CN111969158A - 密封电池组 - Google Patents

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周冠宇
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Abstract

本申请揭示了一种密封电池组，包括封闭箱体和至少一个散热管道系统；封闭箱体内设有电芯安装腔，电芯安装腔内安装有电芯；散热管道系统上设有连通到电芯安装腔的进口；散热管道系统上设有连通到封闭箱体外部环境的出口；散热管道系统用于冷却电芯热失控过程中释放的气体；本发明密封电池组，电芯热失控释放的气体自进口进入并向出口运动的过程中，气体的热量通过散热管道系统传递到封闭箱体表面，从而气体的温度逐渐降低，最后排出密封电池组外，从而降低气体遇到新鲜空气后燃烧的风险。

Description

密封电池组
技术领域
本发明涉及电池领域，特别涉及一种密封电池组。
背景技术
动力电池在热失控中由于高温会导致负极SEI膜(固体电解质界面膜)分解、正极活性物质分解和电解液的氧化，产生大量的气体和热量，导致锂离子电池内部气体压力急剧升高，引起电池泄压阀打开，大量高温、可燃和有毒的气体从电池中释放出来，会严重损害人身和财产安全。随着动力电池尺寸和容量的不断增加，热失控释放出的气体往往也会成倍的增加。
现有动力电池密封箱体上，一般都会设置有泄压排气阀，当箱体内高气压升高达到一定程度时，泄压阀会破裂打开，箱体内的有毒可燃高压气体会从泄压阀处直接泄放到周围的空气中。而这些高温可燃气体排出到空气中与外界大量新鲜空气接触，很容易引发燃烧事故。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种密封电池组，旨在解决动力电池在热失控产生的可燃气体由于温度过高遇到新鲜空气会燃烧的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种密封电池组包括封闭箱体和至少一个散热管道系统；
封闭箱体内设有电芯安装腔，电芯安装腔内安装有电芯；
散热管道系统上设有连通到电芯安装腔的进口；
散热管道系统上设有连通到封闭箱体外部环境的出口；
其中，散热管道系统用于冷却电芯热失控过程中释放的气体。
进一步地，封闭箱体包括由型材组成的框架，型材中部为中空通道，中空通道相互连接形成连通的腔体，连通的腔体为散热管道系统。
进一步地，封闭箱体包括由型材组成的框架，型材中部为中空通道，中空通道相互连接形成连通的腔体，连通的腔体中设置有封堵件，封堵件将连通的腔体疏导分隔形成单方向流道，单方向流道为散热管道系统。
进一步地，所述封闭箱体包括由型材组成的框架，所述型材中部为中空通道，所述型材之间连接有沟通管道，所述沟通管道将所述型材相互连接形成连通的腔体，所述连通的腔体为所述散热管道系统。
进一步地，散热管道系统架设于封闭箱体内部，散热管道系统与封闭箱体可导热的连接。
进一步地，所述散热管道系统设置于所述封闭箱体外壁上。
进一步地，中空通道内设有翅片。
进一步地，散热管道系统的内壁上设有翅片。
进一步地，还包括泄压排气阀，泄压排气阀设置于进口、出口或散热管道系统的中部。
进一步地，泄压排气阀设置于进口或散热管道系统中部时，出口处设有阻拦网。
本发明密封电池组，电芯热失控释放的气体自散热管道系统的进口进入并向出口运动的过程，热失控释放的高温气体的热量不断传递到散热管道系统，从而气体的温度逐渐降低，最后排出密封电池组外，从而降低热失控释放的气体遇到新鲜空气后燃烧的风险。
附图说明
图1是本发明一实施例密封电池组中的散热通道系统布置示意图；
图2是本发明第二个实施例密封电池组中的散热通道系统布置示意图；
图3是本发明第二个实施例密封电池组中的散热通道系统布置立体示意图；
图4是本发明第二个实施例密封电池组中的散热通道系统布置的局部放大图；
