CN215816174U - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于动力电池技术领域，提供了一种电池模组及电池包，电池模组包括电芯组件、壳体以及第一液冷板，所述电芯组件包括多个层叠设置的电芯，电芯上设置有防爆阀，第一液冷板盖设于电芯组件的设置有防爆阀的一侧，第一液冷板上设置有第一流道以及多个厚度减薄区，在垂直于第一液冷板的方向上，防爆阀、厚度减薄区以及第一流道至少部分重叠。电池包包括上述的电池模组。本实用新型提供的电池模组，通过在第一液冷板上设置多个厚度减薄区，厚度减薄区与防爆阀和第一流道至少部分重叠，使得位于防爆阀位置的电芯优先开口或者裂开，并冲破第一液冷板上的厚度减薄区，从而第一液冷板释放出冷却液，从而为发生热失控的电芯降温。

Description

一种电池模组及电池包

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

随着动力电池技术的不断发展和突破，续航里程逐步提升，充电时间也大幅缩短。

但是，新能源汽车的电池包安全问题也日益凸显，当电池包出现热失控等现象时，电池包内的压力会急剧上升，此时如果不能及时进行降温和泄压，会导致电池包起火、甚至***，严重危害驾乘人员的安全。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电池模组及电池包，以解决现有的电池包热失控时无法进行降温和泄压的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电池模组，包括电芯组件，电芯组件包括多个层叠设置的电芯，其特征在于，电芯设置有防爆阀，电池模组还包括：

壳体，壳体内设置有容设电芯组件的容纳空间；以及

第一液冷板，设置于容纳空间内，并盖设于电芯组件的设置有防爆阀的一侧，第一液冷板设置有供液体流通的第一流道以及多个厚度减薄区；

在垂直于第一液冷板的方向上，防爆阀、厚度减薄区以及第一流道至少部分重叠。

通过采用上述技术方案，一方面，通过设置第一液冷板，可以在电芯组件温度较高时，可以对电芯组件进行热量交换；另一方面，通过在第一液冷板上开设多个厚度减薄区，该厚度减薄区与防爆阀和第一流道至少部分重叠，从而使得电芯在发生热失控时，该电芯会发生膨胀，电芯中避开防爆阀的位置膨胀会被壳体限制，而对应厚度减薄区的防爆阀会经由厚度减薄区继续扩大膨胀幅度，直至该防爆阀超过其膨胀弹性范围，从而排出高温气体和颗粒，并冲破第一液冷板上的厚度减薄区，从而使得该第一液冷板释放出冷却液，从而为发生热失控的电芯降温，阻止燃烧，实现灭火，解决了解决现有的电池包热失控时无法进行降温和泄压的技术问题，有效保障了驾乘人员的人身安全。

可选地，厚度减薄区包括设置于第一液冷板上的凹槽，凹槽设置于第一液冷板的朝向电芯组件的一侧，且朝背离电芯组件的方向凹陷；或

厚度减薄区包括设置于第一液冷板上的通孔，通孔设置第一液冷板的朝向电芯组件的一侧，通孔处覆盖有缓冲结构。

通过采用上述技术方案，将厚度减薄区设置为凹槽，可以缓冲热失控的电芯膨胀时产生的冲击力，直至该厚度减薄区被冲破；

将厚度减薄区设置为通孔，并在通孔上覆盖缓冲结构，可以缓冲热失控的电芯膨胀时产生的冲击力，直至该缓冲结构被冲破。

可选地，多个厚度减薄区沿多个电芯的排列方向设置，且相邻的两个厚度减薄区之间连通于同一第一流道。

通过采用上述技术方案，将相邻的两个厚度减薄区连通于同一第一流道，便于加工成型。

可选地，第一液冷板包括：

第一层板，靠近电芯设置；

第二层板，设置于第一层板的背离电芯的一侧，且与第一层板限定出第一流道；

进液接头，进液接头与第一流道的进口连通，用于供冷却液流入；以及

出液接头，出液接头与第一流道的出口连通，用于供冷却液流出。

通过采用上述技术方案，冷却液通过进液接头流入至第一流道的进口，并通过第一流道的出口流出，再从出液接头流出，从而形成一个完整的循环通道。

可选地，第一流道的数量为多个，多个第一流道之间并联，第一流道为折线形流道。

通过采用上述技术方案，通过设置多个并联设置的第一流道，使得第一液冷板有较好的冷却效果，并将第一流道设置为折线形流道，增加了冷却液流通的路径，从而使得第一液冷板的冷却效果较好。

