CN111905304A - 一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池安全领域，具体为一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，该装置包括具有热管结构的热管组和设置在热管组下部的药剂容器，且热管组围合成平底U型空间，U型空间内部为用于放置电芯的电芯槽；所述热管组分为与电芯接触的蒸发段，蒸发段上部的隔热段，以及最上部的冷凝段，其中蒸发段同时接触药剂容器；该装置还包括连接热管组上部的喷管组件，该装置受热并达到温度承受上限后，药剂从喷管组件喷出。该装置直接安装在电池包内，并与电芯直接接触，电芯正常工作时该装置发挥其导热功能，防止电芯温度过高，当电芯失火或异常升温时，该装置内部的药剂喷出，以实现消防功能。
Description
技术领域
本发明属于电池安全领域，具体为一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置。
背景技术
电池包、电池模组一般放置在密封外壳中，在使用过程中会出现个别电芯温度异常、温度不均匀；电池包热量集聚难以散热而导致电池热失控甚至起火燃烧等问题。而传统的电池包只能通过外壳自然导热，此方式的导热效果不佳、电芯之间的温度差异加大。当电池发生热失控时容易起火燃烧，起火燃烧后需要一定的时间才能人员介入行灭火操作。由于电池包的阻挡，灭火药剂难以到达电芯，灭火效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，该装置直接安装在电池包内，并与电芯直接接触，电芯正常工作时该装置发挥其导热功能，防止电芯温度过高，当电芯失火或异常升温时，该装置内部的药剂喷出，以实现消防功能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，该装置包括具有热管结构的热管组和设置在热管组下部的药剂容器，且热管组围合成平底U型空间，U型空间内部为用于放置电芯的电芯槽；所述热管结构包括内部设置内置腔的外壳，在内置腔中设置毛细吸液层，且热管组的内置腔与药剂容器内部连通；所述药剂容器内部盛装药剂，并为热管组供给药剂；所述热管组分为与电芯接触的蒸发段，蒸发段上部的隔热段，以及最上部的冷凝段，其中蒸发段同时接触药剂容器；该装置还包括连接热管组上部的喷管组件，该装置受热并达到温度承受上限后，药剂从喷管组件喷出。
上述技术方案中，热管组和药剂容器内部连通，即药剂容器和热管公用药剂，当电芯在U型空间正常工作时，药剂容器内的介质可以补给热管组对药剂的需求，从而确保热管组件的稳定性能，保证该热管装置在平时正常发挥导热功能；当电芯温度过高时，药剂容器以及蒸发段内的药剂快速蒸发，并使热管组内部压强增加，当气压达到预设值时，药剂通过喷管组件喷出，这些药剂可以降温和灭火，从而达到及时消防的目的。
优选地，所述热管组由若干独立的热管排列组成，利用现有热管直接构造成热管组可以节省生产成本，且每个热管都可以独立实现导热功能，使该装置具有更好的稳定性。
优选地，所述U型空间内设置若干隔板，隔板将电芯槽均匀分割成用于放置电芯并与每个电芯一一对应的隔口，将单个电芯直接安装在隔口内，提高电芯的安装稳定性。
优选地，所述隔板具有热管结构，其下部与热管组的热管结构连通，且也分为蒸发段、隔热段和冷凝段，置入隔口内的电芯与热管结构具有更大的接触面积，提高该装置对温度的灵敏程度，既能增加热传导效率及时降温，又能增加药剂在单位时间内的喷射量，进一步提高灭火速度。
优选地，所述喷管组件包括喷管本体和喷管本体上设置的封堵件，当电池包内温度升高至预设值时，温度引发封堵件破坏，且药剂从喷管组件喷出。
优选地，所述喷管组件还包括毛细泄压块，毛细泄压块上设置毛细孔，药剂先经过毛细泄压块再经过封堵件并喷出。药剂以蒸汽形式喷出时，高压蒸汽经过毛细泄压块后压强降低，此时蒸汽具有更低的温度，有利于降低环境温度。
优选地，所述封堵件为金属薄膜、火探管、感温玻璃球密封喷头以及按压阀组件中的一种。其中金属薄膜在高压下破裂，只需要装置内部气压达到预设值就可以自动破裂并开始灭火；火探管或感温玻璃球密封喷头需要在高温的直接影响下破裂，当喷管组件所在位置失火或温度过高时，喷管组件直接打开，这可以使装置内部的气压没有达到预设值时药剂就提前喷出，从而实现及时消防。
优选地，所述按压阀组件包括按压阀，该按压阀的外周套装热缩管套，热缩套管受热收缩并下压按压阀。当喷管组件所在位置失火或温度过高时，热缩管套通过收缩并打开按压阀，进而打开喷管组件。
优选地，所述喷管组件还包括延伸管，喷管本体通过延伸管连接热管组，借助延伸管可以将喷管组件安装在任意位置，从而可以更好地发挥该装置的灭火功能。
优选地，所述介质为七氟丙烷或六氟丙烷或全氟己酮等具有传热和灭火功能的物质。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施例的平面结构示意图。
图2为本发明的实施例中喷管组件的第一种结构的示意图。
图3为本发明的实施例中喷管组件的第二种结构的示意图。
图中，热管组1、药剂容器2、药剂3、电芯槽4、蒸发段5、隔热段6、冷凝段7、导热板8、喷管组件9、电芯10、热管隔层11、喷管本体91、毛细泄压块92、感温玻璃球阀93、延伸管94、按压阀95、热缩管套96。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图1为本发明提供的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，该装置包括具有热管结构的热管组1和设置在热管组1下部的药剂容器2，且热管组1围合成平底U型空间，U型空间内部为用于放置电芯的电芯槽4；上述热管结构包括内部设置内置腔的外壳，在内置腔中设置毛细吸液层，且热管组1的内置腔与药剂容器2内部连通，该热管结构的内部可以完成药剂3(七氟丙烷，也可以是六氟丙烷或全氟己酮)的蒸发和冷凝，在这个过程中实现热传导功能。其中药剂3主要盛装在药剂容器2内部，并为热管组1供给药剂。
根据热管导热原理，热管组1分为与电芯接触的蒸发段5，蒸发段5上部的隔热段6，以及最上部的冷凝段7，其中蒸发段5同时接触药剂容器2，该实施例中，为了提高电芯与热管组之间的热量传导效率，在电芯10和热管组1之间设置导热板8。该装置还包括连接热管组1上部的喷管组件9，喷管本体91通过延伸管94连接热管组1，借助延伸管94可以将喷管组件9安装在任意位置。在装置受热并达到温度承受上限后，药剂3从喷管组件9喷出。
