单独的螺栓通孔，并且还可在对应于电池组壳体的位置形成螺栓通孔。具体地，外侧支架的外周部可比内侧支架延伸更多，可在延伸的部分中形成螺栓通孔。在这种情况下，排气装置被插入到形成在电池组壳体的孔中，然后通过螺栓固定而结合。此外，排气口部分可从电池组壳体突出，由此形成管部，排气装置可插入到该管部中。
在这种情况下，在排气装置的外周部与形成在电池组壳体中的孔之间产生间隙。这样，内部气体可通过该间隙排放到外部。在这种情况下，随着电池组的内部和外部之间的压力差减小，排气装置的效率降低，并且可在不期望时排放气体。为了解决这一问题，电池组可包括密封构件，密封构件密封电池组壳体与排气装置的外周之间的部分。具体地，密封构件可以是橡胶环或硅树脂，并且可通过被安装在排气装置与电池组壳体之间的间隙来密封电池组。即，在根据本实用新型的电池组中，在内部被密封的状态下，当内部压力超过基准值时，排气盘破裂，从而排放电池组内部的气体。此时，由于流路的截面积沿气体排放方向逐渐减小，所以可以以更大流速排放气体。
此外，本实用新型可提供一种包括上述电池组的车辆。例如，车辆是电动车辆或混合动力车辆。
下文中，将通过附图等更详细地描述本实用新型。然而，本申请中描述的实施方式和附图中描述的构造仅是本实用新型的最优选实施方式，并不表示本实用新型的全部技术构思。应当理解，在提交本申请时可存在各种等同和变形来替代它们。
(第一实施方式)
图1是根据本实用新型一实施方式的排气装置的透视图，图2是示出根据本实用新型一实施方式的排气装置中的支架和排气盘的结合形式的透视图。
参照图1和图2，根据本实用新型的用于电池模块或电池组的排气装置100 包括：内侧支架110、排气盘130和外侧支架120。内侧支架110、排气盘130 和外侧支架120通过外周处的螺栓彼此结合。在内侧支架110的中央部分形成有通孔(未示出)，以使得电池组内部的气体可流入。在外侧支架120的中央部分形成有通孔121，通孔121与形成在内侧支架110中的通孔连通。此时，具有排气流路的排放引导构件140被插入到形成在外侧支架的中央部分的通孔中，并且该排气流路与该通孔连通。排气流路的截面积配置为从流路的入口部到流路的出口部连续或顺序减小。可在外侧支架120与排气盘130之间、或者内侧支架110与排气盘130之间插置盘垫(未示出)。由于在排气盘130 中形成有凹口134，所以在正常状态下遮挡内侧支架的通孔，但是当被施加预定的压力时，凹口部破裂，从而排放内部气体。
此外，由于排放引导构件140和外侧支架120形成一体，所以形成在外侧支架中的通孔本身可用作流路。在这种情况下，如稍后所述，该通孔可具有其截面积沿气体排放方向逐渐减小的形状。
图3是示出根据本实用新型一实施方式的排气盘130的形状的示意图。参照图3，排气盘130包括盘外周部131、以及与盘外周部131形成一体的盘内周部132。盘外周部131具有与外侧支架和内侧支架对应的环形状，并且具有规则间隔的用于进行螺栓固定的孔133。排气盘130的盘内周部132具有凹口 134，使得盘内周部132可由于预定压力而破裂。例如，凹口134可具有X形状。在这种情况下，即使盘内周部破裂，盘内周部的破裂片也不会完全脱离而是会结合到盘外周部。当盘内周部的破裂片从排气盘完全脱离时，难以将它们移除，这可能会损坏其他部件。
图4是图解本实用新型一实施方式的排气盘和外侧支架的截面的示意图。参照图4，排放引导构件插入到形成在外侧支架120的中央部分的通孔中，并且在中央部分形成有排气流路141。在此，排气流路141的截面积从入口部142 朝向出口部143逐渐减小。在图4中，排气流路具有截锥形状，流路的内壁 144具有截锥的倾斜表面形状，并且排气流路的截面具有梯形形状。
在如上所述流路的截面积沿气体排放方向逐渐减小的情况下，在具有较大截面积的入口部142中，内部压力随着空气的速度减小而增加，并且在具有较小截面积的出口部143中，内部压力随着空气的速度增加而减小。结果，入口部143与出口部143之间的压力差进一步局部地增加，即使使用具有相同面积的排气盘，也可排放更大流速的气体。因此，当由于电池组中产生的气体引起的内部压力超过基准值时，气体被快速地排放，可提高电池模块和电池组的安全性。
(第二实施方式)
图5是图解本实用新型另一实施方式的排气盘和外侧支架的截面的示意图。
参照图5，排放引导构件240插入到外侧支架220的通孔中，并且在中央部分形成有排气流路241。此时，排气流路241具有其中排气流路241的截面积从入口部242朝向出口部243连续减小的形式，使得在排气流路241的内壁 244上形成倾斜表面。此时，排气流路241具有其中倾斜表面凹形地弯曲的截锥形状。在这种情况下，流路的截面积沿气体排放方向逐渐减小，并且入口部与出口部之间的压力差进一步局部地增加，使得即使使用相同面积的排气盘，也可以以更大流速排放气体。
(第三实施方式)
图6是图解本实用新型又一实施方式的排气盘和外侧支架的截面的示意图。
参照图6，排放引导构件340插入到外侧支架320的通孔中，并且在中央部分形成有排气流路341。此时，排气流路341具有其中排气流路341的截面积从入口部342朝向出口部343连续减小的形式，使得在排气流路341的内壁 344上形成倾斜表面。此时，排气流路341具有其中倾斜表面凸形地弯曲的截锥形状。在这种情况下，流路的截面积沿气体排放方向逐渐减小，并且入口部与出口部之间的压力差进一步局部地增加，使得即使使用相同面积的排气盘，也可以以更大流速排放气体。
上述描述仅是说明本实用新型的技术构思，在不背离本实用新型的必要特征的情况下，本实用新型所属领域的技术人员可做出各种修改和变型。因此，本实用新型所公开的附图并非用于限制本实用新型的技术构思，而是用于描述本实用新型，本实用新型的技术构思的范围并不受这些附图的限制。本实用新型的保护范围应以所附权利要求来解释，权利要求等同范围内的所有技术构思应解释为包括在本实用新型的范围内。
另一方面，在本申请中，使用诸如上、下、左、右、前和后之类的表示方向的术语，但是显而易见的是，这些术语仅为了描述方便并且可根据对象的位置或观察者的位置而改变。