可选地，电池模组还包括：

第二液冷板，设置于相邻的两个电芯之间，第二液冷板与第一液冷板正交设置。

通过采用上述技术方案，在相邻的两个电芯之间设置第二液冷板，保证了电芯侧面的热量交换。

可选地，第二液冷板包括：

第三层板，靠近其中一个电芯设置；

第四层板，靠近另一个电芯设置，且与第三层板形成出第二流道；

其中，第二流道的进口与第一流道的进口连通，第二流道的出口与第一流道的出口连通。

通过采用上述技术方案，将第二流道设置为与第一流道连通，可以对第二液冷板进行供液，并通过第一液冷板出液，降低了***的复杂性，提高了液冷***的紧凑性和可制造性，节省空间。

可选地，所述第二流道的数量为多个，多个所述第二流道之间并联，所述第二流道为折线形流道；各所述第二流道的进口和出口分别与同一所述第一流道连通。

通过采用上述技术方案，通过设置多个并联设置的第二流道，使得第二液冷板有较好的冷却效果，并将第二流道设置为折线形流道，增加了冷却液流通的路径，从而使得第二液冷板的冷却效果较好。

可选地，电池模组还包括：

隔热耐火层，盖设于第一液冷板的背离电芯组件的一侧。

通过采用上述技术方案，在第一液冷板上设置隔热耐火层，能够承受电芯热失控时产生的高温、高热冲击，能够保护壳体，延缓热蔓延，有效保障了驾乘人员的人身安全。

本实用新型还提供了一种电池包，包括上述的电池模组。

通过采用上述技术方案，通过采用上述的电池模组，一方面，通过设置第一液冷板，可以在电芯组件温度较高时，可以对电芯组件进行热量交换；另一方面，通过在第一液冷板上开设多个厚度减薄区，该厚度减薄区与防爆阀和第一流道至少部分重叠，从而使得电芯在发生热失控时，该电芯会发生膨胀，电芯中避开防爆阀的位置膨胀会被壳体限制，而对应厚度减薄区的防爆阀会经由厚度减薄区继续扩大膨胀幅度，直至该防爆阀超过其膨胀弹性范围，从而排出高温气体和颗粒，并冲破第一液冷板上的厚度减薄区，从而使得该第一液冷板释放出冷却液，从而为发生热失控的电芯降温，阻止燃烧，实现灭火，解决了解决现有的电池包热失控时无法进行降温和泄压的技术问题，有效保障了驾乘人员的人身安全。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池模组的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池模组的***结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第一液冷板以及第二液冷板的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一液冷板以及第二液冷板的俯视结构示意图；

图5为图4中沿A-A线的剖视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一液冷板和第二液冷板的侧视结构示意图；

图7为图6中沿B-B线的剖视结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的第一液冷板的立体结构示意图一；

图9为本实用新型实施例提供的第一液冷板的剖视结构示意图；

图10为本实用新型第一种实施例提供的第一液冷板的立体结构示意图二；

图11为本实用新型第二种实施例提供的第一液冷板的立体结构示意图二；

图12为本实用新型实施例提供的第二液冷板的立体结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的第二液冷板的剖视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-电芯组件；11-电芯；111-防爆阀；

2-壳体；21-箱盖；22-绝缘底板；23-第一侧板；24-第二侧板；

3-第一液冷板；31-第一层板；32-第二层板；33-进液接头；34-出液接头； 35-第一流道；36-厚度减薄区；

4-第二液冷板；41-第三层板；42-第四层板；43-第二流道；431-第二流道的进口；432-第二流道的出口；

5-隔热耐火层；

6-FPC采样。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。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。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型实施例提供的电池模组进行说明。该电池模组包括电芯组件1，电芯组件1包括多个层叠设置的电芯11，各个电芯11均设置有防爆阀111，该防爆阀可以但不限于用于方壳电芯中，其中，电芯11内装有大量的化学物质，在充放电过程中会产生大量的混合气体和液体，伴随而来的还有不断积聚的压力，如果这些压力没有及时平衡或释放，电芯11 容易变形漏液，甚至发生***，采用防爆阀111能够快速地透气泄压、防爆。

