CN219350411U - 具有防爆消防功能的电池模组、电池包和电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供具有防爆消防功能的电池模组、电池包和电动车，属于电芯安全技术领域。该具有防爆消防功能的电池模组包括电芯、液冷板、液冷通道、第一防爆阀、第二防爆阀、防水透气膜。本实用新型中在电芯内发生热失控时，电芯中的气体冲破第一防爆阀，之后气体冲破液冷板上与第一防爆阀对应的第二防爆阀并进入液冷通道中，液冷通道内多余气体从防水透气膜排出，同时液冷通道内的液冷介质穿过冲破的第二防爆阀、第一防爆阀进入电芯内部，达到为电芯定点消防灭火的效果，达到浸没式消防安全的作用，为电芯、电池模组、电池包和电动车的消防安全保驾护航。

Description

具有防爆消防功能的电池模组、电池包和电动车

技术领域

本实用新型涉及电芯安全技术领域，具体涉及具有防爆消防功能的电池模组、电池包和电动车。

背景技术

现有的电芯内部出现热失控时，电芯内部的高温气体冲破依次电芯和液冷板上的防爆阀，使得液冷板内的换热介质对电芯内部进行灭火，但是电芯内部的气体进入液冷板中，造成液冷板中气体含量增多，液冷板中压力增大，造成液冷板和电芯之间压力失衡，使得高温气体无法顺畅地进入液冷板内、换热介质无法顺畅地进入电芯内，在电芯内部持续地燃烧，液冷板中的换热介质即使全部进入电芯内部也无法完全灭火，高温气体在液冷板和电芯中越积越多，液冷板和电芯容易发生爆炸。

专利CN115441121B中公开了一种延缓热失控的电池模组、电池包及电动车，电池模组包括电芯模组及第一液冷板，电芯模组包括多个单体电芯，多个单体电芯阵列排布，第一液冷板水平设置在电芯模组底面，并与单体电芯底面相接触，第一液冷板内设置有供换热介质流动的腔室；单体电芯与第一液冷板相接触的一面设置有第一防爆阀，第一液冷板表面设置有与第一防爆阀相对应的第二防爆阀，第二防爆阀用于将换热介质密封在腔室内。该现有技术中的单体电池在发生热失控时释放的能量从第一防爆阀中喷出，可以避免造成电连接失控，能量通过第二防爆阀传递到腔室内，可以阻断单体电池热失控向相邻单体电池进行蔓延，从而延缓电池模组大面积发生热失控的几率，降低电池模组热失控的程度。上述专利中的单体电芯内部发生热失控时，第一防爆阀被冲破，高温高压气体、火焰及电解液向第一液冷板表面喷发，第一防爆阀释放的高温高压气体、火焰及电解液将第二防爆阀冲破，此时，高温高压气体、火焰及电解液通过冲破的第二防爆阀进入到第一液冷板的腔室内，腔室内的换热介质可以灭火及覆盖有害及高温气体，同时对高温电解液进行冷却散热，但是单体电芯内部的气体进入液冷板中，造成液冷板中气体含量增多，液冷板中压力增大，造成液冷板和单体电芯之间压力失衡，使得高温气体无法顺畅地进入液冷板内、换热介质无法顺畅地进入单体电芯内，在单体电芯内部持续地燃烧，液冷板中的换热介质即使全部进入电芯内部也无法完全灭火，高温气体在液冷板和单体电芯中越积越多，液冷板和电芯容易发生爆炸。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出具有防爆消防功能的电池模组、电池包和电动车。

第一方面，本实用新型提出具有防爆消防功能的电池模组，包括电芯、顶端或底端与所述电芯相抵接的液冷板、设置于所述液冷板内用以容置液冷介质的液冷通道、设置于所述电芯上抵接所述液冷板的一端的第一防爆阀、设置于所述液冷板上抵接于所述电芯的一端的第二防爆阀、设置于所述液冷板另一端的防水透气膜，所述第二防爆阀抵接于与之相对应的所述第一防爆阀，所述第二防爆阀一端、所述防水透气膜一端均连通于所述液冷通道。

