[发明专利]一种气体介质型密封式动力蓄电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池模块，尤其是涉及一种气体介质型密封式动力蓄电池模块。

背景技术

目前大功率大容量的电池被广泛应用于电动汽车及混合动力汽车。目前关于电池包或电池模块的设计中，多数不考虑电池热失控，相关研究表明一旦电池热失控，与空气接触燃烧造成的危害远远大于无燃烧的热失控。故电池包或电池模块的隔绝空气设计能有效减小热失控的危害。

传统电池系统工作温度调节方式多以风冷或液冷为主，主要是由电池组外设置的风道通过气体(空气)对流或通有冷却(加热)液的水冷板通过其与电池包的接触面进行热交换，从而达到调节电池工作温度的目的。

采用风冷方式调节电池工作温度：系统结构简单，质量轻，有气体产生时能有效通风，成本较低。然而，气体与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低，且由于电池包自身产热、传热特性以及引入环境空气的温度的不一致性，会使电池组整体温度具有较大的不均匀性，且一旦产生热失控，电池燃烧的危险大大增加；采用液冷方式调节电池工作温度：液冷板与电池壁面之间换热系数高，冷却、加热速度快。然而，由于电池性能的差异，电池单体之间排布方式的局限性，存在导热性能较低的缺陷。另外，电池自身传热性能差，使得与水冷板接触的电池壁面热量交换速度大于电池其他部位，从而使电池组整体温度成梯度分布，具有一定不均匀性。传统电池系统工作温度调节方式存在效率低且容易引发电池温度不均匀等缺陷。而研究得知，电池组工作温度的不均匀性会对电池寿命、安全性等方面带来影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有较高换热系数、高效率、减弱热失控危害并且能够有效降低电池组工作温度差异的一种气体介质型密封式动力蓄电池模块。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种气体介质型密封式动力蓄电池模块，包括上盖、壳体、导流板、锂离子电池单体及电池固持组件，所述的上盖与壳体机械连接成密封腔体，所述的导流板设在壳体的底端外侧，所述的导流板设有用于流通外部介质的内腔，所述的锂离子电池单体设有多个，多个锂离子电池单体通过电池固持组件连接在一起，并设在壳体内部，所述的电池固持组件与上盖之间安装电路，所述的上盖内侧设有用于焊接极柱的极柱焊接台，所述的壳体的内部填充内部气体介质，所述的锂离子电池单体浸润在内部气体介质中。

所述的内部气体介质为氦气，具有绝缘、阻燃以及导热性好的特点，可有效实现热传递及隔绝空气的功能。

所述的上盖上开设有用于填充气体的进气塞，该进气塞用以向壳体中填充内部气体介质，所述的进气塞与上盖之间通过密封圈密封连接。

所述的壳体的底端密封连接有气压计，该气压计用来检测内部气体介质的浓度及压强，气压计与壳体之间设有密封圈。

所述的电池固持组件包括上固定栅板、下固定栅板及固定栅板连接轴，所述的上固定栅板上开设有多个能使锂离子电池单体贯通的孔洞，所述的下固定栅板上开设有能使锂离子电池单体贯通的通孔，所述的上固定栅板卡持在锂离子电池单体的上端，所述的下固定栅板卡持在锂离子电池单体的下端，所述的上固定栅板与下固定栅板之间通过固定栅板连接轴固定连接。所述的电池固持组件起固定锂离子电池单体防冲击的作用。

所述的锂离子电池单体设有2～24个。

所述的锂离子电池单体优选为12个。

所述的上盖与壳体之间设有密封圈，所述的上盖与壳体之间机械密封连接。

所述的壳体的外侧设有加强筋凸台，在本发明的电池模块受挤压的工作状态下起到加强筋的作用。

所述的壳体、上盖及电池固持组件均由金属材料制成。

当锂离子电池单体需要加热时，在导流板内腔中通入热水作为外部介质，热水将热量传递给导流板，导流板将热量依次传递给壳体及内部气体介质，通过内部气体介质流动性及传热性好的优点，将热量迅速传递给锂离子电池单体，使其加热到理想的温度；当离子电池单体需要降温时，在导流板内腔中通入冷水作为外部介质，锂离子电池单体的热量通过内部气体介质、壳体及导流板传递给冷水，使锂离子电池单体冷却到理想的温度。

电池模块工作时，当电池出现热失控时，内部气体介质能有效的隔绝空气，有效的减少电池燃烧的概率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：