用于電池模塊的排氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于容納在殼體中的電池模塊或電池組的排氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前處于發(fā)展中的帶有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部的車輛（其可以為純電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車 輛）具有通過一個(gè)或多個(gè)電池模塊供電的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部。電池模塊通常為多個(gè)鋰離子電池電 芯。在運(yùn)行中可能由于不同化學(xué)機(jī)制的相互作用在電池電芯內(nèi)部出現(xiàn)溫度和壓力的急劇上 升。因此，例如可在過量充電、深放電、過載、內(nèi)部或外部引起的過熱或者內(nèi)部的電芯故障的 情況下出現(xiàn)局部急劇的放熱反應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致存在于電池電芯中的電解液的蒸發(fā)和并且其分 解為其他產(chǎn)物。特別是形成大量危害健康的和/或易燃的氣體，例如C0、CO2、乙烯、H2、HF， 而且也從電池電芯排出具有高壓和大約600°C的溫度的蒸氣、液體和微粒。電池組的在此出 現(xiàn)的氣體混合物的量可能相當(dāng)大。
[0003]為了引出產(chǎn)生的這些氣體，SM列如氫氣、乙烯和電解液蒸氣，至今使用兩種方法。 在用于引出可燃?xì)怏w的第一方法中使用開放式系統(tǒng)。開放式系統(tǒng)允許在電池模塊的殼體內(nèi) 部通過開口自由地排氣。在此，氣體通過殼體的至少一個(gè)開口從電池殼體逸出。替代的方 案設(shè)有封閉式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，在其中，已經(jīng)從電池電芯起通過集流器和其他特意設(shè)置的通道 從殼體進(jìn)行排氣。這些通道（通過這些通道將可燃?xì)怏w從殼體向外引導(dǎo)）可由塑料、金屬 或這兩種材料的組合制成。由于有化學(xué)腐蝕性的氣體混合物的高溫和高壓，集流器通過布 置于此的爆破閥到在周圍環(huán)境中的電池電芯蓋處的氣密連接是有問題的。
[0004]在開放式系統(tǒng)中或多或少?zèng)]有針對(duì)性地通過殼體的開口進(jìn)行排氣，而在上文提及 的封閉式排氣系統(tǒng)中設(shè)有多個(gè)通道，從而該系統(tǒng)非常復(fù)雜。在這兩種系統(tǒng)中均要求危害健 康的氣體混合物不會(huì)進(jìn)入乘客艙中，而是可靠地導(dǎo)出到車輛周圍環(huán)境中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明提出了一種用于電池模塊或電池組的排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)容納在殼 體中。電池組或電池模塊包括多個(gè)電池電芯。在根據(jù)本發(fā)明提出的方案中，排氣系統(tǒng)集成到 電池模塊或電池組的殼體中。在本發(fā)明所基于的思想的有利的改進(jìn)方案中，排氣系統(tǒng)（其 容納在一件式或多件式構(gòu)造的殼體的空腔中）包括集流器。該集流器代替在封閉式排氣系 統(tǒng)中至今為止所使用的復(fù)雜的管路系統(tǒng)。
[0006]在根據(jù)本發(fā)明提出的方案中，排氣系統(tǒng)包括集流器，該集流器如此安裝在用于容 納電池組或電池模塊的一件式或多件式構(gòu)造的殼體中，即，集流器基本上整個(gè)面地跨越電 池模塊的一側(cè)。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方式中，集流器構(gòu)造成導(dǎo)流板的形式，其中，使從電池電芯泄漏的氣體 混合物朝導(dǎo)出系統(tǒng)的方向轉(zhuǎn)向。構(gòu)造為導(dǎo)流板的集流器特別是設(shè)置為使得保護(hù)布置在殼體 中的電芯監(jiān)測(cè)單元（CSC=CellSupervisoryCircuit)不受熱氣體的影響。通過集流器 在電池電芯上方形成排氣路徑，其中，在考慮電池電芯容量的情況下提供足夠的排氣路徑 橫截面。
[0008] 在另一實(shí)施方式中，集流器本身構(gòu)造為空心體，使得在劇烈升溫時(shí)從受損的電池 電芯離析的可燃?xì)怏w能夠進(jìn)入到集流器中。例如，集流器具有相應(yīng)于電池電芯的數(shù)量的多 個(gè)開口，電池電芯被集流器相應(yīng)覆蓋。在此，可在相應(yīng)的電池電芯或電池電芯蓋和集流器之 間設(shè)置具有環(huán)繞的密封部的爆破閥，其中，對(duì)密封部的密封要求很低。更確切地說，密封部 可有利地補(bǔ)償電池電芯的高度差并且此外可保證電芯與冷卻板的良好的熱耦合。
[0009] 在根據(jù)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)中不再需要將各個(gè)電池電芯的蓋氣密地與集流器連接。 可燃?xì)怏w的一部分可無問題地到達(dá)電池組殼體中，因?yàn)樵撾姵亟M殼體是氣密的、通過爆破 裝置向外密封的殼體。
[0010] 排氣系統(tǒng)的集流器有利地與例如構(gòu)造為管狀的導(dǎo)出部連接。在根據(jù)本發(fā)明提出的 排氣系統(tǒng)的集流器的出口側(cè)和特別是設(shè)計(jì)為導(dǎo)出管的導(dǎo)出部之間可構(gòu)造漏斗形的過渡部。 集流器的出口側(cè)和導(dǎo)出部不必密封地彼此鏈接。導(dǎo)出部（其同樣提供用于引出泄漏的氣體 的足夠的橫截面）尤其具有指向集流器的漏斗形的開口，其中，導(dǎo)出部可根據(jù)可供使用的 空間成形。因此，不僅由集流器受控地有針對(duì)性地引導(dǎo)的可燃?xì)怏w而且存在于電池組殼體 中的氣體均到達(dá)導(dǎo)出部中。氣體混合物通過導(dǎo)出部從在其中容納有電池組或電池模塊的殼 體中導(dǎo)出。
