CN219610580U - 热防护件、电池模组、电池包及用电装置 - Google Patents
热防护件、电池模组、电池包及用电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及电池技术领域,提供一种热防护件、电池模组、电池包及用电装置,该防护件用于设置在相邻的电池单体之间,所述热防护件包括:第一子部和第二子部;所述第一子部置于相邻的所述电池单体之间,所述第一子部沿所述电池单体的长度方向与所述电池单体相平齐;所述第二子部沿所述电池单体的长度方向与所述第一子部相邻设置,所述第二子部沿所述电池单体的长度方向相对所述电池单体外露。本申请利用热防护件将相邻的电池单体物理隔开,当有电池单体发生热失控,散发的热量受到热防护件的阻挡,减少了热量往相邻的电池单体传播;同时,由于第二子部增大了电池单体的散热空间,进一步加快散热速度,从而降低电池爆裂的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其提供一种热防护件、电池模组、电池包及用电装置。
背景技术
在电池技术的发展中,热防护是一个不可忽视的问题,特别是当多个电池单体成组使用时,如何对电池进行热防护,以提高电池使用寿命,以满足市场需求,是电池技术发展的一个重要发展方向。
上述的陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息,而不必然地构成现有技术。
实用新型内容
本申请实施例的目的是提供一种热防护件、电池模组、电池包及用电装置,旨在解决相关技术中电池因过热导致电池使用寿命降低的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种热防护件,用于设置在相邻的电池单体之间,所述热防护件包括:第一子部和第二子部;所述第一子部置于相邻的所述电池单体之间,所述第一子部沿所述电池单体的长度方向与所述电池单体相平齐;所述第二子部沿所述电池单体的长度方向与所述第一子部相邻设置,所述第二子部沿所述电池单体的长度方向相对所述电池单体外露。
本申请实施例的技术方案中,利用热防护件将相邻的电池单体物理隔开,并利用第二子部增大隔离空间。热防护件紧邻的电池单体由于被物理隔离,当有电池单体发生热失控,散发的热量受到热防护件的阻挡,减少了热量往相邻的电池单体传播;同时,由于热防护件还包括第二子部,第二子部增大了电池单体的散热空间,进一步加快散热速度,从而降低电池热失控的风险。
在一些实施例中,所述第一子部的厚度小于所述第二子部的厚度。
本申请实施例通过将热防护件的所述第一子部的厚度设计为小于所述第二子部的厚度,以达到电池模组轻量化的目的,同时兼顾热防护件的强度。
在一些实施例中,所述第一子部包括侧壁面及延伸部,所述侧壁面平行于所述电池单体的长度方向;所述延伸部沿所述热防护件的厚度方向,并基于所述侧壁面向外延伸形成。
如此,利用延伸部,以将电池单体和与之相邻的电性结构电性隔离,进一步防止热扩散。
在一些实施例中,所述热防护件为板状件、膜状件或气凝胶凝固件。
根据实际需要,设计如板状、薄膜状或气凝胶层等形态的热防护件,以提高隔热效果。
在一些实施例中,所述第一子部与所述第二子部为分体件;或者,所述热防护件为一体件。
如此,当第一子部或第二子部变形、失效或受损时,通过将第二子部设计为与第一子部为不同的独立结构,以便于单独更换第一子部或第二子部。当将热防护件设计为一体件,可以简化加工工艺,简化装配步骤。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池模组,所述电池模组包括:多个间隔排列设置的电池单体,以及如前所述的热防护件,所述热防护件设于至少一相邻的所述电池单体之间。
本申请实施例的电池模组,由于在相邻的电池单体之间设置热防护件,加快电池单体的散热速度,从而提高电池模组的安全性及使用寿命。
在一些实施例中,所述电池模组包括支撑件,所述支撑件与所述第二子部相抵接。如此,在轻量化前提下,更有利于热防护件的固定。
在一些实施例中,所述电池单体至少为三个,相邻两所述电池单体之间均设有所述热防护件。
针对包含多个电池单体的电池模组,本实施例设计每相邻的两个电池单体之间均设有热防护件,以巩固电池模组整体热防护性能。
在一些实施例中,所述电池模组还包括侧板组件,所述侧板组件包括侧板本体;所述侧板本体置于所述电池模组的最外层,并沿电池单体的排列方向与所述电池单体并列设置。
本申请实施例利用侧板组件,对电池单体沿排列方向进行限位,能够增加电池模组在电池单体方向的组装稳固性,方便电池模组集成转运、成品运输及电池包装配等,有利于保证电池模组结构的整体稳定性。
在一些实施例中,所述侧板组件还包括缓冲体,所述缓冲体设于所述侧板本体上,以减缓所述侧板组件受挤压变形。
本申请实施例利用缓冲体,有效缓解了电池模组内膨胀力集中的现象,提高了电池单体的性能和使用寿命。
在一些实施例中,所述缓冲体包括沿所述侧板本体的厚度方向间隔设置的多个凸棱或多个凹部。
本申请实施例中,将侧板本体设计为凹凸相间的结构体,使得侧板本体具备弹性恢复力,以吸收电池单体的膨胀力,从而在一定程度上吸收电极组件膨胀产生的应力。
