CN102437300A - 一种新型动力电源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型动力电源，包括：电源模块，该电源模块用于至少部分地为交通运输设备提供电流；一箱体，该箱体用于将该电源模块与外部隔离；该电源模块与该箱体之间填充惰性气体。

Description

一种新型动力电源
技术领域
本发明涉及一种电源装置，尤其涉及一种用于交通运输设备和其它大型设备的安全型新型动力电源。
背景技术
随着石油资源的日益枯竭，混合动力和纯电动汽车应运而生，并越来越受到人们的青睐。近年来锂电池因其具有能量密度高、平均输出电压高、自放电低等特点，而被广泛的用于纯电动汽车和混合电动汽车。然而，锂电池的安全问题却是不容忽视的，是锂电池电动车大规模使用的瓶颈。若在锂电池的使用过程中，发生内部短路、过充等，易导致锂电池单体内部急剧升温，从而使电解液分解成易燃气体，单体内部压力升高又会将单体外壳撑破，导致其内部物质与空气中的氧气接触，发生爆燃、起火，带来很严重的安全问题。此外，当使用温度低于0℃时，会使电源模块的储能性能下降、寿命缩短等。
因此，由于现有技术中锂电池的使用具有上述的安全隐患，限制了锂电池及类似电源在纯电动汽车和混合电动汽车中的使用，也限制了纯电动汽车、混合电动汽车和大型动力设备的广泛运用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种安全的新型动力电源，该电源装置能有效克服因温度过高过低，压力过大所导致的安全问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种新型动力电源，包括：电源模块，该电源模块用于至少部分地为交通运输设备提供电流；一箱体，该箱体用于将该电源模块与外部隔离；该电源模块与该箱体之间填充惰性气体。
该电源进一步包括一热传导装置，该热传导装置位于该箱体内部或外部，且被惰性气体所包围。该热传导装置是一空调系统的蒸发器或冷凝器。
该电源进一步包括一温度传感器，该温度传感器用于测量该电源模块的温度，并与该热传导装置连接。
该电源进一步包括一风机，该风机位于该箱体内部，用于使该箱体内部产生气体流动。
电源进一步包括一压力反馈装置，用于测量该箱体内部气压值。该压力反馈装置与一单向阀门连接，该单向阀门开启时，该惰性气体经该单向阀门从该箱体中流出。该单向阀门是一防爆单呼阀。
与现有技术相比较，本发明所提供的用于交通运输设备的电源装置将所有的电源单体和箱体内的电子元器件、电线都置于密闭箱体内并处于惰性气氛保护状态，这样就隔绝了电源单体周围的氧气，消除电源燃爆的可能；且箱体内部（或外部）设有蒸发器（或冷凝器），蒸发器（或冷凝器）连接外部空调系统，当电源单体温度过高时，箱内的温度传感器可控制开启箱内风机和外部空调系统，让蒸发器（或冷凝器）给电源单体降温，避免温度过高而使电源单体发生内部短路或电解液分解；在温度较低的冬天，箱内的风机和空调系统的蒸发器（或冷凝器）又可使电源单体升温，以保证其能正常工作。此外，一旦有意外情况导致箱体内气压升高且高于安全极限值时，电反馈压力装置将发出信号切断电源总闸，若此时密闭箱体内的气压仍不断上升，则箱体或箱盖上装有的防爆单呼阀将自动开启，瞬间将箱体内的气体排出，一旦气压降至安全压力范围后防爆单呼阀又迅速关闭，从而阻断外界空气（氧气）进入箱体内，这就进一步将整个电源模块的爆燃危险性降到最低。
 
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1是本发明所示出的用于交通运输设备的电源装置的第一实施方式的结构示意图；
图2本发明所示出的用于交通运输设备的电源装置的第二实施方式的局部结构示意图；
图3是本发明所示出的用于交通运输设备的电源装置的第三实施方式的结构示意图。
 
