CN216529180U - 一种新型圆柱电芯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种新型圆柱电芯模组。该新型圆柱电芯模组包括壳体、支架、电池组、汇流排以及防爆阀，其中，支架设置在壳体中，支架的底部设有排气部件，电池组置于支架上，汇流排与电池组相连，壳体靠近支架底部的一侧设有凸起，凸起之间形成流道，流道与排气部件连通，防爆阀设置在壳体上，防爆阀被配置成当防爆阀开启时，流道内的气体可以通过防爆阀排出壳体，能够将电芯热失控时产生的气体排出，避免电芯爆炸。

Description

一种新型圆柱电芯模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种新型圆柱电芯模组。

背景技术

近年来，纯电动汽车以及混合动力汽车以其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优点，受到政府以及各汽车企业的重视。然而，纯电动汽车以及混合动力汽车中的电池使用寿命及容量衰减是急需解决的问题。

电池使用寿命及容量衰减与电池系统的温度差异以及温度升高幅度有着密切的关系。电池模组在工作时会产生大量的热量，如果该热量不能够及时被排出，将使电池模组内的温度不断上升，会影响电池模组的使用寿命，甚至热失控，导致电芯起火爆炸等。

热失控指的是电池单体放热连锁反应引起的电池温升速率急剧变化的过热、起火、爆炸现象。现有技术中为了防止热失控，一般对电芯、模组以及电池系统做隔热防护处理，避免电池组在充放电时温度急剧上升带来严重的安全隐患，避免或抑制热失控现象的发生。但是，传统的电池模组上没有单独的排气槽，一旦热失控现象发生，产生的气体无法排出，很可能使电芯爆炸，影响其它电芯工作状态以及整个模组，甚至汽车的寿命。因此，急需研究一种新型圆柱电芯模组，避免电芯发生热失控后爆炸，保护其他电芯以及整个模组的工作性能。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种新型圆柱电芯模组，能够将电芯热失控时产生的气体排出，避免电芯爆炸。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型圆柱电芯模组，包括，

壳体；

支架，上述支架设置在上述壳体中，上述支架上设有排气部件；

电池组，上述电池组置于上述支架上；

汇流排，上述汇流排与上述电池组相连；

上述壳体靠近上述支架底部的一侧设有凸起，上述凸起之间形成流道，上述流道与上述排气部件连通；

防爆阀，上述防爆阀设置在上述壳体上，上述防爆阀被配置成当上述防爆阀开启时，上述流道内的气体可以通过上述防爆阀排出上述壳体。

可选地，上述支架与上述壳体通过第一胶体粘接。

可选地，上述第一胶体设置在上述凸起与上述支架之间。

可选地，上述支架底部设有第一溢胶槽，上述第一溢胶槽能够容纳上述第一胶体。

可选地，上述电池组包括若干圆柱电芯，若干上述圆柱电芯依次排列形成若干排组，若干上述排组之间平行设置。

可选地，还包括液冷板，上述液冷板绕设在每排上述排组之间。

可选地，上述支架上设有安装槽，上述圆柱电芯与上述安装槽插接。

可选地，上述安装槽与上述圆柱电芯通过第二胶体粘接。

可选地，上述排气部件设置在上述安装槽的底部，上述排气部件的内壁上设有第二溢胶槽。

可选地，上述支架的边缘设有限位部，用于限位上述液冷板。

本实用新型的有益效果：

通过在壳体底部设置凸起，使得凸起之间形成流道，并在支架上开设排气部件与流道连通，当上述新型圆柱电芯模组中的单个圆柱电芯发生热失控现象时，圆柱电芯产生的气体可以通过排气部件排到流道内，并通过设置在壳体底部的防爆阀排出模组，避免圆柱电芯爆炸影响其它圆柱电芯的正常工作，提高上述新型圆柱电芯模组的安全性能，降低电芯热失控时的损失，节约成本；

