本公开涉及一种电池组和包括所述电池组的能量存储系统(ess)。本申请要求2023年9月7日在韩国提交的韩国专利申请号10-2023-0119307的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本申请要求2023年11月1日在韩国提交的韩国专利申请号10-2023-0149469的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本申请要求2023年9月7日在韩国提交的韩国专利申请号10-2023-0119308的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本申请要求2023年11月17日在韩国提交的韩国专利申请号10-2023-0159736的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
背景技术:
1、由于容易适用于不同类型的产品并且具有诸如高能量密度这样的电特性,二次电池通常不仅应用于便携式设备,而且还应用于电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)或能量存储系统(ess)。二次电池显著地减少了化石燃料的使用,并且除了主要优点之外,二次电池不会因为使用能量而产生副产物。从这个角度来看,二次电池作为更加环境友好且能量高效的新能源而得到关注。
2、根据电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)或能量存储系统(ess)所需的电池组的充电/放电容量,可以将多个电池单体串联/并联连接以形成电池组。在这种情况下,通常形成包括至少一个电池单体的电池模块,然后使用至少一个电池模块以及附加的其他元件一起形成电池组或电池架。替代地,最近,通过在不进行模组化的情况下将电池单体直接容纳在电池组外壳中来制造无模组电池组(cell to pack)类型的电池组。
3、然而,在电池组包括大量锂二次电池的情况下,在发生火灾和爆炸的事件时,损坏将更大。电池组中的火灾始于电池组中的电池单体的异常温度上升和气体的产生。因此,当电池单体的内部压力增加超过预定水平时,产生排气,并且包括电极活性材料和铝颗粒的高温火花和高温气体和从电池单体排出。
4、因此,为了确保电池组在使用时的稳定性,当电池组中发生诸如热失控这样的热事件时,需要快速地将排气释放到电池组的外部,以防止电池组的内部压力继续增加。在排气没有被适当地释放到大气中的情况下,可能导致电池单体之间更快的热失控传播。另外,电池组中可能发生更大的问题,例如爆炸,因此将排气释放到大气中是非常重要的。
5、常规电池组在电池组壳体中具有排气部,以在特定电池单体或电池模块中发生热事件时,将高温排气释放到电池组壳体的外部。在这种情况下,排气部像孔一样是中空的,以引导气体从内部排出到外部。
6、然而,在这种类型的电池组的情况下,诸如水分这样的外部杂质可能通过排气部进入。特别地,当通过水冷而非空冷向电池组供应冷却介质时,在设置于电池组外部的冷却管上形成冷凝,水分通过由孔形成的排气部渗入电池组,从而导致无法确保电池组的防水性能。
7、因此,存在对于以下技术的新兴需求:在电池组的正常状况下,防止诸如水分这样的杂质通过排气部渗入到电池组中。
8、此外,还存在对于以下技术的新兴需求:当电池组中发生热事件时,通过排气部快速地将高温气体排出到电池组的外部,以防止电池组中的热积聚或热传递,并且抑制火焰。
技术实现思路
1、技术问题
2、本公开旨在解决上述问题,因此本公开涉及提供这样一种电池组以及包括所述电池组的能量存储系统(ess):所述电池组用于在电池单体或电池模块的异常情况下确保安全性和可靠性。
3、然而,本公开要解决的问题不限于上述问题,本领域技术人员根据以下描述将清楚地理解这些和其他问题。
4、技术方案
5、为了解决上述问题,根据本公开的一个方面的电池组包括:多个电池单体;电池组壳体,所述电池组壳体容纳所述多个电池单体,并且具有排气部,所述排气部被构造成将所述电池单体产生的气体排出到所述电池组壳体的外部;以及盖件,所述盖件被附接到所述电池组壳体,并且被构造成打开和关闭所述排气部。
6、所述盖件可以被构造成:当所述电池组壳体中的温度和/或压力达到特定温度或特定压力中的至少一者时,所述盖件被打开,以将所述电池单体产生的气体排出到外部。
7、所述电池组壳体可以包括被构造成覆盖所述排气部的至少一部分的肋。
