电池模块的排气系统技术方案

公开了一种具有排气系统(108)的电池模块(100)。电池模块(100)包括：电池组(110)，电池组(110)包括多个单电池(403)、容纳在外壳(101)中；多个端盖(103、112)，用于将电池组(110)封闭在外壳(101)中；以及围绕电池组(110)的多个导管构件(301、310、304、314)，形成气体保持室(601、603)和下游气体通道(701、702)，用于从电池组(110)释放的气体的经调节的排放。位于电池组(110)的表面(311、312)外部的至少一个第一导管构件(301、310)和与第一导管构件(301、301、310)可拆卸地接合的至少两个第二导管构件(304、314)用于形成气体保持室(601、603)和下游气体通道(701、702)，用于将积聚的气体排放到大气中。聚的气体排放到大气中。聚的气体排放到大气中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池模块的排气系统


[0001]本主题涉及电池模块。更具体地，公开了电池模块的排气系统。

技术介绍

[0002]现有的电池技术研究涉及可充电电池，例如，密封型、缺乏电解液、铅/酸型，它们通常用作不同应用(例如，车辆等)中的电源。然而，铅酸电池笨重、体积大、循环寿命短、日历寿命短、周转效率低，导致应用受到限制。
[0003]因此，为了克服与包括铅酸电池在内的传统储能装置相关的问题，锂离子电池对于具有改进的倍率能力和安全性的高能量密度应用来说是理想的。此外，诸如锂离子电池之类的可充电储能装置表现出一种或多种有益特性，使其可用于动力装置。首先，出于安全原因，锂离子电池由全部固体部件构成，同时仍具有柔韧性和紧凑性。其次，包括锂离子电池的储能装置表现出与具有液体电解质的原电池相似的导电特性，即以低自放电率递送高功率和能量密度。第三，作为锂离子电池的储能装置易于以可靠且成本有效的方式制造。最后，包括锂离子电池的储能装置能够在低于环境温度下保持必要的最低导电率水平。凭借这些优点，诸如锂离子电池之类的可充电储能装置在环境温度升高的恶劣环境中得到应用。
[0004]然而，尽管具有一些优点，锂离子电池也存在一些限制或挑战，例如，热失控(thermal runaway)；这由于内部短路、过度充电等多种原因而发生。储能装置在其使用寿命期间容易受到振动，这可能导致储能装置功能故障和疲劳损坏。由于这些问题，锂离子电池可能会发生严重故障，例如，由于电池故障而导致的爆炸。锂离子电池释放的气体本质上是可燃的，并且会着火。这会导致相邻电池发生热故障，并可能引发锂离子电池爆炸链，危及电池和其他相关组件的安全性，对电池模块的安装位置(例如，车辆)造成灾难性损坏，并最终危及车辆骑乘者和乘客的安全。储能装置的构造对储能装置的寿命、安全性、可维护性和可维修性至关重要。
附图说明
[0005]图1示例性地示出了根据本专利技术实施例的电池模块的透视图；
[0006]图2示例性地示出了图1中示例性地示出的电池模块的局部分解图；
[0007]图3示例性地示出了电池模块的排气系统连同电池组的局部分解图；
[0008]图4示例性地示出了图3中示例性的电池组的局部分解图；
[0009]图5示例性地示出了电池模块的第一端盖的底部透视图；
[0010]图6示例性地示出了沿图1中的轴线X
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X'截取的电池模块的截面图；
[0011]图7示例性地示出了沿图2中的轴线Y
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Y'截取的排气系统与电池组110的截面图；和
[0012]图8A
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8B分别示例性地示出了沿轴线Z
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Z'截取的通气塞的透视图和截面图。
具体实施方式
