CN108011064A - 一种动力锂电池防火壳体 - Google Patents

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Abstract

一种动力锂电池防火壳体，包括防火壳体和防火盖板，所述防火壳体包括由外至内依次设置的外壳、降温层和电池安装层，所述防火盖板包括从上往下依次设置的电路板安装层、蓄水层和上连接层，所述防火壳体上设有充气装置，所述防火壳体和防火盖板内设有降温装置，所述安装槽之间设置有防火隔板，本发明通过充气装置向电池安装层内充惰性气体，降温装置降低电池组的工作温度，减小了电池自燃的几率，在起火时，冷却液从出水口和洒水孔中流出，对电池进行灭火；在电池模组之间设置防火隔板，在电池燃烧时，通过移动杆带动隔板主体从转轴上展开，防止火源扩散造成更大的损失。

Description

一种动力锂电池防火壳体
技术领域
本发明涉及锂电池防火技术领域，具体为一种动力锂电池防火壳体。
背景技术
目前锂离子电池凭借其储能密度高、单体电压高、使用寿命长等特点，受到绝大部分厂商的青睐。但锂离子电池也有其不足的问题，那就是有发生自燃的危险。短路、过度充电、快速放电、机械损坏等原因都可以引起锂离子电池持续释放出超高热能，从而发生自燃。同时锂离子二次动力电池模块作为动力电源广泛应用在新能源电动汽车上，但在发生严重交通事故时，强大的撞击力依然有可能使电动车内的电池组发生自燃。
如中国专利公开号为“CN206388758U”提供的一种防火电池组，包括若干个单体电池、上固定支架、下固定支架、外壳和壳盖，所述外壳与上固定支架、下固定支架和电池之间的缝隙、电池与电池之间的缝隙以及壳盖与上固定支架之间的缝隙内填充阻燃材料层。
又中国专利公开号为“CN203800094U”提供的一种具有防火功能的蓄电池，包括密封外壳和设置于密封外壳内的电池本体，所述密封外壳与电池本体之间设置有防火材料填充腔。所述密封外壳内表面上固设有防火板，所述防火材料填充腔设置于所述防火板与电池本体之间。所述防火材料填充腔内填充有干粉灭火剂。
锂离子电池受到严重撞击后，持续产生的大量热能是引起自燃的原因。常见的干粉灭火器和二氧化碳灭火器只能扑灭表面明火，而持续释放的热能会使电池多次复燃。要想彻底灭火，就必须吸收锂离子电池散发的大量热能，从根源上解决起火原因，水的比热容很高，能够起到很好的降温作用，对锂离子电池自燃可以达到标本兼治的作用。
现有技术中，如上述两申请，均在电池与电池之间和电池与壳体之间设置防火材料或者是阻燃材料层，这样做减小了电池燃烧扩散的危险，但是会导致电池的散热性不好，从而引发电池损坏或自燃，降低了电池的使用寿命，因此电池模组与模组间的隔离防护措施只需要在发生意外时启用即可。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力锂电池防火壳体，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力锂电池防火壳体，包括防火壳体和防火盖板；
所述防火壳体包括由外至内依次设置的外壳、降温层和电池安装层，所述外壳的外表面涂覆有防火涂层，所述降温层内部空腔内储放有冷却液，所述外壳和降温层的上方设置有下连接层，所述下连接层四周设置有密封块，其内开设有若干个下导流槽，所述下导流槽上方安装有导流块，所述导流块为中空结构，所述电池安装层内开设有若干个安装槽；
所述防火盖板设置在防火壳体上方，其包括从上往下依次设置的电路板安装层、蓄水层和上连接层，所述蓄水层内设有若干个线路安装管，所述线路安装管贯穿蓄水层和上连接层，所述防火盖板通过上连接层与防火壳体相连，所述上连接层内开设有与下导流槽数量、大小相同的上导流槽，其上安装有若干个传感器和蓄水槽；
所述防火壳体上设有用于向电池安装层内充惰性气体的充气装置；所述防火壳体和防火盖板内设有降温装置，所述降温装置包括水泵，所述水泵设置在降温层内，其输出端与水管相连，所述水管穿过洒水头并与安装块相连，所述安装块上开设有与水管直径相同的孔，其孔上还设有用于连接水管的连接件，所述安装块卡合在洒水头上，其下端与两个液压缸的输出端相连，所述洒水头上均匀分布有多个洒水孔；
