电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的能量存储系统和车辆

技术领域

本公开涉及一种电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的一种能量存储系统和一种车辆。

本申请要求在大韩民国于2021年12月27日提交的韩国专利申请第10-2021-0189010号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

二次电池具有根据产品组的高度适用性和诸如高能量密度的电气特性，并且因此通常不仅应用于移动装置而且还应用于由电力源驱动的电动车辆(EV)或者混合动力车辆(HEV)。因为二次电池可以大幅减少化石燃料的使用并且不产生伴随能量消耗的任何副产物，所以二次电池作为用于改进环境友好性和能量效率的新的可替代能源正在获得关注。

当前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池。单元二次电池单体，即单元电池单体的操作电压范围从大约2.5V到大约4.5V。相应地，当要求更高的输出电压时，可以通过串联连接多个电池单体来构造电池组。而且，可以通过根据电池组要求的充电/放电容量并联连接多个电池单体来构造电池组。相应地，可以根据要求的输出电压和/或充电/放电容量以各种方式设定包括在电池组中的电池单体的数目。

同时，当通过串联/并联连接多个电池单体来构造电池组时，通常，首先构造包括至少一个电池单体的电池模块，并且使用该至少一个电池模块添加其它部件以构造电池组或者电池架。

传统的电池模块通常包括彼此堆叠的多个电池单体和容纳该多个电池单体的模块壳体。在这种传统电池模块的情形中，当由于异常情况而在该多个电池单体当中的特定电池单体中发生过热时，在过热的电池单体中产生的热量被原样传递到相邻的电池单体从而产生热失控，这导致更大的风险诸如电池模块的爆炸。

因此，要求找到一种途径来提供一种当在电池单体中发生异常情况时能够防止热失控的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的一种能量存储系统和一种车辆。

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决相关技术的问题，并且因此本公开旨在提供一种当在电池单体中发生异常情况时能够防止热失控的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的一种能量存储系统和一种车辆。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供一种电池模块，所述电池模块包括：至少一个电池单体；模块外壳，所述模块外壳容纳所述至少一个电池单体；至少一个防泄漏凹穴(leakageprevention pocket)，所述至少一个防泄漏凹穴被设置在所述模块外壳中以在所述至少一个电池单体的异常情况的情形中防止火焰或者火花的泄漏；和灭火囊单元，所述灭火囊单元被设置于所述至少一个防泄漏凹穴并且被构造成在所述异常情况的情形中通过所述火焰或者火花将灭火剂排放到所述模块外壳中。

而且，优选地，可以设置多个防泄漏凹穴，并且所述多个防泄漏凹穴可以被置放成使得所述至少一个电池单体介于其间。

而且，优选地，可以将所述多个防泄漏凹穴设置在所述模块外壳的两侧的边缘部分上。

而且，优选地，所述多个防泄漏凹穴可以具有能够容纳所述火焰或者火花的预定空间。

而且，优选地，可以将所述多个防泄漏凹穴设置于在所述异常情况的情形中面对所述火焰或者火花的移动方向的方向上。

而且，优选地，可以将所述灭火囊单元设置于所述多个防泄漏凹穴中的至少一个。

而且，优选地，可以将所述灭火囊单元设置于所述多个防泄漏凹穴中的至少一个的内壁。

而且，优选地，所述灭火囊单元可以包括：安装到所述至少一个防泄漏凹穴的囊体；和被容纳在所述囊体的内部的所述灭火剂。

而且，优选地，所述囊体可以在预定温度下熔化或者通过预定冲击而破裂以将所述灭火剂从所述囊体发送出去。

而且，优选地，可以设置多个灭火囊单元，并且所述多个灭火囊单元可以被置放成在所述至少一个电池单体介于其间的情况下彼此面对。

而且，优选地，可以作为灭火液体或者灭火气体来提供所述灭火剂。

此外，本公开提供一种电池组，所述电池组包括：至少一个根据以上实施例的电池模块；和容纳所述至少一个电池模块的电池组外壳。

此外，本公开提供一种能量存储系统，所述能量存储系统包括至少一个根据以上实施例的电池组。

此外，本公开提供一种车辆，所述车辆包括至少一个根据以上实施例的电池组。

有利的效果

根据如以上描述的各种实施例，可以提供一种当在电池单体中发生异常情况时能够防止热失控的电池模块、包括该电池模块的一种电池组以及包括该电池组的一种能量存储系统和一种车辆。

附图说明

附图图示了本公开的优选实施例，并且与前面的公开一起地，用于提供本公开的技术特征的进一步的理解，并且因此，本公开不被理解为限制于附图。

图1是用于解释根据本公开的实施例的电池模块的图。

图2是图1的电池模块的分解立体图。

图3是图1的电池模块的截面视图。

图4是图3的电池模块的主要部分的放大视图。

图5和图6是用于解释图1的电池模块的热失控防止机制的图。

图7是用于解释根据本公开的实施例的电池组的图。

具体实施方式

现在将参考其中示出本公开的示例性实施例的附图更充分地描述本公开。提供了这些实施例从而本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分地传达本公开的概念，并且本公开可以被体现为很多不同的形式而不应该被理解为限制于在这里阐述的实施例。另外，为了帮助本公开的理解，附图没有按照比例绘制，而是某些部件的尺寸可能被夸大。

图1是用于解释根据本公开的实施例的电池模块的图，图2是图1的电池模块的分解立体图，图3是图1的电池模块的截面视图，并且图4是图3的电池模块的主要部分的放大视图。

参考图1到图4，电池模块10可以包括电池单体100、模块外壳200、防泄漏凹穴400和灭火囊单元500。

电池单体100是一种二次电池，并且可以被设置成袋型二次电池、棱柱形二次电池或者圆柱形二次电池。在下文中，在本实施例中，电池单体100将被描述为被设置成袋型二次电池。

