CN221057640U - 电池模组及电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池系统。上述电池模组，包括：多个电池模块，电池模块的第一侧壁设有第一防爆阀，相邻电池模块之间设有排气通道，电池模块的第一侧壁朝向排气通道设置；还包括外部输出电连接件，外部输出电连接件设有绝缘层，外部输出电连接件正对排气通道的部位设有耐高温层。本申请的电池模组中的电芯热失控发生时，能够防止经排气通道排出的高温气体直接作用于绝缘层，防止绝缘层熔化导致外部输出电连接件裸露并与带电的金属电池箱出现高压拉弧现象，并针对性地在外部输出电连接件正对电池模组排气通道的位置处设置耐高温层，不会造成防护过度。

Description

电池模组及电池系统

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池系统。

背景技术

随着新能源产业的不断发展，动力电池技术也在不断的迭代更新。为了进一步提高电池系统的能量密度。现有技术中，常采用高镍三元电池，并采用大电芯，且电池无模组技术(Cell To Pack，简称CTP)、电池底盘一体化技术(Cell to Chassis，简称CTC)以及电池车身一体化技术(Cell to Body，简称CTB)电池系统方案成为行业主流趋势。

然而，当电池包内由于内部或外部原因发生热失控事件后，形成的高温气体会将铜排、FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)、箱体等的部分绝缘层破坏，在电压足够高、电气间隙较小的情况下，很容易导致高压拉弧或短路，引起箱体击穿起火，进而导致热蔓延。现有技术中，对于防止高压拉弧的防护很容易被忽视，又或是过度防护造成过高，不易被消费者接受。

因此，亟需一种能够解决上述问题的电池模组及电池系统。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池模组及电池系统，用以解决现有技术中的电池系统容易导致高压拉弧或短路的缺陷。

本实用新型提供一种电池模组，包括：多个电池模块，所述电池模块的第一侧壁设有第一防爆阀，相邻所述电池模块之间设有排气通道，所述电池模块的第一侧壁朝向所述排气通道设置；

还包括外部输出电连接件，所述外部输出电连接件设有绝缘层，所述外部输出电连接件正对所述排气通道的部位设有耐高温层。

根据本实用新型提供的电池模组，所述电池模块的第二侧壁设有第二防爆阀，所述第二侧壁相背于所述第一侧壁；

还包括CCS组件，所述CCS组件设置于所述第二侧壁，所述CCS组件正对所述第二防爆阀的部位设有第一避让孔。

根据本实用新型提供的电池模组，还包括防护板，所述防护板设置于所述CCS组件的外壁，所述防护板正对所述第一避让孔的部位设有第二避让孔。

根据本实用新型提供的电池模组，所述防护板的厚度的取值范围为0.2毫米至1.5毫米；

和/或，所述防护板采用聚碳酸酯材料制成。

根据本实用新型提供的电池模组，还包括耐高温板，所述耐高温板设置于所述防护板的外壁。

根据本实用新型提供的电池模组，所述耐高温板采用气凝胶、云母、陶瓷硅橡胶、耐高温泡棉材料制成。

根据本实用新型提供的电池模组，所述耐高温层的厚度的取值范围为0.2毫米至2毫米；

和/或，所述耐高温层采用陶瓷化防火耐火复合带、云母或聚四氟乙烯材料制成。

根据本实用新型提供的电池模组，所述绝缘层采用环氧树脂制成。

本实用新型还提供一种电池系统，包括电池箱和如上任一项所述的电池模组，所述电池箱设有容置空间，所述电池模组设置于所述容置空间。

根据本实用新型提供的电池系统，所述电池箱的顶板的内壁设有热防护层。

本实用新型提供的电池模组及电池系统，通过在外部输出电连接件正对电池模组排气通道的位置处设置耐高温层，电池模组中的电芯热失控发生时，能够防止经排气通道排出的高温气体直接作用于绝缘层，防止绝缘层熔化导致外部输出电连接件裸露并与带电的金属电池箱出现高压拉弧现象，并且通过对具体电气原理进行确认，针对性地在外部输出电连接件正对电池模组排气通道的位置处设置耐高温层，不会造成防护过度。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的电池模组的示意图之一；

图2是本实用新型实施例提供的电池模组的示意图之二；

图3是本实用新型实施例提供的电池模组的爆炸示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电池模组中外部输出电连接件的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电池模组中CCS组件的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的电池模组中防护板的示意图；

图7是现有技术的电池系统中外部输出电连接件的电气原理图；

图8是本实用新型实施例提供的电池系统的爆炸示意图。

附图标记：

1、第一电池模块；2、第二电池模块；3、排气通道；4、外部输出电连接件；5、第一防爆阀；6、绝缘层；7、耐高温层；8、第二防爆阀；9、CCS组件；10、第一避让孔；11、防护板；12、第二避让孔；13、耐高温板；14、底板；15、电池框架；16、顶板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实用新型实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图8描述本实用新型提供的电池模组及电池系统。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种电池模组，包括：多个电池模块，电池模块的第一侧壁设有第一防爆阀5，相邻电池模块之间设有排气通道3，电池模块的第一侧壁朝向排气通道3设置；还包括外部输出电连接件4，外部输出电连接件4用于对外部用电器件输出电量，相邻电池模块采用外部输出电连接件4连接，外部输出电连接件4设有绝缘层6，外部输出电连接件4正对排气通道3的部位设有耐高温层7。