所述安装槽之间设置有防火隔板，所述防火隔板包括隔板主体、驱动马达、转轴和移动杆，所述驱动马达输出端与转轴相连，所述隔板主体卷绕在转轴上，其一端固定在转轴上，另一端固定在移动杆上，所述电池安装层内开设有滑槽，所述移动杆活动安装在滑槽内，其移动路径的顶端安装有限位开关。
优选的，所述蓄水槽底部等距离开设有若干个出水口，所述出水口的上方设有蓄水槽阀门。
优选的，所述传感器采用温度传感器和烟雾传感器。
优选的，所述电路板安装层内安装有PCB线路板，所述PCB线路板上电性连接有断路开关、若干个控制器和备用电池，所述控制器包括用于控制蓄水槽阀门开关、用于控制水泵流量以及用于液压缸开关的阀门控制器。
优选的，所述充气装置包括充气管，所述充气管两侧分别与滑块相连，其靠近电池安装层的一端设有限位块，另一端安装有气孔密封块，其上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别固定在滑块和限位块上。
优选的，所述安装槽内安装有密封电池箱，所述密封电池箱内安装有若干个锂电池，所述锂电池之间并联，所述密封电池箱之间串联或者并联，所述密封电池箱上设有两个接线口，所述接线口与导线连接处涂覆有防水胶，所述防水胶采用环氧树脂胶粘剂。
优选的，所述防火涂层采用氯化橡胶涂层，所述防火盖板和隔板主体表面涂覆有氯化橡胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的外壳表面防火涂层的设置阻止了因为外界的燃烧而引起电池壳体的燃烧；通过充气装置向电池安装层内充惰性气体，稀释空气，同时降温装置的设置使冷却液在防火壳体和防火盖板之间循环流动，降低温度，同时也起到了液封的作用，减小了电池自燃的几率；在起火时，打开蓄水槽阀门，蓄水槽内的冷却液从出水口中流出，同时安装块在液压缸的推力下离开洒水头，此时冷却液在水泵的作用下通过洒水孔洒出，冷却液的比热容较大，吸收热量迅速降温，对电池进行灭火；在电池模组之间设置防火隔板，在电池燃烧时，通过移动杆带动隔板主体从转轴上展开，从而隔离电池模组，通过简单地操作即可有效地隔开电池模组，防止火源扩散造成更大的损失。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的防火壳体结构正视图；
图3为本发明的防火壳体结构俯视图；
图4为本发明的防火盖板结构正视图；
图5为本发明的防火盖板结构仰视图；
图6为本发明的充气装置结构示意图；
图7为本发明的密封电池箱结构示意图；
图8为本发明的防火隔板结构示意图。
图中：1防火壳体、11外壳、12降温层、13电池安装层、131安装槽、14防火涂层、15密封块、16下连接层、17导流块、18下导流槽、2防火盖板、21电路板安装层、22蓄水层、221线路安装管、23上连接层、231上导流槽、24传感器、25蓄水槽、251出水口、252蓄水槽阀门、3充气装置、31充气管、32压缩弹簧、33滑块、34限位块、35气孔密封块、4降温装置、41水泵、42水管、43洒水头、431洒水孔、44安装块、441连接件、442液压缸、5PCB线路板、51断路开关、52控制器、6密封电池箱、61接线口、62防水胶、7防火隔板、71隔板主体、72驱动马达、73转轴、74移动杆、75滑槽和76限位开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～8，本发明提供一种技术方案：
一种动力锂电池防火壳体，包括防火壳体1和防火盖板2。
所述防火壳体1包括由外至内依次设置的外壳11、降温层12和电池安装层13，所述外壳11的外表面涂覆有防火涂层14，本实施例中，防火涂层14采用氯化橡胶涂层，所述降温层12内部空腔内储放有冷却液，所述外壳11和降温层12的上方设置有下连接层16，所述下连接层16四周设置有密封块15，其内开设有若干个下导流槽18，密封块15的设置加强了防火壳体1内部的气密性，所述下导流槽18上方安装有导流块17，所述导流块17为中空结构，所述电池安装层13内开设有若干个安装槽131，所述安装槽131之间设置有防火隔板7。
