CN217035891U - 电池串、电池装置及交通工具 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池串、电池装置及交通工具，该电池串包括多个电池，以及用于将多个电池串联的汇流排；还包括设置于相邻两个电池之间的隔热垫，沿多个电池的高度方向，隔热垫至少部分位于汇流排的下方；每个隔热垫包括用以隔离相邻两个电池的第一隔离部，以及与第一隔离部连接的第二隔离部；其中，第一隔离部与第二隔离部沿多个电池的高度方向排列，且第二隔离部远离第一隔离部的顶端高于相邻两个电池的电池盖板。在上述技术方案中，通过设置的高于相邻电池的电池盖板的第二隔离部，降低电池发生短路的风险。

Description

电池串、电池装置及交通工具

技术领域

本申请涉及到电池领域，尤其涉及到一种电池串、电池装置及交通工具。

背景技术

随着新能源的发展，电动汽车成为交通领域的大力发展方向。随着电动汽车的普及，其包含的电池包的安全也越来越重要。现有的电池包中串联的电池间放置的缓冲垫或者隔热垫高度与电池盖板一致，电池热失控时，会发生电池喷出材料、电池盖板移位、电池盖板熔融形成金属锭、汇流排熔化形成金属锭等，若异物(喷射出的材料)引发串联的电池发生短路，会引发相邻串联电池发生热失控。

实用新型内容

本申请提供了一种电池串、电池装置及交通工具，用以改善对电池的保护，降低电池之间短路的风险。

本申请提供了一种电池串，该电池串包括多个电池，以及用于将所述多个电池串联的汇流排；还包括设置于相邻两个电池之间的隔热垫，沿所述多个电池的高度方向，所述隔热垫至少部分位于所述汇流排的下方；每个隔热垫包括用以隔离相邻两个电池的第一隔离部，以及与所述第一隔离部连接的第二隔离部；其中，所述第一隔离部与所述第二隔离部沿所述多个电池的高度方向排列，且所述第二隔离部远离所述第一隔离部的顶端高于所述相邻两个电池的电池盖板。在上述技术方案中，通过设置的高于相邻电池的电池盖板的第二隔离部，降低电池发生短路的风险。

本申请还提供了一种电池装置，该电池装置包括壳体以及设置在所述壳体内的上述任一项所述的电池串。在上述技术方案中，通过设置的高于相邻电池的电池盖板的第二隔离部，降低电池发生短路的风险。

本申请还提供了一种交通工具，该交通工具包括本体以及与本体连接的电池装置。在上述技术方案中，通过设置的高于相邻电池的电池盖板的第二隔离部，降低电池发生短路的风险。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电池串的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池与隔热垫的配合示意图；

图3为本申请实施例提供的电池与另一隔热垫的配合示意图；

图4为本申请实施例提供的另一隔热垫的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为方便理解本申请实施例提供的电池串，首先介绍一下电池串的应用场景。本申请实施例提供的电池串可应用在车辆、储能、通信、船等领域，如图1所示，该电池串包括多个电池，多个电池呈多排排列。在装配时，通过汇流排10将多个电池20串联。当出现电池20热失控时，可能会出现由于电池20喷出的材料及电池盖板板移位，引发串联电池20发生短路，进而引发相邻串联电池20发生热失控。为了提高电池串在使用时的安全性，本申请实施例提供了一种电池串。下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的描述。

在本申请实施例中，涉及以电池盖板为参考的尺寸数据。为方便理解，首先说明一下电池盖板，电池盖板通常包括金属盖、绝缘层/绝缘顶板等结构。在本申请中涉及电池盖板与其他部件的距离时，均以电池盖板的金属盖为参考。如不同的电池盖板之间的高度差异，指代为不同电池盖板中的金属盖之间的高度差异。

参考图2，图2示出了本申请实施例提供的电池与隔热垫的配合示意图，在图2中为示例出电池与隔热垫30的相对关系，示例出了一个电池20与隔热垫30之间的相对位置关系，汇流排10仅示例出了与该电池20连接的部分。图2中的虚线部分指代为被隔热垫30遮挡的电池的结构。

本申请实施例提供的电池串包括多个电池20、汇流排10以及隔热垫30。多个电池20呈多排排列的方式排列，且多个电池20组成电池串的主体结构，多个电池20的排列方式可参考图1中的示例。汇流排10作为一个连接结构，其用以将多个电池20串联，以对外输送电能。隔热垫30起到隔离作用，其位于相邻的两个电池20之间，用以将不同的电池20隔离开，实现物理隔离。下面结合具体的附图对其进行详细描述。

