延的鋰離子電池模塊還設(shè)有塑料框架3，每個(gè)單體鋰離子電池I固定于一個(gè)塑料框架3上。
[0028]其中，在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，端板7壓緊上述組裝結(jié)構(gòu)是通過(guò)絲桿8穿過(guò)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的端板7，對(duì)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的端板7施加壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例中，端板7壓緊上述組裝結(jié)構(gòu)是通過(guò)綁帶穿過(guò)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的端板7，對(duì)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的端板7施加壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中綁帶可以為鋼帶或不銹鋼帶。本實(shí)用新型通過(guò)絲桿8或綁帶對(duì)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的端板7施加0.01-5MPa的壓力。
[0029]本實(shí)用新型的隔熱墊2根據(jù)不同類(lèi)型的單體鋰離子電池I的安全特性選擇不同耐火等級(jí)的材質(zhì)和厚度，其耐火溫度在150-1500°C之間，厚度在0.1-1Omm之間。
[0030]本實(shí)用新型的水室6安裝于上述組裝結(jié)構(gòu)的一側(cè)，并安裝有防爆泄壓閥11。其中，水室6和導(dǎo)熱片4都為高導(dǎo)熱性材料制造，導(dǎo)熱片4與水室6的熱接觸方式為焊接、卡接或以螺栓固定連接。本實(shí)用新型水室6內(nèi)的冷卻液體一般為使用溫度范圍寬的液體，如水和乙二醇的混合液、HFC類(lèi)有機(jī)液體或氟化酮類(lèi)有機(jī)液體，其中優(yōu)選氟化酮類(lèi)有機(jī)液體。本實(shí)用新型水室6安裝的防爆泄壓閥11，在水室6吸收大量熱量時(shí)將水室6內(nèi)過(guò)高的壓力從防爆泄壓閥11泄出，保證電池模塊的安全。
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊還安裝有極耳連接片10及低壓線束9。
[0032]以下通過(guò)舉例說(shuō)明本實(shí)用新型可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊對(duì)熱失控蔓延的抑制作用。
[0033]示例一:一種采用本實(shí)用新型制作的鋰離子電池模塊，尺寸為580(長(zhǎng))*170(高)*290mm(寬)，總重量為45kg。采用60Ah磷酸鐵鋰電池2并12串組成，并用塑料框架固定單體電池。采用1.0mm厚AO級(jí)耐火泡棉(可耐250°C的溫度)作為隔熱墊，采用1.2mm厚6061鋁合金板作為導(dǎo)熱片。兩端壓力采用雙綁帶形式施加，壓力為4000N。采用3M公司的NOVecl230作為水室內(nèi)的冷卻液。對(duì)鋰離子電池模塊的第3支單體電池實(shí)施過(guò)充電，在第2、3、4支單體電池表面貼附溫度傳感器，過(guò)充電過(guò)程為60A電流恒流充電，當(dāng)?shù)?支單體電池電壓上升至30V時(shí)，該單體電池冒煙發(fā)生熱失控，此時(shí)停止充電。檢測(cè)第3支單體電池表面的溫度達(dá)到200°C，而相鄰的第2、4支單體電池表面的溫度分別達(dá)到120°C、130°C，整個(gè)過(guò)程未發(fā)生起火或爆炸現(xiàn)象。
[0034]示例二: 一種采用本實(shí)用新型制作的鋰離子電池模塊，尺寸為600 (長(zhǎng))*190 (高)*270mm(寬)，總重量為43kg。采用20Ah三元系鋰電池3并24串組成，并用塑料框架固定單體電池。采用3.0mm厚AO級(jí)耐火纖維棉(可耐600°C的溫度)作為隔熱墊，采用1.0mm厚6061鋁合金板作為導(dǎo)熱片。兩端壓力采用絲桿形式施加，壓力為3000N。采用3M公司的Novecl230作為水室內(nèi)的冷卻液。對(duì)鋰離子電池模塊的第3支單體電池實(shí)施過(guò)充電，在第2、3、4支單體電池表面貼附溫度傳感器，過(guò)充電過(guò)程為20A電流恒流充電，當(dāng)?shù)?支單體電池電壓上升至18V時(shí)，該單體電池冒煙發(fā)生熱失控，此時(shí)停止充電。檢測(cè)第3支單體電池表面的溫度最高達(dá)到450°C，而相鄰第2、4支單體電池表面的溫度最高分別達(dá)到130°C、125 °C，整個(gè)過(guò)程未發(fā)生起火或爆炸現(xiàn)象。
[0035]本實(shí)用新型通過(guò)端板對(duì)電池組施加正向壓緊力，可以阻礙電池組內(nèi)部熱失控部分對(duì)氧氣的吸收，延緩熱失控的反應(yīng)速度；通過(guò)電池間隔熱墊的設(shè)置，可以阻礙發(fā)熱電池單體的熱量快速向相鄰電池的擴(kuò)散；通過(guò)高效地導(dǎo)熱系統(tǒng)，可以將熱失控產(chǎn)生的大量熱量通過(guò)導(dǎo)熱片即時(shí)導(dǎo)出，讓可氣化阻燃的有機(jī)液體吸收，從而達(dá)到抑制熱失控蔓延的目的，同時(shí)此技術(shù)方案還不影響正常運(yùn)行工況下電池組的熱管理。