电池模组包括两个电池模块，分别为第一电池模块1和第二电池模块2，本实用新型的外部输出电连接件4以铜排作为示例。第一电池模块1和第二电池模块2均包括阵列设置的多个电芯，每个电芯的第一侧壁均设有第一防爆阀5，第一电池模块1和第二电池模块2的第一侧壁相对设置，且排气通道3设置于第一电池模块1和第二电池模块2的第一侧壁之间，电池模块中的电芯热失控发生时，电芯内部的高温高压气体经防爆阀喷出，并可通过排气通道3排出至电池系统外。

需要说明的是，上述电池模块的第一侧壁具体指图1所示中，第一电池模块1和第二电池模块2的位于排气通道3两侧的侧壁。同样地，上述电芯的第一侧壁具体指图1所示中电芯位于排气通道3两侧的侧壁。

如图7所示，对外部输出电连接件4(上述铜排)的防护，需结合具体电气原理来确认。主回路中有两个接触器控制，分别为主正接触器和主负接触器，当系统有热失控发生时，主正接触器和主负接触器可起到开关的作用，将主回路高压切断，从而使其控制的线路，即图示中铜排的BC段不带高压电，且此部分的铜排一般距离电芯较远，此区域的铜排暂不考虑高温绝缘防护；而对于AD段的铜排，因直接和电池相连且始终带电，需结合实际情况进行耐高温绝缘处理。一般来说，需对带电金属件与其他金属件的距离(如最短距离小于20毫米)，带电金属件电压(如大于200v)，带电金属件的防护成本综合考虑。

本实用新型提供的电池模组，通过在外部输出电连接件4正对电池模组排气通道3的位置处设置耐高温层7，电池模组中的电芯热失控发生时，能够防止经排气通道3排出的高温气体直接作用于绝缘层6，防止绝缘层6熔化导致外部输出电连接件4裸露并与带电的金属电池箱出现高压拉弧现象，并且通过对外部输出电连接件4的具体电气原理进行确认，针对性地在外部输出电连接件4正对电池模组排气通道3的位置处设置耐高温层7，不会造成防护过度。

如图1和图2所示，在本实用新型实施例中，电池模块的第二侧壁设有第二防爆阀8，第二侧壁相背于第一侧壁；还包括CCS组件9(Cells Contact System，电池模组采集集成件)，CCS组件9设置于第二侧壁，CCS组件9正对第二防爆阀8的部位设有第一避让孔10，如图5所示。具体地，CCS组件9主要包括FPC板、高压铝排、线束隔离板等装配而成，电芯热失控发生时，经第二防爆阀8喷出的高温高压气体及部分导电物质经第一避让孔10喷出，而不会正对FPC板喷发，减少高温气体对FPC板的损害。

具体地，第一电池模块1和第二电池模块2中，多个阵列设置的电芯的第二侧壁均设有第二防爆阀8。需要说明的是，上述电池模块的第二侧壁具体指图1所示中，第一电池模块1和第二电池模块2位于前后两端的侧面，同样地，上述电芯的第二侧壁具体指图1所示中，电芯前后两端的侧面。

如图1所示，本实用新型一些实施例提供的电池模组中，还包括防护板11，防护板11设置于CCS组件9的外壁，防护板11正对第一避让孔10的部位设有第二避让孔12，如图6所示。通过设置防护板11，以及在防护板11上对应的位置设置第二避让孔12，能够在保证电池模块绝缘性能的前提下，便于使热失控的高温高压气体能够顺利排出。

具体实施中，可以通过开槽的方式在CCS组件9和防护板11上分别设置第一避让孔10和第二避让孔12。

在本实用新型进一步的实施例中，防护板11的厚度的取值范围为0.2毫米至1.5毫米，如此，能够保证防护板11具备一定的结构强度，并能够对保证电池模块绝缘性能。

在本实用新型进一步的实施例中，防护板11采用聚碳酸酯材料(PC材料)制成。采用聚碳酸酯材料制成的防护板11具备良好的耐热、抗冲击和阻燃性能，并且在常温工况下具备较好的机械性能。

如图1和图2所示，本实用新型一些实施例提供的电池模组中，还包括耐高温板13，耐高温板13设置于防护板11的外壁。通过在防护板11的外壁设置耐高温板13，首先能够对防护板11和内部的CCS组件9起到保护作用，其次，能够防止热失控电芯喷发出的电解液和正负极物质(导电物质)粘附在CCS组件9的铝排上，从而防止相邻电芯或者附近电芯拉弧或内部短路现象。

