JP7326620B2 - 電池モジュール、電池パックおよび電池エネルギー貯蔵装置 - Google Patents

Description

［０００１］本願実施例は、電池の技術分野に関し、特に、電池モジュール、電池パックおよび電池エネルギー貯蔵装置に関する。

［０００２］様々な新エネルギー交通手段の搭載された電量に対する要求がどんどん増えていき、および、電池エネルギー貯蔵の産業の進展に従って、リチウムイオン電池をはじめとした種々の電池のエネルギー密度がどんどん向上し、電池エネルギー貯蔵技術の安全、コスト、電量集積の効率などの方面上、より高い要求が提出されている。関連技術において、若干の電池セルが一緒に集積し電池パックとして使用されており、電池セルが熱制御不能になった場合、その電池セルは、温度が急上昇し、大量の熱が発生し、固相・液相・気相の３相が共存した煙状の噴出物で噴出し、残りの熱が隣接した電池セルに伝導しその温度を急上昇させるので、熱制御不能が電池セルの間で広がり、セキュリティリスクが存在する。

［０００３］それに鑑み、本願実施例が解決しようとする技術課題の１つは、上記欠陥の全部または一部を克服するための電池モジュール、電池パックおよび電池エネルギー貯蔵装置を提供することである。

［０００４］第一の態様によれば、本願実施例は、断熱固定枠と、頂部遮断板と、少なくとも１つの電池セルと、を含む電池モジュール、を提供する。

［０００５］断熱固定枠は、少なくとも１つの電池セルの位置を固定させるように、少なくとも１つの電池セルを囲んだ。

［０００６］電池セルは、電池セル本体と、電極と、煙を排出するための電池セルリリーフ（圧抜き）バルブとを含んだ。

［０００７］頂部遮断板は、断熱固定枠の頂部に取り付けられ、断熱固定枠の頂部と貼り付けており、頂部遮断板には、煙を排出するための第１の煙通路が少なくとも１つ設けられ、第１の煙通路の位置は電池セルリリーフバルブの位置に対向しており、頂部遮断板には、少なくとも１つの第１の電極スルーホールが設けられて、電極が第１の電極スルーホールを通過して電気接続された。

［０００８］本願の一実施例において、頂部遮断板には、断熱固定枠に向き合い、隣接した電池セルの頂部を遮断している突起リブが少なくとも１つ設けられたことが好ましい。

［０００９］本願の一実施例において、電池モジュールが電池セルの頂部に取り付けられた頂部保護板をさらに含み、頂部保護板には、煙を排出するための第２の煙通路が少なくとも１つ設けられ、第２の煙通路の位置が第１の煙通路に対向しており、頂部保護板が電池セルの頂部と貼り付け、頂部遮断板が頂部保護板と貼り付け、頂部保護板には少なくとも１つの第２の電極スルーホールが設けられて、電極が第２の電極スルーホールを通過して電気接続されたことが好ましい。

［００１０］本願の一実施例において、電池モジュールが電池モジュールの側面に取り付けられた煙遮断帯をさらに含むことが好ましい。

［００１１］本願の一実施例において、電池モジュールが頂部遮断板の上に取り付けられた電気接続シートをさらに含み、電池セルの電極が電気接続シートを通じて電気接続されたことが好ましい。

［００１２］本願の一実施例において、電池モジュールが電池セルの側壁の間で設けられた少なくとも１つの断熱シートをさらに含むことが好ましい。

［００１３］本願の一実施例において、電池モジュールが電池モジュールの底部に設けられた底板をさらに含み、底板が断熱固定枠に固定し接続されて、少なくとも１つの電池セルを収容する空洞を形成したことが好ましい。

［００１４］第二の態様によれば、本願実施例は、第一の態様または第一の態様のいずれか実施例に記載の少なくとも１つの電池モジュールを含む電池パック、を提供する。

［００１５］電池パックは、放熱ラックをさらに含み、放熱ラックを通じて電池モジュールを放熱させるように、少なくとも１つの電池モジュールが、放熱ラックの一面に取り付けられ、または、放熱ラックの両面にそれぞれ取り付けられた。

［００１６］電池モジュールの底面が放熱ラックに対向して設けられ、且つ、電池モジュールの電池セルの底面が放熱ラックと貼り付けた。

［００１７］本願の一実施例において、放熱ラックには、断熱固定枠に対応した位置に突起リブが設けられ、且つ、放熱ラックの突起リブが断熱固定枠の下縁と貼り付け、または、断熱固定枠の下縁と隙間をあけたことが好ましい。

［００１８］本願の一実施例において、放熱ラックの内部には、冷却液を収容するための冷却流路が設けられたことが好ましい。

［００１９］第三の態様によれば、本願実施例は、第二の態様または第二の態様のいずれか実施例に記載の少なくとも１つの電池パックを含む電池エネルギー貯蔵装置、を提供する。

［００２０］本願の一実施例において、電池エネルギー貯蔵装置がシェルと、煙遮断ガイド板とをさらに含むことが好ましい。

［００２１］シェルには、第３の煙通路が設けられた。煙遮断ガイド板が、２つの電池パックの間に設けられ、２つの電池パックの頂部が煙遮断ガイド板に向き合い、煙遮断ガイド板と一定の隙間をあけたことで、煙が第１の煙通路を通じて電池パックの頂部遮断板を通過し、煙遮断ガイド板に沿って第３の煙通路から排出された。

