CN109065774A - 一种锂电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池模组，包括：模组壳体、正极柱、负极柱、单体壳体、电池单体、汇流排组件、自动灭火装置、自动冷却装置，其中：正极柱或负极柱的根部设置有柔性可熔断电极；单体壳体设置有多个，并且层叠设置在模组壳体的内部；单体壳体由非导电的绝缘材料构成；电池单体固定安装在电池单体的内部；自动灭火装置设置在单体壳体的内部；自动冷却装置设置在模组壳体的底端。本发明提供的锂电池模组，设置有断电保护装置，当电池内部或外部发生短路时，可以自动切断电源连接；设置有自动灭火装置，当发生火灾时，灭火装置自动开启，可有效控制灾情；设置有自动冷却装置，将电池模组内部的温度管控在适宜的范围内，安全系数极高。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体的说是涉及一种锂电池模组。
背景技术
世界能源与环保形势日趋紧张，电池作为动力能源越来越受到人们的青睐。锂电池由于其能量密度高，体积小，重量轻，环保无污染，无记忆效应等显著优点逐步成为能源领域的首选。
随着锂电池的大量使用，市场对锂电池使用安全性、可靠性需求不断增加。但是锂电池在邮电、储能、电动汽车等大功率应用中，均需要多节电池串并联组合，才能满足电压和功率的需要。由于锂电池易发热，容易起火、冒烟，而且当其中一锂电池发热，将有可能导致锂电池组整体异常，从而给供电装置带来各种不安全的因素；此外，由于生产工艺差异、电池线路老化、负载性能变化等外部条件的影响，导致电池组出现短路现象，电池短路后容易造成负载烧坏、电池放空等危害，造成极大的破坏；如果发现电池短路补救不及时，还会造成火灾，甚至人员伤亡。
因此提供一种综合散热降温、断电保护和火灾防控的锂电池模组是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种锂电池模组，设置有断电保护装置，当电池内部或外部发生短路时，可以自动切断电源连接；设置有自动灭火装置，当发生火灾时，灭火装置自动开启。有效控制灾情；设置有自动冷却装置，将电池模组内部的温度管控在适宜的范围内，安全系数极高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂电池模组，其特征在于，包括：模组壳体、正极柱、负极柱、单体壳体、电池单体、汇流排组件、自动灭火装置、自动冷却装置，其中：
所述模组壳体包括：壳体、壳盖；其中所述壳盖匹配安装在所述壳体的顶端；
所述正极柱、负极柱分别设置在所述壳盖上；所述正极柱或所述负极柱的根部设置有柔性可熔断电极；
所述单体壳体设置有多个，并且层叠设置在所述模组壳体的内部；所述单体壳体由非导电的绝缘材料构成；
所述电池单体固定安装在所述单体壳体的内部；
所述汇流排组件位于所述电池单体的上方，所述电池单体的正极耳通过所述汇流排组件连接至所述正极柱，所述电池单体的负极耳通过所述汇流排组件连接至所述负极柱；
所述自动灭火装置设置在所述单体壳体的内部，在受热或冲击力的作用下可自动开启；
所述自动冷却装置设置在所述壳体的底端。
有益效果：本发明设置有可熔断电极，当工作电流超过柔性可熔断电极的最大载流时，瞬间熔断，避免了锂电池因外部短路而造成锂电池内部产生巨大的热量，甚至爆炸的情况，保护了锂电池与使用设备的安全性能；
电池单体对应放置于相对应的单体壳体区域内，当其中一个锂电池单体出现故障时，则可对应更换锂电池单体，便于更换和维修；正极耳、负极极耳通汇流排分别与正极柱、负极柱连接，连接可靠性高，避免了由传统焊接造成的焊渣、短路等问题；通过在单体壳体内部设置自动灭火装置，可以迅速对发生爆炸或火灾的锂电池单体进行针对性的灭火处理；通过在壳体模组内部的底端设置自动冷却装置，便于锂电池单体散热，将锂电池模组内部的温度调控在适宜的范围内，保障了锂电池模组的安全性能。