在一些实施例中,所述缓冲体包括多个弹性件,各所述弹性件沿所述侧板本体的厚度方向设于所述侧板本体的一侧壁,所述弹性件沿所述侧板本体的厚度方向可伸缩。
本申请实施例中,通过增设弹性件,以进一步吸收电池单体之间的膨胀力,提高电池模组的稳定性。
在一些实施例中,所述缓冲体与所述侧板本体为一体件。如此,以提高缓冲体结构稳定性。
在一些实施例中,所述电池模组还包括端板组件,所述端板组件包括端板本体;所述端板本体与所述侧板本体的其中一者设有卡扣,其中另一者设有卡槽,所述卡扣与所述卡槽适配卡接。
本实施例通过将侧板组件与端部组件卡接固定,侧板本体与端板本体彼此紧固,从而对侧板组件进行限位,以稳定地支撑电池模组。
在一些实施例中,所述端板组件包括基于端板本体沿所述端板本体的厚度方向凸设的加固凸台;所述加固凸台为多个,各所述加固凸台沿所述端板本体的宽度方向并列排布。
本实施例采用加固凸台,提高端板本体的结构强度,从而提高电池模组的整体稳定性。
在一些实施例中,所述电池模组还包括扎带及扎带防护片;所述扎带设于所述电池模组的外周面,用于所述电池模组的稳固限位;所述扎带防护片设于所述扎带的内侧面,所述扎带防护片的宽度大于所述扎带的宽度,以电性隔离所述扎带与所述电池单体。
本实施例采用扎带将各电池单体进行位置固定,以提高电池模组的稳固性;同时,采用扎带防护片,避免扎带与电池单体的电性连接。
第三方面,本申请实施例还提供一种电池包,包括箱体和如前所述的电池模组,所述电池模组容置于所述箱体内。
第四方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括如前所述的电池模组;所述电池模组用于提供电能;和/或,包括如前所述的电池包,所述电池包用于提供电能。
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
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池包的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池模组的爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的热防护件的结构示意图;
图5为图4所示的本申请实施例提供的热防护件的俯视结构安装示意图;
图6为图3所示的本申请实施例提供的电池模组的局部结构示意图;
图7为本申请一些实施例中提供的端板组件的结构示意图;
其中,图中各附图标记:
1、车辆;
101、电池包;102、控制器;103、马达;
10101、箱体; 10102、下盒体;10103、上盖;
20、电池模组;21、电池单体;2101、端部;
22、热防护件;2201、第一子部;2202、第二子部;2203、延伸部;2204、支撑件;2205、安装孔;M、隔离腔;N、侧壁面;
23、侧板组件;2301、侧板本体;2302、凸棱;2303、缓冲垫;2304、弹性件;2305、卡槽;
24、端板组件;2401、端板本体;2402、卡扣;2403、加固凸台;2404、安装槽;
25、扎带组件;2501、扎带;2502、扎带防护片;
X、电池单体的排列方向;L、电池单体的长度方向;H、热防护件22的厚度方向H。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,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;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中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。 动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
随着用户对电池能量密度增加的需求,电池单体21能量密度的提高,由于电池包装原因或长时间使用等原因,易出现电池单体21电解液泄漏、短路、过充等故障,故障电池单体21发生热失控,并向周围扩散热量。当热量扩散到其它无故障电池单体21时,将进一步引发原本正常的电池单体21发生热失控,降低电池安全性能。
为解决上述问题,本申请实施例设计了一种热防护件22,热防护件22设置于相邻的某几个电池单体21之间。热防护件22包括与电池单体21相平齐的第一子部2201,以及相对电池单体21外露的第二子部2202。利用热防护件22将相邻的电池单体21物理隔开,并增大隔离空间。热防护件22紧邻的电池单体21由于被物理隔离,当有电池单体21发生热失控,散发的热量受到热防护件22的阻挡,减少了热量往相邻的电池单体21传播。同时,由于第二子部2202增大了电池单体21的散热空间,散热速度快,从而降低电池单体21过热的风险。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置,电池指电池模组20或电池包101。电池模组20或电池包101为用电装置提供电能。用电装置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。车辆1可以是燃油汽车、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;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