进一步地，还包括一端连通于所述液冷通道的输送结构、用以密封所述输送结构另一端的密封结构。

进一步地，还包括设置于所述液冷板上远离所述电芯的另一端的第三防爆阀，所述第三防爆阀一端连通于所述液冷通道。

进一步地，所述电芯为多个，多个所述电芯沿着液冷板的长度方向并排设置，所述液冷板上的第二防爆阀与每个所述电芯上的第一防爆阀相对应设置，所述液冷板上的防水透气膜与第二防爆阀相对应设置。

进一步地，一个所述电芯上的第一防爆阀为多个，所述液冷板上的所述第二防爆阀与所述电芯上的所述第一防爆阀一一对应设置。

进一步地，一个所述电芯上的多个第一防爆阀等距设置。

进一步地，所述第一防爆阀可拆卸地安装于所述电芯上，所述第二防爆阀、防水透气膜、第三防爆阀均为可拆卸地安装于所述液冷板上。

进一步地，一个所述液冷板上的所述第三防爆阀为多个。

第二方面，本实用新型还提出电池包，包括上下设置的多个如第一方面中任一方案所述的电池模组，相邻两个所述电池模组中的所述液冷板相互抵接，相邻两个所述电池模组中的所述液冷板对应位置处的所述防水透气膜相互抵接，在所述液冷板中包括第三防爆阀时相邻两个所述电池模组中的所述液冷板对应位置处的所述第三防爆阀相互抵接。

第三方面，本实用新型还提出了电动车，包括车辆本体和如第一方面所述的电池模组，所述电池模组设置在所述车辆本体上。

本实用新型的具有防爆消防功能的电池模组、电池包和电动车有以下有益效果：

在电芯内发生热失控时，电芯中的气体冲破第一防爆阀，之后气体冲破液冷板上与第一防爆阀对应的第二防爆阀并进入液冷通道中，液冷通道内多余气体从防水透气膜排出，使得电芯内部的高温气体可以连续地进入液冷板中，同时液冷通道内的液冷介质可以连续地依次穿过冲破的第二防爆阀、第一防爆阀进入电芯内部，达到为电芯定点消防灭火的效果，达到浸没式消防安全的作用，在液冷介质无法完全给电芯内部灭火时高温气体可以将防水透气膜冲破并排出，避免液冷板和电芯发生爆炸，为电芯、电池模组、电池包和电动车的消防安全保驾护航。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的具有防爆消防功能的电池模组中液冷板设置于电芯下方时的第一侧视图；

图2为本实用新型实施例的具有防爆消防功能的电池模组中液冷板设置于电芯下方时的第二侧视图；

图3为本实用新型实施例的具有防爆消防功能的电池模组中的电芯的结构示意图。

图中：1-电芯，11-第一防爆阀，12-电芯电极，2-液冷板，21-液冷通道，22-第二防爆阀，23-防水透气膜，24-输送结构，25-密封结构，26-第三防爆阀。

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中的附图，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做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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

请参阅图1-3。本实用新型实施例的具有防爆消防功能的电池模组，包括电芯1、顶端或底端与电芯1相抵接的液冷板2、设置于液冷板2内用以容置液冷介质的液冷通道21、设置于电芯1上抵接液冷板2的一端的第一防爆阀11、设置于液冷板2上抵接于电芯1的一端的第二防爆阀22、设置于液冷板2上远离电芯1的另一端的防水透气膜23，第二防爆阀22抵接于与之相对应的第一防爆阀11，第二防爆阀22一端、防水透气膜26一端均连通于液冷通道21。

此处，在电芯1上设计第一防爆阀11，同时将液冷板2的液冷通道21设计好，在液冷板2上设置第二防爆阀22和防水透气膜23，将液冷板2和电芯1抵接，使得第二防爆阀22和与之对应的第一防爆阀11相抵接，第二防爆阀22和第一防爆阀11进行有效配合，电芯1内部发生热失控、出现火情时电芯1内部产生高温气体，内部的高温气体依次冲破第一防爆阀11和第二防爆阀22并进入液冷通道21内，液冷介质可以对高温气体进行降温，高温气体可以从防水透气膜23排出，使得电芯1内部的高温气体可以连续地进入液冷板2中，同时液冷介质可以连续地依次穿过第二防爆阀22、第一防爆阀11并进入电芯1内部，液冷介质给电芯1内部进行灭火、降温，达到给电芯定点消防灭火，第二防爆阀22、第一防爆阀11同口设置，第二防爆阀22、第一防爆阀11起联动作用，液冷介质同时用于制冷和灭火双重作用，液冷介质进入电芯1内部浸没热失控区域，在有热失控风险的区域采用液冷介质完全“浸没”起来，不让热失控对外扩散，而且在较短时间内就能将热失控控制住，达到浸没式消防安全的作用，在液冷介质无法完全给电芯1内部灭火时高温气体可以将防水透气膜26冲破并排出，避免液冷板2和电芯1发生爆炸，为电芯、电池模组、电池包、电动车的消防安全保驾护航。电芯1可以和液冷板2固定连接。

具体的，电芯1的大面为侧端时连接于大面顶端的面的电芯1的顶端、连接于大面底端的面为电芯1的底端。电芯1的顶端或底端抵接于液冷板2，电芯1可以垂直于液冷板2，电芯1的大面的一条边垂直于液冷板2、另一条边平行于液冷板2的宽度方向。电芯1包括外壳，在外壳的顶端或者底端其中一个设有电芯电极12。在电芯电极12位于电芯1的顶端时液冷板2位于电芯1的下方，此时液冷板2顶端抵接于电芯1的底端，第一防爆阀11设置于电芯1的底端，第二防爆阀22设置于液冷板2的顶端，防水透气膜23设置于液冷板2的底端，第二防爆阀22抵接于与之相对应的第一防爆阀11。在电芯电极12位于电芯1的底端时液冷板2位于电芯1的上方，此时液冷板2底端抵接于电芯1顶端，第一防爆设置于电芯1顶端，第二防爆阀22设置于液冷板2的底端，防水透气膜23设置于液冷板2的顶端，第二防爆阀22抵接于与之相对应的第一防爆阀11。

作为本实施例中的具有防爆消防功能的电池模组还可以包括一端连通于液冷通道21的输送结构24、用以密封输送结构24另一端的密封结构25。输送结构24另一端凸出设置于液冷板2的任意一侧端的外侧。

具体的，液冷通道21可以为液冷管，输送结构24可以为输送管；输水管可以一端螺接于液冷管，也可以插接于液冷管；密封结构25可以为密封盖，密封盖可以螺接于输水管另一端，也可以插接于另一端。将输水结构一端连接于输液通道，通过输送结构24向液冷通道21内注入适量的液冷介质，然后通过密封结构25对输水结构进行密封。在液冷介质对电芯1进行消防灭火后，需要补充液冷介质时开启密封结构25通过输送结构24向液冷通道21内注入适量的液冷介质，需要更换液冷介质时开启密封结构25，将液冷通道21内的液冷介质倒出，再通过输送结构24向液冷通道21内注入适量的新液冷介质。为了避免输送结构24设置于液冷板2的顶端或者底端时影响液冷板2和电芯1的抵接，进而影响多个电芯之间的安装，所以将输水结构另一端凸出设置于液冷板2的任意一侧端的外侧，更进一步地可以将输水结构另一端凸出设置于液冷板2与电芯1大面平行的侧端的外侧。

作为本实施例中的具有防爆消防功能的电池模组还可以包括设置于液冷板2上远离电芯1的另一端的第三防爆阀26，第三防爆阀26一端连通于液冷通道21。

具体的，第三防爆阀26可以起到常规密封，在电芯1内的高温气体冲破第一防爆阀11和第二防爆阀22后，液冷介质对电芯1进行灭火，如果灭火效果不明显时，能二次防护冲破第三防爆阀26，进行电池模组层级的浸没消防安全。

电芯1可以为多个，多个电芯1沿着液冷板2的长度方向并排设置，液冷板2上的第二防爆阀22与每个电芯1上的第一防爆阀11相对应设置，液冷板2上的防水透气膜23与第二防爆阀22相对应设置。