通过在圆柱电芯之间设置液冷板，能够对圆柱电芯的工作温度进行调节，提高圆柱电芯的使用寿命以及上述新型圆柱电芯模组的工作可靠性；

通过第一胶体将支架与壳体相连，以及通过第二胶体将圆柱电芯与安装槽相连，与传统的通过螺栓连接的方式固定圆柱电芯相比，能够提高安装效率，便于自动化生产。

附图说明

图1是本实用新型提供的新型圆柱电芯模组的结构爆炸图；

图2是本实用新型提供的支架的结构示意图；

图3是图2在A处的局部放大图；

图4是本实用新型提供的壳体底部的结构示意图；

图5是本实用新型提供的支架结构的仰视图；

图6是本实用新型提供的液冷板的结构示意图。

图中：

100、壳体；110、上盖板；120、下盖板；121、凸起；122、流道；200、支架；210、排气部件；220、第一溢胶槽；230、安装槽；240、限位部；250、第二溢胶槽；300、电池组；310、圆柱电芯；400、汇流排；500、第一胶体；600、液冷板；610、进液口；620、出液口；630、通道；700、第二胶体；800、端板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

传统的电池模组上没有单独的排气槽，当单个电芯发生热失控现象时，会产生大量的高温高压气体，该高温高压气体无法释放会引发爆炸现象，导致其它未损坏的电芯受到影响，甚至影响整个模组的工作性能，降低电池模组的安全性能以及使用寿命。

针对上述问题，在本实用新型的一个实施例中，提供了一种新型圆柱电芯模组，如图1所示，该新型圆柱电芯模组包括壳体100、支架200、电池组300、汇流排400以及防爆阀，其中支架200设置在壳体100中，在支架200上开设有排气部件210，电池组300设置在支架200上，电池组300包括若干圆柱电芯310，支架200用于固定电池组300，汇流排400和电池组300相连，将电池组300中的电能汇流后输出，在壳体100靠近支架200底部的一侧设有凸起121，凸起121与凸起121之间形成流道122，流道122和支架200上的排气部件210连通，电池组300损坏时产生的气体通过排气部件210释放到流道122中，防爆阀设置在壳体100上，打开防爆阀，流道122中的气体能够通过防爆阀排出壳体100。

通过在壳体100底部设置凸起121，使得凸起121之间形成流道122，并在支架200上开设排气部件210与流道122连通，当电池组300中的单个圆柱电芯310发生热失控时，产生的高温高压气体从支架200上的排气部件210释放到流道122内，最后打开防爆阀，使得流道122内的气体排出壳体100，能够避免由于热失控而导致的爆炸现象的发生，保证未发生热失控的圆柱电芯310的工作性能，提高上述新型圆柱电芯模组的安全性能，降低圆柱电芯310热失控时的损失，节约成本。

进一步地，继续参见图1，壳体100可以包括上盖板110和下盖板120，在一个实施例中，上盖板110和下盖板120可以采用焊接的方式进行连接，通过焊接的方式连接上盖板110和下盖板120，可以提高安装效率，有利于自动化装配。壳体100可以采用铝合金材料制成，铝合金机械性能好，质量轻，成本低，具体地，壳体100可以通过挤铝的方式一体成型。

优选地，继续参见图1，可以在壳体100上设置端板800，便于通过端板800将上述新型圆柱电芯模组之间进行连接，以及将上述新型圆柱电芯模组与其它设备进行连接。在一个实施例中，端板800可以设置在壳体100的侧壁上，根据实际需要，端板800可以设置一个，也可以设置多个；在其他实施例中，端板800还可以设置在壳体100的其它部位，根据实际需要设置即可。端板800可以通过螺栓连接的方式与壳体100相连，也可以通过焊接的方式与壳体100相连；还可以通过其他方式与壳体100相连，只要能够将壳体100与端板800固定连接的方式，均在本申请的保护范围之内。

进一步地，电池组300包括若干圆柱电芯310，若干圆柱电芯310之间可以依次排列设置，形成若干排组，若干排组之间可以平行设置，由于圆柱电芯310为圆柱形，因此相邻排组之间的圆柱电芯310之间可以交错设置，使一个排组中的一个圆柱电芯310置于相邻排组的两个相邻的圆柱电芯310之间，能够节约电池组300的占用空间，使上述新型圆柱电芯模组的结构更加紧凑。

进一步地，在一个实施例中，排气部件210可以是设置在支架200底部的排气孔，排气孔与流道122连通；在其他实施例中，排气部件210页可以是设置在支架200侧壁上的排气通道，排气通道与流道122连通，具体设置方式根据实际需要设计即可，只要能够保证圆柱电芯310产生的气体能够通过排气部件排到流道122内的结构，均在本申请的保护范围之内。

