电池模组的制作方法

本申请涉及储能元件领域，尤其涉及一种电池模组。

背景技术：

随着电动汽车的发展，电池的安全问题日益凸显。在发生车辆碰撞、散热不畅或长时间工作等情况下，容易发生电池起火的现象，影响乘客及行车安全。现有技术中，电池单体的防爆阀朝上，即直接朝向电池包上方乘客；当电池单体发生热失控时，电池单体释放的能量、火焰向上喷发，直接威胁到乘客的生命安全。

技术实现要素：

本申请提供了一种电池模组，以在电池发生意外喷火时，保护乘客安全。

本申请提供了一种电池模组，包括：

电池模块，所述电池模块包括多个电池单体，所述电池单体设置有防爆阀；

防护板，与所述电池模块相固定；所述防护板上设置有多个引导槽，所述多个引导槽朝向所述防爆阀，且所述引导槽与所述防爆阀一一对应，用于引导所述电池单体内喷出的火焰的流向。

优选地，所述电池模块的所述多个电池单体沿竖直方向和/或水平方向排列。

优选地，所述防护板沿所述电池单体的排列方向延伸，所述防护板遮挡所述电池模块中的所有所述电池单体的所述防爆阀。

优选地，所述防护板包括本体和多个防火件；

所述本体上设置有多个开口，所述多个防火件与所述多个开口一一对应地嵌设在所述多个开口中；

所述开口的形状与所述防火件的外轮廓形状相同；

所述引导槽设置在所述防火件上。

优选地，所述本体上设置有第一避让部和第二避让部；

所述第一避让部和所述第二避让部均为减薄结构；

每个所述防爆阀对应一个第一避让部和两个第二避让部；

所述第一避让部用于避让所述防爆阀；

两个所述第二避让部分别位于所述第一避让部的两侧，用于避让高压连接件和/或采样线。

优选地，所述防护板还包括上固定部和下固定部；

所述上固定部用于与所述电池单体的顶面配合；

所述下固定部用于与所述电池单体的底面配合。

优选地，所述电池单体的顶面和底面平行；

所述上固定部沿着所述电池单体的顶面向所述电池单体所在的方向延伸；

所述下固定部沿着所述电池单体的底面向所述电池单体所在的方向延伸。

优选地，所述上固定部还沿着所述电池单体的顶面向远离所述电池单体所在的方向延伸，以使所述上固定部能与另一个电池模块的电池单体的顶面搭接；

所述下固定部还沿着所述电池单体的底面向远离所述电池单体所在的方向延伸，以使所述下固定部能与所述另一个电池模块的电池单体的底面搭接。

优选地，所述防火件包括外部弯折板和内隔板；

所述内隔板与所述外部弯折板的内壁垂直相交，以形成所述引导槽。

优选地，所述内隔板封闭在所述外部弯折板远离所述电池单体的一侧。

优选地，所述内隔板设置在所述外部弯折板的中间位置，以将所述外部弯折板分隔成向两个不同方向延伸的第一延伸部和第二延伸部；

所述第一延伸部与所述内隔板的第一面围成第一引导槽，所述第一引导槽与所述电池模块的防爆阀配合；

所述第二延伸部与所述内隔板的第二面围成第二引导槽，所述第二引导槽与另一个电池模块的防爆阀配合。

优选地，所述外部弯折板弯折形成上窄下宽的形状。

优选地，所述本体为注塑成型。

优选地，所述防火件的材质为云母。

优选地，所述防护板通过结构胶固定于所述电池模块。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池模组通过设置防护板并且防护板上设置引导槽，引导槽对应防爆阀，当电池单体发生热失控时，从防爆阀位置释放的能量、火焰被引导槽所引导流向远离乘客的方向，提高了乘客的安全性；另外的，通过设置多个引导槽，每个引导槽对应一个防爆阀，避免了已发生热失控的电池单体引发与其防爆阀相邻近的电池单体也发生热失控。

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

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请实施例所提供的第一种电池模组的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的第一种电池模组的结构爆炸图；

图3为电池单体的爆炸图；

图4为电极组件为卷绕式结构的截面图；

图5为电极组件为叠片式结构的截面图；

图6为本申请实施例所提供的第二种电池模组的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的第二种电池模组的结构爆炸图；

