1.本实用新型涉及电池技术领域,尤其提供一种电池模组以及具有该电池模组的车辆。
背景技术:2.当下工业发展迅猛,车用锂电池的能量密度持续提高,车辆运行时电池内部产生的热量愈发增多,常见的空气冷却或液体冷却系统已经无法很好地满足电池热失控时的热量管理,这也使得热失控频率大幅增高。由gb38032-2020可知,“在由于单个电池引起的热扩散,进而导致乘员舱发生危险之前的5分钟,应提供一个热事件报警信号”,所谓乘员舱发生危险是指电池包外出现明火或浓烟,该标准要求电池发生热失控时,产生的大热量需要有相应的防护装置,即使电池包的热管理系统不能完全满足解除热失控事故,也需要满足至少5分钟的热失控防护,故传统的电池包热管理系统需要优化升级。故当下的电池热管理系统应当加强“隔热”与“灭火”等两方面的设计,当某电池单体处于热失控初期时,具有“隔热”功能的部件应实现将热量控制在局部区域内的作用,保证失控热量地扩散不波及至相邻的电池处;当某电池单体处于热失控中期时,电池或已起火,具有“灭火”功能的部件应实现将初期火势消除在局部区域内的作用,尽可能地减小本次热失控所带来的消极影响。然而,目前,在电池热管理系统中,隔热通常是在电芯的大面之间放置隔热材料,即仅考虑热量由电芯的大面之间进行扩散。以及,灭火在具体实施过程采用灭火板或灭火涂料,即仅考虑火焰温度与灭火剂量的相对关系,并没有将电池单体发生热失控时产生的火焰冲击强度。
技术实现要素:3.本实用新型的目的提供一种电池模组,旨在解决现有的电池模组的热失控管理差以及热失控防护时间短的问题。
4.为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
5.第一方面,本技术的电池模组,包括箱体、堆叠地设置于箱体内的多个电芯、设于相邻两个电芯之间的隔热件以及设于箱体内的灭火结构,隔热件包括隔热体以及设于隔热体外侧的相变体,相变体的相对两侧分别抵靠于对应的电芯的大面,灭火结构包括若干个罩体,罩体的开口端朝向于对应的电芯,并且,罩体的开口宽度沿朝向电芯的方向逐级增大。
6.本实用新型的有益效果:本实用新型提供的电池模组,在相邻两个电芯之间增设隔热件以及在箱体内设置灭火结构。具体地,隔热件包括隔热体和相变体,并且,相变体的相对两侧分别与电芯相对应,其中,隔热件起到隔热的作用,而相变体的热导率较低,相变潜热容量较大,即能够储热,从而减缓或分担热失控的电芯的热冲击相邻近的电芯,有效地提高电池模组的循环利用效率和稳定性,同时,在热失控的中后期,特别是电芯起火,灭火结构的各罩体呈喇叭状的结构能够有效地消弱其火焰的冲击强度,延缓火焰发展的速度,
提高灭火的准确程度。这样,本技术的电池模组的热失控得到显著提升,且,得到防护的时间更长。
7.在一个实施例中,相变体包括间隔设置的第一相变板和第二相变板,隔热体夹设于第一相变板和第二相变板之间。
8.通过采用上述技术特征,将相变体分为两个部分,第一相变板和第二相变板,该两个相变板分别抵靠在对应的电芯的大面端,分别对对应的电芯的热量进行储存,一旦发生热失控,能够有效地延迟热冲击,而隔热体则用于避免相邻的电芯之间发生热交换。
9.在一个实施例中,第一相变板的一端具有第一转接部,第一转接部位于对应的电芯的侧壁与液冷板的顶部之间;和\或,第二相变板的一端具有第二转接部,第二转接部的位于对应的电芯的侧壁与液冷板的顶部之间。
10.通过采用上述技术特征,一旦第一相变板或第二相变板的达到储能极限,需要传递热量时,则由第一转接部或第二转接部将热量传递至也液冷板处,即与液冷板进行热交换。
11.在一个实施例中,灭火结构包括设于罩体背离电芯一端的底板,底板连接于箱体。
12.通过采用上述技术特征,底板用于终止火焰的冲击,对其进行彻底灭火。
13.在一个实施例中,罩体包括间隔设置且一端向外倾斜的主板体以及连接于两主板体的端部的副板体,底板封堵于主板体和副板体所围合形成的开口,主板体和\或底板上设有灭火层。
14.通过采用上述技术特征,通过主板体和副板体围合形成喇叭状结构,且,利用底板将喇叭状结构的小口进行封堵。同时,在主板体和\或底板上设置灭火层,进一步起到消弱火势的作用。
15.在一个实施例中,箱体包括上盖体以及连接于上盖体相对两侧的侧板,各罩体设于上盖体和\或侧板。
16.通过采用上述技术特征,根据实际需要将各罩体设置在上盖体或侧板上,以最大程度地起到灭火的效果。
17.在一个实施例中,电池模组包括多个限位件,限位件用于限位相邻的两个电芯以及两电芯之间的相变体与隔热体。
18.通过采用上述技术特征,利用限位件将电芯以及隔热件的进行固定,保证电芯在箱体内稳固设置,以及隔热件始终处于相邻两个电芯之间。
19.在一个实施例中,限位件包括间隔设置的上固定板和下固定板、以及用于分别连接上固定板和下固定板的相对两端的隔板,隔热体和相变体置于上固定板、下固定以及隔板围合的空间内。
