电池模组、电池包及电动汽车的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其提供一种电池模组、电池包及电动汽车。


背景技术：

2.随着新能源产业的快速发展，电动汽车逐渐得到普及，电池包作为电动汽车的核心部件，其安全性能好坏直接影响电动汽车的推广应用。
3.传统的电池包由多个电池模组串并联组成，而各电池模组又由多个电芯串并联组成，一旦某一电池模组中的某一电芯发生热失控，该电池模组中的其它电芯会被快速波及而相继发生热失控，当该电池模组整体发生热失控时，电池包中的其它电池模组也会被快速波及而相继发生热失控，整个过程发展迅速，大大缩短了驾乘人员的逃生时间，可见，传统的电池包的安全性能较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池模组及电池包，旨在解决现有的电池包的安全性能较差的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种电池模组，包括多个电芯，各电芯依次叠堆形成电芯组，电池模组还包括第一隔热件，各电芯的外表面上均设有耐火层，第一隔热件围绕电芯组的外周设置且与电芯组的外壁面相贴合。
6.本实用新型提供的电池模组至少具有以下有益效果：当某一电芯发生热失控时，其耐火层能够有效吸收热量，从而抑制该电芯的温升速度，另外，第一隔热件能够有效阻隔电池模组发生热失控时所产生的热量向外扩散，如此，通过在电池模组的各个电芯外表面上设置耐火层以及通过设置第一隔热件将电芯组包围，形成自内而外的两层防火屏障，有效延缓电池包内部的热扩散速度，从而能够为驾乘人员争取更多的逃生时间，有效提高电池包的安全性能。
7.在其中一实施例中，耐火层为导热凝胶层。
8.通过采用上述技术方案，在正常工作状态下，耐火层能够有效吸收电芯所产生的热量并向外传导，以达到对电芯散热的目的，当电芯发生热失控时，耐火层在高温作用下产生化学反应形成防火屏障，有效阻隔电芯发生热失控时所产生的热量向外扩散，从而有效延缓电池模组内部的热扩散速度。
9.在其中一实施例中，第一隔热件为热膨胀件。
10.通过采用上述技术方案，当电池模组发生热失控时，第一隔热件会在高温作用下发生膨胀，以将电池模组中的电芯组完全围蔽，起到有效的阻燃和隔热作用，有效延缓电池模组发生热失控时所产生的热量向外扩散，可进一步提高电池包的安全性能。
11.在其中一实施例中，第一隔热件包括多个隔热单体，各隔热单体沿电芯组的外周依次布置且均与电芯组的外壁面相贴合。
12.通过采用上述技术方案，既简化了第一隔热件的生产工艺，又简化了第一隔热件
的安装工艺，从而有效提高电池模组的生产效率，降低电池模组的生产成本。
13.在其中一实施例中，电池模组还包括第一固定架，各电芯均具有第一端部，第一固定架设有沿各电芯的叠堆方向依次布置的多个第一插槽，各电芯的第一端部插接于对应的第一插槽内。
14.通过采用上述技术方案，可有效将各个电芯固定并连接成一体，从而有效提高电池模组的结构稳定性。
15.在其中一实施例中，电池模组还包括第二固定架，各电芯均具有与第一端部相对设置的第二端部，第二固定架设有沿各电芯的叠堆方向依次布置的多个第二插槽，各电芯的第二端部插接于对应的第二插槽内。
16.通过采用上述技术方案，可更有效地将各个电芯固定并连接成一体，从而可进一步提高电池模组的结构稳定性。
17.为实现上述目的，本实用新型还提供一种电池包，电池包包括多个上述电池模组。
18.由于上述电池包采用了上述电池模组的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
19.在其中一实施例中，电池包还包括电池箱和第二隔热件，电池箱包括具有容置腔的箱体和盖设于箱体上的箱盖，各电池模组均容置于箱体的容置腔内，第二隔热件设于各电池模组与箱盖之间。
20.通过采用上述技术方案，第二隔热件可将各个电池模组与箱盖有效分隔，当上述电池包中的一个或多个电池模组发生热失控时，第二隔热件可起到有效的阻燃和隔热作用，防止箱盖被烧穿，有效延缓高温气体或火焰向外扩散的速度，可进一步提高电池包的安全性能。
