CN104300097B - 阻燃电池箱及阻燃动力电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻燃电池箱及阻燃动力电池系统，其中阻燃动力电池系统的技术方案为：将动力电池系统分割成若干独立电池模组，放置于气体密封的电池箱体内，并通过箱体上的进气口与排气口串联各电池箱，并向各电池箱充入阻燃气体，降低电池箱内氧气含量，实现动力电池系统阻燃防爆。阻燃电池箱的技术方案为：包括气体密封的电池箱体，箱体上设置有进气口和排气口，用于充入助燃气体；箱体上还设有动力接口和控制接口，箱体内设置有检测单元，可以检测氧气浓度。本发阻燃电池箱及明阻燃动力电池系统可极大提高动力电池系统可操作性，精简线路及控制元器件，降低成本。

Description

阻燃电池箱及阻燃动力电池系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域中动力电池部分，具体涉及一种动力电池系统中气体保护的动力电池模组。
背景技术
随着新能源汽车的逐步发展，用户对于新能源汽车的安全性能要求越来越高。纵观国内外新能源汽车应用推广情况，动力电池系统的安全性能已经成为影响整车安全性能的技术瓶颈。
动力电池系统因其特殊的物理化学特性，在极端情况(如碰撞、高温、低温等)下，可能引起动力电池系统燃烧、爆炸等危险状况。解决动力电池系统在极端情况下可能发生的燃烧、爆炸已经成为行业内一个主要的技术研究点。在目前行业内已经采用的多种措施解决上述问题，主要总结如下：
采用电池管理系统，监控电池系统内各单体电池(或模组)的电压、温度等状态信息，通过上述状态信息及时预判可能潜在的危险，通知操作人员提前采取相应措施避免事故产生。通过对以往事故分析，电池管理系统存在着实时性、准确性较差的弊端。
特斯拉Model S电动跑车采用液冷循环及防火隔断墙设计方案，控制动力电池系统的运行温度，避免因温度引起的动力电池系统热失控。此外，采用防火隔断墙限制热失控传播路径。上述设计在一定程度上改善了Model S的安全性能，但上述安全装置增加了产品成本，占用了动力电池系统的安装空间，降低了动力电池系统的有效容量。
宝马i3电动车采用了防装格栅瓦的设计方案，通过格栅瓦吸收车辆撞击的形变力，避免动力电池系统受到挤压。上述设计极大提高了动力电池系统的防撞击性能，但成本较高。
专利文件《具有高效冷却功能的防燃防爆型二次电池组系统》(申请号200910025407.9)采用的技术方案是，在电池组封装外壳内充有绝缘流体介质，使电池组置于绝缘流体介质内从而与外界空气中的氧气隔离，达到阻燃的目的。然而这种设计对电池组外壳的密封性要求较高，一旦密封性未达到要求就会导致液体泄漏，对电池系统造成不利影响；电池组长期处于流体介质中有可能被腐蚀，影响电池的充放电性能；这种设计下的电池系统重量大，成本高。
因此，有必要解决上述设计方案存在的控制器件多、线路复杂、重量大、液体泄漏、电池组被腐蚀及成本较高的问题。
发明内容
本发明提供了一种阻燃电池箱及阻燃动力电池系统，旨在解决新能源汽车领域中动力电池系统潜在的热失控问题，并改善动力电池系统控制器件多、线路复杂、重量大、液体泄漏、电池组被腐蚀及成本较高的问题。
为解决上述问题，本发明阻燃动力电池系统采用了以下技术方案：包括从首级到末级至少两个阻燃电池箱，所述阻燃电池箱，包括用于充入阻燃气体的气体密封的箱体；所述箱体内设置有若干单体电池；所述箱体上设有动力接口和控制接口，每个箱体内电池组与相邻箱体内电池组通过所述动力接口连接；所述箱体上还设置有一个进气口和一个排气口，前级箱体的排气口连接于后级箱体的进气口，首级箱体的进气口安装有进气控制阀，末级箱体的排气口安装有排气控制阀。
所述箱体内设置有用于检测氧气浓度的检测元件。
所述进气控制阀与排气控制阀均为电磁阀(Y1，Y2)；包括一个电磁阀控制电路；所述电磁阀控制电路包括一个控制继电器(K1)，该控制继电器设有至少两个触点，两个触点分别与两电磁阀的控制线圈串联。
所述电磁阀控制电路还包括一个指示灯支路，该支路上串联一个电磁阀工作状态指示灯以及一个控制继电器的触点。
本发明阻燃电池箱采用了以下技术方案：包括气体密封的箱体；所述箱体上设置有一个进气口和一个排气口。
所述箱体上设有动力接口和控制接口；所述动力接口和控制接口均为气密的电连接器。
所述箱体内设置有用于检测氧气浓度的检测元件。
本发明采用在电池箱内充入阻燃气体从而减少氧气含量的技术方案来达到阻燃目，即使发生气体泄漏也可以及时发现进行检修并充入阻燃气体，因此，本发明具有成本低、重量轻、效果好的优点。本发明阻燃动力电池系统，将至少两个阻燃电池箱串联在一起，只在首级电池箱与末级电池箱安装电磁阀完成气体的充入或排出，可以减少控制元件，简化线路连接，降低成本。
