CN216793860U - 电池模组及具有其的电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组及具有其的电池包，包括：电芯、第一侧板和第二侧板。电芯一端面上具有极柱，与具有极柱的端面相邻的一侧面上设置有在高度方向上间隔开的两个防爆阀安装位，且相邻的两个电芯的一侧面在宽度方向上交错设置。第一侧板位于电芯的一侧，且第一侧板的下端具有第一烟气通道，第一侧板上具有与位于下方的防爆阀安装位相对的第一烟气入口。第二侧板位于电芯的另一侧，且第二侧板的上端具有第二烟气通道，第二侧板上具有与位于上方的防爆阀安装位相对的第二烟气入口。所述电池模组能够在电芯发生热失控后减轻对极柱以及周围电芯的影响，增加安全性。

Description

电池模组及具有其的电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池模组及具有其的电池包。

背景技术

随着技术的不断成熟，纯电汽车的市场份额越来越大，但是电芯的安全性一直是技术难点。电芯由于过度充电或者碰撞导致温度的不稳定，容易发生热失控现象，在电芯热失控后会产生大量的烟气以及热量，如果不能及时将气体排出或者热量导出，电芯极易发生爆炸。在现有技术中，在电芯极柱旁设置防爆阀，在电芯产生烟气时通过防爆阀泄压，但是电芯热失控时会导致烟气四散，防爆阀位于极柱旁容易引发短路，导致更严重的事故。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池模组，所述电池模组能够在电芯发生热失控后减轻对极柱以及周围电芯的影响，增加安全性。

本实用新型还旨在提出一种电池包，所述电池包包括上述电池模组。

根据本实用新型实施例的电池模组，包括：电芯、第一侧板和第二侧板。所述电芯一端面上具有极柱，与具有所述极柱的端面相邻的一侧面上设置有在高度方向上间隔开的两个防爆阀安装位，且相邻的两个所述电芯的所述一侧面在宽度方向上交错设置；所述第一侧板位于所述电芯的一侧，且所述第一侧板的下端具有第一烟气通道，所述第一侧板上具有与位于下方的所述防爆阀安装位相对的第一烟气入口；所述第二侧板位于所述电芯的另一侧，且所述第二侧板的上端具有第二烟气通道，所述第二侧板上具有与位于上方的所述防爆阀安装位相对的第二烟气入口。

根据本实用新型实施例的电池模组，所述电芯的极柱位于一端面上，防爆阀安装位位于与极柱相邻的一侧面上，在电池模组进行组装时，将相邻的两个电芯的一侧面在宽度方向上交错设置，即安装时在保证电芯的极柱处于同一方向的同时将相邻的电芯调转方向。在电芯发生热失控时，处于一侧面的防爆阀开启，将烟气或者火焰喷出，此时高温的烟气不会对相邻电芯的防爆阀造成影响，从而使电芯的热失控速度得到降低。第一侧板与第二侧板分别设于电芯的两侧，在电芯发生热失控时，烟气通过第一烟气入口与第二烟气入口分别进入第一烟气通道与第二烟气通道，使高温烟气或火焰排出，从而降低电芯热失控的速度。通过电芯设置方式与第一侧板和第二侧板，可以在电芯发生热失控时，减轻对极柱以及周围电芯的影响，减小热失控的影响范围，从而增加安全性。

在一些实施例中，所述第一侧板包括：第一板体以及第一框，所述第一框设置在所述第一板体背离所述电芯的一侧，并与所述第一烟气入口相对，所述第一框与所述第一板体限定出所述第一烟气通道；所述第二侧板包括：第二板体以及第二框，所述第二框设置在所述第二板体背离所述电芯的一侧，并与所述第二烟气入口相对，所述第二框与所述第二板体限定出所述第二烟气通道。

