CN216818544U - 线束隔离板、电池模组、电池及用电装置 - Google Patents

线束隔离板、电池模组、电池及用电装置 Download PDF

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CN216818544U CN202220040108.3U CN202220040108U CN216818544U CN 216818544 U CN216818544 U CN 216818544U CN 202220040108 U CN202220040108 U CN 202220040108U CN 216818544 U CN216818544 U CN 216818544U
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黄铁雄
苏万雨
高海兴
林伟龙
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Abstract

本申请提供一种线束隔离板、电池模组、电池及用电装置。其中,线束隔离板,包括:本体和隔离部,隔离部设置于本体的第一表面;当电池模组装配时,隔离部隔离电池模组内相邻电池单体的顶部结构。那么,由于隔离部设置于线束隔离板的本体上,与本体成为一个整体,能够解决通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题。

Description

线束隔离板、电池模组、电池及用电装置
技术领域
本申请涉及电池领域,具体涉及一种线束隔离板、电池模组、电池及用电装置。
背景技术
随着锂离子电池能量密度的不断提高,电池的安全问题已经成为锂离子电池大规模应用于电动汽车的主要障碍。电池电池单体在受到过充、针刺、碰撞时会引发热失控,造成热蔓延,进而导致电池起火,甚至爆炸。
目前,通过电池模组内电池单体的顶部结构之间通过线束隔离板开孔安装隔热硅胶泡棉和气凝胶,隔离电池单体的顶部结构,延缓热失控。但是,由于隔热硅胶泡棉和气凝胶为分体式,需要一片一片插入线束隔离板的开孔,存在漏插的风险,并且影响生产节拍。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种线束隔离板、电池模组、电池及用电装置,能够解决通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题。
第一方面,本申请提供了一种线束隔离板,包括:本体和隔离部,隔离部设置于本体的第一表面;当电池模组装配时,隔离部隔离电池模组内相邻电池单体的顶部结构。
在本申请中,隔离部设置于线束隔离板的本体,与本体成为一个整体。当电池模组进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组内电池单体进行装配,解决上述存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题,进而提高电池模组的装配效率。进一步地,隔离部隔离相邻电池单体的顶部结构,能够有效隔离电池单体的顶部最易热传导部位,改善电池单体的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,隔离部包括固定于第一表面的多个隔离凸部;当线束隔离板安装于电池模组时,隔离凸部插入相邻电池单体的顶部结构之间。
在本申请中,针对于如包括软包电池单体或方形电池单体的电池模组,隔离部具体可以为隔离凸部。当线束隔离板安装于电池模组时,隔离凸部插入相邻电池单体的顶部结构之间的间隙中,能够有效隔离电池单体的顶部最易热传导部位,改善电池单体的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,多个隔离凸部与本体采用一体成型工艺或模内注塑工艺制作。
在本申请中,上述多个隔离凸部可以采用如一体成型、或者模内注塑工艺等多种工艺,使得隔离部与本体实现预装配。当电池模组进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组内电池单体进行装配,从而解决上述存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题,提高电池模组的装配效率。
在一些可能的实施方式中,隔离凸部沿第一方向的截面呈三角形或梯形,三角形或梯形的长边位于第一表面,第一方向为垂直于第一表面的方面。