8、所述盖件可以沿着所述排气部的外周附接到所述电池组壳体的外表面。
9、所述盖件可以沿着所述排气部的外周附接到所述电池组壳体的内表面,并且直接面向所述肋。
10、所述肋可以包括朝向所述电池组壳体的内表面的厚度减小部。
11、所述肋可以朝向所述电池组壳体的外侧倾斜。
12、所述排气部可以包括由所述肋限定的多个排气孔,并且所述盖件被构造成在不同的压力或温度下、在所述多个排气孔中的至少两个排气孔中打开。
13、所述电池组还可以包括打开/关闭构件,所述打开/关闭构件被设置在所述电池组壳体中,并且被构造成打开和关闭所述多个排气孔中的至少一个排气孔。
14、所述排气部可以包括多个排气部,并且所述多个排气部中的至少一些排气部可以具有不同的尺寸。
15、所述电池组还可以包括冷却单元,所述冷却单元被设置在所述电池组壳体中,并且被构造成允许冷却介质流动,并且所述盖件可以设置在所述电池组壳体的定位有所述冷却单元的一侧上。
16、根据本公开的实施例的电池组还可以包括排气装置,所述排气装置被安装在所述排气部中,并且被构造成打开和关闭。
17、所述盖件可以被附接到所述排气装置的外侧,并且被构造成:当所述排气装置被打开时,所述盖件被一起打开,以便将气体排出到所述电池组壳体的外部。
18、所述排气装置可以具有被构造成朝向所述盖件突出的突出部。
19、另外,根据本公开的能量存储系统(ess)可以包括根据本公开的电池组。
20、有益效果
21、根据本公开的一个方面,可以确保电池组的防水和防尘功能,从而防止水分或灰尘渗入到电池组中,并且确保电池组的安全性和可靠性。
22、另外,根据本公开的一个方面,可以在电池单体的异常情况下产生气体时、将排气释放到电池组壳体的外部,从而有效地确保电池组的防止热传播的性能。
23、此外,根据本公开的一个方面,可以防止热量积聚在电池组壳体中,从而防止对于其他电池单体或电池模块的热损坏。
24、另外,根据本公开的一个方面,当排气完全释放到电池组壳体的外部时,可以防止氧气进入电池组壳体,从而防止或抑制电池组中的火焰。
25、因此,可以防止或延迟例如以下事件:由电池组或包括电池组的设备中的热失控引起的火灾或爆炸。
26、此外,本公开还可以具有许多其他效果,并且将在每个实施例中描述这些效果,或者对于本领域技术人员容易推断出的效果,省略对应的描述。
1.一种电池组,包括:
2.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述盖件被构造成:当所述电池组壳体中的温度或压力达到特定温度或特定压力中的至少一者时,所述盖件被打开,以将所述电池单体产生的气体排出到外部。
3.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述电池组壳体包括肋,所述肋被构造成覆盖所述排气部的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的电池组,其中,所述盖件沿着所述排气部的外周被附接到所述电池组壳体的外表面。
5.根据权利要求3所述的电池组,其中,所述盖件被构造成沿着所述排气部的外周被附接到所述电池组壳体的内表面,并且直接面向所述肋。
6.根据权利要求5所述的电池组,其中,所述肋包括朝向所述电池组壳体的内表面的厚度减小部。
7.根据权利要求3所述的电池组,其中,所述肋朝向所述电池组壳体的外侧倾斜。
8.根据权利要求3所述的电池组,其中,所述排气部包括由所述肋限定的多个排气孔,并且
9.根据权利要求3所述的电池组,其中,所述排气部包括由所述肋限定的多个排气孔,并且其中,所述电池组还包括打开/关闭构件,所述打开/关闭构件被设置在所述电池组壳体中,并且被构造成打开和关闭所述多个排气孔中的至少一个排气孔。
10.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述排气部包括多个排气部,并且其中,所述多个排气部中的至少一些排气孔具有不同的尺寸。
11.根据权利要求1所述的电池组,还包括:
12.根据权利要求1所述的电池组,还包括排气装置,所述排气装置被安装在所述排气部中,并且被构造成打开和关闭。
13.根据权利要求12所述的电池组,其中,所述盖件被附接到所述排气装置的外侧,并且被构造成:当所述排气装置被打开时,所述盖件被一起打开,以便将气体排出到所述电池组壳体的外部。
14.根据权利要求12所述的电池组,其中,所述排气装置具有被构造成朝向所述盖件突出的突出部。
15.一种能量存储系统(ess),包括根据权利要求1-14中任一项所述的电池组。