所述防火盖板2包括从上往下依次设置的电路板安装层21、蓄水层22和上连接层23，防火盖板2外表面涂覆有氯化橡胶，所述蓄水层22内设有若干个线路安装管221，所述线路安装管221贯穿蓄水层22和上连接层23，所述防火盖板2通过上连接层23与防火壳体1相连，所述上连接层23内开设有与下导流槽18数量、大小相同的上导流槽231，其上安装有若干个传感器24和蓄水槽25，传感器24采用温度传感器和烟雾传感器，即时监控电池安装层13内的温度和有无燃烧情况。蓄水槽25底部等距离开设有若干个出水口251，所述出水口251的上方设有蓄水槽阀门252。
防火壳体1通过下连接层16与防火盖板2的上连接层23安装在一起，防火壳体1和防火盖板2内设有降温装置4，所述降温装置4包括水泵41，所述水泵41设置在降温层12内，其输出端与水管42相连，所述水管42穿过洒水头43并与安装块44相连，所述安装块44上开设有与水管42直径相同的孔，其孔上还设有用于连接水管的连接件441，所述安装块44卡合在洒水头43上，其下端与两个液压缸442的输出端相连，所述洒水头43上均匀分布有多个洒水孔431。
导流块17安装在上导流槽231内，导流块17、下导流槽18和上导流槽231形成通过，冷却液在蓄水层22、上导流槽231、导流块17、下导流槽18和降温层12中在水泵41的驱动下形成循环回路，在为电池安装层13内电池降温的同时，也对防火壳体1和防火盖板2连接处起到了液封的作用，保证了防火壳体1和防火盖板2内部的密封性。
所述防火壳体1上设有充气装置3。所述充气装置3包括充气管31，所述充气管31两侧分别与滑块33相连，其靠近电池安装层13的一端设有限位块34，另一端安装有气孔密封块35，充气管31与气孔密封块35通过螺纹连接，充气管31上套设有压缩弹簧32，所述压缩弹簧32的两端分别固定在滑块33和限位块34上。打开气孔密封块35，向电池安装层13内充惰性气体，稀释内部的空气，降低氧气的含量，防止电池因为高温自然。
所述电路板安装层21内安装有PCB线路板5，所述PCB线路板5上电性连接有断路开关51、若干个控制器52和备用电池，所述控制器52包括用于控制蓄水槽阀门252开关、用于控制水泵41流量以及用于液压缸442开关的阀门控制器。所述安装槽131内安装有密封电池箱6，所述密封电池箱6内安装有若干个锂电池，所述锂电池之间并联，所述密封电池箱6之间串联或者并联，所述密封电池箱6上设有两个接线口61，所述接线口61与导线连接处涂覆有防水胶62，所述防水胶62采用环氧树脂胶粘剂，环氧树脂胶粘剂的散热效果好，可以在保证防水性的同时，可以将密封电池箱6产生的热量更快的散出。
在起火时，通过断路开关51断开密封电池箱6的供电回路，同时启动备用电池，通过控制器52打开蓄水槽阀门252，蓄水槽25内的冷却液从出水口251中流出，同时安装块44在液压缸442的推力下离开洒水头43，此时冷却液在水泵41的作用下通过洒水孔431洒出，冷却液的比热容较大，吸收热量迅速降温，对电池进行灭火。此外防火隔板7的设置隔开了密封电池箱6，防止了火势蔓延，可单独的打开蓄水槽阀门252或洒水头43进行灭火。
所述防火隔板7包括隔板主体71、驱动马达72、转轴73和移动杆74，隔板主体71表面涂覆有氯化橡胶，所述驱动马达72输出端与转轴73相连，所述隔板主体71卷绕在转轴73上，其一端固定在转轴73上，另一端固定在移动杆74上，所述电池安装层13内开设有滑槽75，所述移动杆74活动安装在滑槽75内，其移动路径的顶端安装有限位开关76。电池安装层13内发生电池燃烧时，启动驱动马达72，驱动马达72转动带动转轴73旋转，从而使隔板主体71从转轴73上展开，并在移动杆74的带动下沿着滑槽75移动到滑槽75的顶端，触碰到限位开关76后停止移动，隔板主体71展开后隔离电池组，通过简单地操作即可有效地隔开电池组，防止火源扩散造成更大的损失。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种动力锂电池防火壳体，包括防火壳体(1)和防火盖板(2)，其特征在于：