在本申请中,隔离凸部呈楔形体、棱柱体、梯形体等,使得隔离凸部插入相邻电池单体的顶部结构之间,充满顶部结构之间的间隙,实现对电池单体的顶部结构的完全隔离,能够有效隔离电池单体的顶部最易热传导部位,改善电池单体的热蔓延效果。进一步地,由于隔离凸部存在长边位于第一表面,使得当线性隔离板安装于电池单体的顶部结构的一端时,能够起到一定导向作用,进一步提高电池模组的装配效率。
在一些可能的实施方式中,隔离部包括开设于第一表面的多个隔离凹槽;当线束隔离板安装于电池模组时,电池模组的电池单体的顶部结构一一对应地插入多个隔离凹槽。
在本申请中,针对于如包括圆柱电池单体的电池模组,隔离部包括开设于第一表面的隔离凹槽。当线束隔离板安装于电池模组时,电池单体的顶部结构插入隔离凹槽,使得隔离凹槽包覆电池单体的顶部结构,能够有效隔离电池单体的顶部最易热传导部位,改善电池单体的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,隔离凹槽的槽底面积小于隔离凹槽的开口面积,隔离凹槽沿第一方向的截面呈梯形,第一方向为垂直于第一表面的方面。
在本申请中,隔离凹槽的槽底面积小于开口面积,隔离凹槽沿第一方向的截面呈梯形,如此在电池单体的顶部结构插入隔离凹槽后,电池单体的顶部结构与隔离凹槽的侧壁卡合,隔离凹槽完全包覆电池单体的顶部结构,实现对电池单体的顶部结构的完全隔离,能够有效隔离电池单体的顶部最易热传导部位,改善电池单体的热蔓延效果。进一步地,由于隔离凹槽的槽底面积小于开口面积,使得当线性隔离板安装于电池单体的顶部结构的一端时,能够起到一定导向作用,进一步提高电池模组的装配效率。
第二方面,本申请提供一种电池模组,包括:壳体,第一线束隔离板、第二线束隔离板和多个电池单体;第一线束隔离板、第二线束隔离板和多个电池单体容置于壳体,多个电池单体位于第一线束隔离板和第二线束隔离板之间;其中,第一线束隔离板和第二线束隔离板为第一方面及其可能的实施方式中任一项所述的线束隔离板。
在一些可能的实施方式中,多个电池单体中相邻电池单体之间设置有隔离板,隔离板的两端分别于第一线束隔离板的隔离部以及第二线束隔离板的隔离部接触,以围成多个用于容纳电池单体的隔离空间。
在本申请中,多个电池单体之间设置隔离板,使得隔离板与第一线束隔离板的隔离部以及第二线束隔离板的隔离部形成完整的隔离结构,以完全容纳电池单体,阻挡电池单体失控时产生的高温气体扩散,改善电池单体的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,壳体包括第一端板、第二端板、围框以及底板;其中,围框与底板连接,围框和底板位于第一端板和第二端板之间;第一端板设置于第一线束隔离板远离多个电池单体的一侧,第二端板设置于第二线束隔离板远离多个电池单体的一侧。
在一些可能的实施方式中,电池模组还包括:第一隔离片和第二隔离片;第一隔离片设置于第一端板和第一线束隔离板之间,第二隔离片设置于第二端板和第二线束隔离板之间。
在本申请中,通过在线束隔离板与端板之间设置隔离片,进一步阻挡电池单体失控时产生的高温气体扩散,改善电池单体的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,底板上覆盖第一线束隔离板和/或第二线束隔离板的区域上开设排气孔;第一线束隔离板和/或第二线束隔离板上相邻两个隔离凸部之间的容置空间与排气孔对应,电池单体的顶部结构容置于容置空间。
在本申请中,通过底板上开着与相邻两个隔离凸部之间的容置空间对应的排气孔,使得容置在该容置空间内的电池单体顶部结构在热失控时喷出的高温气体能够定向由排气孔排出,从而有效地控制热失控蔓延。
第三方面,本申请提供一种电池,包括:如第二方面及其可能的实施方式中任一项所述的电池模组。
第四方面,本申请提供一种用电装置,用电装置包括如第四方面及其可能的实施方式中任一项所述的电池,电池用于为用电装置提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的线束隔离板的一种结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的线束隔离板与电池单体的相对位置关系示意图;
图5为本申请一些实施例提供的线束隔离板的另一种结构示意图;
图6为本申请一些实施例的线束隔离板的又一种结构示意图;
图7为本申请一些实施例提供的电池模组的分解示意图;
图8为本申请一些实施例提供的电池单体和隔离板的结构示意图;
图9为本申请一些实施例提供的隔离空间的示意图;