在一些实施例中，所述第一框的上表面、所述第一板体的外侧面限定出第一台阶面，所述第二框的下表面、所述第二板体的外侧面限定出所述第二台阶面。

可选地，所述电芯呈多排多列设置，且相邻的两排所述电芯之间的所述第一台阶面与所述第二台阶面搭接。

在一些实施例中，位于所述第一侧板一侧的所述防爆阀安装位中，位于下方的所述防爆阀安装位上设置有防爆阀；位于所述第二侧板一侧的所述防爆阀安装位中，位于上方的所述防爆阀安装位上设置有所述防爆阀。

在一些实施例中，所述防爆阀安装位内均设置有防爆阀，位于所述第一侧板一侧的所述防爆阀安装位中，位于上方的所述防爆阀安装位的所述防爆阀锁死；位于所述第二侧板一侧的所述防爆阀安装位中，位于下方的所述防爆阀安装位上的所述防爆阀锁死。

在一些实施例中，所述电池模组还包括：隔热板，所述隔热板设置在所述电芯与所述第一侧板、所述电芯与所述第二侧板之间，且所述隔热板与所述防爆阀正对的位置上设置有避让孔。

可选地，所述隔热板的厚度为0.5mm-5mm。

在一些实施例中，所述电池模组还包括：隔膜，所述隔膜包覆在所述第一侧板与所述第二侧板上，且适于在所述防爆阀开启后的气流冲击下局部破裂。

根据本实用新型实施例的电池包，所述电池包包括上述任一实施例所述的电池模组。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的电池模组的立体示意图。

图2是本实用新型实施例的电池模组的立体分解示意图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是本实用新型实施例的电池模组的俯视图。

图5是图4中B-B处的剖视图。

附图标记：

电池模组100、

电芯10、极柱11、防爆阀安装位12、第一侧板20、第一烟气通道21、第一烟气入口22、第一板体23、第一框24、第一台阶面25、

第二侧板30、第二烟气通道31、第二烟气入口32、第二板体33、第二框34、第二台阶面35、

隔热板40、避让孔41。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的电池模组100以及电池包。

如图1所示，根据本实用新型实施例的电池模组100，包括：电芯10、第一侧板20和第二侧板30。电芯10一端面上具有极柱11，与具有极柱11的端面相邻的一侧面上设置有在高度方向上间隔开的两个防爆阀安装位12，且相邻的两个电芯10的一侧面在宽度方向上交错设置。第一侧板20位于电芯10的一侧，且第一侧板20的下端具有第一烟气通道21，第一侧板20上具有与位于下方的防爆阀安装位12相对的第一烟气入口22。第二侧板30位于电芯10的另一侧，且第二侧板30的上端具有第二烟气通道31，第二侧板30上具有与位于上方的防爆阀安装位12相对的第二烟气入口32。

根据本实用新型实施例的电池模组100，电芯10的极柱11位于一端面上，防爆阀安装位12位于与极柱11相邻的一侧面上，在电池模组100进行组装时，将相邻的两个电芯10的一侧面在宽度方向上交错设置，即安装时在保证电芯10的极柱11处于同一方向的同时将相邻的电芯10调转方向。在电芯10发生热失控时，处于一侧面的防爆阀开启，将烟气或者火焰喷出，此时高温的烟气不会对相邻电芯10的防爆阀造成影响，从而使电芯10的热失控速度得到降低。第一侧板20与第二侧板30分别设于电芯10的两侧，在电芯10发生热失控时，烟气通过第一烟气入口22与第二烟气入口32分别进入第一烟气通道21与第二烟气通道31，使高温烟气或火焰排出，从而降低电芯10热失控的速度。通过电芯10设置方式与第一侧板20和第二侧板30，可以在电芯10发生热失控时，减轻对极柱11以及周围电芯10的影响，减小热失控的影响范围，从而增加安全性。

示例性的，一列电芯10为多个，电芯10的极柱11均位于上端面上，而第一个电芯10具有防爆阀安装位12的侧面位于左侧，第二个电芯10具有防爆阀安装位12的侧面位于右侧，第三个电芯10具有防爆阀安装位12的侧面位于左侧，依次排列，以组成单列电芯10的电池模组100,。

