[发明专利]电池模块热隔离

说明书

本发明题为“电池模块热隔离”。本文呈现了用于响应于使用膨胀型材料的热失控事件隔离电池容器的单独的电池模块的系统和方法。横向构件连接一对相对的侧壁，该横向构件至少部分地限定用于电池模块的隔间和/或封装件。间隙位于隔间和/或封装件中的两个隔间和/或封装件之间，并且靠近间隙施加膨胀型材料。膨胀型材料被配置成在暴露于热时膨胀。当热失控事件是通过由横向构件限定的封装件内的电池模块的操作引起时，膨胀型材料膨胀以至少部分地密封每个隔间和/或封装件，以隔离单独的电池模块，从而导致热失控事件并且防止热扩散到在其他隔间和/或封装件中的电池模块。

技术领域

本公开涉及用于响应于热失控事件隔离电池组内的各个电池的系统和方法，并且更具体地，涉及隔离包含膨胀型材料的电池组内的各个电池的系统和方法。

背景技术

用于向车辆提供电力的方法包括具有单独的电池单元的集合，这些电池单元互连以产生布置在电池组内的电池模块。当电池单元向车辆内的各种系统提供电力时，它们可以共同在电池模块内生成热。通风孔或阀可以用于解决模块隔间和/或各个电池模块的封装件内的热积聚，以防止热积聚达到可能导致热事件或其他形式的影响单独电池模块的性能的损坏的水平，从而在车辆电源损坏时影响车辆的整体功能。当热积聚超出结合到模块隔间和/或电池模块的封装件中的结构的通风能力时，发生热失控。在发生热失控的情况下，依赖于不足的通风的电池容器(可能包括电池组)最终将经历完全故障，因为热将继续积聚并且在整个电池组中传播，从而最终影响电池组中的所有电池模块。

其他方法依赖于电池容器(可能包括一个或多个电池组)内的电池模块的各个电池单元之间的基于硅酮的衬垫材料，衬垫材料可以作为泡沫施加。基于硅酮的泡沫可主要用于针对水分和污染物将集体电池单元密封，同时还用作将集体电池单元固定在电池模块组件内的适当位置的方式。在一些方法中，基于硅酮的泡沫可以是不易燃的。这种方法也无法解决热失控状况。尽管基于硅酮的泡沫本身可能不是易燃的，但是一旦固化，基于硅酮的泡沫就不会提供由于电池单元的子集的使用或故障而在单独的电池模块中积聚的热的任何缓解，并且不会防止热在整个电池容器和/或电池组中传播到电池模块的集合。在电池单元中的一些或全部电池单元产生足够的热以触发热失控事件的情况下，基于硅酮的泡沫不提供缓解热积聚的机制，并且不会防止由于因为热失控事件导致的电池组内的每个电池模块的逐渐故障而导致整个电池组的最终故障。

发明内容

鉴于前述内容，本文描述了用于使用例如膨胀型材料来实现电池容器和/或电池组内的各个电池模块的热隔离的系统和方法。在一些实施方案中，电池容器包括两个相对侧壁和在两个相对侧壁的内表面之间延伸的横向构件。横向构件部分地限定(例如，隔开、封装和/或支撑)在横向构件的第一侧上的第一模块隔间和/或封装件以及在横向构件的第二侧上的第二模块隔间和/或封装件。间隙位于第一模块隔间和/或封装件与第二模块隔间和/或封装件之间。膨胀型材料可以定位成靠近间隙。膨胀型材料被配置成在加热时膨胀以在第一模块隔间和/或封装件与第二模块隔间和/或封装件之间的间隙中形成至少部分密封，从而至少部分地隔离定位在每个相应模块隔间和/或封装件中的电池模块。在一些实施方案中，膨胀型材料将由于热暴露而膨胀并且被定位成使得单独的模块隔间和/或封装件将在热失控事件期间与电池模块的其余部分密封。

这些技术解决了上述其他方法的问题。电池容器和/或电池组可以被布置成使得各个电池模块定位在单独的模块隔间和/或封装件中，这些模块隔间和/或封装件例如通过隔开壁限定，使得不是所有电池单元或模块都在单个模块隔间和/或封装件中。如果单独的电池模块在导致热失控事件的条件下操作，则该单独的电池模块将通过膨胀型材料与电池容器和/或电池组中的电池模块的其余部分密封，该膨胀型材料定位成靠近保持不同电池模块的模块隔间和/或封装件之间的任何间隙。因此，虽然单个模块隔间和/或封装件和单独的电池模块可能由于热失控事件而受损，但是剩余的电池模块、模块隔间和/或封装件被隔开、隔离和/或保护，以便不经受热失控状况，并且电池组可以保持操作而不会使剩余的电池模块受隔离的电池模块所经历的事件的影响。