应理解的是,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池包101和用电设备,还可以适用于所有包括箱体10101的电池以及使用电池箱体10101的用电设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆1为例进行说明。
以下实施例为了方便说明,以本申请一些实施例的一种用电装置为车辆1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1的结构示意图。车辆1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1的内部设置有电池包101,电池包101可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池包101可以用于车辆1的供电,例如,电池包101可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器102和马达103,控制器102用来控制电池包101为马达103供电,例如,用于车辆1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,电池包101不仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1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包101的爆炸图。电池包101包括箱体10101和电池模组20,电池模组20容纳于箱体10101内。其中,箱体10101用于为电池模组20提供容纳空间,箱体10101可以采用多种结构。箱体10101可以避免液体或其他异物影响电池单体21的充电或放电。在一些实施例中,箱体10101可以包括下盒体10102和上盖10103,下盒体10102与上盖10103相互盖合,下盒体10102和上盖10103共同限定出用于容纳电池模组20的容纳空间。下盒体10102和上盖10103形成的容纳空间可以是多种形状,比如,正方体、长方体等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的热防护件22与电池模组20的装配示意图。在本申请一些实施例中,电池模组20是指包括一个或多个电池单体21,以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。电池单体21是组成电池的最小单元。多个电池单体21之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体21构成的电池模组20容纳于下盒体10102内,形成电池包101。电池包101也可以是多个电池单体21直接串联,或直接并联,或直接混联,从而形成一个整体,并容纳于箱体10101内。其中,混联是指多个电池单体21中既有串联又有并联。电池包101还可以包括其他结构,例如,该电池包101还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体21之间的电连接。
其中,每个电池单体21可以为二次电池或一次电池;还可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体21可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参阅图4和图5,本申请实施例提供一种热防护件22,热防护件22设置在相邻的电池单体21之间,热防护件22包括第一子部2201和第二子部2202;第一子部2201置于相邻的电池单体21之间,第一子部2201沿电池单体21的长度方向L与电池单体21相平齐;第二子部2202沿电池单体21的长度方向L与第一子部2201相邻设置,第二子部2202沿电池单体21的长度方向L相对电池单体21外露。
值得说明的是,本实施例中,电池单体21的长度方向L指顺着电池单体21的本体,由电池单体21的端部2101指向紧邻该端部2101的电池模组20的相应部件的方向。
其中,热防护件22包括第一子部2201,沿电池单体21的长度方向L,于电池单体21的端部2101处,第一子部2201与电池单体21相平齐,即沿电池单体21的长度方向L,第一子部2201能够将相邻的两电池单体21进行物理隔离,以实现对过热电池单体21的物理隔离。热防护件22紧邻的电池单体21由于被物理隔离,当电池单体21发生热失控,散发的热量被热防护件22阻挡,从而能够有效减少热量往相邻的电池单体21传播。
