CN215955428U - 一种用于电池模组的模组上盖及其电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电池包的模组上盖及其电池模组。包括模组框架和若干设置在所述模组框架中的电池，所述电池的顶端设置有电池安全阀；还包括模组上盖，所述模组上盖上设置有灭火装置；所述灭火装置包括金属外壳，所述金属外壳内设置有至少一个的腔体，所述腔体内设置有灭火材料。本实用新型通过设置在模组上盖的灭火装置，减少/防止电池热失控的发生可能。
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模组上盖及其电池模组。
背景技术
为了获得更高能量/功率，往往使用多个电池连接起来制作成模组/电池包，目前的动力电池中，如果电池被滥用或错误使用，内部很可能产生气体、大量热或其他物质时，还有可能发生爆炸，为了获得高体积能量，多个电池之间间距都比较小，这样发生异常的电池很容易引起周围连锁反应，甚至发生热失控。
为了解决这一问题，行业里往往另外使用一个装有灭火药剂的灭火罐，并预装了一定压力，再把该罐使用管连接入电池包内，在该管道上设置有关闭阀，在火灾发生时，该关闭阀及时打开，通过灭火罐里的压力把灭火药剂注入电池箱内，达到灭火/降温目的，防止灾情进一步扩大。
相对传统无灭火装置的电池包，虽然有一定灭火功能，但该技术存在如下缺陷：
（1）需要另外配备一个具有一定压力的压力罐；
（2）压力罐需要定期计量、校核安全性；
（3）要额外一个地方安装该压力罐；
（4）需要很多附属配备件，如开、关阀体、输送管道、进出箱体密封连接件；
（5）触发方式不是很可靠，靠电池包内的温度感应/盐雾感应来触动开关阀体，失效风险比较大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题：本实用新型通过灭火装置的设置和对电池模组的优化，减少/防止电池热失控的发生可能。
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模组上盖，所述模组上盖上设置有灭火装置；所述灭火装置包括金属外壳，所述金属外壳内设置有至少一个的腔体，所述腔体内设置有灭火材料；所述金属外壳至少存在部分由可熔化材料制成，使得电池安全阀爆开后所冲出的高温物质能够将其熔化从而释放所述灭火材料。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述灭火材料包括气溶胶灭火剂、六氟丙烷、七氟丙烷、全氟己烷、全氟己酮、全氟聚醚、哈龙、二氧化碳、全氟辛酸铵、乙氧基五氟环三磷腈、六氟丙烯三聚体、三氟乙基磷酸酯、全氟壬烯或氢氟烃类化合物中的一种或者多种之混合；其中，所述氢氟烃类化合物包括R134A、R125、R32、R407C、R410A、R152。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述灭火装置与所述模组上盖为分体件，所述灭火装置采用纯铝、或者铝合金材料制成，并且外表面通过绝缘处理成绝缘体；所述灭火装置通过卡扣、或螺栓、或胶水固定在所述模组上盖上。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述模组上盖上安装所述灭火装置的部分设置为平面，或向上凸起的凸槽。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述模组上盖用于安装所述灭火装置的所述平面或凸槽内设置有至少一组的卡扣结构，所述卡扣结构包括两个卡接脚，两个所述卡接脚的顶部设置有相对凸起的凸台；当所述灭火装置卡入两个所述卡接脚之间时，通过所述凸台抵触外表面固定在所述模组上盖上。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述模组上盖上安装所述灭火装置的部分设置为向下凸起的凹槽；所述模组上盖的宽度为b，所述凹槽宽度为a，1/6b≤a≤2/3b。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述灭火装置与所述模组上盖为一体件，采用纯铝、或者铝合金材料制成，并且外表面通过绝缘处理成绝缘体。