［００２２］本願の一実施例において、第３の煙通路が、シェルの内壁に設けられたインナーホールと、外壁に設けられたアウターホールと、接続通路とを含み、インナーホールとアウターホールは、位置がずれており、接続通路を通じて連通したことが好ましい。

［００２３］本願の一実施例において、シェルが、トップカバー、ボトムカバー、２つの第１の側梁、および、２つの第２の側梁を含み、トップカバー、ボトムカバー、２つの第１の側梁、および、２つの第２の側梁が固定し接続されて、少なくとも１つの電池パックを収容するチャンバを形成したことが好ましい。

［００２４］本願の一実施例において、トップカバーとボトムカバーとがそれぞれ電池パックの２つの第１の側面に対向し、第１の側梁と第２の側梁とがそれぞれ電池パックの２つの第２の側面に対向し、第１の側面の面積が第２の側面よりも大きく、第２の側梁がそれぞれ電池パックの底部に対向したことが好ましい。

［００２５］本願実施例に係る電池モジュール、電池パックおよび電池エネルギー貯蔵装置は、電池モジュールに頂部遮断板および断熱固定枠が設けられたため、熱制御不能になった場合、電池セルにおける煙が電池セル上の電池セルリリーフバルブを通じて排出された後、頂部遮断板および断熱固定枠の協同作用の下で、他の電池セルに入ることができず、且つ、頂部遮断板のガイド作用により排出され、電池セルが熱制御不能になった時のセキュリティリスクを減少させる。また、すでに熱制御不能になった電池セル内に残った熱は、一部が放熱ラックを通じて迅速に導き出され、そのすでに熱制御不能になった電池セルのケージングの温度を低減させる。同時に、電池モジュールに断熱固定枠が設けられたため、すでに熱制御不能になった電池セルの残りの熱が隣接した領域に緩やかに伝導される。熱がバランスになった後、隣接した領域の電池セルの温度が熱制御不能のトリガー閾値に近いが、達しておらず、熱の広がりを抑制することが可能である。

［００２６］以下、図面を参照しながら、制限的ではなく例示的な方式により、本願実施例のいくつかの具体実施例を詳しく説明する。図面には、同一の記号により、同一のまたは類似する部材または部分が示されている。当業者が分かるように、それらの図面は、スケールに従い描いたものに限られていない。

［００２７］図１は、本願実施例に係る電池モジュールの構造概略図である。 ［００２８］図２は、本願実施例に係る電池モジュールの断面図である。 ［００２９］図３は、本願実施例に係る電池モジュールの概略図である。 ［００３０］図４ａは、本願実施例に係る熱制御不能の効果を示す概略図である。 ［００３１］図４ｂは、本願実施例に係る熱制御不能の効果を示す概略図である。 ［００３２］図５ａは、本願実施例に係る電池パックの構造図である。 ［００３３］図５ｂは、本願実施例に係る電池パックの立体図である。 ［００３４］図５ｃは、本願実施例に係る電池パックの断面図である。 ［００３５］図６は、本願実施例に係る放熱ラックの概略図である。 ［００３６］図７は、本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の構造図である。 ［００３７］図８は、本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の構造図である。 ［００３８］図９は、本願実施例に係るシェルの断面図である。 ［００３９］図１０は、本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の構造図である。 ［００４０］図１１は、本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の断面図である。 ［００４１］図１２は、本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の断面図である。

［００４３］本願実施例のいずれかの技術案を実施することに、必ずしも上記のすべての利点を同時に達成する必要があるとは限らない。

［００４４］当業者に本願実施例に係る技術案をよりよく理解させるために、以下、図面を参照しながら、本願実施例に係る技術案について、明瞭且つ完全的な説明を行う。説明される実施例が本願実施例の全部ではなく、一部の実施例に過ぎないことは明らかである。本願実施例に係る実施例を基に、当業者によって得られる他の実施例は、本願実施例が保護している範囲内に入っている。

［００４５］以下、本願実施例の図面を参照しながら、本願実施例の具体的な実施形態についてさらに説明する。

［００４６］実施例一
［００４７］図１は、本願実施例に係る電池モジュールの構造概略図である。図１に示すように、電池モジュール１０は、断熱固定枠１０１と、頂部遮断板１０２と、少なくとも１つの電池セル１０３とを含む。

［００４８］断熱固定枠１０１は、少なくとも１つの電池セル１０３の位置を固定させるように、少なくとも１つの電池セル１０３を囲んだ。

［００４９］電池セル１０３は、電池セル本体１０３１と、電極１０３２と、煙を排出するための電池セルリリーフバルブ１０３３とを含んだ。

［００５０］頂部遮断板１０２は、断熱固定枠１０１の頂部に取り付けられ、断熱固定枠１０１の頂部と貼り付けており、頂部遮断板１０２には、煙を排出するための第１の煙通路１０２１が少なくとも１つ設けられ、第１の煙通路１０２１の位置が電池セルリリーフバルブ１０３３の位置に対向しており、頂部遮断板には、少なくとも１つの第１の電極スルーホール１０２２が設けられて、電極が第１の電極スルーホール１０２２を通過して電気接続された。

