CN219739200U - 电池模组、电池包及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池模组、电池包及电子设备，电池模组包括模组壳体、安全舱、电气组件和防爆结构，安全舱、防爆结构和至少部分电气组件均位于模组壳体的外部且均位于模组壳体的同侧，防爆结构包括相对设置的连接端和泄压端，连接端连接模组壳体，泄压端位于安全舱内。本申请将防爆结构的泄压端位于安全舱内，安全舱是密封腔体，将泄压端设置在密封的安全舱内，使得从泄压端出来的高温可燃性流体流入安全舱内，避免高温可燃性流体流至模组壳体的其他位置而烧毁电气组件，通过安全舱将防爆结构的泄压端与电气组件隔开，避免发生二次安全事故。

Description

电池模组、电池包及电子设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组、电池包及电子设备。

背景技术

锂离子电池因其高能量密度、长使用寿命、无记忆效应和低自放电率等优势而被广泛地应用于通信基站、数据中心、商用储能和电动汽车等产品中。然而，锂离子电池的起火、爆炸事故常见报道，锂离子电池的安全问题严重威胁用户的生命财产安全。当电池发生故障会诱导电池内部产生大量可燃性气体，使电池内部压力显著升高，为了防止电池的爆炸，当前锂离子电池会在顶盖部分设计防爆阀，当电池内部超过防爆阀的预设开启压力时，防爆阀会开阀释放出电池内部的可燃性流体，可燃性流体喷出会引发系统性的安全风险。其一，大量的可燃性气体及有机液体从电池内部瞬间喷发出来，电极端子打火将可燃性气体及液体点燃，进而导致锂离子电池起火甚至爆炸等安全事故。再者，从电池内部喷发的有机电解液可能会导致电气线路的短路进而导致更加严重的二次安全事故，喷发的气体及火焰的传播路径不可控，进而导致电池热失控的蔓延路径不可控。

发明内容

本申请提供一种可防止从防爆结构释放的可燃性流体引起二次安全事故的电池模组。

第一方面，本申请提供一种电池模组，所述电池模组包括模组壳体、安全舱、电气组件和防爆结构，所述安全舱、所述防爆结构和至少部分所述电气组件均位于所述模组壳体的外部且均位于所述模组壳体的同侧，所述防爆结构包括相对设置的连接端和泄压端，所述连接端连接所述模组壳体，所述泄压端位于所述安全舱内。所述模组壳体设有贯穿所述模组壳体的第一通孔，所述防爆结构的连接端环绕所述第一通孔设置，所述防爆结构的内部空间与所述第一通孔连通。

其中电池模组还包括电芯和电解液，电芯和电解液位于模组壳体内，电池模组发生故障会诱导电芯和电解液产生大量可燃性气体，使模组壳体内部压力升高。其中防爆结构用于在模组壳体内部压力超过预设开启压力时，防爆结构的泄压端释放出模组壳体内部的高温可燃性流体，以避免模组壳体内部压力过大而引起爆炸，其中防爆结构的泄压端是指高温可燃性流体从防爆结构流出的一端。其中高温可燃性流体包括高温气体或者电解液中的至少一种。其中安全舱是指除了泄压端以外，其他部分为封闭的舱体。当高温可燃性流体在安全舱内没有危险性时，可打开安全舱将没有危险性的低温流体去除。

在一实施方式中，所述电气组件包括电极端子、电连接线、功率线、采样线或者采样端子中的至少一种。其中电极端子与电芯电连接，用于引出电芯产生的电流。当部分电气组件与防爆结构位于模组壳体的同侧时，从防爆结构出来的高温可燃性流体会烧毁同侧的电气组件，进而引发二次安全事故，在一些情况下从防爆结构出来的高温可燃性流体还会烧毁模组壳体内的功率线、采样线或者采样端子，风险较大。

其中，电芯包括正极片、负极片和隔膜，隔膜设置在正极片和负极片之间以将正极片和负极片绝缘，正极片上涂覆有正极材料，负极片上涂覆有负极材料，将正极片、隔膜和负极片围绕轴向卷绕形成电芯主体，电芯主体内部具有缝隙，缝隙沿轴向延伸。在电芯主体沿轴向的端部具有正极极耳和负极极耳，正极极耳与正极片连接，负极极耳与负极片连接。其中电极端子包括正极端子和负极端子，正极端子和负极端子沿第一方向分布在防爆结构的两端，在一实施方式中，第一方向为电池模组的宽度方向，正极片通过正极极耳与正极端子电连接，负极片通过负极极耳与负极端子电连接。当电池模组发生故障会诱导电芯和电解液产生大量可燃性气体时，大量可燃性气体从电芯主体的轴向方向排出，在一实施方式中，电芯主体的轴向与电池模组的第二方向平行，第二方向为电池模组的高度方向。为了使得高温可燃性流体能够顺利的排出模组壳体，一般将防爆结构设置在电芯主体轴向的端面，而正极极耳、负极极耳以及电极端子也位于电芯主体沿轴向的端面，一般将防爆结构和电极端子设置在电芯主体的同一端面，这样设置可使得模组壳体内部的高温可燃性流体通过电芯主体中间的缝隙沿轴向快速排出，降低爆炸风险。

