本申請涉及電池結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池模組及用電設(shè)備。

背景技術(shù)：

電池自出現(xiàn)以來發(fā)展迅猛，并在數(shù)碼相機、MP3、電動工具、電動汽車等幾乎所有領(lǐng)域廣泛使用。而電池的濫用諸如過充、大電流輸出、內(nèi)部短路等使電池發(fā)生了質(zhì)的變化，引起了某些化學反應，同時產(chǎn)生大量熱量。電池釋放的熱量使其自身的溫度和環(huán)境溫度均升高，電池的溫度持續(xù)升高又使電池發(fā)生化學反應繼續(xù)放熱，促使電池的溫度繼續(xù)不斷升高，引起電池起火甚至爆炸，直接威脅用戶的安全。

以鋰離子電池為例，熱失控是最嚴重的安全事故，它會引起鋰離子電池起火甚至爆炸，鋰離子電池發(fā)生熱失控主要是由于內(nèi)部產(chǎn)熱遠高于散熱速率，在鋰離子電池的內(nèi)部積攢了大量的熱量，從而引起了連鎖反應，導致電池起火和爆炸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N電池模組及用電設(shè)備，以提高電池模組的安全性。

本申請的第一方面提供了一種電池模組，其包括箱體、安裝于所述箱體內(nèi)的電池以及填充于所述箱體的內(nèi)腔中的冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)的邊界為所述箱體的內(nèi)壁和所述電池的外表面。

優(yōu)選地，還包括散熱器，所述散熱器安裝于所述箱體的內(nèi)部或者外部，所述散熱器的內(nèi)部具有冷卻介質(zhì)散熱腔，所述冷卻介質(zhì)散熱腔與所述箱體的內(nèi)腔相連通。

優(yōu)選地，所述散熱器包括冷凝器、制冷機、風扇、散熱管、散熱片中的至少一者。

優(yōu)選地，還包括連通管，所述冷卻介質(zhì)散熱腔通過所述連通管與所述箱體的內(nèi)腔相連通。

優(yōu)選地，還包括泄氣閥，所述箱體上、所述散熱器上、所述連通管上和/或所述連通管與所述散熱器之間設(shè)置所述泄氣閥，所述泄氣閥與所述箱體的內(nèi)腔相連通。

優(yōu)選地，所述箱體上的所述泄氣閥設(shè)置為多個，各所述泄氣閥間隔設(shè)置于所述箱體上。

優(yōu)選地，還包括出氣閥，所述連通管包括進氣管和出氣管，所述散熱器上、所述連通管上和/或所述連通管與所述散熱器之間設(shè)置所述出氣閥，所述出氣閥與所述箱體的內(nèi)腔相連通。

優(yōu)選地，還包括與所述散熱器電連接的控制裝置，所述控制裝置用于檢測所述電池模組的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)控制所述散熱器的啟停。

優(yōu)選地，所述控制裝置包括溫度檢測器、壓力檢測器、壓強檢測器、熱場檢測器、熱量檢測器中的至少一者。

本申請的第二方面提供了一種用電設(shè)備，其包括上述任一項所述的電池模組。

本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達到以下有益效果：

采用上述電池模組后，箱體內(nèi)的冷卻介質(zhì)可以帶走電池模組產(chǎn)生的熱量，使得電池模組能夠盡量保持在較低的溫度。因此，本申請實施例提供的電池模組具有更高的安全性。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。

附圖說明

圖1為本申請實施例提供的第一種電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請實施例提供的第二種電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請實施例提供的第三種電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請實施例提供的第四種電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請實施例提供的第五種電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：