［００５１］本願において、電池セル１０３の頂部は、電極１０３２および電池セルリリーフバルブ１０３３が位置する部位であり、電池モジュール１０の頂部は、電池セル１０３の頂部が位置する部位である。

［００５２］電池セル１０３が熱制御不能になった場合、電池セル１０３内の煙が電池セルリリーフバルブ１０３３を通じて排出されることができ、頂部遮断板１０２が電池セル１０３の頂部と貼り付け、且つ、第１の煙通路１０２１が電池セルリリーフバルブ１０３３に対向しているように位置し、電池セルリリーフバルブ１０３３から排出された煙が頂部遮断板１０２を通じて直接排出され、他の電池セル１０３に入ることがなく、熱制御不能の広がりを有効に緩和させる。

［００５３］または、本願の一実施例において、頂部遮断板１０２には、断熱固定枠１０１に向き合い、隣接した電池セル１０３の頂部を遮断している突起リブが少なくとも１つ設けられた。

［００５４］頂部遮断板に突起リブが設けられたため、突起リブで電池セル１０３と緊密に貼り付けさせ、各電池セル１０３の頂部の間を突起リブにより互いに遮断させることができる。説明が必要なのは、電池セル１０３の配列方式によれば、突起リブをグリッド状にしてもよい。

［００５５］または、本願の一実施例において、図１に示すように、電池モジュール１０が断熱固定枠１０１の頂部に取り付けられた頂部保護板１０４をさらに含み、頂部保護板１０４には、煙を排出するための第２の煙通路１０４１が少なくとも１つ設けられ、第２の煙通路１０４１の位置が第１の煙通路１０２１に対向しており、頂部保護板１０４が電池セル１０３の頂部と貼り付け、頂部遮断板１０２が頂部保護板１０４と貼り付け、頂部保護板１０４には少なくとも１つの第２の電極スルーホール１０４２が設けられて、電極が第２の電極スルーホール１０４２を通過して電気接続された。

［００５６］頂部保護板１０４は、電池セル１０３の上面における、電池セルリリーフバルブ１０３３および電極１０３２以外の部分を遮蔽することができ、頂部遮断板１０２と電池セル１０３との間で頂部保護板１０４を加えたことにより、頂部遮断板１０２と電池セル１０３との貼り付けがより緊密になり、煙が電池セルリリーフバルブ１０３３を通じて、第２の煙通路１０４１および第１の煙通路１０２１を通過した後、直ちに排出されることが可能になり、煙が頂部遮断板１０２と電池セル１０３との隙間を通じて他の電池セル１０３に広がらないことをさらに保証した。

［００５７］または、本願の一実施例において、電池モジュール１０が、電池モジュール１０の側面に取り付けられた煙遮断帯１０５をさらに含む。

［００５８］煙遮断帯１０５は、電池モジュール１０の側壁に設けられ、電池モジュール１０の側面の隙間に締まり嵌めとされている（interference fit）。図２は本願実施例に係る電池モジュールの断面図であり、図２に示すように、煙遮断帯１０５、電池モジュール１０の側面、および、断熱固定枠１０１により囲まれた空間にポッティング剤を充填し、電池モジュール１０の熱の広がりを減少させることが好ましい。

［００５９］または、本願の一実施例において、図１に示すように、電池モジュール１０が頂部遮断板１０２の上に取り付けられた電気接続シート１０６をさらに含み、電池セル１０３の電極１０３２が電気接続シート１０６を通じて電気接続された。または、電池セル１０３間の電気接続シート１０６が頂部遮断板１０２の中に集積された。

［００６０］または、本願の一実施例において、図３は本願実施例に係る電池モジュールの概略図であり、図３に示すように、電池モジュール１０が電池セル１０３の側壁の間に設けられた少なくとも１つの断熱シート１０７をさらに含む。

［００６１］断熱シート１０７の厚さは、１～４ｍｍにしてもよい。説明が必要なのは、２つの隣接した電池セル１０３ごとに、側壁の間に１つの断熱シート１０７が設けられてもよく、また、複数の電池セル１０３を１つの電池セルユニットとして、２つの隣接した電池セルユニットごとに、その間に１つの断熱シート１０７が設けられてもよい。電池セル１０３が熱制御不能になった場合、電池セル１０３の熱が断熱シート１０７を通じて発散され、隣接した電池セル１０３の温度の急上昇を引き起して熱を広げることがなく、熱制御不能のセキュリティーリスクをさらに減少させる。

［００６２］または、図３に示すように、複数の電池セル１０３が１つの電池セルユニットを構成し、隣接した電池セルユニットの間に断熱シート１０７が設けられた。上記電池モジュール１０において、電池セルユニットが電池セル１０３の側面の法線方向に沿ってスタックされ、１つの電池モジュール１０には複数の電池セルユニットを含むことが可能になる。