[0011] 導(dǎo)出部構(gòu)造為使得泄漏的氣體混合物的大部分朝從殼體引出的排出開口的方向 引導(dǎo)，其中，排出開口氣密地容納在殼體處。在一個(gè)實(shí)施方式中，在排出開口處設(shè)置有爆破 裝置。當(dāng)在電池組殼體的內(nèi)部中達(dá)到且超過壓力升高的極限值時(shí)，這種爆破裝置打開。例 如構(gòu)造為爆破盤的爆破裝置可通過合適的材料選擇、涂層等具有相對(duì)于內(nèi)部抗壓強(qiáng)度提高 的外部抗壓強(qiáng)度。
[0012] 此外，根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)如此構(gòu)造，S卩，至少集流器和導(dǎo)出部可基本上布 置在分開式構(gòu)造的殼體的殼體半部中。由此例如在多件式構(gòu)造的殼體的殼體蓋中的預(yù)裝配 階段中已經(jīng)能夠準(zhǔn)備排氣系統(tǒng)的裝配。特別是在具有相應(yīng)的流動(dòng)橫截面的硬管或軟管的設(shè) 計(jì)中，至少集流器和與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)出部可利用在多件式構(gòu)造的殼體的殼體半部中的相應(yīng)的 殼體半部處的固定部來預(yù)裝配。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
[0014] 在根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)中能夠有針對(duì)性地引出可燃?xì)怏w的絕大部分，而無 須為一件式或多件式構(gòu)造的、用于容納電池組或電池模塊的殼體的空腔設(shè)有復(fù)雜的管路系 統(tǒng)。此外，可通過將集流器設(shè)置為導(dǎo)流板和/或?qū)⒓髌髟O(shè)計(jì)為空心體以及將其在出口側(cè) 與導(dǎo)出部連接來為可燃?xì)怏w（即，H2和乙烯）提供足夠的流動(dòng)橫截面，這些氣體可能在電池 電芯急劇升溫的情況下非常快速地且大量地形成。因此，在流動(dòng)橫截面方面相應(yīng)地設(shè)計(jì)集 流器和具有漏斗形進(jìn)入口的導(dǎo)出管的尺寸。根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)受控的氣體 排出并且由此實(shí)現(xiàn)保護(hù)電氣部件以防熱的逸出的可燃?xì)怏w和可能的燃燒過程。
[0015] 通過根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)可在電池電芯排氣之后緊接著通過集流器和導(dǎo) 出系統(tǒng)進(jìn)行可燃?xì)怏w的定向的引出，集流器和導(dǎo)出系統(tǒng)可有利地直接集成到殼體中?？勺?佳地利用在電池組殼體內(nèi)部提供的空間，從而提供足夠的排氣橫截面。
【附圖說明】
[0016] 借助于附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。其中：
[0017] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的截面；
[0018] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的截面，以及
[0019] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)的詳細(xì)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明提出的排氣系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的剖視圖。
[0021] 圖1不出了排氣系統(tǒng)10,其設(shè)置在殼體14中。如圖1所不，殼體14可包括第一 殼體半部16和第二殼體半部18,這兩個(gè)殼體半部在其端部處通過連接部20氣密地彼此連 接。連接部20例如可為螺紋連接部或其他合適的連接部，如卡鎖、夾子等。在殼體14中設(shè) 置有電池組或電池模塊12。電池組或電池模塊12包括多個(gè)電池電芯。在根據(jù)圖1的圖示 中，電池組或電池模塊12包括總共七個(gè)電池電芯24、26、28、30、32、34和36。如圖1進(jìn)一步 所示，各個(gè)電池電芯24、26、28、30、32、34、36相對(duì)于彼此豎立地并列布置。
[0022] 代替在圖1中所示的七個(gè)電池電芯24至36,還可由更多或更少的電池電芯形成電 池組或電池模塊12。
[0023] 如可由根據(jù)圖1的圖示得出的那樣，各個(gè)電池電芯24、26、28、30、32、34和36豎立 地容納在空腔22的內(nèi)部，該空腔由殼體14的殼體半部16、18形成。
[0024] 在殼體14的空腔22中設(shè)有排氣系統(tǒng)10,該排氣系統(tǒng)包括集流器38。在根據(jù)圖1 的圖示中，集流器38緊鄰著位于各個(gè)電池電芯24、26、28、30、32、34和36的附近，S卩，在所 示的實(shí)施例中跨越電池組或電池模塊12的縱向側(cè)。集流器38有利地緊鄰著位于電池電芯 24、26、28、30、32、34和36的附近。可由金屬材料、塑料或塑料和金屬材料的組合制成的集 流器38在圖1所示的實(shí)施例中構(gòu)造為空心體并且包括出口 52。出口 52接合到安裝在引出 部46處的漏斗形的過渡元件44中。引出部46可構(gòu)造為引出硬管或引出軟管。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)10包括集流器38和具有漏斗形的過渡元件44的引出部 46。引出部46氣密地與殼體蓋16連接，其中，設(shè)有爆破裝置54以向外密封