CN220710546U - 电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池模组和电池包，该电池模组包括：电芯组件，由多个堆叠的电芯组成，所述电芯上设有防爆阀；信号采集模块，包括支架和设置在所述支架上方的信号采集集成部件；排气通道，设置在所述支架的底部与所述电芯组件之间，且与所述电池模组的外部连通，所述电芯的防爆阀与所述排气通道连通。在本实用新型的实施例中，通过在信号采集集成部件的下方设置排气通道，将电芯防爆阀喷出的高温气体通过排气通道导流至电池模组的外部，避免了电芯内部产生的高温气体直接接触信号采集集成部件而造成高温烧毁，避免发生热失控信号丢失的现象。

Description

电池模组和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组和电池包。

背景技术

近年来，新能源汽车有了飞跃式发展，尤其是以锂电池为动力的新能源汽车。电池作为电动汽车的动力核心，是整个电动汽车非常重要的部分。电动汽车的电池系统往往由成百上千个电芯单体通过串并联等方式组成，通过结构设计固定到电池壳体中，多个电芯呈矩阵排布后设置在同一个密闭腔体内。电芯是储存化学能的储能单元，在充放电时，电流通过，会产生欧姆热效应，也会产生不可逆化学反应热，电芯内部持续积聚热量而常发生热失控产生高温气体，高温气体由电芯防爆阀喷出，会导致电芯上方的信号采集线路CCS和BMS烧毁，造成热失控信号丢失。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种电池模组和电池包，可以改善电芯喷出高温气体导致信号采集线路CCS烧毁造成热失控信号丢失的技术问题。

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种电池模组，包括：

电芯组件，由多个堆叠的电芯组成，所述电芯上设有防爆阀；

信号采集模块，包括支架和设置在所述支架上方的信号采集集成部件；

排气通道，设置在所述支架的底部与所述电芯组件之间，且与所述电池模组的外部连通，所述电芯的防爆阀与所述排气通道连通。

在一些实施例中，所述排气通道包括：

第一通道，为所述支架的底部与所述电芯组件之间形成的排气腔，所述排气腔具有与外部连通的排气口；所述电芯的防爆阀与所述排气腔连通。

在一些实施例中，所述支架上靠近所述排气口的一侧设有导流部，所述排气腔的排气口位于所述导流部远离所述信号采集集成部件一侧的下方。

在一些实施例中，所述电芯组件包括极柱区和防爆区，所述防爆阀位于所述防爆区内；

所述支架的底部设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述电芯组件的防爆区之间形成的腔体构成所述第一通道，排气口设置在所述腔体的一侧。

在一些实施例中，所述信号采集模块还包括：

至少一个连接排，所述连接排与所述信号采集集成部件电连接；

所述支架上设置有至少一个安装槽，所述连接排设置在所述安装槽内，所述安装槽上设有与所述电芯组件的极柱区内的正极柱和负极柱对应的开孔，所述正极柱和所述负极柱分别伸出对应所述开孔与所述连接排电连接。

在一些实施例中，所述电池模组还包括：

保护层，设置在所述排气腔的内侧壁上，所述保护层由耐高温材料构成。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种电池包，包括箱体以及如上述任一项所述的电池模组，所述电池模组安装于所述箱体内。

在一些实施例中，所述电池包还包括：

盖体，盖设在所述箱体上，与所述箱体的内腔形成密闭的容纳腔；所述电芯组件和所述信号采集模块均设置在所述容纳腔内；所述盖体上设有排气阀；

所述导流部与所述箱体的内侧壁之间形成导流空间；

所述排气通道还包括：

第二通道，分别与所述导流空间和所述排气阀连通。

在一些实施例中，所述箱体内包括：

至少一个隔板，分隔所述容纳腔形成多个容置所述电芯的腔室。

在一些实施例中，所述电池模组还包括：

密封胶，所述盖体通过所述密封胶与所述箱体密封连接；

结构胶，覆盖所述电池模组和所述箱体之间的间隙。

本实用新型通过在信号采集集成部件的下方设置排气通道，将电芯防爆阀喷出的高温气体通过排气通道导流至电池模组的外部，避免了电芯内部产生的高温气体直接接触信号采集集成部件而造成高温烧毁，避免发生热失控信号丢失的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本实用新型提供的电池模组的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型提供的电池模组的立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的信号采集模块的立体结构示意图；

