本發(fā)明涉及一種電池模塊及電池模組，屬于鋰電池安全及儲能領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)汽車相比，電動車在環(huán)保方面具有明顯的優(yōu)勢。廢棄污染和噪音污染是內(nèi)燃機汽車的兩大污染。電動車則不消耗汽油，無廢氣污染，低噪音，輻射小，是一種理想的清潔交通工具。隨著人類的環(huán)保意識的增強，電動車的應(yīng)用日益廣泛，從而電動車用電池模塊和電池模組的開發(fā)成為一項重要的課題。

現(xiàn)有技術(shù)中電池模塊存在難以散熱以及散熱不均的問題，影響電池模塊工作的穩(wěn)定性。針對這一問題，已有多種解決方案，中國專利cn106340696a，采用電芯外部纏繞加熱和冷卻管路，液體循環(huán)的方式。但上述方案使得電池模塊總重量大大增加，同時具由短路、漏液等安全隱患，振動條件下容易失效。中國專利cn106257742a所述技術(shù)，受微熱管自身特性限制，電池系統(tǒng)有一定放置角度要求，并且熱管制備有一定形狀限制，與電芯不易緊密貼合，影響散熱效果。中國專利cn205863335u在使用熱管的基礎(chǔ)上，增加了模塊的散熱翅片加強對流散熱效果，單勢必增加模塊重量，降低系統(tǒng)能量密度。同時翅片散熱需要額外空氣對流空間，體積也會明顯增大，產(chǎn)品不具備競爭優(yōu)勢。

此外，電池模塊中的各個電芯在長時間工作后會出現(xiàn)電芯起火或產(chǎn)生高熱量的氣體泄放，一個電芯出現(xiàn)起火或產(chǎn)生高熱量的氣體可能會造成相鄰電芯的損壞，針對此問題，還沒有很好的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，從而提供一種電池模塊及電池模組，提高電池模塊的散熱性能和散熱均勻性，并且防止電池熱失控，避免整個電池模塊損壞的情況發(fā)生。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種電池模塊，包括電芯支架、匯流板和電芯，所述電芯支架上設(shè)有電芯安裝孔，所述電芯安裝于電芯安裝孔內(nèi)，所述匯流板上設(shè)有通孔，各個通孔與電芯安裝孔的位置相對應(yīng)，所述匯流板安裝于所述電芯支架上電芯電極所在面，所述匯流板和電芯的電極之間均通過焊接絲相連接，位于電芯正極部分的匯流板，其外層覆蓋正極隔離板，位于電芯負極部分的匯流板，其外層覆蓋負極導(dǎo)熱墊。

進一步地，上述電池模塊，其中：所述正極隔離板和負極導(dǎo)熱墊的外周邊緣連接有pi隔離膜，所述正極隔離板和負極導(dǎo)熱墊的外層均覆蓋有石墨片，所述石墨片的外層覆蓋有導(dǎo)熱板。

進一步地，上述電池模塊，其中：所述電芯支架的各個電芯安裝孔外周方向上，部分設(shè)有阻隔片，所述阻隔片突出于電芯安裝孔，電芯安裝孔外周未設(shè)置阻隔片的部分形成開口。

進一步地，上述電池模塊，其中：位于所述電芯負極部分的匯流板，其通孔周邊設(shè)有凹槽，所述焊接絲一端與電芯的負極連接，另一端連接于凹槽內(nèi)，整個凹槽內(nèi)以及電芯負極至阻隔片外沿的空間內(nèi)填充有導(dǎo)熱膠，所述負極導(dǎo)熱墊通過導(dǎo)熱膠與位于電芯負極部分的匯流板相連接。

更進一步地，上述電池模塊，其中：位于電芯正極部分的匯流板，其厚度小于阻隔片的高度，所述正極隔離板安裝于阻隔片最外沿的外側(cè)，電芯支架、匯流板、開口、正極隔離板以及各個相鄰電芯安裝孔之間的阻隔片之間形成泄壓通道。