并且,热防护件22还包括第二子部2202,第二子部2202沿电池单体21的长度方向L与第一子部2201相邻设置,第二子部2202沿电池单体21的长度方向L相对电池单体21外露。即,沿电池单体21的长度方向L,于电池单体21的一端的端部2101处或两端的端部2101处,第二子部2202与第一子部2201相邻设置,并且相对电池单体21外露。其中,相邻设置指第二子部2202与第一子部2201的物理位置相邻近,二者可以相连接,也可以为仅仅紧邻且为非连接状态。
本实施例的技术方案中,热防护件22可以与相邻部件形成隔离腔M,电池单体21设于该隔离腔M内,从而增大隔离腔M内的电池单体21的散热空间。请参阅图5,示例性的,热防护件22的第二子部2202和与之相邻的电池单体21、电池模组20的端板组件24相围合,形成隔离腔M(如图5所示)。电池单体21的端部容置于隔离腔M内,由于隔离腔M的设置,增大了电池单体21的散热空间,从而提高了电池单体21的散热速度,从而提高了电池安全性能。同时,由于第二子部2202的阻挡作用,还能减缓故障电池漏液渗至相邻的电池单体21,从而减缓热失控的蔓延,提高了电池的安全性能。
本申请的实施例的技术方案中,通过在相邻的电池单体21之间设置热防护件22,热防护件22紧邻的电池单体21,由于被第一子部2201物理隔离,当电池单体21发生热失控,散发的热量受到第一子部2201的阻挡,减少了热量往相邻的电池单体21传播;同时,由热防护件22增大了电池单体21的散热空间,加快了电池单体21的散热速度,且第二子部2202由于阻挡隔离作用,减缓了故障电池的漏液渗至相邻的电池单体21的速度,从而减缓热失控的蔓延,提高了电池模组20的安全性能。
在一些实施例中,第二子部2202可以设计为沿长度方向L略超出于电池单体21的端部2101,以减小结构的整体尺寸。
需要说明的是,在除沿电池单体21的长度方向L以外的其余方向,第一子部2201的尺寸不得超出电池单体21的外廓尺寸,以避免热防护件22的表面尺寸过大,造成热防护件22超出部分阻碍电池封装的现象。
在一些实施例中,第一子部2201在沿厚度方向具有散热壁,散热壁的形状及尺寸,分别跟与之相向设置或相接触的电池单体21的外廓形状及尺寸一致,即,该散热壁在除沿电池单体21的长度方向L以外的其余方向,第一子部2201的形状尺寸,等于与之相向设置或相接触的电池单体21的外廓形状及尺寸,从而热防护件22可以完全覆盖电池单体21的接触面,从而热防护件22对电池单体21的接触面的各个位置进行隔热,隔热效果更好。
其中,热防护件22的形状可以是任意可能的形状,根据电池单体21的具体形状,适应性设计热防护件22的第一子部2201和第二子部2202的形状,以配合电池单体21侧壁部,以提高隔热效果。其中,“配合”是指第一子部2201的散热壁的形状,跟与之相向设置或相接触的电池单体21的外廓形状相适配。例如,对于方形电池单体21,则设计第一子部2201的散热壁的形状为方形,对于圆柱形电池单体21,则设计第一子部2201的散热壁的形状为弧形。
当然,在一些实施例中,热防护件22也可以不完全覆盖故障电池单体21的接触面。其中,不完全覆盖,指由于第一子部2201的散热壁的尺寸及形状,跟与之相向设置或相接触的电池单体21的外廓形状及尺寸不完全相同,热防护件22与电池单体21的接触面的仅部分重合的情形。例如,不完全覆盖,指第一子部2201的散热壁在除沿电池单体21的长度方向L以外的其余方向,其尺寸小于与之相向设置或相接触的电池单体21的外廓尺寸。
需注意的是,第一子部2201的接触面的表面尺寸不宜过小,以不能对电池单体21进行有效隔热。
请参阅图4和图5,根据本申请的一些实施例,第一子部2201的厚度小于第二子部2202的厚度。
由于电池能量密度的增加,大大增加了电池的重量。轻量化前提下,为同时兼顾热防护件22的强度,本实施例将其中第一子部2201进行减薄,即设计第一子部2201的厚度小于第二子部2202的厚度。
示例性的,在一些实施例中,设定热防护件22为扁平状结构件,且第一子部2201的面积大于第二子部2202的面积,此时,通过减薄面积较大的第一子部2201的厚度,并保持第二子部2202具备一定厚度,即设计第一子部2201的厚度小于第二子部2202的厚度,可以使电池轻量化和防护件的强度值获得较佳折中状态。
在一些实施例中,对于第一子部2201的厚度小于第二子部2202的厚度的情形,还可以进一步设计第二子部2202的厚度略大于相邻的电池单体21之间的间隙,第一子部2201厚度略小于相邻的电池单体21之间的间隙大小。如此,通过第二子部2202与相邻电池单体21相抵靠,从而利用电池单体21固定热防护件22;同时,由于相邻电池单体21之间的间隙大于第一子部2201的厚度,从而散热空间增大,热隔离效果及散热效果更好。
当然,在其他实施例中,考虑到不同实际应用需要,还可以设计第二子部2202的厚度与第一子部2201的厚度相同,或小于第一子部2201的厚度。
在一些实施例中,对于第二子部2202的厚度小于第一子部2201的厚度的情形,进一步设计第一子部2201的厚度等于相邻的电池单体21之间的间隙,第二子部2202厚度小于相邻的电池单体21之间的间隙大小。如此, 第一子部2201夹设于相邻的两电池单体21之间,通过第一子部2201与相邻电池单体21相抵靠,从而利用电池单体21固定热防护件22。
