CN216624492U - 一种具有热失控通道的动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有热失控通道的动力电池模组，所述动力电池模组包括外壳及内部设置的电池组、延缓热失控组件、复合隔热层、底层胶和侧面胶，延缓热失控组件与电池组交替堆叠封装形成模组主体，所述模组主体的底部设置有底层胶，所述模组主体的顶部设置有复合隔热层，所述模组主体的两侧均设置有侧面胶，每两个延缓热失控组件之间、顶部的复合隔热层、底部的底层胶和两侧的侧面胶将电池组包覆在封闭的六面体内，所述复合隔热层设置有排气通道。本实用新型所述的具有热失控通道的动力电池模组，实现了电池有序喷发，电池喷出的气体始终保持在可控的范围内，避免气体窜到相邻腔体内，从而防止个别电池热失控而引发整体电池模组爆炸。

Description

一种具有热失控通道的动力电池模组

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种具有热失控通道的动力电池模组。

背景技术

随着新能源行业的发展，电动汽车的应用越来越广泛。而软包锂离子电池因具有重量轻、比容量高、安全性能好、内阻小、设计灵活等优点，在市场上广泛得到使用。锂离子电池作为电动汽车的核心零件越来越受到人们的关注。电池模组是锂离子电池的重要组成部分，随着电池模组的容量逐渐增大，电池模组的热失控危害也越来越大。模组热失控通常是由于单个电芯发生热失控后热量迅速扩散到相邻的电芯，进而引起连锁反应，最终导致整个模组甚至整个系统发生热失控，产生严重的安全事故。如何提高电动汽车的安全性，使驾驶员和乘客逃生，成为今后电动汽车发展的关键。

目前的电池模组，大部分是多个单体锂离子电池堆叠形成多个电池单元的电池模组，缺少改善安全的方法。CN209496913U公开了一种电池模组和用于电池模组的导隔热组件，所述导隔热组件包括：隔热条以及与所述隔热条贴靠固定的导热条；所述导热条背离所述隔热条的侧面制有若干个沿着该导热条的长度方向间隔布置、且与电池模组中圆柱形电池单体的外周面相适配的圆弧形凹槽。但是设置导隔热组件只能减缓热蔓延的时间，并不能解决热失控以及电池模组起火的问题。

因此，亟需设计一种具有热失控通道的动力电池模组，提高电动汽车的安全性，延缓动力电池爆炸或着火时间。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有热失控通道的动力电池模组，提高动力电池模组的安全性，能够有效延缓电池热失控带来的热量蔓延，还能有效阻隔热量传输，为乘客争取逃生的时间

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种具有热失控通道的动力电池模组，所述动力电池模组包括外壳及内部设置的电池组、延缓热失控组件、复合隔热层、底层胶和侧面胶，延缓热失控组件与电池组交替堆叠封装形成模组主体，所述模组主体的底部设置有底层胶，所述模组主体的顶部设置有复合隔热层，所述模组主体的两侧均设置有侧面胶，每两个延缓热失控组件之间、顶部的复合隔热层、底部的底层胶和两侧的侧面胶将电池组包覆在封闭的六面体内，所述复合隔热层设置有排气通道。

本实用新型中，当某一单体电池热失控时，电池内部产生气道向六面体的薄弱位置-复合隔热层延伸，释放高温气体，高温气体冲开复合隔热层，继续冲向对应模组顶盖的排气孔，形成了单向排气的热失控通道，模组顶盖与PACK盖板贴合，避免气体窜到相邻腔体内；延缓热失控组件耐高温和耐冲击，电池产生的热量通过热失控通道排出，有效延缓电池热失控带来的热量蔓延，还能有效阻隔热量传输，降低了动力电池模组出现安全事故的可能。

作为本实用新型优选的技术方案，所述外壳包括模组顶盖、两侧模组端盖和底壳。

优选地，所述模组主体通过侧面胶与所述两侧模组端盖连接。

优选地，所述模组主体通过底层胶与所述底壳连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述模组顶盖设置有排气孔，与复合隔热层的排气通道相对应。

本实用新型中，所述模组顶盖为山型结构，有多个筋将排气孔隔开，避免热失控产生的高温气体窜到相邻腔体内。

优选地，所述模组顶盖与PACK上盖贴合。

作为本实用新型优选的技术方案，所述电池组包括至少1个电池，例如可以是1个、2个、3个或4个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述电池包括电池主体，所述电池主体的两端均设置有封边，且一端设置有极耳，所述电池主体的上侧设置有折边。