进一步结合图3及图5，该电池模组还包括壳体2和第一液冷板3，其中，壳体2内设置有容设电芯组件1的容纳空间，该壳体2可以容纳电芯11的同时能够保护电芯11；第一液冷板3设置于容纳空间内，且该第一液冷板3盖设于电芯组件1的设置有防爆阀111的一侧，该第一液冷板3上设置有供冷却液流通的第一流道35以及多个厚度减薄区36，在垂直于第一液冷板3的方向上，防爆阀111、厚度减薄区36以及第一流道35至少部分重叠，即防爆阀111、厚度减薄区36以及第一流道35可以完全重叠，当然也可以部分重叠，只要有覆盖即可，且该厚度减薄区36与防爆阀111接触。其具体工作原理如下：

当电芯11未发生热失控时，第一液冷板3可以通过冷却液在第一流道35 内的流动，从而实现对电芯11的热量交换，为电芯11提供一个合适的工作温度区间。

当电芯11发生热失控时，会发生膨胀，电芯11除了防爆阀111的位置，该电芯11其他部位膨胀会被壳体2限制住，而对应厚度减薄区36的位置，即防爆阀111处，会在厚度减薄区36的位置继续扩大膨胀幅度，直至该防爆阀 111超过其膨胀弹性幅度，该处的防爆阀111会打开，失控后的电芯11产生的高温气体及金属颗粒会从开口处排出电芯11外，高温气体或者金属颗粒产生的高压会冲破厚度减薄区36，由于该厚度减薄区36与第一流道35对应设置，冷却液会释放出来，为发生热失控的电芯11降温，同时将发生热失控的电芯11 与空气隔绝，阻止燃烧，实现灭火。

本实施例中的电池模组，一方面，通过设置第一液冷板3，可以在电芯组件1温度较高时，可以对电芯组件1进行热量交换；另一方面，通过在第一液冷板3上开设多个厚度减薄区36，防爆阀111、厚度减薄区36以及第一流道 35至少部分重叠，从而使得电芯11在发生热失控时，该电芯11会发生膨胀，电芯11中避开防爆阀111的位置膨胀会被壳体2限制，而对应厚度减薄区36 的防爆阀111会经由厚度减薄区36继续扩大膨胀幅度，直至该防爆阀111超过其膨胀弹性范围，从而排出高温气体和颗粒，并冲破第一液冷板3上的厚度减薄区36，使得第一液冷板3释放出冷却液，从而为发生热失控的电芯11降温，阻止燃烧，实现灭火，解决了解决现有的电池包热失控时无法进行降温和泄压的技术问题，有效保障了驾乘人员的人身安全。

需要说明的是，可以在冷却液加入冷媒，冷媒是一种可以通过蒸发与凝结并使热转移的一种物质，从而可以带走大部分的热量，当然，也可以在冷却液中添加灭火剂，使得冷却液能够起到灭火的作用。

在本实用新型的一个实施例中，参见图4、图5及图10，厚度减薄区36 包括设置于第一液冷板3上的凹槽，该凹槽设置于第一液冷板3的朝向电芯组件的一侧，且朝背离电芯组件的方向凹陷，从而可以缓冲热失控的电芯11在发生膨胀时产生的冲击力，直至该厚度减薄区36被冲破，从而冷却液可以从破裂的厚度减薄区36流出，并流入电芯11内实现灭火的作用，或者流入电芯11 的外侧，将发生热失控的电芯11与空气隔绝，阻止燃烧，实现灭火。

具体地，进一步结合图11，在本实施例中，多个凹槽沿电芯11的排列方向依次间隔设置，且各个凹槽对应电芯11的防爆阀111设置，从而可以减薄厚度，实现定向破裂，从而使得冷却液从第一流道35中流出，以实现灭火。

当然，在其他实施例中，该厚度减薄区36包括设置于第一液冷板3上的通孔，并在通孔处对应设置有缓冲结构，该缓冲结构可以在高温高压的冲击下破裂，从而可以缓冲热失控的电芯11在发生膨胀时产生的冲击力，直至该缓冲结构被冲破，从而使得该冷却液可以从破裂的厚度减薄区36流出，并流入电芯 11内实现灭火的作用，或者流入电芯11的外侧，将发生热失控的电芯11与空气隔绝，阻止燃烧，实现灭火。