电池模组100在实际装配中，由多个电芯10叠置形成电芯组。通过将第一侧板20和第二侧板30设置在电芯10两侧，能够对电池模组100内的电芯10起到固定作用，是电池模组100具有更强的结构强度，在实际应用中，电池模组100可能会发生碰撞或者晃动，更高强度的结构有利于增加电池模组100的安全性。

第一侧板20和第二侧板30在形成烟气通道的同时对电芯10进行加固，能够省去电池模组100内部的加强结构，从而减少电池模组100的重量，有利于在相同的安装空间内提供更大的电量，增加用户体验。

需要说明的是，这里对电池模组100内的电芯10数量不做具体限制，若需要电池模组100提供更大的电量，只需叠加电芯10数量即可。

相应的，在增加电芯10数量的同时增加第一侧板20与第二侧板30的长度。由此，在保证电芯10数量增加的同时保证热失控时的烟气能够顺利排出，进而增加安全性。

进一步地，第一烟气入口22与第二烟气入口32的尺寸大于防爆阀安装位12的尺寸。在电芯10发生热失控产生烟气时，烟气会对防爆阀产生冲击，第一烟气入口22与第二烟气入口32的尺寸大于防爆阀安装位12的尺寸，受冲击的防爆阀发生碎裂时不会受到阻碍，进而使烟气更顺畅的排入第一烟气通道21与第二烟气通道31内，防止由于防爆阀的堵塞发生爆炸，增加安全性。在烟气排入第一烟气通道21与第二烟气通道31时，较大尺寸的第一烟气入口22与第二烟气入口32不会对烟气形成阻碍，能够增加烟气排出的效率，进一步延缓热失控蔓延时间。

在一些实施例中，第一侧板20包括：第一板体23以及第一框24，第一框24设置在第一板体23背离电芯10的一侧，并与第一烟气入口22相对，第一框24与第一板体23限定出第一烟气通道21。第二侧板30包括：第二板体33以及第二框34，第二框34设置在第二板体33背离电芯10的一侧，并与第二烟气入口32相对，第二框34与第二板体33限定出第二烟气通道31。由此，在电芯10发生热失控时，电芯10产生的烟气可以通过第一烟气入口22与第二烟气入口32分别排入到第一烟气通道21与第二烟气通道31中，降低烟气对其他电芯10的影响，从而减小电芯10热失控的蔓延范围，增加安全性。

如图2-图3所示，在一些实施例中，第一框24的上表面、第一板体23的外侧面限定出第一台阶面25，第二框34的下表面、第二板体33的外侧面限定出第二台阶面35。在实际使用中，一般将多个电池模组100进行组合以形成一个电池包，从而增加整个电池包的电池容量。在电池包内的两个电池模组100进行组合时，每个电池模组100具有第一台阶面25与第二台阶面35，通过将第一台阶面25与第二台阶面35相互搭接，即可实现两个电池模组100的组合，使多个电池模组100更易组装，降低电池包的装配成本。

同时，通过第一台阶面25与第二台阶面35之间的搭接，能够减少装配空间，以保证在有限的装配空间内实现更大电量电池模组100的组合，提高用户使用体验。

需要说明的是，这里对第一侧板20与第二侧板30之间的连接方式不做具体限制，第一侧板20与第二侧板30之间的连接方式可以包括粘接或者螺接。在通过粘接对第一侧板20与第二侧板30进行连接时，能够在保证连接强度的同时减少装配难度，有利于提高电池包的装配效率。在通过螺接对第一侧板20与第二侧板30进行连接时，能够使相邻电池模组100的连接更稳固，以使电池包适应更恶劣的使用工况，增加电池包的稳定性。

如图3所示，可选地，电芯10呈多排多列设置，且相邻的两排电芯10之间的第一台阶面25与第二台阶面35搭接。在单个电池模组100内，通过将电芯10多排多列设置，能够增加电池模组100的电量，将两排电芯10的第一台阶面25与第二台阶面35进行搭接，能够减少装配空间，在有限的空间内，使电池模组100具有更大的电量(能量密度)，提高用户使用体验。

