一种电池模组及电池包

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种电池模组内的电池的安装结构。

背景技术

锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点，因此逐渐受到了人们的青睐，且在储能及动力电池领域中，锂离子电池也逐渐取代了其它的传统电池。

随着新能源行业的快速发展，电池包的续航里程逐渐增加，相应的电池包的电量也逐渐增加，随着电池包电量的增加，如何有效保证电池包的安全性以及如何把控电池包的成本成为了大家研究的对象。对于软包锂电池而言，可以通过将模组做大、减少电池包内零部件的数量来降低电池包的结构成本，但是由于电池包通常是由多个电池模组组成的，而电池模组又是由多个电池单体组成的，因此随着电池包电量的增加，也就意味着需要将大量的电池模组或者电池单体堆叠在一起，这样如果没有做好较好的安全防护，在电池单体发生热失控时，极易迅速引起大范围的热扩散，进而有可能出现燃烧或者爆炸等危险情况。

为了解决上述问题，申请公布号为CN113889690A的中国发明专利申请公开了一种有效阻止电池包热扩散的软包锂电池模组结构，该模组结构包括由上盖板、下盖板、左端板、右端板以及前后两侧的防火板组成的模组壳体，其中防火板的强度低于上、下盖板以及左、右端板的强度，模组壳体的内部空间通过多个平行且间隔排布的隔热板隔断成了若干区域(即隔爆室)，不同的隔爆室通过隔热板隔开，隔爆室内放置有由电池串并联堆叠组成的电池单元。在该专利中，当发生热失控时，由于防火板的强度低于上、下盖板以及左、右端板的强度，因此防火板会先发生冲击变形，以让模组壳体内的高温烟气喷出，实现热量的扩散，避免发生燃烧或者爆炸等危险情况。

由于上述模组结构中的防火板为一块均匀的完整板，当电池模组的规格大到一定程度后，防火板的面积相应增大，发生热失控时，产生的高温气体会作用于整块防火板，且只有当产生的高温气体足以使防火板发生冲击变形时，才能够将高温气体排出，实现热扩散，但是当电池单元中只有一个电池发生热失控，或者发生热失控时产生的高温气体较少时，高温气体会对整个防火板产生较小的压强，这样高温气体不足以使防火板发生变形，所以产生的高温气体也不能够及时扩散，这样很容易出现燃烧或者爆炸等危险情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池模组，以解决现有技术中当高温气体不足以使防火板发生变形时而导致热量无法扩散的问题；本发明的目的还在于提供一使用了上述电池模组的电池包。

为实现上述目的，本发明中的电池模组采用如下技术方案：

一种电池模组，包括模组壳体，所述模组壳体包括顶板、底板以及位于所述顶板与底板之间的围板，模组壳体内设有两个以上互相隔开的隔爆室，所述隔爆室内分别设有电池或由两个以上电池串并联而形成的电池单元，不同隔爆室内的电池互相隔开，模组壳体上对应于各个所述隔爆室分别设有至少一个对应的排烟孔，所述排烟孔与相应的隔爆室连通。

上述技术方案的有益效果在于：本发明中的电池模组通过在其模组壳体上对应于各个隔爆室分别设置至少一个对应的排烟孔，且由于排烟孔与相应的隔爆室连通，这样当隔爆室内的电池发生热失控时，产生的高温气体可通过对应的排烟孔从隔爆室内排出，因此与现有技术采用一整块防火板，依靠防火板变形排气的方式相比，无论是只有一个电池发生热失控产生高温气体，还是电池发生热失控而产生压力较小的高温气体，高温气体均能通过排气孔从隔爆室中排出，以此可以减小隔爆室内的热量聚集，实现热量的扩散，进而能够避免电池模组发生燃烧或者爆炸等危险情况，有效保证电池模组的安全性。

进一步地，各所述隔爆室并排布置，所述排烟孔设于所述围板上。

上述技术方案的有益效果在于：由于围板的外部具有一定的空间，因此将排烟孔设置在围板上可以形成良好的流通路径，这样更加有利于隔爆室中高温气体的排出，更加有利于隔爆室内部的散热。