需要说明的是，在本实施例中，通孔的形状呈三角形、圆形、矩形或者多边形结构，多个通孔之间间隔设置并沿多个电芯11的排列方向设置，且该通孔的孔径大于或等于防爆阀111的尺寸大小，从而可以使得该防爆阀111可以冲破覆盖于通孔上的缓冲结构。

在本实用新型的另一个实施例中，具体参见图10，无论该厚度减薄区36 是凹槽或者通孔，多个厚度减薄区36沿多个电芯11的排列方向设置，且相邻的两个厚度减薄区36之间连通于同一第一流道，通过将相邻的两个厚度减薄区 36之间设置为连通的，便于加工成型。

进一步地，参见图6至图10，第一液冷板3包括第一层板31、第二层板 32、进液接头33和出液接头34，其中，第一层板31靠近电芯11设置，第二层板32设置于第一层板31的背离电芯11的一侧，且与第一层板31限定出第一流道35，进液接头33和出液接头34均设置于第二层板32上，进液接头33 与第一流道35的进口连通，用于供冷却液流入，出液接头34与第一流道35 的出口连通，用于供冷却液流出。具体地，冷却液通过进液接头33流入至第一流道35的进口，并在第一流道35内流动，再从第一流道35的出口流出，并流入出液接头34，从而从出液接头34中流出，进而形成一个完整的循环通道。

需要说明的是，进液接头33与出液接头34位于第二层板32的同一侧，实现了同侧进液和出液的目的，可以在第一液冷板3的同一侧设置冷却循环***，安装方便。第一层板31的四周边缘和第二层板32的四周边缘密封设置，避免了漏液的风险。

具体地，在本实施例中，第一流道35的数量为多个，多个第一流道35之间并联，该第一流道35为U形流道或者蛇形流道。在具体应用中，第一流道 35的数量为一个、两个或者多个，可以根据具体需求进行选择。通过设置多个并联设置的第一流道35，增加了冷却液与电芯组件1的接触面积，使得第一液冷板3有较好的冷却效果，并将第一流道35设置为U形流道或者蛇形流道，U 形流道加工较为简单；蛇形流道增加了冷却液流通的路径，从而使得第一液冷板3的冷却效果较好，可以根据具体需求进行选择。

在本实用新型的一个实施例中，进一步参见图2至图4，该电池模组还包括第二液冷板4，该第二液冷板4设置于相邻的两个电芯11之间，该第二液冷板4与第一液冷板3之间正交设置，通过在相邻的两个电芯11之间设置第二液冷板4，保证了对电芯11侧面的热量交换，进一步提高了冷却效果。

具体地，在本实施例中，进一步结合图5、图6、图12及图13，第二液冷板4包括第三层板41和第四层板42，第三层板41靠近其中一个电芯11设置，第四层板42靠近另一个电芯11设置，且该第四层板42与第三层板41形成第二流道43，其中，第二流道43的进口431与第一流道35的进口连通，第二流道43的出口432与第一流道35的出口连通，即将第二流道43设置为与第一流道35连通，从而实现了采用一个进液接头33可以对第一液冷板3和第二液冷板4同时供液，以及实现了采用一个出液接头34可以实现第一液冷板3和第二液冷板4出液的功能，进而实现了热量交换的功能，降低了***的复杂性，提高了整个液冷***的紧凑型和可制造性，节省了空间。

具体地，第二流道43的进口431和第二流道43的出口432位于第二液冷板4的同一侧，便于同一侧安装第一液冷板3，实现了同侧进液和出液的功能。第三层板41的四周边缘和第四层板42的四周边缘密封设置，避免了漏液的风险。

进一步地，该第二流道43的数量为多个，多个第二流道43之间并联，该第二流道43为折线形流道，通过设置多个并联设置的第二流道43，增加了冷却液与电芯11的接触面积，使得第二液冷板4有较好的冷却效果，并将第二流道43设置为折线形流道，增加了冷却液流通的路径，从而使得第二液冷板4 的冷却效果较好；且第二流道43的进口431和第二流道的出口432连通于同一第一流道，便于进液与出液。

在本实用新型的一个实施例中，参见图2，为了实现较好的绝缘效果，使得壳体2能够承受热失控过程中产生的高温、高热冲击，该电池模组还包括隔热耐火层5，其中，隔热耐火层5盖设于第一液冷板3上，能够承受电芯11热失控时产生的高温、高热冲击，能够保护电池包的壳体2，延缓热蔓延。