(参考标记描述)
100：排气装置
110：内侧支架
120、220、320：外侧支架
121：通孔
130：排气盘
131：盘外周部
132：盘内周部
133：孔
134：凹口
140、240、340：排放引导构件
141、241、341：排气流路
142、242、342：入口部
143、243、343：出口部
144、244、344：内壁
150：螺栓。
Claims (18)
1.一种用于电池模块或电池组的排气装置，其特征在于，所述排气装置包括：
内侧支架，所述内侧支架在中央部分包括供电池模块或电池组中的气体流入的第一通孔；
外侧支架，所述外侧支架在中央部分包括与所述内侧支架的所述第一通孔连通的第二通孔，并且包括供流入的气体排放到外部的流路；和
排气盘，所述排气盘构造为通过使所述内侧支架与所述外侧支架结合来遮挡所述第一通孔和所述第二通孔，并且当被施加预定的压力时所述排气盘破裂，
其中形成在所述外侧支架的流路的截面积配置为沿气体排放方向从所述流路的入口部到所述流路的出口部连续或顺序减小。
2.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，在所述外侧支架的所述第二通孔中形成有包括所述流路的排放引导构件，所述排放引导构件与所述第二通孔连接。
3.根据权利要求2所述的排气装置，其特征在于，所述排放引导构件形成的所述流路具有截锥形状。
4.根据权利要求2所述的排气装置，其特征在于，所述排放引导构件形成的所述流路具有其中所述流路的截面积朝向所述出口部连续减小，形成在所述流路的内壁上的倾斜表面凹形地弯曲的截锥形状。
5.根据权利要求2所述的排气装置，其特征在于，所述排放引导构件形成的所述流路具有其中所述流路的截面积朝向所述出口部连续减小，形成在所述流路的内壁上的倾斜表面凸形地弯曲的截锥形状。
6.根据权利要求2所述的排气装置，其特征在于，所述入口部的截面积对应于形成在所述内侧支架上的所述第一通孔的截面积。
7.根据权利要求6所述的排气装置，其特征在于，所述出口部的截面积对应于所述入口部的截面积的40％至80％。
8.根据权利要求2所述的排气装置，其特征在于，在所述流路的内壁形成有突出部，所述突出部具有螺纹、压纹或直线的图案。
9.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述排气盘包括：
盘外周部，所述盘外周部构造为与所述内侧支架和所述外侧支架结合；和
盘内周部，所述盘内周部构造为与所述盘外周部形成一体并遮挡所述第一通孔和所述第二通孔，并且当被施加预定压力时所述盘内周部破裂。
10.根据权利要求9所述的排气装置，其特征在于，所述盘内周部由当被施加预定压力时能够破裂的金属或塑料材料制成。
11.根据权利要求9所述的排气装置，其特征在于，在所述盘内周部上形成有当被施加预定压力时破裂的凹口。
12.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，在所述外侧支架与所述排气盘之间或者在所述内侧支架与所述排气盘之间插置有盘垫。
13.一种电池模块，其特征在于，包括：
多个二次电池；和
其上安装有所述二次电池的模块框架，
其中在所述模块框架的一侧形成有根据权利要求1至12之一所述的排气装置。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其特征在于，进一步包括密封构件，所述密封构件构造为密封所述模块框架与所述排气装置的外周之间的部分。
15.一种电池组，其特征在于，包括：
构造为包括多个二次电池的电池模块；和
电池组壳体，所述电池组壳体构造为包括其上安装有所述电池模块的托架和用于覆盖所述电池模块的电池组盖，
其中在所述电池组壳体的一侧形成有根据权利要求1至12之一所述的排气装置。
16.根据权利要求15所述的电池组，其特征在于，所述电池模块是根据权利要求13所述的电池模块。
17.根据权利要求15所述的电池组，其特征在于，进一步包括密封构件，所述密封构件构造为密封所述电池组壳体与所述排气装置的外周之间的部分。
18.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求15所述的电池组。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2020-0004772 | 2020-01-14 | ||
| KR1020200004772A KR20210091514A (ko) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 가스 벤팅 장치 및 이를 포함하는 전지팩 |
| PCT/KR2021/000398 WO2021145646A1 (ko) | 2020-01-14 | 2021-01-12 | 가스 벤팅 장치 및 이를 포함하는 전지팩 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215933765U true CN215933765U (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=76864336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202190000083.8U Active CN215933765U (zh) | 2020-01-14 | 2021-01-12 | 排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220166104A1 (zh) |
| EP (1) | EP3916900A4 (zh) |
| JP (1) | JP7174864B2 (zh) |
| KR (1) | KR20210091514A (zh) |