图8为第一种防护板的结构示意图；

图9为图8的局部放大图；

图10为第一种防火件的结构示意图；

图11为本申请实施例所提供的第三种电池模组的结构爆炸图；

图12为第二种防护板的结构示意图；

图13为第二种防护板的结构爆炸图；

图14为图13的局部放大图；

图15为第二种防火件的结构示意图；

图16为本申请实施例所提供的第三种电池模组的结构侧视图；

图17为图16的A-A向剖视图；

图18为本申请实施例所提供的第四种电池模组的结构爆炸图；

图19为本申请实施例所提供的第四种电池模组的结构示意图；

图20为本申请实施例所提供的第四种电池模组的结构侧视图；

图21为图20的B-B向剖视图。

附图标记：

1-电池模块；

11-电池单体；

111-电极组件；

111a-第一极片；

111b-第二极片；

111c-隔膜；

111d-扁平面；

112-电池壳体；

112a-第一表面；

112b-第二表面；

113-电极端子连接件；

114-盖板；

115-电极端子；

12-端板；

13-高压连接件；

14-防爆阀；

2-防护板；

21-本体；

211-开口；

212-第一避让部；

213-第二避让部；

214-上固定部；

214a-第三延伸部；

214b-第四延伸部；

215-下固定部；

215a-第五延伸部；

215b-第六延伸部；

22-防火件；

221-引导槽；

221a-第一引导槽；

221b-第二引导槽；

222-外部弯折板；

222a-第一延伸部；

222b-第二延伸部；

223-内隔板。

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

下面将结合附图对本申请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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本申请的描述中，所有附图中箭头x所指方向为长度方向，箭头y 所指方向为宽度方向，箭头z所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是上述长度方向也可以是上述宽度方向。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向来进行理解的。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种电池模组，包括电池模块1，一个电池模组可以包括多个电池模块1，图1所示的实施例中，电池模组包括一个电池模块1。电池模块1包括多个电池单体11，电池单体 11设置有防爆阀14(参照图2)。

如图3所示，电池单体11包括电极组件111、电池壳体112、电极端子连接件113、以及盖板114。电池壳体112可具有六面体形状或其他形状。电池壳体112具有容纳电极组件111和电解液的内部空间，并且电池壳体112具有开口。电极组件111容纳在电池壳体112内，盖板114覆盖开口，并用于将电极组件111封闭在电池壳体112内，电极组件111与电极端子115之间通过电极端子连接件113电连接。本实施例中，电极端子连接件113有两个，即分别为正极端子连接件和负极端子连接件。电池壳体112可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

电极组件111容纳于电池壳体112内，如图4和图5所示，电极组件 111包括第一极片111a、第二极片111b以及设置于第一极片111a和第二极片111b之间的隔膜111c。第一极片111a可以是正极片或负极片，第二极片111b与第一极片111a的极性相反，相应地，第二极片111b为负极片或正极片。其中，隔膜111c是介于第一极片111a和第二极片111b之间的绝缘体。电极组件111可以是卷绕式结构(如图4)，也可以是叠片式结构(如图5)。

示例性地以第一极片111a为正极片，第二极片111b为负极片进行说明。在其他的实施例中，第一极片111a还可以为负极片，而第二极片111b 为正极片。正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电极组件111包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。正极耳与正电极端子之间通过正极端子连接件电连接，负极耳与负电极端子之间通过负极端子连接件电连接。

结合图3至图5，电池壳体112大致为六面体结构，电池壳体112包括两个第一表面112a和两个第二表面112b，第一表面112a的面积大于第二表面112b的面积。每个电池单体11的两个第二表面112b沿水平方向 (例如图3中箭头x所指方向的长度方向)相互面对，每个电池单体11 的两个第一表面112a沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对。

如图3所示，当电极组件111为卷绕式结构时，电极组件111为扁平状，并且电极组件111的外表面包括两个扁平面111d，两个扁平面111d 均沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对，即扁平面111d与第一表面 112a相互面对，扁平面111d大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面111d可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。

如图5所示，当电极组件111为叠片式结构时，第一极片111a、隔膜 111c和第二极片111b沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠，即第一极片 111a的表面与第一表面112a相互面对。

电极组件111在充放电过程中不可避免的会沿第一极片111a的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件111中，沿垂直于扁平面111d 的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件111中，沿第一极片111a 和第二极片111b的堆叠方向膨胀力最大)。