优选地，如图2所示，可以在支架200上设置安装槽230，将圆柱电芯310插接于安装槽230内，安装槽230能够对圆柱电芯310起到径向定位的作用，避免圆柱电芯310歪斜，从而导致圆柱电芯310无法与汇流排400相连，影响上述新型圆柱电芯模组的功率。

进一步地，继续参见图2，为了能够对圆柱电芯310起到轴向定位的效果，可以通过第二胶体700将圆柱电芯310粘接在安装槽230内，通过第二胶体700固定圆柱电芯310，能够提高上述新型圆柱电芯模组的装配效率，有利于自动化生产。在一个实施例中，第二胶体700可以是结构胶，结构胶强度高，能够承受较大载荷，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期的使用寿命内性能稳定；在其他实施例中，第二胶体700也可以是导热胶，导热胶具有很好的导热性能，能够提高圆柱电芯310的散热效果，且粘接力强，固化后硬度较高。

优选地，继续参见图2，可以在安装槽230的底部开设排气孔，排气孔的内径应小于安装槽230的直径，保证安装槽230对圆柱电芯310的支撑。由于在打胶时第二胶体700的用量很难把控精准，容易出现打胶过多的情况，为了避免多余的胶体溢出，如图3所示，可以在排气孔的内壁上开设第二溢胶槽250，容纳多余的第二胶体700，避免第二胶体700溢出到支架200的其他部位，进而影响上述新型圆柱电芯模组的安装。

进一步地，如图4所示，在一个实施例中，凸起121可以沿壳体100的长度方向设置，且凸起121包括多个，多个凸起121之间间隔设置，凸起121与凸起121之间的间隔形成流道122。同时，为了避免影响上述新型圆柱电芯模组中气体的排放，凸起121应该避开排气孔设置。而且，通过凸起121可以将相邻的流道122间隔开来，避免高温高压气体从窜到其它流道122内，进而影响其它正常的圆柱电芯310。

优选地，如图5所示，为了能够将支架200固定在壳体100内，可以通过第一胶体500将支架200粘接在壳体100底部，通过第一胶体500固定支架200，能够提高上述新型圆柱电芯模组的装配效率，有利于自动化生产。在一个实施例中，第一胶体500可以是结构胶，结构胶强度高，能够承受较大载荷，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期的使用寿命内性能稳定；在其他实施例中，第一胶体500也可以是导热胶，导热胶具有很好的导热性能，能够提高圆柱电芯310的散热效果，且粘接力强，固化后硬度较高。

作为优选地技术方案，继续参见图5，由于在打胶时第一胶体500的用量很难把控精准，容易出现打胶过多的情况，为了避免多余的胶体溢出，可以在支架200底部上开设第一溢胶槽220，容纳多余的第一胶体500，避免第一胶体500溢出到支架200的其他部位，进而影响流道122以及上述新型圆柱电芯模组的安装，第一溢胶槽220的深度为0.3mm～0.5mm，示例性地，可以是0.3mm、0.4mm以及0.5mm等。

优选地，在一个实施例中，可以将第一胶体500设置在凸起121与壳体100之间，能够提高流道122的空间，优化安装结构，提高上述新型圆柱电芯模组的刚性。

进一步地，在一个实施例中，还可以在上述新型圆柱电芯模组中设置一个液冷板600，将液冷板600绕设在圆柱电芯310排组之间，保证每个圆柱电芯310都与液冷板600接触，由于电池的最佳工作温度在20℃～35℃之间，温度过高或者温度过低都会影响电池的使用寿命，因此可以通过液冷板600来保证圆柱电芯310的工作温度，提高圆柱电芯310的使用寿命。根据实际生产需要，液冷板600可以设置一个，也可以设置多个。

优选地，如图6所示，在一个实施例中，液冷板600包括进液口610、出液口620以及通道630，通道630与进液口610以及出液口620连通，且进液口610以及出液口620穿设于壳体100，当圆柱电芯310的温度较低时，可以通过进液口610向通道630中通入热水，提高圆柱电芯310的温度，并通过出液口620将散热后的热水排出，液冷板600工作时，通道630中的液体保持流动；当圆柱电芯310的温度较高时，可以通过进液口610向通道630中通入冷水，降低圆柱电芯310的温度，并通过出液口620将升温后的冷水排出，液冷板600工作时，通道630中的液体保持流动。

