本公開涉及一種當(dāng)發(fā)生熱失控時(shí)電池組殼體的下殼體能夠膨脹，從而即使在上方余量空間受到車輛底盤的極大限制的電池組安裝結(jié)構(gòu)中，也能有效地抑制內(nèi)部壓力的快速升高的電池組殼體。本申請(qǐng)要求于2023年9月19日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2023-0125115號(hào)和2024年9月13日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2024-0125621號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，并且韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2023-0125115號(hào)和韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2024-0125621號(hào)的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本公開中。

背景技術(shù)：

1、與一次電池不同，二次電池可重復(fù)充電，由于其在減小型化和大容量方面的潛力，近年來(lái)對(duì)二次電池進(jìn)行了廣泛的研究和開發(fā)。另外，隨著技術(shù)發(fā)展和對(duì)移動(dòng)裝置的需求的增加，由于越來(lái)越重視響應(yīng)于當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)需求的電動(dòng)車輛和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)等，對(duì)作為能源的二次電池的需求快速增加。

2、基于電池殼體的形狀，二次電池分類為紐扣型電池、圓柱形電池、方形電池和軟包型電池。在二次電池中，安裝在電池殼體內(nèi)部的電極組件是包括電極和隔膜的層疊結(jié)構(gòu)的能夠充放電的產(chǎn)生電力的元件。

3、由于二次電池需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，所以需要有效地控制充放電過程中產(chǎn)生的熱量。當(dāng)沒有適當(dāng)?shù)乩鋮s二次電池時(shí)，溫度的升高導(dǎo)致電流的增加，并且電流的增加導(dǎo)致溫度再次升高，導(dǎo)致正反饋連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致發(fā)生熱失控的災(zāi)難性狀況。

4、另外，當(dāng)二次電池包括例如模塊或電池組的電池單體組件的形態(tài)的組時(shí)，在任意一個(gè)二次電池中發(fā)生熱失控導(dǎo)致其他相鄰的二次電池連續(xù)過熱的熱傳播現(xiàn)象。換言之，當(dāng)在電池組中的電池單體組件中發(fā)生熱失控時(shí)，從電池單體組件的高壓端子噴射大量的導(dǎo)電灰塵、氣體和火焰，并且因此，灰塵積聚在其他相鄰電池單體組件的高電壓端子上，并且通過氣體和火焰的熱傳遞引發(fā)熱傳播現(xiàn)象。

5、當(dāng)電池組中發(fā)生熱傳播時(shí)，電池組的內(nèi)部的壓力和溫度快速升高。響應(yīng)于這樣的壓力和溫度的升高，電池組應(yīng)當(dāng)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。當(dāng)電池組發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌并且外部空氣流入時(shí)，燃燒反應(yīng)被快速激活，從而導(dǎo)致電很大的池組外部的火災(zāi)和爆炸等的風(fēng)險(xiǎn)。

6、密封電池組的電池組殼體的上表面的蓋通常由比電池組殼體的其他表面薄的厚度的金屬板制成。這使得在例如發(fā)生熱傳播時(shí)的情況下，蓋響應(yīng)于內(nèi)部壓力的快速增大而膨脹以減緩壓力升高。當(dāng)由于蓋膨脹而延遲壓力升高時(shí)，安裝在電池組殼體上的排氣裝置工作以實(shí)現(xiàn)正常壓力排放。換言之，由于內(nèi)部壓力引起的蓋膨脹提供了排氣裝置穩(wěn)定工作所需要的啟動(dòng)時(shí)間(start-up?time)。

7、然而，當(dāng)電池組安裝在電動(dòng)車輛的底盤上時(shí)，設(shè)置在電池組的上表面的各種車輛結(jié)構(gòu)通常僅提供非常有限的余量空間。在這種情況下，當(dāng)熱傳播時(shí)，蓋膨脹在空間上受到限制，由此，電池組殼體的內(nèi)部壓力沒有充分增大，從而加速了熱傳播現(xiàn)象，或者電池組殼體可能引起過快地結(jié)構(gòu)坍塌，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題，例如，火災(zāi)或爆炸等。因此，需要提供一種即使當(dāng)電池組的上方余量空間較窄時(shí)也能在初期適當(dāng)?shù)販p緩電池組殼體的內(nèi)部壓力增大的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本公開的目的是提供一種即使在由于車輛底盤上蓋膨脹的余量空間極其有限的電池組安裝結(jié)構(gòu)中，也可以有效地抑制由于發(fā)生熱失控而導(dǎo)致的內(nèi)部壓力的快速增大的電池組殼體。