进一步地，所述围板包括与电池的电极对应的端板，所述排烟孔设于所述端板上。

上述技术方案的有益效果在于：由于电池的热失控往往发生于电极所在的侧面，将排烟孔设置在与电池的电极对应的端板上，有利于进一步增强隔爆室内部的散热，同时也有利于进一步增强高温气体的排出效果。

进一步地，所述端板内侧设有汇流排组件，所述汇流排组件包括绝缘体以及设于绝缘体上的汇流排，所述绝缘体的下沿设有延伸至电池底部边缘的凸缘，以在电池与底板之间形成间隔。

上述技术方案的有益效果在于：电池与底板之间形成的间隔，不仅可以使电池和底板之间保持一定的绝缘间隔，同时也可以通过在该间隔内设置绝缘材料或者阻燃隔热材料保证电池模组的正常使用。

进一步地，所述间隔内设有导热阻燃结构胶。

上述技术方案的有益效果在于：通过导热阻燃结构胶不仅能够实现电池模组和底板之间的胶粘固定，同时也能够进行导热阻燃，换言之，上述结构实现了电池模组的快速散热，从而避免电池模组发生燃烧，进一步保证了电池模组的安全使用。

进一步地，所述端板与汇流排之间设有用于电池绝缘，避免热失控时其它电池短路的绝缘防火层。

上述技术方案的有益效果在于：通过绝缘防火层对电池的绝缘防护，以及热失控时对其它电池的短路保护，能够进一步保证电池模组的安全使用，减少安全事故的发生。

进一步地，所述围板与所述顶板、底板固定连接或者刚性支撑在顶板与底板之间，从而构成模组壳体的结构加强板。

上述技术方案的有益效果在于：将围板作为模组壳体的结构极加强版，这样通过围板可以保证整个模组壳体的强度，此时可以相应地增加组成电池模组的电池单元的数量，进而有利于进一步提高电池模组的电量以及续航能力。

进一步地，所述围板与所述顶板、底板之间通过焊接固定在一起。

上述技术方案的有益效果在于：通过焊接的方式不仅能够进一步提高模组壳体的结构强度，同时也有利于进一步增强模组壳体的密封效果，保证电池模组的正常使用和安全性。

进一步地，所述围板的外侧面上设有向外凸出的连接沿，所述连接沿上设有用于固定电池模组的连接孔。

上述技术方案的有益效果在于：设置连接沿以及连接孔，既方便了电池模组的固定安装，同时也有利于保证电池模组的固定效果。

为实现上述目的，本发明中的电池包采用如下技术方案：

电池包，包括箱体，所述箱体内固定装配有电池模组，电池模组包括模组壳体，所述模组壳体包括顶板、底板以及位于所述顶板与底板之间的围板，模组壳体内设有两个以上互相隔开的隔爆室，所述隔爆室内分别设有电池或由两个以上电池串并联而形成的电池单元，不同隔爆室内的电池互相隔开，模组壳体上对应于各个所述隔爆室分别设有至少一个对应的排烟孔，所述排烟孔与相应的隔爆室连通。

上述技术方案的有益效果在于：本发明中的电池包通过在电池模组的模组壳体上对应于各个隔爆室分别设置至少一个对应的排烟孔，且由于排烟孔与相应的隔爆室连通，这样当隔爆室内的电池发生热失控时，产生的高温气体可通过对应的排烟孔从隔爆室内排出，因此与现有技术采用一整块防火板，依靠防火板变形排气的方式相比，无论是只有一个电池发生热失控产生高温气体，还是电池发生热失控而产生压力较小的高温气体，高温气体均能通过排气孔从隔爆室中排出，以此可以减小隔爆室内的热量聚集，实现热量的扩散，进而能够避免电池模组发生燃烧或者爆炸等危险情况，有效保证了电池模组的安全使用，进而也有效保证了电池包的安全使用。

进一步地，各所述隔爆室并排布置，所述排烟孔设于所述围板上。

上述技术方案的有益效果在于：由于围板的外部具有一定的空间，因此将排烟孔设置在围板上可以形成良好的流通路径，这样更加有利于隔爆室中高温气体的排出，更加有利于隔爆室内部的散热。