电池20含有电池盖板22以及极柱21等常规的电池结构，在排列时，多个电池形成一个阵列排列的结构。且在装配成电池串时，受限于工艺，电池在排列时会出现一些高度差异，为方便本申请描述，定义了不同电池的电池盖板的高度差异α，α为多个电池中电池盖板22之间的最大高度差，也即电池在装配时形成的装配公差。当然，在本申请实施例中，装配公差在足够小时，也可忽略不计。

汇流排10用以连接不同的电池，在连接时，汇流排10与电池的极柱21焊接，从而将不同的电池串联，以将电池串中的各个电池成一个整体的电源。汇流排10的实际个数以及与电池的装配方式可根据实际的需要设定，在本申请实施例中不做具体限定，采用现有常规的汇流排10的安装方式即可。

隔热垫30在本申请实施例中用以隔离电池，从而实现对电池之间进行物理隔离。在一个电池20发生热失控急剧温升甚至着火时，通过隔热垫30的隔离降低引起隔壁电池20连锁失控的风险。因此要求隔热垫30具有较低的导热系数，同时满足阻燃要求(通常ul94-v0防火等级)，这个主要与隔热垫30材料有关。示例性的，隔热垫30的材质可采用高分子改性发泡材料，例如，德耐隆Telite，还可采用气凝胶等材料。

在具体设置隔热垫30时，沿多个电池20的高度方向，隔热垫30至少部分位于汇流排10的下方。示例性的，隔热垫30的整体高度低于汇流排10；或者，隔热垫30位于汇流排10下方的部分的高度低于汇流排10，位于汇流排10下方外的区域的部分的高度高于或者等于汇流排10所在的高度。

应理解，在本申请示例出包含多个电池时，对应的隔热垫30的个数也为多个，从而可将相邻的电池之间隔离。

继续参考图2，为方便对隔热垫30进行描述，在本申请实施例中对隔热垫30的结构进行了划分。其分为第一隔离部32以及第二隔离部31。其中，第一隔离部32与第二隔离部31沿多个电池20的高度方向排列，第一隔离部32和第二隔离部31连接，形成一个板状结构。

第一隔离部32用以隔离相邻两个电池20，在具体设置时，第一隔离部32的高度为电池20的高度，也即电池20的底面到电池盖板22的高度，其整体高度为L。在隔热垫30位于相邻的两个电池20之间时，第一隔离部32位于相邻的两个电池20之间。

第二隔离部31用以阻挡电池20在受热失控时喷出的物质，因此在设置第二隔离部31时，该第二隔离部31远离第一隔离部32的顶端高于相邻两个电池20的电池盖板21，从而使得隔热垫30的整体高度高于电池20的高度L。在电池20受热失控时，当电池盖板22移位或者电池20喷出异物时，可通过设置的第二隔离部31形成一个阻挡墙体，避免异物喷射到相邻的电池20造成的短路情况，提高了电池串在使用时的安全性。为方便理解第二隔离部31，下面对其进行详细的描述。

第二隔离部31与第一隔离部32可为一体结构，其整体组成一个板状的隔热垫30；或者也可采用第二隔离部31与第一隔离部32为分体结构，通过粘接或者连接件将其连接形成一个板状的结构。

在具体设置第二隔离部31时，第二隔离部31远离第一隔离部32的顶端高于相邻两个电池20的电池盖板22，也即第二隔离部31高于电池20的电池盖板22，从而阻挡电池盖板22的移动。作为可选的，也可采用第二隔离部31远离第一隔离部32的顶端不低于相邻两个电池20的极柱21，也即第二隔离部31的高度等于或者高于极柱21的高度，从而进一步的增大了第二隔离部31的高度，增强了整个隔热垫30的隔离效果。

第二隔离部31的高度满足：h1≤L1-α；其中，h1为第二隔离部31的高度；L1为第二隔离部31对应的电池20的电池盖板22与对应的汇流排10的最小间距；α为多个电池20中的电池盖板22之间的最大高度差，即多个电池20的电池盖板22中的金属盖之间的高度差。示例性的，汇流排10的下表面距离电池盖板22的距离L1为2.1mm，多个电池20的电池盖板22之间的最大高度差α为0.3mm，那么第二隔离部31的高度即为h1＝L1-α＝1.8mm。当然本申请实施例提供的第二隔热布的高度也可小于L1-α，但是其高度最低应高于电池20盖板，从而降低电池20之间短路的风险。