［００６３］または、電池セル１０３の４つの側面のうち、面積の大きな側面を第１の側面とし、面積の小さな側面を第２の側面とし、電池セル１０３のスタック方向は電池セル１０３の第２の側面に垂直した方向に沿う方向であってもよく、電池エネルギー貯蔵システムにおいて、電池セル１０３の第１の側面に垂直した方向に沿ってスタックされた電池セル１０３の数を、第２の側面に垂直した方向に沿ってスタックされた電池セル１０３の数よりも少なくさせる。第１の側面は、電池セル間の主な熱伝導面として、熱伝導量が第２の側面よりも高くなるが、第１の側面に垂直した方向にスタックされた電池セル１０３の数がより少ないため、第１の側面に垂直した方向において、熱の広がりによって破壊可能な電池セル１０３も少なく、電池エネルギー貯蔵システムに与える被害が有限になる。

［００６４］または、頂部遮断板１０２の断熱シート１０７に対応した位置に突起リブが設けられた。断熱シート１０７と頂部遮断板１０２の突起リブがマッチングされており、頂部遮断板１０２が突起リブを通じて断熱シート１０７と緊密に貼り付けている。

［００６５］または、本願の一実施例において、図１に示すように、電池モジュール１０が電池モジュール１０の底部に設けられた底板１０８をさらに含み、底板１０８が断熱固定枠１０１に固定し接続されて、少なくとも１つの電池セル１０３を収容する空洞を形成した。

［００６６］説明が必要なのは、底板１０８が熱を伝導することができ、電池セル１０３が熱制御不能になった場合、熱が底板１０８を通じて迅速に導き出されて、距離の遠い他の電池セル１０３に分散され、または、排出されることで、熱制御不能になった電池セル１０３の温度を迅速に降下させ、電池モジュール１０内の各電池セル１０３間の熱のバランスも保証され、熱制御不能の広がりを避け、熱制御不能のセキュリティーリスクをさらに減少させる。

［００６７］熱制御不能になった場合、電池モジュール１０は高温噴出物（例えば、煙）と電池セル１０３とを遮断することができる。

［００６８］図４ａは本願実施例に係る熱制御不能の効果を示す概略図である。高温噴出物は、電池セル１０３の頂面の電池セルリリーフバルブ１０３３から噴出される時、順次に頂部保護板１０４の第２の煙通路１０４１、頂部遮断板１０２の第１の煙通路１０２１を通じて電池モジュール１０から排出される。また、頂部遮断板１０２または電池モジュール１０の側板を通過して電池モジュール１０に戻ることができない。

［００６９］図４ｂは本願実施例に係る熱制御不能の効果を示す概略図である。熱制御不能になった電池セル１０３の側面が破裂した場合、高温噴出物が電池セル１０３の側面から噴出される。隣接した２つの電池セルユニットが相対的に独立した２つの空間に分断されたため、側面の高温噴出物が隣接した電池セルユニット内に到達することができない。また、高温噴出物の熱の影響下で、頂部遮断板１０２の構造が変形し、それを電池セル１０３の頂面に垂直した方向に沿って電池セル１０３から離れる一方側へ向けて僅かに突起させた場合、頂部保護板１０４は依然として、電池セル１０３に対し優れた熱遮断および熱保護を提供することができる。同時に、またさらに、頂部遮断板１０２の電池セル１０３に向き合った一方側に突起リブが設けられたため、隣接した電池セルユニットが依然として互いに遮断された２つの空間であり、高温噴出物が突起し変形した頂部遮断板１０２とカバープレートとの隙間を介して１つの電池セルユニットから隣接した電池セルユニットへ流通することが阻止される。

［００７０］本願実施例に係る電池モジュールは、電池モジュールに頂部遮断板が設けられたため、熱制御不能になった場合、電池セルにおける煙が電池セル上の電池セルリリーフバルブを通じて電池セルから排出された後、頂部遮断板の作用下で、他の電池セルに入ることができず、且つ、頂部遮断板のガイド作用により排出され、電池セルが熱制御不能になった時のセキュリティーリスクを減少させる。また、熱を伝導できる底板が速やかに一部の熱を熱制御不能になった電池セルから他の箇所に転移し、熱制御不能になった電池セルの熱が隣接した電池セルに広がる時間を延長させる。

［００７１］実施例二
［００７２］上記実施例一に記載の電池モジュール１０を基に、本願実施例は電池パック２０を提供する。図５ａは本願実施例に係る電池パックの構造図であり、図５ａに示すように、電池パック２０は、本願実施例一に記載の少なくとも１つの電池モジュー１０を含む。

［００７３］電池パック２０は、放熱ラック２０１をさらに含み、放熱ラックを通じて電池モジュール１０を放熱させるように、少なくとも１つの電池モジュール１０が、放熱ラック２０１の一面に取り付けられ、または、放熱ラック２０１の両面にそれぞれ取り付けられており、電池モジュールの底面が放熱ラックに対向して設けられ、且つ、電池モジュールの電池セルの底面が放熱ラックと貼り付けた。

［００７４］または、本願の一実施例において、放熱ラック２０１には、断熱固定枠１０１に対応した位置に突起リブが設けられ、且つ、放熱ラック２０１の突起リブが、断熱固定枠１０１の下縁と貼り付け、または、断熱固定枠１０１の下縁と隙間をあけた。

［００７５］または、本願の一実施例において、放熱ラック２０１の内部には、冷却液を収容するための冷却流路が設けられた。また、冷却液が冷却流路の中を循環し流れることで、放熱ラック２０１の放熱効果を強化させたことが好ましい。