21.在其中一实施例中，第二隔热件为热膨胀件。
22.通过采用上述技术方案，当上述电池包中的一个或多个电池模组发生热失控时，第二隔热件会在高温作用下发生膨胀，可将各电池模组与箱盖之间的空间完全填充，以将各个电池模组与箱盖有效分隔，起到有效的阻燃和隔热作用，防止箱盖烧穿，有效延缓高温气体或火焰向外扩散速度，可进一步提高电池包的安全性能。
23.一种电动汽车，电动汽车包括上述电池包。
24.由于上述电动汽车采用了上述电池包的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
26.图1为本实用新型实施例提供的电池包的结构示意图；
27.图2为图1所示电池包的爆炸图；
28.图3为图2所示电池包中的电池模组的爆炸图；
29.图4为图3所示电池模组中的电芯的结构示意图；
30.图5为图4所示电芯的a
‑
a向剖视图；
31.图6为图3所示电池模组中的第一固定架的结构示意图；
32.图7为图3所示电池模组中的第二固定架的结构示意图；
33.图8为本实用新型实施例提供的电芯的热失控对比测试示意图。
34.其中，图中各附图标记：
35.10、电池包，11、电池箱，111、箱体，1111、容置腔，112、箱盖，12、电池模组，121、电芯，1211、耐火层，1212、第一端部，1213、第二端部，1214、电极部，1215、电机引出端面，122、电芯组，123、第一隔热件，1231、隔热单体，124、第一固定架，1241、第一插槽，125、第二固定架，1251、第二插槽，126、电连接模块，13、第二隔热件。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.一种电动汽车，包括电池包10，请结合图1和图2所示，电池包10包括电池箱11和多个电池模组12，电池箱11包括具有容置腔1111的箱体111和盖设于箱体111上的箱盖112，各电池模组12均容置于箱体111的容置腔1111内。
41.具体地，请结合图2所示，电池包10还包括第二隔热件13，第二隔热件13设于各电池模组12与箱盖112之间。第二隔热件13呈板状结构且覆盖在各电池模组12上，以将各个电池模组12与箱盖112有效分隔，当上述电池包10中的一个或多个电池模组12发生热失控时，第二隔热件13可起到有效的阻燃和隔热作用，防止箱盖112被烧穿，有效延缓高温气体或火焰向外扩散的速度，可进一步提高电池包10的安全性能。
42.具体地，第二隔热件13为热膨胀件。通过采用上述技术方案，当上述电池包10中的一个或多个电池模组12发生热失控时，第二隔热件13会在高温作用下发生膨胀，可将各电池模组12与箱盖112之间的空间完全填充，以将各个电池模组12与箱盖112有效分隔，起到
有效的阻燃和隔热作用，防止箱盖112烧穿，有效延缓高温气体或火焰向外扩散速度，可进一步提高电池包10的安全性能。
43.具体地，上述热膨胀件为热膨胀石墨
‑
树脂复合件，当电池包10内部温度到达150℃～200℃时，热膨胀件开始发生膨胀，热膨胀件可膨胀15倍～40倍，热膨胀件发生膨胀后其导热系数低至0.2w/m.k，具有良好的阻燃和隔热特点。
44.当然，上述热膨胀件的种类包含多种，如热膨胀石墨
‑
石蜡复合件等，在此不作具体限定。
45.下面结合附图对上述电池模组12的结构进行详细说明。
46.请结合图3至图5所示，一种电池模组12，包括多个电芯121，各电芯121依次叠堆形成电芯组122，电池模组12还包括第一隔热件123，各电芯121的外表面上均设有耐火层1211，第一隔热件123围绕电芯组122的外周设置且与电芯组122的外壁面相贴合。
47.当某一电芯121发生热失控时，其耐火层1211能够有效吸收热量，从而抑制该电芯121的温升速度，另外，第一隔热件123能够有效阻隔电池模组12发生热失控时所产生的热量向外扩散，如此，通过在电池模组12的各个电芯121外表面上设置耐火层1211以及通过设置第一隔热件123将电芯组122包围，形成自内而外的两层防火屏障，有效延缓电池包10内部的热扩散速度，从而能够为驾乘人员争取更多的逃生时间，有效提高电池包10的安全性能。
