CN217562737U - 一种软包电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软包电池模块，包括至少两个软包电池单体、散热板、电池模块壳体，所述散热板与电池模块壳体盖合形成密闭腔体结构，所述软包电池单体位于腔体内，所述散热板内设有填充有冷却介质的冷却回路。本实用新型中，通过在散热板内设计冷却回路，并填充冷却介质，在模块内单一电池异常产热时，通过冷却介质及时将热量导走，对模块内的电芯进行降温，降低了热失控风险。

Description

一种软包电池模块

技术领域

本实用新型涉及软包电池安全及软包电池成组技术领域，更具体涉及一种软包电池模块。

背景技术

锂离子电池被誉为21世纪的“绿色化学能源”，在移动设备、动力电池、储能等许多领域得到了广泛应用。软包锂离子电池和传统钢壳、铝壳等锂离子电池相比，设计灵活，电芯外形可以任意形状，能量密度更大，电池的安全性相对更好，在发生安全问题时，软包锂离子电池一般会胀气裂开，不易发生爆炸。由于软包电池在设计和安全方面有较高的优势，其市场份额不断提升。

但是，安全总是相对的，随着电池技术的发展，锂离子电池的能量密度越来越高，锂离子电池的安全问题也越来越突出。近年来新能源锂离子电池电动车和储能系统的火灾事故时有发生，带来较大的生命财产损失，影响新能源事业的发展。锂离子电池火灾事故通常由单体电芯温度异常升高，引起单体电芯热失控，起火燃烧，然后引发相邻电芯起火燃烧，再进一步引发相邻模组的热失控，产生大量的明火和浓烟，危机人们生命安全。电芯热失控发生后，产生的明火，短时积累大量热量，并产生有害气体；热量传导，又是临近电池组热失控的主要原因。

因此，在软包电池成组设计和生产时，必须采取有效预防措施。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，如何防控电池模块内的异常产热。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种软包电池模块，包括至少两个软包电池单体、散热板、电池模块壳体，所述散热板与电池模块壳体盖合形成密闭腔体结构，所述软包电池单体位于腔体内，所述散热板内设有填充有冷却介质的冷却回路。

通过在散热板内设计冷却回路，并填充冷却介质，在模块内单一电池异常产热时，通过冷却介质及时将热量导走，对模块内的电芯进行降温，降低了热失控风险。

作为优选的技术方案，所述散热板朝向软包电池单体的一端开设有多个热控喷嘴，且热控喷嘴与冷却回路连通，所述冷却介质为阻燃液体，通过多个热控喷嘴的设置，当模块内电芯温度进一步升高时，触发阻燃液体喷出，对模块内的电芯进行强制降温和灭火。

作为优选的技术方案，所述散热板开设有两个接口，两个所述接口分别与外部管路连接，并通过液体泵循环，通过液体泵可完成循环。

作为优选的技术方案，所述电池模块壳体包括第一模块端板、第二模块端板、第三模块端板、第一电极顶板、第二电极顶板，所述第二模块端板和第三模块端板分别固定设于第一模块端板两端顶部，所述第一电极顶板和第二电极顶板分别固定设于第二模块端板与第三模块端板两端，并与第一模块端板围合形成顶部具有开口的闭合腔体结构，所述腔体内壁均设有阻燃隔热缓冲层，通过设置的阻燃隔热缓冲层，具有阻燃、绝缘、隔热、缓冲电芯膨胀的功能，防止热失控大规模扩散。

作为优选的技术方案，所述第一电极顶板包括基板、耐高温阻燃绝缘层、第一金属汇流排，所述基板背离软包电池单体的一端固定有第一金属汇流排，且其两者之间设有耐高温阻燃绝缘层，可防止模块外壳温度异常升高，防止热失控大规模扩散。