上述L1为汇流排10的下表面距离电池20盖板22的距离，当汇流排10上设置有提高结构强度的凸起时，该凸起为汇流排10向下凹陷形成的凸起，则L1即为凸起的最低点与电池盖板22的上表面之间的距离。或者，在汇流排10上具有向下(朝向电池的方向)凹陷的凸起时，第二隔离部31具有避让凸起的凹陷区域，也即第二隔离部31靠近汇流排10的顶面的形状适配汇流排10的凹凸起伏设置，从而增大第二隔离部31的高度，进一步的降低电池20之间短路的风险。

作为一个可选的方案，在设置第二隔离部31时，第二隔离部31与汇流排10之间间隔有装配间隙，从而避免增高后的隔热垫30与汇流排10之间产生干涉。或者也可采用第二隔离部31抵压在汇流排10的下表面，从而提高隔离的效果。

如图3所示，图3示出了本申请实施例提供的另一隔热垫的结构示意图。图3中的虚线部分指代为被隔热垫30遮挡的结构。在电池串中的一组串联电池20，一侧2个电池20的极柱21会通过汇流排10串联在一起，但是另外一侧的2个电池20的极柱21处于分开状态，不需要汇流排10进行连接。因此，在设置隔热垫30时，可针对不同的电池20的极柱21的连接方式给出不同的高度设置。

图3中的第二隔离部31为带有缺口311的板状结构；其中，缺口311避让汇流排10。从而使得第二隔离部31形成两个高度不同的部位。避让汇流排10的部位的高度可以按照h1＝L1-α计算；而除缺口311外的部位的高度可以按照不影响电池装置的箱盖板40安装高度计算。

示例性的，第二隔离部31中缺口311下方部位的高度满足：h1≤L1-α；其中，h1为第二隔离部31中缺口311下方部位的高度；L1为第二隔离部31对应的电池20的电池盖板22与对应的汇流排10的间距；α为多个电池20中的电池盖板22之间的最大高度差，也即电池盖板22的金属盖之间的高度差异。另外，对于该缺口311的宽度应该大于汇流排10的宽度，从而避免第二隔离部31与汇流排10之间产生干涉。

第二隔离部31中除缺口311外的部位的高度满足：h2≤L2-α；其中，h2为第二隔离部31中除缺口311外的部位的高度；L2为第二隔离部31对应的电池20的电池盖板22与箱盖板40的间距。以假设箱盖板40距离电池盖板22距离为L2，则h2≤L2-α。应理解，上述箱盖板40可指代为：在电池串装配在电池模组中时，箱盖板40为电池模组的顶盖；在电池串装配在电池包内时，箱盖板40为电池包的箱盖。

通过上述描述可看出，本申请实施例提供的电池串通过增高了隔热垫30的高度(第二隔离部31)，从而增强了电池20之间的隔离高度，降低了电池20在失效后，喷出的杂质引起的短路的情况，提高了电池串在使用时的安全性。

参考图4，图4示出了图3所示的隔热垫的一种变形结构。图4中的虚线为参考线，用以区分第一隔离部32和第二隔离部31。图4中的部分标号可参考图3中的相同标号。图4中的所示的第一隔离部32与图3中的第一隔离部相同，在此不再赘述。

在图4所示的隔热垫30中，缺口的个数为两个，且两个缺口对称设置。为方便描述，将两个缺口分别命名为第一缺口312和第二缺口313。其中，第一缺口312的设置位置与图3中的缺口的设置位置相同，均位于第二隔离部31的顶部一个边角的位置。第二缺口313位于第二隔离部31上相对的另外的一个顶部边角处，从而使得整个隔热垫30形成一个凸字形的结构。

应理解，在具体设置第一缺口312和第二缺口313时，第一缺口312和第二缺口313的设置位置对称，且形状以及尺寸也相同。第二隔离部31上位于第一缺口312下方部位的高度，以及第二缺口313下方部位的高度均可参考图3中的相关描述，在此不再赘述。

在采用上述结构时，可使得隔热垫30在放置在电池串中时，可不用区分左右侧，即可通过第一缺口312避让汇流排，也可通过第二缺口313避让汇流排，从而方便隔热垫30的装配。

作为一个变形结构，第一缺口312和第二缺口313也可采用近似对称的方式设置，也即第一缺口312和第二缺口313的尺寸可大致相同。但是无论第一缺口312和第二缺口313的尺寸是否存在差异，第一缺口312和第二缺口313的尺寸均应满足可避让汇流排。

