一种模组上盖及电池包的制作方法

1.本技术涉及模组上盖，具体而言，涉及一种模组上盖及电池包。


背景技术：

2.在汽车电池领域，国内外主流新能源汽车均布局和积极采用ctp(cell to pack)结构的动力电池包方案，相对常规模组方案，ctp结构的电池包具备轻量化、能量密度高、成本低等优势，是未来的一种主导趋势。
3.现有的ctp结构电池包也是由很多常规硬壳电芯堆叠组成，当电芯发生热失控时，高温高压的气体混合物通过电芯防爆阀直接从电芯内部喷发，其气体混合物会点燃电池包内部其它零件部，造成严重的二次伤害，从而引发热蔓延。


技术实现要素：

4.本技术的目的之一在于提供一种模组上盖，该模组上盖能够用于避免电芯发生热失控时产生的高温高压气体点燃电池包内其它零部件。
5.本技术的目的之二在于提供一种电池包，该电池包能够克服电芯发生热失控时产生的高温高压气体点燃电池包内其它零部件的问题。
6.为了实现上述目的，第一方面，本技术提供了一种模组上盖，模组上盖内部具有腔体，所述腔体用于存放灭火剂；所述模组上盖包括热熔部，所述热熔部的一侧面具有凹坑，另一相对的侧面具有凸起；所述凹坑的内部空间与所述腔体连通。
7.上述技术方案所提供的模组上盖具有热熔部，热熔部一侧面具有凹坑，热熔部在腔体内形成的凹坑能够便于汇集灭火剂；热熔部另一相对的侧面具有凸起，因此，在安装后，热熔部距离电芯的距离较近，当电芯起火时，能够使热熔部熔化，使得存放于模组上盖腔体中的灭火剂流出，实现灭火的目的。
8.进一步地，所述模组上盖内部设置有灭火剂。
9.进一步地，所述模组上盖包括加注口，所述加注口与所述腔体连通。
10.通过设置加注口，能够实现向腔体内加注灭火剂。
11.进一步地，所述模组上盖分布有多列所述热熔部。
12.通过在模组上盖上设置多列热熔部，能够用于多组模组的防灭火。
13.进一步地，所述热熔部的壁厚为0.5～2mm。
14.热熔部的壁厚在上述范围内，更加容易在高温下熔化，及时起到灭火的作用。
15.进一步地，所述模组上盖包括第一层板与第二层板，所述第一层板与第二层板固定连接形成所述腔体，所述热熔部包括于所述第二层板。
16.模组上盖由第一层板与第二层板组成，可以针对使用需求采用不同的材料，在满足使用需求的情况下起到节约成本的效果。
17.进一步地，所述第二层板为金属结构件。
18.第二层板采用金属材料，具有一定强度，承重性能更好。
19.进一步地，所述第二层板还包括绝缘部，所述热熔部之间通过所述绝缘部连接，所述绝缘部的熔点高于所述热熔部的熔点。
20.通过采用绝缘部将热熔部隔开，能够提高电芯/模组的电气绝缘性能。
21.在第二方面，本技术还提供了一种电池包，包括至少一个电池模组，所述电池模组上方设置有上述的模组上盖，所述模组上盖设置有所述热熔部的一侧朝向所述电池模组，所述热熔部位于电芯防爆阀的上方。
22.采用上述技术方案所提供的一种电池包，在电芯内部起火时，热熔部被产生的高温气体熔化，从而使模组上盖中的灭火剂流出，实现灭火的目的。
23.进一步地，所述热熔部与电芯之间的距离在1～5mm范围内。
24.热熔部与电芯之间的距离在上述范围内时，能够使从防爆阀喷出的气体更加集中、准确地流向热熔部，使热熔部熔化。
25.本技术的有益效果包括：
26.当电芯外部短路、内短路或者过充等造成的过流或产生高温气体时，通过高温气体将模组上盖的热熔部熔化，使模组上盖中的灭火剂流出，自动注入电芯中，切断热源的产生，从而避免电芯热失控的发生，该方案对集成技术要求相对较低，能够提高电池包的安全性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1为本技术实施例提供的模组上盖之一的主视图；
29.图2为图1的剖视图；
30.图3为本技术实施例提供的模组上盖之二；
31.图4为本技术实施例提供的第二层板的结构示意图；
32.图5为本技术实施例提供的第一层板的结构示意图；
33.图6为本技术实施例提供的绝缘部与热熔部的连接关系示意图之一；
34.图7为本技术实施例提供的绝缘部与热熔部的连接关系示意图之二；
35.图8为本技术实施例提供的绝缘部与热熔部的连接关系示意图之三；
36.图9为本技术实施例提供的电池包的结构示意图；
37.图10为本技术实施例提供的电池包结构的爆炸图。