当将防爆结构与电极端子设置在不同侧，例如将电极端子设置在模组壳体的盖板上，将防爆结构设置在模组壳体的侧板上，侧板与盖板相垂直，此时侧板的内侧包括电芯主体的侧面，当电池模组内部发生故障产生高温可燃性流体时，高温可燃性流体从电芯主体的端面出来再转弯至电芯主体的侧面，再通过侧板上的防爆结构排出，这种方式会使得高温可燃性流体的排出路径不顺畅，增加电池模组内部爆炸的风险。

如果将电极端子设置在模组壳体的侧板上，将防爆结构设置在模组壳体的盖板上，电芯主体端面的正极极耳和负极极耳需要通过引线连接侧板上的正极端子和负极端子，但在模组壳体内部增加引线同样会增加内部爆炸风险，高温可燃性流体在模组壳体内部流动时碰到引线，会提高爆炸风险。

在本申请中，将电极端子与防爆结构同侧设置，可降低发生爆炸风险。而将电极端子和防爆结构同侧设置，当防爆结构出来的高温可燃性流体会流到电极端子上，当电极端子打火会将高温可燃性气体及液体点燃，进而导致电池模组起火甚至爆炸等安全事故。在本申请中，一方面将电极端子与防爆结构同侧设置，降低发生爆炸风险，另一方面为了避免高温可燃性流体与电气组件(例如电极端子)发生二次安全事故，将防爆结构的泄压端位于安全舱内，安全舱是密封腔体，将泄压端设置在密封的安全舱内，使得从泄压端出来的高温可燃性流体流入安全舱内，避免高温可燃性流体流至模组壳体的其他位置而烧毁电气组件，通过安全舱将防爆结构的泄压端与电气组件隔开，避免发生二次安全事故。

在一种可能的实现方式中，所述模组壳体设有贯穿模组壳体的第一通孔，所述防爆结构的连接端环绕所述第一通孔设置，所述防爆结构的内部空间与所述第一通孔连通。连接端环绕第一通孔设置是指连接端位于第一通孔周向外侧。防爆结构的内部空间与第一通孔连通，使得从模组壳体内部出来的高温可燃性流体通过第一通孔进入防爆结构，有效防止从第一通孔的周向溢出高温可燃性流体，避免从第一通孔周向溢出的高温可燃性流体接触电气组件。

在一些实施方式中，所述连接端可采用焊接方式固定在所述模组壳体上。

在一些实施方式中，所述连接端可采用耐高温的密封胶固定在所述模组壳体上，密封所述连接端与所述模组壳体之间的缝隙。

如果不设置防爆结构，而是直接将安全舱设置在模组壳体的盖板上，安全舱邻近模组壳体的舱底板设第二通孔，将第一通孔和第二通孔的轴线重合设置，使得模组壳体内部通过第一通孔和第二通孔与安全舱连通，但是由于电极端子具有一定高度，使得舱底板和模组壳体之间具有间隙，舱底板与模组壳体之间很难做到完全贴合，使得当模组壳体内部喷出高温可燃性流体时，高温可燃性流体会从舱底板和模组壳体之间的间隙流出，进而会与模组壳体上的电气组件接触，损坏电气组件，高温可燃性流体还会损坏模组壳体周围的电子部件，例如功率线；另外，由于第一通孔周向没有任何阻挡结构，高温可燃性流体还会回流至第一通孔中并进入电池模组壳体内部，引发二次安全事故。

如果将电极端子设置在模组壳体的侧板上，舱底板与模组壳体之间也很难做到完全贴合，第一通孔和第二通孔相邻接的位置还是存在缝隙,当高温可燃性流体从第一通孔冲出时，一方面会有部分高温可燃性流体从缝隙流出，进而会与模组壳体上的电气组件接触，损坏电气组件；另一方面高温可燃性流体还会回流至第一通孔中并进入电池模组壳体内部，引发二次安全事故；又一方面，一实施方式中，需要在电芯主体和电极端子之间设置引线，会增加内部爆炸风险。而在一实施方式中，通过将防爆结构的连接端环绕第一通孔设置，可有效防止从第一通孔的周向溢出高温可燃性流体。

在一种可能的实现方式中，所述模组壳体包括盖板，所述电气组件和所述防爆结构设置在所述盖板上，所述防爆结构与所述盖板为一体化结构。防爆结构与盖板为一体化结构，去除了防爆结构的连接端与模组壳体之间的缝隙，避免从第一通孔的周向溢出高温可燃性流体。

在一实施方式中，所述电池模组包括多个独立的电池单体，多个所述电池单体沿第三方向排列，所述第三方向为所述电池模组的长度方向，每个所述电池单体包括单体子壳体和位于单体子壳体内部的电芯和电解液，所述模组壳体包括多个单体子壳体，每个所述单体子壳体包括单体子盖板，多个所述单体子壳体的多个所述单体子盖板构成所述模组壳体的盖板，在每个所述单体子盖板上均具有所述防爆结构，每个所述单体子盖板与该所述单体子壳体上的防爆结构为一体化结构。在一些实施方式中，第三方向为电池模组的宽度方向，第一方向为电池模组的长度方向。

在一些实施方式中，所述模组壳体包括盖板、箱框和底板，所述箱框两端具有开口，分别被所述盖板和所述底板封盖，在所述箱框中间具有多个隔板，所述多个隔板将所述箱框分隔出多个收容空间，在每个所述收容空间内设有电芯和电解液，相邻两个所述隔板、相邻两个所述隔板之间的部分所述箱框以及所述收容空间中的电芯和电解液构成电池单体，将所述盖板盖在所述箱框的开口上。在一实施方式中，多个电池单体的单体子盖板为一体化结构，即为盖板，在盖板对应每个收容空间的位置设有防爆结构。