图10为本申请一些实施例提供的端板的示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
车辆1000;
电池100,控制器200,马达300;
箱体10,第一部分11,第二部分12;
电池模组20,电池单体21,顶部结构21a,第一线束隔离板23,第二线束隔离板24,第一隔离空间23a,第二隔离空间24a,第三隔离空间23b,第四隔离空间24b,隔离板25,通孔25a;
第一端板221,第二端板222,围框223,底板224,排气孔2241;
第一隔离片221a,第二隔离片222a,第一区域224a,第二区域224b;
线束隔离板的本体31,隔离部32,第一表面31a;
隔离凸部32a,隔离凹槽32b;
开口32b1,底32b2,侧壁32b3,排气槽33。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”
“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
锂离子电池具有体积小、重量轻、容量大、功率密度大、能量密度高、适用温度范围宽、循环寿命长等特点,其使用复合绿色环保要求,目前已经广泛应用于如电动汽车、船舶、航天器等电气设备中。
锂离子电池具有体积小、重量轻、容量大、功率密度大、能量密度高、适用温度范围宽、循环寿命长等特点,其使用复合绿色环保要求,目前已经广泛应用于移动设备中。随着锂离子电池能量密度的不断提高,安全问题已经成为锂离子电池大规模应用于电动汽车的主要障碍,发展电动汽车行业,必须优先解决锂离子电子的安全性和可靠性问题。
申请人注意到,电池单体(也可以称为电芯)在受到过充、针刺、碰撞时会引发热失控,产生大量的热量,如果未设置有效的防护措施,热失控的电池单体将会快速向周围电池单体传递热量,引发大量电池单体发生连锁式的热失控,造成热蔓延,进而导致电池起火,甚至爆炸。
为了解决热失控的问题,申请人研究发现,可以在设计上为在电池单体之间插入隔离片,以改善热失控。具体为在电池模组装配的过程中,在线束隔离板上可以在相邻的两个电池单体的顶部结构之间插入硅胶泡棉和气凝。例如,将软包电池单体做成一个个的模块单元,即将软包电池单体硬壳化;每个模块的每两个电池单体之间增加缓冲隔热的硅胶泡棉和气凝胶;最外面用不锈钢壳进行包覆,以缓冲隔热。然而,由于隔热硅胶泡棉和气凝胶为分体式,需要一片一片插入线束隔离板的开孔,会存在漏插的风险,并且影响生产节拍,降低电池模组的装配效率。
基于以上考虑,为了解决隔离片存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题,申请人经过深入研究,设计了一种线束隔离板,在线束隔离板的本体上设置隔离部。当电池模组装配时,隔离部隔离电池模组内相邻电池单体的顶部结构。
在这样的线束隔离板中,由于隔离部设置于线束隔离板的本体,与本体成为一个整体。那么,当电池模组进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组内电池单体进行装配,解决上述存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题,提高电池模组的装配效率。
在电池模组内电池单体发生热失控的情况下,隔离部充分隔离相邻电池单体的顶部结构,防止一个电池单体热失控后通过电池单体顶部结构边喷出高温气体迅速扩散到另一个电池单体的情况发生,并且防止一个电池单体热失控后通过电池单体顶部结构边喷出高温气体溶解汇流排出现短路打火的情况发生,实现了电池单体顶部最易热传导部位的有效隔离,改善电池单体的热蔓延效果,进而使得锂电池系统能量密度的有效提高。
本申请实施例公开的电池模块、电池单体、电池可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池模块、电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统,这样,有利于提高电池模组的装配效率、改善电池单体的热蔓延效果以及提高锂电池系统能量密度。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置,电气设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100(也可以理解为电池包),电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图。