本实施例中，电极组件111可以选用卷绕式结构或者叠片式结构。当电极组件111为卷绕式结构时，扁平面111d朝向竖直方向(箭头z所指方向)。当电极组件111为叠片式结构时，第一极片111a和第二极片111b 沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠。可见，电极组件111无论是采用卷绕式结构还是采用叠片式结构，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向都朝向竖直方向。

而现有技术中，电池模块的电池单体11中，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向都是朝向水平方向，由于电池模块1沿水平方向的尺寸相比于竖直方向的尺寸大的多(例如，受到车辆的底盘高度尺寸限制，需要有更多的电池单体11沿水平方向堆叠，膨胀力累积大)，因此，现有电池模块在水平方向上受到的膨胀力非常大，因此需要在电池模块的水平方向两侧设置非常厚的端板以抵抗膨胀力，而端板加厚会降低电池模块的能量密度。而本实施例中，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向是朝向竖直方向，而竖直方向上堆叠的电池单体11个数较少，因此相比于现有技术，可以大大减少电池模块的最大膨胀力。

另外，由于电池单体11在充放电过程中还会在电池壳体112内部产生气体，产生的气体会对电池壳体112施加作用力，从而加剧电池壳体112 向外膨胀。由于本申请的第一表面112a的面积大于第二表面112b的面积，并且电池单体11中的两个第一表面112a沿竖直方向相互面对，因此产生的气体对电池壳体112施加的最大作用力方向也是朝向竖直方向。相比于现有技术，进一步减少了电池模块1的最大膨胀力。

同时参照图1和图2，电池模组1还包括端板12，设置在多个电池单元11沿水平方向(X方向)的两端。各电池单体11之间通过高压连接件 13电连接。

电池模组还包括防护板2，与电池模块1相固定。防护板2上设置有多个引导槽221(参照图8)，多个引导槽221朝向防爆阀14，且引导槽 221与防爆阀14一一对应，用于引导电池单体11内喷出的火焰的流向。

当汽车发生强烈碰撞或动力电池发生散热不畅、长时间工作的环境下，容易发生电池起火的现象，通过上述防护板2以及防护板2上引导槽 221的设置，可以引导火焰流向远离乘客的方向，从而保护乘客不受伤害。优选的是，电池模组设置为电芯平躺的方式，即，电池单体11的顶面和底面相互平行，安装在电池箱内之后，顶面和底面均大致平行于电池箱底面和顶面。这样，在将电池箱安装到整车上之后，能够使引导槽221的开口朝向下方，一旦发生电池起火的现象，能够将火焰引导至向下方流去，避免伤害乘客。

在本实施例中，多个电池单体11沿竖直方向和/或水平方向排列。如图1和如图2所示，为多个电池单体11仅沿水平方向排列，在图1和图2 中，电池单体11的个数是七个，但不以此为限。

如图6和图7所示，多个电池单体11沿竖直方向和/或水平方向排列，具体地，本实施例中电池单体11沿水平方向上排列七个，并且图6和图7 中的电池模块1为两个，沿竖直方向堆叠。当然，可根据需要调整电池单体11的数量、长度、高度、体积等。

本实施例中，电池模块1还包括端板12，分别位于多个电池单体11 沿水平方向(例如，箭头X所指的长度方向)的两端，用于对多个电池单体11进行固定。当多个电池单体11形成两层时，上、下两层的多个电池单体11沿水平方向的两端均设置有端板12。

优选地，防护板2沿电池单体11的排列方向延伸，防护板2遮挡电池模块1中的所有电池单体11的防爆阀14。即防护板2遮挡电池模块1 的所有电池单体11的防爆阀14。通过这种设计，可以避免任意一个已发生热失控的电池单体11引发与其防爆阀14相邻近的电池单体11也发生热失控。

本实施例中，防护板2可以通过结构胶固定于电池模块1。

参照图8和图9，优选地，防护板2包括本体21和多个防火件22。本体21上设置有多个开口211，多个防火件22与多个开口211一一对应地嵌设在多个开口211中。开口211的形状与防火件22的外轮廓形状相同，引导槽221设置在防火件22上。

本领域技术人员可以理解的是，本体21和防火件22可以是一体成型的结构，且为相同的材质，但是由于喷火发生的位置在防爆阀14所在的位置，所以本实施例中，将本体21和防火件22设置分体结构，将防火件 22遮挡防爆阀14，而将本体21和防火件22设置为不同的材质，这样不仅能够降低成本，还方便加工并且实现减重的目的。具体地，可以设置本体21为注塑成型的注塑件，从而能满足车辆的轻量化要求。