更進一步地，上述電池模塊，其中：所述電芯支架的外周面設(shè)有泄壓口，所述泄壓口與所述泄壓通道相連通。

更進一步地，上述電池模塊，所述電芯安裝孔沿阻隔片中垂線方向相鄰排布，所述電芯安裝孔沿開口朝向方向間隔排布。

本發(fā)明還公開了一種電池模組，包括至少兩個上述電池模塊，各個電池模塊之前通過連接件連接，位于兩端最外側(cè)的電池模塊，其外層設(shè)有絕緣隔板，所述絕緣隔板外部設(shè)有模組支架。

本發(fā)明突出的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步主要體現(xiàn)在：

（1）電芯和匯流板之間通過焊接絲焊接連接，在電芯發(fā)生異常，造成實際輸出電流超過限制電流時，焊接絲會發(fā)生熔斷，使得該異常電芯和匯流板斷開，不會影響其余電芯的工作；

（2）電芯負極與匯流板之間填充有導(dǎo)熱膠，電芯負極部分的匯流板外層連接有負極導(dǎo)熱墊，保證焊接絲的穩(wěn)定性以及良好的散熱性能；

（3）電芯正極部分設(shè)有泄壓通道和阻火隔離結(jié)構(gòu)，當個別電芯起火或產(chǎn)生高熱量的氣體泄放時，高能高熱物質(zhì)不會直接接觸其他電芯，會被引導(dǎo)致模塊以外迅速減壓降溫，避免熱失控蔓延，不會引起整個電池系統(tǒng)的燃燒，安全性得以極大程度提高；

（4）正極隔離板和負極導(dǎo)熱墊外層設(shè)有石墨片，石墨片具有很好的導(dǎo)熱性能和均熱性能，提高電池模塊的散熱性能和溫度均勻性，保證電池模塊的工作穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電池模塊爆炸圖；

圖2是電芯負極部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是電芯負極部分剖視圖；

圖4是電芯正極部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是電芯正極部分俯視圖；

圖6是泄壓口示意圖；

圖7是電池模塊頂面電芯排布示意圖；

圖8是電池模組示意圖。

圖中，各附圖標記的含義為：1—電芯支架，2—匯流板，3—負極導(dǎo)熱墊，4—正極隔離板，5—pi隔離膜，6—石墨片，7—導(dǎo)熱板，8—焊接絲，9—電芯，10—連接件，11—絕緣隔板，12—模組支架，13—采集板，14—阻隔片，15—開口，16—泄壓通道，21—凹槽，22—引出匯流板。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解和掌握。

如圖1所示，現(xiàn)定義電池模塊中電芯9的電極所在面為上、下面，電芯支架1外周對應(yīng)長邊所在面為前、后面，電芯支架1外周對應(yīng)短邊所在面為左、右面。

如圖1、圖2和圖4所示，電池模塊包括電芯支架1、匯流板2、負極導(dǎo)熱墊3、正極隔離板4、pi隔離膜5、石墨片6、導(dǎo)熱板7和電芯9，電芯支架1上設(shè)有電芯安裝孔，電芯9安裝于電芯支架1的電芯安裝孔內(nèi)，匯流板2安裝于電芯支架1的上、下面，上、下匯流板2和各個電芯9的正負極之間均通過焊接絲8焊接連接，焊接絲8貫穿電芯安裝孔和匯流板2的通孔。位于電芯9正極部分的匯流板2，其外層覆蓋正極隔離板4，位于電芯9負極部分的匯流板2，其外層覆蓋負極導(dǎo)熱墊3，pi隔離膜5設(shè)于上、下正極隔離板4和負極導(dǎo)熱墊3外周邊緣，石墨片6覆蓋于上、下正極隔離板4和負極導(dǎo)熱墊3外層，導(dǎo)熱板7覆蓋于上、下石墨片6外層。以18650電芯為例，由于電芯9自身結(jié)構(gòu)關(guān)系，電芯9在工作時，其負極端溫度較高，因此需針對電芯9的負極部分進行散熱。此外，如圖5所示，電芯9的正極端設(shè)有泄壓口91，因此，需針針對電芯9的正極部分做防熱失控處理。因此，對應(yīng)電芯9正極部分設(shè)置正極隔離板4，對應(yīng)電芯9負極部分設(shè)置負極導(dǎo)熱墊3，pi隔離膜是一種防絕緣且導(dǎo)熱材料，在不影響導(dǎo)熱功能的前提下可防止漏電，石墨片6兼具很好的導(dǎo)熱性和均熱性，保證電池模組表面的溫度均勻性，且可很好地將熱量傳導(dǎo)至外層的導(dǎo)熱板7。其中焊接絲8優(yōu)選為鋁絲，匯流板2和導(dǎo)熱板7優(yōu)選為鋁板。電芯支架1上還設(shè)有采集板13，采集板13與電池模塊內(nèi)的電芯9相連接，便于檢測裝置通過采集板檢測電芯相關(guān)數(shù)據(jù)。電芯支架1上設(shè)有兩塊引出匯流板22，引出匯流板22和匯流板2相連，引出匯流板22即對應(yīng)電池模塊的正負極。

