新型改善热失控排气的模组的制作方法

1.本技术涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种新型改善热失控排气的模组。


背景技术：

2.目前，随着新能源汽车行业的蓬勃发展，消费者对于新能源汽车的安全性能要求越来越高，而电量、续航里程、高镍体系的应用也使得电池包失控的风险增加，对于这些电池包发生失控的情况，不管是内部电芯、模组短路还是碰撞、泡水等原因，其均会在很短时间内产生大量高温气体，积聚于电池包内，产生局部高温，进一步增加非失控电芯和整包的温度，缩短电芯间的失控间隔时间，从而加剧热失控，直至燃烧出现明火。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种新型改善热失控排气的模组，在一定程度上解决了现有技术中存在的在电池包发生失控的情况下，会在很短时间内产生大量高温气体，积聚于电池包内，增大了电芯热失控的风险的技术问题。
4.本技术提供了一种新型改善热失控排气的模组，包括：电芯组件、导气支撑构件以及绝热封盖构件，且沿着所述电芯组件的高度方向，所述绝热封盖构件、所述导气支撑构件以及所述电芯组件从上向下顺次设置；
5.所述导气支撑构件形成多个沿着所述电芯组件的长度方向顺次设置并且相分隔开的第一导气通道；
6.多个所述第一导气通道与所述电芯组件的多个电芯相一一对应，且沿着所述电芯组件的高度方向，所述第一导气通道位于对应的所述电芯的防爆阀的上方；
7.所述绝热封盖构件形成有与所述第一导气通道相连通的第一导气孔。
8.在上述技术方案中，进一步地，沿着所述电芯组件的高度方向，位于所述电芯组件的汇流排上方的所述导气支撑构件形成有第二导气通道，所述绝热封盖构件形成有与所述第二导气通道相连通的第二导气孔；
9.两个任意相邻的所述第二导气通道彼此相分隔开，任意相邻的所述第二导气通道与所述第一导气通道彼此相分隔开。
10.在上述任一技术方案中，进一步地，所述导气支撑构件包括第一支撑框架、第二支撑框架、连接梁以及多个绝热分隔板；
11.其中，所述第一支撑框架设置于所述电芯组件的顶部的一侧，所述第二支撑框架设置于所述电芯组件的顶部的相对的另一侧，且所述第一支撑框架与所述第二支撑框架相对应的两端部均通过所述连接梁相连接；
12.所述第一支撑框架、所述第二支撑框架以及两个所述连接梁围设成沿着所述电芯组件的长度方向延伸的空间，多个所述绝热分隔板沿着所述电芯组件的长度方向顺次间隔设置于所述空间内，以将所述电芯组件中相邻的两个电芯相分隔开，且形成与所述防爆阀相对应的所述第一导气通道。
13.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一支撑框架包括相连接的第一支撑梁以及多个第一分隔框，且多个所述第一分隔框沿着所述第一支撑梁的长度方向顺次间隔设置；两个任意相邻的所述第一分隔框之间形成有第一卡槽，所述第一分隔框形成有第二卡槽；所述第一分隔框形成有与所述汇流排相对应的所述第二导气通道，所述第一分隔框内设置有第一卡设部；
14.所述第二支撑框架包括相连接的第二支撑梁以及多个第二分隔框，且多个所述第二分隔框沿着所述第二支撑梁的长度方向顺次间隔设置；两个任意相邻的所述第二分隔框之间形成有第三卡槽，所述第二分隔框形成有第四卡槽；
15.所述第一卡槽与所述第四卡槽相对设置，且两者之间卡接有所述绝热分隔板；所述第三卡槽与所述第二卡槽相对设置，且两者之间卡接有所述绝热分隔板；所述第二分隔框形成有与所述汇流排相对应的第二导气通道，所述第二分隔框内设置有第二卡设部。
16.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一支撑框架、所述第二支撑框架以及两个所述连接梁为一体式结构，且通过注塑成型；