所述防火壳体(1)包括由外至内依次设置的外壳(11)、降温层(12)和电池安装层(13)，所述外壳(11)的外表面涂覆有防火涂层(14)，所述降温层(12)内部空腔内储放有冷却液，所述外壳(11)和降温层(12)的上方设置有下连接层(16)，所述下连接层(16)四周设置有密封块(15)，其内开设有若干个下导流槽(18)，所述下导流槽(18)上方安装有导流块(17)，所述导流块(17)为中空结构，所述电池安装层(13)内开设有若干个安装槽(131)；
所述防火盖板(2)设置在防火壳体(1)上方，其包括从上往下依次设置的电路板安装层(21)、蓄水层(22)和上连接层(23)，所述蓄水层(22)内设有若干个线路安装管(221)，所述线路安装管(221)贯穿蓄水层(22)和上连接层(23)，所述防火盖板(2)通过上连接层(23)与防火壳体(1)相连，所述上连接层(23)内开设有与下导流槽(18)数量、大小相同的上导流槽(231)，其上安装有若干个传感器(24)和蓄水槽(25)；
所述防火壳体(1)上设有用于向电池安装层(13)内充惰性气体的充气装置(3)；所述防火壳体(1)和防火盖板(2)内设有降温装置(4)，所述降温装置(4)包括水泵(41)，所述水泵(41)设置在降温层(12)内，其输出端与水管(42)相连，所述水管(42)穿过洒水头(43)并与安装块(44)相连，所述安装块(44)上开设有与水管(42)直径相同的孔，其孔上还设有用于连接水管的连接件(441)，所述安装块(44)卡合在洒水头(43)上，其下端与两个液压缸(442)的输出端相连，所述洒水头(43)上均匀分布有多个洒水孔(431)；
所述安装槽(131)之间设置有防火隔板(7)，所述防火隔板(7)包括隔板主体(71)、驱动马达(72)、转轴(73)和移动杆(74)，所述驱动马达(72)输出端与转轴(73)相连，所述隔板主体(71)卷绕在转轴(73)上，其一端固定在转轴(73)上，另一端固定在移动杆(74)上，所述电池安装层(13)内开设有滑槽(75)，所述移动杆(74)活动安装在滑槽(75)内，其移动路径的顶端安装有限位开关(76)。
2.根据权利要求1所述的一种动力锂电池防火壳体，其特征在于：所述蓄水槽(25)底部等距离开设有若干个出水口(251)，所述出水口(251)的上方设有蓄水槽阀门(252)。
3.根据权利要求1所述的一种动力锂电池防火壳体，其特征在于：所述传感器(24)采用温度传感器和烟雾传感器。
4.根据权利要求1所述的一种动力锂电池防火壳体，其特征在于：所述电路板安装层(21)内安装有PCB线路板(5)，所述PCB线路板(5)上电性连接有断路开关(51)、若干个控制器(52)和备用电池，所述控制器(52)包括用于控制蓄水槽阀门(252)开关、用于控制水泵(41)流量以及用于液压缸(442)开关的阀门控制器。
5.根据权利要求1所述的一种动力锂电池防火壳体，其特征在于：所述充气装置(3)包括充气管(31)，所述充气管(31)两侧分别与滑块(33)相连，其靠近电池安装层(13)的一端设有限位块(34)，另一端安装有气孔密封块(35)，其上套设有压缩弹簧(32)，所述压缩弹簧(32)的两端分别固定在滑块(33)和限位块(34)上。
6.根据权利要求1所述的一种动力锂电池防火壳体，其特征在于：所述安装槽(131)内安装有密封电池箱(6)，所述密封电池箱(6)内安装有若干个锂电池，所述锂电池之间并联，所述密封电池箱(6)之间串联或者并联，所述密封电池箱(6)上设有两个接线口(61)，所述接线口(61)与导线连接处涂覆有防水胶(62)，所述防水胶(62)采用环氧树脂胶粘剂。
7.根据权利要求1所述的一种动力锂电池防火壳体，其特征在于：所述防火涂层(14)采用氯化橡胶涂层，所述防火盖板(2)和隔板主体(71)表面涂覆有氯化橡胶。
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