| CN (1) | CN215933765U (zh) |
| WO (1) | WO2021145646A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220037195A (ko) * | 2020-09-17 | 2022-03-24 | 에스케이온 주식회사 | 배터리 팩 |
| CN115552707A (zh) * | 2021-02-23 | 2022-12-30 | 株式会社Lg新能源 | 通气装置及包括该通气装置的电池组 |
| JP2023525300A (ja) * | 2021-02-23 | 2023-06-15 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | ガスベンティング装置およびこれを含む電池パック |
| EP4246692A1 (en) * | 2021-08-17 | 2023-09-20 | LG Energy Solution, Ltd. | Battery pack and device including same |
| KR20230064247A (ko) * | 2021-11-03 | 2023-05-10 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 |
| WO2023157999A1 (ko) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | 에프엠에스 주식회사 | 배터리 팩용 벤팅 디바이스 |
| KR20230171701A (ko) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 가스 벤팅 장치, 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩 |
| KR20230172247A (ko) * | 2022-06-15 | 2023-12-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 가스 벤팅 장치, 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩 |
| KR20230172248A (ko) * | 2022-06-15 | 2023-12-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 가스 벤팅 장치, 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩 |
| KR102528689B1 (ko) | 2022-10-14 | 2023-05-04 | 에프엠에스 주식회사 | 배터리 팩용 벤팅디바이스 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000164179A (ja) | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Honda Access Corp | バッテリー用の水素ガス処理装置 |
| WO2010116504A1 (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | トヨタ自動車株式会社 | 電池、車両及び電池使用機器 |
| JP2012156057A (ja) | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Panasonic Corp | 電池モジュールおよびそれを含む電池パック |
| JP5803553B2 (ja) * | 2011-10-14 | 2015-11-04 | 日産自動車株式会社 | 密閉型電池の排気栓 |
| JP2013114991A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 二次電池 |
| JP5818004B2 (ja) | 2012-01-12 | 2015-11-18 | 睦月電機株式会社 | 密閉型電気化学デバイス用封口板 |
| DE102013210335A1 (de) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | Robert Bosch Gmbh | Galvanische Zelle und Batteriesystem mit wenigstens einer galvanischen Zelle |
| KR102295629B1 (ko) * | 2013-09-12 | 2021-08-27 | 가부시키가이샤 지에스 유아사 | 축전 장치 |
| JP6252054B2 (ja) | 2013-09-12 | 2017-12-27 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電装置 |
| JP6390062B2 (ja) | 2014-12-08 | 2018-09-19 | 三菱重工業株式会社 | 電池モジュール |
| JP2018077932A (ja) * | 2015-03-18 | 2018-05-17 | 三洋電機株式会社 | 電源装置 |
| KR101831817B1 (ko) * | 2015-03-20 | 2018-02-23 | 주식회사 엘지화학 | 가스 배출 수단 및 내,외부의 압력 보상 수단을 갖는 차량용 배터리 팩 |
| KR102578862B1 (ko) * | 2016-03-22 | 2023-09-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR102142087B1 (ko) | 2016-10-11 | 2020-08-06 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 팩 |