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
本发明的目的在于提供一种安全的用于交通运输设备的电源装置，该电源装置能有效克服因温度过高过低，压力过大所导致的安全问题。而现有技术中最需要解决是如何防止锂电池在使用过程中，因为发生内部短路、过充，所导致的爆燃、起火问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种用于交通运输设备的电源，包括：电池模块，该电池模块用于至少部分地为该交通运输设备提供电流；一箱体，该箱体用于将该电池模块与外部隔离；该电池模块与该箱体之间填充惰性气体。
如图1中所示，图1是本发明所示出的用于交通运输设备的电源装置的第一实施方式的结构示意图。该电动车辆电源具体所包含的结构如下：密闭箱体1，用于放置电源单体5，电源单体即单个的锂电池组。在该密封箱体的内部放置（或外置）一空调系统的蒸发器（或冷凝器）10。在该密封箱体的内部还放置风机11。箱盖2，将整个密闭箱体1密封。电源单体5还包括温度传感器4，可以及时反馈电源单体温度和控制空调系统的蒸发器（或冷凝器）10、风机11的工作状态。密闭箱体1或箱盖2上装有一防爆单呼阀3。箱体1管路外接有一电反馈压力装置7，一闸阀8和一惰性气源9，箱体内1内充满惰性气体6。
如图1中所示，在整个电源工作之前，先开启闸阀8，将惰性气源9中的气体充入密封箱体1内，让箱体1内充满惰性气体6。当密封箱体1内气体压力达到工艺值时，关闭闸阀8，并将惰性气源9撤走。至此，该电源单体5与密封箱体1之间被填充入惰性气体6，保证了与氧气隔绝，即使电源单体5发生电解液泄露，也不会进一步与氧气发生反应，进而导致起火、爆燃现象。
密封箱体1内的循环风为垂直环流。在电源单体5工作的过程中，若温度升高达到某一警示值，温度传感器4将反馈电源单体5的温度并控制开启内置的空调系统蒸发器（或冷凝器）10和风机11，制冷剂直接进入密封箱体1。通过蒸发器（或冷凝器）10，制冷后的气体循环方向为垂直环流。如图1中所示，该冷凝器10位于箱体内部，放置于该冷凝器10附近的是风机11。当温度传感器4探测到电源单体5超出一预设值时，启动冷凝器10和风机11。经冷凝器10制冷后的气体由风机输送，依次经过整齐排列的若干电源单体5，使热量自电源单体5被传输至末端，再通过一气流通道将热量传递至冷凝器10降温。当达到电源单体5的设定温度时，温度传感器4反馈电源单体5的温度并控制关闭空调系统的蒸发器（或冷凝器）10和风机11。
反之，若在温度较低的冬天，温度过低将影响电源单体5的储能性能。此时，温度传感器4将反馈电源单体5的温度并控制开启空调系统的冷凝器（或蒸发器）10和风机11，给电源单体5加热。当达到电源单体5的设定温度时，温度传感器4反馈电源单体5的温度并控制关闭空调系统的冷凝器（或蒸发器）10和风机11。由于箱体1充满惰性气体，隔绝了氧气，即使电源单体5发生泄露也不会发生起火、爆燃的现象；且若电源单体5发生漏气或因意外因素导致箱体1内的气压超过安全极限值，此时带有电反馈的压力表7将发出信号切断电源总闸12，若此时密闭箱体1内的气压仍不断上升，则箱体1或箱盖2上装有的防爆单呼阀3将自动开启，瞬间将箱体1内的气体排出，当箱体1内的压力降至安全压力范围后，防爆单呼阀3又迅速自动关闭，从而阻断外界空气（氧气）进入箱体1内，进一步杜绝了箱体1内气体发生燃爆的危险。 
如图2中所示，图2本发明所示出的用于交通运输设备的电源装置的第二实施方式的局部结构示意图。在第二实施方式中，该电源装置所包含的结构与实施方式一类似，区别在于：密闭箱体1内气体循环方式为平面环流，空调系统的冷凝器（或蒸发器）10设置于电源单体5的中心部位。电源模块其它部分的工作原理同实施例1所述。如图2中所示，图2中若干电源单体5呈横排纵列的方式布置，在一个电源装置内部设置N×M（N、M均为大于等于1的自然数）个电源单体5。如实施方式一类似，该空调系统蒸发器（或冷凝器）10和风机11设置于密封箱体1内，制冷剂直接进入密封箱体1。如图2中所示，空调系统的冷凝器（或蒸发器）10放置于N×M个电源单体5的中间，其余间隔位置处放置若干风机11。当温度传感器4探测到电源单体5超出一预设值时，启动冷凝器10和风机11。经冷凝器10制冷后的气体由风机输送，冷风从中间向两端流动，冷凝器10将热量携带出密封箱体1内部。