电池100包括箱体10和电池模组20,电池模组20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池模组20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池模组20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池模组20可以是多个,多个电池模组20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池模组20中既有串联又有并联。多个电池模组20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池模组20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池模组20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池模组20之间的电连接。
其中,每个电池模组20中的电池单体可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体可为软包电池单体、方形电池单体或者圆柱电池单体。当然,电池单体还可以呈扁平体或其它形状等,本申请实施例不做具体限定。
电池模组20内的电池单体通过汇流排实现串联或并联,为了采集电池模组20的温度和电压,将线束连接到汇流排上。并通过线束隔离板将线束隔离开来,以避免发生短路现象。
根据本申请的一些实施例,图3为本申请一些实施例的线束隔离板的一种结构示意图,请参见图3所示,线束隔离板可以本体31和隔离部32,隔离部32设置于本体31的第一表面31a;当电池模组20装配时,隔离部32隔离电池模组20内相邻电池单体的顶部结构。
请参见图3所示,图3中Y方向为垂直于第一表面31a的第一方向,也可以理解为电池单体的轴向,X方向为平行于第一表面31a的第二方向。
可以理解的,请参见图4所示,图4为本申请一些实施例提供的线束隔离板与电池单体21的相对位置关系示意图,其中,虚线左侧为电池单体21的部分示意图,虚线右侧的其他部分未示出。线束隔离板中的本体31安装于电池单体21的顶部,本体31用于穿出与各电池单体21连接的线束。隔离部32将相邻电池单体21的顶部结构21a隔离开来。
可选的,在本体31的第二表面(即与第一表面31a相背的表面)上还可以设置有电气组件,电气组件用于与汇流组件连接,以实现电池模组20内电池单体21的串联或并联。
在一些可能的实施方式中,本体31与隔离部32可以是提前预装的,通过如螺接、铆接、粘接、卡合等方式固定在一起,成为一个整体。当然,本体31与隔离部32也可以是一体化的,通过如一体成型、模内注塑等工艺制作而成。当然,本体31和隔离部32还可以采用其他方式设置,只要在电池模组20装配之前,本体31和隔离部32形成一个整体即可,本申请实施例对此不做具体限定。
在本申请实施例中,由于隔离部32设置于线束隔离板的本体31,与本体31成为一个整体,那么,当电池模组20进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组20内电池单体21进行装配,解决上述存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题,进而提高电池模组20的装配效率。进一步地,由于隔离部32隔离相邻电池单体21的顶部结构21a,使得电池单体21的顶部最易热传导部位能够有效隔离,改善电池单体21的热蔓延效果。
在本申请实施例中,由于电池模组20中电池单体21的结构不同,隔离部32可以采用不同结构实现,以有效的隔离电池单体21顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,上述电池单体21可以为软包或者方形电池单体。
相应地,仍参见图4所示,上述隔离部32可以包括固定于第一表面31a的多个隔离凸部32a;当线束隔离板安装于电池模组20时,隔离凸部32a插入相邻的两个电池单体21的顶部结构21a之间。这里,电池单体21的顶部结构21a可以理解为软包电池单体的顶部封边或者方形电池单体的顶盖。
在实际应用中,隔离凸部32a的数量与电池单体21的数量是匹配的。电池模组20内的任意两个电池单体21之间都需要插入一个隔离凸部32a。所以,若电池单体21的数量为N,则隔离凸部32a的数量为N-1,N为大于或者等于2的整数。