上述技术方案中，热管组1和药剂容器2内部连通，即药剂容器2和热管1公用药剂3，当电芯在U型空间正常工作时，药剂容器3内的介质4可以补给热管组1对药剂3的需求，从而确保热管组件的稳定性能，保证该热管装置在平时正常发挥导热功能；当电芯10温度过高时，药剂容器2以及蒸发段5内的药剂快速蒸发，并使热管组1内部压强增加，当气压达到预设值时，药剂3通过喷管组件9喷出，这些药剂可以降温和灭火，从而达到及时消防的目的。
为增加该装置的性能，在U型空间内设置若干具有热管结构的热管隔层11，热管隔层11下部与热管组1的热管结构连通，且也分为蒸发段5、隔热段6和冷凝段7，置入隔口内的电芯与热管结构具有更大的接触面积，提高该装置对温度的灵敏程度，既能增加热传导效率及时降温，又能增加药剂3在单位时间内的喷射量，进一步提高灭火速度。
关于热管结构，本实施例采用现有圆形热管排列组成，即热管组1内部包括多根热管，这可以节省生产成本，且每个热管都可以独立实现导热功能，使该装置具有更好的稳定性。另外，也可以直接制作扁平的板状热管结构，通过将板状热管拼接组合而形成热管组1。
关于喷管组件9，第一实施例所采用的结构为喷管本体91和感温玻璃球密封喷头，如图2所示，并在喷管本体91内设置毛细泄压块92。高温导致感温玻璃球密封喷头破碎，使得药剂喷出，且药剂3以蒸汽形式喷出时，高压蒸汽经过毛细泄压块92后压强降低，此时蒸汽具有更低的温度，有利于降低环境温度。也可以用按压阀组件替换感温玻璃球密封喷头，具体包括按压阀95以及套装在按压阀95上的热缩管套96，如图3所示，热缩管套96受热后收缩，并打开按压阀95。上述两种喷管组件9均由温度直接触发并打开，对于喷管组件处高温或失火的现象，这种喷管组件可以及时感应并启动灭火功能。感温玻璃球密封喷头和按压阀组件均是由高温直接触发，也可以采用其它替代结构，例如采用采用金属薄膜，电芯的高温使药剂3快速快速蒸发，装置内部气压达到预设值时就使得金属薄膜破裂，此时药剂喷出并开始灭火。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：该装置包括具有热管结构的热管组和设置在热管组下部的药剂容器，且热管组围合成平底U型空间，U型空间内部为用于放置电芯的电芯槽；所述热管结构包括内部设置内置腔的外壳，在内置腔中设置毛细吸液层，且热管组的内置腔与药剂容器内部连通；所述药剂容器内部盛装药剂，并为热管组供给药剂；所述热管组分为与电芯接触的蒸发段，蒸发段上部的隔热段，以及最上部的冷凝段，其中蒸发段同时接触药剂容器；该装置还包括连接热管组上部的喷管组件，该装置受热并达到温度承受上限后，药剂从喷管组件喷出。
2.如权利要求1所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述热管组由若干独立的热管排列组成，其中热管的上端连通。
3.如权利要求1所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述U型空间内设置若干隔板，隔板将电芯槽均匀分割成用于放置电芯、并与每个电芯一一对应的隔口。
4.如权利要求3所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述隔板具有热管结构，其下部与热管组的热管结构连通，且也分为蒸发段、隔热段和冷凝段。
5.如权利要求1所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述喷管组件包括喷管本体和喷管本体上设置的封堵件，当电池包内温度升高至预设值时，温度引发封堵件破坏，且药剂从喷管组件喷出。
6.如权利要求5所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述喷管组件还包括毛细泄压块，毛细泄压块上设置毛细孔，药剂先经过毛细泄压块再经过封堵件并喷出。
7.如权利要求5所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述封堵件为金属薄膜、火探管、感温玻璃球密封喷头以及按压阀组件中的一种。
8.如权利要求7所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述按压阀组件包括按压阀，该按压阀的外周套装热缩管套，热缩套管受热收缩并下压压阀。
9.如权利要求5至8中任一项所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述喷管组件还包括延伸管，喷管本体通过延伸管连接热管组。
10.如权利要求9所述的一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置，其特征在于：所述介质为七氟丙烷或六氟丙烷或全氟己酮等具有传热和灭火功能的物质。
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| CN202010715852.4A Pending CN111905304A (zh) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | 一种具有灭火与导热功能的电池包热管装置 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN112886091A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-01 | 浙江南都电源动力股份有限公司 | 一种电池及模组 |
| CN113908470A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-11 | 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 | 一种电池用含有产气装置的热管及其灭火方法 |
| CN114404841A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-29 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 一种带有消防灭火功能的绝热片 |
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2020
- 2020-07-23 CN CN202010715852.4A patent/CN111905304A/zh active Pending
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