图4为本实用新型提供的电池包的爆炸结构示意图；

图5为本实用新型提供的电池包的半剖结构示意图；

图6为本实用新型提供的电池包的另一爆炸结构示意图。

图标：

1-电芯，11-防爆阀，12-正极柱，13-负极柱，100-电芯组件，200-信号采集模块，300-排气通道，201-信号采集集成部件，202-支架，203-连接排，204-导流部，301-排气口，500-箱体，501-隔板，501-导流空间，600-盖体、601-排气阀，700-密封胶，800-BMS模块，900-结构胶，2021-第一凹槽，2022-安装槽，2022a-开孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

本实用新型提供了一种电池模组，请参阅图1-3，图1为本实用新型提供的电池模组的爆炸结构示意图，图2为本实用新型提供的电池模组的立体结构示意图；图3为本实用新型提供的信号采集模块200的立体结构示意图。该电池模组包括电芯组件100、信号采集模块200和设置在信号采集模块200与电芯组件100之间的排气通道300；电芯组件100由多个堆叠的电芯1组成，电芯1上设有防爆阀11；信号采集模块200包括支架202和设置在所述支架202上方的信号采集集成部件201；排气通道300设置在所述支架202的底部与所述电芯组件100之间，所述排气通道300与所述电池模组的外部连通，所述电芯1的防爆阀11与所述排气通道300连通。

电芯组件100是由多个电芯1组成，单个电芯1通常包括正负极片、正负极耳、隔膜和电解液构成，充放电过程时，电流通过而会产生欧姆热效应，以及产生不可逆化学反应热，使电芯1内部热量积聚，从而产生高温的气体，电芯1上通过设置防爆阀11，将内部的高温气体及时排出。

信号采集模块200是指CCS集成母排(Cells Contact System)，主要由信号采集集成部件201、支架202和连接排203等组成，信号采集集成部件201和连接排203均布置在支架202上。信号采集集成部件201通常包括FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)、FFC(Flexible Flat Cable，柔性连接器)、压力采集单元、温度采集单元、PCB(printedcircuit board，印刷电板)等，能够对电池模组进行采压采温等信息的采集，其外部通过铜丝等导线与连接排203电连接。支架202通常由绝缘材料制成，绝缘层可以是无机和有机两类，无机绝缘体通常称为电介质，常用的有氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝；常用的有机绝缘膜材料有聚酰亚胺、聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等。连接排203通常为铜铝排，作为电芯正负极柱13、信号采集集成部件201的电连接部件，连接排203与电芯1通过激光焊接固定连接。

信号采集模块200通常设置在电芯组件100的上方，电芯1内部积热产生大量的高温气体从防爆阀11向上喷出，会导致电芯1上方的信号采集模块200受到高温气体的冲击而烧毁，影响信号采集，从而造成热失控信号丢失。

为避免电芯1防爆阀11喷出的高温气体直接接触信号采集集成部件201，则考虑到在信号采集集成部件201与电芯1防爆阀11之间设置排气通道300，通过排气通道300将电芯1防爆阀11内喷出的高温气体引导排出至外部，从而避免高温气体直接接触信号采集集成部件201而造成损坏。

其中，排气通道300可以是排气管，设置在支架202与电芯组件100之间形成的间隙空间内，排气管直接与箱体500外部连通，每个电芯1上的防爆阀11均与排气管连通，电芯1内部产生的高温气体由防爆阀11喷出，并经由排气管排出至箱体500外。

排气通道300还可以是由支架202的底部与电芯组件100之间形成的排气腔，电芯1的防爆阀11与排气腔连通；排气腔具有与外部连通的排气口301。电芯1的防爆阀11若设置在电芯1的顶部，则可直接设置在排气腔内，若防爆阀11设置在电芯1的底部或侧部，则需要通过一条管道与排气腔连通，为降低设计成本，优选防爆阀11设置在电芯1的顶部且位于排气腔内。