20.通过采用上述技术特征,利用间隔设置的上固定板和下固定板在竖直方向上对电芯进行限位,以及,将隔热件限位在上固定板、下固定以及隔板围合的空间内。
21.在一个实施例中,电池模组还包括防火罩,防火罩罩设于箱体的外侧。
22.通过采用上述技术特征,利用防火罩对箱体做进一步地加固。
23.第二方面,本技术提供一种车辆,包括上述的电池模组。
24.本实用新型的有益效果:本实用新型提供的车辆,在具有上述电池模组的基础上,该车辆的安全系数更高。
附图说明
25.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,下面描述中的附图仅仅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。
26.图1为本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图;
27.图2为本实用新型实施例提供的电池模组的电芯、隔热件以及限位件的爆炸图;
28.图3为本实用新型实施例提供的电池模组的隔热件的结构示意图;
29.图4为图3中a处的放大图;
30.图5为本实用新型实施例提供的电池模组的限位件的结构示意图;
31.图6为本实用新型实施例提供的电池模组的箱体和灭火结构的结构示意图;
32.图7为图6中b处的放大图;
33.图8为本实用新型实施例提供的电池模组的爆炸图。
34.其中,图中各附图标记:
35.电池模组100、箱体10、电芯20、隔热件30、灭火结构40、隔热体31、相变体32、罩体41、第一相变板321、第二相变板322、第一转接部323、第二转接部324、底板42、主板体411、副板体412、灭火层413、上盖体11、侧板12、限位件50、上固定板51、下固定板52、隔板53、防火罩60、液冷板70。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
39.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.请参考图1,本技术的电池模组100,包括箱体10、堆叠地设置于箱体10内的多个电
芯20、设于相邻两个电芯20之间的隔热件30以及设于箱体10内的灭火结构40,隔热件30包括隔热体31以及设于隔热体31外侧的相变体32,相变体32的相对两侧分别抵靠于对应的电芯20的大面,灭火结构40包括若干个罩体41,罩体41的开口端朝向于对应的电芯20,并且,罩体41的开口宽度沿朝向电芯20的方向逐级增大。这里,隔热件30的隔热体31为气凝胶,或者,气凝胶与泡棉组成的复合材料,或者,为云母板等。相变体32为石蜡等储能材料,具有较低的热导率以及较大的想变潜热容量。具体地,相变体32可封装在金属壳体内进行固定。以及,灭火结构40的各罩体41呈喇叭状结构,且较大的开口端朝向各电芯20,这样,在起火时,喇叭状结构对火势起到导向作用,避免其直接冲击箱体10,从而降低热失控的火焰的冲击力度。
41.本实用新型提供的电池模组100,在相邻两个电芯20之间增设隔热件30以及在箱体10内设置灭火结构40。具体地,隔热件30包括隔热体31和相变体32,并且,相变体32的相对两侧分别与电芯20相对应,其中,隔热件30起到隔热的作用,而相变体32的热导率较低,相变潜热容量较大,即能够储热,从而减缓或分担热失控的电芯20的热冲击相邻近的电芯20,有效地提高电池模组100的循环利用效率和稳定性,同时,在热失控的中后期,特别是电芯20起火,灭火结构40的各罩体41呈喇叭状的结构能够有效地消弱其火焰的冲击强度,延缓火焰发展的速度,提高灭火的准确程度。这样,本技术的电池模组100的热失控得到显著提升,且,得到防护的时间更长。
42.在一个实施例中,罩体41是沿电芯20的长度方向延伸的,即,当电芯20呈立设状态置于箱体10内时,罩体41的长度与电芯20的长度相适配,即一旦电芯20的长度方向发生热失控而形成火势,罩体41则能够完成覆盖其火势。可选地,各罩体41与各电芯20相对应,即并排地设置在箱体10的内侧壁上。
43.请参考图2至图4,在一个实施例中,相变体32包括间隔设置的第一相变板321和第二相变板322,隔热体31夹设于第一相变板321和第二相变板322之间。通过采用上述技术特征,将相变体32分为两个部分,第一相变板321和第二相变板322,该两个相变板分别抵靠在对应的电芯20的大面端,对对应的电芯20的热量进行储存。即在相邻的两个电芯20之间,其热传递方向是电芯20-第一相变板321或第二相变板322-隔热体31。并且一旦发生热失控,第一相变板321和第二相变板322能够有效地延迟热冲击,而隔热体31则用于避免相邻的电芯20之间发生热交换。可选地,除了隔热体31的左右两个端侧可设置相变板,也可在隔热体31的顶底两个端部设置对应的相变板,这样,将隔热体31的周向方向进行包裹,进一步地起到延迟热冲击的目的。
