防止气体着火的电池组的制作方法

本技术要求基于2024年11月18日提交的韩国专利申请no.10-2024-0164436的优先权的权益，在该专利申请的文档中公开的全部内容被包括作为本说明书的一部分。本发明涉及一种电池组的结构，其中，包括多个电池模块的模块阵列被容纳在电池组框架中以防止热失控期间的气体着火。

背景技术：

1、根据产品组提供易于应用并且具有诸如高能量密度之类的电特性的二次电池不仅广泛应用于便携式装置，而且还广泛应用于由电驱动源驱动的电动车辆或混合动力车辆。

2、这些二次电池作为用于改善生态友好性和能量效率的新能源引起关注，不仅因为它们具有能够显著减少化石燃料的使用的主要优点，而且因为它们具有不会由于能量使用而产生任何副产物的主要优点。

3、当今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。这些单元二次电池（即单元电池电芯）的操作电压为大约2.5 v至4.2 v。因此，当需要更高的输出电压时，电池模块通过串联和或并联连接多个电池电芯而构成，并且多个电池模块也串联和或并联连接以构成电池组。

4、图1示出了电池组的结构，并且图2示出了图1的电池组的模块阵列。参照图1和图2，电池组p具有多个电池模块2被容纳在电池组框架1中的结构，电池组框架1包括上框架11、下框架12和密封上框架11和下框架12之间的空间的衬垫13。这里，多个电池模块2安装成其上部暴露在下框架12上，以便形成沿着宽度方向布置在电连接有电池模块2的连接器块110的两侧的阵列。

5、另外，当电池模块2中的一个由于短路或其他原因而发生热失控时，存在模块之间的热传播的风险，这潜在地导致整个电池组的热失控的链式反应。为了防止这种情况，耐热阻挡构件31插置在电池模块2之间以防止其间的热传播。

6、然而，当在一些或所有电池模块2中发生热失控时，会产生大量的可燃气体和电火花。如图2所示，气体在电池模块2的前后方向上排放，并通过电池组框架1的前后侧壁内的狭窄通道在宽度方向上传播，并且火花源自端子20和设置在电池模块2的前端处的连接器块110。

7、这里，当高温气体遇到从连接器块110产生的火花和外部氧气时，火焰的三要素被满足，而导致着火。类似地，当气体熔化衬垫13并且在电池组框架1的前后方向上排放时，气体通过与从端子20产生的火花和外部氧气接触而着火。当通过着火产生火焰时，热失控速度比简单的气体引起的热传播快得多，并且爆炸等的风险也增加。

技术实现思路

1、技术问题

2、为了解决上述现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种电池组结构，其中，降低了由着火引起的快速热失控和爆炸的风险。

3、本发明的目的是提供一种促进气体排放的同时消除着火风险的电池组结构，特别是多个电池模块相对于彼此和/或诸如连接器块之类的电连接部分布置成一行或更多行的电池组结构。

4、本发明的另一个目的是提供一种电池组结构，其能够防止模块之间的热传播，从而根本上防止在电池组级别上发生热失控。

5、本发明要解决的技术问题不限于上述目的，并且未描述的本发明的其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且将通过本发明的示例更清楚地理解。另外，显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过权利要求中指示的手段及其组合来体现。

6、技术方案

7、为了解决上述问题，本发明提供了一种电池组的结构，该结构包括：电池组框架；连接器块，其具有暴露的上部并且安装在并且安装在电池组框架中；模块阵列，其包括从连接器块的第一宽度方向端部沿着宽度方向布置的多个电池模块；以及阻挡构件，其与多个电池模块一起沿着宽度方向布置，阻挡构件将模块阵列分成多个单元模块阵列，多个单元模块阵列中的每一个包括一个或更多个电池模块。

8、根据本发明的阻挡构件包括：分隔件，其插置在一对相邻的单元模块阵列之间并将所述一对相邻的单元模块阵列分开；以及一对阻挡部分，其从分隔件沿着第一宽度方向延伸。

9、根据本发明，阻挡构件防止从电池模块排放的气体朝向连接器块流动，同时防止火花暴露于从电池组框架的前部和后部排放的气体，从而防止在连接器块和/或电池组框架的前部和后部处满足火焰的三要素，并且防止由于着火引起的快速热失控和爆炸的风险。

10、根据实施方式的电池组框架可以包括：连接部分，连接器块安装在该连接部分处；第一容纳部分，其连接到连接部分的第一宽度方向端部；以及第二容纳部分，其连接到连接部分的第二宽度方向端部。更具体地，电池组框架可以具有第一容纳部分和第二容纳部分相对于连接部分大致对称或点对称的形状。