［００７６］放熱ラック２０１は、２つの電池モジュール１０の間に設けられてもよく、放熱ラック２０１には電池モジュール１０を固定する溝が設けられ、放熱ラック２０１を通じて電池モジュール１０を放熱させるように、電池モジュール１０の底部が放熱ラック２０１に対向し、放熱ラック２０１が電池モジュール１０と貼り付けている。電池パック２０の頂部および底部が同一である。これは、２つの電池モジュール１０の底部が対向することにより、電池パック２０の頂部および底部がいずれも電池モジュール１０の頂部（即ち、電池セルリリーフバルブ１０３３および電極１０３２のあった位置）からである。図５ｂに示すように、図５ｂは本願実施例に係る電池パックの立体図である。

［００７７］図５ｃは本願実施例に係る電池パックの断面図であり、電池モジュール１０は、放熱ラック２０１の一方側の電池セル１０３の底面と他方側の電池セル１０３の底面が対向しているように、放熱ラック２０１の両側で対称に配置されているとともに、それぞれが１つの放熱ラック２０１の両側に取り付けており、電池モジュール１０を放熱ラック２０１に沿ってほぼ対称にさせている。

［００７８］電池セル１０３の放熱ラック２０１と接触した面が放熱面であり、また、電池セル１０３と放熱ラック２０１との間で熱伝導グルーを塗布したことで、放熱面の接触による熱抵抗をより低減し、電池セル１０３の放熱により寄与することができる。

［００７９］放熱ラック２０１にはさらに、冷却液を収容した冷却通路が設けられてもよく、放熱ラック２０１が冷却液により、電池セル１０３に対する放熱効果をさらに強化させることができる。

［００８０］または、図６は、本願実施例に係る放熱ラックの概略図であり、図６に示すように、放熱ラック２０１が放熱ラック２０１の周縁に沿って電池セル１０の側面と貼り付けた放熱フィン２０１１をさらに含み、放熱フィン２０１１の厚さは、２～５ｍｍであってもよい。放熱フィン２０１１は、電池セル１０３から放熱ラック２０１の放熱面の面積をさらに大きくし、放熱パワーを向上させた。

［００８１］さらに、図６に示すように、隣接した電池セルユニットの間の断熱シート１０７の位置には、放熱ラック２０１が電池セルの放熱面に垂直した方向に沿って電池セル１０３間の放熱フィン２０１１から延出することが好ましい。電池セル１０３間の放熱フィン２０１１の端面が断熱シート１０７と貼り付け、電池セル１０３間の放熱フィン２０１１の厚さが２～５ｍｍであってもよい。

［００８２］各電池セルユニット内の全ての電池セル１０３と放熱ラック２０１とが貼り付けた放熱面の面積の和をＡとし、各電池セルユニット内の全ての電池セル１０３の体積の和をＶとし、両者の比であるＡ／Ｖが１０以上の場合、電池セル１０３が熱制御不能になった後十分な放熱量を有することが確保できる。放熱ラック２０１は熱伝導率の高い材料を用い、アルミニウム合金を用いたことが好ましい。

［００８３］熱制御不能になった場合、熱制御不能になった電池セル１０３の温度が急上昇し、その大部分の熱が高温噴出物によって電池セル１０３から放出される。熱制御不能になった電池セル１０３内に残った熱は、一部が放熱ラック２０１を通じて迅速に導き出され、熱制御不能になった電池セル１０３のケージングの温度を低減させる。同時に、隣接した電池セルユニットとの間には断熱シート１０７が設けられているため、すでに熱制御不能になった電池セル１０３の残りの熱が隣接した電池セルユニットに伝導される。熱がバランスになった後、隣接した電池セルユニットの電池セル１０３の温度が熱制御不能のトリガー閾値に近いが、達しておらず、熱の広がりが抑制される。

［００８４］本願実施例に係る電池パックは、電池モジュールの間に放熱ラックが設けられたため、熱制御不能になった場合、電池セルの熱が放熱ラックを通じて迅速に導き出され、熱制御不能になった電池セルの温度を低減させ、熱を隣接した電池セルに伝導させ、電池セルが熱制御不能になった時のセキュリティーリスクを減少させる。

［００８５］実施例三
［００８６］上記実施例一に記載の電池モジュール１０および実施例二に記載の電池パック２０を基に、本願実施例は、電池エネルギー貯蔵装置３０を提供する。図７は本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の構造図であり、図７に示すように、この電池エネルギー貯蔵装置３０は、実施例二に記載の少なくとも１つの電池パック２０を含む。

［００８７］または、本願の一実施例において、図７に示すように、電池エネルギー貯蔵装置３０がシェル３０１と、煙遮断ガイド板３０２とをさらに含む。

［００８８］図８は本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の構造図であり、図８に示すように、シェル３０１には、第３の煙通路３０３が設けられており、煙遮断ガイド板３０２が、２つの電池パック２０の間に設けられ、２つの電池パック２０の頂部が煙遮断ガイド板３０２に向き合い、煙遮断ガイド板３０２と一定の隙間をあけたことで、煙が第１の煙通路１０２１を通じて電池パック２０の頂部遮断板１０２を通過し、煙遮断ガイド板３０２に沿って第３の煙通路３０３から排出された。