3、然而，本公開要解決的技術(shù)問題不限于上述問題，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)下面描述的本公開的描述清楚地理解未提及的其他問題。

4、技術(shù)方案

5、本公開涉及一種電池組殼體，在一個(gè)示例中，電池組殼體包括下殼體，形成有容納空間；下加強(qiáng)板，安裝在下殼體的容納空間中并且支撐至少一個(gè)電池單體組件；以及上殼體，與下殼體從而密封容納空間結(jié)合，其中，下殼體的機(jī)械強(qiáng)度小于下加強(qiáng)板的機(jī)械強(qiáng)度。

6、下加強(qiáng)板可以包括與下殼體接觸的側(cè)壁以及形成有至少一個(gè)通氣孔的底板。

7、密封的容納空間的壓力可以通過下加強(qiáng)板的通氣孔施加到下殼體。

8、在一個(gè)實(shí)施例中，下加強(qiáng)板的側(cè)壁可以與下殼體接合。

9、此外，下加強(qiáng)板的在底板的通氣孔周圍的至少一部分可以相對(duì)于下殼體可以形成有間隙。

10、多個(gè)通氣孔可以包括通過切開下加強(qiáng)板的角部而形成的角部孔。

11、另外，多個(gè)通氣孔還可以包括通過部分地切開下加強(qiáng)板的內(nèi)部而形成的內(nèi)孔。

12、這里，電池單體組件可以設(shè)置有多個(gè)，并且內(nèi)孔可以形成在相鄰的電池單體組件之間。

13、根據(jù)本公開的這種電池組殼體，當(dāng)電池單體組件中發(fā)生熱失控從而導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高時(shí)，升高的壓力被施加到下殼體，并且下殼體膨脹以緩解壓力升高。

14、同時(shí)，根據(jù)本公開的實(shí)施例，在下殼體與下加強(qiáng)板之間可以涂覆有發(fā)泡性耐火涂料。

15、發(fā)泡性耐火涂料可以通過經(jīng)通氣孔流入的高溫氣體發(fā)生體積膨脹，形成填充由于內(nèi)部壓力的升高而膨脹的下殼體的空間的隔熱層。

16、在一個(gè)實(shí)施例中，下加強(qiáng)板可以是沒有側(cè)壁的平板形態(tài)，并且底板的形成有至少一個(gè)通氣孔的邊緣可以與下殼體接合或者結(jié)合。

17、下殼體的底面包括環(huán)形的邊緣部和相對(duì)于邊緣部以向外突出的形態(tài)延伸的臺(tái)階狀底面，其中，下加強(qiáng)板的邊緣可以與邊緣部接合或者結(jié)合。

18、在一個(gè)實(shí)施例中，電池單體組件具有下排氣結(jié)構(gòu)，其中，下加強(qiáng)板包括形成有至少一個(gè)通氣孔的底板，其中，通氣孔可以以面對(duì)設(shè)置在電池單體組件中的排氣裝置的方式對(duì)準(zhǔn)布置。

19、在一個(gè)實(shí)施例中，下殼體的底面的厚度可以比側(cè)面薄。

20、在一個(gè)實(shí)施例中，下殼體可以具有單獨(dú)制造并且彼此結(jié)合的環(huán)形的側(cè)面和平板形態(tài)的底面。

21、兩片式結(jié)構(gòu)的下殼體的底面的厚度可以比側(cè)面薄。

22、下殼體的側(cè)面和底面可以包括不同材料。

23、有益效果

24、因此，本公開的電池組殼體包括具有支撐電池單體組件的下加強(qiáng)板和具有比下加強(qiáng)板低的剛性的下殼體的雙重結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)在電池組殼體中發(fā)生熱失控并且內(nèi)部壓力快速升高時(shí)，壓力通過下加強(qiáng)板中的通氣孔施加到下殼體，并且被施加壓力的下殼體可以膨脹。

