电池系统和包括该电池系统的车辆技术方案

一种电池系统(10)，包括电池壳体和布置在电池壳体内的多个电池单元组(13)中的多个电池单元(12)，其中每个电池单元组(13)包括具有至少一个排出口(16)的排出侧(14)，在热失控的情况下，包括排出产物的排气流(V)通过该排出口离开电池单元组(13)，电池系统(10)还包括在电池单元组(13)的排出侧(14)处的隔离片(30)，隔离片(30)形成分离的排出室(36)，每个电池单元组(13)一个排出室(36)，用于引导离开排出口(16)的排气流通过隔离片(30)中的开口(32)远离电池单元组(13)。离电池单元组(13)。离电池单元组(13)。

【技术实现步骤摘要】
电池系统和包括该电池系统的车辆


[0001]本专利技术涉及电池系统，其允许在热失控的情况下排放的排出气体远离相邻的电池单元并在离开电池系统之前冷却。此外，本专利技术涉及包括该电池系统的车辆。

技术介绍

[0002]近年来，已经开发了使用电力作为动力源的用于运输货物和人员的车辆。这种电动车辆是由电动机驱动的汽车，使用储存在可再充电电池中的能量。电动车辆可以仅由电池提供动力，或者可以是由例如汽油发电机提供动力的混合动力车辆。此外，车辆可以包括电动机和传统内燃机的组合。一般地，电动汽车电池EVB或牵引电池是用来为电池电动汽车BEV提供动力的电池。电动汽车电池不同于启动电池、照明电池和点火电池，因为它们被设计为在持续的时间段供电。可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于，它可以反复地充电和放电，而一次电池只提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池被用作小型电子装置诸如移动电话、笔记本电脑和摄像机的电源，而高容量可再充电电池被用作电动车辆和混合动力车辆等的电源。
[0003]一般地，可再充电电池包括电极组件、容纳电极组件的壳体和电连接到电极组件的电极端子，电极组件包括正电极、负电极以及插置在正电极和负电极之间的分隔件。电解质溶液被注入到壳体中，以便能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应对电池进行充电和放电。壳体的形状，例如圆柱形或矩形，取决于电池的预期目的。通过在膝上型电脑和消费电子产物中的应用而广为人知的锂离子(和类似的锂聚合物)电池，主导了最新开发的电动汽车组。
[0004]可再充电电池可以用作由串联和/或并联联接的多个单位电池单元形成的电池模组，以便提供高能量含量，特别是用于混合动力车辆的电机驱动。也就是，根据所需的电量并为了实现高电力可再充电电池，通过互连多个单位电池单元的电极端子来形成电池模组。
[0005]电池模组可以以块设计或模组化设计来构造。在块设计中，每个电池联接到公共集流器结构和公共电池管理系统，并且其单位被布置在壳体中。在模组化设计中，多个电池单元被连接以形成子模组，并且几个子模组被连接以形成电池模组。在汽车应用中，电池系统通常由多个串联连接的电池模组组成，用于提供期望的电压。其中，电池模组可以包括具有多个堆叠的电池单元的子模组，每个堆叠包括串联连接多个已并联连接的电池单元(XpYs)或者并联连接多个已串联连接的电池单元(XsYp)。
[0006]电池包是一组任意数量的(最好是相同的)电池模组。它们可以以串联、并联或两者混合被配置，以递送所需的电压、容量或功率密度。电池包的组件包括各个电池模组和在它们之间提供导电性的互连。
[0007]根据现有技术的电池系统，不管任何模组化结构，通常包括电池壳体，该电池壳体用作将电池系统相对于环境密封的外壳，并为电池系统的组件提供结构保护。封闭式电池系统通常作为一个整体安装在其应用环境(例如电动车辆)中。
[0008]为了提供对电池壳体内的封闭式电池单元的热控制，热管理系统可以用于有效地散发、释放和/或消散在电池壳体内产生的热量。在电池单元的某些条件下，内部温度的升高会导致在电池单元中发生异常反应。这种异常操作条件的一示例是电池单元中的热失控，其可能由强烈过热或过度充电的单元引起。热失控是电池单元内部的自加速化学反应，其产生大量热量和排出气体，直到几乎所有可用材料耗尽。排放的物质，即排出的产物，可能包含热的和有毒的排出气体以及潜在的导电固体物质，如石墨粉和金属碎片。
[0009]排出产物的温度，尤其是排出气体的温度，可以达到1000℃甚至更高的温度，尤其是当几个电池单元同时或在短时间内发生热失控时。当通过系统排出元件离开电池系统到环境中时，排出产物的温度通常仍然很高。这给旁观者带来了危险，因为热的排出产物可能会导致烧伤，并可能点燃引起火灾。
[0010]电池系统的现有技术排出构思是让处于热失控状态的电池单元的热排出产物膨胀到电池壳体中，并通过系统排出元件离开电池系统到电池壳体的环境中。当排出产物逸出电池系统时，电池系统内的压力可以保持在安全范围内。系统排出元件可以例如根据ISO4126
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6确定尺寸。然而，在这种设计中，排出气流会将热量或颗粒传送到其它单元或导电部件上，这可能导致热传播或短路，引起其它单元的热失控，导致整个电池包的损坏，并可能损坏车辆。
[0011]从DE 10 2017 212 223 A1已知一种电池系统，其中在热失控的情况下，排出产物在底部通过冷却板离开电池单元，直接进入联合排出通道。
[0012]因此，本公开的目的是克服或减少现有技术的至少一些缺点，并提供一种电池系统，其最小化烧伤和火灾的危险，特别是以简单和成本有效的方式。

