[实用新型]一种具有防灾害系统的动力电池模组

说明书

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，更具体地，涉及一种具有防灾害系统的动力电池模组。

背景技术

从2014年开始，国内新能源汽车销量增长进入快车道，对动力电池的需求不断增长。然而，动力电池的安全性是制约其在电动汽车上使用的关键因素。通常，电池的内部发生短路，以及在高功率下易造成温度不均衡性，同时使温度升高是影响动力电池安全的重要原因。针对电池内部短路问题，通常采用针刺试验来模拟内部短路，当外界物体穿破电池时，由于刺穿隔膜造成了正负极的短接而发生化学反应，从而使电池内部的温度快速升高。一旦电池内部处于高温时就来不及向外散热，使得反应更加剧烈，甚至会出现漏液，冒烟等现象。严重时可导致电池内部发生剧烈的燃烧而爆炸。因此，针对以上现象，亟需开发一种既能通过针刺实验又能避免热失控的动力电池。

实用新型内容

本实用新型的目在于克服现有技术中电池的内部短路和在高功率下温度的不均衡性和易升温的问题，提供一种具有防灾害系统的动力电池及电池模组。该动力电池模组具有紧凑的结构，电池轻量化，循环周期长，成本相对较低的优点；动力电池模组中填充的相变材料作为碰撞物时的缓冲体和温度的吸收体，可避免外界金属等尖锐物体刺破电池腔体，并实现整个电池模组温度的均一性。

本实用新型上述目的是通过以下技术方案予以实现：

一种具有防灾害系统的动力电池模组，包括单体电池和电池模块，所述单体电池包含电池芯、电池芯外壁、相变材料、温度传感器、壳体和底座，所述电池模块包含框体、相变材料、通风孔道和顶盖。

所述电池单体与框体之间填充相变材料。

所述单体电池的壳体与电池芯之间填充相变材料。

上述框体上设置有通风孔道，所述通风孔道上端设置凸台，所述顶盖上设置与通风孔道上的凸台相对应的凹槽，所述凸台与凹槽相接可实现良好密封。

上述底座设置外螺纹，所述电池芯的上端设置外螺纹，所述壳体的下端和壳体的上端设置内螺纹，所述单体电池是电池芯由底座和壳体以螺旋方式固定。

所述的温度传感器用导热胶固定在电池芯外壁表面。

所述的导热胶为有机硅导热胶或导热硅脂。

本实用新型中所述的相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力，以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

本实用新型是将框体和电池单体之间填充相变材料，根据上述相变材料性能特点，通过框体里面设有的通风孔道来散发出相变材料所吸收的热量以控制温度的均一性。壳体和电池芯之间填充相变材料，是利用相变材料储能的优点和可作为尖状物碰撞时的缓冲体的特点，相变材料的相变点根据不同的动力设备选取最佳温度。采用具有低密度，强度高，高导热系数的碳纤维和玻璃纤维制成轻量化、强度高、导热和散热快的壳体，该壳体可抵挡受压，车体碰撞和针刺等实验的考验。温度传感器通过导热胶固定在塑胶表面，随时查看电池内部温度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.散热作用：本实用新型提供的具有防灾害系统的动力电池模组，是用相变材料填充在框体和电池单体之间，通过相变材料先蓄热，进行热量缓冲，然后通过通风孔与外界环境进行热交换实现散热的目的。在电池短路以及高功率下，相变材料能迅速吸收所产生的大量热量，从而避免电池内部恶性的连锁反应，使电池内部处于高温时能及时降温和均温；同时，温度传感器通过导热胶固定在电池芯外壁表面，能随时检测到电池单体的温度示数，可以随时查看电池内部温度。

2.缓冲作用：本实用新型的相变材料可以起到尖状物碰撞时的缓冲作用，相变材料中的月桂酸、硬脂酸或石蜡是一种柔性物质，而阻燃剂是一种具有一定硬度的物质，加上相变材料填充在壳体和电池芯之间起到缓冲作用。

3.稳定作用：电池单体通过塑胶表面的螺纹固定在框体和底座的螺孔中，避免动力电池在运行过程中颠簸等引起电池晃动。

4.轻量化和耐用性：本实用新型的电池芯外壁采用具有低密度(1.76～1.80g/cm^-3)、强度高(强度为1000兆帕)以及高导热系数(700W/cm)的碳纤维和玻璃纤维，有利于该装置的轻量化，在长循环寿命等优势下了实现电池灾害防控性。