[0013]在运行过程中，由于单电池的电解液的分解、单电池内部短路、单电池之间短路等原因，可能会导致锂离子电池的单电池释放气体。由于气体的积聚，锂离子电池可能会膨胀。此外，锂离子单电池中的电化学反应是高度放热的，并且锂离子单电池在正常运行过程中趋于升温。锂离子单电池的过热和过度充电会增加单电池中产生的气体的压力，并且单电池可能会以爆炸的形式排出气体。来自锂离子电池内各个单电池的气体的积聚可能会使电池膨胀。随着电池温度的升高，高压气体可能会从电池中逸出并与周围的氧气接触而发生自燃，从而导致锂离子电池的灾难性故障。需要以一种有规律的方式延迟安全地从锂离子电池中排出积聚的气体，以减少来自锂离子单电池的高压气体对相邻单电池的冲击并避免爆炸。
[0014]在现有实施方式中，为了监测各个锂离子单电池的状况以防止锂离子电池的热失控，锂离子电池配备有电池管理系统(BMS)。但是，BMS可能无法保护锂离子电池免受各种滥用条件的影响，例如，过高的温度。主要由电子元件组成的BMS本身可能在高温下失效。
[0015]此外，为了降低由于锂离子电池温度升高而引起的爆炸概率，正在采用冷却机构，例如，用于调节单电池和/或电池温度的单电池周围的冷却剂管道。然而，冷却机构可能使锂离子电池变得大而笨重，并且不适用于空间有限的应用，例如，车辆。在其他实施方式中，正在使用锂离子单电池之间的热障以减少锂离子电池内的火势蔓延。然而，添加热障会增加锂离子电池的重量、体积、制造成本和维护成本，因此是不可取的。
[0016]在锂离子电池内的气体积聚的情况下，电池的外围电子元件，例如，BMS，需要与加压气体隔离，因为它们可能对升高的压力和温度敏感。需要一条专门的路径来积聚和排出锂离子电池中的气体，以减轻对敏感电子元件造成的损害。
[0017]因此，需要一种具有排气系统的储能装置的改进设计，用于调节来自电池模块的气体的排放，而不妨碍电池模块的电子部件的功能并且在储能装置的组装、使用、维护和维修期间提供方便、安全和可靠性，从而克服上面公开的所有问题以及已知技术的其他问题。
[0018]鉴于上述目的，本专利技术涉及通过为要从电池模块释放的气体提供安全的排气路径，从而在热失控的情况下电池模块、电子部件以及骑乘者和乘客的安全。
[0019]在一实施例中，公开一种具有排气系统的电池模块。所述电池模块包括：电池组，包括多个单电池、容纳在外壳中；和多个端盖，用于将所述电池组封装在所述外壳中。所述电池模块还包括围绕所述电池组的多个导管构件，形成至少一个气体保持室和至少两个下游气体通道，用于从所述电池组释放的气体的经调节的排放。所述多个导管构件包括：至少一个第一导管构件，位于所述电池组的表面外部，形成所述至少一个气体保持室，用于积聚从所述电池组释放的气体，和至少两个第二导管构件，所述至少两个第二导管构件与所述至少一个第一导管构件可拆卸地且联通地接合来形成说是至少两个下游气体通道，用于将积聚的气体排放到大气中。
[0020]所述至少一个第一导管构件包括中央槽结构，在所述中央槽的两侧具有突出端，形成所述至少一个气体保持室，用于积聚从所述电池组释放的气体。所述至少两个第二导管构件中的每个导管构件包括靠近两端的至少一个凹陷部以容纳所述至少一个第一导管构件的突出端，用于将所述多个导管构件围绕所述外壳内的所述电池组保持，从而在所述至少一个气体保持室和所述至少两个下游气体通道之间形成连续且流体连接的气体通道。
在一实施例中，所述至少两个第二导管构件中的每个导管构件还包括居中地位于形成所述至少两个下游气体通道的管道结构中的所述通气构件。所述通气构件包括在所述至少两个第二导管构件的每个第二导管构件中的半渗透疏水、疏油和防尘膜片，用于使气体渗透以在预定压力下通过。所述通气构件还包括位于所述膜片外侧的格栅结构，用于实现气体从所述下游气体通道向缓冲室的流线型的和分布的流。
[0021]所述电池模块还包括至少两个通气塞，所述至少两个通气塞位于所述外壳的外表面上、与所述至少两个第二导管构件中的每个第二导管构件上的通气构件对齐，以排出来自所述电池模块的排放气体。从所述电池组中的所述多个单电池产生的气体沿第一方向朝向由所述至少一个第一导管构件限定的所述至少一个气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池模块(100)，包括：电池组(110)，所述电池组(110)包括多个单电池(403)，所述电池组(110)容纳在外壳(101)中；多个端盖(103、112)，所述多个端盖(103、112)用于将所述电池组(110)封装在所述外壳(101)中；以及围绕所述电池组(110)的多个导管构件(301、310、304、314)，所述多个导管构件(301、310、304、314)形成至少一个气体保持室(601、603)和至少两个下游气体通道(701、702)，用于从所述电池组(110)释放的气体的经调节的排放。