作为优选的技术方案，所述软包电池单体串联连接且其极耳与第一金属汇流排相连。

作为优选的技术方案，两个所述接口分别为第一外部接口和第二外部接口。

作为优选的技术方案，所述第一模块端板、第二模块端板、第三模块端板朝向软包电池单体的一端分别固接有第一阻燃隔热缓冲层、第二阻燃隔热缓冲层、第三阻燃隔热缓冲层。

作为优选的技术方案，所述第一阻燃隔热缓冲层厚度大于第三阻燃隔热缓冲层、第二阻燃隔热缓冲层厚度。

作为优选的技术方案，所述散热板为金属材质，所述冷却回路为S型液体回路。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中，通过在散热板内设计冷却回路，并填充冷却介质，在模块内单一电池异常产热时，通过冷却介质及时将热量导走，对模块内的电芯进行降温，降低了燃烧风险，从局部区域着手，设置安全屏障，在热失控早期，熄灭明火，从而防止过多热量产生。

(2)本实用新型中，通过多个热控喷嘴的设置，当模块内电芯温度进一步升高时，触发阻燃液体喷出，对模块内的电芯进行强制降温和灭火，可防止模块外壳温度异常升高。

(3)本实用新型中，通过在腔体内壁设置阻燃隔热缓冲层，具有阻燃、绝缘、隔热、缓冲电芯膨胀的功能，可防止热失控大规模扩散。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种软包电池模块的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种软包电池模块的侧视剖面结构示意图；

附图标号：11、第一软包电池单体；12、第二软包电池单体；13、第三软包电池单体；14、第四软包电池单体；2、散热板；211、第一热触控喷嘴；212、第二热触控喷嘴；213、第三热触控喷嘴；221、第一外部接口；222、第二外部接口；3、第一模块端板；31、第一阻燃隔热缓冲层；4、第二模块端板；41、第二阻燃隔热缓冲层；5、第三模块端板；51、第三阻燃隔热缓冲层；6、第一电极顶板；61、基板；62、耐高温阻燃绝缘层；63、第一金属汇流排；7、第二电极顶板；73、第二金属汇流排。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，一种软包电池模块，包括：至少两个软包电池单体、散热板2、第一模块端板3、第二模块端板4、第三模块端板5、第一电极顶板6、第二电极顶板7，需要说明的是，本实施例中以四个软包电池单体为例，但不限于此，分别为：第一软包电池单体11、第二软包电池单体12、第三软包电池单体13、第四软包电池单体14，第一软包电池单体11和第二软包电池单体12串联连接形成一组串联电芯，第三软包电池单体13和第四软包电池单体14串联连接形成第二组串联电芯，两组串联电芯以并联方式连接，散热板2为金属材质，优选为铝合金，金属散热板2为内部贯通的空心厚板结构，且其内部至少设置有一个间隔条，以形成S型液体回路，并开设有第一外部接口221和第二外部接口222，第一外部接口221和第二外部接口222分别作为进液口和出液口，均与外部管路连接，并通过液体泵(图未示)循环，散热板2朝向软包电池单体的一端开设有多个热控喷嘴，优选为三个，分别为第一热触控喷嘴211、第二热触控喷嘴212、第三热触控喷嘴213，且热控喷嘴与冷却回路连通，冷却回路内填充有冷却介质，优选为阻燃液体，具体为有机磷阻燃剂，这样不仅可以在液体泵的作用下做到换热，还可在单体电池异常产热、出现燃烧风险时，触发多个热触控喷嘴，对电池模块内部直接降温和阻燃，避免模块内部热失控的发生。