图5是本发明第三个实施例密封电池组中的散热通道系统布置示意图；
图6是本发明第四个实施例密封电池组中的散热通道系统布置立体示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参照图1-6，在本发明一个实施例中，密封电池组包括封闭箱体和一个散热管道系统2；封闭箱体内设有电芯安装腔，电芯安装腔内安装有电芯；散热管道系统2上设有连通到电芯安装腔的进口201；散热管道系统2上设有连通到封闭箱体外部环境的出口202。散热管道系统2用于冷却电芯热失控过程中释放的气体。
若不存在散热管道系统2，封闭箱体上直接设置泄压阀。当电芯发生热失控释放气体后，在泄压阀还没有被冲破时，封闭箱体也能起到散热的作用，但是当泄压阀被冲破后，高温气体就会直接从封闭箱体内冲出，造成安全隐患。
本发明使用散热管道系统2无传感器对密封电池组100内的环境进行检测，也就无需对应的控制电路；没有传统复杂除烟灭火系统，使得密封电池组100结构轻量化、简单化。
本实施例中，电芯热失控释放的气体自进口201进入并向出口202运动的过程中，气体的温度逐渐降低，最后排出密封电池组100外，从而降低气体遇到新鲜空气后燃烧的风险。
参照图1，在一个实施例中，封闭箱体包括由型材组成的框架1，型材中部为中空通道，中空通道相互连接形成连通的腔体，连通的腔体为散热管道系统2。
框架1为立方体外形结构，框架1上设置进口201和出口202即形成散热管道系统2。密封电池组100热失控释放的气体，通过框架1降温，气体接触到新鲜空气前，将气体的温度降低。具体过程中，气体的热量传递到框架1后，再传递到封闭箱体表面，通过封闭箱体散热，加快了电芯热失控释放的气体温度下降的速度。通过框架1同时实现力学支撑作用和散热作用，空间利用率高。即使密封电池组100的热失控非常剧烈，散热管道系统2无法持续将释放的气体降温到燃点以下，也能为使用者争取一定宝贵的应急处理时间。
参照图2-4，在一个实施例中，封闭箱体包括由型材组成的框架1，型材中部为中空通道，中空通道相互连接形成连通的腔体，连通的腔体中设置有封堵件3，封堵件3将连通的腔体疏导分隔形成单方向流道，单方向流道为散热管道系统2。在连通的腔体上设置进口201和出口202，热失控释放的气体从进口201入然后在连通的腔体内不断降温，最后从出口202排出。
相比使用整个框架1结构作为散热管道系统2，封堵件3将连通的腔体疏导分隔形成单方向流道，气体在单方向长流道中的运动，形成逐步降温的效果。采用自身的框架1结构作为散热基础，在对现有密封电池组100的结构改动小的前提下，实现对热失控产生的气体产生降温效果。
在一个实施例中，封闭箱体包括由型材组成的框架1，型材中部为中空通道，当中空通道没有相互连接形成连通的腔体时，则需要引入沟通管道。沟通管道设置于型材之间，沟通管道将型材相互连接形成连通的腔体；连通的腔体为散热管道系统。上述中空通道没有相互连接形成连通的腔体主要出于型材相连接处为开放状态或封堵状态的情况。
参照图5，在一个实施例中，散热管道系统2架设于封闭箱体内部，散热管道系统2与封闭箱体有导热的连接。当封闭箱体本身结构限制无法被利用形成散热管道系统2时，架设散热管道系统2于封闭箱体内，且抵靠封闭箱体形成良好的导热连接。热失控过程中释放的气体的热量传递到散热管道系统2后，再由散热管道系统2将热量传递到封闭箱体表面，实现对气体的降温。实施中，散热管道系统2与封闭箱体之间涂有导热胶或者焊接在一起，保证两者之间优质的导热效果。
参照图6，在一个实施例中，散热管道系统2设置于封闭箱体外壁，散热管道系统2的进口201连通到电芯安装腔，散热管道系统2的出口202连通到封闭箱体外部环境。电芯热失控释放气体，从进口201进入到散热管道系统2后开始降温；特别是散热管道系统2设置于封闭箱体外壁能与自然空气良好热交换，使得散热管道系统2能起到的降温效果更佳。散热管道系统2与封闭箱体外壁也可以形成导热连接，如散热管道系统2抵靠箱体外壁或散热管道系统2与箱体外壁之间设置导热胶之类的导热层，或者与箱体外壁焊接在一起，这使得散热管道系统2的热量通过封闭箱体表面散去。实施中，散热管道系统2可以为散热管道曲折布置所形成的散热系统，也可是具有导气内腔的散热翅片管道系统。