如圖2和圖3所示，在電芯支架1的各個電芯安裝孔外周方向上，部分設(shè)有阻隔片14，阻隔片14突出于電芯支架1的電芯安裝孔，電芯安裝孔未設(shè)置阻隔片的部分形成開口15，位于電芯9負極部分的匯流板2，其通孔周邊設(shè)有凹槽21，凹槽21的開口朝向阻隔片14所形成開口15，焊接絲8一端與電芯9的負極焊接連接，另一端焊接于匯流板2上的凹槽21內(nèi)，整個凹槽21內(nèi)以及電芯9負極至阻隔片14外沿的空間內(nèi)填充有導(dǎo)熱膠，導(dǎo)熱膠包裹整個焊接絲8，保證焊接絲8的穩(wěn)定性，負極導(dǎo)熱墊3通過導(dǎo)熱膠黏貼于匯流板2外層。通過導(dǎo)熱膠可將電芯9負極的熱量傳導(dǎo)至負極導(dǎo)熱墊3上，使得整個負極導(dǎo)熱墊3均可作為散熱面，其散熱面積大，散熱效果好。

如圖4和圖5所示，在電芯支架1的各個電芯安裝孔外周，部分設(shè)有阻隔片14，阻隔片14突出于電芯支架1的電芯安裝孔，未設(shè)置阻隔片的部分形成開口15，阻隔片14設(shè)有兩個，相應(yīng)地形成兩個開口15，兩個開口15形成一條通道。位于電芯9正極部分的匯流板2，其厚度小于阻隔片14的高度，正極隔離板3安裝于阻隔片14最外沿的外側(cè)，從而使得電芯支架1、匯流板2、開口15、正極隔離板3以及相鄰電芯安裝孔之間的阻隔片14之間形成泄壓通道16。泄壓通道16的高度優(yōu)選為0.5~4mm，特別優(yōu)選為1~3mm。如圖6所示，電芯支架1的外周面設(shè)有泄壓口17，且泄壓口17與泄壓通道16相連通。如圖4所示，由于設(shè)置有阻隔板14，若電芯9正極噴火或噴出熱氣壓，在左右方向上受到阻隔板14限制，無法噴出，只經(jīng)泄壓通道16從泄壓口17噴出。

如圖4和圖7所示，電芯9正極只能在前后方向（圖7中箭頭所指方向）噴火或熱氣壓。電芯安裝孔左右方向相鄰排布，而在前后方向間隔排布，使得前后方向的相鄰電芯9的間距較大，從而保證當一個電芯9噴火時，其噴火距離小于前后方向上相鄰電芯9的距離。這里需要說明的是，上述左右方向和前后方向排布電芯9僅為優(yōu)選方案，其原因時因為阻隔片14左右方向排布，其開口15前后方向排布，只要保證在沿所開口15朝向的方向上，電芯支架內(nèi)相鄰的電芯安裝孔間距處于安全距離，即間距大于電芯噴火的最大距離，保證各個電芯9之間互不影響即可。基于此，電芯安裝孔沿阻隔片14中垂線方向相鄰排布，電芯安裝孔沿開口15朝向方向間隔排布。沿阻隔片14中垂線方向相鄰的兩個電芯9之間的間距優(yōu)選為15~25mm，沿開口15朝向方向排布的兩個電芯9之間間距為25~35mm。