在一种可能的实现方式中，所述安全舱包括邻近所述模组壳体的舱底板，设于所述舱底板远离所述模组壳体的表面上的消防功能层，以及贯穿所述舱底板和所述消防功能层的第二通孔，部分所述防爆结构位于所述第二通孔中。其中消防功能层用于对高温可燃性气体进行消防处理，包括将高温可燃性气体降温、灭火、吸收有毒气体等中的至少一种功能。

在一实施方式中，部分所述防爆结构位于第二通孔，包括所述防爆结构的泄压端自所述第二通孔伸出并伸入至所述安全舱的内部空间。也就是说泄压端完全位于安全舱的内部空间内，泄压端高于第二通孔，由于有防爆结构的泄压端的阻挡，从泄压端出来的高温可燃性流体落到消防功能层后不会流回至第二通孔中，有效被防爆结构的泄压端阻挡在安全舱。

在一些实施方式中，部分所述防爆结构位于第二通孔中，包括所述防爆结构的泄压端位于所述第二通孔中且未伸出至所述安全舱的内部空间。也就是说泄压端的周围是消防功能层材料，当高温可燃性流体从泄压端排出时，在从第二通孔排出到安全舱的路径过程中，可被第二通孔内壁的消防功能层材料消防处理后，再进入安全舱中落到其他消防功能层表面被处理，可有效对高温可燃性流体进行消防处理；假使有部分高温可燃性流体流回至第二通孔，由于第二通孔的内壁也具有消防功能层的材料，高温可燃性流体在第二通孔内壁流动时可再次被消防功能层的材料处理，避免回流造成二次安全事故。

在一些实施方式中，所述消防功能层中包括过滤颗粒和吸能颗粒，所述过滤颗粒分散在所述吸能颗粒之间。其中，过滤颗粒是指能吸附有害气体，将有害气体转化为无害气体的过滤材料颗粒，吸能材料是指能将高温气体转化为低温气体的吸能材料颗粒。其中过滤颗粒和吸能颗粒的用量可根据需要来设置。在一些实施方式中，可将过滤颗粒的材料与吸能颗粒的材料直接混合，再固化形成消防功能层。

在一种可能的实现方式中，所述电池模组还包括可冲破结构，所述可冲破结构位于防爆结构的泄压端的端面上。其中，第二通孔、防爆结构的连接端以及防爆结构内部空间依次连通。其中，所述可冲破结构受到压力冲击后会爆破，所述可冲破结构爆破后，所述模组壳体内部的流体通过所述泄压端喷出至所述安全舱内。可冲破结构是指当其受到压力冲击中会爆破的结构。可冲破结构在电池模组正常工作时，封堵防爆结构的泄压端的端面，在电池模组内部气压增大时，高温可燃性流体冲破可冲破结构，将高温可燃性流体喷出至安全舱内。

在一种可能的实现方式中，所述可冲破结构包括连接片以及位于所述连接片上的刻痕，所述刻痕的厚度小于所述连接片其他区域的厚度，所述厚度是指垂直于所述连接片方向上的尺寸。厚度是指垂直于所述连接片方向上的尺寸，受到压力冲力时，刻痕会裂开，以释放压力。

在一种可能的实现方式中，所述安全舱包括舱底板、舱顶板和沿第二方向的两端具有开口的箱框，所述舱底板和所述舱顶板分别封盖所述箱框沿所述第二方向两端的开口，所述舱底板位于所述模组壳体沿所述第二方向的一侧，所述舱底板设有贯穿所述舱底板的第二通孔，所述防爆结构的泄压端穿过所述第二通孔并伸入所述安全舱内，所述舱底板、所述舱顶板、所述箱框和所述可冲破结构能够构成封闭空间。其中可冲破结构在未被冲破时，可冲破结构封堵防爆结构的泄压端，此时舱底板、舱顶板、箱框和防爆结构构成封闭空间，当可冲破结构受压冲破时，释放高温可燃性流体至安全舱内，此时泄压端为安全舱的入口，安全舱的其他部分没有出口，使得高温可燃性流体被收纳在安全舱内，避免外溢。当高温可燃性流体在安全舱内被消防处理后，没有危险性时，可打开安全舱的舱顶板将没有危险性的低温流体去除。

在一种可能的实现方式中，所述防爆结构与所述安全舱为一体化结构。具体的，防爆结构与舱底板为一体化结构。一体化结构可消除防爆结构和舱底板之间的缝隙，避免高温可燃性流体外泄，并且可提升结构强度。

在一种可能的实现方式中，所述电池模组还包括可冲破结构，所述可冲破结构位于所述防爆结构的连接端的端面上。可冲破结构在电池模组正常工作时，封堵防爆结构的连接端的端面，在电池模组内部气压增大时，高温可燃性流体冲破可冲破结构后，穿过防爆结构的内部空间，并从泄压端的出口将高温可燃性流体喷出至安全舱内。

在一种可能的实现方式中，所述电池模组还包括可冲破结构，所述可冲破结构位于所述模组壳体的表面上，且封堵所述第一通孔。在一实施方式中，可冲破结构的边缘连接在第一通孔周向的盖板表面上，防爆结构的连接端环绕在薄膜结构的外侧。当电池模组内部气压增大时，高温可燃性流体冲破可冲破结构后，穿过防爆结构的内部空间，并从泄压端的出口将高温可燃性流体喷出至安全舱内。其中防爆结构的连接端与盖板连接，使得从第一通孔出来的高温可燃性流体不能流至防爆结构的外侧，进而可降低高温可燃性流体烧毁电气组件的风险。