进一步地，壳体2包括箱盖21、绝缘底板22、两第一侧板23以及两第二侧板24，其中，箱盖21盖设于隔热耐火层5的远离第一液冷板3的一侧，绝缘底板22设置于电芯组件1的背离第一液冷板3的一侧，该绝缘底板22用于承载电芯组件1，起到一定的绝缘效果，两第一侧板23设置于绝缘底板22的相对两侧，两第二侧板24相对设置，且第二侧板24位于两第一侧板23之间，并与第一侧板23连接，箱盖21、绝缘底板22、两第一侧板23以及两第二侧板 24之间围合形成容纳空间，并将电芯组件1容纳于该容纳空间内。

进一步地，该电池模组还包括FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板) 采样6，该FPC采样6可以为电芯组件1实现过流熔断、温度采集以及电压采集等功能。

本实用新型还提供了一种电池包，该电池包包括上述任意实施例中的电池模组。

该电池包通过采用上述的电池模组，一方面，通过设置第一液冷板3，可以在电芯组件1温度较高时，可以对电芯组件1进行热量交换；另一方面，当某一个电芯11发生热失控时，通过在第一液冷板3上开设多个厚度减薄区36，该厚度减薄区36的位置与防爆阀111对应设置，从而使得电芯11在发生热失控时，该电芯11会发生膨胀，电芯11中避开防爆阀111的位置膨胀会被壳体 2限制，而对应厚度减薄区36的防爆阀111会经由厚度减薄区36继续扩大膨胀幅度，直至该防爆阀111超过其膨胀弹性范围，从而排出高温气体和颗粒，并冲破第一液冷板3上的厚度减薄区36，且由于该厚度减薄区36的位置与第一流道35对应设置，释放出冷却液，从而为发生热失控的电芯11降温，阻止燃烧，实现灭火，解决了解决现有的电池包热失控时无法进行降温和泄压的技术问题，有效保障了驾乘人员的人身安全。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，包括电芯组件，所述电芯组件包括多个层叠设置的电芯，其特征在于，所述电芯设置有防爆阀，所述电池模组还包括：

壳体，所述壳体内设置有容设所述电芯组件的容纳空间；以及

第一液冷板，设置于所述容纳空间内，并盖设于所述电芯组件的设置有所述防爆阀的一侧，所述第一液冷板设置有供液体流通的第一流道以及多个厚度减薄区；

在垂直于所述第一液冷板的方向上，所述防爆阀、所述厚度减薄区以及所述第一流道至少部分重叠。

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述厚度减薄区包括设置于所述第一液冷板上的凹槽，所述凹槽设置于所述第一液冷板的朝向所述电芯组件的一侧，且朝背离电芯组件的方向凹陷；或

所述厚度减薄区包括设置于第一液冷板上的通孔，所述通孔设置所述第一液冷板的朝向所述电芯组件的一侧，所述通孔处覆盖有缓冲结构。

3.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，多个所述厚度减薄区沿多个电芯的排列方向设置，且相邻的两个所述厚度减薄区之间连通于同一所述第一流道。

4.如权利要求1至3任一项所述的电池模组，其特征在于，所述第一液冷板包括：

第一层板，靠近所述电芯设置；

第二层板，设置于所述第一层板的背离所述电芯的一侧，且与所述第一层板限定出所述第一流道；

进液接头，设置于第二层板上，所述进液接头与所述第一流道的进口连通，用于供冷却液流入；以及

出液接头，设置于第二层板上，所述出液接头与所述第一流道的出口连通，用于供冷却液流出。

5.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述第一流道的数量为多个，多个所述第一流道之间并联，所述第一流道为折线形流道。

6.如权利要求1至3任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：

第二液冷板，设置于相邻的两个电芯之间，所述第二液冷板与所述第一液冷板正交设置。

7.如权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述第二液冷板包括：

第三层板，靠近其中一个所述电芯设置；

第四层板，靠近另一个所述电芯设置，且与所述第三层板形成第二流道；

其中，所述第二流道的进口与所述第一流道的进口连通，所述第二流道的出口与所述第一流道的出口连通。

8.如权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述第二流道的数量为多个，多个所述第二流道之间并联，所述第二流道为折线形流道；各所述第二流道的进口和出口分别与同一所述第一流道连通。

9.如权利要求1至3任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：

隔热耐火层，盖设于所述第一液冷板的背离所述电芯组件的一侧。

10.一种电池包，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的电池模组。

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