CN106784517B - 一种电池防爆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池防爆装置，属于电池领域。本发明的一种电池防爆装置，包括防爆盖，所述防爆盖内部中空，所述防爆盖由导电材料制成；所述防爆盖下方设有防爆阀，所述防爆阀内部中空，所述防爆阀内部设有熔断块，所述熔断块支撑防爆阀的上顶面，所述上顶面与防爆盖下表面接触，所述上顶面能发生弹性形变。本发明的一种电池防爆装置具有针对新能源汽车使用的二次电池，能够进一步提高电池的安全性能，减小电池爆炸、自燃产生的几率，同时能够降低电池爆炸、自燃而带来的危害的特点。

Description

一种电池防爆装置
技术领域
本发明涉及一种电池内装置，特别是一种电池防爆装置。
背景技术
新能源汽车指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。其中，纯电动汽车采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶，技术相对简单成熟，是现阶段新能源汽车开发的热点。大多数新能源汽车的动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池和铅酸电池，铅酸电池原材料易得、价格便宜，但其比能量低，所占的质量和体积太大，一次充电行驶里程较短，使用寿命短因此并没有被广泛的采用。而镍镉电池，镍氢蓄电池和锂离子电池循环使用寿命较长，能量密度高，因此被更多的新能源汽车采用。
电池，在使用过程中均存在着爆炸隐患，而且在汽车上使用的电池由于存在续航里程的要求，导致汽车的电池体积很大，一旦电池爆炸，后果不堪设想。现有技术针对新能源汽车使用的电池防爆结构大多数仍采用手机、干电池等的电池防爆结构，有些甚至并没有设计有电池防爆结构，仅针对电池的充放电逻辑进行程序优化，但这样做无疑是具有安全隐患的。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种针对新能源汽车使用的二次电池，能够进一步提高电池的安全性能，减小电池爆炸、自燃产生的几率，同时能够降低电池爆炸、自燃而带来的危害的电池防爆装置。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种电池防爆装置，包括防爆盖，所述防爆盖内部中空，所述防爆盖由导电材料制成；所述防爆盖下方设有防爆阀，所述防爆阀内部中空，所述防爆阀内部设有熔断块，所述熔断块支撑防爆阀的上顶面，所述上顶面与防爆盖下表面接触，所述上顶面能发生弹性形变。
由于采用了上述技术方案，防爆盖与防爆阀接触后，才能够通电，进行电池充放电使用，而防爆阀上顶面与防爆盖下表面接触，是由熔断块撑起防爆阀上顶面，防爆阀上顶面发生弹性形变，当熔断块熔断后，支撑防爆阀上顶面的支撑力消失，上顶面回弹，从而断开与防爆盖的接触，切断电流输入/输出，阻止电池内温度进一步升高，从而阻止电池内情况进一步恶化导致爆炸/自燃的情况产生。
本发明的一种电池防爆装置，所述防爆盖侧壁与防爆阀侧壁之间密闭连接，所述防爆盖下表面与防爆阀之间不相接形成隔离腔，所述隔离腔之间填充有阻燃气体。
由于采用了上述技术方案，当电池内温度急剧上升时，可能瞬间远远超过熔断块的熔点，此时切断电流的输入/输出已经不能够避免电池的自燃现象发生，隔离腔内填充有阻燃气体，能够避免氧气助燃，进一步扩大火势。
如果电池发生了泄露事件，电解液从防爆阀内流出，电解液只会进入隔离腔内，也避免由电解液泄露而引发的电池自燃/爆炸事件。
本发明的一种电池防爆装置，所述防爆盖内部中空设有感应腔，所述感应腔内设有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器能够检测防爆盖下表面的受到压力，所述温度传感器能够检测防爆盖下表面的温度。
由于采用了上述技术方案，防爆盖在金属的硬度和厚度上均高于防爆阀使用材料，防爆盖能够在电池爆炸时吸收爆炸产生的冲击力，具有一定减小爆炸冲击力的作用。防爆盖中空内部设有温度传感器和压力传感器，当压力传感器检测到下表面防爆阀的接触消失时，表面电池内部温度已经过高，熔断块已经被熔断；温度传感器则检测防爆盖表面的温度值，当检测到的温度值达到阈值时，表面电池内部温度已经超过安全温度。而压力传感器和温度传感器与控制器信号连接，控制器采用现有的电池程序控制算法，当压力传感器和温度传感器传递信号给控制器时，控制器判断电池状况，并按照现有的程序进行控制。实现机械结构与软件程序相结合，进一步提高了电池的安全性，避免电池过热出现自然/爆炸事件。
本发明的一种电池防爆装置，所述感应腔内填充有阻燃气体。
由于采用了上述技术方案，感应腔内部环境安全，才能保证传感器能够正常工作
本发明的一种电池防爆装置，所述熔断块底部设有半导体层。
由于采用了上述技术方案，半导体的导电性介于导电体和绝缘体之间，而导热性低于金属，若熔断块与防爆阀内腔底部直接接触，金属的导热性良好，导电性良好，熔断块电阻值较大，在两者接触表面会有一部分热量堆积，通过半导体进行缓冲作用，减少了防爆阀在与熔断块接触处的热量堆积。
本发明的一种电池防爆装置，所述熔断块由石蜡，纳米蒙脱土和纳米氧化锑制成，其中纳米蒙脱土和纳米氧化锑的质量和与石蜡的质量之比为1：60。
由于采用了上述技术方案，上述能够使得熔断块的熔点为72~84℃，当温度达到阈值时，熔断块熔断，而在防爆阀内形成一层保护层，纳米蒙脱土和纳米氧化锑不仅能够提高石蜡的熔点，同时能够在电池自燃时起到阻燃的作用，纳米氧化锑能够在电池爆炸时，吸收一部分电解液，从而降低爆炸产生的危险性。