| JP7394521B2 (ja) | 2018-06-20 | 2023-12-08 | 日東電工株式会社 | 通気ユニット |
| KR102365694B1 (ko) | 2018-07-04 | 2022-02-18 | 강경탁 | 부잔교의 연결장치 |
| CN210224095U (zh) | 2019-06-20 | 2020-03-31 | 浙江正泰电器股份有限公司 | 电池系统散热装置 |
-
2020
- 2020-01-14 KR KR1020200004772A patent/KR20210091514A/ko not_active Application Discontinuation
-
2021
- 2021-01-12 US US17/432,980 patent/US20220166104A1/en active Pending
- 2021-01-12 EP EP21741090.1A patent/EP3916900A4/en active Pending
- 2021-01-12 JP JP2021560072A patent/JP7174864B2/ja active Active
- 2021-01-12 CN CN202190000083.8U patent/CN215933765U/zh active Active
- 2021-01-12 WO PCT/KR2021/000398 patent/WO2021145646A1/ko unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3916900A4 (en) | 2022-05-18 |
| EP3916900A1 (en) | 2021-12-01 |
| US20220166104A1 (en) | 2022-05-26 |
| WO2021145646A1 (ko) | 2021-07-22 |
| JP2022528263A (ja) | 2022-06-09 |
| KR20210091514A (ko) | 2021-07-22 |
| JP7174864B2 (ja) | 2022-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN215933765U (zh) | 排气装置、包括该排气装置的电池模块和电池组、以及车辆 | |
| CN111279516B (zh) | 设置有排气流路的电池组 | |
| KR101831817B1 (ko) | 가스 배출 수단 및 내,외부의 압력 보상 수단을 갖는 차량용 배터리 팩 | |
| US20220093995A1 (en) | Battery pack, vehicle and control method for alleviating thermal runaway spreading of battery pack | |
| CN114175363B (zh) | 电池及其相关装置、制备方法和制备设备 | |
| KR101643697B1 (ko) | 배터리 셀 모듈, 배터리 셀 모듈 작동 방법, 배터리 및 자동차 | |
| EP3133668B1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
| JP5117387B2 (ja) | バッテリーパックの冷却装置 | |
| US20220209333A1 (en) | Battery pack, vehicle and control method for alleviating spreading of thermal runaway of battery pack | |
| EP3614455A1 (en) | Battery pack with function of preventing inflow of leaking coolant | |
| KR20130056530A (ko) | 배터리 팩 | |
| KR20120015900A (ko) | 차량용 이차전지 배터리팩의 냉각장치 | |
| CN107710458B (zh) | 电极引线和具有该电极引线的二次电池 | |
| CN116526015A (zh) | 电池模组及储能系统 | |
| KR20140123757A (ko) | 배터리 팩 | |
| JP2023528296A (ja) | 電池、電力消費装置、電池を製造する方法と装置 | |
| CN115004456A (zh) | 电池组和包括该电池组的车辆 | |
| JP7415048B2 (ja) | ガスベンティング装置およびこれを含む電池パック | |
| CN115699435A (zh) | 气体排放装置和包括该气体排放装置的电池组 | |
| JP2023508369A (ja) | 電池、その関連装置、製造方法及び製造機器 | |
| EP3686986A1 (en) | Battery module and battery pack including same | |
| KR20220120489A (ko) | 가스 벤팅 장치 및 이를 포함하는 전지팩 | |
| CN220382259U (zh) | 电池及电池装置 | |
| KR102712004B1 (ko) | 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 | |
| CN117766939B (zh) | 一种电池及电池包 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |