CN219419186U - 电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体公开了一种电池模组，其包括电池、排气管道和液冷系统，液冷系统包括液冷管道，电池具有防爆阀，液冷管道和排气管道平行设置，且液冷管道和排气管道部分贴合；电池与排气管道通过防爆阀连通。本实用新型由于排气管道和液冷系统中的液冷管道部分贴合，因此电池模组的液冷系统中的冷媒对电池模组进行液冷的同时，电池模组的液冷系统的冷媒还能进入液冷管道内，对排气管道内的高温气体进行换热冷却，从而降低排气管道内的气体排出电池模组时爆炸起火的风险。

Description

电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电池模组。

背景技术

电池模组的单体电池热失控过程中会产生大量可燃混合气。这些可燃混合气在热失控过程中逐步在单体电池内部积累，并导致单体电池内部压力逐步增加，直至达到某一预先设定的压力阈值，单体电池上的防爆阀被冲开，可燃混合气被排放到电池模组的外界环境。

现有技术中，为了便于电池产生的气体的排放，通常在电池模组顶部安装一个排气通道，各电池产生的气体能够进入排气通道再排出电池模组外，同时，为了便于电池的散热，在电池模组中设置液冷系统，通过液冷系统中液冷板与电池密切接触，可带走电池模组运行过程中所散发的大部分热量。如公开号为CN112490578A的中国发明专利所公开的一种动力电池模组，其通过设置排气通道和液冷板，实现电池模组的散热和排气。

但由于电池排放至排气通道内的混合气体通常为高温气体，高温气体在排出电池模组时未做任何降温处理，这些高温气体在排出电池模组时发生起火爆炸的风险极大，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的电池模组中，电池所产生的高温气体排出电池模组外时存在发生起火爆炸风险的缺陷，提供一种电池模组。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池模组，其包括电池、排气管道和液冷系统，液冷系统包括液冷管道，电池具有防爆阀，液冷管道和排气管道平行设置，且液冷管道至少部分贴合于排气管道；电池与排气管道通过防爆阀连通。

在本方案中，当电池模组中的电池产生气体而使电池上的防爆阀开启时，电池产生的气体能够进入排气管道内，再经由排气管道排出电池模组外。

由于液冷系统中的液冷管道的至少部分贴合于排气管道，因此电池模组的液冷系统中的冷媒对电池模组进行液冷的同时，电池模组的液冷系统的冷媒还能进入液冷管道内，排气管道通过液冷管道与排气管道的贴合处将热量传递至液冷管道，从而液冷管道对排气管道内的高温气体进行换热冷却，从而有效降低排气管道内的气体排出电池模组时爆炸起火的风险。

并且，本方案利用电池模组本身用于冷却电池的冷媒对排气管道内的高温气体进行冷却，无需额外引入电池模组外部的冷媒，从而提高电池模组内冷媒的利用率，并简化电池模组的结构复杂程度。

较佳地，液冷管道包括平行设置的进液管道和出液管道，至少部分进液管道贴合于排气管道，至少部分出液管道贴合于排气管道。

在本方案中，通过进液管道和出液管道同时对排气管道进行冷却，提高液冷系统对于排气管道内高温气体的冷却效果。

较佳地，液冷管道包括平行设置的进液管道和出液管道，电池模组的液冷系统还包括液冷元件，液冷元件与电池相贴，液冷元件内设置有液冷路径，液冷路径包括进液端和出液端，进液端与进液管道连通，出液端与出液管道连通。

在本方案中，液冷元件内部设置液冷路径，进液管道内的冷媒能够进入液冷路径的进液端，再经过液冷路径的传输，从出液端进入出液管道内，形成冷却循环，实现对电池模组的液冷，进液管道和出液管道内冷媒均能够对排气管道进行换热冷却，换热效率高。

较佳地，排气管道和液冷管道均设置于电池的设置有防爆阀的一侧，排气管道的底部设置有进气孔，进气孔与电池的防爆阀对齐设置。

在本方案中，由于电池上的防爆阀直接与排气管道底部的进气孔对齐，因此电池内产生气体而使电池上的防爆阀开启时，电池产生的气体能够直接经由进气孔进入排气管道内，再排到电池模组外部，无需设置额外的结构将电池产生的气体引导至排气管道内，结构更加紧凑。

较佳地，排气管道、进液管道和出液管道的管道横截面均为扁长方形，排气管道在管道横截面上的长边至少部分贴合于进液管道在管道横截面上的长边，且排气管道在横截面上的长边至少部分贴合于出液管道在横截面上的长边。

在本方案中，排气管道、进液管道和出液管道的管道横截面均为扁长方形，使得排气管道、进液管道和出液管道之间贴合更佳、布置方便，且进液管道与排气管道之间、出液管道与排气管道之间的导热面积更大，导热效果更好。

较佳地，进液管道在管道横截面上的短边至少部分贴合于出液管道在管道横截面上的短边。

在本方案中，能够在保证进液管道与排气管道之间、出液管道与排气管道之间的导热面积足够大的同时，避免进液管道与出液管道留有缝隙，从而保证排气管道、进液管道和出液管道形成的整体管道横截面上的长边长度尽量小，便于上述整体结构在电池模组内的安装。

较佳地，排气管道、进液管道和出液管道的管道横截面上的短边均平行于电池的高度方向，且进液管道和出液管道位于排气管道在厚度方向上的同一侧。

在本方案中，排气管道、进液管道和出液管道构成的整体结构厚度较小，不会由于排气管道、进液管道和出液管道的厚度过大而导致电池模组整体高度过大。

较佳地，液冷元件为液冷板，液冷板夹设于相邻两个电池之间。

在本方案中，液冷板贴于电池的板面，对电池的冷却效果好。

较佳地，液冷路径的进液端和出液端均位于液冷板靠近排气管道的端面上，进液端和出液端均位于排气管道结构外侧，进液端与进液管道之间通过进液导管连通，出液端与出液管道之间通过出液导管连通。

在本方案中，能够保证液冷路径的进液端与进液管道之间，以及液冷路径的出液端与出液管道之间具有较简单且路径较短的连通结构。

较佳地，电池模组中每间隔一个或者两个电池设置有液冷板。

在本方案中，每个电池的一个板面贴有液冷板，或者每个电池的两个板面均贴有液冷板，保证每个电池都能够得到冷却。

本实用新型的积极进步效果在于：

该电池模组，通过使其排气管道和液冷系统中的液冷管道部分重叠，因此电池模组的液冷系统中的冷媒对电池模组进行液冷的同时，电池模组的液冷系统的冷媒还能进入液冷管道内，对排气管道内的高温气体进行换热冷却，从而有效降低排气管道内的气体排出电池模组时爆炸起火的风险。

同时，利用电池模组本身用于冷却电池的冷媒对排气管道内的高温气体进行冷却，无需额外引入电池模组外部的冷媒，从而提高电池模组内冷媒的利用率，并简化电池模组的结构复杂程度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池模组的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的电池模组的分解结构示意图。

图3为图2中的冷却排气主管道和液冷板的立体结构示意图。

图4为图3中的冷却排气主管道的仰视结构示意图。

图5为图3的液冷板中的液冷路径的一种流动路径示意图。

图6为图3的液冷板中的液冷路径的另一种流动路径示意图。

附图标记说明：

冷却排气主管道110

进液管道111

出液管道112

排气管道113

进气孔114

液冷板120

液冷路径121

进液导管131

出液导管132

模组侧板200

模组端板300

电池400

支架500

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1-5所示，本申请的实施例提供了一种电池模组，电池模组包括电池400、排气管道113和液冷系统。

电池模组中的电池400为多个，多个电池400按顺序堆叠，以增大电池模组的容量。电池400顶部设置有正电极端子、负电极端子以及防爆阀。

排气管道113用于将电池400产生的气体排出电池模组外，液冷系统用于将电池400运行过程产生的热量带走。

电池模组还包括模组侧板200、模组端板300和支架500。模组侧板200为两个，分别设置于电池模组的宽度方向的两个端面。模组端板300也为两个，分别设置于电池模组的长度方向的两个端面。相邻的模组侧板200和模组端板300采用激光焊接固定，以对电池400形成保护作用，避免电池400外露。支架500也为两个，两个支架500分别为第一支架和第二支架，第一支架设置于电池400的正电极端子处，第二支架设置于电池400的负电极端子处，第一支架和第二支架分别位于电池400的防爆阀的两侧，第一支架和第二支架用于电池模组的采集线束及连接母排的安装，同时起到电池模组中上部电气件与电池400的绝缘作用。

液冷系统包括液冷管道和液冷元件，液冷元件用于与电池400相贴，以实现对电池400的液冷降温，液冷管道的与排气管道113至少部分贴合，以实现与排气管道113之间的换热，从而降低排气管道113的温度。

由于电池400排放至排气管道113内的混合气体通常为高温气体，通过液冷管道对排气管道113进行换热降温处理，能够对排气管道113内的高温气体进行冷却，从而降低排气管道113内的气体排出电池模组时爆炸起火的风险。

参照图1至图3，为便于电池400内产生的气体能够快速进入排气管道113内，本实施例中排气管道113设置于电池400的设置有防爆阀的一侧，且参照图4所示，排气管道113的底部设置有进气孔114，进气孔114与电池400的防爆阀对齐设置。由于电池400上的防爆阀直接与排气管道113底部的进气孔114对齐，因此当电池400内产生气体而使电池400上的防爆阀开启时，电池400产生的气体能够直接经由进气孔114进入排气管道113内，再排到电池模组外部，无需设置额外的结构将电池400产生的气体引导至排气管道113内，结构更加紧凑。在其他的实施例中，排气管道113也可以安装于电池模组的其他任意位置，如此，在电池400的防爆阀处与排气管道113之间连接一个用于通气的管道结构，以实现将电池400产生的气体引导至排气管道113内即可，并不限于本实施例。

为了便于各个电池400内产生的气体均能够准确进入排气管道113内，本实施例中排气管道113底部的进气孔114与各电池400一一对应设置，且各进气孔114为与防爆阀处形状配合的腰型孔，以使得各电池400产生的气体能够对应进入各进气孔114内再进入排气管道113内。在其他的实施例中，也可以设置为各电池400产生的气体通过同一进气孔114进入排气管道113内，或者一部分电池400产生的气体通过一个进气孔114进入排气管道113内、另一部分电池400产生的气体通过另一个进气孔114进入排气管道113内，并不限于本实施例。

为实现液冷元件对电池400更好的液冷降温效果，本实施例中液冷元件为液冷板120，液冷板120夹设于相邻两个电池400之间，液冷板120贴于电池400的板面，与电池400的接触面积大，对电池400的冷却效果好。

电池模组中每间隔一个或者两个电池400设置液冷板120。以使得每个电池400的一个板面贴有液冷板120，或者每个电池400的两个板面均贴有液冷板120，保证每个电池400都能够得到冷却。应当理解的是，当每个电池400的两个板面均贴有液冷板120，液冷效果更好，成本也更高；每个电池400的其中一个板面贴有液冷板120、另一个板面与相邻的电池400的板面相贴，也能满足每个电池400的冷却要求，且与每个电池400的两个板面均贴有液冷板120相比，其成本更低。图2-图3示出了本实施例中每个电池400的其中一个板面贴有液冷板120、另一个板面与相邻的电池400的板面相贴的结构。

实际安装时，液冷板120与电池400的板面之间采用粘结固定，以实现各液冷板120的安装。且，液冷板120的形状尺寸大致与电池400板面相同，以增大液冷板120与电池400之间的接触面积，以提高液冷效果。

参照图3和图5，液冷管道包括平行设置的进液管道111和出液管道112，液冷板120内部设置液冷路径121，液冷路径121包括进液端和出液端，进液端与进液管道111连通，出液端与进液管道111连通。进液管道111内的冷媒能够进入液冷路径121的进液端，再经过液冷路径121的传输，从出液端进入出液管道112内，形成冷却循环，实现对电池400的液冷。进液管道111和出液管道112内的冷媒均能实现对排气管道113的换热冷却。

为增大进液管道111与排气管道113之间、出液管道112与排气管道113之间的接触面积，本实施例中将进液管道111、出液管道112与排气管道113的管道横截面均设置为扁长方形，且排气管道113在管道横截面上的长边与进液管道111在管道横截面上的长边至少部分贴合，优选为全部贴合，排气管道113在横截面上的长边与出液管道112在横截面上的长边至少部分贴合，优选为全部贴合。

具体的，在本实施例中，进液管道111与排气管道113相向的一侧共用同一段管壁，该段管壁将进液管道111与排气管道113分隔开。出液管道112与排气管道113相向的一侧共用同一段管壁，该段管壁将出液管道112与排气管道113分隔开。以此增大进液管道111与排气管道113之间、出液管道112与排气管道113之间的接触面积，以提高换热效果。当然，在其他的实施例中，进液管道111、出液管道112与排气管道113的管道横截面也可以设置其他的例如圆形、多边形或者异形结构，不限于本实施例的扁长方形的结构。

进液管道111、出液管道112以及排气管道113由一个一体式的冷却排气主管道110内部开设三个腔体形成，也可以由三个管道结构焊接固定形成上述冷却排气主管道110。安装时，冷却排气主管道110安装于第一支架与第二支架之间，以使得电池模组整体结构更加紧凑。

进一步，当进液管道111、出液管道112与排气管道113的管道横截面均为扁长方形时，为了降低进液管道111、出液管道112与排气管道113形成的冷却排气主管道110的厚度，本实施例中排气管道113、进液管道111和出液管道112的管道横截面上的短边(即厚度方向)均平行于电池400的高度方向，进液管道111和出液管道112位于排气管道113在厚度方向上的同一侧。以此减小冷却排气主管道110的厚度，不会由于冷却排气主管道110的厚度过大而导致电池模组整体高度过大。

为了使得冷却排气主管道110的整体结构更加紧凑，以便于冷却排气主管道110在电池模组内的安装，本实施例中进液管道111在管道横截面上的短边与出液管道112在管道横截面上的短边至少部分贴合，优选为全部贴合。从而在导热面积足够大的同时，最大限度利用空间，以避免进液管道111与出液管道112留有缝隙，从而保证排气管道113、进液管道111和出液管道112形成的整体管道横截面上的长边长度足够小，便于上述整体结构在电池模组内的安装。

本实施例中，进液管道111的顶部与出液管道112的顶部齐平，进液管道111的底部与出液管道112的底部齐平，以便于冷却排气主管道110的加工。在其他的实施例中，进液管道111的顶部与出液管道112的顶部也可以一高一低，进液管道111的底部与出液管道112的底部也可以一高一低，不限于本实施例。

应当说明的是，当进液管道111与排气管道113之间进行换热冷却，以及出液管道112与排气管道113之间进行换热冷却时，各管道之间贴合处的厚度、贴合处的长度以及贴合部分材料的导热系数均对换热的效果有影响。在实际换热过程中时，可以根据需要设置贴合部分的厚度和长度，以及选择材料的导热系数(如选择为不锈钢材料)，以达到所需的换热效果。

为了便于液冷路径121的进液端与进液管道111之间的连接，以及液冷路径121的进液端与出液管道112之间的连接，本实施例中将进液端和出液端设置于液冷板120的靠近冷却排气主管道110的端面上，且进液端和出液端位于冷却排气主管道110的宽度方向的外侧。液冷路径121的进液端与进液管道111之间通过进液导管131连通，液冷路径121的出液端与出液管道112之间通过出液导管132连通，进液导管131位于进液管道111与第一支架之间，出液导管132位于进液管道111与第二支架之间，以便于进液导管131和出液导管132的安装。进液导管131和出液导管132均位于靠近冷却排气主管道110外侧面的位置处，以减小进液导管131和出液导管132的长度，保证液冷路径121的进液端与进液管道111之间，以及液冷路径121的出液端与出液管道112之间具有较简单且路径较短的连通结构。