10-箱體；

11-電池；

12-冷卻介質(zhì)；

13-散熱器；

14-進氣管；

15-出氣管；

16-泄氣閥；

17-泄氣閥；

18-出氣閥；

19-控制裝置。

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。

具體實施方式

下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本申請做進一步的詳細描述。

如圖1-5所示，本申請實施例提供了一種電池模組，其可以包括箱體10、安裝于箱體10內(nèi)的電池11以及填充于箱體10的內(nèi)腔中的冷卻介質(zhì)12，冷卻介質(zhì)12的邊界為箱體10的內(nèi)壁和電池11的外表面，即，冷卻介質(zhì)12可以延伸到箱體10的內(nèi)壁和電池11的外表面，使得冷卻介質(zhì)12與箱體10的內(nèi)壁以及電池11的外表面相接觸。冷卻介質(zhì)12覆蓋箱體10和電池11的面積可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整。

箱體10可以采用密封箱體、壓力容器、密封空間等等。

電池11可以是但不僅限于鋰系電池、鎳系電池、鉛酸電池等，電池11的數(shù)量可以是一個或多個，當電池11設(shè)置為多個時，各電池11之間可以采用串聯(lián)或并聯(lián)的連接方式。

冷卻介質(zhì)12可以是液體、氣體或者固體，當冷卻介質(zhì)采用固體時，具體可以是粉狀介質(zhì)，并且冷卻介質(zhì)最好是具有非可燃性、非腐蝕性(不與箱體10、電池11的極柱、電池11的殼體及其他結(jié)構(gòu)發(fā)生反應)、絕緣性的介質(zhì)。為了更快速地帶走熱量，抑制電池出現(xiàn)的過熱正反饋，最佳的選擇是通過冷卻介質(zhì)的物質(zhì)形態(tài)發(fā)生改變來帶走熱量，如液變氣或者固變液。冷卻介質(zhì)的物質(zhì)形態(tài)發(fā)生改變的時候可以吸收大量的熱量，從而起到抑制溫度升高的效果。此處可以優(yōu)選低沸點液體(例如酒精，乙醚等)，例如，冷卻介質(zhì)12的沸點可以是60度。

本申請實施例提供的電池模組處于工作狀態(tài)時，隨著電池模組的工作時間不斷延長，電池模組產(chǎn)生的熱量隨之增加。而箱體10中的冷卻介質(zhì)12則可以帶走電池模組產(chǎn)生的熱量，使得電池模組能夠盡量保持在較低的溫度。因此，本申請實施例提供的電池模組具有更高的安全性。

為了進一步降低電池模組的溫度，本申請實施例提供的電池模組還可以包括散熱器13，該散熱器13安裝于箱體10的內(nèi)部或者外部，其內(nèi)部具有冷卻介質(zhì)散熱腔，此冷卻介質(zhì)散熱腔與箱體10的內(nèi)腔相連通，而箱體的內(nèi)腔中填充有冷卻介質(zhì)12，因此箱體10內(nèi)的冷卻介質(zhì)12可以進入散熱器13的冷卻介質(zhì)散熱腔中，使得冷卻介質(zhì)12的溫度進一步降低，然后重新回到箱體10的內(nèi)腔中。如此循壞，即可保證電池模組的溫度始終保持在較低的范圍內(nèi)。

可選地，上述散熱器13可以是主動式降溫結(jié)構(gòu)，如冷凝器、制冷機、風扇，也可以是被動式降溫結(jié)構(gòu)，如散熱管、散熱片等，當然，該散熱器13也可以同時包含主動式降溫結(jié)構(gòu)和被動式降溫結(jié)構(gòu)，具體可以包括冷凝器、制冷機、風扇、散熱管、散熱片及其他結(jié)構(gòu)中的至少一者。

當散熱器13直接放置于箱體10的內(nèi)部時，可以僅在散熱器13上開設(shè)冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口，該冷卻介質(zhì)進口和冷卻介質(zhì)出口均直接與箱體10的內(nèi)腔相連通，以實現(xiàn)冷卻介質(zhì)從冷卻介質(zhì)進口進入散熱器13進行降溫，然后再通過冷卻介質(zhì)出口回到箱體10的內(nèi)腔中這一循環(huán)。然而，為了便于將冷卻介質(zhì)導入散熱器13中，還可設(shè)置連通管，散熱器13的冷卻介質(zhì)散熱腔可以通過此連通管與箱體10的內(nèi)腔相連通。如此設(shè)置后，冷卻介質(zhì)12就可以通過連通管進入散熱器13中，或者從散熱器13中流出。