进一步，根据本实用新型的模组上盖，所述金属外壳至少一端设置有开口，所述开口与所述腔体贯通，所述开口通过设置有的密封盖密封；所述金属外壳上还设置有注液口，通过所述注液口向所述腔体注入所述灭火材料，所述注液口通过设置有的密封塞密封。
一种电池模组，包括模组框架和若干设置在所述模组框架中的电池，所述电池的顶端设置有电池安全阀；还包括如上所述的模组上盖，当所述模组上盖安装在所述电池顶上时，所述灭火装置正对所述电池安全阀。
进一步，根据本实用新型的电池模组，所述模组上盖采用塑料材料制成，成型方式采用注塑，或吹塑，或热缩。
本实用新型的技术效果如下：本实用新型通过在模组上盖上设置有的灭火装置，减少/防止电池热失控的发生可能。
附图说明
图1是本实用新型中电池模组的分解结构图。
图2是本实用新型中实例一中模组上盖的结构图。
图3是图2中模组上盖的分解图。
图4是图3中灭火装置的内部结构示意图。
图5是本实用新型实施例一中模组上盖上设置有凸槽时的结构示意图。
图6是本实用新型实施例二中模组上盖上设置有凹槽时的结构示意图。
图7是本实用新型实施例三中模组上盖的结构示意图。
图8是图7背部结构示意图。
其中，
1是模组框架，11是端板，12是侧板；
2是电池，21是电池安全阀；
3是线束隔离板，31是灭火孔，32是避让槽；
4是模组上盖，41是凸槽，42是卡扣结构，421是卡接脚，422是凸台，43是凹槽；
5是灭火装置，51是金属外壳，511是腔体，512是灭火材料，513是可熔化窗；
6是连通槽，7是密封盖，8是注液口，9是密封塞。
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所示，一种电池模组包括模组框架1、若干设置在模组框架1中的电池2、线束隔离板3以及设置在电池模组顶部的模组上盖4；电池2的顶端设置有电池安全阀21；电池安全阀21开启压力设置0.02~1.00MPa，优先设置0.6MPa开启。线束隔离板3上设置有用于连接电池2的汇流排和用于采集电池2温度和电压的采集电路板；为了方便电池安全阀21使用，在线束隔离板3上设置有对应的灭火孔31；具体地，模组框架1包括两块端板11和两块侧板12；两块端板11分别设置在电池2排列方向的两端，两块侧板12分别设置在电池2排列方向的两侧，侧板12的两端分别与两块端板11连接，通过侧板12与端板11从两端和两侧夹持电池2 。模组上盖4设置在电池2顶部，线束隔离板3设置在电池2与模组上盖4之间。模组上盖4即为本实用新型所指的一种用于电池模组的模组上盖。模组上盖4上设置有灭火装置5；灭火装置5包括金属外壳51，金属外壳51内设置有至少一个的腔体511，腔体511内设置有灭火材料512。当模组上盖4设置在电池2顶部时，灭火装置5正对电池安全阀21。金属外壳51由低熔点合金制成，当电池2的电池安全阀21被内部高温物质冲开，该高温物质把设置有灭火材料512的金属外壳51局部熔化，使得其内的灭火材料512直接流到/喷到电池2上，起到直接灭火的作用，从而进一步减少/防止热失控的发生可能。
实施例一
如图2、图3所示，灭火装置5与模组上盖4为分体件，灭火装置5通过卡扣、或螺栓、或胶水等方式固定在模组上盖4；优选卡扣固定。具体地，模组上盖4采用PC、PP、ABS等绝缘材料制成，成型方式可以为注塑、吹塑、热缩等加工方式；模组上盖4通过但不限于背胶粘连、卡扣固定在线束隔离板3顶部；金属外壳51采用纯铝、或者铝合金材料制成，优选使用六系列铝，如6063铝，金属外壳51内设置有至少一个的腔体511，灭火材料512设置在腔体511内；当金属外壳51内设置的腔体511为多个时，多个腔体511之间通过设置有的连通槽6进行内部连通；具体参见图4所示。另外，金属外壳51外表面通过绝缘处理成绝缘体；具体地，绝缘处理可以使用但不限于电泳、喷漆、喷塑、喷粉、浸塑、阳极氧化、套塑料穿管、套塑料盲孔封堵过的管、包覆塑料绝缘薄膜、包覆塑料（即注塑）中的至少一种方式。本实施例中，模组上盖4上安装灭火装置5的部分设置为平面，平面内设置有至少一组的卡扣结构42，卡扣结构42包括两个卡接脚421，并且两个卡接脚421的顶部设置有相对凸起的凸台422。