CN107248565A - 主动高压隔离电池箱及其动高压隔离连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种主动高压隔离电池箱及其主动高压隔离连接器，所述主动高压隔离连接器包括连接器底座，所述连接器底座的一端与接入端子相接，另一端设有环形嵌槽；环形嵌槽内设有点火器与气体发生器，气体发生器内部填充有爆炸物；引出端子与所述连接器底座相接并密闭所述环形嵌槽，其还与所述接入端子电连接。当电池箱内部发生热失控时，BMS从控单元发指令控制点火器点火，并快速引燃气体发生器内部填充的爆炸物，生成大量高压气体，将引出端子弹出，断开引出端子与接入端子之间的连接，能够保护与该电池箱相连的其它电池箱或高压箱。
Description
技术领域
本发明涉及电池汽车或电化学储能领域的电池箱，特别涉及一种以锂离子动力电池为基本单元的主动高压隔离的电池箱。
背景技术
纯电动车唯一的动力源就是电池箱，所以电池箱性能的好坏就显得尤为重要。锂离子电池因具有能量密度高、开路电压高、自放电低、无记忆、无污染和循环寿命长等优点而被广泛应用于纯电动汽车和电化学储能上。但由于其高能量密度的特性，一旦发生热失控，电芯爆燃产生的高温高压气体及起火时的火焰等都会对驾乘人员的安全产生极大的危害，并且动力电池箱的热失控防护目前动力电池组技术中的难点，
目前动力电池系统的安全主要是通过在电池箱内部设置多个模块，在模块之间采用防火、隔热材料进行隔离，中国专利CN201410806408.8利用热管技术，在电芯之间的缝隙和电池箱体外部布置散热翅片或者热交换器，在某个电芯发生热失控时，可以将电芯热失控产生的热量通过热管将热量传导至散热翅片或者热交换器进行散热，该专利只考虑了电芯热失控时通过热管将一部分热量传递到电池箱体外，并未考虑高压连接部分，而高压连接的铜排因其具有良好的导热性能，会将热失控产生的热量迅速传递到与电池箱连接的另一个电池箱或者是高压箱，从而造成整套电池系统的损坏。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种主动高压隔离电池箱及其动高压隔离连接器，解决现有技术中存在的上述技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种主动高压隔离连接器，其特征是包括：
连接器底座，设有中心孔，且其一端设有环形嵌槽；
接入端子，穿入在所述中心孔中；
点火器，其嵌接在所述环形嵌槽中并靠近槽底，所述点火器引出有控制线；
气体发生器，其也嵌接在所述环形嵌槽中并位于点火器外侧，所述气体发生器内部填充有爆炸物；
引出端子，与所述连接器底座相接并密闭所述环形嵌槽，其还与所述接入端子电连接。
所述的主动高压隔离连接器，其中：所述气体发生器与所述点火器焊接固定。
所述的主动高压隔离连接器，其中：所述点火器引出的控制线与一个BMS从控单元电连接。
所述的主动高压隔离连接器，其中：所述爆炸物是叠氮化钠和助燃剂。
所述的主动高压隔离连接器，其中：所述气体发生器的顶部设置有薄弱区域。
所述的主动高压隔离连接器，其中：所述接入端子的所述一端设有同心的两个凸环，两个凸环之间形成所述环形嵌槽，在环形嵌槽的环形壁面上设有若干个卡紧条，所述点火器通过所述卡紧条与连接器底座卡紧连接。
所述的主动高压隔离连接器，其中：在所述环形嵌槽的槽底设有过线孔，可供所述点火器引出的控制线穿过。
一种主动高压隔离电池箱，其设有依次电连接的多个电池模块、BMS从控单元与连接电极，其特征在于：所述连接电极是前述主动高压隔离连接器。
所述的主动高压隔离电池箱，其中：还包括底箱与上盖，所述底箱内部具有容纳空间，所述多个电池模块与BMS从控单元均固定在所述容纳空间中，所述上盖将所述底箱上部开口盖合，将所述容纳空间封闭，所述连接电极安装在所述底箱侧面的固定孔上。
所述的主动高压隔离电池箱，其中：所述连接器底座固接于底箱的侧面，且所述连接器底座朝向底箱的一侧设有密封槽，所述密封槽内设有底座密封圈，所述底座密封圈使连接器底座与底箱形成密封连接。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：当电池箱内部发生热失控时，BMS从控单元发指令控制点火器点火，并快速引燃气体发生器内部填充的爆炸物，生成大量高压气体，将引出端子弹出，断开引出端子与接入端子之间的连接，能够保护与该电池箱相连的其它电池箱或高压箱。
附图说明
图1是主动高压隔离电池箱的整体外观图；
图2是主动高压隔离电池箱去除上盖后的俯视图；
图3是主动高压隔离电池箱的底箱立体结构示意图；
图4是主动高压隔离连接器的分解结构示意图；
图5是主动高压隔离连接器的剖视结构图；
图6是主动高压隔离连接器的底座的平面结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明提供的一种主动高压隔离电池箱，包括：
底箱2，内部具有容纳空间；
上盖1，能够盖合在所述底箱2上部开口，将所述容纳空间封闭；
多个电池模块5，装填在所述底箱2的容纳空间中并相互电连接；
