CN217606912U - 隔热件、电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种隔热件、电池模组和电池包。所述隔热件用于填充电芯间隙，其包括支撑板和贴附在所述支撑板上的弹性膜以及隔热材料，所述弹性膜与所述支撑板之间形成有容纳腔；所述隔热材料填充于所述容纳腔中，能够使所述弹性膜发生形变以充满电芯间隙。本申请提供的隔热件在无论实际形成的电芯间隙有多大的情况下，其隔热材料均能够根据电芯间隙的大小使容纳腔撑至实际形成的电芯间隙的大小，直至充满电芯间隙实现良好的填充效果，达到对电芯隔热或降温的目的。

Description

隔热件、电池模组和电池包

技术领域

本申请涉及电池能源技术领域，更具体地，本申请涉及一种隔热件、电池模组和电池包。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，电动汽车动力电池系统的安全问题制约了电动汽车的快速发展。电动汽车动力电池的安全事故主要是以电池模组热失控蔓延为特征，在动力电池单体热失控后，高温会迅速传递给相邻的单体，从而引起链式热失控蔓延，造成起火爆炸等安全事故，抑制动力电池热失控热量向周围电池蔓延是保证乘客生命财产安全的重要手段。

在现有技术中，通常通过在电芯间隙之间填充隔热导热材料或在电芯底部设置冷却系统以实现隔热或降温的效果，但这种填充方案只能实现理想尺寸状态的间隙填充，实际间隙受装配工艺等影响，不可避免存在有公差，公差小的话，会导致间隙过小，填充的材料塞不进去，公差大的话，会导致填充后仍然存在间隙，影响填充效果。

实用新型内容

本申请的一个目的是提供一种电池间隙填充结构、电池模组和电池包。

根据本申请的第一方面，提供一种隔热件，包括：

支撑板和贴附在所述支撑板上的弹性膜，所述弹性膜与所述支撑板之间形成有容纳腔；

隔热材料，所述隔热材料填充于所述容纳腔中，能够使所述弹性膜发生形变以充满电芯间隙。

可选地，所述弹性膜上形成有粘附区和连接区，所述容纳腔包括填充腔和缓存腔，所述弹性膜通过所述粘附区贴附在所述支撑板上；

在所述隔热材料充满所述填充腔的情况下，所述填充腔能够通过所述连接区与所述缓存腔连通，使所述隔热材料从所述填充腔流入所述缓存腔。

可选地，所述填充腔具有至少一个用于填充所述隔热材料的开口，所述缓存腔为封闭的腔体。

可选地，所述粘附区的承压能力大于所述隔热材料的填充压力，所述连接区的承压能力小于所述隔热材料的填充压力。

可选地，所述缓存腔至少设置有两个，分别分布于所述填充腔的不同侧处。

可选地，所述支撑板的两侧均贴附有所述弹性膜，并分别与所述支撑板的两侧形成所述容纳腔，所述容纳腔中填充有所述隔热材料。

可选地，所述隔热材料为发泡胶，所述发泡胶的导热系数≤0.02。

可选地，所述弹性膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、高聚物聚丙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。

可选地，所述支撑板为金属板。

根据本申请的第二方面，提供一种电池模组，包括：至少两个电池单体和第一方面所述的隔热件，所述隔热件设置于相邻的两个所述电池单体之间。

根据本申请的第三方面，提供一种电池包，包括：第二方面所述的电池模组。

本申请的一个技术效果在于：本申请通过在支撑板上设置弹性膜，且弹性膜与支撑板之间形成有容纳腔。在实际应用中，将隔热材料填充于容纳腔中时，容纳腔随着弹性膜的变形可以被撑大，使得无论实际形成的电芯间隙有多大，隔热材料均能够根据电芯间隙的大小使容纳腔撑至实际形成的电芯间隙的大小，直至充满电芯间隙以实现良好的填充效果，达到对电芯隔热或降温的目的。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本申请的实施例，并且连同说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请中提供的一种隔热件的应用示意图。

