CN219811609U - 一种热失控定向喷发的软包动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，包括模组U形壳、模组底盖、汇流排组件、FPC柔性电路板、模组端盖、模组端板、软包电芯组件、Block框架、隔热垫；模组U形壳设置在模组底盖上，汇流排组件、FPC柔性电路板、模组端盖、模组端板均依次设置在模组U形壳的左右两侧；Block框架、隔热垫均依次设置在软包电芯组件的前后两侧，隔热垫设置在远离软包电芯组件的一侧,模组端盖和模组端板上均设有排气孔，软包电芯组件热失控排出的气体由排气孔排出。本实用新型所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，该技术方案模组热失控时可以实现沿长度方向从端板定向喷发，同时提升了模组的结构强度。

Description

一种热失控定向喷发的软包动力电池模组

技术领域

本实用新型属于动力电池零配件技术领域，尤其是涉及一种热失控定向喷发的软包动力电池模组。

背景技术

随着动力电池在新能源汽车产业的广泛应用，各电池厂商对电池系统、电池模组的安全可靠性要求逐步提高。其中模组级热失控防护、定向喷发都是近年来一直研究的方向。

现有技术方案的缺点：第一，现有软包动力电池模组大多使用挤出型材端板与U形外壳框架通过四条焊缝连接，模组没有完全被金属外壳包覆，模组受振动、冲击时，应力会集中在四条焊缝处；模组发生热失控时，外壳束缚能力不足。第二，软包动力电池模组发生热失控时，因没有类似硬壳软包电芯防爆阀的结构，热失控时很难实现定向喷发；现有软包动力电池模组的结构大多不能实现热失控定向喷发。这些对电池系统的热失控防护设计带来困扰。

本技术方案可对现有软包电芯模组结构强度和热失控喷发方向进行有效改善，从而提高电池模组的安全性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，对现有软包电芯模组结构强度和热失控喷发方向进行有效改善，从而提高电池模组的安全性。

一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，包括模组U形壳、模组底盖、汇流排组件、FPC柔性电路板、模组端盖、模组端板、软包电芯组件、Block框架、隔热垫；

模组U形壳设置在模组底盖上，汇流排组件、FPC柔性电路板、模组端盖、模组端板依次设置在模组U形壳的左右两侧；

Block框架、隔热垫、软包电芯组件均设置在模组U形壳内；Block框架、隔热垫均依次设置在软包电芯组件的前后两侧，隔热垫设置在远离软包电芯组件的一侧；

所述模组端盖和所述模组端板上均设有排气孔，所述软包电芯组件热失控排出的气体由所述排气孔排出。

进一步的，软包电芯组件包括多个软包电芯和多个缓冲垫，软包电芯之间均设有缓冲垫；所述软包电芯组件的软包电芯通过压敏水胶与Block框架连接。

进一步的，所述软包电芯的两侧均设有折边，折边通过耐高温胶带固定在所述软包电芯的侧边；

软包电芯上设有极耳，软包电芯在极耳的四周设有极耳周边封区，极耳与汇流排组件连接，极耳周边封区与汇流排组件交错设置。

进一步的，所述Block框架的两侧设有短边，Block框架的短边对所述软包电芯的折边限位。

进一步的，所述模组端板边缘设有台阶结构，模组U形壳和模组底盖分别与模组端板的台阶结构形成对接第一焊缝；

模组底盖与模组U形壳连接处形成搭接第二焊缝。

进一步的，所述汇流排组件包括汇流排，汇流排上设有缝隙，软包电芯的极耳穿过汇流排的缝隙后弯折搭接到汇流排上。

进一步的，两端的模组端盖上均设有低压连接器。

进一步的，FPC柔性电路板安装在汇流排上，FPC柔性电路板与极耳周边封区交错设置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

相对于现有技术，本实用新型所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组具有以下有益效果：

1、该技术方案模组热失控时可以实现沿长度方向从端板定向喷发，模组外部完全被金属外壳覆盖，模组端板、模组U形壳和模组底盖之间通过焊接连接，提高了模组外壳对电芯的束缚力，同时提升了模组的结构强度。

