CN117242631A - 具有改进安全性的电池组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池组等，其中热事件能够被有效地控制，以改进安全性。根据本发明的一方面所述的电池组包括：多个电池模块，所述多个电池模块具有抽吸部和排放部，所述电池模块中的每个电池模块设置有至少一个电池单体，并且被构造成存储和排放能量；抽吸管道，所述抽吸管道具有抽吸通道，并且被定位成与所述多个电池模块的抽吸部连通；和排放管道，所述排放管道具有排放通道，并且被定位成与所述多个电池模块的排放部连通。所述多个电池模块进一步设置有打开和关闭构件，所述打开和关闭构件被构造成当内部压力增加时关闭所述抽吸部。

Description

具有改进安全性的电池组
技术领域
本申请要求2021年11月23日在韩国提交的韩国专利申请号10-2021-0162812的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电池，并且更特别地，本公开涉及一种电池组和包括该电池组的能量存储***，其中即使当发生诸如热失控的事件时也可以改进安全性。
背景技术
随着对诸如智能手机和智能平板这样的便携式电子产品的需求近来已经快速地增加，并且已经认真地开始了机器人、无人机、电动车辆等的商业化，已经积极地开展了对能够重复充电/放电的高性能二次电池的研究。
当前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池备受关注，因为它们与镍基二次电池相比较几乎没有记忆效应，因此具有自由充电/放电、非常低的自放电率和高能量密度的优点。
二次电池可以独自地使用，但是通常，在很多情形中，多个二次电池通常被彼此串联和/或并联电连接。特别地，多个二次电池可以被彼此电连接并且被一起容纳在一个模块外壳中以构成一个电池模块。电池模块可以独自地使用，或者两个或者更多电池模块可以被彼此串联和/或并联电连接，以构成更高级别的装置，诸如电池组。电池模块和电池组可以可互换地使用。
近来，随着诸如电力短缺或者环境友好能源的问题已经出现，用于存储所生产的电力的能量存储***(ESS)已经备受瞩目。代表性地，当使用这种ESS时，可以容易构造电力管理***，诸如智能电网***，因此，可以容易在特定区域或者城市中控制电力供应和需求。而且，随着电动车辆的商业化已经认真地开始，这种ESS可以被应用于能够对电动车辆充电的充电站。
在这种ESS或者电动车辆中使用的电池组可以包括多个电池模块。电池模块可以被彼此串联和/或并联连接以增加电池组的功率或者容量。而且，为了增加电池组的能量密度，电池模块可以密集地位于非常狭窄的空间中。
然而，当所述多个电池模块密集地位于狭窄空间中时，电池模块可能非常易于受到热事件的影响。例如，当在特定电池模块中发生热事件、诸如热失控时，可以从该特定的电池模块产生并且释放大量的热量或者高温通气气体。而且，由于释放的热量或者气体，可能发生热失控传播到其它电池模块的情况。当发生连锁反应、诸如热失控的传播时，电池组的热控制是非常重要的，因为连锁反应可能导致电池组的火灾或者***。
在相关技术中用于电池组的热控制的代表性方法可以包括：通过冷却管道将冷却流体供应到每一个电池模块中来防止温度升高的方法。然而，当在特定电池模块中发生热事件、诸如热失控并且产生通气气体时，通气气体可能通过冷却管道被引入其它电池模块中。相应地，在此情形中，可能由于通气气体而发生热失控的传播，由此加剧热事件。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种有效地控制热事件以改进安全性的电池组以及包括该电池组的能量存储***和车辆。
然而，本公开所要解决的技术意图不限于以上所述，并且根据以下公开，本领域普通技术人员将清楚地理解在这里没有提到的其它目的。
技术方案
在本公开的一个方面，提供一种电池组，所述电池组包括：多个电池模块，所述多个电池模块中的每个电池模块包括一个或者多个电池单体，以存储和释放能量，每个所述电池模块进一步包括进气部分和排气部分；进气管道，所述进气管道包括进气通道，并且与所述多个电池模块中的每个电池模块的所述进气部分连通；和排气管道，所述排气管道包括排气通道，并且与所述多个电池模块中的每个电池模块的所述排气部分连通，其中，所述多个电池模块中的每个电池模块进一步包括被构造成当内部压力增加时关闭所述进气部分的打开/关闭构件。
所述进气部分可以被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的侧表面上，并且所述排气部分可以被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的顶表面上。
而且，所述进气管道可以覆盖所述多个电池模块中的每一个的汇流条组件。
而且，所述进气管道可以被构造成将冷却流体供应到所述多个电池模块，并且所述排气管道可以被构造成将供应到所述多个电池模块的所述冷却流体排放到外侧。
而且，所述打开/关闭构件可以被构造成当通过所述进气管道供应所述冷却流体时打开所述进气部分。
而且，所述打开/关闭构件可以被构造成当在电池模块中产生通气气体时关闭所述进气部分。
而且，所述打开/关闭构件可以围绕铰链枢转，以打开或者关闭所述进气部分。
而且，所述排气管道可以包括多个进口，所述多个进口被形成为分别地对应于所述多个电池模块的所述排气部分。
而且，所述排气管道可以包括阻挡部分，所述阻挡部分被构造成阻挡引入所述多个进口中的至少一个中的气体被引入其它进口中。
在本公开的另一个方面，还提供一种能量存储***，其包括根据本公开的电池组。
在本公开的另一个方面，还提供一种车辆，其包括根据本公开的电池组。
有利效果
根据本公开，在包括多个电池模块的电池组中，可以有效地抑制电池模块之间的热量传播。
特别地，当由于诸如热失控这样的事件而在特定电池模块中产生热量或者气体时，可以更有效地防止所产生的热量或者气体通过冷却通路被转移到其它模块。
相应地，根据本公开的这个方面，因为可以防止通过电池模块之间的热量传播而发生火灾或者***，所以可以进一步改进电池组的热安全性。