如圖7所示，本發(fā)明中一個電池模塊包括84個電芯9，采用42p2s結(jié)構(gòu)(84個電芯分為兩組，一組42個電芯，兩組內(nèi)的42個電芯相互并聯(lián)，兩組電芯相互串聯(lián))，電池模塊左半部分和右半部分各包含42個電芯9，左半部分的電芯9負極朝向電池模塊頂面，右半部分的電芯9正極朝向電池模塊頂面。相對應(yīng)地，如圖7所示，位于電芯支架1頂面的匯流板2分為左、右兩塊獨立的匯流板2，左側(cè)匯流板2上設(shè)有凹槽21其具體連接結(jié)構(gòu)可參見圖2、圖3以及上文關(guān)于電芯9負極和匯流板2的連接結(jié)構(gòu)描述，同理電池模塊頂面右側(cè)匯流板2的具體連接結(jié)構(gòu)可參見圖4以及上文關(guān)于電芯9正極與匯流板2連接結(jié)構(gòu)的描述。位于電芯支架1底面的匯流板2為一整塊完成的匯流板，這樣既可實現(xiàn)42p2s的結(jié)構(gòu)，位于電芯支架1底面的匯流板2其對應(yīng)于電芯9正、負極部分的結(jié)構(gòu)與上述相同，這里不再贅述。當然上述方案僅為優(yōu)選方案，電池的排布方式根據(jù)實際需要而設(shè)定，例如可將各個電芯9的負極均朝向電池模塊底面，將各個電芯9的正極均朝向電池模塊頂面，相應(yīng)地，位于電芯支架1底面的匯流板2上設(shè)置凹槽21，其外側(cè)覆蓋負極導(dǎo)熱墊3，位于電芯支架1頂面的匯流板2，其外側(cè)覆蓋正極隔離板4。

本發(fā)明還公開了一種電池模組，如圖8所示，一個電池模組內(nèi)包括6個電池模塊，各個電池模塊之前通過連接件10連接，位于兩端最外側(cè)的電池模塊，其外層設(shè)有絕緣隔板11，絕緣隔板11外部設(shè)有模組支架12。當然，一個電池模組內(nèi)的電池模塊數(shù)量不僅限于圖8中的6個，至少包含兩個電池模塊即可，實際使用時可根據(jù)需要安裝相應(yīng)個數(shù)的電池模塊。連接件10優(yōu)選為連接銅排。

通過以上描述可以看出，本發(fā)明所提及的電池模塊，由于電芯和匯流板之間通過焊接絲焊接連接，在電芯發(fā)生異常，造成實際輸出電流超過限制電流時，焊接絲會發(fā)生熔斷，使得該異常電芯和匯流板斷開，不會影響其余電芯的工作。此外，電芯負極與匯流板之間填充有導(dǎo)熱膠，電芯負極部分的匯流板外層連接有負極導(dǎo)熱墊，保證焊接絲的穩(wěn)定性以及良好的散熱性能，電芯正極部分設(shè)有泄壓通道和阻火隔離結(jié)構(gòu)，當個別電芯起火或產(chǎn)生高熱量的氣體泄放時，高能高熱物質(zhì)不會直接接觸其他電芯，會被引導(dǎo)致模塊以外迅速減壓降溫，避免熱失控蔓延，不會引起整個電池系統(tǒng)的燃燒，安全性得以極大程度提高；此外，正極隔離板和負極導(dǎo)熱墊外層設(shè)有石墨片，石墨片具有很好的導(dǎo)熱性能和均熱性能，提高電池模塊的散熱性能和溫度均勻性，保證電池模塊的工作穩(wěn)定性。

當然，以上只是本發(fā)明的典型實例，除此之外，本發(fā)明還可以有其它多種具體實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。