有防结构坍塌的可变联接部的电池组的制作方法

    专利查询2025-07-10  31


    本申请要求于2022年9月19日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2022-0117728的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本公开涉及一种电池组,并且更具体地,涉及这样一种电池组,该电池组能够在热能累积并且内部压力由于从电池模块的内部着火产生的排放气体或火焰而增加时延迟电池组的结构坍塌。


    背景技术:

    1、与使用一次后不能重复使用的一次电池不同,将电能转换成化学能并可重复充电和放电的半永久电池被称为二次电池。

    2、二次电池包括锂二次电池、镍镉(ni-cd)电池、铅酸电池、镍氢电池(ni-mh)、锌空气电池和碱性锰电池。其中,铅酸电池和锂二次电池是最广泛的商用二次电池。

    3、特别是,锂二次电池具有储能密度高、重量轻和小型化结构、卓越的安全性、低放电率和使用寿命长等优点,因此它们目前被广泛应用于电动汽车电池。作为参考,锂二次电池通常根据其制造类型以及其从电动车辆电池到ess电池和其他电气装置的使用范围而被分类为圆柱型、棱柱型和袋型。

    4、目前,一个锂二次电池电芯的工作电压约为2.5v至4.5v。因此,为了将二次电池应用于电动车辆的能量源,将多个锂离子电池电芯串联和/或并联连接以产生电池模块,并且然后将电池模块串联和/或并联连接以产生电池组。

    5、另外,由于二次电池在充电和放电期间涉及化学反应,因此当在高于适当温度的温度下使用时,它们的性能可能劣化,并且到适当温度的热控制的失败可能导致意外的着火或爆炸。此外,由于电池模块具有二次电池集中储存在模块壳体内的结构,因此如果任何一个二次电池由于热传播而成为触发单元,则其可能转移到锂二次电池并且可能发生连锁反应,从而产生大量的排放气体、火焰和包括电极活性材料和铝颗粒的高温颗粒。排放气体、火焰和高温火花在电池组内部以及电池模块内部积聚热能,并增加其内部压力,最终导致电池组的结构坍塌或爆炸。

    6、因此,需要结构改进,以通过在从初始着火的电池模块产生的排放气体和火焰被排放并传递到相邻的电池模块和整个电池组之前有效地分散并高效地释放电池组内部的压力和热能来尽可能长地延迟电池组的结构坍塌并阻止热能的传播。


    技术实现思路

    1、技术问题

    2、本公开已经被设计成解决相关技术的问题,并且因此本公开旨在提供一种电池组,该电池组能够通过在从初始着火的电池模块产生的排放气体和火焰被排放并传递到相邻的电池模块和电池组之前有效地分散并高效地释放电池组内部的压力和热能来尽可能长地延迟电池组的结构坍塌并且阻止热能的传播。

    3、本发明所要解决的技术问题并不限于上述问题,并且本领域技术人员从下面对本发明的描述中可以清楚地理解上面没有提到的其他问题。

    4、技术方案

    5、根据本公开的一种电池组,所述电池组可以包括:电池模块;电池组托盘,所述电池组托盘被配置为将所述电池模块容纳在其中并且具有顶部开口;电池组盖,所述电池组盖被设置在所述电池组托盘的顶部以密封容纳所述电池模块的容纳空间;以及可变联接部,所述可变联接部被配置为将所述电池组托盘和所述电池组盖彼此连接并且将所述电池组盖弹性地联接到所述电池组托盘,使得当事件发生时,所述容纳空间响应于压力的增加而可变地膨胀。

    6、所述电池组托盘可以具有水平分隔壁和垂直分隔壁,所述水平分隔壁和所述垂直分隔壁被配置为分隔所述电池组托盘的内部,并且所述可变联接部可以包括:膨胀螺栓,所述膨胀螺栓的一端从所述电池组盖向外突出,并且所述膨胀螺栓的另一端穿过所述电池组盖并且联接到所述水平分隔壁和所述垂直分隔壁中的至少一者;以及弹性构件,所述弹性构件设置在所述电池组盖与所述膨胀螺栓的一端之间,以在一个方向上弹性地偏压所述电池组盖。