而且，根据本公开的实施例，使用了电池组的冷却构造并且不另外地要求用于排气的单独的空间。因此，根据这个方面，可以简化电池组的结构，并且可以改进能量密度。
另外，根据本公开的各种实施例，可以实现各种其它另外的效果。本公开可以具有将在每一个实施例中描述的各种其它效果，或者将省略本领域普通技术人员可以容易推断的效果的描述。
附图说明
附图示出本公开的优选实施例，并且与前面内容一起用于提供本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被理解为限制于附图。
图1是示意性地示出根据本公开实施例所述电池组的元件的立体图。
图2是示出图1的某些元件的分解立体图。
图3是示出包括在根据本公开实施例所述电池组中的一个电池模块的立体图。
图4是示出图3所示某些元件被分离状态的局部立体图。
图5是示出从上方观察根据本公开实施例所述的电池组中的冷却流体的流动的示意性视图。
图6是示意性地示出根据本公开的实施例所述的、进气部分被电池组中的通气气体关闭的状态的视图。
图7是示意性地示出在图3的电池模块中、打开/关闭构件被打开的状态的视图。
图8是示出从上方观察根据本公开的实施例所述的打开/关闭构件的元件的视图。
图9是示意性地示出根据本公开实施例所述的、被包括在电池组中的排气管道的元件的底部立体图。
图10是示意性地示出根据本公开另一实施例所述的、被包括在电池组中的排气管道的元件的底部立体图。
图11是示意性地示出根据本公开实施例所述的、设置在电池组中的排气管道的一部分的截面视图。
图12是示意性地示出根据本公开另一个实施例所述的、设置在电池组中的排气管道的一部分的截面视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解在说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被理解为被限制于一般的和词典的含义，而是在允许本发明人为了最佳解释适当地定义术语的原则的基础上，基于对应于本公开的技术方面含义和概念来解释。
因此，在这里提出的描述只是仅仅为了示意的优选示例，而非旨在限制本公开的范围，从而应该理解，能够在不偏离本公开的范围的情况下对此做出其它等同和修改。
图1是示意性地示出根据本公开实施例所述电池组的元件的立体图。图2是示出图1的某些元件的分解立体图。
参考图1和图2，根据本公开的电池组包括电池模块100、进气管道200和排气管道300。
所述电池模块100可以包括一个或者多个电池单体，以存储和释放能量。每个电池单体可以指二次电池。而且，一个或者多个电池模块100可以被包括在所述电池组中。特别地，为了增加电池组的容量和/或输出，如图1和图2中所示，多个电池模块100可以被包括在电池组中。在此情形中，所述多个电池模块100可以被堆叠在至少一个方向上。例如，在图1和图2中，八个电池模块100被布置在X轴方向(左右方向)上。
在图3和图4中更详细地示出了所述电池模块100的更具体的构造。
图3是示出包括在根据本公开实施例所述电池组中的一个电池模块100的立体图。而且，图4是示出图3的某些元件被分离的状态的局部立体图。
参考图3和图4，所述电池模块100可以包括电池单体110(二次电池)。
所述电池单体110可以包括电极组件、电解质和电池外壳。虽然在图3和图4中示出袋型二次电池，但是其他类型的二次电池、例如圆柱形电池或者棱柱形电池可以被包括在所述电池模块100中。
可以包括多个二次电池。例如，如附图中所示，多个袋型二次电池可以在被平铺的同时被堆叠在竖直方向上，以构成单体组件。在此情形中，所述二次电池的电极引线111可以直接地彼此接触或者可以通过汇流条等被彼此电连接。
特别地，所述电池模块100可以包括进气部分I1和排气部分O1。所述进气部分I1和排气部分O1可以与所述电池模块100的内部空间连通。即，所述电池模块100可以包括进气部分I1和排气部分O1，以与内部空间、特别是与其中容纳有所述电池单体110的空间相连通。特别地，所述进气部分I1可以被构造成允许气体被引入到所述电池单体110所在的内部空间中。所述排气部分O1可以被构造成允许气体从所述电池单体110所在的内部空间排放到外侧。
此外，如图3和图4中所示，所述电池模块100可以包括模块外壳120和汇流条组件130。
一个或者多个电池单体110(即二次电池)可以被容纳在所述模块外壳120的内部空间中。例如，如附图中所示，所述模块外壳120可以包括上板121、下板122和侧板123。这些多个板可以被彼此联接，以限定单体组件可以被容纳在其中的内部空间。
包括在所述模块外壳中的某些板、例如下板122和侧板123(左板和右板)可以被彼此一体地形成。在此情形中，所述下板122和侧板123的一体形状可以大致是U形。可替代地，所述下板122、侧板123和上板121可以彼此一体地形成，以具有管状单框架形状。所述模块外壳120的所述板可以被彼此联接以限定内部空间。单体组件可以被容纳在所述内部空间中。
这样，在所述电池单体110被容纳在其中的内部空间由所述模块外壳120限定的状态下，所述模块外壳120的进气部分I1和排气部分O1可以与所限定的内部空间连通。特别地，所述进气部分I1和/或排气部分O1可以被形成为穿过所述模块外壳120的一部分的孔。然而，本公开不限于所述进气部分I1和排气部分O1的特定类型，所述进气部分I1和排气部分O1可以被形成为各种其它类型中的任何一种，以打开所述模块外壳120的内部空间。
而且，所述电池模块100可以包括模块端子140。例如，每一个电池单体110的电极引线111可以位于所述电池模块100的前侧和/或后侧上，并且所述模块端子140可以被定位成被电连接到所述电极引线111。特别地，所述模块端子140可以位于所述电池模块100的前侧和/或后侧上，并且可以向前和/或向后突出。而且，每一个电池模块100可以包括正(+)模块端子和负(-)模块端子来作为模块端子140。在此情形中，正(+)模块端子和负(-)模块端子可以位于所述电池模块100的相同侧表面上，例如，如附图中所示位于前表面(-Y轴方向)上。所述模块端子140可以使得包括在所述电池模块100中的二次电池(电池单体110)能够被电连接到所述电池模块100外侧的其它元件，例如其它电池模块100。