38.图标：100-模组上盖；110-第一层板；111-加注口；112-第一凹槽；120-第二层板；121-热熔部；122-绝缘部；130-腔体；20-电芯；21-防爆阀。
具体实施方式
39.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.如图1与图2所示，本发明实施例所提供的模组上盖100的内部具有腔体130，模组上盖100的表面还具有凸起，该凸起位置所对应的模组上盖100内侧部分具有向外延伸的凹坑。包含该凹坑与凸起的部分即为模组上盖100的热熔部121。热熔部121在环境温度达到设定阈值后即会熔化，热熔部121所采用的材料的熔点即为设定的阈值。
43.通过向模组上盖100内的腔体130注入灭火剂，在热熔部121被电芯20中喷出的高温气体熔化后，灭火剂便能够流出，实现灭火的作用。由于模组上盖100在使用中，仅有一侧朝向电池包中的电芯20，因此，仅需要在模组上盖100的一侧设置热熔部121即可。
44.基于此，本技术还提供了一种电池包，包括电池模组，电池模组包括多个电芯20。此外，如图9所示，电池包内还包括上述实施例中的模组上盖100，模组上盖100安装于电池模组的上方，模组上盖100具有热熔部121的一侧朝向电芯20，为了从电芯20的防爆阀21喷出的高温气体能够更加精准地使热熔部121熔化，可使热熔部121的位置位于防爆阀21的正上方。由于模组中包含多个电芯20，电池包中也可以包括多个模组，因此，可在模组上盖100设置多列热熔部121，如图3所示，以适应不同规格的电池包，使得在使用时，每个电芯20上的防爆阀21均能有一个热熔部121与之对应。
45.为了电芯20短路而喷出的高温气体能够更快速、准确地使热熔部121熔化，同时使灭火剂能够更加精准地注入电芯20，可使模组上盖100安装后，热熔部121与电芯20之间的间隙在1-5mm范围内。
46.此外，在一些实施方式中，还可以将热熔部121的壁厚控制在0.5～2mm范围内，以使热熔部121更加容易被熔化穿透。通过选择合理的材料制作热熔部121，能够改变热熔部121熔化的阈值。
47.在本技术所提供的技术方案中，对于热熔部121的形状并没有特殊的限定，热熔部121仅需要满足较模组上盖100的其它结构更加接近电芯20，且在电芯20喷出高温气体时，热熔部121相较于模组上盖100的其它结构更快熔化穿透、使灭火剂流出即可，因此，本技术中，热熔部121采用一侧表面凸起、另一相对的表面具有凹坑的结构，并未限定热熔部121的整体外形。在一些实施方式中，热熔部121的可以是圆柱状、长方体状，也可以是其它立体结构形状。但是在实际生产中，往往会使热熔部121在向外凸起的同时减小其横截面内外轮廓的尺寸，使热熔部121在整体上表现为漏斗状，其中，横截面为平行于模组上盖100侧面的截面。对于热熔部121为金属材料的情况下，热熔部121整体为漏斗状更加符合金属材料的成型工艺要求；对于塑料等非金属材料的热熔部121而言，采用漏斗状的结构更便于脱模。而
在实际使用中，热熔部121的内部为漏斗状，更加便于灭火剂向热熔部121的凹坑内流动，便于热熔部121熔化后将灭火剂注入电芯20中。
48.在本技术中，对灭火剂的类型并没有特殊的限制，本领域的技术人员可以根据实际使用需求选择现有的气体、液体、以及固体的灭火剂，为了免除后续清理电池包内灭火剂的必要，可以采用气体灭火剂，如全氟丙烷等。为了使灭火剂在热熔部121熔化后能够快速地注入电芯20中，可以在腔体130内施加一定的压力。可以采用在模组上盖100设置与腔体130连通的加注口111，通过加注口111不仅能够向腔体130内送入灭火剂，还能够对腔体130内施加一定的预压力，提高灭火剂流出的速度。