在一个实施例中，中空通道内设有翅片。中空通道内的翅片增强其中气体与型材的热交换效果，型材升温后将热量传递到封闭箱体表面，实现增强散热。
在一个实施例中，散热管道系统的内壁上设有翅片。散热管道系统内壁上的翅片增强其中气体与散热管道系统的热交换效果，散热管道系统升温后将热量传递到封闭箱体表面，实现增强散热。
在一个实施例中，密封电池组100还包括泄压排气阀，泄压排气阀设置于进口201、出口202或散热管道系统2的中部。当密封电池组100内为负压或者未达到额定正压时，泄压排气阀隔绝外部空气进入密封电池组100内，保证密封电池组100内的环境不受外界干扰。当电芯发生热失控而释放出气体，且达到额定正压时，泄压排气阀被冲开，气体通过散热管道系统2降温后排出。
在一个实施例中，泄压排气阀设置于进口201或散热管道系统2中部时，出口202处设有阻拦网。没有泄压排气阀在散热管道系统2的出口作为屏障时，阻拦网能阻挡异物进入散热管道系统2，从而保证散热管道系统2能正常工作。
综上所述，本发明密封电池组，电芯热失控释放的气体自散热管道系统的进口进入并向出口运动的过程，热失控释放的高温气体的热量不断传递到散热管道系统，从而气体的温度逐渐降低，最后排出密封电池组外，从而降低热失控释放的气体遇到新鲜空气后燃烧的风险。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种密封电池组，其特征在于，所述密封电池组包括封闭箱体和至少一个散热管道系统；
所述封闭箱体内设有电芯安装腔，所述电芯安装腔内安装有电芯；
所述散热管道系统上设有连通到所述电芯安装腔的进口；
所述散热管道系统上设有连通到所述封闭箱体外部环境的出口；
其中，所述散热管道系统用于冷却所述电芯热失控过程中释放的气体。
2.根据权利要求1所述的密封电池组，其特征在于，所述封闭箱体包括由型材组成的框架，所述型材中部为中空通道，所述中空通道相互连接形成连通的腔体，所述连通的腔体为所述散热管道系统。
3.根据权利要求1所述的密封电池组，其特征在于，所述封闭箱体包括由型材组成的框架，所述型材中部为中空通道，所述中空通道相互连接形成连通的腔体，所述连通的腔体中设置有封堵件，所述封堵件将所述连通的腔体疏导分隔形成单方向流道，所述单方向流道为所述散热管道系统。
4.根据权利要求1所述的密封电池组，其特征在于，所述封闭箱体包括由型材组成的框架，所述型材中部为中空通道，所述型材之间连接有沟通管道，所述沟通管道将所述型材相互连接形成连通的腔体，所述连通的腔体为所述散热管道系统。
5.根据权利要求1所述的密封电池组，其特征在于，所述散热管道系统架设于所述封闭箱体内部，所述散热管道系统与所述封闭箱体可导热的连接。
6.根据权利要求1所述的密封电池组，其特征在于，所述散热管道系统设置于所述封闭箱体外壁上。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的密封电池组，其特征在于，所述中空通道内设有翅片。
8.根据权利要求5或6所述的密封电池组，其特征在于，所述散热管道系统的内壁上设有翅片。
9.根据权利1-6中任意一项所述的密封电池组，其特征在于，还包括泄压排气阀，所述泄压排气阀设置于所述进口、所述出口或所述散热管道系统的中部。
10.根据权利要求9所述的密封电池组，其特征在于，所述泄压排气阀设置于所述进口或所述散热管道系统中部时，所述出口处设有阻拦网。
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