需要说明的是，这里对第一台阶面25与第二台阶面35的搭接方式不做具体限制，第一台阶面25与第二台阶面35之间的连接方式可以包括粘接或者螺接。在通过粘接对第一台阶面25与第二台阶面35进行连接时，能够在保证连接强度的同时减少装配难度，有利于提高电池模组100的装配效率。在通过螺接对第一台阶面25与第二台阶面35进行连接时，能够使相邻的两排电芯10连接更稳固，以使电池模组100适应更恶劣的使用工况，增加电池模组100的稳定性。

在一些实施例中，位于第一侧板20一侧的防爆阀安装位12中，位于下方的防爆阀安装位12上设置有防爆阀。位于第二侧板30一侧的防爆阀安装位12中，位于上方的防爆阀安装位12上设置有防爆阀。由此，在电芯10发生热失控后，位于第一侧板20下方的防爆阀安装位12上的防爆阀和位于第二侧板30上方的防爆阀安装位12上的防爆阀开启，以使烟气排入第一烟气通道21和第二烟气通道31中。由于相邻的两个电芯10的一侧面在宽度方向上交错设置，当电芯10热失控，防爆阀开启后，交错设置能够有效降低烟气对相邻电芯10的影响，延缓电芯10热失控的蔓延时间，从而增加安全性。

在另外一些实施例中，防爆阀安装位12内均设置有防爆阀，位于第一侧板20一侧的防爆阀安装位12中，位于上方的防爆阀安装位12的防爆阀锁死。位于第二侧板30一侧的防爆阀安装位12中，位于下方的防爆阀安装位12上的防爆阀锁死。由此，由于单个电芯10的上下两个防爆阀距离较近，当电芯10热失控时，位于第一侧板20一侧的下方的防爆阀与位于第二侧板30一侧的上方的防爆阀开启，将烟气或火焰排入第一烟气通道21和第二烟气通道31中，与开启的防爆阀相邻的锁死防爆阀受到的压力减弱，使相邻的两个防爆阀之间的压力形成平衡，从而防止电芯10由于局部压力过大导致爆炸，增加电芯10在热失控后的安全性。

如图2-图5所示，在一些实施例中，电池模组100还包括：隔热板40，隔热板40设置在电芯10与第一侧板20、电芯10与第二侧板30之间，且隔热板40与防爆阀正对的位置上设置有避让孔41。在电芯10发生热失控时，烟气或者火焰通过烟气通道排出，烟气在经过烟气通道时会使烟气通道的温度升高，通过在电芯10与第一侧板20、电芯10与第二侧板30之间设置隔热板40，能够降低传导到其他电芯10的热量，从而降低热失控的蔓延速度。

如图5所示，可选地，隔热板40的厚度为0.5mm-5mm，可以根据实际需要以及不同材质隔热板40的隔热效果进行选择。

需要说明的是，这里对隔热板40的材质不做具体限制，隔热板40的材质可以包括云母，泡棉或者气凝胶，也可以为上述材料的多种组合，可以根据实际需要进行选择。

可选地，隔热板40采用相变材料。在电芯10发生热失控后会产生大量热量，隔热板40通过相变吸收热量，防止热量传导到其他电芯10，降低热失控的蔓延速度。

同时，高温会使相变材料转变为液体或者气体进行流动，在电芯10与第一侧板20、电芯10与第二侧板30之间形成间隙，从而实现隔热的效果，能够进一步降低电芯10热失控的影响范围。

可选地，隔热板40的两侧分别与电芯10和第一侧板20、电芯10和第二侧板30进行粘接，这里对粘接的材料不做具体限制。

进一步可选地，隔热板40的粘接材料为发泡胶。发泡胶同时具有隔热以及粘接特性，通过使用发泡胶对隔热板40进行粘接，能够在保证隔热板40连接稳固性的同时增加隔热效果，从而进一步降低电芯10热失控的蔓延速度，增加安全性。