进一步地，防火件22采用熔点较大的材质，使得火焰不会融化防火件22。具体地，本实施例中的防火件22的材质为云母，由于云母的熔点很高(大约1723℃)，因此可以达到防火件22的耐火需求，并且云母板具有优良的加工性能。但是，本申请并不局限于云母的实施方式。

继续参照图8和图9，优选地，本体21上设置有第一避让部212和第二避让部213，开口211可以设置在第一避让部212的位置，防火件22 嵌设在开口211中。每个防爆阀14对应一个第一避让部212和两个第二避让部213，第一避让部212用于避让防爆阀14，以使防爆阀14具有足够的安装空间。两个第二避让部213分别位于第一避让部212的两侧，用于避让高压连接件13和/或采样线。本实施例中，第一避让部212和第二避让部213可以是在本体21加工成型后局部进行减薄处理，形成凹陷式的减薄结构。

进一步地，继续参照图8和图9，本体21还具有上固定部214和下固定部215。上固定部214用于与电池单体11的顶面配合，下固定部215 用于与电池单体11的底面配合。通过设置上固定部214和下固定部215、并利用电池单体11的顶面和底面共同将防护板2预固定在电池单体11上，不仅方便安装，也能在防护板2与电池单体11的顶盖114之间通过粘结剂固定后，进一步保证连接的牢固性。而且，上固定部214和下固定部215 的设置，也能在车辆的多次颠簸和振荡过程中，避免本体21的扭曲、变形甚至断裂。

进一步地，电池单体11的顶面和底面平行。上固定部214沿着电池单体11的顶面向电池单体11所在的方向延伸，下固定部215沿着电池单体11的底面向电池单体11所在的方向延伸。这样，上固定部214和下固定部215就能够限定火焰和高温颗粒扩散的方向，使火焰和高温颗粒沿着引导槽221流向远离乘客的方向，进一步提高了电池模组的安全性能。

如图10所示，作为一种具体的实现方式，防火件22可以包括外部弯折板222和内隔板223，内隔板223与外部弯折板222的内壁垂直相交，以形成引导槽221。在图10所示的实施例中，内隔板223封闭在外部弯折板222的远离电池单体11的一侧，因此该防火件22的这种设置方式适用于电池模组在单侧设置电池模块1的情况，引导槽221的上端封闭，底部开口，火焰和高温颗粒从电池单体11内部喷出，喷到内隔板223上，沿着引导槽221的底部开口流出，流向远离乘客的方向，本实施例中，引导槽221的上方被外部弯折板222封闭，因此，火焰和高温颗粒朝向下方流动。

优选地，外部弯折板222弯折形成上窄下宽的形状，这样的形状能够在火焰及高温颗粒在沿着引导槽221流出时更加通畅。

如图11和图12所示，图11和图12所示的电池模组包括相对设置的两个电池模块1。每个电池模块1包括多个电池单体11，电池单体11设置有防爆阀14。

电池模组还包括防护板2，与电池模块1相固定。防护板2上设置有多个引导槽221，多个引导槽221朝向防爆阀14，且引导槽221与防爆阀 14一一对应，用于引导电池单体11内喷出的火焰的流向。

在本实施例中，两个电池模块1相对设置，即两个电池模块1的电池单体11的防爆阀14相对设置，而防护板2位于两个电池模块1的电池单体11的防爆阀14之间，两个电池模块1共用同一个防护板2。当汽车发生强烈碰撞或动力电池发生散热不畅、长时间工作的环境下，容易发生电池起火的现象，通过上述防护板2以及防护板2上引导槽221的设置，可以引导火焰流向远离乘客的方向，从而保护乘客不受伤害。

如图12至图14所示，防护板2可以包括本体21和多个防火件22。本体21上设置有多个开口211(如图13所示)，多个防火件22与多个开口211一一对应地嵌设在多个开口211中。开口211的形状与防火件22 的外轮廓形状相同，引导槽221设置在防火件22上。

