用于电池模块中热失控缓解的冷板设计的制作方法

本公开涉及用于电池模块中热失控缓解的冷板设计。

背景技术：

1、电池模块或阵列可包括彼此相对紧密接近的多个电池电芯。电池可大致分为一次电池和二次电池。一次电池，也称为一次性电池，旨在用到耗尽为止，然后简单地用新电池替换它们。二次电池，更通常地称为可再充电电池，利用允许这样的电池反复再充电和再利用的特定的化学成分，因此与一次性电池相比，提供了经济、环保和易于使用的优点。

2、可再充电电池可用于为诸如玩具、消费电子产品和机动车辆的不同物品提供动力。可再充电电池(诸如锂离子电芯)的特定化学成分以及外部因素可导致生成大量热能的内部反应率。这样的化学反应可导致电池生成的热多于有效抽离的热。电池电芯长时间暴露在升高的温度下可导致电芯经历热失控事件。因此，开始于单个电芯内的热失控事件可导致热扩散到模块中的邻近电芯并导致热失控事件影响整个电池阵列。

技术实现思路

1、电池模块包括第一电池电芯和相邻的第二电池电芯。电池模块还包括冷板，该冷板与第一电池电芯和第二电池电芯中的每个接触并且构造为从第一电池电芯和第二电池电芯移除热能。冷板包括第一部段，该第一部段构造为安置第一电池电芯并且限定第一排气口，该第一排气口布置为直接邻近第一电池电芯并且构造为从第一电池电芯排放气体。冷板还包括第二部段，该第二部段构造为安置第二电池。冷板额外地包括第一闭合元件，该第一闭合元件布置在第一排气口内并且构造为在第一模式中堵塞第一排气口并将热能从第一电池电芯传递到冷板。第一闭合元件额外地构造为，当第一电池电芯经历热事件时，在第二模式中打开第一排气口以由此通过第一排气口并远离第二电池电芯，从第一电池电芯排放气体并且从第一电池电芯传递热能。因此，在第二模式中，第一闭合元件构造为控制热失控在电池模块中的传播。

2、第一闭合元件可包括第一层和第二层。第一层可由热导率相对低的材料构造。第二层可由热导率相对高的材料构造，并且布置在第一层和第一电池电芯之间。

3、热导率相对低的材料可以是硅基(硅酮或硅氧)聚合物。

4、热导率相对高的材料可以是氨基甲酸乙酯基聚合物。

5、冷板可包括邻近第一和第二电池电芯的第一表面和相对的第二表面。第一部段可包括从第一表面延伸、包围第一排气口的翅片，并且该翅片构造为定位和保持第一电池电芯并且生成从第一电池电芯到冷板的热传递路径。

6、第一和第二电池电芯中的每个可构造为圆柱形电芯。在这样的实施例中，翅片可包括第一翅片部分和第二翅片部分。该第一和第二翅片部分一起限定构造为容纳圆柱形第一电池电芯的圆形袋。

7、冷板可以是具有布置在第一和第二排气口之间的冷却剂通道的冷却剂板。

8、还公开了一种机动车辆，其具有动力源和构造为向动力源供应电能的上述公开的电池模块。

9、1.一种电池模块，其包括：

10、第一电池电芯和相邻的第二电池电芯；和

11、冷板，所述冷板与所述第一电池电芯和所述第二电池电芯中的每个接触并且构造为从所述第一电池电芯和所述第二电池电芯移除热能；

12、其中，所述冷板包括：

13、第一部段，所述第一部段构造为安置所述第一电池电芯并且限定第一排气口，所述第一排气口布置为直接邻近所述第一电池电芯并且构造为从所述第一电池电芯排放气体；

14、第二部段，所述第二部段构造为安置所述第二电池；和

15、第一闭合元件，所述第一闭合元件布置在所述第一排气口内并且构造为：

16、在第一模式中，堵塞所述第一排气口以将热能从所述第一电池电芯传递到所述冷板；并且

17、当所述第一电池电芯经历热事件时，打开所述第一排气口以在第二模式中通过所述第一排气口并远离所述第二电池电芯，从所述第一电池电芯排放气体并且从所述第一电池电芯传递热能，以控制热失控在所述电池模块中的传播。

18、2.如方案1所述的电池模块，其中：

19、所述第一闭合元件包括第一层和第二层；

20、所述第一层由热导率相对低的材料构造；并且

21、所述第二层由热导率相对高的材料构造，并且所述第二层布置在所述第一层和所述第一电池电芯之间。

22、3.如方案2所述的电池模块，其中，所述热导率相对低的材料是硅基聚合物。

23、4.如方案2所述的电池模块，其中，所述热导率相对高的材料是氨基甲酸乙酯基聚合物。

24、5.如方案1所述的电池模块，其中，所述冷板包括邻近所述第一电池电芯和所述第二电池电芯的第一表面和相对的第二表面；并且其中，所述第一部段包括从所述第一表面延伸、包围所述第一排气口的翅片，并且所述翅片构造为定位和保持所述第一电池电芯并且生成从所述第一电池电芯到所述冷板的热传递路径。

25、6.如方案5所述的电池模块，其中，所述第一电池电芯和所述第二电池电芯中的每个构造为圆柱形电芯；并且其中，所述翅片包括第一翅片部分和第二翅片部分，所述第一翅片部分和所述第二翅片部分一起限定构造为容纳圆柱形第一电池电芯的圆形袋。

