CN105470442A - 一种具有高安全性设计的锂电池组模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高安全性设计的锂电池组模块，这种模块适合应用于以锂电池为动力的电动汽车和以锂电池为备用电源的高压大电流系统中。通过把串接了过流保险和温度保险的单体锂电池的组合固定在装有Class？K类高燃点变压器油的和设计有压力伐的全密封的壳体内形成一个模块后，有利于防治首先因某个单体锂电池过温、过流、内外引起的过热而产生的爆燃；对于一致性很好的单体锂电池采用串接总的温度保险和过流保险，然后将其安装在Class？K类高燃点变压器油的和设计有安全伐的全密封壳体中也可以解决锂电池的安全使用问题。总之，本发明能够对解决锂电池组的低压大电流、高压大电流或更广泛地安全应用问题提供技术保证。

Description

一种具有高安全性设计的锂电池组模块
所属技术领域
本发明涉及一种具有高安全性设计的锂电池组模块，这种模块除了可以应用于低压供电系统中，更适合应用于以锂电池为动力的电动汽车和以锂电池为备用电源的高压大电流系统中。
背景技术
目前虽然各种类型的锂电池已经广泛应用于计算机、电动自行车，电动汽车，移动电源等系统中，但是由于受锂电池安全应用设计难题的制约，尤其以锂电池为动力的电动汽车发生的爆燃事故，已经严重影响到了锂电池的应用前景和发展，特别在高压大电流的关键备用电源系统中，几乎没有锂电池的应用。锂电池在高压大电流系统中的应用首先要解决锂电池的热管理问题，而防止锂电池爆燃是一项最难解决的热管理技术问题，从目前锂电池的电芯制造技术上来解决锂电池的爆燃问题有相当的难度，所以从应用层面设计具有高安全性的锂电池集成模块是必由之路。
发明内容
这种具有高安全性设计的锂电池组模块，通常由若干单体锂电池并联或串并联组成的锂电池组和一个全密封壳体组成，本发明采用的技术方案是，在单体锂电池间并联或串并联之前，首先每个单体锂电池串接温度保险和/或过流保险，温度保险和单体锂电池的接触表面之间要涂抹导热硅膏，其次与温度保险、过流保险串接的单体锂电池的电极和温度保险的主体、过流保险的主体采用有绝缘、阻燃、耐高温和导热特性好的材料包裹或浸绝缘漆，然后分别通过温度保险和过流保险的另一端并联或串并联组合连接到锂电池组的正极母线和负极母线上，再把锂电池组固定在一个壳体内，锂电池组的正极母线和负极母线与壳体绝缘，或者先把所有串接有温度保险和过流保险的单体锂电池固定在一个壳体内，再通过温度保险和过流保险的另一端并联或串并联组合连接到锂电池组的正极母线和负极母线上，最后往壳体内灌满ClassK类高燃点变压器油，壳体内灌满这种高燃点变压器油后，除露出锂电池组正极母线和负极母线外全密封，壳体在全密封设计的基础上，表面设计有压力伐。
根据模块的应用环境，以上所述的全密封壳体的散热可以是自然冷却、风冷或液体冷却方式，为了保证锂电池组能在低温下工作，在壳体的内部或外部增加加热装置。
对于一致性良好的单体锂电池，在所有单体锂电池直接并联或串并联组成锂电池组后，再在锂电池组的正极和正极母线间以及负极和负极母线间串接温度保险和/或过流保险，最后把这种锂电池组固定安装在有ClassK类高燃点变压器油的壳体内，也是可选方案。
ClassK类高燃点变压器油的绝缘性、阻燃性好，其温度膨胀系数很小，对锂电池材料没有腐蚀性或溶解性，对金属壳体或ABS等绝大部分塑料壳体以及过流保险和温度保险不会起化学反应，在设计有压力伐的壳体内，对由内或外引起锂电池的短路火花有熄灭作用。
本发明通过把串接了温度保险和过流保险的单体锂电池的组合固定在以上所述壳体内形成一个模块后，有利于防治首先因某个单体锂电池过温、过流、内外引起的短路而产生的爆燃，对于一致性很好的单体锂电池采用串接总的温度保险和过流保险，然后将其安装在这种壳体中也可以解决锂电池的安全使用问题。总之，本发明能够对解决锂电池组的低压大电流、高压大电流或更广泛地安全应用问题提供技术保证。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一