17.所述绝热分隔板为云母板。
18.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一导气孔和所述第二导气孔的上方均覆盖有防火膜。
19.在上述任一技术方案中，进一步地，所述新型改善热失控排气的模组还包括喷淋组件，且沿着所述电芯组件高度方向，所述喷淋组件设置于所述喷淋组件的上方，用于向所述电芯组件喷淋降温介质。
20.在上述任一技术方案中，进一步地，所述喷淋组件包括输送管件以及设置于所述输送管件的多个喷嘴；其中，所述输送管件沿着所述电芯组件的长度方向延伸，且多所述喷嘴沿着所述输送管件的长度方向顺次间隔设置；
21.所述输送管件设置有气体感测器以及控制阀。
22.在上述任一技术方案中，进一步地，所述电芯组件包括壳体以及设置于所述壳体内的多个电芯，且多个所述电芯沿着所述壳体的长度方向顺次设置；
23.两个任意相邻的所述电芯之间设置有绝热层；所述壳体为内部中空且其两端开口的结构，且所述壳体至少一侧部为云母板。
24.在上述任一技术方案中，进一步地，所述绝热封盖构件与所述导气支撑构件通过紧固构件相连接；
25.所述绝热封盖构件为云母板。
26.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
27.本技术提供的新型改善热失控排气的模组中，沿着电芯组件的高度方向，电芯的防爆阀上方设置有第一导气通道，第一导气通道的上方设置有第一导气孔，那么，当单颗电芯热失控触发时，喷发的气体能快速地由上述的第一导气通道和第一导气孔传导出去，避免了高温气体和热量聚集，进而降低热失控的风险。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本技术的一些实施方式，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的附图。
29.图1为本技术实施例提供的新型改善热失控排气的模组的爆炸示意图；
30.图2为本技术实施例提供的导气支撑构件、绝热封盖构件和防火膜的爆炸示意图；
31.图3为本技术实施例提供的电芯组件的组装结构示意图；
32.图4为本技术实施例提供的电芯组件与导气支撑构件的组装结构示意图；
33.图5为本技术实施例提供的新型改善热失控排气的整体组装结构示意图。
34.附图标记：
35.1-电芯组件，11-电芯，12-绝热层，13-壳体，131-端板，132-侧板，133-扎带，14-极耳，15-汇流排，16-防爆阀，2-导气支撑构件，21-第一支撑框架，211-第一支撑梁，212-第一分隔框，213-第一卡设部，22-第二支撑框架，221-第二支撑梁，222-第二分隔框，223-第二卡设部，23-连接梁，24-绝热分隔板，25-第一导气通道，26-第二导气通道，3-绝热封盖构件，31-第一导气孔，32-第二导气孔，4-防火膜，5-喷淋组件，51-输送管件，52-喷嘴，53-控制阀。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本技术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。
37.通常在此处附图中描述和显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。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。
38.基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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。