进一步地，在一个实施例中，液冷板600可以采用金属材料折弯后焊接成型，如铝合金或铜，采用焊接的连接方式，制作简单，且密封性能较好。

优选地，为了避免液冷板600与圆柱电芯310接触后带电，影响工作人员的安全，在一个实施例中，可以在液冷板600的表面喷涂绝缘层，避免液冷板600导电。

优选地，为了提高液冷板600的导热效果，在一个实施例中，可以在液冷板600的表面粘贴导热硅胶，导热硅胶本身具有导热性，且具有良好的弹性，将粘贴有导热硅胶的液冷板600缠绕在圆柱电芯310之间，能够利用导热硅胶的导热性能将温度传递给圆柱电芯310，并利用导热硅胶的形变能力，使液冷板600紧贴在圆柱电芯310上，防止因外部冲击而使圆柱电芯310之间挤压碰撞，同时避免液冷板600脱离圆柱电芯310而导致干烧，提高了液冷板600工作的可靠性。

进一步地，可以在支架200的边缘设置限位部240，用于对液冷板600进行周向限位，保证液冷板600工作的可靠性。在一个实施例中，限位部240上可以设置缺口，用于散热，同时可以减轻上述新型圆柱电芯模组的重量，根据实际需要，缺口可以设置多个，多个缺口沿限位部240的长度方向间隔设置。限位可以在支架200的相对两侧设置，也可以在支架200的四周设置。

本实用新型通过在壳体100底部设置凸起121，并在凸起121之间形成流道122，同时在支架200上开设与流道122连通的排气部件210，当上述新型圆柱电芯模组中的单个圆柱电芯310发生热失控现象时，圆柱电芯310产生的高温高压气体可以通过排气部件210排到流道122内，并通过设置在壳体100底部的防爆阀排出模组，避免圆柱电芯310爆炸影响其它圆柱电芯310的正常工作，提高上述新型圆柱电芯模组的安全性能，降低电芯热失控时的损失，节约成本；通过在圆柱电芯310之间设置液冷板600，能够对圆柱电芯310的工作温度进行调节，提高圆柱电芯310的使用寿命以及上述新型圆柱电芯模组的工作可靠性；通过第一胶体500将支架200与壳体100相连，以及通过第二胶体700将圆柱电芯310与安装槽230相连，与传统的通过螺栓连接的方式固定圆柱电芯310相比，能够提高安装效率，便于自动化生产。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型圆柱电芯模组，其特征在于，包括，

壳体(100)；

支架(200)，所述支架(200)设置在所述壳体(100)中，所述支架(200)上设有排气部件(210)；

电池组(300)，所述电池组(300)置于所述支架(200)上；

汇流排(400)，所述汇流排(400)与所述电池组(300)相连；

所述壳体(100)靠近所述支架(200)底部的一侧设有凸起(121)，所述凸起(121)之间形成流道(122)，所述流道(122)与所述排气部件(210)连通；

防爆阀，所述防爆阀设置在所述壳体(100)上，所述防爆阀被配置成当所述防爆阀开启时，所述流道(122)内的气体可以通过所述防爆阀排出所述壳体(100)。

2.根据权利要求1所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述支架(200)与所述壳体(100)通过第一胶体(500)粘接。

3.根据权利要求2所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述第一胶体(500)设置在所述凸起(121)与所述支架(200)之间。

4.根据权利要求3所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述支架(200)底部设有第一溢胶槽(220)，所述第一溢胶槽(220)能够容纳所述第一胶体(500)。

5.根据权利要求1所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述电池组(300)包括若干圆柱电芯(310)，若干所述圆柱电芯(310)依次排列形成若干排组，若干所述排组之间平行设置。

6.根据权利要求5所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，还包括液冷板(600)，所述液冷板(600)绕设在每排所述排组之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述支架(200)上设有安装槽(230)，所述圆柱电芯(310)与所述安装槽(230)插接。

8.根据权利要求7所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述安装槽(230)与所述圆柱电芯(310)通过第二胶体(700)粘接。

9.根据权利要求8所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述排气部件(210)设置在所述安装槽(230)的底部，所述排气部件(210)的内壁上设有第二溢胶槽(250)。

10.根据权利要求6所述的新型圆柱电芯模组，其特征在于，所述支架(200)的边缘设有限位部(240)，用于限位所述液冷板(600)。

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