优选地，本体21上设置有第一避让部212和第二避让部213，开口 211可以设置在第一避让部212的位置，防火件22嵌设在开口211中。每个防爆阀14均对应一个第一避让部212和两个第二避让部213，第一避让部212用于避让防爆阀14，以使防爆阀14具有足够的安装空间。两个第二避让部213分别位于第一避让部212的两侧，用于避让高压连接件13 和/或采样线。本实施例中，第一避让部212和第二避让部213可以是在本体21加工成型后局部进行减薄处理，形成凹陷式的减薄结构。而且，由于电池模块1为相对设置的两个，所以在本体21朝向两个电池模块1的方向均设置有第一避让部212和第二避让部213。

进一步地，参照图12，本体21还具有上固定部214和下固定部215。上固定部214用于与电池单体11的顶面配合，下固定部215用于与电池单体11的底面配合。通过设置上固定部214和下固定部215、并利用电池单体11的顶面和底面共同将防护板2预固定在壳体上，不仅方便安装，也能在防护板2与电池单体11的顶盖之间通过粘结剂固定后，进一步保证连接的牢固性。而且，上固定部214和下固定部215的设置，也能在车辆的多次颠簸和振荡过程中，避免本体21的扭曲、变形甚至断裂。

进一步地，电池单体11的顶面和底面平行。上固定部214沿着一个电池模组1的电池单体11的顶面向该侧的电池单体11所在的方向延伸，下固定部215沿着电池单体11的底面向该侧的电池单体11所在的方向延伸。这样，上固定部214和下固定部215就能够限定火焰和高温颗粒扩散的方向，使火焰和高温颗粒沿着引导槽221流向远离乘客的方向，进一步提高了电池单元组件的安全性能。

上固定部214还沿着电池单体11的顶面向远离上述电池单体11所在的方向延伸，以使上固定部214能与另一个电池模块1的电池单体11的顶面搭接。也即，上固定部214包括第三延伸部214a和第四延伸部214b (如图14所示)，第三延伸部214a沿竖直方向(图14中的z向)的投影与电池单体11沿竖直方向的投影至少部分重叠，并且第四延伸部214b 沿竖直方向(图14中的z向)的投影与电池单体11沿竖直方向的投影至少部分重叠。

下固定部215还沿着电池单体11的底面向远离上述电池单体11所在的方向延伸，以使下固定部215能与另一个电池模块1的电池单体11的底面搭接。也即，下固定部215包括第五延伸部215a和第六延伸部215b，第五延伸部215a沿竖直方向(图14中的z向)的投影与电池单体11沿竖直方向的投影至少部分重叠，并且第六延伸部215b沿竖直方向(图14 中的z向)的投影与电池单体11沿竖直方向的投影至少部分重叠。

这样设置以后，上固定部214和下固定部215向两侧均有延伸，一个防护板2能够同时固定于相对的两个电池模块1上，减少了防护板2的个数，并且降低了安装难度。此时，两个电池单体11的防爆阀14方向相对，均朝向水平方向(例如箭头y所指的方向)。当多个电池模块1形成电池包之后，通过共用的防护板2减少零件数量及体积，提高了电池包的轻量化性能。

优选地，内隔板223设置在外部弯折板222的中间位置，如图15所示，以将外部弯折板222分隔成向两个不同方向延伸的第一延伸部222a 和第二延伸部222b。第一延伸部222a与内隔板223的第一面围成第一引导槽221a，第一引导槽221a与一个电池模块1的防爆阀14配合。第二延伸部222b与内隔板223的第二面围成第二引导槽221b，第二引导槽221b 与另一个电池模块1的防爆阀14配合。此时，两个电池模块1的防爆阀 14均朝向水平方向且相对设置。防火件22的这种设置方式能够使一个防护板2同时用在两个电池模块1上，降低了成本。

如图16所示，为两个电池模块1共用一个防护板2的情形。同时参照图16和图17，防火件22对应防爆阀14的位置，如果发生电池起火的现象，火焰会沿着防火件22朝向下方流去，从而保证了乘客的安全。

如图18和图19，图18和图19所示的实施例中，电池模组具有四个电池模块1，防护板2的两侧均为两个电池模组1，两个电池模组沿竖直方向堆叠，在这种实现方式中，一个防护板2能够同时对四个电池模块1 进行防护。可以理解的是，以防护板2为中心，两侧还可以分别堆叠三层的电池模块1，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。

如图20和图21，为四个电池模块1共用一个防护板2的情形。可以看出，一个防护板2的防火件22对应两侧均包括两层电池模块1的两层防爆阀14的位置，如果发生电池起火的现象，火焰会沿着防火件22朝向下方流去，从而保证了乘客的安全。

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。