25、緩解了由于下殼體的體積膨脹而升高的內(nèi)部壓力，并且通過延遲快速壓力升高同時(shí)使排氣裝置工作來(lái)獲得穩(wěn)定的壓力排放。因此，本公開的電池組殼體可以通過適當(dāng)?shù)販p緩發(fā)生熱失控的初期的壓力升高來(lái)防止電池組殼體的結(jié)構(gòu)坍塌。特別地，本公開的電池組殼體由于下殼體包括擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，所以可以適用于安裝在由于各種結(jié)構(gòu)而提供非常有限的朝向電池組殼體的上表面的余量空間的電動(dòng)車輛上。

26、然而，可以通過本公開獲得的技術(shù)效果不限于上述效果，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)下面描述的本公開的描述清楚地理解未提及的其他效果。

技術(shù)特征：

1.一種電池組殼體，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組殼體，其中，所述下加強(qiáng)板包括與所述下殼體接觸的側(cè)壁以及形成有至少一個(gè)通氣孔的底板。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組殼體，其中，密閉的所述容納空間的壓力通過所述下加強(qiáng)板的通氣孔施加到所述下殼體。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組殼體，其中，所述下加強(qiáng)板的所述側(cè)壁與所述下殼體接合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組殼體，其中，所述下加強(qiáng)板的在所述底板的通氣孔周圍的至少一部分相對(duì)于所述下殼體形成有間隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組殼體，其中，所述多個(gè)通氣孔包括通過切開所述下加強(qiáng)板的角部而形成的角部孔。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組殼體，其中，所述多個(gè)通氣孔還包括通過部分地切開所述下加強(qiáng)板的內(nèi)部而形成的內(nèi)孔。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組殼體，其中，所述電池單體組件設(shè)置有多個(gè)，并且所述內(nèi)孔形成在相鄰的電池單體組件之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組殼體，其中，當(dāng)所述電池單體組件中發(fā)生熱失控從而導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高時(shí)，升高的壓力被施加到所述下殼體，并且所述下殼體膨脹以緩解壓力升高。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池組殼體，其中，在所述下殼體與所述下加強(qiáng)板之間涂覆有發(fā)泡性耐火涂料。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組殼體，其中，所述發(fā)泡性耐火涂料通過經(jīng)所述通氣孔流入的高溫氣體發(fā)生體積膨脹，形成填充由于內(nèi)部壓力的升高而膨脹的下殼體的空間的隔熱層。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組殼體，其中，所述下加強(qiáng)板是沒有側(cè)壁的平板形態(tài)，并且形成有至少一個(gè)通氣孔的底板的邊緣與所述下殼體接合或者結(jié)合。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池組殼體，其中，所述下殼體的底面包括環(huán)形的邊緣部和相對(duì)于所述邊緣部以向外突出的形態(tài)延伸的臺(tái)階狀底面，

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組殼體，其中，所述電池單體組件具有下排氣結(jié)構(gòu)，

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組殼體，其中，所述下殼體的底面的厚度比側(cè)面薄。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組殼體，其中，所述下殼體具有單獨(dú)制造并且彼此結(jié)合的環(huán)形的側(cè)面和平板形態(tài)的底面。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組殼體，其中，所述下殼體的所述底面的厚度比所述側(cè)面薄。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組殼體，其中，所述下殼體的所述側(cè)面和所述底面包括不同材料。

技術(shù)總結(jié)
本文公開了一種電池組殼體，包括下殼體，形成有容納空間；下加強(qiáng)板，安裝在下殼體的容納空間中并且支撐至少一個(gè)電池單體組件；以及上殼體，與下殼體結(jié)合從而密封容納空間，其中，下殼體的機(jī)械強(qiáng)度小于下加強(qiáng)板的機(jī)械強(qiáng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：張炳道
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社 LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19