具体的，在液冷板2上可以设有多条液冷通道21，多条液冷通道21均平行于液冷板2的轴线，液冷板2的轴线平行于液冷板2的长度方向。电芯1底面或者顶面的长边的长度可以等于液冷板2的宽度，多个电芯1底面或者顶面的短边的长度之和可以等于液冷板2的长度，多个电芯1底面或者顶面的短边均平行于液冷板2的长度方向，且多个电芯1底面或者顶面的短边保持平齐。可以采取如下方式，多个电芯1沿着液冷板2的长度方向并排设置，一条液冷通道21可以设置于多个电芯1下方或者上方，在液冷板2上可以沿着该液冷通道21的轴线并排设置多个第二防爆阀22，多个第二防爆阀22均连通于该液冷通道21，在多个电芯1上设有的第一防爆阀11保持平齐设置，一条液冷通道21上可以设有与所有电芯1上的第一防爆阀11对应的第二防爆阀22，液冷板2上的第二防爆阀22和每个电芯1上的第一防爆阀11一一对应设置，液冷板2上的防水透气膜23和第二防爆阀22一一对应设置，液冷板2上的防水透气膜23和与之对应的第二防爆阀22可以对称设置。也可以采取如下方式，多个电芯1沿着液冷板2的长度方向并排设置，在液冷板2上设有多条平行的液冷通道21，一条液冷通道21上可以设有与一个电芯1上的第一防爆阀11对应的第二防爆阀22，一条液冷通道21上也可以设有与多个电芯1上的第一防爆阀11对应的第二防爆阀22，液冷板2上的第二防爆阀22和每个电芯1上的第一防爆阀11一一对应设置，液冷板2上的防水透气膜23和第二防爆阀22一一对应设置，液冷板2上的防水透气膜23和与之对应的第二防爆阀22可以对称设置。

一个电芯1上的第一防爆阀11为多个，液冷板2上的第二防爆阀11与电芯1上的第一防爆阀11一一对应设置。

具体的，在液冷板2上设有与每个电芯1上的多个第一防爆阀11对应设置的多个第二防爆阀22。

一个电芯1上的多个第一防爆阀11等距设置。

具体的，在液冷板2上与多个第一防爆阀11对应的多个第二防爆阀22等距设置。

第一防爆阀11可拆卸地安装于电芯1上，第二防爆阀22、防水透气膜23、第三防爆阀26均为可拆卸地安装于液冷板2上。

具体的，可以方便将第一防爆阀11安装于电芯1上，方便将第二防爆阀22防水透气膜23、第三防爆阀26安装于液冷板2上，在液冷介质对电芯1灭火完毕后，可以方便对第一防爆阀11、第二防爆阀22、防水透气膜23、第三防爆阀26进行更换。

一个液冷板2上的第三防爆阀26可以为多个。

具体的，液冷通道21横向设置，电芯2底面纵向设置，一条液冷通道21可以与多个电芯2对应设置，则在液冷通道21上与每个电芯对应位置处可以设有第三防爆阀26；多条液冷通道21横向设置，电芯2底面纵向设置，一个电芯2可以与多条液冷通道21对应设置，在每个液冷通道21上与该电芯2对应位置处可以设有第三防爆阀26。

本实施例还提出了电池包，包括上下设置的多个如上述方案的具有防爆消防功能的电池模组，相邻两个电池模组中的液冷板2相互抵接，相邻两个电池模组中的液冷板2对应位置处的防水透气膜23相互抵接，在液冷板2中包括第三防爆阀26时相邻两个电池模组中的液冷板2对应位置处的第三防爆阀26相互抵接。