如图2中所示，所述进气管道200可以包括进气通道C1。所述进气通道C1可以允许流体、例如气体在所述进气管道200中流动。特别地，所述进气管道200可以与包括在电池组中的所述多个电池模块100中的每一个的进气部分I1连通。即，可以为每一个电池模块100形成进气部分I1。所述进气管道200可以被连接到每一个电池模块100的进气部分I1，使得所述进气管道200的流体可移动到所述进气部分I1。
如图2中所示，所述排气管道300可以包括排气通道C2。所述排气通道C2可以允许流体、诸如气体在所述排气管道300中流动。特别地，所述排气管道300可以与所述多个电池模块100中的每一个的排气部分O1连通。即，可以为每一个电池模块100形成排气部分O1。所述排气管道300可以被连接到每一个电池模块100的排气部分O1，使得每一个电池模块100的排气部分O1的流体可移动到所述排气管道300。
在这种构造中，所述电池模块100可以包括打开/关闭构件150。所述打开/关闭构件150可以被形成为执行打开/关闭操作。此外，所述打开/关闭构件150可以被构造成打开或者关闭(密封)所述进气部分I1。特别地，所述打开/关闭构件150可以被设置成靠近所述进气部分I1，以当所述电池模块100的内部压力增加时关闭所述进气部分I1。
即，所述打开/关闭构件150可以被构造成当所述电池模块100的内部压力小于特定水平时打开所述进气部分I1，并且当所述电池模块100的内部压力等于或者大于特定水平时关闭所述进气部分I1。所述打开/关闭构件150的打开/关闭操作可以被以如下方式执行：使得所述打开/关闭构件150完全或者部分地阻挡所述进气部分I1。
特别地，每一个电池模块100的进气部分I1可以与所述进气管道200连通。相应地，所述打开/关闭构件150可以被构造成使得所述进气管道200的进气通道C1和进气部分I1根据所述电池模块100的内部压力情况彼此连通或者被阻挡。
根据本公开的这个实施例，可以通过所述打开/关闭构件150的打开/关闭操作改进电池组的安全性。而且，当所述多个电池模块100中的特定电池模块100的内部压力增加时，可以预测特定电池模块100为异常。在此情形中，当所述进气部分I1通过所述打开/关闭构件150的打开/关闭操作而被关闭时，可以减少或者防止热量等排放到所述进气管道200。因此，可以防止通过所述进气管道200在电池模块100之间发生诸如热失控传播这样的热事件的传播。
此外，在本公开的一个方面，所述打开/关闭构件150的打开/关闭操作可以被自动地执行。特别地，在产生通气气体等并且所述电池模块100的内部压力增加时，所述打开/关闭构件150可以被自动地打开。而且，当所述电池模块100的内部压力等于或者小于特定水平时，所述打开/关闭构件150可以被自动地关闭。即，在本公开的这个方面，不要求用于提供驱动力以打开/关闭所述打开/关闭构件150的装置，例如马达。而且，根据本公开的这个方面，为了打开/关闭所述打开/关闭构件150，不需要将单独的控制信号施加到所述打开/关闭构件150。
所述进气部分I1可以被形成在每一个电池模块100的侧表面上。例如，参考图2，所述进气部分I1可以被形成在每一个电池模块100的前表面和后表面上。即，每一个电池模块100可以包括四个侧表面，即，前、后、左和右表面。在此情形中，在多个电池模块100被彼此平行地布置在左右方向(X轴方向)上的状态下，所述进气部分I1可以被形成在前表面和后表面这两个表面中的每一个上。在此情形中，可以为每一个电池模块100形成两个进气部分I1。特别地，所述进气部分I1可以被形成在所述电池模块100的模块外壳120上。例如，所述进气部分I1可以被形成为被形成在所述模块外壳120中的孔或者切口部分。
而且，所述排气部分O1可以被形成在每一个电池模块100的顶表面上。例如，参考图2，所述排气部分O1可以被形成在布置在左右方向上的所述多个电池模块100中的每一个的上部上。特别地，如图3和图4中所示，所述上板121可以作为模块外壳120位于所述电池模块100的上部上。所述排气部分O1可以被形成在所述上板121上。在此情形中，所述排气部分O1可以被形成为所述上板121中的孔或者切口部分。
对应于进气部分I1和排气部分O1的构造，所述进气管道200可以位于所述多个电池模块100的一侧上，特别是所述多个电池模块100的前侧和后侧上，如图1和图2中所示。如图1和图2中所示，所述排气管道300可以位于所述多个电池模块100的上部上。
根据本公开的这个实施例，可以稳定地确保电池组的冷却和/或通气性能。特别地，通过所述进气部分I1引入每一个电池模块100中的冷却气体可以从所述电池单体110获取热量并且温度可以增加。温度增加的冷却气体可以被引导到每一个电池模块100的上部。在此情形中，当所述排气部分O1被形成在每一个电池模块100的上部上时，每一个电池模块100中的冷却气体可以通过所述上部上的排气部分O1被更顺利地排放到电池模块的外侧，特别是排放到所述排气管道300。而且，当在每一个电池模块100中产生通气气体时，作为高温气体的通气气体趋向于从所述电池模块的内部空间向上移动。相应地，根据该构造，可以通过位于所述电池模块100的上部上的排气部分O1和排气管道300更顺利地排放通气气体。
而且，根据该实施例，所述进气管道200可以位于所述电池模块100的侧部上，并且所述排气管道300可以位于所述电池模块100的上部上。在此情形中，所述进气管道200和排气管道300可以位于电池组外侧，并且可以用作电池组外壳的至少一部分。
如图1和图2中所示，根据本公开所述的电池组可以进一步包括侧壳400。所述侧壳400可以覆盖所述多个电池模块100的模块堆的至少一部分。所述侧壳400可以被联接到所述进气管道200和/或排气管道300。特别地，进气孔H1和H2可以被形成在所述侧壳400中。所述进气孔H1和H2可以与所述进气管道200的进气通道C1连通。例如，第一进气孔H1可以与位于前侧上的第一进气管道210的进气通道C1连通。第二进气孔H2可以与位于后侧上的第二进气管道220的进气通道C1连通。