灭火装置5卡入两个卡接脚421之间，并通过凸台422抵触外表面从而固定在平面上；当模组上盖4固定在线束隔离板3上方时，灭火装置5位于线束隔离板3上设置有避让灭火装置5的避让槽32内；为了提高卡扣连接的牢固性，在该平面上设置有三组卡扣结构42，灭火装置5通过这三组卡扣结构42固定在模组上盖4上。本领域技术人员理解，模组上盖4上安装灭火装置5的部分设置也可以是向上凸起的凸槽41，凸槽41内设置有至少一组的卡扣结构42，通过卡扣结构42将灭火装置5固定在凸槽41中；具体参见图5所示。模组上盖4通过设置凸槽41来容纳灭火装置5，可以防止线束隔离板3上没有设置避让灭火装置5的避让槽32，通过凸槽41容纳灭火装置5，从而避免灭火装置5无空间安装。
进一步地，金属外壳51至少一端设置有开口，开口与其内的腔体511贯通，开口通过设置有的密封盖7封装；金属外壳51上还设置有注液口8，注液口8可设置在金属外壳51任何一个面上，通过设置有的密封塞9密封；通过注液口8向腔体511注入灭火材料512，当腔体511内灭火材料512灌注完成后，注液口8通过密封塞9密封。具体地，开口通过密封盖7密封，密封盖7采用材料可以与金属外壳51一致，当使用密封盖7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；优选过盈塞入、粘接和焊接相结合的方式。注液口8通过密封塞9密封，密封塞9可以是密封钉或者密封珠；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，以强力塞入注液口8，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。本领域技术人员理解，也可以在金属外壳51上设置排气孔，在灌注过程中通过排气孔进行排气提高灌注灭火材料512的速度；灌注完成后该孔同时密封。
本领域技术人员理解，上述结构下，可选择的灭火材料512有很多种。具体来说，要求灭火材料512在释放后能够起到阻燃、隔热、灭火效果。比如或者冷却剂、或者带阻燃灭火效果添加剂的电解液添加剂、或者灭火剂。具体地，这类灭火材料512包括不限于气溶胶灭火剂、六氟丙烷、七氟丙烷、全氟己烷、全氟己酮、全氟聚醚、哈龙、二氧化碳、全氟辛酸铵、乙氧基五氟环三磷腈、六氟丙烯三聚体、三氟乙基磷酸酯、全氟壬烯或氢氟烃类化合物。这类灭火材料512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。
此外，需要指出的是，模组框架1、模组框架1内的电池2、设置有汇流排以及采集电路板的线束隔离板3，为本领域技术人员所熟悉，且不是本实用新型所讨论的范畴，本说明书不再示例赘述。
实施例二
如图6所示，与实施例一不同的是，模组上盖4上安装灭火装置5的部分设置为向下凸起的凹槽43，灭火装置5设置在凹槽43中，将灭火装置5设置在凹槽43中的这种结构，由于电池2内部的高温物质需要先通过模组上盖4；本领域技术人员理解，也可以在模组上盖4设置与电池安全阀21对的开孔结构，通过开孔结构，减去高温物质通过模组上盖4的时间，进一步提高灭火速度。注意的是，模组上盖4上设置有凹槽43时，需要线束隔离板3上设置有对应的避让槽32，安装后凹槽43位于避让槽32中；具体地，设模组上盖4的宽度为b，凹槽43宽度为a，1/6b≤a≤2/3b。
为节省成本，安装方便快捷；本实施例中，模组上盖4采用热缩加工工艺方式生产，通过热缩加工工艺方式生产出的模组上盖4无需设置背胶或者设置卡扣，即可固定在电池模组上；具体地，先选取合适尺寸（管径）的热缩管，可以使用模切后的热缩管包覆在电池模组外轮廓；使用热风枪/其他加热方式使热塑管塑性变形收缩至电池模组四周，使用仿形压块在压力作用下形成凹槽43；再模切热缩后的热缩管，即完成模组上盖4加工。由于热缩管制成的模组上盖4壁厚较薄，所以无需设置与电池安全阀21对应的开孔结构。
实施例三