进一步地，所述围板包括与电池的电极对应的端板，所述排烟孔设于所述端板上。

上述技术方案的有益效果在于：由于电池的热失控往往发生于电极所在的侧面，将排烟孔设置在与电池的电极对应的端板上，有利于进一步增强隔爆室内部的散热，同时也有利于进一步增强高温气体的排出效果。

进一步地，所述端板内侧设有汇流排组件，所述汇流排组件包括绝缘体以及设于绝缘体上的汇流排，所述绝缘体的下沿设有延伸至电池底部边缘的凸缘，以在电池与底板之间形成间隔。

上述技术方案的有益效果在于：电池与底板之间形成的间隔，不仅可以使电池和底板之间保持一定的绝缘间隔，同时也可以通过在该间隔内设置绝缘材料或者阻燃隔热材料保证电池模组的正常使用。

进一步地，所述间隔内设有导热阻燃结构胶。

上述技术方案的有益效果在于：通过导热阻燃结构胶不仅能够实现电池模组和底板之间的胶粘固定，同时也能够进行导热阻燃，换言之，上述结构实现了电池模组的快速散热，从而避免电池模组发生燃烧，进一步保证了电池模组的安全使用。

进一步地，所述端板与汇流排之间设有用于电池绝缘，避免热失控时其它电池短路的绝缘防火层。

上述技术方案的有益效果在于：通过绝缘防火层对电池的绝缘防护，以及热失控时对其它电池的短路保护，能够进一步保证电池模组的安全使用，减少安全事故的发生。

进一步地，所述围板与所述顶板、底板固定连接或者刚性支撑在顶板与底板之间，从而构成模组壳体的结构加强板。

上述技术方案的有益效果在于：将围板作为模组壳体的结构极加强版，这样通过围板可以保证整个模组壳体的强度，此时可以相应地增加组成电池模组的电池单元的数量，进而有利于进一步提高电池模组的电量以及续航能力。

进一步地，所述围板与所述顶板、底板之间通过焊接固定在一起。

上述技术方案的有益效果在于：通过焊接的方式不仅能够进一步提高模组壳体的结构强度，同时也有利于进一步增强模组壳体的密封效果，保证电池模组的正常使用和安全性。

进一步地，所述围板的外侧面上设有向外凸出的连接沿，所述连接沿上设有用于固定电池模组的连接孔。

上述技术方案的有益效果在于：设置连接沿以及连接孔，既方便了电池模组的固定安装，同时也有利于保证电池模组的固定效果。

附图说明

图1是本发明中电池模组的立体图；

图2是本发明中电池模组的爆炸图；

图3是本发明中电池模组部分结构的爆炸图(未显示电池)；

图4是本发明电池模组中电池的示意图；

图5是本发明电池模组中多个电池单元堆叠的示意图；

图6是本发明电池模组中汇流排组件装配的示意图；

图7是本发明电池模组中信号采集组件装配的示意图；

图8是本发明电池模组中前、后端板装配的示意图；

图9是本发明中电池模组在箱体内的安装示意图。

图中：10、电池；11、正极；12、负极；20、顶板；30、底板；40、翻沿；50、前端板；60、后端板；70、左端板；80、右端板；90、连接沿；91、连接孔；100、排烟孔；110、隔热板；120、泡棉片；130、隔爆室；140、引出孔；150、汇流排组件；151、汇流排；152、电极穿孔；153、绝缘体；154、凸缘；155、第一固定孔；160、信号采集组件；161、采集本体；162、第二固定孔；163、采集镍片；164、引出接插件；170、铆钉；180、绝缘防火层；190、导热阻燃结构胶；200、电池组；210、电池模组；220、箱体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中电池模组的实施例1：

如图1、图2和图3所示，电池模组210包括模组壳体，模组壳体为矩形壳体，模组壳体包括顶板20、底板30以及位于顶板20和底板30之间的围板，其中，围板包括分别位于电池模组210前后两侧的前端板50和后端板60，还包括分别位于电池模组210左右两侧的左端板70和右端板80。顶板20、底板30以及围板共同围成了位于模组壳体内的内部空间，内部空间内与左端板70和右端板80平行设置有多个隔热板110，隔热板110由隔热材料制成，且多个隔热板110之间平行且间隔布置，以此通过各隔热板110可将模组壳体内的内部空间分隔成多个并排布置且相互隔开的隔爆室130，且隔热室的数量可以是三个、四个或者更多，只要能够保证电池模组210的结构强度且电池模组210的续航能力满足实际的使用需求便可。