在这个实施例中，所述进气管道200、排气管道300和侧壳400可以用作电池组外壳的各种部件。特别地，所述电池组可以包括所述多个电池模块100和诸如电池管理***(BMS)这样的电子部件。在此情形中，所述进气管道200、排气管道300和侧壳400可以被至少部分地彼此联接，并且可以位于所述电池模块100或者电子部件外侧，以覆盖所述电池模块100或者电子部件。例如，所述进气管道200和排气管道300可以覆盖所述模块堆的前侧和后侧。所述电子部件可以位于所述模块堆的左侧上，并且所述侧壳400可以覆盖所述电子部件和模块堆的左侧。
所述进气管道200可以覆盖所述多个电池模块100中的每一个的汇流条组件130。特别地，每一个电池模块100的模块外壳120的至少一侧可以打开。单体组件的电极引线111可以位于打开部分上。在此情形中，电极引线位于此处的模块外壳120的打开部分可以构成每一个电池模块100的进气部分I1。
特别地，所述电池模块100可以包括汇流条组件130，并且可以被联接到所述模块外壳120的打开部分。例如，如图3和图4中所示，所述汇流条组件130可以被联接到所述模块外壳120的前打开部分和后打开部分、即所述进气部分I1中的每一个。单体组件的电极引线111可以位于所述模块外壳120的前部和后部中的每一个上，并且所述汇流条组件130可以被联接到电极引线111。在更具体的示例中，如图3和图4中所示，所述汇流条组件130可以包括汇流条外罩131和模块汇流条132。
所述汇流条外罩131可以由电绝缘材料、例如塑料材料形成。所述模块汇流条132可以被安置在所述汇流条外罩131上，并且被固定于此。所述模块汇流条132可以由导电材料、例如金属材料形成。所述模块汇流条132可以被构造成电连接两条或者更多条电极引线111，或者可以被连接到一条或者多条电极引线111以将感测信息传输到控制单元，诸如电池管理单元(BMS)。
这样，在被包括在根据本公开所述电池组中的电池模块100中，所述汇流条组件130所在的特定侧、例如前侧和后侧可以打开，以用作所述进气部分I1。特别地，所述汇流条组件130可以包括供所述电极引线111可以从中穿过的狭缝。在此情形中，每一个电池模块100的进气部分I1可以通过所述狭缝将所述模块外壳120的内部空间与外部空间连通。
例如，参考图2到图4，所述汇流条组件130可以位于每一个电池模块100的前侧和后侧上。在此情形中，所述进气管道200可以被联接到模块堆的前侧和后侧中的每一个。相应地，所述进气管道200可以覆盖所述多个电池模块100的汇流条组件130。
根据本公开所述这个实施例，所述进气管道200可以提供流体从中流动通过的通道，并且可以保护每一个电池模块100的汇流条组件。相应地，在此情形中，所述进气管道200可以执行每一个电池模块100的管道功能和电池组外壳功能这两个功能。因此，在这个实施例中，因为一个元件可以执行各种功能，因此，不需要分开地设置用于执行各种功能的元件，从而可以容易制造并且具有经济性，并且可以进一步增加电池组的能量密度。
所述进气管道200可以被构造成供应冷却流体，并且所述排气管道300可以被构造成将冷却流体排放到外侧，这将参考图5更详细地描述。
图5是示出从上方观察的根据本公开实施例所述电池组中的冷却流体的流动的示意性视图。
参考图5，所述进气管道200可以被构造成将冷却流体供应到所述多个电池模块100。例如，如图5中所示，所述进气管道200可以在左右方向上长长地延伸，并且可以被联接到模块堆(所述多个电池模块100在左右方向上被堆叠在其中)的前侧和后侧中的每一个。在此情形中，所述进气部分I1可以位于所述进气管道200被联接于此的模块堆的前侧和后侧中的每一个上。如由实线箭头所示，冷却流体、例如空气可以通过位于所述模块堆的左侧上的侧壳400的进气孔H1和H2中的每一个被引入所述进气管道200中，并且可以流动通过所述进气通道C1。流动通过所述进气通道C1的冷却流体可以通过位于每一个电池模块100的前测和后侧中的每一个上的进气部分I1被引入所述电池模块100中。
所述排气管道300可以被构造成将供应到所述多个电池模块100的冷却流体排放到外侧。例如，如图5中所示，所述排气管道300可以在左右方向上长长地延伸，并且可以被联接到所述模块堆的上部。在此情形中，所述排气部分O1可以位于所述排气管道300被联接于此的模块堆的上部上。通过所述进气管道200引入每一个电池模块100中的流体可以流动通过所述电池模块100的内部空间，然后可以被排放到位于上部上的排气部分O1。如由短划箭头所示，通过每一个电池模块100的排气部分O1排放的冷却流体可以通过所述排气管道300的排气通道C2被排放到电池组的外侧。
根据本公开所述的这个实施例，可以更顺利地引导冷却流体通过所述进气管道200和排气管道300的流动。相应地，可以进一步改进电池组的冷却性能。
在这个实施例中，所述打开/关闭构件150可以被构造成当通过所述进气管道200供应冷却流体时打开所述进气部分I1。即，在图5的实施例中，当冷却流体如由实线箭头所示地被引入所述进气管道200中时，靠近每一个电池模块100的进气部分I1定位的所述打开/关闭构件150可以打开所述进气部分I1，以允许冷却流体从所述进气管道200引入电池模块100中。
特别地，所述打开/关闭构件150可以执行打开操作和关闭操作。所述打开/关闭构件150可以被构造成当所述进气管道200的内部压力高于电池模块100的内部压力时打开所述进气部分I1。例如，当在所述电池模块100的正常状态下、冷却流体被引入进气管道200中时，所述进气管道200的内部压力可以高于所述电池模块100的内部压力。在此情形中，所述打开/关闭构件150可以从关闭状态改变为打开状态，以允许所述进气管道200中的冷却流体被引入所述电池模块100中。作为对照，当在所述电池模块100的正常状态下、冷却流体未被供应到所述进气管道200中时，所述进气管道200的内部压力可以类似于所述电池模块100的内部压力。在此情形中，所述打开/关闭构件150可以被维持在关闭状态下。
根据本公开的这个实施例，因为当供应冷却流体时、所述打开/关闭构件150被打开，所以冷却流体可以被顺利地引入所述电池模块100中。因为当不供应冷却流体时、所述打开/关闭构件150不被打开，所以可以防止外部异物、例如所述进气管道200中的尘土或者水分被引入所述电池模块100中。