示例性的,请参见图5所示,图5为本申请一些实施例提供的线束隔离板的另一种结构示意图,隔离凸部32a沿Z轴方向延伸,以完全隔离相邻的电池单体21的顶部结构21a。
需要说明的是,Z轴方向垂直于第一方向(即Y轴方向)和第二方向(即X轴方向)。
在本申请实施例中,针对于如包括软包电池单体或方形电池单体的电池模组20,隔离部32具体可以为隔离凸部32a。当线束隔离板安装于电池模组20时,隔离凸部32a插入相邻电池单体21的顶部结构21a之间的间隙中,能够有效隔离电池单体21的顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,在多个隔离凸部32a与本体31一体化的情况下,隔离凸部32a与本体31可以采用如一体成型工艺、模内注塑工艺制作。
在本申请实施例中,上述多个隔离凸部32a可以采用如一体成型、或者模内注塑工艺等多种工艺,使得隔离凸部32a与本体31实现预装配。当电池模组20进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组20内电池单体21进行装配,从而解决上述存在漏插的风险以及影响生产节拍的问题,提高电池模组20的装配效率。
在一些可能的实施方式中,请参见图3所示,隔离凸部32a沿第一方向(即Y轴方向)的截面呈三角形或梯形,也就是说隔离凸部32a可以呈楔形体、棱柱体、梯形体等,并且长边(也可以理解为隔离凸部32a的底面)位于第一表面31a上。
可以理解的,由于隔离凸部32a的侧表面在第一方向上存在一定斜率,那么,当线束隔离板安装于电池单体21的一端时,电池单体21的顶部结构21a可以沿着隔离凸部32a的侧表面滑入相邻隔离凸部32a之间形成的三角区域,以完成线束隔离板的安装。
在本申请实施例中,隔离凸部32a呈楔形体、棱柱体、梯形体等,使得隔离凸部32a插入相邻电池单体21的顶部结构21a之间,充满顶部结构21a之间的间隙,实现对电池单体21的顶部结构21a的完全隔离,能够有效隔离电池单体21的顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。进一步地,由于隔离凸部32a存在长边位于第一表面31a,使得当线性隔离板安装于电池单体21的顶部结构21a的一端时,能够起到一定导向作用,方便线束隔离板的安装,进一步提高电池模组20的装配效率。
在一些可能的实施方式中,电池单体21可以为圆柱电池单体。
相应地,请参见图6所示,图6为本申请一些实施例的线束隔离板的又一种结构示意图。隔离部32可以包括开设于第一表面31a的多个隔离凹槽32b。当线束隔离板安装于电池模组20时,电池模组20的电池单体21的顶部结构21a一一对应地插入多个隔离凹槽32b,使得一个隔离凹槽32b能够包覆一个电池单体21的顶部结构21a。这里,电池单体21的顶封结构21a可以理解为圆柱电池单体的顶盖。
在实际应用中,隔离凹槽32b的数量与电池单体21的数量是匹配的。电池模组20内每一个电池单体21都需要插入一个隔离凹槽32b。所以,若电池单体21的数量为N,则隔离凹槽32b的数量为N。
在本申请实施例中,针对于如包括圆柱电池单体的电池模组20,隔离部32包括开设于第一表面31a的隔离凹槽32b。当线束隔离板安装于电池模组20时,电池单体21的顶部结构21a插入隔离凹槽32b,使得隔离凹槽32b包覆电池单体21的顶部结构21a,能够有效隔离电池单体21的顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。
在一些实施例中,仍参见图5所示,隔离凹槽32b包括开口32b1、底32b2(也可以理解为槽底)以及侧壁32b3。
在一种情况下,隔离凹槽32b的底32b2的面积可以等于电池单体21的顶部结构21a的截面面积。相应地,隔离凹槽32b的开口32b1的面积可以等于底32b2的面积,侧壁32b3沿第一方向的斜率为0,隔离凹槽32b沿第一方向的截面呈矩形。这样,当电池单体21的顶部结构21a插入隔离凹槽32b时,隔离凹槽32b与电池单体21的顶部结构21a卡合,使得电池单体21的顶部结构21a被隔离。
在另一种情况下,隔离凹槽32b的底32b2的面积可以小于电池单体21的顶部结构21a的截面面积。相应地,隔离凹槽32b的开口32b1的面积可以大于底32b2的面积,侧壁32b3沿第一方向的斜率不为0,隔离凹槽32b沿第一方向的截面呈梯形。这样,当电池单体21的顶部结构21a插入隔离凹槽32b时,由于开口32b1的面积大于电池单体21的截面积,使得电池单体21更容易插入隔离凹槽32b,并且能够在隔离凹槽32b的径向截面的面积等于电池单体21的截面面积的位置与侧壁32b3的卡合,使得电池单体21的顶部结构21a被隔离。