[0036]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然并非用以限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，依據(jù)本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其包括:單體鋰離子電池(I)、隔熱墊(2)、端板(7)及導(dǎo)熱系統(tǒng)；所述導(dǎo)熱系統(tǒng)包括導(dǎo)熱片(4)及水室(6)，所述導(dǎo)熱片(4)與所述水室(6)熱接觸；其中，所述導(dǎo)熱片(4)、所述單體鋰離子電池(I)及所述隔熱墊(2)依次組裝在一起，使其中每個(gè)所述單體鋰離子電池(I)的一面為所述隔熱墊(2)，另一面為所述導(dǎo)熱片(4);在上述組裝結(jié)構(gòu)的兩端分別安裝所述端板(7)，通過(guò)所述端板(7)壓緊上述組裝結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其還包括塑料框架(3)，每個(gè)所述單體鋰離子電池(I)固定于一個(gè)所述塑料框架(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其還包括絲桿(8)，所述絲桿(8)穿過(guò)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的所述端板(7)，對(duì)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的所述端板(7)施加壓力，壓緊上述組裝結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其還包括綁帶，所述綁帶穿過(guò)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的所述端板(J)，對(duì)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的所述端板(7)施加壓力，壓緊上述組裝結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其中所述綁帶為鋼帶或不銹鋼帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其中通過(guò)所述絲桿(8)或所述綁帶對(duì)上述組裝結(jié)構(gòu)兩端的所述端板(7)施加0.01-5MPa的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其中所述隔熱墊⑵的耐火溫度在150-1500°C之間，厚度在0.1-1Omm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其中所述水室(6)安裝于上述組裝結(jié)構(gòu)的一側(cè)，并安裝有防爆泄壓閥(11);所述導(dǎo)熱片(4)與所述水室￠)的熱接觸方式為焊接、卡接或以螺栓固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于其中所述水室(6)內(nèi)的冷卻液體為HFC類(lèi)有機(jī)液體或氟化酮類(lèi)有機(jī)液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其特征在于所述鋰離子電池模塊還安裝有極耳連接片(10)及低壓線束(9)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是有關(guān)一種可抑制熱失控蔓延的鋰離子電池模塊，其包括：?jiǎn)误w鋰離子電池、隔熱墊、端板及導(dǎo)熱系統(tǒng)；導(dǎo)熱系統(tǒng)包括導(dǎo)熱片及水室,導(dǎo)熱片與水室熱接觸；其中，導(dǎo)熱片、單體鋰離子電池及隔熱墊依次組裝在一起，使其中每個(gè)單體鋰離子電池的一面為所述隔熱墊，另一面為導(dǎo)熱片；在上述組裝結(jié)構(gòu)的兩端分別安裝端板，通過(guò)端板壓緊上述組裝結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過(guò)采用正向壓緊力壓緊電池組，電池間的隔熱墊和高效地導(dǎo)熱系統(tǒng)的設(shè)置，可以達(dá)到抑制熱失控蔓延的目的，同時(shí)此技術(shù)方案并不影響正常運(yùn)行工況下電池組的熱管理。
【IPC分類(lèi)】H01M10-613, H01M10-625, H01M10-6567
【公開(kāi)號(hào)】CN204315689
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420745644
【發(fā)明人】吳中友, 張光明, 田源松
【申請(qǐng)人】北京華特時(shí)代電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日