26、7.如方案1所述的电池模块，其中，所述冷板是具有布置在所述第一排气口和所述第二排气口之间的冷却剂通道的冷却剂板。

27、8.一种机动车辆，其包括：

28、动力源，所述动力源构造为生成动力源扭矩；和

29、电池模块，所述电池模块构造为向所述动力源供应电能，所述电池模块包括：

30、第一电池电芯和相邻的第二电池电芯；和

31、冷板，所述冷板与所述第一电池电芯和所述第二电池电芯中的每个接触并且构造为从所述第一电池电芯和所述第二电池电芯移除热能；

32、其中，所述冷板包括：

33、第一部段，所述第一部段构造为安置所述第一电池电芯并且限定第一排气口，所述第一排气口布置为直接邻近所述第一电池电芯并且构造为从所述第一电池电芯排放气体；

34、第二部段，所述第二部段构造为安置所述第二电池；

35、知

36、第一闭合元件，所述第一闭合元件布置在所述第一排气口内并且构造为：

37、在第一模式中，堵塞所述第一排气口以将热能从所述第一电池电芯传递到所述冷板；并且

38、当所述第一电池电芯经历热事件时，打开所述第一排气口以在第二模式中通过所述第一排气口并远离所述第二电池电芯，从所述第一电池电芯排放气体并且从所述第一电池电芯传递热能，以控制热失控在所述电池模块中的传播。

39、9.如方案8所述的机动车辆，其中：

40、所述第一闭合元件包括第一层和第二层；

41、所述第一层由热导率相对低的材料构造；并且

42、所述第二层由热导率相对高的材料构造，并且所述第二层布置在所述第一层和所述第一电池电芯之间。

43、10.如方案9所述的机动车辆，其中，所述热导率相对低的材料是硅基聚合物。

44、11.如方案9所述的机动车辆，其中，所述热导率相对高的材料是氨基甲酸乙酯基聚合物。

45、12.如方案8所述的机动车辆，其中，所述冷板包括邻近所述第一电池电芯和所述第二电池电芯的第一表面和相对的第二表面；并且其中，所述第一部段包括从所述第一表面延伸、包围所述第一排气口的翅片，并且所述翅片构造为定位和保持所述第一电池电芯并且生成从所述第一电池电芯到所述冷板的热传递路径。

46、13.如方案12所述的机动车辆，其中，所述第一电池电芯和所述第二电池电芯中的每个构造为圆柱形电芯；并且其中，所述翅片包括第一翅片部分和第二翅片部分，所述第一翅片部分和所述第二翅片部分一起限定构造为容纳圆柱形第一电池电芯的圆形袋。

47、14.如方案8所述的机动车辆，其中，所述冷板是具有布置在所述第一排气口和所述第二排气口之间的冷却剂通道的冷却剂板。

48、15.一种电池模块，其包括：

49、第一电池电芯和相邻的第二电池电芯；和

50、冷板，所述冷板与所述第一电池电芯和所述第二电池电芯中的每个接触并且构造为从所述第一电池电芯和所述第二电池电芯移除热能；

51、其中，所述冷板包括：

52、第一部段，所述第一部段构造为安置所述第一电池电芯并且限定第一排气口，所述第一排气口布置为直接邻近所述第一电池电芯并且构造为从所述第一电池电芯排放气体；

53、第二部段，所述第二部段构造为安置所述第二电池；

54、第一闭合元件，所述第一闭合元件布置在所述第一排气口内并且构造为：

55、在第一模式中，堵塞所述第一排气口以将热能从所述第一电池电芯传递到所述冷板；并且当所述第一电池电芯经历热事件时，打开所述第一排气口以在第二模式中通过所述第一排气口并远离所述第二电池电芯，从所述第一电池电芯排放气体并且从所述第一电池电芯传递热能，以控制热失控在所述电池模块中的传播；

56、其中：

57、所述第一闭合元件包括第一层和第二层；

58、所述第一层由热导率相对低的材料构造；并且所述第二层由热导率相对高的材料构造，并且所述第二层布置在所述第一层和所述第一电池电芯之间。

59、16.如方案15所述的电池模块，其中，所述热导率相对低的材料是硅基聚合物。

60、17.如方案15所述的电池模块，其中，所述热导率相对高的材料是氨基甲酸乙酯基聚合物。

61、18.如方案15所述的电池模块，其中，所述冷板包括邻近所述第一电池电芯和所述第二电池电芯的第一表面和相对的第二表面；并且其中，所述第一部段包括从所述第一表面延伸、包围所述第一排气口的翅片，并且所述翅片构造为定位和保持所述第一电池电芯并且生成从所述第一电池电芯到所述冷板的热传递路径。

62、19.如方案18所述的电池模块，其中，所述第一电池电芯和所述第二电池电芯中的每个构造为圆柱形电芯；并且其中，所述翅片包括第一翅片部分和第二翅片部分，所述第一翅片部分和所述第二翅片部分一起限定构造为容纳圆柱形第一电池电芯的圆形袋。

63、20.如方案15所述的电池模块，其中，所述冷板是具有布置在所述第一排气口和所述第二排气口之间的冷却剂通道的冷却剂板。

64、当结合所附附图和所附权利要求考虑时，根据用于执行所描述的本公开的(多个)实施例和(多个)最佳模式的以下详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。