41.下面参照图1至图5描述根据本技术一些实施例所述的新型改善热失控排气的模组。
42.参见图1至图5所示，本技术的实施例提供了一种新型改善热失控排气的模组，包括：电芯组件1、导气支撑构件2以及绝热封盖构件3，且沿着电芯组件1的高度方向，绝热封盖构件3、导气支撑构件2以及电芯组件1从上向下顺次设置；
43.导气支撑构件2形成多个沿着电芯组件1的长度方向顺次设置并且相分隔开的第
一导气通道25；
44.多个第一导气通道25与电芯组件1的多个电芯11相一一对应，且沿着电芯组件1的高度方向，第一导气通道25位于对应的电芯11的防爆阀16的上方；
45.绝热封盖构件3形成有与第一导气通道25相连通的第一导气孔31，也就是说第一导气孔31的数量也为多个，且与多个第一导气通道25相一一对应。
46.根据以上描述的结构可知，沿着电芯组件1的高度方向，电芯11的防爆阀16上方设置有第一导气通道25，第一导气通道25的上方设置有第一导气孔31，那么，当单颗电芯11热失控触发时，喷发的气体能快速地由上述的第一导气通道25和第一导气孔31传导出去，避免了高温气体和热量聚集，进而降低热失控的风险。
47.在该实施例中，优选地，如图4所示，沿着电芯组件1的高度方向，位于电芯组件1的汇流排15上方的导气支撑构件2形成有第二导气通道26，绝热封盖构件3形成有与第二导气通道26相连通的第二导气孔32；
48.两个任意相邻的第二导气通道26彼此相分隔开，任意相邻的第二导气通道26与第一导气通道25彼此相分隔开。
49.根据以上描述的结构可知，除了在防爆阀16的垂直方向上设置第一导气通道25和第一导气孔31外，在汇流排15的上方也设置第二导气通道26和第二导气孔32，在电芯11热失控时，防爆阀16喷射出的高温气体快速通过其上方的孔道排出模组，避免了高温气体和热量聚集，此外，在高温气体将极耳14处也就是汇流排15处的导气支撑构件2融穿后，气体也可以通过汇流排15上方的孔道也即第二导气通道26和第二导气孔32排出，进而降低热失控的风险。
50.此外，利用导气支撑构件2将汇流排15和防爆阀16相分隔开，进而减少喷发物对于极耳14的影响，也即避免产生短路。
51.在该实施例中，优选地，如图1和图2所示，绝热封盖构件3为云母板，能够起到隔热，减小热失控蔓延的作用，且优选地，绝热封盖构件3为厚度为1.5mm的长方形云母板，通过铆钉固定于导气支撑构件2上，并且在防爆阀16和汇流排15的垂直方向对应处开小孔也即第一导气孔31和第二导气孔32，在电芯11热失控时，防爆阀16喷射出的高温气体快速通过其上方的孔道排出模组，避免了高温气体和热量聚集，此外，在高温气体将极耳14处也就是汇流排15处的导气支撑构件2融穿后，其可以通过汇流排15上方的孔道也即第二导气通道26和第二导气孔32排出。
52.在该实施例中，优选地，如图2所示，导气支撑构件2包括第一支撑框架21、第二支撑框架22、连接梁23以及多个绝热分隔板24；
53.其中，第一支撑框架21设置于电芯组件1的顶部的一侧，第二支撑框架22设置于电芯组件1的顶部的相对的另一侧，且第一支撑框架21与第二支撑框架22相对应的两端部均通过连接梁23相连接；
54.第一支撑框架21、第二支撑框架22以及两个连接梁23围设成沿着电芯组件1的长度方向延伸的空间，多个绝热分隔板24沿着电芯组件1的长度方向顺次间隔设置于空间内，以将电芯组件1中相邻的两个电芯11相分隔开，且形成与防爆阀16相对应的第一导气通道25。
55.根据以上描述的结构可知，利用第一支撑框架21将左侧的多个汇流排15彼此相分
隔开，利用第二支撑框架22将右侧的多个汇流排15彼此相分隔开，多个绝热分隔板24则将相邻的电芯11彼此相分隔开，可见，整个电芯组件1上的汇流排15以及防爆阀16均彼此独立，可有效减少失控时喷发物对彼此的影响，此外，在上述结构的基础上，汇流排15以及防爆阀16上方还形成了独立的导气通道，可快速地将气体导出。