在以上实施例中，所述进气管道200可以被形成为使得所述进气通道C1的截面面积部分地不同。特别地，所述进气管道200可以被形成为：在引入冷却流体的端部处的通道的截面面积大于相反端部处的通道的截面面积。例如，在图5的构造中，冷却流体可以从所述进气管道200的左端部分引入，并且可以在所述进气通道C1中向右流动。在此情形中，所述进气管道200的左端部分的通道截面面积可以大于右端部分的通道截面面积。
此外，所述进气管道200可以被形成为：通道的截面面积随着远离引入冷却流体的端部而逐渐地降低。例如，在图5的实施例中，所述进气管道200可以被形成为使得所述进气通道C1的尺寸从左端部分到右端部分降低。
根据本公开的这种构造，被引入布置在左右方向上的所述多个电池模块100中的冷却流体量可以是均匀的。
所述打开/关闭构件150可以被构造成当在所述电池模块100中产生通气气体时关闭所述进气部分I1，这将参考图6更详细地描述。
图6是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组中、进气部分I1被通气气体关闭的状态的视图。
参考图6，在布置于左右方向上的多个电池模块100M1到M8中，当在电池模块M5中产生通气气体时，所述电池模块M5的内部压力可以增加。由于内部压力的增加，所述电池模块M5的打开/关闭构件150可以关闭所述电池模块M5的进气部分I1。当所述进气部分I1关闭时，可以包括所述进气部分I1从打开状态改变为关闭状态的情形和所述进气部分I1被维持在关闭状态下的情形。
相应地，所述电池模块M5中的通气气体可以不如由实线箭头所示地朝向所述进气管道200流出。在此情形中，因为排气部分O1可以形成在所述电池模块M5中，所以通气气体可以被排放到所述排气部分O1。如由短划箭头所示，通过所述排气部分O1排放的、所述电池模块M5中的通气气体可以通过所述排气管道300被排放到外侧。
根据本公开的这个实施例，即使当在所述多个电池模块100中的特定电池模块100中产生通气气体时，通气气体也可以不被引入所述进气管道200中。相应地，可以有效地防止当通气气体通过所述进气管道200被引入其它电池模块100中时发生的热失控的传播。
引入所述排气管道300中的通气气体可以通过其它电池模块100的排气部分O1被引入其它电池模块100中。然而，在此情形中，当其它电池模块100的内部压力由于通气气体的引入而增加时，其它电池模块100的打开/关闭构件150也可以被关闭。相应地，在此情形中，可以防止通气气体通过其它电池模块100的排气部分O1被持续地引入其它电池模块中。此外，在此情形中，因为所述排气管道300的出口的压力低，所以与移动到其它电池模块100中相比，所述排气管道300中的流体可以更可能朝向所述排气管道300的出口移动。
所述打开/关闭构件150可以可围绕铰链枢转，以打开或者关闭所述进气部分I1，这将进一步参考图7和图8描述。
图7是示意性地示出图3所示电池模块100中的打开/关闭构件150被打开状态的视图。而且，图8是根据本公开实施例所述的、从上方观察所述打开/关闭构件150被打开状态的视图。例如，图8是沿着图7的A1-A1’线截取的示意性截面视图。特别地，在图8中，为了方便解释起见，除了所述打开/关闭构件150之外的构件未被示出或者被示意性地示出。
参考图7和图8，所述打开/关闭构件150可以包括铰链G，并且可以可围绕所述铰链G枢转。所述打开/关闭构件150可以通过围绕所述铰链G的旋转运动被切换到打开状态或者关闭状态。特别地，因为所述打开/关闭构件150被设置成靠近所述电池模块100的进气部分I1，所以所述打开/关闭构件150可以被打开或者关闭，以打开或者关闭所述进气部分I1。
例如，当所述打开/关闭构件150如由图8中的短划线所示地定位时，所述打开/关闭构件150可以处于关闭状态中。在此情形中，可以如图3所示那样构造所述打开/关闭构件150。此外，在这种状态中，所述打开/关闭构件150可以关闭所述电池模块100的进气部分I1。
作为对照，当所述打开/关闭构件150如由图8的构造中的箭头B1所示地围绕铰链轴旋转时，所述打开/关闭构件150可以处于打开状态中。在这种状态中，可以如图7所示那样构造所述打开/关闭构件150。在这种状态中，所述打开/关闭构件150可以打开所述电池模块100的进气部分I1。即，当所述打开/关闭构件150打开时，如在图7中的部分V1中所示，所述进气部分I1可以被暴露于所述电池模块100的外侧。
特别地，当冷却流体被引入所述进气管道200中并且所述进气管道200的内部压力增加时，所述打开/关闭构件150可以如由图7和图8中的箭头B1所示的方式旋转。在此情形中，设置在所述多个电池模块100中的每一个打开/关闭构件150可以被打开，并且冷却流体可以如由图5中的实线箭头标记地那样流动。
而且，当在所述电池模块100中产生通气气体并且所述电池模块100的内部压力增加时，所述打开/关闭构件150可以在与图7和图8的箭头B1相反的方向上旋转。在此情形中，设置在所述电池模块100中的打开/关闭构件150可以被关闭，并且可以防止通气气体如由图6中的实线箭头所示地从所述电池模块100朝向进气管道200流出。在此情形中，因为所述排气部分O1被设置在电池模块100中，所以所述电池模块100中的通气气体可以通过所述排气部分O1流出到排气管道300，并且可以如由图6中的短划箭头所示地沿着所述排气管道300流动。
根据本公开的这个实施例，可以更容易实现通过所述打开/关闭构件150的进气部分I1的打开/关闭构造。
所述打开/关闭构件150可以包括弹性体，以控制围绕所述铰链G的旋转运动。例如，所述打开/关闭构件150可以包括诸如弹簧这样的弹性体。在此情形中，由于所述弹性体的弹性力，在正常状态中，所述打开/关闭构件150可以如由图8中的短划线所示地或者如在图3中所示被维持在关闭状态下。当冷却流体被引入所述进气管道200中并且冷却流体对所述打开/关闭构件150的挤压力高于所述弹性体的弹性力时，所述打开/关闭构件150可以如由图7和图8中的箭头B1所示地旋转，并且可以如在图7和图8中所示被切换到打开状态。在此情形中，冷却流体可以通过所述电池模块100的进气部分I1被引入电池模块100中。