在本实用新型进一步的实施例中，耐高温板13采用气凝胶制成。气凝胶质地轻薄、干脆、微透，具有高弹性和强吸附等特点，并且具备较好的耐高温性能。具体地，可以通过胶粘的方式将气凝胶毡粘附于防护板11的外壁。

在一些实施例中，耐高温板13还可以采用云母、陶瓷硅橡胶或耐高温泡棉材料制成。

在本实用新型具体的实施例中，耐高温层7采用聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯具备较好的耐高温性能。具体实施中，可以采用聚四氟乙烯制成的胶带直接粘接缠绕在外部输出电连接件4的对应位置，起到耐高温防护的作用。

在一些实施例中，耐高温层7还可以采用陶瓷化防火耐火复合带或云母材料制成。

在本实用新型具体的实施例中，耐高温层7的厚度的取值范围为0.2毫米至2毫米。能够对外部输出电连接件4的绝缘层6起到较好的耐高温防护作用。

根据本实用新型提供的电池模组，绝缘层6采用环氧树脂制成。环氧树脂具有优良的绝缘性能、力学性能及化学稳定性等，能够外部输出电连接件4能够长期、稳定使用。具体实施时，可以采用喷塑工艺在外部输出电连接件4的外壁形成环氧树脂层，作为上述绝缘层6。

如图8所示，本实用新型还提供一种电池系统，包括电池箱和如上任一项实施例所述的电池模组，电池箱设有容置空间，电池模组设置于容置空间。

在本实用新型具体的实施例中，电池箱包括层叠设置的底板14、电池框架15和顶板16，底板14、电池框架15和顶板16之间形成上述容置空间，电池框架15包括外框架，外框架的内侧交错设有横梁和纵梁。底板14、电池框架15和顶板16形成三明治结构，能够增强电池箱的结构强度。

在本实用新型实施例中，电池箱的顶板16的内壁设有热防护层。能够对防止顶板16与电芯之间发生高压拉弧现象。

在一些实施例中，热防护层还可以根据电池系统中防护区域需结合电芯串联方式、排布结构、箱盖结构进行设置，确保在易发生高压拉弧区域有热防护层存在，在不过多的增加电池箱重量的前提下，实现精准防护。

在一些实施例中，热防护层可以采用云母板、陶瓷复合带、耐高温涂层等多种方式，且其厚度可以为0.5毫米至2毫米不等，可以显著提高电池系统的热安全性。

本实用新型提供的电池系统，通过在外部输出电连接件4正对电池模组排气通道3的位置处设置耐高温层7，电池模组中的电芯热失控发生时，能够防止经排气通道3排出的高温气体直接作用于绝缘层6，防止绝缘层6熔化导致外部输出电连接件4裸露并与带电的金属电池箱出现高压拉弧现象，并且通过对外部输出电连接件4的具体电气原理进行确认，针对性地在外部输出电连接件4正对电池模组排气通道3的位置处设置耐高温层7，不会造成防护过度。并且根据电池系统中防护区域需结合电芯串联方式、排布结构、箱盖结构进行设置，确保在易发生高压拉弧区域有热防护层存在，在不过多的增加箱体重量的前提下，实现精准防护。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：多个电池模块，所述电池模块的第一侧壁设有第一防爆阀，相邻所述电池模块之间设有排气通道，所述电池模块的第一侧壁朝向所述排气通道设置；

还包括外部输出电连接件，所述外部输出电连接件设有绝缘层，所述外部输出电连接件正对所述排气通道的部位设有耐高温层。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模块的第二侧壁设有第二防爆阀，所述第二侧壁相背于所述第一侧壁；

还包括CCS组件，所述CCS组件设置于所述第二侧壁，所述CCS组件正对所述第二防爆阀的部位设有第一避让孔。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，还包括防护板，所述防护板设置于所述CCS组件的外壁，所述防护板正对所述第一避让孔的部位设有第二避让孔。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述防护板的厚度的取值范围为0.2毫米至1.5毫米；

和/或，所述防护板采用聚碳酸酯材料制成。

5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，还包括耐高温板，所述耐高温板设置于所述防护板的外壁。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述耐高温板采用气凝胶、云母、陶瓷硅橡胶或耐高温泡棉材料制成。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电池模组，其特征在于，所述耐高温层的厚度的取值范围为0.2毫米至2毫米；

和/或，所述耐高温层采用陶瓷化防火耐火复合带、云母或聚四氟乙烯材料制成。

8.根据权利要求1至6任一项所述的电池模组，其特征在于，所述绝缘层采用环氧树脂制成。

9.一种电池系统，其特征在于，包括电池箱和如权利要求1至8任一项所述的电池模组，所述电池箱设有容置空间，所述电池模组设置于所述容置空间。

10.根据权利要求9所述的电池系统，其特征在于，所述电池箱的顶板的内壁设有热防护层。