在一种可能的实现方式中，所述电气组件在所述安全舱和所述模组壳体之间的区域。电气组件可通过连接线连接外部的电子器件，以实现模组壳体与外部的电子器件的电连接。例如，电气组件为电极端子时，电极端子设置在盖板上，电极端子的一端通过极耳与电池单元内部的电极片电连接，电极端子的另一端通过电连接线与电池模组的总电极连接或者与相邻的电池单元中的电极端子串联或者并联。

在一实施方式中，所述安全舱完全覆盖所述盖板。安全舱沿第一方向和沿第三方向上的尺寸与盖板沿第一方向和沿第三方向上的尺寸相同，使得工艺制备更简单。其中，安全舱的边缘与盖板的边缘固定连接，固定连接的方式包括卡扣、螺钉或者粘结胶等方式。由于安全舱设置在电气组件的上方，使得安全舱与盖板之间至少具有电子组件沿第二方向的尺寸，另外，还需要在安全舱和电气组件预留放置电气组件与外部连接的连接线的空间，使得安全舱与盖板之间的缝隙更大，如果不设置防爆结构，从第一通孔出来的高温可燃性流体快速的流至电气组件而烧毁电子组件，发生二次安全事故。而本申请中设置防爆结构，可避免发生二次安全事故。

在一种可能的实现方式中，所述电气组件在所述模组壳体上的正投影与所述安全舱在模组壳体上的正投影不重叠。在一实施方式中，安全舱没有位于电极端子的上方，给电极端子的连接线预留空间。

在一种可能的实现方式中，所述电池模组还包括冷却装置，所述冷却装置设置在所述安全舱的外部，用于对所述安全舱进行冷却。其中，冷却装置包括风冷冷却装置或者液冷冷却装置。液冷冷却装置包括冷却管路，由于高温可燃性流体喷入安全舱后会落到舱底板上，舱底板的温度较高。在一实施方式中，冷却管路布置在安全舱的舱底板邻近盖板的表面，以快速冷却舱底板。在一些实施方式中，风冷冷却装置可为风扇，对安全舱吹风散热。

在一种可能的实现方式中，所述舱底板的内表面上还设有导液槽。导液槽的一端邻近防爆结构设置，导液槽的另一端远离防爆结构设置，当从防爆结构泄压端喷出的高温可燃性流体落到舱底板上后，通过导液槽向远离防爆结构的方向流动，避免高温可燃性流体聚集在防爆结构的周围，提升对高温可燃性流体的消防处理效果。其中导液槽的个数以及形状不限，具体可根据实际需要来设置。

第二方面，本申请还提供一种电池包，所述电池包包括电池包壳体以及位于电池包壳体内的如上面任一项实施方式中的所述电池模组。电池包中的电池模组通过设置上述的防爆结构和安全舱，使得从防爆结构喷出的高温可燃性流体流入至安全舱内，可避免高温可燃性流体喷至电池模组表面或者周围的电气组件上，降低发生二次安全事故的风险。

其中电池包还包括电池热管理系统，电池热管理系统设置在电池模组的外侧，用于对电池模组降温。电池热管理系统包括但不限于液冷冷却装置、风冷冷却装置、冷凝板等。

第三发面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括用电装置以及如上所述的电池包，所述用电装置与所述电池包电连接。其中电子设备包括通信基站、数据中心、商用储能和电动汽车等。当电子设备为电动汽车时，电动汽车中的用电装置包括但不限于电机、控制系统、温控系统等。采用本申请中的电池包可提升电子设备的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图2是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图3是本申请提供的将电极端子与防爆结构设置在电池模组不同侧面的结构示意图；

图4是本申请提供的将电极端子与防爆结构设置在电池模组不同侧面的结构示意图；

图5是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图6是本申请一实施方式提供的电池模组中盖板的结构示意图；

图7是本申请提供的电池模组去除防爆结构的结构示意图；

图8是本申请提供的电池模组去除防爆结构的结构示意图；

图9是本申请一实施方式提供的电池模组去除安全舱的结构示意图；

图10是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图11是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图12是本申请一实施方式提供的电池模组中消防功能层的结构示意图；

图13是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图14是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图15是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图16a是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图16b是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图17是本申请一实施方式提供的电池模组的结构示意图；

图18是本申请一实施方式提供的电池模组中安全舱的舱底板的结构示意图；

图19是本申请一实施方式提供的电池包的结构示意图；

图20是本申请一实施方式提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

本文中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本文中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。

请参阅图1和图2，本申请一实施方式提供一种电池模组10，电池模组10包括模组壳体100、安全舱200、电气组件300和防爆结构400，安全舱200、防爆结构400和至少部分电气组件300均位于模组壳体100的外部且均位于模组壳体100的同侧，防爆结构400包括相对设置的连接端410和泄压端420(如图2所示)，连接端410连接模组壳体100，泄压端420位于安全舱200内。

