CN220382268U - 电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池模组和电池包，涉及电池技术领域。电池模组包括至少两个电池单体以及设置于相邻两个电池单体之间的弹性隔离件，弹性隔离件包括隔板和连接于隔板的弹性件，弹性隔离件通过弹性件抵接电池单体，隔板与相邻的两个电池单体相间隔以形成风冷流道。当电池单体膨胀时，电池单体与隔板之间具有间隙，能够吸收一定的形变量，并且弹性件也可以通过弹性形变来吸收一定的形变量，这样能够避免因刚性接触而导致电池单体表面应力集中，导致电池单体损坏。另外，隔板与电池单体的表面中间成了风冷通道，能够加强电池单体表面的对流强度，增强散热。本申请提供的电池包包括上述的电池模组，因此其结构稳定、散热性好，具有较佳的安全性。

Description

电池模组和电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池模组和电池包。

背景技术

目前，在各地新能源项目开发方案中都提出配置储能要求的支撑下，储能市场需求正极速扩张，储能技术的发展具有商业价值(通过智慧用能管理可以节省电费成本)、环保价值(减少化石能源使用，减少弃风弃光)以及安全价值(提高电网安全稳定运行)。电池包是重要的储能设备，电池包中含有一个或多个电池模组，而电池模组由电池单体组成。在工作过程中，电池单体会产生大量热量，电池单体内部空气会因温度升高而膨胀，从而导致电池单体向外凸起。相关技术中，电池模组中的电池单体以及散热结构紧密排布，当电池单体膨胀时，电池单体表面会承受较大的应力，这可能导致安全隐患。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电池模组和电池包，其具备良好散热的同时，能够改善电池单体膨胀所带来的应力问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种电池模组，包括至少两个电池单体以及设置于相邻两个电池单体之间的弹性隔离件，弹性隔离件包括隔板和连接于隔板的弹性件，弹性隔离件通过弹性件抵接电池单体，隔板与相邻的两个电池单体相间隔以形成风冷流道。

在可选的实施方式中，弹性隔离件包括多个弹性件，隔板为矩形板体，弹性件包裹隔板的四个角部。

在可选的实施方式中，弹性件为长方体，弹性件具有相对的两个抵接面，弹性件上开设有插槽，隔板的角部插设于插槽内，隔板平行于两个抵接面。

在可选的实施方式中，弹性隔离件包括多个弹性件，弹性件为条状，多个弹性件在隔板的表面平行间隔设置。

在可选的实施方式中，电池单体在高度方向上具有顶端和底端，电池单体的顶端设置有极柱，多个弹性件在电池单体的高度方向上间隔排布。

在可选的实施方式中，电池单体为方形电池单体，相邻两个电池单体具有平行相对的侧面，隔板与相邻两个电池单体的侧面平行间隔设置。

在可选的实施方式中，弹性件为橡胶或硅胶或簧片或弹簧。

在可选的实施方式中，隔板为防火材料。

第二方面，本申请提供一种电池包，包括前述实施方式中任一项的电池模组。

在可选的实施方式中，电池包还包括电池箱，电池模组设置于电池箱内，电池箱上开设有风口，风口处设置有风扇。

本申请实施例的有益效果是：

本申请实施例提供的电池模组包括至少两个电池单体以及设置于相邻两个电池单体之间的弹性隔离件，弹性隔离件包括隔板和连接于隔板的弹性件，弹性隔离件通过弹性件抵接电池单体，隔板与相邻的两个电池单体相间隔以形成风冷流道。由于相邻的电池单体均与弹性隔离件抵接，因此电池模组整体稳定性保持较佳，排列的各个电池单体不易因缺乏侧面支撑而晃动。当电池单体膨胀时，电池单体与隔板之间具有间隙，能够吸收一定的形变量，并且弹性件也可以通过弹性形变来吸收一定的形变量，这样能够避免因刚性接触而导致电池单体表面应力集中，导致电池单体损坏。另外，隔板与电池单体的表面中间成了风冷通道，能够加强电池单体表面的对流强度，增强散热，这样也能够改善电池单体容易膨胀的问题。进一步的，隔板能够分隔相邻的两个电池单体，这样能够一定程度上减缓电池单体热失控之后的高温物质扩散导致的热失控蔓延。

本申请实施例提供的电池包包括上述的电池模组，因此其结构稳定、散热性好，具有较佳的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一种实施例中电池模组的局部示意图；

图2为本申请一种实施例中弹性隔离件的示意图；

图3为本申请另一种实施例中弹性隔离件的示意图；

图4为本申请一种实施例中电池包的示意图。

图标:010-电池包；100-电池单体；110-极柱；200-弹性隔离件；210-隔板；220-弹性件；300-电池箱；310-风扇。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