优选的，在上述一种锂电池模组中，所述自动灭火装置为灭火袋，所述灭火袋固定设置在所述单体壳体内；所述灭火袋由低熔点聚合物制作而成，所述灭火袋内封装有灭火剂；在火的燃烧温度下或者爆炸的冲击力作用下，灭火袋的袋体破坏；所述灭火剂为液态六氟丙烷、液态七氟丙烷和液态的二氧化碳的一种或几种混合。
有益效果：灭火袋的形状随意，体积较小，可单独设置在每个单体壳体内部，对每一个电池单体进行灭火管控；灭火袋由低熔点聚合物制作而成，发生爆炸或者火灾时，灭火袋会在冲击力的作用下破损，或者在火灾高温条件下自动融化，使存放在灭火袋内部的灭火剂喷出，有效对爆炸或者着火的电池单体进行降温、灭火管控。
优选的，在上述一种锂电池模组中，所述自动冷却装置包括：半导体制冷片、散热器和冷却风机，其中所述冷却风机设置在所述壳体的内部底端，所述散热器位于所述冷却风机的上方，所述半导体制冷片的热端位于所述散热器的上方。
有益效果：利用半导体制冷片的冷端对电池单体产生的热量及时、快速吸收；同时在半导体制冷片的热端，设置了散热器和冷却风机，可以有效将半导体制冷片热端的热量消耗掉，实现冷端具有更低的温度，制冷效果更加明显。
优选的，在上述一种锂电池模组中，所述壳体的侧壁上开设有对壳体内部泄压的泄压阀。
有益效果：当模组壳体内部的压强达到所述泄压阀的阙值时，所述泄压阀会自动释放模组壳体内部的高压高温气体，保证模组壳体内的压力在设定压力之下，保护锂电池模组的安全，防止发生意外。
优选的，在上述一种锂电池模组中，所述柔性可熔断电极由固定部与自熔断部组成，所述柔性可熔断电极通过固定部与所述壳盖固定连接。
有益效果：柔性可熔断电极的固定部焊接在正极柱或者负极柱上时可靠性好，不易断裂；自熔断部材料的熔点低，当超过设定的最大载流时能瞬间熔断，从而保护了锂电池本体不受损害。
优选的，在上述一种锂电池模组中，所述壳体的底部铺设有防震垫片。
有益效果：防震垫片的存在，可以保证锂电池模组在运输和使用过程中具有较好的耐冲击性能，可有效提高锂电池模组的使用寿命。
优选的，在上述一种锂电池模组中，所述汇流排组件为高导电、低熔点的金属或金属合金，所述汇流排组件以螺丝锁附或铆接方式固定至所述电池单体的上方。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种锂电池模组，综合设置有断电保护装置、自动灭火装置和自动冷却装置，当电池内部或外部发生短路时，可以自动切断电源连接；当发生火灾时，灭火装置自动开启，有效控制火灾；同时电池模组内部的温度始终管控在适宜的范围内，安全系数极高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构爆炸图。
图2附图为本发明的结构示意图。
其中：11为壳体、12为壳盖、2为正极柱、3为负极柱、4为单体壳体、5为电池单体、6为汇流排组件、7为自动灭火装置、8为自动冷却装置、81为半导体制冷片、82为散热器、83为冷却风机。
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。
本发明实施例公开了一种锂电池模组，包括：模组壳体、正极柱2、负极柱3、单体壳体4、电池单体5、汇流排组件6、自动灭火装置7和自动冷却装置8，其中：
模组壳体包括：壳体11、壳盖12；其中壳盖12匹配安装在壳体11的顶端；
正极柱2、负极柱3分别设置在壳盖12上；正极柱2或负极柱3的根部设置有柔性可熔断电极；
单体壳体4设置有多个，并且层叠设置在壳体11的内部；单体壳体4由非导电的绝缘材料构成；
电池单体5固定安装在单体壳体4的内部；
汇流排组件6位于电池单体5的上方，电池单体5的正极耳通过汇流排组件6连接至正极柱2，电池单体5的负极耳通过汇流排组件6连接至负极柱3；
自动灭火装置7为灭火袋，灭火袋固定设置在单体壳体4内；灭火袋由低熔点聚合物制作而成，灭火袋内封装有灭火剂；在火的燃烧温度下或者爆炸的冲击力作用下，灭火袋的袋体破坏；其中灭火剂为液态六氟丙烷、液态七氟丙烷和液态的二氧化碳的一种或几种混合；