具体地，参阅图3，支架202的底部可设置第一凹槽2021，通过第一凹槽2021与电芯组件100的顶部之间形成密闭的空间构成所述排气腔(第一通道)，防爆阀11设置在电芯1的顶部且位于排气腔内，排气腔的排气口301设置在侧边。

本实用新型通过在信号采集集成部件201的下方设置排气通道300，将电芯1防爆阀11喷出的高温气体通过排气通道300导流至电池模组的外部，避免了电芯1内部产生的高温气体直接接触信号采集集成部件201而造成高温烧毁，避免发生热失控信号丢失的现象。

需要说明的是，本实用新型实施例中，电池模组还可包括BMS模块800(BatteryManagement System，电池管理系统)，BMS模块800设置在信号采集模块200上方，与信号采集模块200同样处于远离排气通道300的一侧，可以避免高温气体接触信号BMS模块800而造成高温烧毁。

在另一实施例中，参阅图3，第一通道的排气口301设置在排气腔的一侧，支架202上靠近第一通道的排气口301的一侧设有导流部204，排气腔的排气口301位于导流部204远离信号采集集成部件201一侧的下方，由第一通道的排气口301排出的高温气体沿导流部204的延伸方向流动，导流部204将由第一通道内排出的高温气体与信号采集集成部件201进行阻断，从而避免高温气体接触信号采集集成部件201而造成高温烧毁。参阅图3，本实施例的导流部204具体可以为由支架202侧边延伸出的向上方内凹的弧形板，排气口301位于该弧形板的下方，高温气体由排气口301排出，并沿弧形板的外侧向上方排出。

为了方便电芯1的极耳与支架202上的连接排203电连接，在另一实施例中，参考图1，将电芯组件100分为极柱区和防爆区，电芯1的正负极柱13均设置在极柱区内，电芯1的防爆阀11设置在防爆区内。相应地，在支架202的底部设置与防爆区对应的第一凹槽2021，第一凹槽2021与电芯组件100的防爆区之间形成的腔体构成所述第一通道，排气口301设置在所述腔体的一侧。

进一步地，参考图3，支架202上设置有至少一个安装槽2022，连接排203设置在安装槽2022内，一个连接排203对应一个安装槽2022。安装槽2022上设有与电芯组件100的极柱区内的正极柱12和负极柱13对应的开孔2022a，正极柱12和负极柱13分别伸出对应的开孔2022a与连接排203电连接。安装槽2022的槽底可与电芯1的外壳顶部贴合，便于正极柱12和负极柱13伸出开孔2022a与安装槽2022内的连接排203连接，支架202底部的第一凹槽2021则作为第一通道，防爆阀11排出的高温气体经由第一凹槽2021沿支架202的底部向一侧排出，既能实现电芯1与信号采集模块200的安装连接，还能满足高温气体的排放路径，避免高温气体直接接触信号采集集成部件201而造成高温烧毁。

为了进一步加强信号采集集成部件201的保护措施，在另一实施例中，电池模组还包括保护层，该保护层设置在排气腔的内侧壁上，保护层由耐高温材料构成。排气腔的内侧壁上由一层耐高温材料包裹，可以进一步阻隔电芯1防爆阀11喷出的高温气体的热量向支架202另一侧传递，从而保护支架202上的信号采集集成部件201不受高温影响，避免发生热失控信号丢失的现象。

本实用新型还提供了一种电池包，参阅图4，图4为本实用新型提供的电池包的爆炸结构示意图，该电池包包括：箱体500以及上述任一实施例所述的电池模组，电池模组设置于箱体500的内腔中。