电池包在工作时，会产出大量热，这对电池单体的寿命会产生影响，所以需要进行散热设计。现有的主流散热结构包括液冷的方式，但液冷由于系统的复杂性会大大提高成本。通常，电池单体的排布是比较紧凑的，这样能够节约空间。而且电池单体侧面抵接相邻电池单体或者其他结构，也可以为电池单体提供支撑，避免电池单体晃动。为了提高散热效率，可以在电池单体之间增设散热结构。但散热结构与电池单体表面抵接，当电池单体因受热而膨胀时，电池单体表面会承受较大的应力，此时电池单体会存在一定的安全隐患，而且也可能破坏设置在电池单体之间的散热结构(或者其他结构)。当电池单体发生热失控时，电池单体中泄楼的高温物质或者产生的火焰可能会扩散到相邻的电池单体，导致热失控的蔓延。因此，相关现有技术中的电池包或电池模组存在安全性较差的问题。

为了改善相关技术中电池模组安全性较差的问题，本申请实施例提供一种电池模组，通过在电池单体间设置弹性隔离件，来缓解电池单体因膨胀而产生较大应力的问题，同时兼顾散热效率。另外，本申请实施例还提供一种电池包，包括上述的电池模组。

图1为本申请一种实施例中电池模组的局部示意图；图2为本申请一种实施例中弹性隔离件200的示意图。如图1和图2所示，本申请实施例提供的电池模组，包括至少两个电池单体100以及设置于相邻两个电池单体100之间的弹性隔离件200，弹性隔离件200同时抵接相邻的两个电池单体100。图1中仅示出了两个电池单体100，应理解，电池模组可以包含更多的电池单体100，比如六个、八个、十个或十二个电池单体100。电池单体100沿着直线方向依次排布。电池单体100在高度方向上具有顶端和底端，电池单体100的顶端设置有极柱110，电池模组中各个电池单体100的顶端朝向一致，即极柱110均位于电池模组的同一侧(比如图中的上侧)。

弹性隔离件200包括隔板210和连接于隔板210的弹性件220，弹性隔离件200通过弹性件220抵接电池单体100，隔板210与相邻的两个电池单体100相间隔以形成风冷流道。在本实施例中，隔板210为平板，弹性隔离件200凸出于隔板210的表面，因此在电池单体100的排布方向(也即垂直于隔板210的方向)上，电池单体100会与弹性隔离件200的弹性件220抵接，而不会直接抵接于隔板210，因此会与隔板210之间形成间隙，该间隙即为风冷流道。以空气为冷却介质，利用对流换热降低电池单体100的温度，这种冷却方式所依赖的结构简单、易维护，并且成本低。

应当理解，本实施例的弹性隔离件200能够形成风冷流道，但是电池模组的冷却形式不仅限于风冷，还可以包括液冷等其他方式以增强散热。

本实施例中，电池单体100为方形电池单体，相邻两个电池单体100具有平行相对的侧面，隔板210与相邻两个电池单体100的侧面平行间隔设置。

如图2所示，在可选的实施方式中，弹性隔离件200包括多个弹性件220，弹性件220为条状，多个弹性件220在隔板210的表面平行间隔设置。在本实施例中，弹性件220呈包裹隔板210局部的方式设置在隔板210上。比如图2实施例中，弹性隔离件200包括三个弹性件220，两个弹性件220分别包裹隔板210相对的两条边缘，这两个弹性件220同时凸出于隔板210的两个表面；另一个弹性件220包裹在隔板210的中部区域，也是同时凸出于隔板210的两个表面。因此，在本实施例中，弹性件220大致相对于隔板210所在平面对称。

进一步的，本实施例中，多个弹性件220在电池单体100的高度方向上间隔排布。

当然，在可选的其他实施例中，弹性件220的数量可以根据需要进行增减；弹性件220可以直接贴设在隔板210的表面，而隔板210两个表面上弹性件220的分布也可以不对称。

在本实施例中，风冷流道形成于隔板210、弹性件220以及电池单体100表面之间。电池单体100与隔板210间隔，从而增加了散热面积。当空气从风冷流道流过时，可以带走电池单体100表面的热量，从而通过加强对流的方式增强散热。在电池单体100不容易过热的情况下，也就不容易因过热而膨胀，导致电池单体100表面外凸。并且，即便电池单体100的表面因内部气体受热膨胀而外凸时，隔板210与电池单体100表面之间的间隙能够吸收一部分变形量，弹性件220也能够发生弹性变形从而吸收一定的变形量。这样避免了电池单体100膨胀时表面刚性接触其他部件(比如散热结构、相邻的电池单体100)而带来应力集中。

图3为本申请另一种实施例中弹性隔离件200的示意图。弹性隔离件200可以不包含条状的弹性件220，在图3所示的实施例中，弹性隔离件200包括多个块状的弹性件220，隔板210为矩形板体，弹性件220包裹隔板210的四个角部。如此设置也能够将隔板210与电池单体100表面间隔出风冷流道，以加强散热和吸收电池单体100变形量。