如图3中所示，图3是本发明所示出的用于交通运输设备的电源装置的第三实施方式的结构示意图。在第三种实施方式中，该电源装置所包含的结构与实施方式一类似，区别在于：空调系统的蒸发器（或冷凝器）10置于箱体1外，通过空调系统的蒸发器（或冷凝器）10制冷（或加热）后的气体直接从电源模块箱体1的一侧进入，制冷（或加热）后的气体再通过风机11给电源单体5降温（或升温），之后，气体再从电源模块箱体1的另一侧排出，流入空调系统的蒸发器（或冷凝器）10，如此循环直至温度达到电源单体5的设定值。电反馈压力装置7为一普通压力表13连接有电反馈线路，如图4所示，其工作原理为：当电反馈压力13显示的压力低于安全值时，闸阀14将关闭并发出信号提示应进行人工维护和箱体密闭性检查；当电反馈压力13显示的压力高于安全极限值时，闸阀14关闭并发出信号切断电源总闸12。其电源模块其它部分的工作原理同实施例1所述。
本发明的一种电动车辆电源模块，将所有的电源单体和箱体内的电子元器件、电线都置于密闭箱体内并处于惰性气氛保护状态，这样就隔绝了电源单体周围的氧气，消除电源燃爆的可能；且箱体内部（或外部）设有蒸发器（或冷凝器），蒸发器（或冷凝器）连接外部空调系统，当电源单体温度过高时，箱内的温度传感器可控制开启箱内风机和外部空调系统，让蒸发器（或冷凝器）给电源单体降温，避免温度过高而使电源单体发生内部短路或电解液分解；在温度较低的冬天，箱内的风机和空调系统的蒸发器（或冷凝器）又可使电源单体升温，以保证其能正常工作。此外，一旦有意外情况导致箱体内气压升高且高于安全极限值时，电反馈压力装置将发出信号切断电源总闸，若此时密闭箱体内的气压仍不断上升，则箱体或箱盖上装有的防爆单呼阀将自动开启，瞬间将箱体内的气体排出，一旦气压降至安全压力范围后防爆单呼阀又迅速关闭，从而阻断外界空气（氧气）进入箱体内，这就进一步将整个电源模块的爆燃危险性降到最低。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种新型动力电源，其特征在于，包括：
一电源模块，所述电源模块用于至少部分地为交通运输设备提供电流；
一箱体，所述箱体用于将所述电池模块与外部隔离；
所述电池模块与所述箱体之间填充惰性气体。
2.如权利要求1所述的新型动力电源，其特征在于，所述电源进一步包括一热传导装置，所述热传导装置位于所述箱体内部或外部，且被惰性气体所包围。
3.如权利要求2所述的新型动力电源，其特征在于，所述电源进一步包括一温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电源模块的温度，并与所述热传导装置连接。
4.如权利要求1所述的新型动力电源，其特征在于，所述电源进一步包括一风机，所述风机位于所述箱体内部，用于使所述箱体内部产生气体流动。
5.如权利要求1所述的新型动力电源，其特征在于，所述电源进一步包括一压力反馈装置，用于测量所述箱体内部气压值。
6.如权利要求5所述的新型动力电源，其特征在于，所述压力反馈装置与一单向阀门连接，所述单向阀门开启时，所述气体经所述单向阀门从所述箱体中流出。
7.如权利要求6所述的新型动力电源，其特征在于，所述单向阀门是一防爆单呼阀。
8.如权利要求2所述的新型动力电源，其特征在于，所述热传导装置是一空调系统的蒸发器或冷凝器。
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