参阅图5，图5为本实用新型提供的电池包的半剖结构示意图，在另一实施例中，该电池包还包括盖体600，盖设在箱体500上，与箱体500的内腔形成密闭的容纳腔，电芯组件100和信号采集模块200均设置在容纳腔内，盖体600上设有排气阀601；导流部204与箱体500的内侧壁之间形成导流空间502，排气通道300还包括第二通道，分别与导流空间502和排气阀601连通。第二通道可为在盖体600上设置的通孔，也可以为排气管，将导流空间502和排气阀601连通。盖体600与箱体500扣合连接，使盖体600与箱体500的内腔形成密闭的容纳腔，将电芯组件100和信号采集模块200设置在容纳腔内，当电芯1发生热失控时，电芯1内的高温气体从防爆阀11喷出，进入第一通道并由排气口301排出至导流空间502内，高温气体沿导流部204的延伸方向流动，随即进入第二通道内，再经由盖体600的排气阀601排出箱体500外。盖体600起到了进一步遮挡电芯1向上喷窜的效果，进而降低了箱体500内热扩散的几率。

参阅图6，图6为本实用新型提供的电池包的另一爆炸结构示意图，在另一实施例中，在箱体500内可设置至少一个隔板501，多个隔板501将箱体500的容纳腔分隔成多个腔室，相邻隔板501与箱体500的底板连接形成可放置电芯1的腔室。每个电芯1通过隔板501分开，单独放置在一个腔室内，可避免一个电芯1热失控造成其他电芯1热失控的现象，降低热失控蔓延。箱体500的底部还设有托盘，托盘上设有安装电芯1的容置槽，每个容置槽对应一个腔室。托盘能使电芯1安装牢固可靠不易松动。

进一步地，电池包还包括密封胶700，盖体600通过密封胶700与箱体500密封连接，使箱体500内部形成密封的空间，使电池模组具有良好的密封效果，且当盖体600阻挡电芯1向上喷窜时，能够避免盖体600发生变形的问题，对保持电池模组结构一致性起到了很好的保障作用。

进一步地，电池包还包括结构胶900，覆盖电池模组和箱体600之间的间隙，通过结构胶900实现电池模组的安装稳定性和可靠性，且提高了盖体600的结构强度。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式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实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

电芯组件，由多个堆叠的电芯组成，所述电芯上设有防爆阀；

信号采集模块，包括支架和设置在所述支架上方的信号采集集成部件；

排气通道，设置在所述支架的底部与所述电芯组件之间，且与所述电池模组的外部连通，所述电芯的防爆阀与所述排气通道连通。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述排气通道包括：

第一通道，为所述支架的底部与所述电芯组件之间形成的排气腔，所述排气腔具有与外部连通的排气口；所述电芯的防爆阀与所述排气腔连通。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述支架上靠近所述排气口的一侧设有导流部，所述排气腔的排气口位于所述导流部远离所述信号采集集成部件一侧的下方。

4.根据权利要求2或3所述的电池模组，其特征在于，所述电芯组件包括极柱区和防爆区，所述防爆阀位于所述防爆区内；

所述支架的底部设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述电芯组件的防爆区之间形成的腔体构成所述第一通道，排气口设置在所述腔体的一侧。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述信号采集模块还包括：

至少一个连接排，所述连接排与所述信号采集集成部件电连接；

所述支架上设置有至少一个安装槽，所述连接排设置在所述安装槽内，所述安装槽上设有与所述电芯组件的极柱区内的正极柱和负极柱对应的开孔，所述正极柱和所述负极柱分别伸出对应所述开孔与所述连接排电连接。

6.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：

保护层，设置在所述排气腔的内侧壁上，所述保护层由耐高温材料构成。

7.一种电池包，其特征在于，包括箱体以及如权利要求3-6任一项所述的电池模组，所述电池模组安装于所述箱体内。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：

盖体，盖设在所述箱体上，与所述箱体的内腔形成密闭的容纳腔；所述电芯组件和所述信号采集模块均设置在所述容纳腔内；所述盖体上设有排气阀；

所述导流部与所述箱体的内侧壁之间形成导流空间；

所述排气通道还包括：

第二通道，分别与所述导流空间和所述排气阀连通。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述箱体内包括：

至少一个隔板，分隔所述容纳腔形成多个容置所述电芯的腔室。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池模组还包括：

密封胶，所述盖体通过所述密封胶与所述箱体密封连接；

结构胶，覆盖所述电池模组和所述箱体之间的间隙。