48.具体地，请结合图5所示，各电芯121均具有用于引出电极部1214的电极引出端面1215，除上述电极引出端面1215以外，电芯121的其它外表面均设有耐火层1211。
49.具体地，请结合图3所示，电池模组12还包括电连接模块126，各电芯121通过该电连接模块126串并联，该电连接模块126还起到对各电芯121的控制和信号采集作用。
50.在本实施例中，耐火层1211为导热凝胶层，即耐火层1211由导热凝胶制成，耐火层1211涂覆在电芯121的外表面，在正常工作状态下，耐火层1211能够有效吸收电芯121所产生的热量并向外传导，以达到对电芯121散热的目的，当电芯121发生热失控时，耐火层1211在高温作用下产生化学反应形成防火屏障，有效阻隔电芯121发生热失控时所产生的热量向外扩散，从而有效延缓电池模组12内部的热扩散速度。
51.其中，导热凝胶的种类包含多种，如cgw型导热凝胶、cgw
‑
2型导热凝胶、xk
‑
s20型导热凝胶等，在此不作具体限定。
52.以上述耐火层1211采用cgw
‑
2型导热凝胶制成为例，请结合图8所示，曲线a表示未设置耐火层1211的电芯，曲线b表示设置了耐火层1211的电芯121，从图中可见，在电芯121发生热失控时，电芯121会在热失控的初期爆发性地释放能量，未设置耐火层1211的电芯在热失控的初期会温度突增，而设置了耐火层1211的电芯121在耐火层1211的吸热作用下部分能量被吸收，有效降低其温度峰值，使发生热失控的电芯121对相邻电芯121的热冲击得到有效缓解，从而有效延缓电池模组12内部的热蔓延速度。
53.在本实施例中，第一隔热件123为热膨胀件。通过采用上述技术方案，当电池模组12发生热失控时，第一隔热件123会在高温作用下发生膨胀，以将电池模组12中的电芯组122完全围蔽，起到有效的阻燃和隔热作用，有效延缓电池模组12发生热失控时所产生的热量向外扩散，可进一步提高电池包10的安全性能。
54.具体地，上述热膨胀件为热膨胀石墨
‑
树脂复合件，当电池包10内部温度到达150
℃～200℃时，热膨胀件开始发生膨胀，热膨胀件可膨胀15倍～40倍，热膨胀件发生膨胀后其导热系数低至0.2w/m.k，具有良好的阻燃和隔热特点。
55.当然，上述热膨胀件的种类包含多种，如热膨胀石墨
‑
石蜡复合件等，在此不作具体限定。
56.具体地，请结合图3所示，第一隔热件123包括多个隔热单体1231，各隔热单体1231沿电芯组122的外周依次布置且均与电芯组122的外壁面相贴合。具体地，各隔热单体1231均呈板状结构或片状结构，各隔热单体1231依次贴设于电芯组122的外壁面上且依次接合，以将电芯组122有效围蔽，通过采用上述技术方案，既简化了第一隔热件123的生产工艺，又简化了第一隔热件123的安装工艺，从而有效提高电池模组12的生产效率，降低电池模组12的生产成本。
57.在本实施例中，请结合图3、图5和图6所示，电池模组12还包括第一固定架124，各电芯121均具有第一端部1212，第一固定架124设有沿各电芯121的叠堆方向依次布置的多个第一插槽1241，各电芯121的第一端部1212插接于对应的第一插槽1241内。通过采用上述技术方案，可有效将各个电芯121固定并连接成一体，从而有效提高电池模组12的结构稳定性。
58.具体地，请结合图3、图5和图7所示，电池模组12还包括第二固定架125，各电芯121均具有与第一端部1212相对设置的第二端部1213，第二固定架125设有沿各电芯121的叠堆方向依次布置的多个第二插槽1251，各电芯121的第二端部1213插接于对应的第二插槽1251内。通过采用上述技术方案，可更有效地将各个电芯121固定并连接成一体，从而可进一步提高电池模组12的结构稳定性。
59.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。