在本申请实施例中,隔离凹槽32b的底32b2面积小于开口32b1的面积,隔离凹槽32b沿第一方向的截面呈梯形,如此在电池单体21的顶部结构21a插入隔离凹槽32b后,电池单体21的顶部结构21a与隔离凹槽32b的侧壁32b3卡合,隔离凹槽32b完全包覆电池单体21的顶部结构21a,实现对电池单体21的顶部结构21a的完全隔离,能够有效隔离电池单体21的顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。进一步地,由于隔离凹槽32b的底32b2面积小于开口32b1面积,使得当线性隔离板安装于电池单体21的顶部结构21a的一端时,能够起到一定导向作用,进一步提高电池模组20的装配效率。
在一些可能的实施方式中,仍参见图6所示,第一表面31a开设有排气槽33;排气槽33连通多个隔离凹槽32b。
可以理解的,在电池单体21的顶部结构21a与隔离凹槽32b的侧壁32b3卡合后,隔离凹槽32b与电池单体21的顶部结构21a之间形成一密闭空间。为了在电池单体21热失控时,将电池单体21喷出的高温气体由密闭空间导出,在第一表面31a上开设与各个隔离凹槽32b连通的排气槽33,使得隔离凹槽32b通过排气槽33与电池模组20的外部连通,进而在电池单体21热失控时,将电池单体21喷出的高温气体由密闭空间经由排气槽33排出。
在本申请实施例中,通过在本体31上开设排气槽33,使得电池单体21热失控时喷出的高温气体能够定向被排出,从而有效地控制热失控蔓延。
在本申请的一些实施例中,参见图3至图5,本申请实施例提供了一种线束隔离板,该线束隔离板包括:本体31和多个隔离凸部32a;其中,多个隔离凸部32a设置于本体31的第一表面31a上。隔离凸部32a呈楔形体,隔离凸部32a能够插入于电池模组20内相邻两个电池单体21之间。当电池模组20进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组20内电池单体21进行装配,解决存在隔热硅胶泡棉和气凝胶漏插的风险以及影响生产节拍的问题,提高电池模组20的装配效率。进一步地,隔离凸部32a隔离相邻电池单体21的顶部结构21a,能够有效隔离电池单体21的顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。
在本申请的一些实施例中,参见图6所示,本申请实施例提供了另一种线束隔离板,该线束隔离板包括:本体31和多个隔离凹槽32b;其中,多个隔离凸部32a开设于本体31的第一表面31a上。隔离凸槽32b在第一方面上的截面呈梯形,隔离凹槽32b能够一一对应地套设于电池模组20内电池单体21。当电池模组20进行装配时,无需通过线束隔离板开孔一片一片插入分体式隔热硅胶泡棉和气凝胶,线束隔离板可以直接与电池模组20内电池单体21进行装配,解决存在隔热硅胶泡棉和气凝胶漏插的风险以及影响生产节拍的问题,提高电池模组20的装配效率。进一步地,隔离凹槽32b隔离相邻电池单体21的顶部结构21a,能够有效隔离电池单体21的顶部最易热传导部位,改善电池单体21的热蔓延效果。
基于相同的发明构思,在本申请实施例中,还提供一种电池模组20。请参见图6所示,图6为本申请一些实施例提供的电池模组20的分解示意图。在上述电池模组20的基础上,电池模组20还可以包括:壳体,第一线束隔离板23、第二线束隔离板24和多个电池单体21;第一线束隔离板23、第二线束隔离板24和多个电池单体21容置于壳体,多个电池单体21位于第一线束隔离板23和第二线束隔离板24之间。
在一些实施例中,第一线束隔离板23和第二线束隔离板24的描述可以参见图2至图5实施例中对线束隔离板的说明,在此不再赘述。
在一些可能的实施方式中,多个电池单体21中相邻的电池单体21的侧壁之间可以设置隔离板25,隔离板25相背的两端分别与第一线束隔离板23的隔离部32a以及第二线束隔离板24的隔离部32a接触,以形成多个用于容纳电池单体21的隔离空间。
示例性的,请参见图8所示,图8为本申请一些实施例提供的电池单体21和隔离板25的结构示意图,其中,在图7的(a)中,针对为软包电池单体或者方形电池单体,隔离板25可以为板状结构,设置在相邻两个电池单体21的侧壁之间。针对圆柱电池单体,隔离板25可以为环状结构,套设于每个圆柱电池单体21的侧壁上,这样,相邻电池单体21之间存在环状结构。在图8的(b)中,隔离板25还可以为开设用于容置电池单体21的通孔25a后的板状结构。圆柱电池单体可以由通孔25a穿出。