在一些实施例中,为减轻重量,热防护件22可以采用重量较轻的材料制成。
在一些实施例中,为增加电池单体21的密封性,设计第一子部2201的厚度与两电池单体21之间的间隙宽度相等,从而热防护件22与电池单体21相贴合。
请参阅图5和图6,根据本申请的一些实施例,第一子部2201包括侧壁面N及延伸部2203,该侧壁面N平行于电池单体21的长度方向L;延伸部2203沿热防护件22的厚度方向H,并基于侧壁面N向外延伸形成。
延伸部2203能够用于隔离电池单体21和与之相邻的电性结构,比如,由于电池单体21之间通过位于其上方的电极连接片实现连接,通过设计折边结构的延伸部2203,利用该延伸部2203能够电性隔离电池单体21和电极连接片,以降低短路风险;另外,通过热防护件22实现电池单体21与相邻电性结构如电极连接片之间的电性隔离,无需增加多的制作工序或安装工序,降低制造成本的同时,也起到了隔离效果。
根据本申请的一些实施例,热防护件22为板状件、膜状件或气凝胶凝固件。
可理解的是,本申请实施例的热防护件22可以是以任何形式设置于相邻的电池单体21之间的热隔离件。
热防护件22的材质可以是软性材料,也可以是硬性材料,可以为薄膜层,也可以为薄板结构件,凡是能隔热的材料均可用于制造本实施例的热防护件22。示例性的,热防护件22可以是设置于相邻电池单体21之间的板状件、膜状件或气凝胶凝固件等。
本申请实施例的热防护件22包括但不限于上述情形。
根据本申请的一些实施例,第一子部2201与第二子部2202为分体件;或者,热防护件22为一体件。
考虑到第一子部2201紧邻电池单体21设置,其中,由于电池单体21热失控,导致第一子部2201易变形、易失效或易受损,而第二子部2202由于受相邻部件的作用力,也易发生部件变形及失效。因此,本实施例将第二子部2202设计为在电池单体21的端部2101处,与第一子部2201相邻并分体设置,即第二子部2202与第一子部2201为不相连的独立结构,即,第一子部2201与第二子部2202为非一体件,从而提供电池单体由于受膨胀力作用而发生变形的空间,同时也便于单独更换受损的第一子部2201或第二子部2202。
当然,在其他实施例中,也可以将热防护件22设计为一体件,以简化加工工艺,简化装配步骤。其中,热防护件为一体件是指采用注塑、压铸、浇注等一体成型工艺制成的一体件,或者也可以为采用焊接、粘接、热熔连接等将第一子部和第二子部连接为一体结构。
请参阅图3,根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池模组20,该电池模组20包括:多个间隔排列设置的电池单体21,以及上述任一实施例提供的热防护件22,热防护件22设于至少两相邻的电池单体21之间。
本申请实施例的电池模组20,由于在相邻的电池单体21之间设置热防护件22,加快电池单体21的散热速度,从而提高电池模组20的热防护性能并延长使用寿命。
在一些实施例中,热防护件22与电池单体21相接触的接触面可以设有粘接剂,通过热防护件22将相邻的电池单体21粘接固定,从而减少电池模块之间设置其余横梁或连接片等连接件的数量,提高电池内部的空间利用率。
在一些实施例中,根据不同的实际应用场景,电池模组20可以设有一个或多个热防护件22,即,相邻的两个热防护件22之间可以间隔一个或多个电池单体21。
在一些实施例中,为增强隔热效果,每相邻的两个电池单体21之间均设有热防护件22。
在一些实施例中,根据实际需要,热防护件22还可以仅设置于部分电池单体21或者设置在散热难度最大的电池单体21的侧部。
请参阅图3至图6,根据本申请的一些实施例,电池模组20包括支撑件2204,支撑件2204与第二子部2202相抵接。
在一些实施例中,支撑件2204的一端与热防护件22相抵接,另一端与电池模组20的端部结构件固定连接,比如在支撑件上设置安装孔,通过安装孔与其他连接件如紧固件等与电池模组的端部结构件固定连接等。如此,通过设置支撑件2204与第二子部2202相抵接,以对热防护件22在电池单体21的长度方向L进行限位,提高热防护件的安装稳定性和可靠性。
一些实施例中,支撑件2204为块状构件,支撑件2204的厚度大于第二子部2202的厚度,以提高对热防护件22的支撑稳定性。
根据本申请的一些实施例,电池单体21至少为三个,相邻两电池单体21之间均设有热防护件22。
针对包含多个电池单体21的电池模组20,本实施例设计每相邻的两个电池单体21之间均设有热防护件22,以巩固电池模组20整体热防护性能。
根据本申请的一些实施例,电池模组20还包括侧板组件23,侧板组件23包括侧板本体2301;侧板本体2301置于电池模组20的最外层,并沿电池单体21的排列方向X与电池单体21并列设置。
值得说明的是,电池模组20的最外层”指的构成电池模组20的第一个电池单体21和最后一个电池单体21。
大规格的电池模组20通常包含较多电池单体21,通过在电池模组20的排列方向上设置侧板组件23,对电池模组20在膨胀力发生方向上限位,可以一定程度上减轻电池模组20在沿电池单体21排列方向松脱,开裂。