如图7、图8所示，与实施例一、二不同的是，灭火装置5与模组上盖4为一体件，采用纯铝、或者铝合金材料制成，并且外表面通过绝缘处理成绝缘体。具体地，灭火装置5集成在模组上盖4的下表面。本领域技术人员理解，灭火装置5也可以集成在模组上盖4的上表面。本施例中，灭火装置5的两端设置有开口，开口贯通腔体511，开口通过设置有的密封盖7封装，两端开口使得一体件模组上盖4生产更加方便。
需要指出的是上述实施例中，金属外壳51整体由低熔点合金制成。当电池安全阀21爆开后所冲出的高温物质能够将金属外壳51熔化从而释放灭火材料512。本领域技术人员理解，金属外壳51也可以部分由可熔化材料制成。比如，参照图8，金属外壳51上设置有可熔化窗513。其中，可熔化窗513由可熔化材料制成。除了可熔化窗513之外的其他部分的金属外壳51由不锈钢等高熔点不可熔化材料制成。安装时，可熔化窗513朝向电池2的电池安全阀21。这里的可熔化材料是指电池安全阀21爆开后所冲出的高温物质能够将其熔化，包括低熔点合金和具有阻燃性质的非金属材料。具有阻燃性质的非金属材料包括ABS、PC等材质。低熔点合金是指熔点温度不超过300度的合金。
Claims (9)
1.一种用于电池模组的模组上盖，其特征在于，所述模组上盖上设置有灭火装置；所述灭火装置包括金属外壳，所述金属外壳内设置有至少一个的腔体，所述腔体内设置有灭火材料；所述金属外壳至少存在部分由可熔化材料制成，使得电池安全阀爆开后所冲出的高温物质能够将其熔化从而释放所述灭火材料。
2.如权利要求1所述的模组上盖，其特征在于，所述灭火装置与所述模组上盖为分体件，所述灭火装置采用纯铝、或者铝合金材料制成，并且外表面通过绝缘处理成绝缘体；所述灭火装置通过卡扣、或螺栓、或胶水固定在所述模组上盖上。
3.如权利要求2所述的模组上盖，其特征在于，所述模组上盖上安装所述灭火装置的部分设置为平面，或向上凸起的凸槽。
4.如权利要求3所述的模组上盖，其特征在于，所述模组上盖用于安装所述灭火装置的所述平面或凸槽内设置有至少一组的卡扣结构，所述卡扣结构包括两个卡接脚，两个所述卡接脚的顶部设置有相对凸起的凸台；当所述灭火装置卡入两个所述卡接脚之间时，通过所述凸台抵触外表面固定在所述模组上盖上。
5.如权利要求2所述的模组上盖，其特征在于，所述模组上盖上安装所述灭火装置的部分设置为向下凸起的凹槽；所述模组上盖的宽度为b，所述凹槽宽度为a，1/6b≤a≤2/3b。
6.如权利要求1所述的模组上盖，其特征在于，所述灭火装置与所述模组上盖为一体件，采用纯铝、或者铝合金材料制成，并且外表面通过绝缘处理成绝缘体。
7.如权利要求2或6所述的模组上盖，其特征在于，所述金属外壳至少一端设置有开口，所述开口与所述腔体贯通，所述开口通过设置有的密封盖密封；所述金属外壳上还设置有注液口，通过所述注液口向所述腔体注入所述灭火材料，所述注液口通过设置有的密封塞密封。
8.一种电池模组，包括模组框架和若干设置在所述模组框架中的电池，所述电池的顶端设置有电池安全阀；其特征在于，还包括权利要求1-7任一项权利要求所述的模组上盖，当所述模组上盖安装在所述电池顶上时，所述灭火装置正对所述电池安全阀。
9.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述模组上盖采用塑料材料制成，成型方式采用注塑，或吹塑，或热缩。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115282544A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-04 | 嘉兴港区金安环保新材料有限公司 | 一种锂电池灭火剂及利用其制备的锂电池 |
| WO2024016269A1 (zh) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池和用电装置 |
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2021
- 2021-07-07 CN CN202121536337.6U patent/CN215955428U/zh active Active
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