在一些实施例中，电池模组100还包括：隔膜，隔膜包覆在第一侧板20与第二侧板30上，且适于在防爆阀开启后的气流冲击下局部破裂。在防爆阀开启后，处于防爆阀位置的隔膜发生破裂，在其他防爆阀位置的隔膜保持完整，由此能够对其他电芯10进行保护，减小电芯10热失控的影响范围，增加安全性。

并且，由于第一侧板20与第二侧板30为金属材质，通过隔膜将第一侧板20与电芯10、第二侧板30与电芯10阻隔开，能够起到绝缘的作用，防止由于电芯10热失控造成电芯10短路，进一步增加电池模组100的安全性。

根据本实用新型实施例的电池包，电池包包括上述任一实施例的电池模组100。

根据本实用新型实施例的电池包，在电池包上安装上述实施例电池模组100，能够在电池模组100内的电芯10发生热失控时，降低热失控的蔓延速度，增加安全性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

电芯(10)，所述电芯(10)一端面上具有极柱(11)，与具有所述极柱(11)的端面相邻的一侧面上设置有在高度方向上间隔开的两个防爆阀安装位(12)，且相邻的两个所述电芯(10)的所述一侧面在宽度方向上交错设置；

第一侧板(20)，所述第一侧板(20)位于所述电芯(10)的一侧，且所述第一侧板(20)的下端具有第一烟气通道(21)，所述第一侧板(20)上具有与位于下方的所述防爆阀安装位(12)相对的第一烟气入口(22)；

第二侧板(30)，所述第二侧板(30)位于所述电芯(10)的另一侧，且所述第二侧板(30)的上端具有第二烟气通道(31)，所述第二侧板(30)上具有与位于上方的所述防爆阀安装位(12)相对的第二烟气入口(32)。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一侧板(20)包括：第一板体(23)以及第一框(24)，所述第一框(24)设置在所述第一板体(23)背离所述电芯(10)的一侧，并与所述第一烟气入口(22)相对，所述第一框(24)与所述第一板体(23)限定出所述第一烟气通道(21)；

所述第二侧板(30)包括：第二板体(33)以及第二框(34)，所述第二框(34)设置在所述第二板体(33)背离所述电芯(10)的一侧，并与所述第二烟气入口(32)相对，所述第二框(34)与所述第二板体(33)限定出所述第二烟气通道(31)。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述第一框(24)的上表面、所述第一板体(23)的外侧面限定出第一台阶面(25)，所述第二框(34)的下表面、所述第二板体(33)的外侧面限定出第二台阶面(35)。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述电芯(10)呈多排多列设置，且相邻的两排所述电芯(10)之间的所述第一台阶面(25)与所述第二台阶面(35)搭接。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，位于所述第一侧板(20)一侧的所述防爆阀安装位(12)中，位于下方的所述防爆阀安装位(12)上设置有防爆阀；位于所述第二侧板(30)一侧的所述防爆阀安装位(12)中，位于上方的所述防爆阀安装位(12)上设置有所述防爆阀。

6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述防爆阀安装位(12)内均设置有防爆阀，位于所述第一侧板(20)一侧的所述防爆阀安装位(12)中，位于上方的所述防爆阀安装位(12)的所述防爆阀锁死；位于所述第二侧板(30)一侧的所述防爆阀安装位(12)中，位于下方的所述防爆阀安装位(12)上的所述防爆阀锁死。

7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括：隔热板(40)，所述隔热板(40)设置在所述电芯(10)与所述第一侧板(20)、所述电芯(10)与所述第二侧板(30)之间，且所述隔热板(40)与所述防爆阀正对的位置上设置有避让孔(41)。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述隔热板(40)的厚度为0.5mm-5mm。

9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括：隔膜，所述隔膜包覆在所述第一侧板(20)与所述第二侧板(30)上，且适于在所述防爆阀开启后的气流冲击下局部破裂。

10.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的电池模组(100)。

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