56.进一步，优选地，绝热分隔板24为云母板，起到绝热的作用。
57.进一步，优选地，第一支撑框架21、第二支撑框架22以及两个连接梁23为一体式结构，且通过注塑成型。根据以上描述的结构可知，导气支撑构件2也就是汇流排支架为塑料件，通过模具注塑形成，制造简单，将每一颗电芯11的汇流排区域和防爆阀区域隔离开。
58.在该实施例中，优选地，如图4所示，第一支撑框架21包括相连接的第一支撑梁211以及多个第一分隔框212，且多个第一分隔框212沿着第一支撑梁211的长度方向顺次间隔设置；两个任意相邻的第一分隔框212之间形成有第一卡槽，第一分隔框212形成有第二卡槽；第一分隔框212形成有与左侧的汇流排15相对应的第二导气通道26，第一分隔框212内设置有第一卡设部213；
59.第二支撑框架22包括相连接的第二支撑梁221以及多个第二分隔框222，且多个第二分隔框222沿着第二支撑梁221的长度方向顺次间隔设置；两个任意相邻的第二分隔框222之间形成有第三卡槽，第二分隔框222形成有第四卡槽；
60.第一卡槽与第四卡槽相对设置，且两者之间卡接有绝热分隔板24；第三卡槽与第二卡槽相对设置，且两者之间卡接有绝热分隔板24；第二分隔框222形成有与右侧的汇流排15相对应的第二导气通道26，所述第二分隔框222内设置有第二卡设部223。
61.根据以上描述的结构可知，第一分隔框212与电芯组件1的左侧的汇流排15卡接到一起，第二分隔框222与电芯组件1的右侧的汇流排15卡接在一起，从而实现了导气支撑构件2与电芯组件1的装配，并且第一分隔框212和第二分隔框222均能够将对应的汇流排15的四周围设住，也就是说能够将汇流排15与防爆阀16相分隔开，减少失控时喷发物对汇流排15下方的极耳14的影响，也即避免产生短路，此外，利用上述的第一分隔框212和第二分隔框222均能够将相邻的汇流排15分隔开，避免了热失控的蔓延。
62.此外，绝热分隔板24可优选为云母板，且其为厚度为2mm的长方形板，形状规则，可根据尺寸直接加工，通过过盈配合卡接到第一支撑框架21和第二支撑框架22之间，进而分隔在相邻的两颗电芯11之间，将每一颗电芯11的防爆阀区域完全分隔开，使热失控时喷发物无法直接喷射到相邻电芯11之上。此外，第一支撑框架21、第二支撑框架22以及两个连接梁23所形成的一体式的注塑件可与绝热分隔板24单独成型，有助于降低模具的设计难度。
63.其中，优选地，第一分隔框212包括相垂直连接的第一分隔板部、第二分隔板部以及第三分隔板部，且三者与第一支撑梁211围设成方形结构，与沿着电芯组件1的长度方向延伸的长方形的汇流排15相适应，第二分隔框222具有相同的结构，在此，不再详述。
64.进一步，优选地，第一分隔框212内的第一卡接部的数量为三个，且其中一个卡设在汇流排15的侧部，其中另外两个抵靠在汇流排15的顶部，从而实现与汇流排15的卡接装配。
65.在该实施例中，优选地，如图2和图5所示，第一导气孔31和第二导气孔32的上方均覆盖有防火膜4，且优选地，此防火膜4为防火胶带，厚度为0.5mm，可耐1200℃高温，粘接在绝热封盖构件3的第一导气孔31和第二导气孔32处，对其进行封闭，保证电池包正常工作时
电芯11处于密闭空间，不会有异物落到电芯11上，并且在单颗电芯11热失控触发时，喷发气体能快速冲开防火胶带，往外喷射，不会影响排气。
66.进一步，优选地，第一透气孔为沿着电芯11的宽度方向延伸的圆形孔，此处配设的防火膜4呈正方形；第二透气孔为沿电芯11的长度方向延伸的长条状的腰形孔，此处配设的防火膜4呈长方形。