2、电芯与Block框架堆叠后，在两侧粘贴隔热性能良好的隔热垫，可以有效延缓电芯通过模组两侧面与模组外部的热交换。

3、模组发生热失控时，外壳在宽度方向会受到急剧增加的向外的膨胀力，按本技术方案中金属框架的搭建与连接方式，可以承受、抵抗此力。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组整体示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的软包电芯示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的软包电芯截面示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的软包电芯组件示意图；

图5为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组一侧汇流排组件示意图；

图6为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组另一侧汇流排组件示意图；

图7为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组一侧FPC柔性电路板安装示意图；

图8为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组另一侧FPC柔性电路板安装示意图；

图9为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的示意图；

图10为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的安装后的示意图；

图11为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的一侧模组端板的示意图；

图12为本实用新型实施例所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组的另一侧模组端板的示意图。

附图标记说明：

1、模组U形壳；2、汇流排组件；21、汇流排；3、FPC柔性电路板；4、模组端盖；41、模组高压输出器；42、低压连接器；5、模组端板；51、台阶结构；52、第一焊缝；53、排气孔；6、模组底盖；61、第二焊缝；7、缓冲垫；8、电芯；81、折边；82、耐高温胶带；83、极耳；84、极耳周边封区；9、Block框架；91、短边；10、隔热垫.

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，对现有软包电芯模组结构强度和热失控喷发方向进行有效改善，从而提高电池模组的安全性。

一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，包括模组U形壳1、模组底盖6、汇流排组件2、FPC柔性电路板3、模组端盖4、模组端板5、软包电芯组件、Block框架9、隔热垫10；模组U形壳1设置在模组底盖6上，汇流排组件2、FPC柔性电路板3、模组端盖4、模组端板5均依次设置在模组U形壳1的左右两侧；模组端板5设置在远离软包电芯组件的一侧；Block框架9、隔热垫10、软包电芯组件均设置在模组U形壳1内；Block框架9、隔热垫10均依次设置在软包电芯组件的前后两侧，隔热垫10设置在远离软包电芯组件的一侧。

模组端盖4和模组端板5上均设有排气孔，软包电芯组件热失控排出的气体由排气孔排出。

软包电芯组件包括多个软包电芯8和多个缓冲垫7，软包电芯8之间均设有缓冲垫7；所述软包电芯组件的软包电芯8通过压敏水胶与Block框架9连接。

软包电芯8的两侧均设有折边81，折边81通过耐高温胶带82固定在软包电芯的侧边上；软包电芯8上设有极耳83，软包电芯8在极耳83的四周设有极耳83周边封区；极耳83与汇流排组件2连接，极耳83周边封区与汇流排组件2交错设置。

Block框架9的左右两侧设有短边91，Block框架9的短边91对软包电芯8的折边81限位。模组端板5边缘设有台阶结构51，模组U形壳1和模组底盖连接处形成对接第一焊缝52。模组底盖与模组U形壳1连接处形成搭接第二焊缝61。汇流排组件2包括汇流排21，汇流排21上设有缝隙，软包电芯8的极耳83穿过汇流排21的缝隙后弯折搭接到汇流排21上并通过激光进行焊接。

软包动力电池模组的一端的模组端盖4上设有模组高压输出器41。

两端的模组端盖4上均设有低压连接器42。

FPC柔性电路板3安装在汇流排21上，FPC柔性电路板3不设置在盖极耳83周边封区上，电芯热失控时喷发的路径不被阻挡。

软包电芯8通过压敏水胶与Block框架9粘接，软包电芯8长度方向的封区折叠两次后的折边81使用耐高温胶带82粘贴到软包电芯8的主体上，Block框架9的短边91限制折边81的位置，如图2和图3所示；软包电芯8发生热失控时由于折边81使用耐高温胶带82粘贴固定并被Block框架9的短边91限位，折边出的电芯封区不会因受到内部压力而撑开，电芯8不会从折边81处喷发。

每两个电芯间垫一片缓冲垫7，用于吸收电芯膨胀并起到一定的隔热作用，电芯8发生热失控时，可以一定程度上延缓其向相邻电芯的热量传递，保证电芯有序失控，模组有序喷发。电芯8与Block框架9堆叠后，在两侧粘贴隔热性能良好的隔热垫10，可以有效延缓电芯通过模组两侧面与模组外部的热交换，如图4所示。电芯8发生热失控时，可以防止电芯8的热量迅速传递到模组U形壳1上导致温度激增至铝板熔点而发生局部熔化。