44.请参考图4,在一个实施例中,第一相变板321的一端具有第一转接部323,第一转接部323位于对应的电芯20的侧壁与液冷板的顶部之间。可以理解地,第一转接部323延伸至电芯20的小面方向,其作用是在第一相变板321的储能达到上限时,可通过第一转接部323传递至外部,例如,传递至设置在箱体10底部的液冷板,此时,第一相变板321与第一转接部323呈l型结构。这里,第一转接部323同样也为石蜡等相变材料。可选择的,和\或,第二相变板322的一端具有第二转接部324,第二转接部324的位于对应的电芯20的侧壁与液冷板的顶部之间。同理地,第二转接部324延伸至电芯20的小面方向,此时,第二相变板323与第二转接部324呈l型结构,其作用是在第二相变板322的储能达到上限时,可通过第二转接部传递至外部。第二转接部同样也为石蜡等相变材料。
45.请参考图6和图7,在一个实施例中,灭火结构40包括设于罩体41背离电芯20一端的底板42,底板42连接于箱体10。这里,底板42用于终止火焰的冲击,对其进行彻底灭火。具体地,底板42将罩体41与箱体10进行分离,避免罩体41直接连接于箱体10,起到进一步阻火灭火的作用。
46.具体地,请参考图7,在一个实施例中,罩体41包括间隔设置且一端向外倾斜的主板体411以及连接于两主板体411的端部的副板体412,底板42封堵于主板体411和副板体412所围合形成的开口,主板体411和\或底板42上设有灭火层413。通过采用上述技术特征,通过主板体411和副板体412围合形成喇叭状结构,且,利用底板42将喇叭状结构的小口进行封堵。同时,在主板体411和\或底板42上设置灭火层413,进一步起到消弱火势的作用。灭火层413为七氟丙烷、全氟己烷等灭火材料组成。而罩体41可由硅质、镁质、镁钙质、铝镁质及镁硅质等耐火材料制成。这样,通过设置灭火层413,进一步地提供罩体41的灭火效果,以及,相对常规直接使用灭火层或灭火板,整体成本会更低,并同时提高灭火的稳定性。
47.请参考图6,在一个实施例中,箱体10包括上盖体11以及连接于上盖体11相对两侧的侧板12,各罩体41设于上盖体11和\或侧板12。通过采用上述技术特征,根据实际需要将各罩体41设置在上盖体11或侧板12上,以最大程度地起到灭火的效果。例如,一旦发生热失控,电芯20的火焰一般朝向上盖体11,因此,将各罩体41设置在上盖体11朝向电芯20的一侧,或者,在面对侧向火焰时,也可在侧板12上设置多个并排的罩体41。
48.请参考图2和图5,在一个实施例中,电池模组100包括多个限位件50,限位件50用于限位相邻的两个电芯20以及两电芯20之间的相变体32与隔热体31。可以理解地,利用限位件50将电芯20以及隔热件30的进行固定,保证电芯20在箱体10内稳固设置,以及隔热件30始终处于相邻两个电芯20之间。
49.具体地,限位件50包括间隔设置的上固定板51和下固定板52、以及用于分别连接上固定板51和下固定板52的相对两端的隔板53,隔热体31和相变体32置于上固定板51、下固定板52以及隔板53围合的空间内。可以理解地,利用间隔设置的上固定板51和下固定板52在竖直方向上对电芯20进行限位,以及,将隔热件30限位在上固定板51、下固定板52以及隔板53围合的空间内。这里,上固定板51和下固定板52均具有限位相邻两个电芯20的两个并排设置的安装槽,同时,方便电芯20固定,在安装槽的一侧进行封口,从而限制电芯20推入的极限位置。以及,限位件50可为塑料件,即能够减轻电池模组100的整体重量,又能降低使用成本。
50.请参考图8,在一个实施例中,电池模组100还包括防火罩60,防火罩60罩设于箱体10的外侧。通过采用上述技术特征,利用防火罩60对箱体10做进一步地加固。可以理解地,防火罩60是热扩散现象愈发浓烈时的最后一道“屏障”,具体地,防火罩罩设在上盖体11上,且包裹在侧板12的外侧。
51.请参考图8,在一个实施例中,箱体10还包括液冷板70,液冷板70与两个侧板12以及上盖体11围合形成用于容置各电芯20的容置空间。这里,利用液冷板70来对各电芯20进行热交换来改善其工作温度。
52.第二方面,本技术提供一种车辆,包括上述的电池模组100。
53.本实用新型提供的车辆,在具有上述电池模组100的基础上,该车辆的安全系数更高。这里,车辆不仅限于是新能源汽车,能够使用该电池模组100的车辆均在保护范围内。
54.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。