作为本实用新型优选的技术方案，所述延缓热失控组件包括防火层和弹性物质。

本实用新型中，所述延缓热失控组件耐高温和耐冲击。所述防火层耐高温，所述防火层的结构为片状结构，所述防火层的主要材料为云母片或云母和玻璃纤维复合材料，但不仅仅限于所述防火材料。

本实用新型中，所述弹性物质可压缩，具有一定的弹力，可以吸收对应单体电池产生的膨胀力，满足电池膨胀力的要求。

作为本实用新型优选的技术方案，所述复合隔热层由部分贯穿隔热层组成。

本实用新型中，所述隔热层的部分贯穿位置a的厚度为0.1-0.3mm，当电池热失控时，高温气体可冲开部分贯穿位置，通过排气通道将气体排出。

作为本实用新型优选的技术方案，所述复合隔热层由隔热层和排气盖组成。

优选地，所述隔热层和所述排气盖粘接。

本实用新型中，当电池热失控时，高温气体可冲开所述排气盖，通过排气通道将气体排出。

作为本实用新型优选的技术方案，所述复合隔热层为防火复合隔热层。

本实用新型中，所述防火复合隔热层的主要材料为云母片或云母和玻璃纤维复合材料，但不仅仅限于所述防火材料。

作为本实用新型优选的技术方案，所述底层胶为导热结构底层胶。

优选地，所述侧面胶为导热结构侧面胶。

本实用新型中，所述导热结构底层胶为双组份胶，既有导热作用，又有结构粘结作用，将每个单体电池粘结在一起，增强了电池底部折边的强度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型所述的具有热失控通道的动力电池模组，实现了电池有序喷发，电池喷出的气体始终保持在可控的范围内，避免气体窜到相邻腔体内，从而防止个别电池热失控而引发整体电池模组爆炸，为乘客争取逃生的时间；

(2)本实用新型所述的具有热失控通道的动力电池模组，所述模组主体的顶部设置有复合隔热层，所述模组主体的两侧均设置有侧面胶，每两个延缓热失控组件之间、顶部的复合隔热层、底部的底层胶和两侧的侧面胶将电池组包覆在封闭的六面体内，当某一单体电池热失控时，电池内部产生气道向六面体的薄弱位置-复合隔热层延伸，释放高温气体，高温气体冲开复合隔热层，继续冲向对应模组顶盖的排气孔，形成了单向排气的热失控通道，模组顶盖的筋与PACK盖板贴合，避免气体窜到相邻腔体内，有效延缓电池热失控带来的热量蔓延，降低了动力电池模组出现安全事故的可能。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述具有热失控通道的动力电池模组的示意图；

图2为本实用新型实施例1所述具有热失控通道的动力电池模组的爆炸图；

图3为本实用新型实施例1所述具有热失控通道的动力电池模组的俯视图；

图4为本实用新型实施例1所述具有热失控通道的动力电池模组的剖视图；

图5为本实用新型实施例1所述复合隔热层的示意图；

图6为本实用新型实施例2所述复合隔热层的示意图；

图7为本实用新型实施例1所述具有热失控通道的动力电池模组爆炸后电池模组内部温度变化图。

其中，1-模组顶盖；2-复合隔热层；3-模组端盖；4-底壳；5-延缓热失控组件；6-电池；7-底层胶；8-侧面胶；9-PACK上盖；11-排气孔；61-封边；62-电池主体；63-折边；64-极耳；21-隔热层；22-排气盖；23-部分贯穿隔热层；箭头-排气方向。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种具有热失控通道的动力电池模组，如图1-图5所示，所述动力电池模组包括外壳及内部设置的电池组、延缓热失控组件5、复合隔热层2、底层胶7和侧面胶8，延缓热失控组件5与电池组交替堆叠封装形成模组主体，所述模组主体的底部设置有底层胶7，所述模组主体的顶部设置有复合隔热层2，所述模组主体的两侧均设置有侧面胶8，每两个延缓热失控组件5之间、顶部的复合隔热层2、底部的底层胶7和两侧的侧面胶8将电池组包覆在封闭的六面体内，所述复合隔热层2设置有排气通道。