BMS(电池管理系统)从控单元7，固定在所述底箱2中，并与所述多个电池模块5电连接；
正极主动高压隔离连接器4与负极主动高压隔离连接器3，分别与所述的BMS从控单元7电连接，用于向外输送电力。
具体来说，如图3所示：
所述底箱2上设置有四个固定孔21、四个吊装孔22、若干个上盖固定孔23、正极主动高压隔离连接器固定孔25、负极主动高压隔离连接器固定孔24、低压连接器固定孔26、若干个内部固定孔27、压力平衡阀固定孔28以及密封圈29；
所述多个电池模块5通过长螺杆6与内部固定孔27固接；
所述BMS从控单元7、正极主动高压隔离连接器4、负极主动高压隔离连接器3及低压连接器安置在底箱的同侧，通过螺栓分别固定在底箱2的底面和侧面。
再如图4、图5、图6所示，所述正极主动高压隔离连接器4与负极主动高压隔离连接器3均包括：
连接器底座11，其设有中心孔，且其一端设有环形接口，环形接口外侧设有一圈密封槽，另一端设有同心的两个凸环，两个凸环之间形成一个环形嵌槽，在环形嵌槽的环形壁面上设有两个对称设置的导向片112与若干个卡紧条113，在所述环形嵌槽的槽底设有过线孔114；
接入端子13，其与所述环形接口相接，一端与所述BMS从控单元7电连接，另一端穿过所述中心孔；
底座密封圈12，其卡接于所述密封槽，在连接器底座11通过固定孔111固接于底箱2时，使连接器底座11与底箱2形成密封连接；
点火器10，其呈环形，并且嵌接在所述环形嵌槽中并顶靠槽底，其与连接器底座11通过卡紧条113卡紧，所述点火器10引出两根控制线穿过所述过线孔114并与所述BMS从控单元7连接；
气体发生器9，其也嵌接在所述环形嵌槽中并与所述点火器10焊接固定，所述气体发生器9内部填充有爆炸物(如：叠氮化钠)和助燃剂(也可以是其它能够达到同样效果的填充物)，气体发生器9的顶部设置有薄弱区域，用于快速释放压力；
引出端子8，与所述连接器底座11的较大的凸环外侧以及较小的凸环内侧密封连接，从而密闭所述环形嵌槽，引出端子8还与所述接入端子13的所述另一端电连接，用于向外输送电力。
当电池箱内部发生热失控时，BMS从控单元7第一时间检测到温度超过警戒值，并且输出电压和电流也发生异常，此时判断电池箱发生热失控，需要实施主动高压隔离。由BMS主控单元7下发指令控制点火器10点火，并快速引燃气体发生器9内部填充的叠氮化钠，叠氮化钠迅速燃烧并生成大量高压气体，将正极主动高压隔离连接器4与负极主动高压隔离连接器3的引出端子8弹出，断开引出端子8与接入端子13之间的连接，从而保护与该电池箱相连的其它电池箱或高压箱。
其中，所述点火器内部设置有点火电源和发热电阻，当电池箱内部发生热失控时，BMS主控单元7控制点火电源加热该发热电阻，以引燃气体发生器内部填充的爆炸物。所述点火电源通过BMS控制线补电，保证输出电流满足点火要求。
通过本发明专利可以快速、高效、主动地隔离发生热失控的电池箱，避免电池箱内部的高温通过高压连接器蔓延到其它区域，在电动汽车领域和储能领域具有很好的应用前景。
Claims (10)
1.一种主动高压隔离连接器，其特征是包括：
连接器底座，设有中心孔，且其一端设有环形嵌槽；
接入端子，穿入在所述中心孔中；
点火器，其嵌接在所述环形嵌槽中并靠近槽底，所述点火器引出有控制线；
气体发生器，其也嵌接在所述环形嵌槽中并位于点火器外侧，所述气体发生器内部填充有爆炸物；
引出端子，与所述连接器底座相接并密闭所述环形嵌槽，其还与所述接入端子电连接。
2.根据权利要求1所述的主动高压隔离连接器，其特征在于：所述气体发生器与所述点火器焊接固定。
3.根据权利要求1所述的主动高压隔离连接器，其特征在于：所述点火器引出的控制线与一个BMS从控单元电连接。
4.根据权利要求1所述的主动高压隔离连接器，其特征在于：所述爆炸物是叠氮化钠和助燃剂。
5.根据权利要求1所述的主动高压隔离连接器，其特征在于：所述气体发生器的顶部设置有薄弱区域。
6.根据权利要求1所述的主动高压隔离连接器，其特征在于：所述接入端子的所述一端设有同心的两个凸环，两个凸环之间形成所述环形嵌槽，在环形嵌槽的环形壁面上设有若干个卡紧条，所述点火器通过所述卡紧条与连接器底座卡紧连接。
7.根据权利要求1所述的主动高压隔离连接器，其特征在于：在所述环形嵌槽的槽底设有过线孔，可供所述点火器引出的控制线穿过。
8.一种主动高压隔离电池箱，其设有依次电连接的多个电池模块、BMS从控单元与连接电极，其特征在于：所述连接电极是如权利要求1-7中任一项所述的主动高压隔离连接器。
9.根据权利要求8所述的主动高压隔离电池箱，其特征在于：还包括底箱与上盖，所述底箱内部具有容纳空间，所述多个电池模块与BMS从控单元均固定在所述容纳空间中，所述上盖将所述底箱上部开口盖合，将所述容纳空间封闭，所述连接电极安装在所述底箱侧面的固定孔上。
10.根据权利要求9所述的主动高压隔离电池箱，其特征在于：所述连接器底座固接于底箱的侧面，且所述连接器底座朝向底箱的一侧设有密封槽，所述密封槽内设有底座密封圈，所述底座密封圈使连接器底座与底箱形成密封连接。
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