图2是图1的爆炸图。

图3是本申请中提供的一种隔热件的结构示意图。

图4是本申请中提供的一种隔热件的剖视示意图。

图5是图3中A处的截面示意图。

附图标记说明：

100、隔热件；200、托盘；300、电芯；400、电芯间隙；

11、支撑板；12、弹性膜；121、粘附区；122、连接区；13、容纳腔； 131、填充腔；132、缓存腔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据图1至图5所示，本申请提供了一种隔热件100，包括：支撑板 11和贴附在所述支撑板11上的弹性膜12，以及隔热材料，所述弹性膜12 与所述支撑板11之间形成有容纳腔13；所述隔热材料填充于所述容纳腔13中，能够使所述弹性膜12发生形变以充满电芯间隙400。

具体地，在本实施例中，电芯间隙400指的是电芯300与电芯300或电芯300与外部结构之间，由于装配形成的各种间隙，参考图1和图2。其中，外部结构可以是用于放置电池的托盘200或箱体等结构。在理想状态下，各种电芯间隙400的大小是具有特定值的，但在实际生产中，由于装配或制造公差，使得最终产品中形成的电芯间隙400大小不一，因此，填充在公差不一的电芯间隙400中的填充结构并不能很好地填满电芯间隙 400，使得电池的安全性能降低。而本申请通过设置支撑板11，并在支撑板11上贴附弹性膜12，使得支撑板11与弹性膜12之间形成的容纳腔13 在填充入隔热材料时，可以根据填充结构所处于的电芯间隙400的大小，确定填充量的多少，以使隔热材料能够在容纳腔13内充满至电芯间隙400，隔热材料能够使一侧的电芯300被挤紧，以达到良好的填充效果。

在本实施例中，支撑板11可以为弹性膜12的贴附提供支撑，也可以将电芯300与电芯300或与电芯300外部结构隔开，提供一定的隔热效果。支撑板11可以选择质地较硬、延展性好的板材，其具体的材料类型可以根据与弹性膜12的贴附方式进行选择。在本申请中，弹性膜12指具有一定的弹性变形能力的薄膜，弹性膜12的弹性变形能力能够在容纳腔13内填充入隔热材料时，变形至与电芯间隙400相匹配的形状，以保证隔热材料能够填满带电芯间隙400。弹性膜12可以通过热压工艺贴附在支撑板11上，此时，支撑板11可以选择适于热压的金属板等，也可以通过胶水等粘接在支撑板11上，此时可以选择硬质塑料板才等，本申请对此不作限制。另外，本申请中的隔热材料可以选择导热系数较低的材料，以保证各电芯300自身的温度不会传递给相邻的电芯300，或传递给相邻的外部结构，提高电池的安全性能。

在实际应用中，在电芯间隙400的公差较大时，填充的隔热材料可以较多一些，使弹性膜12发生形变，容纳腔13被撑大，至填满整个电芯间隙400。而当电芯间隙400的公差较小时，可以填充较少的隔热材料。容纳腔13内隔热材料的具体填充量可以根据注入时弹性膜12是否充分接触到电芯300或外部结构来进行判断，也可以根据间隙的大小来计算填充量，本申请对此不作严格限制。

可选地，如图3至图5所示，所述弹性膜12上形成有粘附区121和连接区122，所述容纳腔13包括填充腔131和缓存腔132，所述弹性膜12通过所述粘附区121贴附在所述支撑板11上；在所述隔热材料充满所述填充腔131的情况下，所述填充腔131能够通过所述连接区122与所述缓存腔 132连通，使所述隔热材料从所述填充腔131流入所述缓存腔132。

具体地，在本实施例中，弹性膜12贴附在支撑板11上时，同时形成了粘附区121和连接区122，其中，粘附区121指的是将弹性膜12贴附在支撑板11上的区域，此区域的弹性膜12与支撑板11之间始终处于互相粘接在一起的状态，以使形成的容纳不会因为破损而泄露隔热材料。连接区 122将容纳腔13分为了填充腔131和缓存腔132，在填充隔热材料前，连接区122的弹性膜12同样与支撑板11粘接在一起，当往填充腔131内填充满隔热材料以后，连接区122的弹性膜12可以在隔热材料的填充压力或者外力下将连接区122的弹性膜12与支撑板11分开，即实现填充腔131 与缓存腔132连通，隔热材料便可通过连接区122进入缓存区，这种结构设计可以避免填充腔131被填满后，多余的隔热材料泄露到容纳腔13之外，导致电芯300短路，提高了电池的安全性能。

在本实施例中，可以将填充腔131设置在电芯300容易膨胀的区域处，例如中心区域处，以更好地实现隔热效果，而缓存区可以设置在电芯300 的边缘区域，以提高本申请中的隔热件100的隔热效率，这种设计在一些异性电池中，相比于现有技术中的隔热方式，其隔热效果更佳。