本实施例中，通过各液冷板120在电池400之间的固定安装，以及进液导管131和出液导管132实现液冷板120与冷却排气主管道110之间的连接，以实现冷却排气主管道110在电池模组内的固定。也就是说，冷却排气主管道110并非放置于电池400的顶面，而是与电池400的顶面之间具有一个较小的缝隙，以避免冷却排气主管道110与电池400直接接触而对电池400造成影响。

液冷路径121在液冷板120内的流动路径可以根据实际冷却需求进行设置，比如可以采用如图5所示的流动路径，也可以采用如图6所示的流动路径，本实施例中对于液冷路径121的结构在液冷板120内的流动路径不做具体限定。

另外，需要说明的是，本实施例中的电池模组中的排气管道113、进液管道111和出液管道112，可以与其他电池模组中的排气管道、进液管道和出液管道分别连接，也可以与电池包中的排气管道、进液管道和出液管道分别连接，为便于两根管道端部之间的快速连接，可以在管道端部设置快插接口。

本实施例的原理如下：

进液管道111内的冷媒进入液冷路径121的进液端，再经过液冷路径121的传输，从出液端进入出液管道112内，形成冷却循环，实现对电池模组的电池400的液冷。

当电池模组中的电池400产生气体而使电池400上的防爆阀开启时，电池400产生的气体能够通过排气管道113底部的进气孔114进入排气管道113内，再经由排气管道113排出电池模组外。

由于进液管道111和排气管道113之间、出液管道112和排气管道113之间均有部分贴合，进液管道111和出液管道112内的冷媒还能与排气管道113进行换热，对排气管道113内的高温气体进行冷却降温，从而降低排气管道113内的气体排出电池模组时爆炸起火的风险。

本实用新型利用电池模组本身用于冷却的冷媒对排气管道113内的高温气体进行冷却，无需额外引入电池模组外部的冷媒，从而提高电池模组内冷媒的利用率。

在本申请实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对申请实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其包括电池、排气管道和液冷系统，所述液冷系统包括液冷管道，所述电池具有防爆阀，其特征在于，

所述液冷管道和所述排气管道平行设置，且所述液冷管道至少部分贴合于所述排气管道；

所述电池与所述排气管道通过所述防爆阀连通。

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述液冷管道包括平行设置的进液管道和出液管道，至少部分所述进液管道贴合于所述排气管道，至少部分所述出液管道贴合于所述排气管道。

3.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述液冷管道包括平行设置的进液管道和出液管道，所述电池模组的液冷系统还包括液冷元件，所述液冷元件与所述电池相贴，所述液冷元件内设置有液冷路径，所述液冷路径具有进液端和出液端，所述进液端与所述进液管道连通，所述出液端与所述出液管道连通。

4.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述排气管道和所述液冷管道均设置于所述电池的设置有所述防爆阀的一侧，所述排气管道的底部设置有进气孔，所述进气孔与所述电池的防爆阀对齐设置。

5.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述排气管道、所述进液管道和所述出液管道的管道横截面均为扁长方形，所述排气管道在管道横截面上的长边至少部分贴合于所述进液管道在管道横截面上的长边，且所述排气管道在横截面上的长边至少部分贴合于所述出液管道在横截面上的长边。

6.如权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述进液管道在管道横截面上的短边至少部分贴合于所述出液管道在管道横截面上的短边。

7.如权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述排气管道、所述进液管道和所述出液管道的管道横截面上的短边均平行于所述电池的高度方向，且所述进液管道和所述出液管道位于所述排气管道在厚度方向上的同一侧。

8.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述液冷元件为液冷板，所述液冷板夹设于相邻两个所述电池之间。

9.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述液冷路径的所述进液端和所述出液端均位于所述液冷板靠近所述排气管道的端面上，所述进液端和所述出液端均位于所述排气管道外侧，所述进液端与所述进液管道之间通过进液导管连通，所述出液端与所述出液管道之间通过出液导管连通。

10.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组中每间隔一个或者两个所述电池设置有所述液冷板。