应理解，本申请实施例提供的第二隔离部31的顶边沿距离第一缺口312的底边沿或距离第二缺口313的底边沿的距离h3满足：h3介于1mm～20mm之间。具体的，h3可为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、15mm、18mm、20mm等不同的距离。

应理解，在本申请实施例中的多个指代为至少两个，如电池为多个时，指代为电池的个数为两个、三个或者三个以上的个数。

本申请实施例还提供了一种电池装置，该电池装置可为电池模组或者为电池包。该电池装置包括壳体以及设置在壳体内的上述任一项的电池串。示例性的，在电池模组包括多个电池以及包裹电池的壳体时，电池装置可具体为电池模组。同理，电池装置也可为电池包。无论电池装置为电池模组或者电池包，均可以通过隔热垫改善对电池的保护，降低了电池发生短路的风险。

在采用的隔热垫30具有缺口时，本申请实施例提供的第二隔离部31的顶边沿距离第一缺口312的底边沿或距离第二缺口313的底边沿的距离h3满足：h3介于1mm～20mm之间。示例性的，在电池装置为电池模组时，h3介于1mm～3mm之间，如h3具体为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等不同的距离。但是无论采用何种距离，应满足第二隔离部的顶边沿低于电池装置的顶盖。在电池装置为电池包时，具体的，h3介于1mm～20mm之间，较常用的为h3＜10mm。h3可具体为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、15mm、18mm、20mm等不同的距离。但是无论采用何种距离，应满足第二隔离部的顶边沿低于电池包的箱盖。

本申请实施例还可提供一种交通工具，该交通工具可为车辆或者船舶，该交通工具包括本体以及与本体连接的电池装置。示例性的，电池装置设置在本体内，并给交通工具的电机供电。除此之外，电池装置还可以其他的方式与本体连接，本申请实施例中不做具体限定，只需可给电机供电即可。上述本体指代为交通工具为车辆时，本体为车体，交通工具为船舶时，本体为船体。无论电池装置为电池模组或者电池包，均可以通过隔热垫改善对电池的保护，降低了电池发生短路的风险。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，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”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池串，其特征在于，包括多个电池，以及用于将所述多个电池串联的汇流排；

还包括设置于相邻两个电池之间的隔热垫，沿所述多个电池的高度方向，所述隔热垫至少部分位于所述汇流排的下方；

每个隔热垫包括用以隔离相邻两个电池的第一隔离部，以及与所述第一隔离部连接的第二隔离部；其中，所述第一隔离部与所述第二隔离部沿所述电池的高度方向排列，且所述第二隔离部远离所述第一隔离部的顶端高于所述相邻两个电池的电池盖板。

2.根据权利要求1所述的电池串，其特征在于，所述第二隔离部远离所述第一隔离部的顶端不低于所述相邻两个电池的极柱。

3.根据权利要求1所述的电池串，其特征在于，所述第二隔离部的高度满足：h1≤L1-α；其中，

h1为所述第二隔离部的高度；L1为所述第二隔离部对应的电池盖板与对应的汇流排的最小间距；α为所述多个电池中的电池盖板之间的最大高度差。

4.根据权利要求1所述的电池串，其特征在于，所述第二隔离部为带有缺口的板状结构；其中，所述缺口避让所述汇流排。

5.根据权利要求4所述的电池串，其特征在于，所述第二隔离部中缺口下方部位的高度满足：

h1≤L1-α；其中，

h1为所述第二隔离部中缺口下方部位的高度；L1为所述第二隔离部对应的电池盖板与对应的汇流排的间距；α为所述多个电池中的电池盖板之间的最大高度差；

所述第二隔离部中除缺口外的部位的高度满足：

h2≤L2-α；其中，

h2为所述第二隔离部中除缺口外的部位的高度；L2为所述第二隔离部对应的电池盖板与箱盖板的间距。

6.根据权利要求5所述的电池串，其特征在于，所述缺口的宽度大于所述汇流排的宽度。

7.根据权利要求5所述的电池串，其特征在于，所述缺口的个数为两个，且所述两个缺口对称设置。

8.根据权利要求1～7任一项所述的电池串，其特征在于，所述第一隔离部与所述第二隔离部为一体结构。

9.一种电池装置，其特征在于，包括壳体以及设置在所述壳体内的如权利要求1～8任一项所述的电池串。

10.一种交通工具，其特征在于，包括本体以及与所述本体连接的如权利要求9所述的电池装置。

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