本发明阻燃动力电池系统电池箱内安装有检测元件，可以检测电池箱内的氧气浓度，当氧气浓度超过规定数值范围时，可以向电池箱内充入阻燃气体，使氧气浓度下降至规定数值，还可以依据氧气浓度上升速率判断箱体的气密有效性。
本发明阻燃动力电池系统，通过一个继电器实现进气控制阀与排气控制阀同时开启或关闭，可避免气压突升造成箱体气密性损坏或气压突降造成过多氧气进入。
本发明阻燃动力电池系统，设置有一个指示灯，用于标示电磁阀的工作状态，可以更容易观察电磁阀的工作状态。
附图说明
图1是阻燃动力电池系统实施例的各独立模组气路图；
图2是阻燃动力电池系统实施例的各独立模组电气控制图。
具体实施方式
以下将参照附图，通过实施方式详细地阐述本发明提供的阻燃电池箱体及阻燃动力电池系统。
如图1所示是一种本发明的具体实施例，新能源汽车动力电池系统包括3个独立的动力电池模组，各模组内含有若干单体电池。每个动力电池模组被放置于一个气体密封的阻燃电池箱体内，以隔绝动力电池模组与外界空气接触。电池箱体内填充有氮气或二氧化碳等其他阻燃气体，降低箱体内氧气含量从而排除电池组热失控引起燃烧的条件。箱体上设置有动力接口和控制接口，动力接口和控制接口均为气密的电连接器。每个箱体内电池组与相邻箱体内电池组通过所述动力接口连接。
每个箱体上设置有一个排气口和一个进气口，前级电池箱体的排气口连接于后级电池箱体的进气口，依次类推，除首级电池箱体的进气口与末级电池箱体的排气口外，其他进气口与排气口均被连接；首级电池箱体的进气口安装有进气控制电磁阀(Y1)，末级电池箱体的排气口安装有排气控制电磁阀(Y2)。如图1所示，BATTERY MODEL1：2接口直接连接于BATTERY MODEL2:1接口，BATTERY MODEL2:2接口直接连接于BATTERY MODEL3:1接口，BATTERY MODEL1:1接口与BATTERY MODEL3:2接口安装有电磁阀。高浓度氮气或二氧化碳等阻燃气体由进气阀Y1进入BATTERY MODEL1并逐级向BATTERY MODEL3扩散，同时含氧气体由排气阀Y2排出，氧气浓度自BATTERY MODEL1向BATTERY MODEL3逐级降低，直至BATTERYMODEL3氧气浓度降低至规定数值。
箱体内还可以设置有检测元件，通过该检测元件可以获知箱体内的氧气浓度，根据氧气浓度控制氮气或二氧化碳等其他阻燃气体的充入，并且可以依据氧气浓度上升速率判断箱体的气密有效性。当检测元件为氧气浓度传感器时，可以直接检测出电池箱内氧气浓度，当氧气浓度超过规定数值范围时，可以通过电磁阀控制电路控制电磁阀的开启与关闭向电池箱内充入阻燃气体，使氧气浓度下降至规定数值，还可以依据氧气浓度上升速率判断箱体的气密有效性。
电池系统中设置有一个继电器(K1)，用于控制进气控制阀Y1与排气控制阀Y2，实现控制进气控制阀Y1与排气控制阀Y2同时开启或关闭。两个电磁阀同时操作可避免气压突升造成箱体气密性损坏或气压突降造成过多氧气进入。如图2所示的电磁阀控制电路中，进气控制阀Y1与排气控制阀Y2的控制线圈分别与继电器(K1)的两个触点串联。并且在电磁阀控制电路中还可以包括一个指示灯支路，该支路上串联一个电磁阀工作状态指示灯(H1)以及一个控制继电器的触点。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.阻燃动力电池系统，其特征在于，包括从首级到末级至少两个阻燃电池箱，所述阻燃电池箱，包括用于充入阻燃气体的气体密封的箱体；所述箱体内设置有若干单体电池；所述箱体上设有动力接口和控制接口，每个箱体内电池组与相邻箱体内电池组通过所述动力接口连接；所述箱体上还设置有一个进气口和一个排气口，前级箱体的排气口连接于后级箱体的进气口，首级箱体的进气口安装有进气控制阀，末级箱体的排气口安装有排气控制阀；所述进气控制阀与排气控制阀均为电磁阀(Y1，Y2)；包括一个电磁阀控制电路；所述电磁阀控制电路包括一个控制继电器(K1)，该控制继电器设有至少两个触点，两个触点分别与两电磁阀的控制线圈串联，用于控制进气控制阀(Y1)与排气控制阀(Y2)同时开启或关闭；
所述箱体内设置有用于检测氧气浓度的检测元件；所述检测原件根据氧气浓度的上升速率判断箱体的气密有效性。
2.根据权利要求1所述阻燃动力电池系统，其特征在于，所述电磁阀控制电路还包括一个指示灯支路，该支路上串联一个电磁阀工作状态指示灯以及一个控制继电器的触点。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020006503A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Luis Perez Fire suppressant enclosures for battery cell systems