具体在图3所示的实施例中，弹性件220为长方体，弹性件220具有相对的两个抵接面，抵接面用于抵接电池单体100。弹性件220上开设有插槽，插槽开设于弹性件220上连接两个抵接面的侧面上，插槽的深度方向平行于抵接面。隔板210的角部插设于插槽内，隔板210平行于两个抵接面。通过这种方式，使得弹性件220的两个抵接面是凸出于隔板210表面的，使得在抵接电池单体100后，电池单体100与隔板210之间形成间隙。

本申请实施例中，弹性件220的作用在于抵持电池单体100，使得电池单体100安装后更加稳定，并且弹性件220提供在电池单体100排布方向上的变形量和以及回复力。在图2、图3实施例中，弹性件220可选为橡胶、硅胶；在其他可选实施例中，弹性件220也可以是簧片或弹簧。

进一步的，在本实施例中，隔板210的材质可选为防火材料(比如云母)，也可以选择为铝板、铜板或者其他合金材质。在本实施例中隔板210能够起到分隔相邻的两个电池单体100的作用，当隔板210选用防火材料时，当一个电池单体100发生热失控时，其散逸出的高温物质、气体甚至火焰可受到隔板210的阻隔作用，而不容易影响到相邻的电池单体100，从而避免发生热失控的蔓延。因此，当隔板210采用了的防火材料时，电池包010的安全性得到提高。

图4为本申请一种实施例中电池包010的示意图。如图4所示，本申请实施例还提供一种电池包010，包括上述实施例提供的电池模组。

进一步的，本实施例的电池包010还包括电池箱300，电池模组设置于电池箱300内，电池箱300上开设有风口，风口处设置有风扇310。设置风扇310可以加强电池箱300内部和外部的换气效率，从而加强电池模组周围的空气对流强度，进而增强电池单体100的散热。

可以理解，电池包010的风扇310的出风侧可朝向电池箱300内，从而向内吹风，电池箱300上还可以设置排气口，来使电池箱300内的热空气散出；风扇310的出风侧也可以朝向电池箱300外，因此风口作为出风口，电池箱300上还可以设置进气口。

根据热传导的基本规律，只要物体之间存在温度差，热能一定从高温处向低温处进行热传递，电池单体100在充放电过程中，会产生热考虑到电池单体100的使用寿命，采用合理的散热措施是必须的。根据热传导公式，可以计算电池单体100表面的散热量满足公式Q＝a*(T_w-T_o)*F。式中，Q为散热量，T_w为散热面的表面温度，T_o为环境温度，F为散热面的面积，a为综合换热系数。

可以直观地看到，当电池单体100与空气的接触面积F增大时，散热量Q也是随之上升的，这是在不考虑空气流动的条件下计算得到单位时间内电池单体100通过大面像空气输出的热量。通过风扇310来增加空气的流速，能够进一步提高散热效率。

综上所述，本申请实施例提供的电池模组包括至少两个电池单体100以及设置于相邻两个电池单体100之间的弹性隔离件200，弹性隔离件200包括隔板210和连接于隔板210的弹性件220，弹性隔离件200通过弹性件220抵接电池单体100，隔板210与相邻的两个电池单体100相间隔以形成风冷流道。由于相邻的电池单体100均与弹性隔离件200抵接，因此电池模组整体稳定性保持较佳，排列的各个电池单体100不易因缺乏侧面支撑而晃动。当电池单体100膨胀时，电池单体100与隔板210之间具有间隙，能够吸收一定的形变量，并且弹性件220也可以通过弹性形变来吸收一定的形变量，这样能够避免因刚性接触而导致电池单体100表面应力集中，导致电池单体100损坏。另外，隔板210与电池单体100的表面中间成了风冷通道，能够加强电池单体100表面的对流强度，增强散热，这样也能够改善电池单体100容易膨胀的问题。进一步的，隔板210能够分隔相邻的两个电池单体100，这样能够一定程度上减缓电池单体100热失控之后的高温物质扩散导致的热失控蔓延。

本申请实施例提供的电池包010包括上述的电池模组，因此其结构稳定、散热性好，具有较佳的安全性。

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

Claims (7)

1.一种电池模组，其特征在于，包括至少两个电池单体以及设置于相邻两个所述电池单体之间的弹性隔离件，所述弹性隔离件包括隔板和连接于所述隔板的弹性件，所述弹性隔离件通过所述弹性件抵接所述电池单体，所述隔板与相邻的两个所述电池单体相间隔以形成风冷流道；

所述弹性隔离件包括多个所述弹性件，所述隔板为矩形板体，所述弹性件包裹所述隔板的四个角部。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述弹性件为长方体，所述弹性件具有相对的两个抵接面，所述弹性件上开设有插槽，所述隔板的角部插设于所述插槽内，所述隔板平行于两个所述抵接面。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池单体为方形电池单体，相邻两个所述电池单体具有平行相对的侧面，所述隔板与相邻两个所述电池单体的侧面平行间隔设置。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述弹性件为橡胶或硅胶或簧片或弹簧。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述隔板为防火材料。

6.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的电池模组。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括电池箱，所述电池模组设置于所述电池箱内，所述电池箱上开设有风口，所述风口处设置有风扇。