［００８９］または、本願の一実施例において、図９は本願実施例に係るシェルの断面図であり、図９に示すように、第３の煙通路３０３が、シェル３０１の内壁に設けられたインナーホール３０３２と、外壁に設けられたアウターホール３０３１と、接続通路３０３３とを含み、インナーホール３０３２とアウターホール３０３１が接続通路３０３３を通じて連通し、インナーホール３０３２とアウターホール３０３１の位置がずれたことで、接続通路３０３３の距離を増加し、高温煙の温度を接続通路３０３３の中で十分低減させた。

［００９０］または、インナーホール３０３２には煙のフィルター（図示しない）が設けられ、アウターホール３０３１にはリリーフバルブ（図示しない）が設けられたことがより好ましい。インナーホール３０３２に設けられた煙のフィルターにより、電池エネルギー貯蔵装置３０から排出された煙が清潔になり、空気の汚染を防止することができる。インナーホール３０３２に設けられた煙のフィルターは、煙中の有毒物質による周囲の人員に対する被害を低減させるように、化学物質をさらに含んでもよい。

［００９１］または、図８に示すように、シェル３０１が、トップカバー３０１１、ボトムカバー３０１２、２つの第１の側梁３０１３、および、２つの第２の側梁３０１４を含み、トップカバー３０１１、ボトムカバー３０１２、２つの第１の側梁３０１３、および、２つの第２の側梁３０１４が固定し接続されて、少なくとも１つの電池パック２０を収容するチャンバを形成した。

［００９２］または、本願の一実施例において、トップカバー３０１１とボトムカバー３０１２とがそれぞれ電池パック２０の２つの第１の側面に対向し、第１の側梁３０１３と第２の側梁３０１４とがそれぞれ電池パック２０の２つの第２の側面に対向し、第１の側面の面積が第２の側面よりも大きく、第２の側梁３０１４がそれぞれ電池パック２０の底部に対向した。

［００９３］第３の煙通路３０３は、第１の側梁３０１３に設けられてもよく、第２の側梁に設けられてもよく、本願では、それを限定しない。

［００９４］または、本願の一実施例において、図１０は本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の構造図であり、図１０に示すように、トップカバー３０１１には少なくとも１つのリリーフホール３０１１１が設けられている。

［００９５］または、本願の一実施例において、電池エネルギー貯蔵装置３０が、飾り板３０４をさらに含み、飾り板３０４がトップカバー３０１１に固定され、少なくとも１つのリリーフホール３０１１１に対向している。

［００９６］リリーフホール３０１１１は、高温圧抜きの時に圧抜きを支援することができる。煙を排出するために、トップカバー３０１１のみにリリーフホール３０１１１が設けられてもよく、また、ボトムカバー３０１２にリリーフホール３０１１１が設けられてもよく、さらに、トップカバー３０１１およびボトムカバー３０１２のいずれにもリリーフホール３０１１１が設けられてもよく、実際の必要に応じて、具体的に選択することができ、本実施例では、それを具体的に限定しない。

［００９７］図１１は本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の断面図であり、図１１に示すように、電池エネルギー貯蔵装置３０が１つの電池パック２０を含む。電池パック２０の頂部遮断板１０２がシェル３０１のトップカバー３０１１に対向して設けられており、且つ、隙間をあけている。または、シェル３０１のトップカバー３０１１と電池パック２０との間に熱保護層を設けることで、電池パック２０の高温噴出物がシェル３０１のトップカバー３０１１を溶かして貫くことを避けることができる。第２の側梁３０１４には第３の煙通路３０３が設けられ、第３の煙通路３０３にはリリーフバルブが設けられても良い。熱制御不能になった場合、高温噴出物が電池パック２０の第１の煙通路１０２１を通じて噴出された後、シェル３０１のトップカバー３０１１に反射され、流通空間を通過して、第２の側梁３０１４の第３の煙通路３０３を通じて電池エネルギー貯蔵装置３０から排出され、高温噴出物の温度を十分低減させ、スパークの噴流を遮断し、噴火の現象を有効に避けた。

［００９８］図１２は本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置の断面図であり、図１２に示すように、電池エネルギー貯蔵装置３０が２つの電池パック２０を含む。電池パック２０の頂部遮断板１０２がシェル３０１の第１の側梁３０１３と平行に設けられている。シェル３０１の第２の側梁３０１４には、第３の煙通路３０３が設けられている。隣接した電池パック２０の頂部遮断板１０２が対向して設けられ、且つ、グループの間に隙間を有し、隣接した２つの電池パック２０の間に対向して設けられた一端がリリーフチャンネルを有する。煙遮断ガイド板３０２は、２つの電池パック２０の間に固定され、また、２つの電池パック２０間の隙間を頂部遮断板１０２に垂直した方向に沿って２つの流通空間に分割させ、２つの流通空間のそれぞれが隣接した２つの電池パック２０に対応して設けられ、各流通空間及び隣接した電池パック２０のリリーフチャンネルが連通され、且つ、いずれもが第２の側梁３０１４に設けられた第３の煙通路３０３およびリリーフバルブに連通されている。電池セル１０３が熱制御不能になった後、高温噴出物が電池パック２０の第１の煙通路１０２１を通じて煙遮断ガイド板３０２へ噴出され、反射された後、流通空間を通過して第３の煙通路３０３に到達し、最後、リリーフバルブを通じて電池エネルギー貯蔵装置３０から排出され、高温噴出物の温度を十分低減させ、スパークの噴流を遮断し、噴火の現象を有効に避けた。