可选地，如图3和图4所示，所述填充腔131具有至少一个用于填充所述隔热材料的开口，所述缓存腔132为封闭的腔体。

具体地，在本实施例中，填充腔131设置有至少一个开口，具体设置数量可以根据填充腔131的形状、位置以及填充的便宜性进行设计，本申请对此不作限制。而同时，缓存腔132为封闭腔体，这样，在连接区122 连通填充腔131和缓存腔132时，隔热材料从填充腔131进入缓存腔132 以后便不会从缓存腔132的其他位置流出，一方面保证了填充效果，另一方面还避免了隔热材料的泄露。

可选地，参考图3至图5，所述粘附区121的承压能力大于所述隔热材料的填充压力，所述连接区122的承压能力小于所述隔热材料的填充压力。

具体地，在上述实施例的基础上，将隔热材料填充入填充腔131时，可以通过注胶等方式实现，此时，容纳腔13承受填充压力，当填充腔131 中充满隔热材料时，由于连接区122的承压能力小于隔热材料的填充压力，则隔热材料的填充压力能够使连接区122的弹性膜12与支撑板11分开，实现填充腔131与缓存腔132的连通，使填充多余的隔热材料进入缓存腔 132。另外，粘附区121的承压能力大于隔热材料的填充压力，能够保证整个容纳腔13不会因为隔热材料的填充压力而被挤压破损，导致隔热材料泄露等问题，提高了隔热材料填充的安全性。

在一种实施例中，弹性膜12采用PET薄膜，支撑板11采用金属板，隔热材料选用胶体类材料。采用热压工艺将弹性膜12结合贴附在金属板的表面，形成容纳腔13，而热压轨迹可以将容纳腔13分隔成不同的腔体，即填充腔131和缓存腔132。在热压时，在粘附区121可以采用较高的温度或较长的热压时间进行热压贴附，控制其承压能力大于隔热材料的填充压力，而连接区122可以采用相对粘附区121较低的温度或较短的热压时间进行热压贴附，控制其承压能力小于隔热材料的填充压力。在进行注胶时，根据填充结构填充的电芯间隙400的大小，胶量自动适配，注满填充腔131后腔体内的压力上升，此时电芯间隙400被主要填充腔131填满，当注胶继续进行时，连接区122的弹性膜12与支撑板11的贴附被破坏，使填充腔131与缓存腔132连通，多余的胶注到缓存腔132存储。

可选地，如图3至图5所示，所述缓存腔132至少设置有两个，分别分布于所述填充腔131的不同侧处。

具体地，在本实施例中，缓存腔132可以设置有至少两个，具体数量可以根据填充腔131的大小和位置进行设计。例如在如图5所示的填充结构，填充腔131设置于支撑板11的中心位置处，在容纳腔13的两侧形成有两个缓存腔132。在填充材料填充满填充腔131时，两侧的缓存腔132 都可以存储多余的隔热材料，使隔热材料的填充更加均匀，形成的填充腔131也能够更充分地充满电芯间隙400。

可选地，所述支撑板11的两侧均贴附有所述弹性膜12，并分别与所述支撑板11的两侧形成所述容纳腔13，所述容纳腔13中填充有所述隔热材料。

具体地，在本实施例中，支撑板11的两侧均设置有弹性膜12，以及与弹性膜12形成的容纳腔13，容纳腔13内可以填充隔热材料，在填充两侧均为电芯300的电芯间隙400时，隔热材料可以使支撑板11两侧的容纳腔13挤贴在两侧的电芯300上，对两侧的电芯300均起到良好的隔热效果。另外，这种结构形式，也可以避免在安装过程中支撑板11划伤电芯300，影响电池的安全性能。

可选地，所述隔热材料为发泡胶，所述发泡胶的导热系数≤0.02。

具体地，在本实施例中，隔热材料可以采用导热系数较低，发泡率适当较低的发泡胶，发泡胶用于填充、密封、粘结等，是一种依靠湿气固化的聚氨酯弹性密封发泡材料。采用发泡胶作为隔热材料可以起到很好的隔热效果，较低的发泡率可以对电芯300起到一定的保温作用，使电芯300 的充放电过程中，温差较小，提高整个电池的安全性能，以及为电芯300 的膨胀提供一定的膨胀空间，提高电池的循环性能。另外，发泡胶可以直接通过注胶枪或注胶设备直接注入容纳腔13，操作简单，胶量也容易控制。在一种实施例中，隔热材料还可以采用发泡硅胶。