其中电池模组10还包括电芯500(如图2所示)和电解液，电芯500和电解液位于模组壳体100内，电池模组10发生故障会诱导电芯500和电解液产生大量可燃性气体，使模组壳体100内部压力升高。其中防爆结构400用于在模组壳体100内部压力超过预设开启压力时，防爆结构400的泄压端420释放出模组壳体100内部的高温可燃性流体，以避免模组壳体100内部压力过大而引起爆炸，其中防爆结构400的泄压端420是指高温可燃性流体从防爆结构400流出的一端。其中高温可燃性流体包括高温气体或者电解液中的至少一种。其中安全舱200是指除了泄压端420以外，其他部分为封闭的舱体。当高温可燃性流体在安全舱200内没有危险性时，可打开安全舱200将没有危险性的低温流体去除。

其中电气组件300可包括电极端子310、电连接线、功率线、采样线或者采样端子中的至少一种，在图1和图2中示出的电气组件300为电极端子310。其中电极端子310与电芯500电连接，用于引出电芯500产生的电流。当部分电气组件300与防爆结构400位于模组壳体100的同侧时，从防爆结构400出来的高温可燃性流体Q会烧毁同侧的电气组件300，进而引发二次安全事故，在一些情况下从防爆结构400出来的高温可燃性流体Q还会烧毁模组壳体100内的功率线、采样线或者采样端子，风险较大。

其中，电芯500包括正极片、负极片和隔膜，隔膜设置在正极片和负极片之间以将正极片和负极片绝缘，正极片上涂覆有正极材料，负极片上涂覆有负极材料，将正极片、隔膜和负极片围绕轴向O卷绕形成电芯主体510(如图2所示)，电芯主体510内部具有缝隙，缝隙沿轴向O延伸。在电芯主体510沿轴向O的端部具有正极极耳520和负极极耳530，正极极耳520与正极片连接，负极极耳530与负极片连接。其中电极端子310包括正极端子311和负极端子312，正极端子311和负极端子312沿第一方向X分布在防爆结构400的两端，在本实施方式中，第一方向X为电池模组10的宽度方向，正极片通过正极极耳520与正极端子311电连接，负极片通过负极极耳530与负极端子312电连接。当电池模组10发生故障会诱导电芯500和电解液产生大量可燃性气体时，大量可燃性气体从电芯主体510的轴向O方向排出，在本实施方式中，电芯主体510的轴向O与电池模组10的第二方向Z平行，第二方向Z为电池模组10的高度方向。为了使得高温可燃性流体Q能够顺利的排出模组壳体100，一般将防爆结构400设置在电芯主体510轴向O的端面，而正极极耳520、负极极耳530以及电极端子310也位于电芯主体510O沿轴向O的端面，一般将防爆结构400和电极端子310设置在电芯主体510的同一端面，这样设置可使得模组壳体100内部的高温可燃性流体Q通过电芯主体510中间的缝隙沿轴向O快速排出，降低爆炸风险。

当将防爆结构400与电极端子310设置在不同侧，例如将电极端子310设置在模组壳体100的盖板110上(如图3所示)，将防爆结构400设置在模组壳体100的侧板120上，侧板120与盖板110相垂直，此时侧板120的内侧包括电芯主体510的侧面，当电池模组10内部发生故障产生高温可燃性流体Q时，高温可燃性流体Q从电芯主体510的端面出来再转弯至电芯主体510的侧面，再通过侧板120上的防爆结构400排出，这种方式会使得高温可燃性流体Q的排出路径不顺畅，增加电池模组10内部爆炸的风险。

如果将电极端子310设置在模组壳体100的侧板120上(如图4所示)，将防爆结构400设置在模组壳体100的盖板110上，电芯主体510端面的正极极耳520和负极极耳530需要通过引线540连接侧板120上的正极端子311和负极端子312，但在模组壳体100内部增加引线540同样会增加内部爆炸风险，高温可燃性流体Q在模组壳体100内部流动时碰到引线540，会提高爆炸风险。

在本申请中，将电极端子310与防爆结构400同侧设置(如图2所示)，可降低发生爆炸风险。而将电极端子310和防爆结构400同侧设置，当防爆结构400出来的高温可燃性流体Q会流到电极端子310上，当电极端子310打火会将高温可燃性气体及液体点燃，进而导致电池模组10起火甚至爆炸等安全事故。在本申请中，一方面将电极端子310与防爆结构400同侧设置，降低发生爆炸风险，另一方面为了避免高温可燃性流体Q与电气组件300(例如电极端子310)发生二次安全事故，将防爆结构400的泄压端420位于安全舱200内，安全舱200是密封腔体，将泄压端420设置在密封的安全舱200内，使得从泄压端420出来的高温可燃性流体Q流入安全舱200内，避免高温可燃性流体Q流至模组壳体100的其他位置而烧毁电气组件300，通过安全舱200将防爆结构400的泄压端420与电气组件300隔开，避免发生二次安全事故。

请参阅图5和图6，在一种可能的实现方式中，模组壳体100设有贯穿模组壳体100的第一通孔101，防爆结构400的连接端410环绕第一通孔101设置，防爆结构400的内部空间与第一通孔101连通。连接端410环绕第一通孔101设置是指连接端410位于第一通孔101周向外侧(如图6所示)。防爆结构400的内部空间与第一通孔101连通，使得从模组壳体100内部出来的高温可燃性流体通过第一通孔101进入防爆结构400，有效防止从第一通孔101的周向溢出高温可燃性流体，避免从第一通孔101周向溢出的高温可燃性流体接触电气组件300。在一些实施方式中，连接端410可采用焊接方式固定在模组壳体100上。在一些实施方式中，连接端410可采用耐高温的密封胶固定在模组壳体100上，密封连接端410与模组壳体100之间的缝隙。