［００９９］本願実施例に係る電池エネルギー貯蔵装置は、煙遮断ガイド板とシェルとを含み、電池モジュールに頂部遮断板が設けられたため、熱制御不能になった場合、電池セルにおける煙が電池セル上の電池セルリリーフバルブを通じて電池セルから排出された後、頂部遮断板の作用下で、他の電池セルに入ることができず、且つ、煙遮断ガイド板を通じてシェル上の第３の煙通路に流通し、第３の煙通路を通じて排出され、電池セルが熱制御不能になった時のセキュリティーリスクを減少させる。

［０１００］上記の製品は、本願実施例に係る方法を実行することができ、方法を実行するための相応の機能モジュールおよび有益な効果を備えている。本実施例に詳しく記載されていない技術の詳細については、本願実施例に係る方法を参照する。

［０１０１］注意すべきなのは、本明細書では、類似する符号及びアルファベットが以下の図面において類似する構成要素を表しているため、一旦、いずれかが１つの図面において定義されると、その後の図面においてそれをさらに定義し解釈する必要がなくなる。

［０１０２］本実施例の記載において、説明が必要なのは、専門用語の“上”、“下”、“内”、“底”などにより指示された方位または位置関係が、図面に示す方位または位置関係に基づいたものであり、または、該発明製品の使用時に通常配列された方位または位置関係に基づいたものであり、本発明の記載を便宜にし簡素化させるためのものに過ぎず、説明した装置または素材が特定の方位を有すること及び特定の方位で構造し操作しなければならないことを、指示・暗示するものではないため、本発明に対する限定として理解するわけにはいかない。

［０１０３］専門用語の“第１の”、“第２の”などが区別的な記載のみに用いられ、相対的重要性、順番または必要性などを指示・暗示するように理解するわけにはいかない。

［０１０４］本実施例の記載において、また説明が必要なのは、明確な規定および限定がない限り、専門用語の“設け”、“連通”、“接続”が広義に理解すべき、例えば、固定的接続・取外し可能な接続・一体接続としてもよく、機械的接続・電気的接続としてもよく、直接連通・中間媒体による間接連通・２つの部材内部の連通としてもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記専門用語の本実施例における具体的な意味を理解することができる。

［０１０５］さらに説明が必要なのは、専門用語の「含む」、「含み」またはその他の表現は、非排他的な包含を表すので、一列の要素を含む過程、方法、製品または装置がそれらの要素だけではなく、明確に挙げられていない他の要素をさらに含み、あるいは、このような過程、方法、製品または装置に固有した要素をさらに含むようにする。より多くの限定がなかった場合、「一つの……を含む」という文章により限定されている要素は、前記要素を含む過程、方法、製品または装置には他の同一要素がさらに存在したことを排除しない。

［０１０６］本明細書における各実施形態はいずれも、漸進的な方式により説明し、他の実施例と異なる点を重点として説明しており、各実施例間の同一または類似した部分を互いに参照すればよい。特に、システムの実施例については、基本的に方法の実施例に類似したため、説明を簡単にし、関連した点について方法の実施例の一部の説明を参照すればよい。

［０１０７］上記の記載は、本願に係る実施例に過ぎず、本願を限定するためのものではない。当業者にとって、本願は様々な変更および変化を行うことが可能である。本願の主旨および原理内においてなされた任意の修正、同等の置き換え、改良などは、本願の特許請求の範囲に含まれるものとする。

［００４２］符号の説明
電池モジュール１０； 断熱固定枠１０１；
頂部遮断板１０２； 電池セル１０３；
電池セル本体１０３１； 電極１０３２；
電池セルリリーフバルブ１０３３； 第１の煙通路１０２１；
第１の電極スルーホール１０２２； 頂部保護板１０４；
第２の煙通路１０４１； 第２の電極スルーホール１０４２；
煙遮断帯１０５； 電気接続シート１０６；
断熱シート１０７； 底板１０８；
電池パック２０； 放熱ラック２０１；
放熱フィン２０１１； 電池エネルギー貯蔵装置３０；
シェル３０１； 煙遮断ガイド板３０２；
第３の煙通路３０３； アウターホール３０３１；
インナーホール３０３２； 接続通路３０３３；
トップカバー３０１１； ボトムカバー３０１２；
第１の側梁３０１３； 第２の側梁３０１４；
リリーフホール３０１１１； 飾り板３０４。

Claims (14)