67.在该实施例中，优选地，如图1和图5所示，新型改善热失控排气的模组还包括喷淋组件5，且沿着电芯组件1高度方向，喷淋组件5设置于喷淋组件5的上方(喷淋组件5可直接固定于在支架上或者电池包的上盖上)，用于向电芯组件1喷淋降温介质，对模组进行冷却、阻燃，快速改善热失控的现象。
68.进一步，优选地，如图1和图5所示，喷淋组件5包括输送管件51以及设置于输送管件51的多个喷嘴52；其中，输送管件51沿着电芯组件1的长度方向延伸，且多喷嘴52沿着输送管件51的长度方向顺次间隔设置；
69.且优选地，输送管件51的一端与储存有降温介质的容器相连通，并且可利用泵体提供输送动力，输送管件51的相对的另一端封闭设计；
70.输送管件51设置有气体感测器以及控制阀53，且优选地，气体感测器以及控制阀53均与电池管理系统的控制器通信连接。
71.根据以上描述的结构可知，当发生热失控时，气体冲破防火膜4例如防火胶带，快速到达气体感测器，控制器则根据气体感测器的监测结果控制控制阀53开启，灭火剂从右侧经过控制阀53，到达喷嘴52并朝向模组喷洒，对模组进行冷却、阻燃，快速改善热失控的现象。
72.其中，优选地，喷嘴52喷洒的降温介质为干冰，当然，不仅限于此。
73.注意，当模组的数量为多个时，可配设有总输送管件51，总输送管件51与储存有降温介质的容器以及前述的输送管件51相连通。
74.在该实施例中，优选地，如图1所示，电芯组件1包括壳体13以及设置于壳体13内的多个电芯11，且多个电芯11沿着壳体13的长度方向顺次设置；
75.两个任意相邻的电芯11之间设置有绝热层12，且优选地，此绝热层12是由气凝胶形成的，可起到绝热的作用；
76.壳体13为内部中空且其两端开口也即顶部和底部开口的结构，且壳体13至少一侧部为云母板，起到绝热的作用。
77.根据以上描述的结构可知，相邻的两个电芯11之间所设置的绝热层12例如气凝胶，用于电芯11之间的隔热，侧云母板用于防止电芯11热失控侧喷，能够有效减小热失控蔓延，有助于提升电芯组件1的安全性以及可靠性。
78.进一步，优选地，如图1所示，壳体13包括两个端板131、两个侧板132以及固定扎带133，其中，一个端板131、一个侧板132、另一个端板131、另一个侧板132顺次围设成长方形结构，并且利用固定扎带133进行紧固；两个侧板132可为云母板，主要是为了防止电芯11热失控侧喷。注意：壳体13未设置底板的原因在于：电芯组件1的下表面一般是直接放在冷板上，或总壳体13上的，所以此处没有设置电芯11的底板。
79.综上，本技术提供的新型改善热失控排气的模组具有下述的结构和优点：
80.电芯组件1的汇流排区域和防爆阀区域的上方均形成有导气通道也即第一导气通
道25和第二导气通道26，并且顶部的绝热封盖构件3上开设有与导气通道相连通的导气孔也是第一导气孔31和第二导气孔32，因而能够将电芯11产生的气体快速传导出去，此外，导气孔配设有防火膜4，使得气孔开合可控，尤其是在未发生热失控时，防火膜4可起到防止异物掉落进模组内的作用；
81.电芯组件1的汇流排区域和防爆阀区域相互分割独立，减少失控时喷发物对于极耳14的影响，也即避免产生短路；
82.模组自带主动喷淋组件5，既能快速冷却模组和气体，又能起到阻燃作用，也即能够快速响应热失控，降低热失控风险。
83.绝热分隔板24也即云母板通过简单的过盈卡接的方式固定，操作简单，易于装配。
84.可见，本技术提出了一种新型的模组，其既能防止电芯11喷发物乱喷形成短路，又能快速将电芯11的产气排出，进而解决热失控时高温气体不能快速排出，不断积聚，使非触发电芯11温度不断升高，加剧热失控风险的问题；同时增加主动喷淋系统，根据温度或烟气自动开始喷淋，快速降低气体和模组的温度，在二者共同的作用下，使得电池包达到设计的热失控安全标准。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。