参阅图2，第二模块端板4和第三模块端板5分别固定设于第一模块端板3两端顶部，第一电极顶板6和第二电极顶板7分别固定设于第二模块端板4与第三模块端板5两端，并与第一模块端板3围合形成顶部具有开口的闭合腔体结构，腔体内壁均设有阻燃隔热缓冲层，散热板2与其盖合后形成密闭腔体结构，散热板2与第一模块端板3、第三模块端板5焊接固定，腔体内壁均设有阻燃隔热缓冲层，第一模块端板3、第二模块端板4、第三模块端板5朝向软包电池单体的一端分别固接有第一阻燃隔热缓冲层31、第二阻燃隔热缓冲层41、第三阻燃隔热缓冲层51，阻燃隔热缓冲层具有阻燃、绝缘、隔热、缓冲电芯膨胀的功能，阻燃隔热缓冲层可以为耐高温阻燃气溶胶、耐高温阻燃硅胶泡棉、耐高温阻燃纤维板等材质，但不限于此，第一模块端板3、第二模块端板4、第三模块端板5均为金属板材质，内部与阻燃隔热缓冲层均为粘接，第一阻燃隔热缓冲层31厚度大于第三阻燃隔热缓冲层51、第二阻燃隔热缓冲层41厚度，优选的厚度范围为0.5-5.0mm，本实施例中以第一阻燃隔热缓冲层31为3mm，第三阻燃隔热缓冲层51、第二阻燃隔热缓冲层41为1mm为例；第一电极顶板6包括基板61、耐高温阻燃绝缘层62、第一金属汇流排63，基板61背离软包电池单体的一端固定有第一金属汇流排63，且其两者之间设有耐高温阻燃绝缘层62，耐高温阻燃绝缘层62集成在基板61上，第二电极顶板7与第一电极顶板6结构相同，其中第一金属汇流排63和第二金属汇流排73分别与两组软包电池串联电芯的极耳连接。

使用方法：该软包电池模块在正常工作时，金属散热板2填充阻燃液体并进行回流，维持软包电池模块内部温度稳定；当单体电池异常产热、出现燃烧风险时，将触发金属板上的多个热失控喷嘴打开，将阻燃液体喷洒到电池模块内部，对电池模块内部直接降温和阻燃，避免模块内部热失控的发生；同时，由于在模块端板上设置有阻燃隔热缓冲层，当模块内出现异常高温时，阻燃隔热缓冲层能保证模块外部温度不异常升高，防止异常高温影响临近电池模块。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种软包电池模块，其特征在于，包括至少两个软包电池单体、散热板(2)、电池模块壳体，所述散热板(2)与电池模块壳体盖合形成密闭腔体结构，所述软包电池单体位于腔体内，所述散热板(2)内设有填充有冷却介质的冷却回路。

2.根据权利要求1所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述散热板(2)朝向软包电池单体的一端开设有多个热控喷嘴，且热控喷嘴与冷却回路连通，所述冷却介质为阻燃液体。

3.根据权利要求2所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述散热板(2)开设有两个接口，两个所述接口分别与外部管路连接，并通过液体泵循环。

4.根据权利要求1所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述电池模块壳体包括第一模块端板(3)、第二模块端板(4)、第三模块端板(5)、第一电极顶板(6)、第二电极顶板(7)，所述第二模块端板(4)和第三模块端板(5)分别固定设于第一模块端板(3)两端顶部，所述第一电极顶板(6)和第二电极顶板(7)分别固定设于第二模块端板(4)与第三模块端板(5)两端，并与第一模块端板(3)围合形成顶部具有开口的闭合腔体结构，所述腔体内壁均设有阻燃隔热缓冲层。

5.根据权利要求4所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述第一电极顶板(6)包括基板(61)、耐高温阻燃绝缘层(62)、第一金属汇流排(63)，所述基板(61)背离软包电池单体的一端固定有第一金属汇流排(63)，且其两者之间设有耐高温阻燃绝缘层(62)。

6.根据权利要求5所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述软包电池单体串联连接且其极耳与第一金属汇流排(63)相连。

7.根据权利要求3所述的一种软包电池模块，其特征在于，两个所述接口分别为第一外部接口(221)和第二外部接口(222)。

8.根据权利要求4所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述第一模块端板(3)、第二模块端板(4)、第三模块端板(5)朝向软包电池单体的一端分别固接有第一阻燃隔热缓冲层(31)、第二阻燃隔热缓冲层(41)、第三阻燃隔热缓冲层(51)。

9.根据权利要求8所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述第一阻燃隔热缓冲层(31)厚度大于第二阻燃隔热缓冲层(41)、第二阻燃隔热缓冲层(41)厚度。

10.根据权利要求1所述的一种软包电池模块，其特征在于，所述散热板(2)为金属材质，所述冷却回路为S型液体回路。

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