技术实现思路

[0013]本公开的实施方式寻求至少在某种程度上解决现有技术中存在的问题中的至少一个。
[0014]具体地，提供了一种用于(电动)车辆的电池系统，该电池系统包括电池壳体和在电池壳体内的多个电池单元。电池壳体可以将多个电池单元包围在单元室中。电池单元成组地排列。这种组可以由其组成单元的空间接近度来定义，即一个组的单元可以比不同组的单元彼此更靠近。此外或可选地，这种组可以由其以特定方式(例如串联或并联)电互连的组成单元来定义。例如，每个电池单元组可以形成电池堆叠。多个这些电池堆叠可以形成电池系统的(子)模组。
[0015]每个电池单元组包括具有至少一个排出口的排出侧。排出侧也可以被认为是电池系统的所有电池单元的排出侧，即电池单元组可以具有相同的排出侧。在电池系统安装在车辆中的安装设置中，排出侧可以例如是电池单元的顶侧，或者优选地是底侧。在热失控的情况下，包含排出产物的排气流通过(多个)排出口在排出侧离开电池单元组。
[0016]如上所述，利用已知的排气方法，所有电池单元的排气流直接进入单元室或联合排出通道，并且无导向地流过电池壳体，通过系统排出元件离开电池系统到电池壳体的环境中。这可能导致排气流将热量和/或颗粒转移到其它电池或导电部件上，这可能导致热传播或短路，导致其它单元的热失控。
[0017]本专利技术克服了这个问题，因为本专利技术的隔离片为每个电池单元组形成了单独的排
出室。隔离片布置在电池单元组的排出侧，隔离片为每个电池单元组形成一个排出室。换句话说，该一个隔离片提供多个单独的排出室，每个电池单元组一个。排出室是分开的，因为由电池单元组排出到室之一中的排气流不能进入相邻的排出室。因此，每个电池单元组具有其自己的排出室，在热失控的情况下，其排气流被引导到该排出室中。因此，对于每个电池单元组，各电池单元组的至少一个排出口邻接相应的排出室。排出室可以由隔离片结合电池单元组的排出侧形成。例如，每个排出口可以在第一侧由电池单元组的排出侧界定，并且在与第一侧相对的第二侧由隔离片界定。
[0018]隔离片适于或形成为使得离开排出口的排气流通过隔离片中的开口被引导远离电池单元组，其中开口被布置为使得每个排出室具有至少一个开口。因此，每个排出室包括开口，用于允许排气流离开相应的排出室。隔离片可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池系统(10)，包括电池壳体和在所述电池壳体内布置成多个电池单元组(13)的多个电池单元(12)，其中每个电池单元组(13)包括具有至少一个排出口(16)的排出侧(14)，在热失控的情况下，包括排出产物的排气流(V)通过所述排出口离开所述电池单元组(13)，所述电池系统(10)进一步包括在所述电池单元组(13)的所述排出侧(14)处的隔离片(30)，所述隔离片(30)形成分离的排出室(36)，每个电池单元组(13)一个排出室(36)，用于引导离开所述排出口(16)的排气流通过所述隔离片(30)中的开口(32)远离所述电池单元组(13)。2.根据权利要求1所述的电池系统(10)，其中，所述电池系统(10)包括面对所述电池单元组(13)的所述排出侧(14)的盖元件(20)，所述隔离片(30)布置在所述盖元件(20)和所述排出侧(14)之间，其中所述排出通道(40)布置在所述隔离片(30)和所述盖元件(20)之间，所述排出通道(40)经由所述隔离片(30)中的所述开口(34)将所述电池壳体的系统出口(38)与所述排出室(36)连接。3.根据权利要求2所述的电池系统(10)，其中，所述盖元件是底盖(20)。4.根据权利要求3所述的电池系统(10)，其中，所述底盖(20)是所述电池壳体(20)的底部的一部分。5.根据权利要求1所述的电池系统(10)，其中，所述电池单元组(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B哈德勒，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：