49.本实施方式中，模组上盖100包括第一层板110与第二层板120，热熔部121位于第二层板120。在模组上盖100安装至电池模组上方后，第二层板120位于第一层板110下方。如图4与图5所示，在本实施方式中，第一层板110上具有第一凹槽112，并且在第一凹槽112底面开设有加注口111，第二层板120上设置有热熔部121，当第一层板110与第二层板120贴合后，第一凹槽112成为模组上盖100的内部腔体130，且腔体130与第二层板120上凹坑的内部空间连通。当然，加注口111的作用仅是用于加注灭火剂，实现该功能仅需要满足加注口111能够与模组上盖100的腔体130连通即可，因此，在本实施例中，加注口111的位置也可以开设在第二层板120上非热熔部121所在的区域，由于在使用时，第二层板120是位于腔体130的下侧的，因此，需要在加注口111设置塞子，以避免灭火剂流出。当然，在一些实施方式中，也可在第一层板110与第二层板120上均设置凹槽结构，热熔部121位于第二层板120上凹槽结构的底部，当第一层板110与第二层板120贴合后，由第一层板110上的凹槽与第二层板120上的凹槽结构共同形成模组上盖100的内部腔体130。
50.虽然将模组上盖100区分为了第一层板110与第二层板120，并非意味着第一层板110与第二层板120是两个单独的结构，第一层板110与第二层板120也可以是由相同材料一体成型的结构件，最终通过将第一层板110与第二层板120进行相对的翻转贴合以得到模组上盖100。本技术所提供的模组上盖100，可以是金属结构件，也可以是非金属结构件，甚至是金属结构件与非金属结构件的组合。
51.第一层板110与第二层板120为一体成型结构的情况下，模组上盖100整体为金属结构件或非金属结构件。如，第一层板110与第二层板120可以是同一块金属板的左右两部分区域，通过成型工艺在金属板上完成热熔部121以及用于形成腔体130的凹槽结构的成型，并且通过弯折金属板得到具有腔体130的模组上盖100，之后再使用焊接等方式将第一层板110与第二层板120的边缘进行焊接连接，避免灭火剂泄露即可。同样地，在模组上盖100整体为非金属的情况下，也可采用注塑后进行弯折并焊接的方式得到。
52.在第一层板110与第二层板120为单独结构件的情况下，第一层板110与第二层板120可采用不同的材料进行制作，以得到更优的模组上盖100。通过将模组上盖100拆分分为第一层板110与第二层板120，也能够降低模组上盖100的制造难度。具体地，可以采用非金属材料的第一层板110以及金属材料的第二层板120，使得第二层板120具有一定的强度，由于第一层板110为非金属材料，能够减轻模组上盖100的重量。当然，第二层板120也可采用非金属材料制成，不仅可以进一步减轻模组上盖100的重量，还可以提高模组/电池包的电气绝缘性能，若要提高非金属材料制成的第二层板120的强度，可以采用设置加强筋的方式，虽然在腔体130内部设置加强筋可能会阻碍灭火剂的流动，但是在腔体130内部具有预
压力的情况下，在热熔部121被穿透之后，仍然能够保证灭火剂能够快速流出。此外，也可以将加强筋设置在第二层板120朝向电芯20的侧面，在组装得到模组上盖100后，加强筋位于腔体130的外部，不会对灭火剂的流动造成影响。当然，即使第一层板110与第二层板120为不同的结构，分开进行加工制造，第一层板110与第二层板120也可采用相同的材料进行制作，之后通过固定连接形成具有腔体130的模组上盖100。
53.在一些实施方式中，第二层板120也可由不同材料共同制成，如，热熔部121可以采用金属材料制成，而第二层板120的其它部位采用非金属材料制成，相邻的热熔部121之间间隔有非金属材料作为绝缘部122，不会对模组和电池包的电气绝缘性能造成影响，其中，所采用的非金属材料的熔点应高于热熔部121的熔点。由于仅需要在模组上盖100上对应防爆阀21的部位设置热熔部121，因此，仅热熔部121采用金属材料，而第二层板120的其它部位采用非金属材料，能够减轻第二层板120的重量。可选地，作为绝缘部122的非金属材料可以是热固性塑料以及耐高温云母板(能耐受500℃的高温)等符合材料，作为热熔部121的金属材料可以是钌合金(熔点仅231℃左右)、锡合金(熔点仅232℃左右)、低熔铋合金(熔点仅271℃左右)等，只要保证绝缘部122能耐受热熔部121的熔点所对应的温度即可。