当冷却流体不再被供应到所述进气管道200或者冷却流体的量降低、因此冷却流体的挤压力低于所述弹性体的弹性力时，所述打开/关闭构件150可以在与箭头B1相反的方向上旋转，并且可以如由图8的短划线所示地或者如在图3中所示被切换到关闭状态。
根据本公开的这个实施例，当电池模块100的内部压力由于通气气体而增加时，可以更快速地执行所述打开/关闭构件150的打开/关闭操作。而且，根据这个实施例，因为当在正常状态中不引入冷却流体时，所述打开/关闭构件150被维持在关闭状态下，所以可以更可靠地防止诸如尘土或者水分这样的异物被引入所述电池模块100的进气部分I1中。
如图7和图8中所示，所述打开/关闭构件150可以包括第一门151和第二门152。所述第一门151和第二门152中的每一个可以围绕铰链轴旋转。特别地，所述第一门151和第二门152可以在相反方向上旋转，以被打开或者关闭。在此情形中，所述铰链G可以被设置在所述第一门151和第二门152的彼此远离的端部上，并且所述第一门151和第二门152可以围绕所述铰链G旋转。在此情形中，所述第一门151和第二门152的彼此靠近的端部可以移动。
例如，当所述打开/关闭构件150被打开时，所述第一门151可以逆时针方向旋转，并且所述第二门152可以顺时针旋转。在此情形中，所述第一门151和第二门152之间的间隙可以被加宽，因此，所述进气部分I1可以通过所述间隙被暴露于模块的外侧。相应地，在此情形中，所述进气部分I1可以处于打开状态中。
作为对照，当所述打开/关闭构件150被关闭时，所述第一门151可以顺时针旋转，并且所述第二门152可以逆时针旋转。所述第一门151和第二门152之间的间隙可以被减小，并且所述当第一门151和第二门152的端部彼此接触时，所述打开/关闭构件150可以被关闭。在此情形中，因为所述进气部分I1不被暴露于模块的外侧，所以所述进气部分I1可以处于关闭状态中。
根据本公开的这个实施例，可以更顺利地实现所述打开/关闭构件150的打开/关闭构造。特别地，所述汇流条组件130可以位于所述打开/关闭构件150的内侧。所述打开/关闭构件150和汇流条组件130之间的空间可以较窄。在此情形中，即使当第一门151和第二门152短距离移动时，构成所述打开/关闭构件150的两个门、即所述第一门151和第二门152也可以提供可以通过其引入冷却流体的足够的打开部分。
相应地，因为可以在这个窄空间中执行所述打开/关闭构件150的打开操作，所以电池模块100或者电池组可以容易被小型化。而且，在以上实施例中，当产生通气气体时，因为所述第一门151和第二门152短距离移动以执行关闭操作，所以可以更快速地防止通过所述进气部分I1排放通气气体。
而且，根据这个实施例，当所述打开/关闭构件150被打开时，打开部分V1可以被形成在所述打开/关闭构件150的左右方向上的中心处。当通过位于中心处的所述打开部分V1引入冷却流体时，冷却流体可能被引入所述电池模块100的左侧和右侧中。因此，在此情形中，因为冷却流体可以均匀地流动到所述电池模块100中的左侧和右侧，所以可以确保所述电池模块100的稳定的冷却性能。
所述电池模块100可以包括被构造成停止所述打开/关闭构件150的移动的止挡件。
首先，如图8中所示，所述电池模块100可以包括第一止挡件S1。所述第一止挡件S1可以被构造成：当所述打开/关闭构件150打开时，所述第一止挡件S1使得所述打开/关闭构件150不再被打开。特别地，当所述打开/关闭构件150被打开时，打开/关闭门的可移动端部可以朝向所述汇流条组件130移动。在此情形中，所述第一止挡件S1可以被构造成使得所述打开/关闭门不再朝向所述汇流条组件130移动。
根据本公开的这个实施例，可以防止由于所述打开/关闭构件150的打开操作而使得所述汇流条组件130损坏或者短路。
而且，如图8中所示，所述电池模块100可以包括第二止挡件S2。所述第二止挡件S2可以被构造成：当所述打开/关闭构件150关闭时，所述第二止挡件S2使得所述打开/关闭构件150不再旋转。特别地，在图8中，打开/关闭门可以在与箭头B1相反的方向上旋转，以处于如由短划线标记的关闭状态下。在此情形中，当打开/关闭门继续在与箭头B1相反的方向上旋转时，打开/关闭门的面对的端部可以被彼此隔开，以稍微打开所述打开/关闭构件150。所述第二止挡件S2可以被构造成停止所述打开/关闭构件150的移动，使得当所述打开/关闭构件150关闭时，所述打开/关闭构件150被很好地维持在关闭状态中。特别地，当在电池模块100中产生通气气体时，打开/关闭门可以被推动到模块的外侧(-Y轴方向)，并且在此情形中，所述第二止挡件S2可以防止打开/关闭门被推动。
因此，根据本公开的这个实施例，当所述打开/关闭构件150由于通气气体等的产生而被关闭时，关闭状态可以被稳定地维持。
所述打开/关闭构件150可以由绝缘材料、诸如塑料形成。在此情形中，即使当所述打开/关闭构件150接触所述汇流条组件130时，也可以防止短路等。可替代地，所述打开/关闭构件150可以由导电材料、诸如金属形成，以增加机械强度，但是在此情形中，所述打开/关闭构件150的至少一部分、例如所述打开/关闭构件150的端部可以涂覆有绝缘材料或者具有由绝缘材料包裹的表面。
在其它实施例中，所述打开/关闭构件150可以由各种其它材料或者形状中的任何一种形成。
图9是示意性地示出被包括在根据本公开实施例所述电池组中的排气管道300的元件的底部立体图。
与以上附图一起地参考图9，所述排气管道300可以包括中空的内部空间，即排气通道C2。从所述电池模块100排放的通气气体或者冷却流体可以流动通过所述排气通道C2，然后可以通过所述排气管道300的出口流出到外侧。在此情形中，如图9中所示，所述排气管道300可以被形成为使得下部和右部打开，并且上部、前部、后部和左部关闭。在此情形中，所述排气管道300的打开的下部可以被联接到所述多个电池模块100的、在此处形成所述排气部分O1的一部分处。在此情形中，所述排气管道300的打开的下部可以是所述排气通道C2的进口。而且，所述排气管道300的打开的右部可以用作出口。相应地，从每一个电池模块100排放的冷却流体或者通气气体可以通过所述排气管道300的打开的下部被引入，并且可以朝向出口流动。
