CN213878332U - 一种锂离子电池模组热失控气体导向结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，包括若干电芯单元及其上方设置的模组上盖，每个电芯单元一侧设有一个气体导向结构，且气体导向结构覆盖在电芯单元上方，气体导向结构与模组上盖之间形成排气通道；电芯单元包括电芯单体、泡棉和隔热材料，相邻的两个电芯单体之间设有泡棉或隔热材料，且泡棉与隔热材料间隔排列。本实用新型所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构，能实现热失控高温气体的定向喷发，能对未失控电芯进行保护，阻隔高温气体直接冲击电芯，有效减缓热失控蔓延速度。

Description

一种锂离子电池模组热失控气体导向结构

技术领域

本实用新型属于电池储能技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池模组热失控气体导向结构。

背景技术

热失控，指的是单体蓄电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的过热、起火、***现象。热失控扩展，指的是蓄电池包或***内部的单体蓄电池或单体蓄电池单元热失控，并触发该蓄电池***中相邻或其他部位蓄电池的热失控现象。(摘自《电动客车安全技术条件》)热失控发生之后，为了保护乘客舱安全，应当抑制火焰，控制温度，延缓向其他电芯热失控的传播，降低能量释放量和释放速度。现有技术主要从电芯和电池箱体两个方面着手控制热失控后的高温气体。例如圆柱和方形硬壳电芯会在电池壳上设计一个防爆阀，在压力过高时能够及时被破坏，释放电池内部的压力，防止热失控中电池发生***。防爆阀的方向确定了热失控高温气体的喷发方向。软包电芯由于结构影响，没有确定的热失控高温气体喷发方向，只能从模组或者箱体入手。即使电芯有确定的喷发方向，在模组或者箱体上也应当设置一定的导向结构，引导气体排出电池包且不对其他电芯进行加热。现有技术应用较多的是在模组和电池包箱体上盖之间安装云母片，以阻隔高温气体对上盖的冲击烘烤，但是该方法并不能阻止高温气体对其他电芯的加热。还有的技术方案是设计排气通道通过每个电芯的防爆阀位置，且在防爆阀位置开口用来收集排出的气体。由于软包电芯喷发口不确定性，该方案无法应用。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，以提供一种能实现热失控高温气体的定向喷发，能对未失控电芯进行保护，阻隔高温气体直接冲击电芯，有效减缓热失控蔓延速度的锂离子电池模组热失控气体导向结构。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，包括若干电芯单元及其上方设置的模组上盖，每个电芯单元一侧设有一个气体导向结构，且气体导向结构覆盖在电芯单元上方，气体导向结构与模组上盖之间形成排气通道；电芯单元包括电芯单体、泡棉和隔热材料，相邻的两个电芯单体之间设有泡棉或隔热材料，且泡棉与隔热材料间隔排列。

进一步的，所述隔热材料为气凝胶。

进一步的，所述隔热材料为云母片。

进一步的，所述气体导向结构为耐高温且受到气体压力后能变形的材料。

进一步的，所述气体导向结构的材料为钢或铜，且厚度范围为0.1mm-2mm。

进一步的，所述气体导向结构的横截面为L型结构，且覆盖于其所在电芯单元中电芯单体的上部。

相对于现有技术，本实用新型所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构具有以下优势：

(1)本实用新型所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构，电芯热失控喷发后，冲击气体导向结构，气体导向结构受力变形形成定向喷发口，该定向喷发口只在对应电芯热失控时打开，在对应电芯单体未热失控时喷发口为关闭状态，对电芯进行保护，阻隔高温气体直接冲击电芯，在气体导向结构主体和电芯之间填充隔热物质，阻隔通过该结构传递给电芯的热量。

(2)本实用新型所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构，结构简单，生产成本低，容易实现热失控高温气体的定向喷发。

(3)本实用新型所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构，气体导向结构在热失控气体的作用下发生变形打开，并且在模组上盖的限制作用下形成定向排气通道通过调整气体导向结构4的方向，可以实现喷发方向的改变。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构的***图；

图2为本实用新型实施例所述的锂离子电池模组热失控气体导向结构的侧视图；

图3为本实用新型实施例所述的电芯热失控单向喷发状态的侧视图一；

图4为本实用新型实施例所述的电芯热失控单向喷发状态的侧视图二；

图5为本实用新型实施例所述的电芯热失控换向喷发状态的侧视图。

示意图。

附图标记说明：

1-电芯单体；2-泡棉；3-隔热材料；4-气体导向结构；5-模组上盖；箭头-气体排放方向。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，如图1至图5所示，包括若干电芯单元及其上方设置的模组上盖5，每个电芯单元一侧设有一个气体导向结构4，且气体导向结构4覆盖在电芯单元上方，气体导向结构4与模组上盖5之间形成排气通道；电芯单元包括电芯单体1、泡棉2、隔热材料3、气体导向结构4和模组上盖5，相邻的两个电芯单体1之间设有泡棉2或隔热材料3，且泡棉2与隔热材料3间隔排列。

电芯单体1的数量不定，根据设计需要变换。

泡棉2用来吸收电芯单体1的膨胀，在本方案中可以间隔添加，或不添加。

隔热材料3可以选择气凝胶，云母片等。

气体导向结构4选用耐高温，且受到气体压力后能够变形的材料。如：钢、铜等，厚度在0.1mm到2mm之间。由钣金折弯形成倒“L”型结构，覆盖于电芯单体1上部。

模组上盖5在本专利中可以用来限制气体导向结构4的变形量。该结构的材料应该是能够耐热失控高温的材料，如钢，以免在高温气体的喷发下受热熔化，造成气体导向结构4形变过大使其失去导向作用。

具体实施例一：

如图3和图4所示，当电芯单体1发生热失控，气体从上部排出时，受到喷发气体压力影响，气体导向结构4发生的变形形成排气通道，从而实现气体的定向喷发。气体导向结构4受模组上盖5的限制，最大只能打开到指定位置。高温气体定向喷发后，流过其他的气体导向结构4，会造成气体导向结构4温度升高。隔热材料3可以阻隔气体导向结构4的高温传递给未热失控电芯单体1。

另外高温气体受导向结构4的限制，不会向图4所示的右侧流动。从而气体不会与气体导向结构4的折弯方向形成反向的流动，不至于造成其他气体导向结构4受逆向气流影响而打开，可以有效的保护右侧电芯单体1。

本技术方案电芯单元经过框架及其他附属机构的固定，形成模组。

具体实施例二：

如图5所示，通过调整气体导向结构4的方向，可以实现喷发方向的改变。

以上所述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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，其特征在于：包括若干电芯单元及其上方设置的模组上盖，每个电芯单元一侧设有一个气体导向结构，且气体导向结构覆盖在电芯单元上方，气体导向结构与模组上盖之间形成排气通道；电芯单元包括电芯单体、泡棉和隔热材料，相邻的两个电芯单体之间设有泡棉或隔热材料，且泡棉与隔热材料间隔排列。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，其特征在于：隔热材料为气凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，其特征在于：隔热材料为云母片。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，其特征在于：气体导向结构为耐高温且受到气体压力后能变形的材料。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，其特征在于：气体导向结构的材料为钢或铜，且厚度范围为0.1mm-2mm。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池模组热失控气体导向结构，其特征在于：气体导向结构的横截面为L型结构，且覆盖于其所在电芯单元中电芯单体的上部。

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