本实施例利用侧板组件23,对电池单体21沿排列方向进行限位,能够增加电池模组20在电池单体21方向的组装稳固性,方便电池模组20集成转运、成品运输及PACK装配等,有利于提高电池模组20结构的整体稳定性。
根据本申请的一些实施例,侧板组件23还包括缓冲体,缓冲体设于侧板本体2301上,以减缓侧板组件23受挤压变形。
电池模组20使用过程中,电池单体21在侧板组件23内可沿排列方向受力膨胀,在侧板组件23上设置缓冲体,每个电池单体21膨胀时,其膨胀力能够最终传递至缓冲体上,从而降低侧板组件23受挤压而发生变形的风险,有效减缓了电池模组20内膨胀力集中的现象,提高了电池单体21的性能和使用寿命。示例性的,缓冲体设于侧板本体2301的靠近电池单体21的一侧侧壁,即缓冲体设于侧板内侧。此外,为保护侧板组件,缓冲体还可以设于侧板本体2301的远离电池单体21的一侧侧壁,即缓冲体设于侧板外侧。
请参阅图6,根据本申请的一些实施例,缓冲体包括沿侧板本体2301的厚度方向间隔设置的多个凸棱或多个凹部。
可理解的是,在一些实施例中,凸棱2302指基于侧板本体2301,朝着远离电池单体21的方向向外延伸的任何凸出形式的结构。沿侧板本体2301的厚度方向,间隔设置的多个凸棱2302,间隔设置的各凸棱2302形成于侧板本体2301,从而相对于侧板本体2301,构成凹凸相间的波浪形凸棱结构,使得侧板本体2301具备弹性恢复力。
可理解的是,在一些实施例中,凹部指基于侧板本体2301,朝着靠近电池单体21的方向向内凹陷的任何凹陷形式的结构(未图示)。沿侧板本体2301的厚度方向,间隔设置的多个凸棱2302,间隔设置的各凹部形成于侧板本体2301,从而相对于侧板本体2301,构成凹凸相间的波浪形凸棱结构设计,使得侧板本体2301具备弹性恢复力。
本实施例通过在电池模组20的外部,设置带波浪形凸棱结构的侧板本体2301,即设置带弹性的侧板本体2301,以吸收电池单体21的膨胀力,从而有效降低侧板组件23的变形风险,提高电池模组的结构稳定性。
在一些实施例中,凸棱2302设计为由电池单体21的一端指向相对的另一端,且指向方向与电池单体21的厚度方向成一定夹角。棱柱的延伸方向可以设计为棱柱的一端可以指电池单体21的顶端,另一端则指电池单体21的底端。此外,为均匀吸收膨胀力,棱柱也可以设计为沿着电池单体21的长度方向L延伸。
请参阅图6,示例性的,凸棱2302为自侧板本体2301向侧板本体2301的外侧凸出的棱柱。棱柱的相对两端分别于侧板本体2301的顶部及侧板本体2301的底部齐平。
根据本申请的一些实施例,缓冲体包括多个弹性件2304,各弹性件2304沿侧板本体2301的厚度方向设于侧板本体2301的一侧壁,弹性件2304沿侧板本体2301的厚度方向可伸缩。
在一些实施例中,缓冲体还包括缓冲垫2303,缓冲垫2303设于侧板本体2301的另一侧壁。例如,弹性件2304设于侧板本体2301的外侧,缓冲垫2303设于侧板本体2301的内侧。
其中,缓冲垫2303及弹性件2304均具有一定弹性,在受到压力时可弹性收缩,以及在压力消失时可恢复初始形状,二者可以由金属弹簧等金属弹性材料制成,也可以是由橡胶、硅胶等非金属弹性材料制成。
弹性件2304设置于电池单体21的堆叠方向,因此通过弹性件2304可吸收电池单体21膨胀所产生的膨胀力。弹性件2304可以直接与电池单体21连接,也可以是与电池单体21间接连接,使电池单体21的膨胀力直接或间接传递至弹性件2304上,从而有效吸收电池单体21的膨胀力,提高电池模组20的稳定性。
示例性的,缓冲垫2303的形状及尺寸与电池单体21的表面的形状及尺寸一致,主要用于吸收电池模组20的整体膨胀力;弹性件2304为设于侧板本体2301上的弹性柱或压簧。其中,为了提高膨胀力吸收效果,可在电池模组20的两个侧板本体2301的外侧均设置缓冲垫2303和弹性件2304。如图6所示,弹性件2304设置于侧板本体2301的外侧,弹性件2304的一端抵接于侧板本体2301的外侧侧壁,弹性件2304的另一端与电池包101的箱体10101的内侧侧壁相抵。
根据本申请的一些实施例,缓冲体与侧板本体2301为一体件。
将缓冲体与侧板本体2301设为一体结构,结构简单,便于装配,还可以提高缓冲体结构稳定性。
当然,在其他实施例中,考虑到缓冲体结构易发生局部受力变形而失效或损坏,还可以将缓冲体与侧板本体2301分体设计,以便更换受损的缓冲体活侧板本体。
一些实施例中,侧板本体2301开设有多个减重孔,以减轻电池模组20的重量。减重孔减轻侧板本体2301的重量,从而减轻整个电池模组20的重量。
根据本申请的一些实施例,电池模组20还包括端板组件24,端板组件24包括端板本体2401;端板本体2401与侧板本体2301的其中一者设有卡扣2402,其中另一者设有卡槽2305,卡扣2402与卡槽2305适配卡接。
由于电池单体21膨胀力的产生,导致侧板组件23易发生沿膨胀力方向的位移,本实施例在电池模组20沿电池单体21的长度方向L的两端,分别设置端板组件24,并将侧板组件23与端部组件进行卡接固定,侧板本体2301与端板本体2401彼此紧固,从而对侧板组件23进行限位,以稳定地支撑电池模组20。