1. それぞれが電池セル本体と、電極と、煙を排出するための電池セルリリーフバルブとを含んだ、スタックされた複数の電池セルと、
   前記電池セルの位置を固定させるように、前記複数の電池セルを囲んだ断熱固定枠と、
   前記断熱固定枠の頂部に取り付けられ、前記断熱固定枠の頂部と貼り付けた頂部遮断板と、を含み、
   前記頂部遮断板には、煙を排出するための第１の煙通路が設けられ、前記第１の煙通路の位置が前記電池セルリリーフバルブの位置に対向しており、
   前記頂部遮断板には、第１の電極スルーホールが設けられて、前記電極が前記第１の電極スルーホールを通過して電気接続された
   電池モジュールであって、
   前記頂部遮断板と前記電池セルとの間に設けられ、前記断熱固定枠の頂部に取り付けられた頂部保護板をさらに含み、
   前記頂部保護板には、煙を排出するための第２の煙通路が設けられ、前記第２の煙通路の位置が前記第１の煙通路に対向しており、前記頂部保護板が、前記頂部遮断板と前記電池セルとを貼り付けさせ、ガスを前記電池セルリリーフバルブを通じて排出させ、前記第２の煙通路および前記第１の煙通路を通過した後に排出させるように構成され、
   電池セルごとに、４つの側面が面積の大きな第１の側面および面積の小さな第２の側面を含み、電池モジュールにおける、第１の側面に垂直した方向に沿ってスタックされた電池セルの数が、第２の側面に垂直した方向に沿ってスタックされた電池セルの数よりも少なく、且つ、第１の側面が電池セル間の主な熱伝導面とされ、
   前記頂部遮断板には、前記断熱固定枠に向き合い、電池セルと緊密に貼り付け、各電池セルの頂部同士を遮断している突起リブが少なくとも１つ設けられたことを特徴とする電池モジュール。
2. 前記頂部保護板が前記電池セルの頂部と貼り付け、前記頂部遮断板が前記頂部保護板と貼り付け、前記頂部保護板には、第２の電極スルーホールが設けられて、前記電極が前記第２の電極スルーホールを通過して電気接続された
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記電池モジュールの側面に取り付けられた煙遮断帯をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
4. 前記頂部遮断板の上に取り付けられた電気接続シートをさらに含み、
   前記電池セルの電極が前記電気接続シートを通じて電気接続された
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
5. 前記電池セルの側壁の間に設けられた少なくとも１つの断熱シートをさらに含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
6. 前記電池モジュールの底部に設けられた底板をさらに含み、
   前記底板は、前記断熱固定枠に固定し接続されて、前記電池セルを収容する空洞を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の少なくとも１つの電池モジュールと、放熱ラックとを含み、
   前記放熱ラックを通じて前記電池モジュールを放熱させるように、少なくとも１つの前記電池モジュールが、前記放熱ラックの一面に取り付けられ、または、前記放熱ラックの両面にそれぞれ取り付けられ、
   前記電池モジュールの底面が前記放熱ラックに対向して設けられ、且つ、前記電池モジュールの電池セルの底面が前記放熱ラックと貼り付け、
   前記電池モジュール中の複数の電池セルが１つの電池セルユニットを構成し、各電池セルユニット内の全ての電池セルと放熱ラックとが密着した放熱面の面積の和をＡとし、各電池セルユニット内の全ての電池セルの体積の和をＶとすると、電池セルが熱制御不能になった後十分な放熱量を有することを確保するように、Ａ／Ｖが１０以上であることを満たすことを特徴とする電池パック。
8. 前記放熱ラックは、断熱固定枠に対応した位置に突起リブが設けられ、且つ、前記放熱ラックの突起リブが前記断熱固定枠の下縁と貼り付け、または、前記断熱固定枠の下縁と隙間をあけており、
   また、前記放熱ラックは、電池セルから放熱ラックまでの放熱面の面積を大きくするように、放熱ラックの縁に沿って電池モジュールの側面に密着した放熱フィンをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の電池パック。
9. 前記放熱ラックの内部には、冷却液を収容するための冷却流路が設けられた
   ことを特徴とする請求項７に記載の電池パック。
10. 請求項７～９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの電池パックを含む
    ことを特徴とする電池エネルギー貯蔵装置。
11. 第３の煙通路が設けられたシェルと、煙遮断ガイド板とをさらに含み、
    前記煙遮断ガイド板が、２つの前記電池パックの間に設けられ、２つの前記電池パックの頂部が前記煙遮断ガイド板に向き合い、前記煙遮断ガイド板と隙間をあけたことで、煙が第１の煙通路を通じて前記電池パックの頂部遮断板を通過し、前記煙遮断ガイド板に沿って前記第３の煙通路から排出された
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電池エネルギー貯蔵装置。
12. 前記第３の煙通路は、前記シェルの内壁に設けられたインナーホールと、前記シェルの外壁に設けられたアウターホールと、接続通路とを含み、
    前記インナーホールと前記アウターホールは、位置がずれており、前記接続通路を通じて連通し、
    前記インナーホールには、煙のフィルターが設けられた
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電池エネルギー貯蔵装置。
13. 前記シェルはトップカバー、ボトムカバー、２つの第１の側梁、および、２つの第２の側梁を含み、前記トップカバー、前記ボトムカバー、２つの前記第１の側梁、および２つの前記第２の側梁が固定し接続されて、前記少なくとも１つの電池パックを収容するチャンバを形成した
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電池エネルギー貯蔵装置。
14. 前記トップカバーと前記ボトムカバーとが、それぞれ前記電池パックの２つの第１の側面に対向し、
    前記第１の側梁と前記第２の側梁とが、それぞれ前記電池パックの２つの第２の側面に対向し、前記第１の側面の面積が前記第２の側面よりも大きく、
    前記第２の側梁がそれぞれ前記電池パックの底部に対向した
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電池エネルギー貯蔵装置。

Images