电池单体100可以包括电极组件、容纳电极组件的电池外壳和从电池外壳向外突出并且连接到电极组件的电极引线150。电极引线150感测电池单体100的电压并且可以与以后描述的安装到模块外壳200的汇流条组件(未示出)联接。

可以设置至少一个或者多个电池单体100。在下文中，在这个实施例中，电池单体100被限制性地描述为被以堆叠方式设置多个从而被电连接到彼此。

模块外壳200可以容纳该至少一个电池单体100，或者在这个实施例中容纳该多个电池单体100。为此目的，能够容纳该多个电池单体100的容纳空间可以设置在模块外壳200中。

防泄漏凹穴400设置在模块外壳200内，并且可以在该至少一个电池单体100的异常情况中防止火花或者火焰F的泄漏。

可以设置多个防泄漏凹穴400。该多个防泄漏凹穴400可以被置放成使得该至少一个电池单体100介于其间。

该多个防泄漏凹穴400可以设置在模块外壳200的两侧的边缘部分上。该多个防泄漏凹穴400可以设置于在异常情况中面对火焰或者火花F的移动方向的方向上。

该多个防泄漏凹穴400可以具有能够容纳火焰或者火花F的预定空间450。可以将预定空间450设置为能够容纳火焰或者火花F的预定形状。例如，预定空间450可以被呈凸形地形成在模块外壳200的边缘区域中以在内部形成预定空间。

灭火囊单元500被设置于该至少一个防泄漏凹穴400，并且在异常情况的情形中，可以通过火焰或者火花F将灭火剂550发送到模块外壳中。

可以将灭火囊单元500设置于该多个防泄漏凹穴400中的至少一个防泄漏凹穴。此外，灭火囊单元500可以设置在该多个防泄漏凹穴400中的至少一个防泄漏凹穴的内壁上。

可以设置多个灭火囊单元500。该多个灭火囊单元500可以被置放成在该至少一个电池单体100介于其间的情况下彼此面对。此外，该多个灭火囊单元500可以被置放成在该至少一个电池单体100的电极引线150介于其间的情况下彼此面对。

该多个灭火囊单元500可以分别包括囊体510和灭火剂550。

囊体510被安装到该至少一个防泄漏凹穴400并且可以被置放在预定空间450内部。囊体510可以在预定温度下熔化或者通过预定冲击而破裂以将灭火剂550从囊体510发送出去。具体地，囊体510可以在通过火焰或者火花F熔化或者破裂时将灭火剂550从囊体510发送出去。

灭火剂550可以容纳在囊体510中。灭火剂550可以包括能够灭火的液体或者气态材料，诸如灭火液体或者灭火气体。本公开不限于此，并且当然，灭火剂550可以作为能够灭火等的其它类型的材料或者这些材料的混合物来提供。

在下文中，将更详细地描述当在根据这个实施例的电池模块10中发生异常情况时的热失控防止机制。

图5和图6是用于解释图1的电池模块的热失控防止机制的图。

参考图5和图6，在电池模块10的电池单体100中的至少一个电池单体中，可能由于由异常情况引起的过热而发生可能导致火灾等的危险情况。

在电池模块10的模块外壳200内发生异常情况的电池单体100中产生的火焰或者火花F被防泄漏凹穴400阻挡，使得可以防止从模块外壳200向外泄漏。即，通过将火焰或者火花F与模块外壳200外部的氧气相阻挡，防泄漏凹穴400可以抑制诸如热失控或者火灾的危险情况。

此外，从火焰或者火花F产生的颗粒或者残余物可以沉积在防泄漏凹穴400的预定空间450中并且在预定空间450中积聚而不逸出到模块外壳200的外部。

此时，防泄漏凹穴400中的灭火囊单元500可以在囊体510被火焰或者火花F熔化或者撕裂时喷射灭火剂550。即，灭火囊单元500可以在防泄漏凹穴400内另外地抑制热失控和火灾。

这样，在异常情况的情形中，因为根据这个实施例的电池模块10可以通过防泄漏凹穴400和灭火囊单元500来通过至少两种方法抑制热失控和火灾，所以能够在异常情况中使得热失控抑制和火灾抑制效果最大化。

图7是用于解释根据本公开的实施例的电池组的图。

参考图7，电池组1可以包括之前实施例的至少一个或者多个电池模块10和用于容纳该至少一个或者多个电池模块10的电池组外壳50。

可以将至少一个或者多个电池组1设置为能量存储系统或者车辆的能源。此外，除了能量存储系统或者车辆以外，电池组1还能够设置在使用二次电池的其它装置、仪器和设备中。

这样，包括根据本实施例的电池组1的装置、仪器和设施，诸如能量存储系统，或者包括电池组1的车辆，可以实现具有以上描述的电池模块10的所有优点的装置、仪器、设施等，诸如能量存储系统或者车辆。

根据如以上描述的各种实施例，可以提供一种当在电池单体100中发生异常情况时能够防止热失控的电池模块10、一种包括电池模块10的电池组1以及包括电池组1的一种能量存储系统和一种车辆。

虽然已经示出并且描述了本公开的优选实施例，但是本公开不限于以上描述的具体实施例，本公开所属领域普通技术人员可以在不偏离如由权利要求书限定的本公开的主旨的情况下做出各种修改，并且不应该从本公开的技术特征或者预期单独地理解这些修改。