请参阅图6,示例性的,卡扣2402分布于端板本体2401的两侧端部边缘,相对应地,卡槽2305分布于侧板本体2301的两侧端部边缘,以实现端板本体2401与侧板本体2301的组装。为提高连接稳固性,卡扣2402卡槽2305设计为多对。
根据本申请的一些实施例,端板组件24包括自端板本体2401沿端板本体2401的厚度方向凸设的加固凸台2403;加固凸台2403为多个,各加固凸台2403沿端板本体2401的宽度方向并列排布。
本实施例加固凸台2403相对端板本体2401具有较厚厚度,在加固凸台2403处的端板本体2401的结构强度,大于未设置加固凸台2403的端板本体处的强度,因而加固凸台2403起到加固端板本体2401的整体强度的作用,从而提高电池模组20的整体稳定性。其中,加固凸台2403的数量可以根据实际需要设计。加固凸台2403的材料可以为塑料等非金属材料,以减轻端板组件24的重量。
加固凸台2403与支撑件2204相抵接,从而使支撑件2204稳定的连接于端板本体2401和热防护件22之间,通过支撑件2204对热防护件22进行限位。
在一些实施例中,加固凸台2403与热防护件22的第二子部2202相抵接,此时可以不设置支撑件2204,通过加固凸台2403对热防护件22进行限位。
需要说明的是,为提高端板本体2401的强度,加固凸台2403还可以为其余可能的替换方式,例如,加强筋,加强肋,等,任何能实现板状结构件强度的机械加强结构件。
请再次参阅图3,根据本申请的一些实施例,电池模组20还包括扎带组件25,扎带组件25包括扎带2501及扎带防护片2502;扎带设于电池模组20的外周面,用于电池模组20的稳固限位;扎带防护片2502设于扎带2501的内侧面,扎带防护片2502的宽度大于扎带2501的宽度,以电性隔离扎带2501与电池单体21。
其中,扎带2501的内侧面指扎带2501与电池单体21相接触的一侧表面。
在一些实施例中,扎带2501为一闭合环带,套设于电池模组20外周,将各电池单体21捆为一体,以实现电池模组20的稳固。当扎带2501设置于电池模组20上时,为避免扎带2501与电池单体21之间电性连接,本申请实施例设计了扎带防护片2502。扎带防护片2502设于扎带2501与电池单体21之间,以将扎带2501与电池单体21隔离开。考虑到有效隔离扎带2501,本申请实施例设计扎带防护片2502的宽度大于扎带2501宽度,以防止扎带2501边缘与电池单体21相接触。
此外,为避免扎带2501与电池单体21电连接,一些实施例中,还可以在扎带2501外部设置绝缘材料层进行包裹,从而实现扎带2501的隔离。
请再次参阅图2,根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池包101,包括箱体10101和前述实施例的电池模组20,电池模组20容置于箱体10101内。
在一些实施例中,箱体10101用于为电池模组20提供容纳空间,电池模组20包括一个或多个电池单体21,热防护件22设于相邻的电池单体21之间。
采用本申请实施例的电池包101,由于相邻的电池单体21之间设有热防护件22,可以提高电池包101的整体散热性能,降低电池包101由于电池单体21热失控导致电池爆裂的风险,减小对电池包101性能的影响。
请再次参阅图1,根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,用电装置包括前述实施例的电池模组20,电池模组20用于为用电装置提供电能;或用电装置包括前述的电池包101,电池包101用于为用电装置提供电能。
用电装置可以为但不限于车辆、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。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
请再次参阅图4至图7,一种热防护件22,用于设置在相邻的电池单体21之间,热防护件22包括:
第一子部2201和第二子部2202;
第一子部2201置于相邻的电池单体21之间,第一子部2201沿电池单体的长度方向L与电池单体21相平齐;
第二子部2202沿电池单体21的长度方向L与第一子部2201相邻设置,第二子部2202沿电池单体的长度方向L相对电池单体21外露。
第一子部2201包括侧壁面N及延伸部2203,该侧壁面N平行于电池单体21的长度方向L;延伸部2203沿热防护件22的厚度方向H,并基于侧壁面N向外延伸形成。
热防护件为隔热材料制备的隔离垫。
第一子部2201和第二子部2202一体制备而得。
本实施例提供的热防护件22设于相邻的电池单体21之间,利用热防护件22将相邻的电池单体21物理隔开,并利用第二子部2202增大隔离空间,减少了电池单体21发生热失控的概率,提高了电池散热性能。
实施例2
本实施例提供了一种电池模组20,该电池模组20包括:
12个间隔排列设置的电池单体21,各相邻两电池单体21之间均设有热防护件22;本实施例的热防护件22可以为实施例1提供的热防护件22,此处不在对其具体结构啥的进行赘述。
支撑件2204,支撑件2204与第二子部2202相抵接;