進一步地，上述連通管可以包括進氣管14和出氣管15，冷卻介質(zhì)12可以通過進氣管14進入散熱器13中，通過出氣管15流出散熱器13，并進入箱體10的內(nèi)腔中。此處的進氣管14和出氣管15可以采用能夠吸收熱量和散熱的管件，以達到更好的散熱效果。

由于上述冷卻介質(zhì)吸收一定的熱量之后通常會發(fā)生狀態(tài)變化，進而發(fā)生膨脹，因此為了防止箱體10因內(nèi)壓過高而出現(xiàn)破損，同時更徹底地帶走電池模組產(chǎn)生的熱量，可以在箱體10上設(shè)置泄氣閥16，該泄氣閥16與箱體10的內(nèi)腔相連通。當箱體10的內(nèi)壓達到預設(shè)值時，泄氣閥16打開，將冷卻介質(zhì)12導入電池模組的外部空間中?？蛇x地，箱體10上的泄氣閥16可以設(shè)置一個或者多個，為了提高泄氣效果，可將該泄氣閥16設(shè)置為多個，各泄氣閥16間隔布置于箱體10上。

當電池模組包括上述散熱器13時，可以在散熱器13上或者連通管上或者連通管與散熱器13之間設(shè)置泄氣閥17，該泄氣閥17可直接與箱體10的內(nèi)腔相連通，同時與散熱器13的冷卻介質(zhì)散熱腔相連通。當箱體10的內(nèi)壓達到預設(shè)值時，泄氣閥17打開，將冷卻介質(zhì)12導入散熱器13的冷卻介質(zhì)散熱腔中，進行進一步的降溫處理。

當然，可以同時在箱體10上以及散熱器13上或者連通管上或者連通管與散熱器13之間均設(shè)置泄氣閥，以此更快速地帶走電池模組中的熱量。如果采用此種結(jié)構(gòu)，那么箱體10上的泄氣閥16與散熱器13上或者連通管上或者連通管與散熱器13之間的泄氣閥17可以采用相同的導通條件(例如導通壓強、導通壓力等)，兩者具體可以是電磁閥或形變材料制成的結(jié)構(gòu)等。

同理地，還可以設(shè)置出氣閥18，散熱器13上、連通管上和/或連通管與散熱器13之間設(shè)置該出氣閥18，此出氣閥18連通于箱體10的內(nèi)腔和散熱器13的冷卻介質(zhì)散熱腔之間。當冷卻介質(zhì)散熱腔中的壓力達到預設(shè)值時，出氣閥18打開，以此將經(jīng)過散熱器13降溫后的冷卻介質(zhì)導入箱體10的內(nèi)腔中。

更進一步地，本申請實施例提供的電池模組還可以包括與散熱器13電連接的控制裝置19，該控制裝置19可以檢測電池模組的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)該狀態(tài)參數(shù)控制散熱器13的啟停。此處的電池模組的狀態(tài)參數(shù)可以反映箱體10的內(nèi)腔的狀態(tài)變化，以此反映電池模組的熱量變化，其可以是：溫度參數(shù)、壓力參數(shù)、壓強參數(shù)、熱場參數(shù)、熱量參數(shù)中的至少一者?？刂蒲b置19可以單獨設(shè)置，也可以集成在散熱器13上。當控制裝置19檢測到電池模組的狀態(tài)參數(shù)達到預設(shè)值時，控制散熱器13進入工作狀態(tài)，也就是說，該控制裝置19可以控制散熱器在電池模組的熱量達到一定程度時再進行工作，以此降低電池模組的能耗。