    7、所述可变联接部还可以包括联接壳体,所述联接壳体被设置在所述电池组盖上并且围绕所述弹性构件和所述膨胀螺栓的至少一部分。

    8、所述联接壳体可以是管状主体,所述管状主体具有沿其纵向方向形成的引导孔。

    9、所述弹性构件可以是压缩弹簧,所述压缩弹簧在所述电池组盖朝向设置在所述膨胀螺栓的一端处的头部被按压时提供阻力。

    10、所述联接壳体可以与所述电池组盖一体地制造。

    11、所述弹性构件的弹性模量可以朝向所述电池组盖的中心区域增大。

    12、可以在所述电池组托盘的壁上设置气体出口,排放气体通过所述气体出口被排出。

    13、所述气体出口中设置有防爆膜(rupture membrane),并且在所述防爆膜中设置有排放狭缝,所述排放狭缝被配置为当向其施加可允许压力或更大压力时破裂。

    14、所述排放狭缝可以被配置为虚线的1形或i形切口的形式。

    15、所述电池组盖可以包括第一电池组盖和第二电池组盖,所述第一电池组盖与所述电池模块相邻,所述第二电池组盖设置在所述第一电池组盖上方以与所述第一电池组盖间隔开预定距离。

    16、所述可变联接部可以包括:膨胀螺栓,所述膨胀螺栓的一端联接到所述水平分隔壁和所述垂直分隔壁;第一弹性构件,所述第一弹性构件设置在所述第一电池组盖与所述第二电池组盖之间以将所述第一电池组盖和所述第二电池组盖彼此间隔开;第二弹性构件,所述第二弹性构件设置在所述第二电池组盖与所述膨胀螺栓之间以在一个方向上弹性地偏压所述第二电池组盖;以及联接壳体,所述联接壳体设置在所述第二电池组盖上并且在其中容纳所述第二弹性件和所述膨胀螺栓。

    17、所述电池组盖可以包括:左电池组盖,所述左电池组盖设置在所述垂直分隔壁的左侧上;以及右电池组盖,所述右电池组盖设置在所述垂直分隔壁的右侧上,并且所述可变联接部可以设置在所述左电池组盖的中心区域和所述右电池组盖的中心区域中。

    18、根据本公开的另一方面,可以提供一种包括电池组的车辆。

    19、有益效果

    20、根据本公开的一个方面,通过在从初始着火的电池模块产生的排放气体和火焰被排放并传递到相邻的电池模块和整个电池组之前有效地分散并高效地释放电池组内部的压力和热能,可以尽可能长地延迟电池组的结构坍塌并阻止热能的传播。

    21、此外,即使情况由于事件而突然改变,可变联接部也可以执行缓冲功能以减轻冲击,从而防止电池组的结构坍塌。

    22、此外,由于事件发生时产生的气体的泄漏压力,可以降低螺栓接头处的应力集中,从而降低电池组的维护成本。

    23、本公开的效果不限于上述效果,并且根据本说明书和附图,本公开所属领域的技术人员将清楚地理解上面未提及的效果。



    技术特征:

    1.一种电池组,所述电池组包括:

    2.根据权利要求1所述的电池组,

    3.根据权利要求2所述的电池组,

    4.根据权利要求3所述的电池组,

    5.根据权利要求3所述的电池组,

    6.根据权利要求2所述的电池组,

    7.根据权利要求2所述的电池组,

    8.根据权利要求5所述的电池组,

    9.根据权利要求8所述的电池组,

    10.根据权利要求9所述的电池组,

    11.根据权利要求1所述的电池组,

    12.根据权利要求11所述的电池组,

    13.根据权利要求1所述的电池组,

    14.一种车辆,该车辆包括根据权利要求1至13中的任一项所述的电池组。


    技术总结
    根据本发明的一种电池组,包括:电池模块;电池组托盘,所述电池组托盘在其中容纳所述电池模块并且设置有开口上端;电池组盖,所述电池组盖被布置在所述电池组托盘的上部上以密封容纳所述电池模块的容纳空间;以及可变联接部,所述可变联接部将所述电池组托盘和所述电池组盖彼此连接并且将所述电池组盖弹性地联接到所述电池组托盘,使得当事件发生时,所述容纳空间能够响应于压力的增加而可变地膨胀。

    技术研发人员:李政勋,朴民洙
    受保护的技术使用者:株式会社LG新能源
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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