侧板组件23,侧板组件23包括:侧板本体2301,侧板本体2301置于电池模组20的最外层,并沿电池单体21的排列方向X与电池单体21并列设置;侧板组件23还包括沿侧板本体2301的厚度方向,间隔设置于侧板本体2301的多个凸棱2302,各间隔设置的多个凸棱相对于侧板本体2301,构成凹凸相间的波浪形凸棱结构;侧板本体2301还包括缓冲垫2303及多个弹性件2304,各弹性件2304沿侧板本体2301的厚度方向设于侧板本体2301的外侧壁,弹性件2304沿侧板本体2301的厚度方向可伸缩;凸棱2302、弹性件2304分别与侧板本体2301一体制备而得;
端板组件24,端板组件24包括端板本体2401;端板本体2401设有卡扣2402,侧板本体2301设有卡槽2305,卡扣2402与卡槽2305适配卡接;端板组件24包括自端板本体2401沿端板本体2401的厚度方向凸设的加固凸台2403;加固凸台2403为五个,各加固凸台2403沿端板本体2401的宽度方向并列排布;
扎带组件25,扎带组件25包括扎带2501及扎带防护片2502;扎带设于电池模组20的外周面,用于电池模组20的稳固限位;扎带防护片2502设于扎带2501的内侧面,扎带防护片2502的宽度大于扎带2501的宽度,以电性隔离扎带2501与电池单体21。
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7例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (18)
1.一种热防护件,其特征在于,用于设置在相邻的电池单体之间,所述热防护件包括:
第一子部和第二子部;
所述第一子部置于相邻的所述电池单体之间,所述第一子部沿所述电池单体的长度方向与所述电池单体相平齐;
所述第二子部沿所述电池单体的长度方向与所述第一子部相邻设置,所述第二子部沿所述电池单体的长度方向相对所述电池单体外露。
2.根据权利要求1所述的热防护件,其特征在于:第一子部的厚度小于第二子部的厚度。
3.根据权利要求1所述的热防护件,其特征在于:所述第一子部包括侧壁面及延伸部,所述侧壁面平行于所述电池单体的长度方向;所述延伸部沿所述热防护件的厚度方向,并基于所述侧壁面向外延伸形成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热防护件,其特征在于:所述热防护件为板状件、膜状件或气凝胶凝固件。
5.根据权利要求1-3任一项所述的热防护件,其特征在于:所述第一子部与所述第二子部为分体件;或者,所述热防护件为一体件。
6.一种电池模组,其特征在于,所述电池模组包括:多个间隔排列设置的电池单体,以及如权利要求1-5任一项所述的热防护件,所述热防护件设于至少两相邻的所述电池单体之间。
7.根据权利要求6所述的电池模组,其特征在于:所述电池模组包括支撑件,所述支撑件与所述第二子部相抵接。
8.根据权利要求6所述的电池模组,其特征在于:所述电池单体至少为三个,相邻两所述电池单体之间均设有所述热防护件。
9.根据权利要求6-8任一项所述的电池模组,其特征在于:所述电池模组还包括侧板组件,所述侧板组件包括侧板本体;所述侧板本体置于所述电池模组的最外层,并沿电池单体的排列方向与所述电池单体并列设置。
10.根据权利要求9所述的电池模组,其特征在于:所述侧板组件还包括缓冲体,所述缓冲体设于所述侧板本体上,以减缓所述侧板组件受挤压变形。
11.根据权利要求10所述的电池模组,其特征在于:所述缓冲体包括沿所述侧板本体的厚度方向间隔设置的多个凸棱或多个凹部。
12.根据权利要求10所述的电池模组,其特征在于:所述缓冲体包括多个弹性件,各所述弹性件沿所述侧板本体的厚度方向设于所述侧板本体的一侧壁,所述弹性件沿所述侧板本体的厚度方向可伸缩。
13.根据权利要求10所述的电池模组,其特征在于:所述缓冲体与所述侧板本体为一体件。
14.根据权利要求9所述的电池模组,其特征在于:所述电池模组还包括端板组件,所述端板组件包括端板本体;所述端板本体与所述侧板本体的其中一者设有卡扣,其中另一者设有卡槽,所述卡扣与所述卡槽适配卡接。
15.根据权利要求14所述的电池模组,其特征在于:所述端板组件包括自所述端板本体沿所述端板本体的厚度方向凸设的加固凸台;所述加固凸台为多个,各所述加固凸台沿所述端板本体的宽度方向并列排布。
16.根据权利要求6-8任一项所述的电池模组,其特征在于:所述电池模组还包括扎带及扎带防护片;所述扎带设于所述电池模组的外周面,用于所述电池模组的稳固限位;所述扎带防护片设于所述扎带的内侧面,所述扎带防护片的宽度大于所述扎带的宽度,以电性隔离所述扎带与所述电池单体。
17.一种电池包,其特征在于:包括箱体和如权利要求6-16任一项所述的电池模组,所述电池模组容置于所述箱体内。
18.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求6-16任一项所述的电池模组;所述电池模组用于提供电能;
和/或,包括权利要求17所述的电池包,所述电池包用于提供电能。
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