可以理解的,隔离板25可以采用云母、气凝胶、硅橡胶等隔热阻燃材料制成。通过隔离板25与第一线束隔离板23中的隔离部32以及第二线束隔离板24中的隔离部32的配合,形成多个隔离空间,一个隔离空间可以容纳一个电池单体21。
示例性的,请参见图9所示,图9为本申请一些实施例提供的隔离空间的示意图,其中,仅示出了一个电池单体21为例。在图9的(a)中,电池单体21为软包电池单体,第一线束隔离板23的隔离部32和第二线束隔离板24的隔离部32均为隔离凸部32a。那么,在第一线束隔离板23和第二线束隔离板24安装于电池单体21两端后,相邻电池单体21之间的隔离板25的两端可以与两个线束隔离板(即第一线束隔离板23和第二线束隔离板24)的隔离凸部32a上远离第一表面31a的一端对齐并接触,分别形成第一隔离空间23a和第二隔离空间24a。或者,在图9的(b)中,电池单体21为圆柱电池单体,第一线束隔离板23的隔离部32和第二线束隔离板24的隔离部32均为隔离凹槽32b,隔离凹槽32b的开口32b1的孔径等于隔离板25开设的通孔25a的孔径。那么,在第一线束隔离板23和第二线束隔离板24安装于电池单体21两端后,隔离板25上通孔25a的开口可以分别与两个线束隔离板(即第一线束隔离板23和第二线束隔离板24)中的隔离凹槽32b的开口32b1对齐并接触,分别形成第三隔离空间23b和第四隔离空间24b。当然,隔离凹槽32b的开口32b1的孔径还可以小于隔离板25开设的通孔25a的孔径,本申请实施例对此不做具体限定。
可选的,结合图8的(a)和图9的(a),隔离板25可以由相邻两个电池单体21夹紧,以固定在相邻电池单体21之间;或者,隔离板25可以通过背胶粘合的方式固定在电池单体21的侧壁的表面。当然,隔离板25还可以采用其他方式设置在相邻电池单体21侧壁之间,本申请实施例对此不做具体限定。
在本申请实施例中,多个电池单体21之间设置隔离板25,使得隔离板25与隔离部32形成完整的隔离结构,以完全容纳电池单体21,阻挡电池单体21失控时产生的高温气体扩散,改善电池单体21的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,仍参见图7所示,电池模组20的壳体包括第一端板221、第二端板222、围框223以及底板224;其中,围框223与底板224连接,围框223和底板224位于第一端板221和第二端板222之间;第一端板221设置于第一线束隔离板23远离多个电池单体21的一侧,第二端板222设置于第二线束隔离板24远离多个电池单体21的一侧。
可以理解的,电池模组20的壳体由两个端板(即第一端板221和第二端板222)以及侧板(即围框223和底板224)组成。壳体形成一容置空间,该容置空间容置多个电池单体21以及两个线束隔离板(即第一线束隔离板23和第二线束隔离板24)。
可选的,第一端板221和第二端板222可以由耐高温材料制成,如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。当然,围框223和224也可以由耐高温材料制成,本申请实施例对此不做具体限定。
在本申请实施例中,通过将多个电池单体21和线束隔离板放置于壳体的容置空间中,以实现电池模组20的装配,并且通过壳体保护多个电池单体21。
在一些可能的实施方式中,请参见图7所示,电池模组20还包括:第一隔离片221a和第二隔离片222a;第一隔离片221a设置于第一端板221和第一线束隔离板23之间,第二隔离片222a设置于第二端板222和第二线束隔离板24之间。
可以理解的,在线束隔离板与端板之间设置端部隔离片(即第一隔离片221a和/或第二隔离片222a)。可选的,第一隔离片221a和第二隔离片222a可以采用如云母、气凝胶、硅橡胶等隔热阻燃材料制成。
在本申请实施例中,通过在线束隔离板与端板之间设置隔离片,进一步阻挡电池单体21失控时产生的高温气体由电池模组20的端部扩散,改善电池单体21的热蔓延效果。
在一些可能的实施方式中,请参见图10所示,图10为本申请一些实施例提供的端板的示意图。底板224上覆盖第一线束隔离板23和/或第二线束隔离板24的第一区域224a和第二区域224b上开设排气孔2241;第一线束隔离板23和/或第二线束隔离板24上相邻两个隔离凸部32a之间的容置空间与排气孔2241对应,电池单体21的顶部结构21a容置于容置空间。