附图1是串接电流保险和温度保险的单体锂电池的原理图。
附图2串接电流保险和温度保险的单体锂电池的立体示意图。
附图3是本实施例中模块的壳体与串接了电流保险和温度保险的锂电池组的一体化示意图。
具体实施方式
附图1中，18650-B是代表一种三元单体锂电池，FT是一种温度保险，FI是过流保险，FT的一端和FI的一端分别串接在18650-B的正极和负极。
附图2中，1指18650-B的一种圆柱体锂电池，2指圆柱体锂电池1的负极面，3指圆柱体锂电池1的正极面，4指一种热熔断型温度保险，即附图1的FT，9指温度保险4的一端与正极面3的焊接点，10指温度保险4与正极面3的接触面，5指温度保险4的另一端，6指过流保险，即附图1的FI，7指过流保险6与负极面2的焊接端过孔处，8指过流保险的另一端，11是18650-B正极与温度保险4的主体，12是1850-B负极与过流保险的主体。
附图3中，1、4、5、6、7、8与附图2中指示相同，X表示有X个18650-B，相应有X个过流保险和X个温度保险，13指壳体，14指壳体内装满ClassK类高燃点变压器油，15指壳体上的压力伐，P和N分别指这种18650-B锂电池组的正极母线和负极母线。
首先用焊接机按附图2分别焊接过流保险6和温度保险4到各单体锂电池1的负极面2和正极面3，在温度保险4与正极面3的接触面10间涂抹导热硅膏，让温度保险4紧贴正极面3，对包括18650-B正极与温度保险的主体11和1850-B负极与过流保险的主体12在内的部位在适当的温度下浸绝缘漆，然后把所有串有过流保险4和温度保险6的单体锂电池1固定在壳体13内，温度保险4的另一端5过壳孔处要绝缘处理并密封，同样过流保险6与负极面2焊接端过壳孔处7要绝缘处理并密封，最后温度保险4的另一端5和过流保险6的另一端8分别焊接到正极母线P和负极母线N上，最后往壳体内灌满ClassK类高燃点变压器油，本模块壳体13除固定锂电池组部分外采用全密封铝合金结构，并采用自然冷却方式。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效工艺流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.权利要求涉及一种高安全性设计的锂电池组模块，这种模块由若干单体锂电池(1)并联或串并联组成的锂电池组和固定安装锂电池组的全密封壳体(13)组成，其特征是，每个单体锂电池(1)串接温度保险(4)和/或过流保险(6)后安装在装满ClassK类高燃点变压器油(14)的全密封壳体(13)内，变压器油(14)作为绝缘、阻燃、灭弧和冷却剂用，全密封壳体(13)的表面设计有压力伐(15)，以发挥变压器油(14)的灭弧作用。
2.根据权利要求1所述的一种高安全性设计的锂电池组模块，其特征在于，所述的单体锂电池(1)串接的温度保险(4)和单体锂电池(1)的接触表面之间(10)要涂抹导热硅膏，单体锂电池(1)的电极和温度保险(4)的主体、过流保险(6)的主体采用有绝缘、阻燃、耐高温和导热特性好的材料包裹或浸绝缘漆。
3.根据权利要求1所述的一种高安全性设计的锂电池组模块，其特征在于，为了保证所述的单体锂电池(1)能在低温下工作，全密封壳体(13)的内部或外部设置加热装置。
4.根据权利要求1所述的一种高安全性设计的锂电池组模块，其特征在于，所述的单体锂电池(1)在串接温度保险(4)和过流保险(6)后，通过并联或串并联形成的锂电池组的正极母线(P)和负极(N)母线露在全密封壳体(13)的外面，并且与全密封壳体(13)绝缘。
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