2.根据权利要求1所述的电池模块(100)，其中，所述多个导管构件(301、310、304、314)包括：至少一个第一导管构件(301、310)，所述至少一个第一导管构件(301、310)定位在所述电池组(110)的表面(311、312)外部，形成所述至少一个气体保持室(601、603)，用于积聚从所述电池组(110)释放的气体，和至少两个第二导管构件(304、314)，所述至少两个第二导管构件(304、314)与所述至少一个第一导管构件(301、310)能拆卸地且联通地接合，形成所述至少两个下游气体通道(701、702)，用于将积聚的所述气体排放到大气中。3.根据权利要求2所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个第一导管构件(301、310)包括中央槽结构(301a、310a)，在所述中央槽结构(301a、310a)的两侧具有突出端(302、303)，形成所述至少一个气体保持室(601、603)，用于积聚从所述电池组(110)释放的气体。4.根据权利要求3所述的电池模块(100)，其中，所述至少两个第二导管构件(304、314)中的每个导管构件包括靠近两端的至少一个凹陷部(307)以容纳所述至少一个第一导管构件(301、310)的所述突出端(302、303)，用于将所述多个导管构件(301、310、304、314)围绕所述外壳(101)内的所述电池组(110)保持，从而在所述至少一个气体保持室(601、603)和所述至少两个下游气体通道(701、702)之间形成连续且流体连接的气体通道。5.根据权利要求4所述的电池模块(100)，其中，所述至少两个第二导管构件(304、314)中的所述每个导管构件还包括居中地位于形成所述至少两个下游气体通道(701、702)的管道结构(304a)中的通气构件(308)。6.根据权利要求5所述的电池模块(100)，还包括至少两个通气塞(106、107)，所述至少两个通气塞(106、107)位于所述外壳(101)的外表面上、与所述至少两个第二导管构件(304、314)中的所述每个第二导管构件上的所述通气构件(308)对齐，以排出来自所述电池模块(100)的排放气体。7.根据权利要求5所述的电池模块(100)，其中，所述通气构件(308)包括在所述至少两个第二导管构件(304、314)中的所述每个第二导管构件中的半渗透疏水、疏油和防尘膜片(315)，用于使所述气体渗透以在预定压力下通过。8.根据权利要求7所述的电池模块(100)，其中，所述通气构件(308)还包括位于所述膜片(315)外侧的格栅结构(309)，用于实现所述气体从所述下游气体通道(701、702)向缓冲室(602)的流线型的和分布的流。9.根据权利要求5所述的电池模块(100)，其中，从所述电池组(110)中的所述多个单电池(403)产生的气体沿第一方向朝向由所述至少一个第一导管构件(301、310)限定的所述
至少一个气体保持室(601、603)横穿，进一步在第二方向上朝向由流体连接到所述至少一个第一导管构件(301、310)的所述至少两个第二导管构件(304、314)限定的所述至少两个下游气体通道(701、702)横穿，并通过所述通气构件(308)朝向所述电池模块(100)的外部从所述电池组(110)流出。10.根据权利要求4所述的电池模块(100)，还包括形成在所述多个导管构件(301、310、304、314)和所述外壳(101)之间的缓冲室(602)，用于膨胀通过所述至少两个第二导管构件(304、314)中的所述每个第二导管构件中的所述通气构件(308)从所述多个导管构件(301、310、304、314)中排出的所述气体，以保护所述电池模块(100)免受灾难性故障。11.根据权利要求10所述的电池模块(100)，其中，从所述电池组(110)释放的、保持在所述缓冲室(602)中的所述气体通过所述外壳(101)的外表面上的至少两个通气塞(106、107)从所述外壳(101)排出。12.根据权利要求1所述的电池模块(100)，还包括定位在所述多个端盖(103)的一个端盖后面的电池管理系统(109)，用于监测和控制所述电池组(110)中的所述多个单电池(...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：TVS电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：