具体的，相邻两个电池模组上下设置，在位于上方的电池模组中：液冷板2的顶端抵接于电芯1的底端，第一防爆阀11设置于电芯1的底端，第二防爆阀22设置于液冷板2的顶端，防水透气膜23设置于液冷板2的底端，在电芯1中包括第三防爆阀26时第三防爆阀26设置于液冷板2的底端；在位于下方的电池模组中：液冷板2的底端抵接于电芯1的顶端，第一防爆阀11设置于电芯1的顶端，第二防爆阀22设置于液冷板2的底端，防水透气膜23设置于液冷板2的顶端，在电芯1中包括第三防爆阀26时第三防爆阀26设置于液冷板2的顶端。相邻两个电池模组中的液冷板2相互抵接，相邻两个电池模组中的液冷板2对应位置处的防水透气膜23相互抵接，则使得在第一个电池模组中灭火效果不明显时，高温气体穿过两个防水透气膜23进入第二个电池模组的液冷板2中，第二个电池模组的液冷板2对高温气体进行降温，在两个电芯2中均包括第三防爆阀26时，在第一个电池模组中的部分高温气体穿过两个防水透气膜23进入第二个电池模组中后第一个电池模组中依然存在较大气压的高温气体，此时两个电池模组上的防水透气膜23无法满足尽快地将第一个电池模组中的高温气体排出，第一个电池模组中的剩余高温气体依次冲破两个电池模组上的第三防爆阀26，使得第二个电池模组的液冷板2中的液冷介质可以进入第一个电池模组中，给第一个电池模组的电芯1进行定点消防灭火，达到浸没式消防安全的作用,通过一个电池模组中的液冷介质在两个电池模组中一出一进，给电池模组进行二级防爆和二次防护，给电池模组进行循环消防，为电池模组的消防安全保驾护航。两个电池模组的液冷板2可以固定连接。

本实施例还提出了电动车，包括车辆本体和如上述方案的电池模组，电池模组设置在车辆本体上。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本申请的描述中，指示的方位或位置关系的术语“上端”、“下端”、“底端”为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：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.具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：包括电芯（1）、顶端或底端与所述电芯（1）相抵接的液冷板（2）、设置于所述液冷板（2）内用以容置液冷介质的液冷通道（21）、设置于所述电芯（1）上抵接所述液冷板（2）的一端的第一防爆阀（11）、设置于所述液冷板（2）上抵接于所述电芯（1）的一端的第二防爆阀（22）、设置于所述液冷板（2）另一端的防水透气膜（23），所述第二防爆阀（22）抵接于与之相对应的所述第一防爆阀（11），所述第二防爆阀（22）一端、所述防水透气膜（23）一端均连通于所述液冷通道（21）。

2.如权利要求1所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：还包括一端连通于所述液冷通道（21）的输送结构（24）、用以密封所述输送结构（24）另一端的密封结构（25）。

3.如权利要求1或2所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：还包括设置于所述液冷板（2）上远离所述电芯（1）的一端的第三防爆阀（26），所述第三防爆阀（26）一端连通于所述液冷通道（21）。

4.如权利要求1或2所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：所述电芯（1）为多个，多个所述电芯（1）沿着液冷板（2）的长度方向并排设置，所述液冷板（2）上的所述第二防爆阀（22）与每个所述电芯（1）上的所述第一防爆阀（11）相对应设置，所述液冷板（2）上的所述防水透气膜（23）与所述第二防爆阀（22）相对应设置。

5.如权利要求1或2所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：一个所述电芯（1）上的所述第一防爆阀（11）为多个，所述液冷板（2）上的所述第二防爆阀（22）与所述电芯（1）上的所述第一防爆阀（11）一一对应设置。

6.如权利要求5所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：一个所述电芯（1）上的多个所述第一防爆阀（11）等距设置。

7.如权利要求3所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：所述第一防爆阀（11）可拆卸地安装于所述电芯（1）上，所述第二防爆阀（22）、所述防水透气膜（23）、所述第三防爆阀（26）均为可拆卸地安装于所述液冷板（2）上。

8.如权利要求3所述的具有防爆消防功能的电池模组，其特征在于：一个所述液冷板（2）上的所述第三防爆阀（26）为多个。

9.电池包，其特征在于：包括上下设置的多个如权利要求1-8任一项所述的电池模组，相邻两个所述电池模组中的所述液冷板（2）相互抵接，相邻两个所述电池模组中的所述液冷板（2）对应位置处的所述防水透气膜（23）相互抵接，在所述液冷板（2）中包括第三防爆阀（26）时相邻两个所述电池模组中的所述液冷板（2）对应位置处的所述第三防爆阀（26）相互抵接。

10.电动车，其特征在于：包括车辆本体和如权利要求1-8任一项所述的电池模组，所述电池模组设置在所述车辆本体上。

Images