本发明的一种电池防爆装置，所述纳米蒙脱土和纳米氧化锑均匀分散。
本发明的一种电池防爆装置，所述阻燃气体为二氧化碳，氮气，氦气，氩气，氖气，氙气，氡气中的一种或几种。
由于采用了上述技术方案，上述气体为惰性气体，优选的采用二氧化碳、氮气、氖气中的一种或几种，由于这三种气体的质量大于氧气，能够阻燃避免氧气与燃烧面接触。
本发明的一种电池防爆装置，所述防爆盖的下表面和防爆阀的上表面均涂有碳酸氢钠层。
由于采用了上述技术方案，碳酸氢钠在受热分解产生二氧化碳，在防爆阀上表面的温度大于40℃时，其电池内部的温度，往往已经高于60℃，此时已经为较危险的温度范围值。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、针对新能源汽车使用的二次电池，能够进一步提高电池的安全性能，减小电池爆炸、自燃产生的几率，同时能够降低电池爆炸、自燃而带来的危害。
2、当熔断块熔断后，支撑防爆阀上顶面的支撑力消失，上顶面回弹，从而断开与防爆盖的接触，切断电流输入/输出，阻止电池内温度进一步升高，从而阻止电池内情况进一步恶化导致爆炸/自燃的情况产生。
3、当压力传感器和温度传感器传递信号给控制器时，控制器判断电池状况，并按照现有的程序进行控制。实现机械结构与软件程序相结合，进一步提高了电池的安全性，避免电池过热出现自然/爆
4、炸事件。
附图说明
图1是一种电池防爆装置结构示意图。
图中标记：1为防爆盖，2为防爆阀，21为上顶面，3为隔离腔，4为感应腔，5为熔断块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种电池防爆装置，设于电池的负极，电池向外输出电流时，电流通过负极，防爆装置后，达到用电单元；同样，电池充电时，电流通过防爆装置，负极后，进行充电。包括防爆盖1，防爆盖1内部中空，防爆盖1整体均有由导电材料制成；防爆盖1下方设有防爆阀2，防爆阀2内部中空，防爆阀2内部设有熔断块5，熔断块5支撑防爆阀2的上顶面21，上顶面21与防爆盖1下表面接触，上顶面21能发生弹性形变，当熔断块51熔断后，上顶面21回弹，断块与防爆盖1的接触，从而断开防爆装置与负极之间的电流流通。防爆盖1侧壁与防爆阀2侧壁之间密闭连接，防爆盖1下表面与防爆阀2之间不相接形成隔离腔3，隔离腔3之间填充有氩气。防爆盖1内部中空设有感应腔4，感应腔4内设有压力传感器和温度传感器，压力传感器能够检测防爆盖1下表面的受到压力，温度传感器能够检测防爆盖1下表面的温度，压力传感器和温度传感器与控制器信号连接。感应腔4内填充有二氧化碳，感应腔4顶部壁厚厚度为3cm，底部壁厚为4cm，侧壁壁厚为8cm，防爆盖1的HRC为60。熔断块5底部设有半导体层，半导体层的厚度为0.1mm，半导体层采用硅制成。
熔断块5由石蜡，纳米蒙脱土和纳米氧化锑制成，其中纳米蒙脱土和纳米氧化锑的质量和与石蜡的质量之比为1：60，纳米蒙脱土与纳米氧化锑的质量比为1：1。纳米蒙脱土和纳米氧化锑均匀分散与石蜡内。防爆盖1的下表面和防爆阀2的上表面均涂有碳酸氢钠层，该层的厚度为0.2mm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池防爆装置，其特征在于：包括防爆盖（1），所述防爆盖（1）内部中空，所述防爆盖（1）由导电材料制成；所述防爆盖（1）下方设有防爆阀（2），所述防爆阀（2）内部中空，所述防爆阀（2）内部设有熔断块（5），所述熔断块（5）支撑防爆阀（2）的上顶面（21），所述上顶面（21）与防爆盖（1）下表面部分接触，所述上顶面（21）能发生弹性形变；所述防爆盖（1）侧壁与防爆阀（2）侧壁之间密闭连接，所述防爆盖（1）下表面与防爆阀（2）之间不相接形成隔离腔（3），所述隔离腔（3）之间填充有阻燃气体。
2.如权利要求1所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述防爆盖（1）内部中空设有感应腔（4），所述感应腔（4）内设有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器能够检测防爆盖（1）下表面的受到压力，所述温度传感器能够检测防爆盖（1）下表面的温度。
3.如权利要求2所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述感应腔（4）内填充有阻燃气体。
4.如权利要求1或2或3所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述熔断块（5）底部设有半导体层。
5.如权利要求4所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述熔断块（5）由石蜡，纳米蒙脱土和纳米氧化锑制成，其中纳米蒙脱土和纳米氧化锑的质量和与石蜡的质量之比为1：60。
6.如权利要求5所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述纳米蒙脱土和纳米氧化锑均匀分散。
7.如权利要求6所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述阻燃气体为二氧化碳，氮气，氦气，氩气，氖气，氙气，氡气中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的一种电池防爆装置，其特征在于：所述防爆盖（1）的下表面和防爆阀（2）的上表面均涂有碳酸氢钠层。
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