54.在一些实施方式中，对热熔部121与绝缘部122的边界划分并没有特别要求，如热熔部121可以仅包括凸起部分，也可以如图6所示，使热熔部121除凸起部分之外还包含平面部分，以提高热熔部121与绝缘部122之间连接的可靠性。以热熔部121为金属，绝缘部122为塑料为例，绝缘部122通过注塑成型得到，在绝缘部122成型过程中，成流动状的绝缘部122材料可以将热熔部121的平面部分包裹，实现成型后绝缘部122与热熔部121的连接紧密；进一步地，如图7所示，还可以在热熔部121的平面部分设置第二凹槽或通孔，对于第二凹槽的形状以及通孔的形状均无具体限制，无论第二凹槽与通孔的形状如何，在成型过程中，流动状的绝缘部122材料均会进入第二凹槽或通孔，成型后绝缘部122嵌入热熔部121之中，使两者的连接更加紧密。
55.当然，在热熔部121仅包含凸起的情况下，热熔部121与绝缘部122之间的连接也能可靠连接。由于热熔部121本身成漏斗状，且热熔部121在模组上盖100的表面向外凸出，因此，在绝缘部122成型后，如图8所示，热熔部121与绝缘部122之间的接触面为斜面，能够避免热熔部121从模组上盖100脱出；而在实际使用中，模组上盖100的腔体130中可以施加预压力，该预压力能够使热熔部121与绝缘部122之间的抵接更加紧密，避免了热熔部121与绝缘部122相互分离。
56.在上述实施方式的模组上盖100中，通过焊接连接的方式能够确保第一层板110与第二层板120之间的连接可靠，即使腔体130内存在预压力，也能保证模组上盖100具有良好的密封性，灭火剂不易泄露，或者预压力不易消失。第一层板110与第二层板120的连接方式除了上述所提到的焊接连接，还可以采用卡接的方式进行连接。卡接连接相较于焊接更加方便，但是连接的紧密度较焊接连接差。在腔体130中存在压力的情况下，容易使第一层板110与第二层板120理应贴合的表面相互分离，导致腔体130中预压力的损失，甚至是灭火剂的泄露。因此，可以在第一层板110与第二层板120之间再设置密封圈，使密封圈环绕腔体130的外周。密封圈的材料可以采用具有弹性的橡胶材料，在第一层板110与第二层板120通过卡接的方式连接后，对密封圈进行挤压使其变形，使密封圈的侧面抵接在第一层板110与第二层板120上。即使在向腔体130内施加预压力导致第一层板110与第二层板120相对来的
两表面间距增大，也能通过密封圈的弹性回复起到密封的效果，避免了第一层板110与第二层板120之间出现缝隙。为了便于安装密封圈，还可在第一层板110或第二层板120上设置安装槽，安装槽将用于形成腔体130的凹槽结构包围在内侧。相应地，在设置了密封圈的情况下，在选择灭火剂时应注意灭火剂不能与密封圈发生化学反应，或者使密封圈快速老化。
57.实施例1
58.如图1至图5所示，本实施例提供了一种模组上盖100，模组上盖100包括第一层板110与第二层板120，第一层板110上设置有第一凹槽112，第一凹槽112的底部设置有加注口111，加注口111为通孔结构。第二层板120上设置有热熔部121，热熔部121的一侧表面凸起，该凸起部位在第二层板120的另一侧表面对应有凹坑。热熔部121在第二层板120上成一列均匀地分布。第一层板110设置有第一凹槽112的表面与第二层板120设置有凹坑的表面贴合，且第二层板120表面的凹坑全部位于第一凹槽112的轮廓线以内，形成具有腔体130的模组上盖100。
59.实施例2
60.本实施例与实施例1的区别在于，第二层板120设置有多列热熔部121，所有热熔部121均位于第一凹槽112的轮廓线之内。
61.实施例3
62.本实施例提供了一种电池包，如图9与图10所示，包括由多个电芯20形成的模组，以及设置于模组上的模组上盖100，其中，模组上盖100为实施例1中技术方案所提供的一种模组上盖100。模组上盖100设置有热熔部121的一侧朝向电芯20，且每个电芯20的防爆阀21正上方均对应由一个热熔部121，热熔部121与电芯20之间的间距为1-5mm。
63.实施例4
64.本实施例提供了一种电池包，电池包内包括多个电池模组，模组上盖100中设置有模组上盖100，与实施例3中技术方案所不同的是，本实施例中的模组上盖100采用实施例2中技术方案所提供的一种模组上盖100。
65.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例中的特征可以相互结合。
66.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。