如果不设置防爆结构400，而是直接将安全舱200设置在模组壳体100的盖板110上(如图7所示)，安全舱200邻近模组壳体100的舱底板210设第二通孔211，将第一通孔101和第二通孔211的轴线重合设置，使得模组壳体100内部通过第一通孔101和第二通孔211与安全舱200连通，但是由于电极端子310具有一定高度，使得舱底板210和模组壳体100之间具有间隙J，舱底板210与模组壳体100之间很难做到完全贴合，使得当模组壳体100内部喷出高温可燃性流体Q时，高温可燃性流体Q会从舱底板210和模组壳体100之间的间隙J流出，进而会与模组壳体100上的电气组件300接触，损坏电气组件300，高温可燃性流体Q还会损坏模组壳体100周围的电子部件，例如功率线；另外，由于第一通孔101周向没有任何阻挡结构，高温可燃性流体Q还会回流至第一通孔101中并进入电池模组壳体100内部，引发二次安全事故。

如果将电极端子310设置在模组壳体100的侧板120上(如图8所示)，舱底板210与模组壳体100之间也很难做到完全贴合，第一通孔101和第二通孔211相邻接的位置还是存在缝隙F,当高温可燃性流体Q从第一通孔101冲出时，一方面会有部分高温可燃性流体Q从缝隙F流出，进而会与模组壳体100上的电气组件300接触，损坏电气组件300；另一方面高温可燃性流体Q还会回流至第一通孔101中并进入电池模组壳体100内部，引发二次安全事故；又一方面，本实施方式中，需要在电芯主体510和电极端子310之间设置引线，会增加内部爆炸风险。而在本实施方式中，通过将防爆结构400的连接端410环绕第一通孔101设置(如图5和图6所示)，可有效防止从第一通孔101的周向溢出高温可燃性流体Q。

请继续参阅图1，在一种可能的实现方式中，模组壳体100包括盖板110，电气组件300和防爆结构400设置在盖板110上，防爆结构400与盖板110为一体化结构。防爆结构400与盖板110为一体化结构，去除了防爆结构400的连接端410与模组壳体100之间的缝隙，避免从第一通孔101的周向溢出高温可燃性流体。在本实施方式中，电池模组10包括多个独立的电池单体700，多个电池单体700沿第三方向Y排列，第三方向Y为电池模组10的长度方向，每个电池单体700包括单体子壳体710和位于单体子壳体710内部的电芯500(如图2所示)和电解液，模组壳体100包括多个单体子壳体710(如图1所示)，每个单体子壳体710包括单体子盖板711，多个单体子壳体710的多个单体子盖板711构成模组壳体100的盖板110，在每个单体子盖板711上均具有防爆结构400，每个单体子盖板711与该单体子盖板711上的防爆结构400为一体化结构。在一些实施方式中，第三方向Y为电池模组10的宽度方向，第一方向X为电池模组10的长度方向。

在一些实施方式中，模组壳体100包括盖板110、箱框160和底板130(如图9所示)，箱框160两端具有开口161，分别被盖板110和底板130封盖，在箱框160中间具有多个隔板140，多个隔板140将箱框160分隔出多个收容空间150，在每个收容空间150内设有电芯500和电解液，相邻两个隔板140、相邻两个隔板140之间的部分箱框160以及收容空间150中的电芯500和电解液构成电池单体700，将盖板110盖在箱框160的开口161上，在本实施方式中，多个电池单体700的单体子盖板711为一体化结构，即为盖板110，在盖板110对应每个收容空间150的位置设有防爆结构450。

请参阅图10，在一种可能的实现方式中，安全舱200包括邻近模组壳体100的舱底板210，设于舱底板210远离模组壳体100的表面上的消防功能层220，以及贯穿舱底板210和消防功能层220的第二通孔211，部分防爆结构400位于第二通孔211中。其中消防功能层220用于对高温可燃性气体进行消防处理，包括将高温可燃性气体降温、灭火、吸收有毒气体等中的至少一种功能。在本实施方式中，部分防爆结构400位于第二通孔211，包括防爆结构400的泄压端420自第二通孔211伸出并伸入至安全舱200的内部空间。也就是说泄压端420完全位于安全舱200的内部空间内，泄压端420高于第二通孔211，由于有防爆结构400的泄压端420的阻挡，从泄压端420出来的高温可燃性流体落到消防功能层220后不会流回至第二通孔211中，有效被防爆结构400的泄压端420阻挡在安全舱200。

请参阅图11，在一些实施方式中，部分防爆结构400位于第二通孔211中，包括防爆结构400的泄压端420位于第二通孔211中且未伸出至安全舱200的内部空间。也就是说泄压端420的周围是消防功能层220材料，当高温可燃性流体从泄压端420排出时，在从第二通孔211排出到安全舱200的路径过程中，可被第二通孔211内壁的消防功能层220材料消防处理后，再进入安全舱200中落到其他消防功能层220表面被处理，可有效对高温可燃性流体进行消防处理；假使有部分高温可燃性流体流回至第二通孔211，由于第二通孔211的内壁也具有消防功能层220的材料，高温可燃性流体在第二通孔211内壁流动时可再次被消防功能层220的材料处理，避免回流造成二次安全事故。