如图2所示，各隔爆室130内堆叠安装有多个与隔热板110平行布置的电池10，其中，一个隔爆室130内的电池10的数量可以是三个、四个或者更多，只要保证电池10均可以安装在隔爆室130内便可。一个隔爆室130内的任两电池10之间设有泡棉片120，且一个隔爆室130内的多个电池组200成一个电池单元。由于各隔爆室130相互平行布置，因此模组壳体内安装有多个相互平行布置的电池单元，且模组壳体内的多个电池单元堆叠形成电池组200(图5所示)，电池组200的两端与相应的左端板70和右端板80之间也设有泡棉片120。其中，如图4所示，组成电池单元的电池10的前后两端分别设有正极11和负极12，即前端板50和后端板60分别与电池10的正极11和负极12对应设置，且前端板50和后端板60上分别对应于各隔爆室130设有两个对应的排烟孔100(图2、图3和图8所示)，且排烟孔100与相应的隔爆室130连通，当电池10发生热失控时，隔爆室130内产生的高温气体可通过相应的排烟孔100排出，以实现隔爆室130内的热扩散，避免发生燃烧和爆炸灯安全事故。

如图6所示，前端板50和电池组200的前侧之间以及后端板60和电池组200的后侧之间均设有汇流排组件150，汇流排组件150包括绝缘体153以及设置在绝缘体153上的汇流排151，其中，绝缘体153包覆汇流排151，且汇流排151远离电池组200的一侧暴露在外，位于电池组200前后两侧的汇流排151上分别设有供电池10相应的正极11和负极12穿过的电极穿孔152，相应的绝缘体153上也设有供电池10相应的正极11和负极12穿过的穿孔，正极11和负极12穿出相应的汇流排151后分别与相应的汇流排151焊接，以此实现电池组200中多个电池10之间的串并联连接。各绝缘体153上还设有多个固定汇流排组件150的第一固定孔155，且多个第一固定孔155间隔布置。各绝缘体153的下沿上设有延伸至电池组200底部边缘的凸缘154，以通过凸缘154对电池组200的支撑在电池组200的底部和底板30之间形成间隔，如图2和图3所示，间隔内设有导热阻燃结构胶190，且顶板20和电池组200的顶部之间也设有导热阻燃结构胶190，以此通过导热阻燃结构胶190不仅能够实现电池组200与底板30和顶板20之间的胶粘固定，同时也能够进行导热阻燃，进一步保证电池模组210的安全使用。

如图7所示，前端板50和后端板60与相应的汇流排组件150之间设有信号采集组件160，信号采集组件160由采集本体161、采集镍片163以及引出接插件164组成，其中，采集本体161上设有与多个第一固定孔155前后对应的第二固定孔162，通过铆钉170依次穿过第二固定孔162和第一固定孔155，并与第一固定孔155螺纹配合实现各信号采集组件160和相应的汇流排组件150的固定连接。采集镍片163设置有多个，多个采集镍片163间隔布置在采集本体161的下端，且多个采集镍片163分别焊接固定在汇流排151上，以用于实现信号的采集。引出接插件164设置在采集本体161上远离汇流排组件150的一侧，引出接插件164用于与外部设备连接，以将采集到的电池10的相关数据传递到外部设备中。如图8所示，前端板50和后端板60上分别设有用于引出相应的引出接插件164的引出孔140，且前端板50和后端板60上靠近相应的信号采集组件160的一侧设有绝缘防火层180，绝缘防火层180用于电池绝缘，避免热失控时其它电池短路。