电池6包括电池主体62，所述电池主体62的两端均设置有封边61，且一端设置有极耳64，所述电池主体62的上侧设置有折边63。

所述外壳包括模组顶盖1、两侧模组端盖3和底壳4；所述模组主体通过侧面胶8与所述两侧模组端盖3连接；所述模组主体通过底层胶7与所述底壳4连接。

所述模组顶盖1设置有排气孔11，与复合隔热层2的排气通道相对应；所述模组顶盖1为山型结构，有多个筋将排气孔11隔开，避免热失控产生的高温气体窜到相邻腔体内；所述模组顶盖1与PACK上盖9贴合。

所述电池组包括多个电池6，多个电池6堆叠设置。

所述延缓热失控组件5包括防火层和弹性物质；所述防火层耐高温，所述防火层的结构为片状结构，所述防火层的主要材料为云母片。所述弹性物质可压缩，具有一定的弹力，可以吸收对应单体电池产生的膨胀力，满足电池膨胀力的要求。

所述底层胶7和侧面胶8均为导热结构胶；所述导热结构底层胶为双组份胶，既有导热作用，又有结构粘结作用，将每个单体电池粘结在一起，增强了电池底部折边的强度。

所述复合隔热层2为防火复合隔热层；所述防火复合隔热层的主要材料为云母片。

所述复合隔热层2由隔热层21和排气盖22组成；所述隔热层21和所述排气盖22粘接；当电池热失控时，高温气体可冲开所述排气盖22，通过排气通道将气体排出。

每两个延缓热失控组件5之间、顶部的复合隔热层2、底部的底层胶7和两侧的侧面胶8将电池组包覆在封闭的六面体内，当某一单体电池热失控时，电池内部产生气道向六面体的薄弱位置-复合隔热层2延伸，释放高温气体，高温气体冲开复合隔热层2，继续冲向对应模组顶盖1的排气孔11，形成了单向排气的热失控通道；模组顶盖1与PACK盖板9贴合，避免高温气体窜到相邻腔体内，有效延缓电池热失控带来的热量蔓延；当相邻电池发生热失控时，前一个电池喷发的气体大部分已排出模组，实现了电池有序喷发，电池喷出的气体始终保持在可控的范围内，气体排出，热量随之导出，产生的高温不足以使相邻电池失控，降低了动力电池模组出现安全事故的可能。

实施例2

本实施与实施例1的区别仅在于，如图6所示，所述复合隔热层2由部分贯穿隔热层23组成。所述隔热层的部分贯穿位置a的厚度为0.2mm，当电池热失控时，高温气体可冲开部分贯穿位置，通过排气通道将气体排出。

实施例1设计的具有热失控通道的动力电池模组中单个电池发生热失控时，电池模组内部温度变化如图7所示，当单个电池发生热失控时，电池内部产生气道向复合隔热层延伸，释放高温气体，高温气体冲开复合隔热层，继续冲向对应模组顶盖的排气孔，有效延缓电池热失控带来的热量蔓延，从而防止个别电池热失控而引发整体电池模组爆炸。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述动力电池模组包括外壳及内部设置的电池组、延缓热失控组件、复合隔热层、底层胶和侧面胶，延缓热失控组件与电池组交替堆叠封装形成模组主体，所述模组主体的底部设置有底层胶，所述模组主体的顶部设置有复合隔热层，所述模组主体的两侧均设置有侧面胶，每两个延缓热失控组件之间、顶部的复合隔热层、底部的底层胶和两侧的侧面胶将电池组包覆在封闭的六面体内，所述复合隔热层设置有排气通道。

2.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述外壳包括模组顶盖、两侧模组端盖和底壳；

所述模组主体通过侧面胶与所述两侧模组端盖连接；

所述模组主体通过底层胶与所述底壳连接。

3.根据权利要求2所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述模组顶盖设置有排气孔，与复合隔热层的排气通道相对应；

所述模组顶盖与PACK上盖贴合。

4.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述电池组包括至少1个电池。

5.根据权利要求4所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述电池包括电池主体，所述电池主体的两端均设置有封边，且一端设置有极耳，所述电池主体的上侧设置有折边。

6.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述延缓热失控组件包括防火层和弹性物质。

7.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述复合隔热层由部分贯穿隔热层组成。

8.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述复合隔热层由隔热层和排气盖组成；

所述隔热层和所述排气盖粘接。

9.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述复合隔热层为防火复合隔热层。

10.根据权利要求1所述的具有热失控通道的动力电池模组，其特征在于，所述底层胶为导热结构底层胶；

所述侧面胶为导热结构侧面胶。

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