可选地，所述弹性膜12为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、高聚物丙烯和聚氯乙烯中的一种或几种。

具体地，在本实施例中，弹性膜12可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，其表面平滑有光泽，电绝缘性优良，耐疲劳，耐摩擦，有良好的力学性能，将其用为弹性膜12，其伸缩性良好，通过与隔热材料的填充配合可以实现不同宽度的电芯间隙400的填充。在另一种实施例中，弹性膜 12也可以选择弹性较好的聚乙烯(PE)、高聚物聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等，本申请对此不做限制。

可选地，所述支撑板11为金属板。在本实施例中，支撑板11可以采用一些延展性、平整度较好，强度较高并且具有一定防锈性能的板材，提高填充结构的使用寿命。在一种实施例中，金属板为铝板，其强度高、密度低，重量轻，可以作为支撑板11起到良好的支撑作用，另一方面，还能降低整个电池的重量。

根据本申请的第二方面，提供了一种电池模组，参考图1和图2，包括：至少两个电池单体和第一方面所述的隔热件100，所述隔热件100设置于相邻的两个所述电池单体之间。

具体地，一个电池单体一般包括一个电芯300，在两个相邻的电池单体之间填充本申请第一方面提供的隔热件100，可以使得相邻的电池单体之间的间隙无论由于装配产生多大误差，均能够被填充满，避免了某一个电池单体由于热失控，使高温传递给相邻的电池单体，从而引起链式热失控蔓延，造成起火爆炸等安全事故，提高了电池模组的安全性能。

根据本申请的第三方面，还提供了一种电池包，参考图1和图2，其特征在于，包括第二方面所述的电池模组。

具体地，在本实施例中，电池模组可以与箱体或托盘200装配，形成电池包，应用于能源汽车等。本实施例提供的电池包除了在电池模组的各单体电池之间设置有隔热件100之外，还可以在电池模组与托盘200或箱体之间设置隔热件100，进一步提高电池包的安全性能，抑制电池包热失控热量向周围电池蔓延。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种隔热件，用于填充电芯间隙，其特征在于，包括：

支撑板和贴附在所述支撑板上的弹性膜，所述弹性膜与所述支撑板之间形成有容纳腔；

隔热材料，所述隔热材料填充于所述容纳腔中，能够使所述弹性膜发生形变以充满电芯间隙。

2.根据权利要求1所述的隔热件，其特征在于，

所述弹性膜上形成有粘附区和连接区，所述容纳腔包括填充腔和缓存腔，所述弹性膜通过所述粘附区贴附在所述支撑板上；

在所述隔热材料充满所述填充腔的情况下，所述填充腔能够通过所述连接区与所述缓存腔连通，使所述隔热材料从所述填充腔流入所述缓存腔。

3.根据权利要求2所述的隔热件，其特征在于，所述填充腔具有至少一个用于填充所述隔热材料的开口，所述缓存腔为封闭的腔体。

4.根据权利要求3所述的隔热件，其特征在于，所述粘附区的承压能力大于所述隔热材料的填充压力，所述连接区的承压能力小于所述隔热材料的填充压力。

5.根据权利要求2所述的隔热件，其特征在于，所述缓存腔至少设置有两个，分别分布于所述填充腔的不同侧处。

6.根据权利要求1所述的隔热件，其特征在于，所述支撑板的两侧均贴附有所述弹性膜，并分别与所述支撑板的两侧形成所述容纳腔，所述容纳腔中填充有所述隔热材料。

7.根据权利要求1所述的隔热件，其特征在于，所述隔热材料为发泡胶，所述发泡胶的导热系数≤0.02。

8.根据权利要求1所述的隔热件，其特征在于，所述弹性膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、高聚物聚丙烯和聚氯乙烯中的一种。

9.根据权利要求1所述的隔热件，其特征在于，所述支撑板为金属板。

10.一种电池模组，其特征在于，包括：至少两个电池单体和权利要求1-9任意一项所述的隔热件，所述隔热件设置于相邻的两个所述电池单体之间。

11.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求10所述的电池模组。

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