电池模组及用电设备的制作方法

本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池模组及用电设备。

背景技术：

电池自出现以来发展迅猛，并在数码相机、MP3、电动工具、电动汽车等几乎所有领域广泛使用。而电池的滥用诸如过充、大电流输出、内部短路等使电池发生了质的变化，引起了某些化学反应，同时产生大量热量。电池释放的热量使其自身的温度和环境温度均升高，电池的温度持续升高又使电池发生化学反应继续放热，促使电池的温度继续不断升高，引起电池起火甚至爆炸，直接威胁用户的安全。

以锂离子电池为例，热失控是最严重的安全事故，它会引起锂离子电池起火甚至爆炸，锂离子电池发生热失控主要是由于内部产热远高于散热速率，在锂离子电池的内部积攒了大量的热量，从而引起了连锁反应，导致电池起火和爆炸。

技术实现要素：

本申请提供了一种电池模组及用电设备，以提高电池模组的安全性。

本申请的第一方面提供了一种电池模组，其包括箱体、安装于所述箱体内的电池以及填充于所述箱体的内腔中的冷却介质，所述冷却介质的边界为所述箱体的内壁和所述电池的外表面。

优选地，还包括散热器，所述散热器安装于所述箱体的内部或者外部，所述散热器的内部具有冷却介质散热腔，所述冷却介质散热腔与所述箱体的内腔相连通。

优选地，所述散热器包括冷凝器、制冷机、风扇、散热管、散热片中的至少一者。

优选地，还包括连通管，所述冷却介质散热腔通过所述连通管与所述箱体的内腔相连通。

优选地，还包括泄气阀，所述箱体上、所述散热器上、所述连通管上和/或所述连通管与所述散热器之间设置所述泄气阀，所述泄气阀与所述箱体的内腔相连通。

优选地，所述箱体上的所述泄气阀设置为多个，各所述泄气阀间隔设置于所述箱体上。

优选地，还包括出气阀，所述连通管包括进气管和出气管，所述散热器上、所述连通管上和/或所述连通管与所述散热器之间设置所述出气阀，所述出气阀与所述箱体的内腔相连通。

优选地，还包括与所述散热器电连接的控制装置，所述控制装置用于检测所述电池模组的状态参数，并根据所述状态参数控制所述散热器的启停。

优选地，所述控制装置包括温度检测器、压力检测器、压强检测器、热场检测器、热量检测器中的至少一者。

本申请的第二方面提供了一种用电设备，其包括上述任一项所述的电池模组。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

采用上述电池模组后，箱体内的冷却介质可以带走电池模组产生的热量，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的第一种电池模组的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第二种电池模组的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第三种电池模组的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第四种电池模组的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第五种电池模组的结构示意图。

附图标记：

10-箱体；

11-电池；

12-冷却介质；

13-散热器；

14-进气管；

15-出气管；

16-泄气阀；

17-泄气阀；

18-出气阀；

19-控制装置。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-5所示，本申请实施例提供了一种电池模组，其可以包括箱体10、安装于箱体10内的电池11以及填充于箱体10的内腔中的冷却介质12，冷却介质12的边界为箱体10的内壁和电池11的外表面，即，冷却介质12可以延伸到箱体10的内壁和电池11的外表面，使得冷却介质12与箱体10的内壁以及电池11的外表面相接触。冷却介质12覆盖箱体10和电池11的面积可以根据实际情况进行调整。

箱体10可以采用密封箱体、压力容器、密封空间等等。

电池11可以是但不仅限于锂系电池、镍系电池、铅酸电池等，电池11的数量可以是一个或多个，当电池11设置为多个时，各电池11之间可以采用串联或并联的连接方式。

冷却介质12可以是液体、气体或者固体，当冷却介质采用固体时，具体可以是粉状介质，并且冷却介质最好是具有非可燃性、非腐蚀性(不与箱体10、电池11的极柱、电池11的壳体及其他结构发生反应)、绝缘性的介质。为了更快速地带走热量，抑制电池出现的过热正反馈，最佳的选择是通过冷却介质的物质形态发生改变来带走热量，如液变气或者固变液。冷却介质的物质形态发生改变的时候可以吸收大量的热量，从而起到抑制温度升高的效果。此处可以优选低沸点液体(例如酒精，乙醚等)，例如，冷却介质12的沸点可以是60度。