可以理解的,结合图7和图10,在电池模组20中,第一线束隔离板23和/或第二线束隔离板24中隔离凸部32a在底板224上的投影区域为第一区域224a和第二区域224b。在第一区域224a和第二区域224b可以开设排气孔2241,排气孔2241可以与相邻两个隔离凸部32a之间的容置空间对应,以使得电池单体21在热失控时产生的高温气体经由容置空间扩散至对应的排气孔224b,再由排气孔2241排出电池模组20。
在本申请实施例中,线束隔离板上相邻两个隔离凸部32a之间形成一容置空间,电池单体21的顶部结构21a容置于该容置空间。通过底板224上开着与容置空间对应的排气孔2241,使得容置空间中的电池单体21顶部结构21a在热失控时喷出的高温气体能够定向由排气孔2241排出,从而有效地控制热失控蔓延。
基于相同的发明构思,本申请实施例提供一种电池,包括:箱体,以及如上述一个或多个实施例所述的电池模组20,电池模组20收容于箱体内。
基于相同的发明构思,本申请实施例提供一种用电装置,与上述一个或者多个实施例所述的用电装置一致。用电装置可以包括如上述一个或多个实施例所述的电池,电池用于为用电装置提供电能。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种线束隔离板,其特征在于,包括:本体和隔离部,所述隔离部设置于所述本体的第一表面;当电池模组装配时,所述隔离部隔离所述电池模组内相邻电池单体的顶部结构。
2.根据权利要求1所述的线束隔离板,其特征在于,所述隔离部包括固定于所述第一表面的多个隔离凸部;当所述线束隔离板安装于所述电池模组时,所述隔离凸部插入所述相邻电池单体的顶部结构之间。
3.根据权利要求2所述的线束隔离板,其特征在于,所述多个隔离凸部与所述本体采用一体成型工艺或模内注塑工艺制作。
4.根据权利要求2所述的线束隔离板,其特征在于,所述隔离凸部沿第一方向的截面呈三角形或梯形,所述三角形或所述梯形的长边位于所述第一表面,所述第一方向为垂直于所述第一表面的方向。
5.根据权利要求1所述的线束隔离板,其特征在于,所述隔离部包括开设于所述第一表面的多个隔离凹槽;当所述线束隔离板安装于所述电池模组时,所述电池模组的电池单体的顶部结构一一对应地插入多个所述隔离凹槽。
6.根据权利要求5所述的线束隔离板,其特征在于,所述隔离凹槽的槽底面积小于所述隔离凹槽的开口面积,所述隔离凹槽沿第一方向的截面呈梯形,所述第一方向为垂直于所述第一表面的方向。
7.根据权利要求5所述的线束隔离板,其特征在于,所述本体上开设有排气通孔,所述第一表面开设有排气槽;所述排气槽连通多个所述隔离凹槽与所述排气通孔。
8.一种电池模组,其特征在于,包括:壳体、第一线束隔离板、第二线束隔离板和多个电池单体;所述第一线束隔离板、所述第二线束隔离板和多个所述电池单体收容于所述壳体,多个所述电池单体位于所述第一线束隔离板和所述第二线束隔离板之间;其中,所述第一线束隔离板和所述第二线束隔离板为如权利要求1至7任一项所述的线束隔离板。
9.根据权利要求8所述的电池模组,其特征在于,多个所述电池单体中相邻电池单体之间设置有隔离板。
10.根据权利要求8所述的电池模组,其特征在于,所述壳体包括第一端板、第二端板、围框以及底板;其中,
所述围框与所述底板连接,所述围框和所述底板位于所述第一端板和所述第二端板之间;所述第一端板设置于所述第一线束隔离板远离多个所述电池单体的一侧,所述第二端板设置于所述第二线束隔离板远离多个所述电池单体的一侧。
11.根据权利要求10所述的电池模组,其特征在于,所述电池模组还包括:第一隔离片和第二隔离片;所述第一隔离片设置于所述第一端板和所述第一线束隔离板之间,所述第二隔离片设置于所述第二端板和所述第二线束隔离板之间。
12.根据权利要求10所述的电池模组,其特征在于,所述底板上覆盖所述第一线束隔离板和/或所述第二线束隔离板的区域上开设排气孔;所述第一线束隔离板和/或所述第二线束隔离板上相邻两个所述隔离凸部之间的容置空间与所述排气孔连通,所述电池单体的顶部结构容置于所述容置空间。
13.一种电池,其特征在于,包括:
箱体;以及
如权利要求8至12中任一项所述的电池模组,所述电池模组收容于所述箱体内。
14.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括如权利要求13所述的电池,所述电池用于提供电能。
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