11、这里，模块阵列可以包括：第一模块阵列，其被容纳在第一容纳部分中并且与连接器块的第一宽度方向端部相邻地布置；以及第二模块阵列，其被容纳在第二容纳部分中并且与连接器块的第二宽度方向端部相邻地布置。也就是说，根据实施方式的多个电池模块可以被布置成相对于连接器块具有大致左右对称性或点对称性。

12、根据实施方式，电池组框架可以包括：上框架，其覆盖第一模块阵列的上部并且连接器块安装在上框架上；以及下框架，其覆盖第一模块阵列的下部。这里，上框架和下框架可以被密封，同时沿着单个闭合曲线彼此面对。根据实施方式，当电池模块中发生热失控并且气体被排放到电池组框架的内部时，上框架和下框架之间的密封可能由于气体的高温和高压而被破坏，并且气体可能通过上框架和下框架之间的间隙被排放到外部。

13、具体地，上框架和下框架可以通过插置在其间的衬垫而被密封。衬垫可以包括热塑性合成树脂材料，该热塑性合成树脂材料可以通过气体的高温而熔化，并且在这种情况下，气体可以通过如上所述的上框架和下框架之间的间隙水平向外被排放。

14、根据实施方式，电池组还可以包括端子，其暴露在与宽度方向相交的多个电池模块中的每一个的前端和后端中的至少一个处。如上所述，当端子安装在电池模块的前端和/或后端时，便于将布置在宽度方向上的电池模块彼此电连接。然而，由于安装端子的区域不可避免地是电池模块内产生的气体可能被排放的区域，因此在电池模块中热失控期间产生气体的情况下，气体被排放到电池模块的前部和/或后部。

15、根据实施方式，除了最靠近连接器块的单元模块阵列以外的每个单元模块阵列可以包括与邻近第二宽度方向端部的其他单元模块阵列中的电池模块的数量相同的数量或更多的电池模块。也就是说，当单元模块阵列包括第一至第n单元模块阵列（n为1或更大）时，构成其中任何第（m+1）单元模块阵列（m为1或更大）的电池模块的数量等于或大于构成第m单元模块阵列的电池模块的数量。这是因为模块离连接器块越远，热失控和热传播到其他模块的风险越低。

16、相反，除了最靠近连接器块的一个单元模块阵列之外的每个单元模块阵列可以包括相同数量的电池模块。在这种情况下，无论阻挡构件被布置成围绕哪个单元模块阵列，阻挡部分的长度都可以相同，这在零件的通用性方面是有利的。

17、根据实施方式，优选的是，阻挡构件被布置成避开多个单元模块阵列中最靠近连接器块的第一个的前部和后部。当第一单元模块阵列的前部和后部被阻挡构件阻挡时，存在在前后方向上从第一单元模块阵列排放的气体向上或者在第二宽度方向上朝向连接器块流动的风险。在实际实验中，确认了当从第一单元模块阵列产生的气体在电池组框架的前后方向上排放时，着火风险和热失控速率显著低于当气体朝向连接器块排放时的情况。

18、根据实施方式，优选的是，多个阻挡构件在宽度方向上距彼此预定距离布置。因此，从多个单元模块阵列中的每一个排放并被引导在第一宽度方向上流动的气体可以通过以适当间隔布置的阻挡构件之间的空间排放到电池组框架的前后侧外部。当气体没有在水平方向上适当地排放时，存在气体向上排放并在随机方向上（包括朝向连接器块）流动的风险。

19、优选地，一对阻挡部分与多个电池模块中的每一个的前部和后部间隔开预定距离或更多。因此，提供了通道，在前后方向上从电池模块排放的气体可以通过该通道在第一宽度方向上流动，并且这种通道可以用于防止气体在诸如向上的非预期方向上流动。

20、根据实施方式，一对阻挡部分之间在前后方向上的距离随着阻挡构件和连接器块之间的距离的增加而增加。因此，可以引导从电池模块排放的气体在第一宽度方向上更顺畅地流动而不产生涡流。

21、本发明还提供了一种包括电池组的车辆。电池组可以作为电源内置于车辆中。车辆可以包括电动车辆、混合动力车辆等。

22、有益效果

23、本发明提供了一种电池组结构，其中，通过防止在连接器块和/或电池组框架的密封部分处满足火焰的三要素来降低由着火引起的快速热失控和爆炸的风险。

24、本发明提供了一种促进气体排放的同时消除着火风险的电池组结构，特别是一种多个电池模块相对于彼此和/或诸如连接器块之类的电连接部分布置成一行或更多行的电池组结构。

25、根据本发明的实施方式的电池组的另一个优点在于防止模块之间的热传播，从而从根本上防止在电池组级别上发生热失控。

26、此外，本发明可以具有各种其他效果，并且将在每个实施方式中给出其描述，或者将省略本领域技术人员可以容易地推断的效果的描述。