本申请实施例提供的电池模组处于工作状态时，随着电池模组的工作时间不断延长，电池模组产生的热量随之增加。而箱体10中的冷却介质12则可以带走电池模组产生的热量，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。

为了进一步降低电池模组的温度，本申请实施例提供的电池模组还可以包括散热器13，该散热器13安装于箱体10的内部或者外部，其内部具有冷却介质散热腔，此冷却介质散热腔与箱体10的内腔相连通，而箱体的内腔中填充有冷却介质12，因此箱体10内的冷却介质12可以进入散热器13的冷却介质散热腔中，使得冷却介质12的温度进一步降低，然后重新回到箱体10的内腔中。如此循坏，即可保证电池模组的温度始终保持在较低的范围内。

可选地，上述散热器13可以是主动式降温结构，如冷凝器、制冷机、风扇，也可以是被动式降温结构，如散热管、散热片等，当然，该散热器13也可以同时包含主动式降温结构和被动式降温结构，具体可以包括冷凝器、制冷机、风扇、散热管、散热片及其他结构中的至少一者。

当散热器13直接放置于箱体10的内部时，可以仅在散热器13上开设冷却介质进口和冷却介质出口，该冷却介质进口和冷却介质出口均直接与箱体10的内腔相连通，以实现冷却介质从冷却介质进口进入散热器13进行降温，然后再通过冷却介质出口回到箱体10的内腔中这一循环。然而，为了便于将冷却介质导入散热器13中，还可设置连通管，散热器13的冷却介质散热腔可以通过此连通管与箱体10的内腔相连通。如此设置后，冷却介质12就可以通过连通管进入散热器13中，或者从散热器13中流出。

进一步地，上述连通管可以包括进气管14和出气管15，冷却介质12可以通过进气管14进入散热器13中，通过出气管15流出散热器13，并进入箱体10的内腔中。此处的进气管14和出气管15可以采用能够吸收热量和散热的管件，以达到更好的散热效果。

由于上述冷却介质吸收一定的热量之后通常会发生状态变化，进而发生膨胀，因此为了防止箱体10因内压过高而出现破损，同时更彻底地带走电池模组产生的热量，可以在箱体10上设置泄气阀16，该泄气阀16与箱体10的内腔相连通。当箱体10的内压达到预设值时，泄气阀16打开，将冷却介质12导入电池模组的外部空间中。可选地，箱体10上的泄气阀16可以设置一个或者多个，为了提高泄气效果，可将该泄气阀16设置为多个，各泄气阀16间隔布置于箱体10上。

当电池模组包括上述散热器13时，可以在散热器13上或者连通管上或者连通管与散热器13之间设置泄气阀17，该泄气阀17可直接与箱体10的内腔相连通，同时与散热器13的冷却介质散热腔相连通。当箱体10的内压达到预设值时，泄气阀17打开，将冷却介质12导入散热器13的冷却介质散热腔中，进行进一步的降温处理。

当然，可以同时在箱体10上以及散热器13上或者连通管上或者连通管与散热器13之间均设置泄气阀，以此更快速地带走电池模组中的热量。如果采用此种结构，那么箱体10上的泄气阀16与散热器13上或者连通管上或者连通管与散热器13之间的泄气阀17可以采用相同的导通条件(例如导通压强、导通压力等)，两者具体可以是电磁阀或形变材料制成的结构等。