當電池模組的狀態(tài)參數(shù)包括溫度參數(shù)、壓力參數(shù)、壓強參數(shù)、熱場參數(shù)、熱量參數(shù)中的至少一者時，對應地，控制裝置19可以包括溫度檢測器、壓力檢測器、壓強檢測器、熱場檢測器、熱量檢測器中的至少一者。其中，溫度檢測器可以是溫度傳感器，該溫度傳感器可以是熱敏電阻(正、負溫度系數(shù))、熱電偶、數(shù)字式溫度傳感器及其他包含但不限于通過溫度、壓力等形變材料獲得的表征溫度的結(jié)構(gòu)；壓力檢測器可以是壓力計；壓強檢測器可以是壓強計；熱場檢測器可以是熱場計；熱量檢測器可以是熱量計。前述列舉的各種檢測器可以單獨設(shè)置，也可以組合使用，以提高檢測精度。

上述各實施例通過冷卻介質(zhì)對電池11進行冷卻，防止電池11出現(xiàn)過熱的問題。為了對電池11的狀態(tài)進行更加精確的控制，可以通過改進冷卻介質(zhì)類型對電池11的冷卻提供參考?？蛇x地，箱體10中可以容納受熱后物理性質(zhì)將發(fā)生變化的冷卻介質(zhì)12。例如，可以將散熱器13設(shè)置于箱體10的外部，將進氣管設(shè)置為透明管，冷卻介質(zhì)12可以是隨著溫度的升高會出現(xiàn)顏色變化的介質(zhì)。據(jù)此，可根據(jù)冷卻介質(zhì)12的物理性質(zhì)是否發(fā)生變化來判斷電池11是否出現(xiàn)過熱，進而更準確地控制電池模組的工作狀態(tài)。例如，可以采用其他設(shè)備或者裝置檢測冷卻介質(zhì)的物理性質(zhì)是否發(fā)生變化，并在發(fā)生變化時發(fā)出相關(guān)的預警信號，該預警信號可以反饋給駕駛員或附近人員，駕駛員或者附近人員可及時作出處理或者逃離，以保證人身安全。

采用上述各實施例組合后所形成的電池模組工作時，箱體10內(nèi)某個電池11、某些電池11或某個部位(包含但不僅限于內(nèi)部、外部)溫度升高(比如升至包含但不僅限于60度)，箱體10內(nèi)的冷卻介質(zhì)12將會吸收箱體10內(nèi)的熱量，由原來的狀態(tài)(該狀態(tài)包含但不僅限于液體、氣體或固體(包含但不僅限于粉末))轉(zhuǎn)化為包含但不僅限于氣(汽)體或粉末的形態(tài)，同時箱體10的內(nèi)部壓強增大。當箱體10內(nèi)部壓強增加到一定值(包含但不僅限于某個設(shè)定的臨界值)時泄氣閥打開，冷卻介質(zhì)12轉(zhuǎn)化成的其他形態(tài)(氣(汽)體或固態(tài)(包含但不僅限于粉末))或者通過泄氣閥排出箱體10之外，或者進入散熱器13。而進入散熱器13后，散熱器13將高溫冷卻劑做降溫處理，打開出氣閥18，經(jīng)出氣管15將低溫的冷卻劑送回箱體10內(nèi)，循環(huán)往復這一過程，達到降溫效果。更進一步，根據(jù)箱體10內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)可以控制散熱器13的工作狀態(tài)。當控制裝置19檢測到表征箱體10有變化的信號后，發(fā)出控制信號(或者控制裝置19直接控制散熱器13工作)，散熱器13接收到控制信號后，對上述轉(zhuǎn)化形態(tài)(氣(汽)體或粉末)的冷卻劑進行冷卻，然后將冷凝的冷卻介質(zhì)12送回箱體10內(nèi)，循環(huán)往復這一過程，達到散熱的目的。

基于上述結(jié)構(gòu)，本申請實施例還提供一種用電設(shè)備，該用電設(shè)備可以是電動汽車，其包括上述任一實施例所描述的電池模組。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。