自动冷却装置8设置在壳体11的底端；自动冷却装置8包括：半导体制冷片81、散热器82和冷却风机83，其中冷却风机83设置在壳体11的内部底端，散热器82位于冷却风机83的上方，半导体制冷片81的热端位于散热82器的上方；半导体制冷片81的冷端位于单体壳体4的底端。
为了进一步优化以上技术方案，壳体11的侧壁上开设有对壳体内部泄压的泄压阀。
为了进一步优化以上技术方案，柔性可熔断电极由固定部与自熔断部组成，柔性可熔断电极通过固定部与壳盖12固定连接。
为了进一步优化以上技术方案，所述壳体11的底部铺设有防震垫片。
为了进一步优化以上技术方案，汇流排组件6为高导电、低熔点的金属或金属合金，汇流排组件6以螺丝锁附或铆接方式固定至电池单体5的上方。
本发明公开了一种锂电池模组，设置有可熔断电极，当工作电流超过柔性可熔断电极的最大载流时，瞬间熔断，避免了锂电池因外部短路而造成锂电池内部产生巨大的热量，甚至爆炸的情况，保护了锂电池与使用设备的安全性能；电池单体对应放置于相对应的单体壳体区域内，当其中一个锂电池单体出现故障时，则可对应更换锂电池单体，便于更换和维修；正极耳、负极极耳通汇流排分别与正极柱、负极柱连接，连接可靠性高，避免由于传统焊接造成的焊渣、短路问题；通过在单体壳体内部设置自动灭火装置，可以迅速对发生爆炸或火灾的锂电池单体进行针对性的灭火处理；通过在壳体底端设置自动冷却装置，便于锂电池单体散热，将锂电池模组内部的温度调控在适宜的范围内，保障了锂电池模组的安全性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种锂电池模组，其特征在于，包括：模组壳体、正极柱、负极柱、单体壳体、电池单体、汇流排组件、自动灭火装置、自动冷却装置，其中：
所述模组壳体包括：壳体、壳盖；其中所述壳盖匹配安装在所述壳体的顶端；
所述正极柱、负极柱分别设置在所述壳盖上；所述正极柱或所述负极柱的根部设置有柔性可熔断电极；
所述单体壳体设置有多个，并且层叠设置在所述壳体的内部；所述单体壳体由非导电的绝缘材料构成；
所述电池单体固定安装在所述单体壳体的内部；
所述汇流排组件位于所述电池单体的上方，所述电池单体的正极耳通过所述汇流排组件连接至所述正极柱，所述电池单体的负极耳通过所述汇流排组件连接至所述负极柱；
所述自动灭火装置设置在所述单体壳体的内部，在受热或冲击力的作用下自动开启；
所述自动冷却装置设置在所述壳体的底端。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述自动灭火装置为灭火袋，所述灭火袋固定设置在所述单体壳体内；所述灭火袋由低熔点聚合物制作而成，所述灭火袋内封装有灭火剂；在火的燃烧高温下或者爆炸的冲击力作用下，灭火袋的袋体破坏。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述灭火剂为液态六氟丙烷、液态七氟丙烷和液态的二氧化碳的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述自动冷却装置包括：半导体制冷片、散热器和冷却风机，其中所述冷却风机设置在所述壳体的内部底端，所述散热器位于所述冷却风机的上方，所述半导体制冷片的热端位于所述散热器的上方。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述壳体的侧壁上开设有泄压阀。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述柔性可熔断电极由固定部与自熔断部组成，所述柔性可熔断电极通过固定部与所述壳盖固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述壳体的底部铺设有防震垫片。
8.根据权要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于，所述汇流排组件为高导电、低熔点的金属或金属合金，所述汇流排组件以螺丝锁附或铆接方式固定至所述电池单体的上方。
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