电芯8的极耳83穿过汇流排组件2上的缝隙后折弯搭接到汇流排21上通过激光焊接与汇流排21连接，极耳周边封区84未被遮盖，电芯8发生热失控时，极耳周边封区84会受内部压力作用撑开，电芯8在极耳周边封区84处喷发，如图4所示FPC3悬空安装在汇流排组件2上，不会覆盖极耳周边封区84，电芯8热失控时喷发的路径不被阻挡。如图7、图8所示。

模组U形壳1及模组底盖6与Block框架9之间分别通过导热结构胶粘接，模组端盖4和模组端板5依次装配到模组两端。模组端盖4隔绝汇流排21与模组端板5保证模组电气安全。模组U形壳1、模组底盖6与模组端板5形成封闭的金属框架，如图6所示。模组外壳焊接时，模组U形壳1和模组底盖6分别搭在模组端板5上的台阶结构51上形成第一焊缝52，通过激光焊对缝焊接；模组底盖6扣在模组U形壳开口端两侧形成第二焊缝61，通过激光焊穿透焊接，如图10所示。模组发生热失控时，外壳在宽度方向会受到急剧增加的向外的膨胀力，按本技术方案中金属框架的搭建与连接方式，可以承受、抵抗此力。

当模组内部发生热失控时，电芯8产生的高温喷发物通过极耳周边封区84处喷发，由于电芯被封闭的金属框架包围，模组端板5上设计有排气孔53，模组端盖4对应位置和模组高压输出器41与低压连接器42输出的位置受高温熔化，高温喷发物从模组端板5上的排气孔53和输出排与低压连接器42的位置向外喷发，即沿模组长度方向从端板开孔处定向喷发，如图11和图12所示。

Claims (8)

1.一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：包括模组U形壳(1)、模组底盖(6)、汇流排组件(2)、FPC柔性电路板(3)、模组端盖(4)、模组端板(5)、软包电芯组件、Block框架(9)、隔热垫(10)；

模组U形壳(1)设置在模组底盖(6)上，汇流排组件(2)、FPC柔性电路板(3)、模组端盖(4)、模组端板(5)依次设置在模组U形壳(1)的左右两侧；

Block框架(9)、隔热垫(10)、软包电芯组件均设置在模组U形壳(1)内；Block框架(9)、隔热垫(10)均依次设置在软包电芯组件的前后两侧，隔热垫(10)设置在远离软包电芯组件的一侧；

所述模组端盖(4)和所述模组端板(5)上均设有排气孔，所述软包电芯组件热失控排出的气体由所述排气孔排出。

2.根据权利要求1所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：软包电芯组件包括多个软包电芯(8)和多个缓冲垫(7)，软包电芯(8)之间均设有缓冲垫(7)；所述软包电芯组件的软包电芯(8)通过压敏水胶与Block框架(9)连接。

3.根据权利要求2所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：所述软包电芯(8)的两侧均设有折边(81)，折边(81)通过耐高温胶带(82)固定在所述软包电芯(8)的侧边；

软包电芯(8)上设有极耳(83)，软包电芯(8)在极耳(83)的四周设有极耳(83)周边封区，极耳(83)与汇流排组件(2)连接，极耳(83)周边封区与汇流排组件(2)交错设置。

4.根据权利要求3所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：所述Block框架(9)的两侧设有短边(91)，Block框架(9)的短边(91)对所述软包电芯(8)的折边(81)限位。

5.根据权利要求1所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：所述模组端板(5)边缘设有台阶结构(51)，模组U形壳(1)和模组底盖分别与模组端板(5)的台阶结构(51)形成对接第一焊缝(52)；

模组底盖与模组U形壳(1)连接处形成搭接第二焊缝(61)。

6.根据权利要求3所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：所述汇流排组件(2)包括汇流排(21)，汇流排(21)上设有缝隙，软包电芯(8)的极耳(83)穿过汇流排(21)的缝隙后弯折搭接到汇流排(21)上。

7.根据权利要求1所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：两端的模组端盖(4)上均设有低压连接器(42)。

8.根据权利要求1所述的一种热失控定向喷发的软包动力电池模组，其特征在于：FPC柔性电路板(3)安装在汇流排(21)上，FPC柔性电路板(3)与极耳(83)周边封区交错设置。