另外，电池模组210在正常使用状态下，绝缘防火层180能够将各隔爆室130内的电池10与外界隔开，以避免外界因素对电池10正常使用的影响。而当发生热失控时，产生的高温气体会使汇流排组件150中的绝缘体153融化，并会通过汇流排151上的电极穿孔152以及信号采集组件160上下方向上的间隙流出，流动到前、后端板与相应的信号采集组件160之间，此时，在高温气体的作用下，绝缘防火层180会被冲破，高温气体则穿过绝缘防火层180从排烟孔100中排出。

如图2和图3所示，顶板20和底板30的四周边缘处均设有朝向电池组200延伸的翻沿40，各翻沿40分别搭接在前、后端板以及左、右端板上，并通过激光焊接的方式分别与前、后端板以及左、右端板焊接固定，以此通过焊接不仅能够进一步提高模组壳体的结构强度，即围板构成了电池模组210的加强板，同时也有利于进一步增强模组壳体的密封效果，保证电池模组210的正常使用和安全性。

如图9所示，装配完成的电池模组210可安装在箱体220内，如图1、图2、图3以及图7所示，前端板50、后端板60、左端板70以及右端板80的中部均设有沿各自长度方向延伸的连接沿90，连接沿90上设有多个间隔布置的连接孔91，以此通过各连接孔91可将电池模组210固定安装在箱体220内，且多个电池模组210安装在箱体220内可构成电池包。

本发明中的电池模组通过在其模组壳体上对应于各个隔爆室分别设置里两个对应的排烟孔，且由于排烟孔与相应的隔爆室连通，这样当隔爆室内的电池发生热失控时，产生的高温气体可通过对应的排烟孔从隔爆室内排出，因此与现有技术采用一整块防火板，依靠防火板变形排气的方式相比，无论是只有一个电池发生热失控产生高温气体，还是电池发生热失控而产生压力较小的高温气体，高温气体均能通过排气孔从隔爆室中排出，以此可以减小隔爆室内的热量聚集，实现热量的扩散，进而能够避免电池模组发生燃烧或者爆炸等危险情况，有效保证电池模组的安全性。

本发明中电池模组的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，围板与顶板20、底板30之间通过焊接进行固定连接。而本实施例中，在顶板20和底板30的翻沿40上以及围板上设置相互对应的连接孔，以此通过铆钉和连接孔的配合实现围板与顶板20和底板30的固定连接。

本发明中电池模组的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，围板与顶板20、底板30之间通过焊接进行固定连接。而本实施例中，顶板20和底板30分别粘接固定在电池模组210的顶部和底部，围板刚性支撑在顶板20和底板30之间，且卡接在顶板20和底板30的翻沿40内，此时组成电池模组210的电池单元数量不能过多，以免影响整个电池模组210的结构强度。在其它实施例中，围板还可以只通过胶粘固定在电池模组210上。

本发明中电池模组的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，前端板50和后端板60靠近汇流排组件150的一侧设有绝缘防火层180。而本实施例中，前端板50和后端板60靠近汇流排组件150的一侧只设有用于实现前端板50和后端板60胶粘固定的双面胶等材料。

本发明中电池模组的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，电池10与底板30之间的间隔内设有导热阻燃结构胶190。而本实施例中，电池10与底板30之间的间隔只作为用于实现电池10和底板30之间绝缘保护的绝缘间隔。

本发明中电池模组的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，绝缘体153的下沿设有延伸至电池10底部边缘的凸缘154，通过凸缘154对电池10的支撑可在电池10和底板30之间形成间隔，并可在该间隔内设置导热阻燃结构胶190。而本实施例中，直接在电池10和底板30之间设置导热阻燃结构胶190，并通过导热阻燃结构胶190使电池10和底板30之间保持一定的间隔。

本发明中电池模组的实施例7：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，排烟孔100设置在与电池10的电极对应的前端板50和后端板60上。而本实施例中，排烟孔设置在左端板70和右端板80上，此时需保证电池模组210的模组壳体内具有与排烟孔连通且供高温气体排出的流通路径。

本发明中电池模组的实施例8：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，排烟孔100设置在围板上。而本实施例中，在顶板20和底板30上均设有与各隔爆室130对应的排烟孔。

本发明中电池包的实施例：电池包包括箱体220，箱体220内固定装配有电池模组210，电池模组210的具体结构与上述电池模组实施例中的电池模组210相同，在此不再重述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。