同理地，还可以设置出气阀18，散热器13上、连通管上和/或连通管与散热器13之间设置该出气阀18，此出气阀18连通于箱体10的内腔和散热器13的冷却介质散热腔之间。当冷却介质散热腔中的压力达到预设值时，出气阀18打开，以此将经过散热器13降温后的冷却介质导入箱体10的内腔中。

更进一步地，本申请实施例提供的电池模组还可以包括与散热器13电连接的控制装置19，该控制装置19可以检测电池模组的状态参数，并根据该状态参数控制散热器13的启停。此处的电池模组的状态参数可以反映箱体10的内腔的状态变化，以此反映电池模组的热量变化，其可以是：温度参数、压力参数、压强参数、热场参数、热量参数中的至少一者。控制装置19可以单独设置，也可以集成在散热器13上。当控制装置19检测到电池模组的状态参数达到预设值时，控制散热器13进入工作状态，也就是说，该控制装置19可以控制散热器在电池模组的热量达到一定程度时再进行工作，以此降低电池模组的能耗。

当电池模组的状态参数包括温度参数、压力参数、压强参数、热场参数、热量参数中的至少一者时，对应地，控制装置19可以包括温度检测器、压力检测器、压强检测器、热场检测器、热量检测器中的至少一者。其中，温度检测器可以是温度传感器，该温度传感器可以是热敏电阻(正、负温度系数)、热电偶、数字式温度传感器及其他包含但不限于通过温度、压力等形变材料获得的表征温度的结构；压力检测器可以是压力计；压强检测器可以是压强计；热场检测器可以是热场计；热量检测器可以是热量计。前述列举的各种检测器可以单独设置，也可以组合使用，以提高检测精度。

上述各实施例通过冷却介质对电池11进行冷却，防止电池11出现过热的问题。为了对电池11的状态进行更加精确的控制，可以通过改进冷却介质类型对电池11的冷却提供参考。可选地，箱体10中可以容纳受热后物理性质将发生变化的冷却介质12。例如，可以将散热器13设置于箱体10的外部，将进气管设置为透明管，冷却介质12可以是随着温度的升高会出现颜色变化的介质。据此，可根据冷却介质12的物理性质是否发生变化来判断电池11是否出现过热，进而更准确地控制电池模组的工作状态。例如，可以采用其他设备或者装置检测冷却介质的物理性质是否发生变化，并在发生变化时发出相关的预警信号，该预警信号可以反馈给驾驶员或附近人员，驾驶员或者附近人员可及时作出处理或者逃离，以保证人身安全。

采用上述各实施例组合后所形成的电池模组工作时，箱体10内某个电池11、某些电池11或某个部位(包含但不仅限于内部、外部)温度升高(比如升至包含但不仅限于60度)，箱体10内的冷却介质12将会吸收箱体10内的热量，由原来的状态(该状态包含但不仅限于液体、气体或固体(包含但不仅限于粉末))转化为包含但不仅限于气(汽)体或粉末的形态，同时箱体10的内部压强增大。当箱体10内部压强增加到一定值(包含但不仅限于某个设定的临界值)时泄气阀打开，冷却介质12转化成的其他形态(气(汽)体或固态(包含但不仅限于粉末))或者通过泄气阀排出箱体10之外，或者进入散热器13。而进入散热器13后，散热器13将高温冷却剂做降温处理，打开出气阀18，经出气管15将低温的冷却剂送回箱体10内，循环往复这一过程，达到降温效果。更进一步，根据箱体10内的状态参数可以控制散热器13的工作状态。当控制装置19检测到表征箱体10有变化的信号后，发出控制信号(或者控制装置19直接控制散热器13工作)，散热器13接收到控制信号后，对上述转化形态(气(汽)体或粉末)的冷却剂进行冷却，然后将冷凝的冷却介质12送回箱体10内，循环往复这一过程，达到散热的目的。

基于上述结构，本申请实施例还提供一种用电设备，该用电设备可以是电动汽车，其包括上述任一实施例所描述的电池模组。

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。