特别地，如图9中所示，所述排气管道300的打开的下部可以完全打开。在此情形中，所述排气管道300可以容易被组装到模块堆。即，因为所述排气通道C2的进口较宽，所以可以更容易实现将所述排气通道C2的进口与排气部分O1连通的构造。
如图9中所示，所述排气管道300可以包括靠近出口定位的网状构件E。可以通过在板形构件中形成多个孔或者通过类似网一样地编织多条金属丝来形成所述网状构件E。
根据本公开的这个实施例，通过所述排气管道300排放的通气气体中的火花或者高温活性材料颗粒可以被所述网状构件E过滤。相应地，可以防止火花或者活性材料颗粒被排放到电池组的外侧并且引起火灾。
图10是示意性地示出被包括在根据本公开另一实施例所述电池组中的排气管道300的元件的底部立体图。当描述包括本实施例的本说明书的各种实施例时，对于以上实施例的描述可同样地或者类似地应用于此的部分，其描述被省略，并且主要描述不同的部分。
参考图10，所述排气管道300可以包括被形成在至少一个表面、特别是底表面上的进口F。更详细地，所述排气管道300可以在底部处包括板形构件，并且具有孔的进口F可以被形成在所述板形构件中。所述进口F可以与排气通道C2连通。
此外，多个进口F可以被形成为每一个对应于每一个电池模块100的排气部分O1。例如，如图2中所示，当电池组包括八个电池模块100并且为每一个电池模块100形成一个排气部分O1时，总共八个排气部分O1可以被形成在电池组中。在此情形中，所述排气管道300可以包括被形成为分别对应于所述排气部分O1的八个进口F。所述进口F可以与不同的排气部分O1连通。相应地，每一个进口F可以被以适当的位置和形状设计以与对应的排气部分O1连通。
根据本公开的这个实施例，在引入所述排气通道C2中的通气气体移动到所述排气管道300的出口的同时，可以减小通气气体对更靠近出口的其它电池模块100的影响。特别地，根据该实施例，因为除了进口F之外的部分被所述排气管道300的下板形构件关闭，所以可以降低通气气体在沿着所述排气通道C2流动的同时接触其它电池模块100的风险。相应地，因为可以防止或者降低通气气体的热量被传递到其它电池模块100的风险，所以可以有效地防止热失控等的传播。
所述排气管道300可以包括被构造成控制流动通过所述排气管道300的气体的流动方向的阻挡部分，这将参考图11更详细地描述。
图11是示意性地示出设置在根据本公开实施例所述电池组中的排气管道300的一部分的截面视图。例如，根据一个实施例，图11可以是沿着图10的A2-A2’线截取的局部截面视图。
参考图11，至少两个进口，例如第一进口F1和第二进口F2可以被形成在所述排气管道300的底部处，并且所述第一进口F1和第二进口F2可以与所述电池模块100的不同的排气部分O1连通。在这种构造中，所述排气管道300可以包括阻挡部分J。可以为每一个进口设置阻挡部分J。例如，如图11中所示，第一阻挡部分J1可以被设置在第一进口F1处，并且第二阻挡部分J2可以被设置在第二进口F2处。
特别地，所述阻挡部分J可以被构造成阻挡在被引入所述排气管道300中之后流动的气体被引入其它进口F中。例如，当通过所述第一进口F1引入气体、例如通气气体或者冷却气体并且所述排气管道300的出口位于向右方向(+X轴方向)上时，气体可以如由图11中的箭头所示地向右流动。在此情形中，设置在所述第二进口F2处的第二阻挡部分J2可以防止或者减少通过所述第一进口F1引入排气管道300中的气体进入第二进口F2。
此外，所述阻挡部分J可以在一端被固定到所述排气管道300的底板的同时向上突出。在此情形中，所述阻挡部分J可以包括倾斜表面，所述倾斜表面在向上行进的同时朝向出口逐渐地倾斜。特别地，所述阻挡部分J的固定部分可以位于相对于所述进口F与出口相反的侧表面上。例如，在图11的实施例中，在第二进口F2的情形中，第二阻挡部分J2的部分K可以在与出口相反的左侧上被固定到所述排气管道300的底板。第二阻挡部分J2可以在向上行进的同时在所述出口所在的向右方向上倾斜。
根据本公开的这个实施例，可以尽可能地防止引入所述排气管道300中的气体被引入其它电池模块100的排气部分中。
例如，在图11的实施例中，通过所述第一进口F1引入的气体可能朝向所述第二进口F2流动，然后可以在所述部分K处远离第二进口F2向上流动。在此情形中，可以更有效地防止气体被引入第二进口F2中。
而且，如以上实施例中所述，当所述阻挡部分J的倾斜表面在向上行进的同时朝向出口倾斜时，可以降低当气体朝向出口在所述排气管道300中流动时、气体的流动被所述阻挡部分J干扰的风险。因此，在此情形中，气体可以顺利地流动。
另外，在该实施例中，当气体通过所述第一进口F1被引入所述排气管道300中时，流入方向可以朝向出口。相应地，可以防止气体流动到位于所述第一进口F1的左侧上的其它进口(未示出)。
虽然在图11中图示了排气管道300中的仅仅两个进口，即，第一和第二进口F1、F2，但是图11的构造、特别地是所述阻挡部分J的构造可以被应用于其它进口。
图12是示意性地示出被设置在根据本公开另一实施例所述电池组中的排气管道300的一部分的截面视图。例如，根据另一个实施例所述，图12可以是沿着图10的A2-A2’线截取的局部截面视图。
参考图12，所述排气管道300的阻挡部分J可以被构造成打开或者关闭每一个进口F。特别地，所述排气管道300的阻挡部分J可以可围绕铰链枢转。由于所述阻挡部分J围绕铰链的枢转，所述进口F可以被打开或者关闭。例如，在图12中，第一阻挡部分J1可以被定位成如由短划线所示方式关闭第一进口F1，然后可以在由箭头B2标记的方向上旋转，以打开第一进口F1。
特别地，所述阻挡部分J可以包括弹性体，诸如弹簧，并且当施加特定水平或者更大的力时，所述阻挡部分J可以在由箭头B2标记的方向上旋转以被打开。而且，所述电池模块100的排气部分O1可以位于所述排气管道300的进口F外侧，例如，在所述进口F的下方。所述阻挡部分J可以被构造成：当气体、例如冷却流体或者通气气体被从排气部分O1朝向进口引入并且所施加的压力(力)等于或者大于特定水平时，所述阻挡部分如第一阻挡部分J1那样通过旋转而被打开。当没有力被施加到所述阻挡部分J或者施加了小于特定水平的力时，阻挡部分J如第二阻挡部分J2可以被关闭。特别地，所述阻挡部分J可以被构造成：即使当所述排气管道300的内部压力增加时，所述阻挡部分J也不被打开，并且被更可靠地关闭。