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025132B (zh) * 2016-07-05 2019-07-19 上汽通用汽车有限公司 一种电池包装置
CN106098989A (zh) * 2016-07-14 2016-11-09 江苏大学 一种纯电动汽车电池包的主动阻燃装置
CN107331818B (zh) * 2017-08-11 2023-06-02 烟台创为新能源科技股份有限公司 一种设有置换装置的三元电池组安全结构
CN109671993B (zh) * 2017-10-17 2020-07-03 北京好风光储能技术有限公司 一种储能电池系统
CN110838600A (zh) * 2019-11-13 2020-02-25 江西优特汽车技术有限公司 一种新能源电动汽车用锂离子电池包热失控控制系统及运行方法
CN113013512A (zh) * 2019-12-20 2021-06-22 广州汽车集团股份有限公司 动力电池包、电池防爆控制系统以及电池防爆控制方法
CN113078404A (zh) * 2020-10-29 2021-07-06 郑州宇通客车股份有限公司 电池包安全防护系统及方法
CN114889428A (zh) * 2021-06-21 2022-08-12 宇通客车股份有限公司 一种动力电池保护方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102157762A (zh) * 2011-03-18 2011-08-17 马军玲 一种大容量电池组低耗冷气循环制冷自动控制系统
WO2012000606A1 (de) * 2010-06-30 2012-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Modulare vorrichtung zur spannungsversorgung eines kraftfahrzeugs und verfahren zu deren herstellung
CN202737006U (zh) * 2012-08-15 2013-02-13 北京汽车新能源汽车有限公司 一种用于电动汽车的空调电池箱
CN203536487U (zh) * 2013-10-11 2014-04-09 中航锂电（洛阳）有限公司 惰化电池箱

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012000606A1 (de) * 2010-06-30 2012-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Modulare vorrichtung zur spannungsversorgung eines kraftfahrzeugs und verfahren zu deren herstellung
CN102157762A (zh) * 2011-03-18 2011-08-17 马军玲 一种大容量电池组低耗冷气循环制冷自动控制系统
CN202737006U (zh) * 2012-08-15 2013-02-13 北京汽车新能源汽车有限公司 一种用于电动汽车的空调电池箱
CN203536487U (zh) * 2013-10-11 2014-04-09 中航锂电（洛阳）有限公司 惰化电池箱

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020006503A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 Luis Perez Fire suppressant enclosures for battery cell systems

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