请参阅图12，在一些实施方式中，消防功能层220中包括过滤颗粒222和吸能颗粒223，过滤颗粒222分散在吸能颗粒223之间。其中，过滤颗粒222是指能吸附有害气体，将有害气体转化为无害气体的过滤材料颗粒，吸能材料223是指能将高温气体转化为低温气体的吸能材料颗粒。其中过滤颗粒222和吸能颗粒223的用量可根据需要来设置。在一些实施方式中，可将过滤颗粒222的材料与吸能颗粒223的材料直接混合，再固化形成消防功能层220。

请参阅图13，在一种可能的实现方式中，电池模组10还包括可冲破结构600，可冲破结构600位于防爆结构400的泄压端420的端面上。在本实施方式中，第二通孔211、防爆结构400的连接端410以及防爆结构400内部空间依次连通。其中，可冲破结构600受到压力冲击后会爆破，可冲破结构600爆破后，模组壳体100内部的流体通过泄压端420喷出至安全舱200内。可冲破结构600是指当其受到压力冲击中会爆破的结构。可冲破结构600在电池模组10正常工作时，封堵防爆结构400的泄压端420的端面，在电池模组10内部气压增大时，高温可燃性流体冲破可冲破结构600，将高温可燃性流体喷出至安全舱200内。

在一种可能的实现方式中，可冲破结构600包括连接片以及位于连接片上的刻痕，刻痕的厚度小于连接片其他部分的厚度，厚度是指垂直于所述连接片方向上的尺寸，受到压力冲力时，刻痕会裂开，以释放压力。

请继续参阅图13，在本实施方式中，安全舱200包括舱底板210、舱顶板201和沿第二方向Z的两端具有开口的箱框202，舱底板210和舱顶板201分别封盖箱框202沿第二方向Z两端的开口，舱底板210位于模组壳体100沿第二方向Z的一侧，舱底板210设有贯穿舱底板210的第二通孔211，防爆结构400的泄压端420穿过第二通孔211并伸入安全舱200内，舱底板210、舱顶板201、箱框202和可冲破结构600能够构成封闭空间。其中可冲破结构600在未被冲破时，可冲破结构600封堵防爆结构400的泄压端420，此时舱底板210、舱顶板201、箱框202和防爆结构400构成封闭空间，当可冲破结构600受压冲破时，释放高温可燃性流体至安全舱200内，此时泄压端420为安全舱200的入口，安全舱200的其他部分没有出口，使得高温可燃性流体被收纳在安全舱200内，避免外溢。当高温可燃性流体在安全舱200内被消防处理后，没有危险性时，可打开安全舱200的舱顶板201将没有危险性的低温流体去除。

在一种可能的实现方式中，防爆结构400与安全舱200为一体化结构。具体的，防爆结构400与舱底板210为一体化结构。一体化结构可消除防爆结构400和舱底板210之间的缝隙，避免高温可燃性流体外泄，并且可提升结构强度。

请参阅图14，在一种可能的实现方式中，电池模组10还包括可冲破结构600，可冲破结构600位于防爆结构400的连接端410的端面上。可冲破结构600在电池模组10正常工作时，封堵防爆结构400的连接端410的端面，在电池模组10内部气压增大时，高温可燃性流体冲破可冲破结构600后，穿过防爆结构400的内部空间，并从泄压端420的出口将高温可燃性流体喷出至安全舱200内。

请参阅图15，在一种可能的实现方式中，电池模组10还包括可冲破结构600，可冲破结构600位于模组壳体10的表面上，且封堵第一通孔101。在本实施方式中，可冲破结构600的边缘连接在第一通孔101周向的盖板110表面上，防爆结构400的连接端410环绕在薄膜结构600的外侧。当电池模组10内部气压增大时，高温可燃性流体冲破可冲破结构600后，穿过防爆结构400的内部空间，并从泄压端420的出口将高温可燃性流体喷出至安全舱200内。其中防爆结构400的连接端410与盖板110连接，使得从第一通孔101出来的高温可燃性流体不能流至防爆结构400的外侧，进而可降低高温可燃性流体烧毁电气组件300的风险。

请继续参阅图1和图2，在一种可能的实现方式中，电气组件300在安全舱200和模组壳体100之间的区域。电气组件300可通过连接线连接外部的电子器件，以实现模组壳体100与外部的电子器件的电连接。例如，电气组件300为电极端子310时，电极端子310设置在盖板110上，电极端子310的一端通过极耳与电池单体700内部的电极片电连接，电极端子310的另一端通过电连接线与电池模组10的总电极连接或者与相邻的电池单体700中的电极端子310串联或者并联。

在一实施方式中，安全舱200完全覆盖盖板110。安全舱200沿第一方向X和沿第三方向Y上的尺寸与盖板110沿第一方向X和沿第三方向Y上的尺寸相同，使得工艺制备更简单。其中，安全舱200的边缘与盖板110的边缘固定连接，固定连接的方式包括卡扣、螺钉或者粘结胶等方式。由于安全舱200设置在电气组件300的上方，使得安全舱200与盖板110之间至少具有电子组件300沿第二方向Z的尺寸，另外，还需要在安全舱200和电气组件300预留放置电气组件300与外部连接的连接线的空间，使得安全舱200与盖板110之间的缝隙更大，如果不设置防爆结构400，从第一通孔101出来的高温可燃性流体快速的流至电气组件300而烧毁电气组件300，发生二次安全事故。而本申请中设置防爆结构400，可避免发生二次安全事故。