根据本公开的这个实施例，当在特定电池模块100中产生通气气体并且被引入排气管道300中时，可以更可靠地防止通气气体通过其它进口F和排气部分O1被引入其它电池模块100中。例如，在图12的实施例中，当通气气体从对应于第一进口F1的电池模块100的排气部分O1排放时，第一阻挡部分J1可以如由箭头B2标记地旋转，以打开第一进口F。在此情形中，因为第二阻挡部分J2关闭第二进口F2，所以引入排气管道300中的通气气体可以不通过第二进口F2被引入其它电池模块100中。因此，根据本公开的这个实施例，可以更可靠地防止热失控等由于通气气体的引入而在电池模块100之间的传播。
而且，根据本公开的这个实施例，当通气气体或者冷却流体不被从电池模块100引入排气管道300中时，排气管道300的进口可以被维持在关闭状态中。相应地，在此情形中，即使当诸如外部尘土或者水分这样的异物被引入排气管道300中时，也可以防止异物被引入电池模块100中。
根据本公开的电池组可以进一步包括在提交本申请时已知的电池组的各种其它元件。例如，根据本公开的电池组可以进一步包括诸如电池管理***(BMS)、电流传感器和熔断器的元件。
根据本公开的一种能量存储***(ESS)可以包括一个或多个根据本公开的电池组。特别地，ESS可以包括多个根据本公开的电池组，所述电池组被彼此电连接以具有大能量容量。另外，根据本公开的ESS可以进一步包括在提交本申请时已知的ESS的各种其它元件。此外，该ESS可以在各种场所或者装置诸如智能电网***或者充电站中使用。
根据本公开的车辆可以包括一个或多个根据本公开的电池组。而且，除了电池组，根据本公开的车辆可以包括在车辆中包括的各种其它元件。例如，除了根据本公开的电池组，根据本公开的车辆可以进一步包括车身、马达和控制装置诸如电子控制单元(ECU)。
本领域普通技术人员将会理解，当使用指示方向的术语诸如上、下、左、右、前和后时，这些术语仅仅是为了解释方便起见并且可以根据目标物体的位置、观察者的位置等而改变。而且，在本说明书中，可以使用术语“内部”和“外部”。除非另有描述，对于每一个部件，内部方向可以是朝向电池组的中心或者对应的部件的方向，并且外部方向可以指相反方向。
虽然已经参考实施例和图描述了本公开的一个或者多个实施例，但是本公开不限于此，并且本领域普通技术人员将会理解，在不偏离如由以下权利要求限定的本公开的范围的情况下，可以在其中做出形式和细节的各种变化。
附图标记说明
100：电池模块
110：电池单体
111：电极引线
120：模块外壳
121：上板，122：下板，123：侧板
130：汇流条组件
131：汇流条外罩，132：模块汇流条
140：模块端子
150：打开/关闭构件
151：第一门，152：第二门
200：进气管道
210：第一进气管道，220：第二进气管道
300：排气管道
400：侧壳
H1：第一进气孔，H2：第二进气孔
I1：进气部分，O1：排气部分
C1：进气通道，C2：排气通道
F：进口，F1：第一进口，F2：第二进口
G：铰链
J：阻挡部分，J1：第一阻挡部分，J2：第二阻挡部分
S1：第一止挡件，S2：第二止挡件
E：网状构件

Claims (11)

1.一种电池组，包括：
多个电池模块，所述多个电池模块中的每个电池模块包括一个或者多个电池单体，以存储和释放能量，每个电池模块进一步包括进气部分和排气部分；
进气管道，所述进气管道包括进气通道，并且与所述多个电池模块中的每个电池模块的进气部分连通；和
排气管道，所述排气管道包括排气通道，并且与所述多个电池模块中的每个电池模块的排气部分连通，
其中，所述多个电池模块中的每个电池模块进一步包括打开/关闭构件，所述打开/关闭构件被构造成当内部压力增加时关闭所述进气部分。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述进气部分被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的侧表面上，并且所述排气部分被形成在所述多个电池模块中的每个电池模块的顶表面上。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述进气管道覆盖所述多个电池模块中的每个电池模块的汇流条组件。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述进气管道被构造成将冷却流体供应到所述多个电池模块，并且所述排气管道被构造成将被供应到所述多个电池模块的冷却流体排放到外侧。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述打开/关闭构件被构造成：当通过所述进气管道供应所述冷却流体时，所述打开/关闭构件打开所述进气部分。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述打开/关闭构件被构造成：当在电池模块中产生通气气体时，所述打开/关闭构件关闭所述进气部分。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述打开/关闭构件能够围绕铰链枢转，以打开或者关闭所述进气部分。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述排气管道包括多个进口，所述多个进口被形成为分别对应于所述多个电池模块的排气部分。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述排气管道包括阻挡部分，所述阻挡部分被构造成阻挡被引入到所述多个进口中的至少一个进口中的气体被引入其它进口中。
10.一种能量存储***，包括根据权利要求1到9中的任一项所述的电池组。
11.一种车辆，包括根据权利要求1到9中的任一项所述的电池组。
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