请参阅图16a和图16b，在一种可能的实现方式中，电气组件300在模组壳体100上的正投影与安全舱200在模组壳体100上的正投影不重叠。在本实施方式中，安全舱200没有位于电极端子310的上方，给电极端子310的连接线预留空间。

请参阅图17，在一种可能的实现方式中，电池模组10还包括冷却装置800，冷却装置800设置在安全舱200的外部，用于对安全舱200进行冷却。其中，冷却装置800包括风冷冷却装置或者液冷冷却装置。液冷冷却装置800包括冷却管路810，由于高温可燃性流体Q喷入安全舱200后会落到舱底板210上，舱底板210的温度较高，如图17所示，在一实施方式中，冷却管路810布置在安全舱200的舱底板210邻近盖板110的表面，以快速冷却舱底板210。在一些实施方式中，风冷冷却装置可为风扇，对安全舱200吹风散热。

请参阅图18，在一种可能的实现方式中，舱底板210的内表面上还设有导液槽230。导液槽230的一端邻近防爆结构400设置，导液槽230的另一端远离防爆结构400设置，当从防爆结构400泄压端420喷出的高温可燃性流体落到舱底板210上后，通过导液槽230向远离防爆结构400的方向流动，避免高温可燃性流体聚集在防爆结构400的周围，提升对高温可燃性流体的消防处理效果。其中导液槽230的个数以及形状不限，具体可根据实际需要来设置。

请参阅图19，本申请一实施方式还提供一种电池包20，电池包20包括电池包壳体21以及位于电池包壳体21内的如上面任一项实施方式中的电池模组10。电池包20中的电池模组10通过设置上述的防爆结构400和安全舱200，使得从防爆结构400喷出的高温可燃性流体流入至安全舱200内，可避免高温可燃性流体喷至电池模组20表面或者周围的电气组件300上，降低发生二次安全事故的风险。

其中电池包20还包括电池热管理系统22，电池热管理系统22设置在电池模组10的外侧，用于对电池模组10降温。电池热管理系统22包括但不限于液冷冷却装置、风冷冷却装置、冷凝板等。

请参阅图20，本申请一实施方式还提供一种电子设备30，电子设备30包括用电装置31以及如上所述的电池包20，用电装置31与电池包20电连接。其中电子设备30包括通信基站、数据中心、商用储能和电动汽车等。当电子设备30为电动汽车时，电动汽车中的用电装置包括但不限于电机、控制系统、温控系统等。采用本申请中的电池包20可提升电子设备30的安全性能。

以上对本申请实施例所提供的电池模组、电池包及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括模组壳体、安全舱、电气组件和防爆结构，所述安全舱、所述防爆结构和至少部分所述电气组件均位于所述模组壳体的外部且均位于所述模组壳体的同侧，所述防爆结构包括相对设置的连接端和泄压端，所述连接端连接所述模组壳体，所述泄压端位于所述安全舱内；

所述模组壳体设有贯穿所述模组壳体的第一通孔，所述防爆结构的连接端环绕所述第一通孔设置，所述防爆结构的内部空间与所述第一通孔连通。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述模组壳体包括盖板，所述电气组件和所述防爆结构设置在所述盖板上，所述防爆结构与所述盖板为一体化结构。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述安全舱包括邻近所述模组壳体的舱底板，设于所述舱底板远离所述模组壳体的表面上的消防功能层，以及贯穿所述舱底板和所述消防功能层的第二通孔，部分所述防爆结构位于所述第二通孔。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述消防功能层包括过滤颗粒和吸能颗粒，所述过滤颗粒分散在所述吸能颗粒之间，所述过滤颗粒用于吸附有害气体，所述吸能颗粒用于将高温气体转化为低温气体。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述防爆结构的泄压端自所述第二通孔伸出且伸入至所述安全舱的内部空间。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括可冲破结构，所述可冲破结构受到压力冲击后会爆破，所述可冲破结构爆破后，所述模组壳体内部的流体通过所述泄压端喷出至所述安全舱内。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述可冲破结构包括连接片以及位于所述连接片上的刻痕，所述刻痕的厚度小于所述连接片其他部分的厚度，所述厚度是指垂直于所述连接片厚度方向上的尺寸。

8.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述可冲破结构位于所述防爆结构的泄压端的端面上。

9.根据权利要求6或7所述的电池模组，其特征在于，所述可冲破结构位于所述防爆结构的连接端的端面上。

10.根据权利要求6或7所述的电池模组，其特征在于，所述可冲破结构位于所述模组壳体的表面上，且封堵所述第一通孔。

11.根据权利要求2、3、4、6、7或8任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电气组件在所述安全舱和所述模组壳体之间的区域，或所述电气组件在所述模组壳体上的投影与所述安全舱在所述模组壳体上的正投影不重叠。

12.根据权利要求2、3、4、5、6或7任一项所述的电池模组，其特征在于，所述安全舱完全覆盖所述盖板，所述安全舱沿第一方向和沿第三方向上的尺寸与所述盖板沿所述第一方向和沿所述第三方向上的尺寸相同，所述第一方向为所述电池模组的长度方向，所述第三方向为所述电池模组的宽度方向。

13.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括电池包壳体以及位于所述电池包壳体内的如权利要求1-12任一项所述的电池模组。

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括用电装置以及如权利要求13所述的电池包，所述用电装置与所述电池包电连接。