CN112002849B - 防爆电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防爆电池，其中，该防爆电池通过采用防爆箱体以及浇封的方式对电池模组进行保护，并通过防爆箱体中的温度调节装置对电池模组所在的防爆箱体内部的温度进行调节，从而可避免电池模组所处的防爆箱体内部的温度过高，进而可大幅提高电池模组的安全可靠性，确保电池模组的安全使用，有效降低电池模组发生燃烧和爆炸的风险，提高防爆电池的安全性。

Description

防爆电池
技术领域
本发明涉及电池安全技术领域，尤其涉及一种防爆电池。
背景技术
目前，在煤矿井下经常要使用蓄电池，对于在煤矿井下场景而言，其对蓄电池的安全性要求一般比较高，如果蓄电池潜在着火点与周围环境中的爆炸性混合物直接接触，将引起火发生燃烧和爆炸，这将影响煤矿井下的安全。因此，如何提供一种高安全可靠性的电池对于煤矿井下的安全来说是十分重要的。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种防爆电池。
为了实现上述目的，本发明实施例的防爆电池，包括：防爆箱体，其中，所述防爆箱体包括浇封区域和设置在所述浇封区域之上的腔体，所述浇封区域的高度小于所述防爆箱体的高度；所述浇封区域包括：电池模组和浇封层，所述浇封层填充满在所述电池模组的侧壁与所述防爆箱体的侧壁之间的空间以及所述电池模组的底部与所述防爆箱体的底部之间的空间，所述电池模组的顶部与所述腔体的底部之间填充有所述浇封层；设置在所述腔体之中的温度检测模组、温度调节装置和控制模组；所述控制模组分别与所述温度检测模组和所述温度调节装置连接，其中：所述控制模组，用于在通过所述温度检测模组检测到所述腔体的温度超过预设温度阈值时，通过所述温度调节装置对所述腔体进行降温，从而使所述腔体的温度小于所述预设温度阈值；所述温度调节装置包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷端位于所述防爆箱体的内部，所述半导体制冷片的散热端位于所述防爆箱体的外部；或所述温度调节装置包括设置在所述腔体中的水冷板，所述水冷板的进水口与散热器出口连接，所述水冷板的进水口通过水泵与所述散热器进口连接，从而形成冷却水回路，其中，所述散热器和所述水泵均设置在所述防爆箱体的外部；所述电池模组包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括所述电池模组中所有的电极，所述第二区域包括所述电池模组中所有的泄压阀，所述浇封层包括第一浇封层和第二浇封层，其中：所述第一浇封层覆盖所述电池模组的所述第一区域，所述第一浇封层具有第一开口，所述第一开口对应所述泄压阀，以使所述泄压阀经所述第一开口排气；所述第二浇封层至少覆盖所述电池模组的所述第二区域，其中，所述第二浇封层的抗冲击强度小于所述泄压阀打开时的冲击强度，以确保所述泄压阀打开时冲破所述第二浇封层；所述第二浇封层还覆盖所述第一区域，且所述第二浇封层的抗冲击强度小于所述第一浇封层的抗冲击强度；所述浇封层还包括覆盖所述第二浇封层的第三浇封层，其中，所述第三浇封层在所述泄压阀位置处具有第二开口，所述第二开口对应所述泄压阀，所述泄压阀经所述第二开口排气，所述第三浇封层的抗冲击强度大于所述第一浇封层的抗冲击强度；防爆电池还包括：设置在所述腔体之中的压力传感器；设置在所述防爆箱体的防爆盖之上的泄压装置，用于在所述腔体之中的压力增大时，将所述腔体之中的压力泄放至外界；防爆电池还包括：箱体本体；设置在所述箱体本体之上的防爆盖，其中，所述防爆盖通过螺栓与所述箱体本体相连，且设置在所述防爆盖与所述箱体本体之间的密封条，所述密封条包括本体、至少两个上支脚和至少两个下支脚，至少两个所述上支脚分别间隔开设在所述本体的上端，至少两个所述上支脚分别止抵所述防爆盖，至少两个所述下支脚分别间隔开设在所述本体的下端，至少两个所述下支脚分别止抵所述箱体本体；防爆电池还包括：设置在所述浇封区域之中的支撑件，所述支撑件用于支撑并固定所述电池模组。
根据本发明实施例的防爆电池，通过采用防爆箱体以及浇封的方式对电池模组进行保护，并通过防爆箱体中的温度调节装置对电池模组所在的防爆箱体内部的温度进行调节，从而可避免电池模组中所处的防爆箱体内部的温度过高，进而可大幅提高电池模组的安全可靠性，确保电池模组的安全使用，有效降低电池模组发生燃烧和爆炸的风险，提高防爆电池的安全性。
另外，根据本发明的防爆电池还具有如下附加技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述第一浇封层、所述第二浇封层和所述第三浇封层为硅胶或环氧树脂。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的防爆电池的结构示意框图。
图2是根据本发明另一个实施例的防爆电池的结构示意框图。
图3是根据本发明另一个实施例的防爆电池的结构示意框图。
图4是根据本发明另一个实施例的防爆电池的结构示意框图。
附图标记：
1、防爆箱体；2、浇封区域；3、腔体；4、电池模组；5、浇封层；6、温度检测模组；7、温度调节装置；8、控制模组；9、压力传感器；10、电极；11、泄压阀；12、第一浇封层；13、第二浇封层；14、第三浇封层；15、支撑件；16、半导体制冷片；17、水冷板、18、散热器；19、水泵；101、箱体本体；102、防爆盖；1021、螺栓；1022、密封条；21、泄压装置。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图1-图4描述本发明实施例的防爆电池。
如图1-图4所示，根据本发明实施例的防爆电池包括：
防爆箱体1，其中，所述防爆箱体1包括浇封区域2和设置在所述浇封区域2之上的腔体3，所述浇封区域2的高度小于所述防爆箱体1的高度。
所述浇封区域2包括：电池模组4和浇封层5，所述浇封层5填充满在所述电池模组4的侧壁与所述防爆箱体1的侧壁之间的空间以及所述电池模组4的底部与所述防爆箱体1的底部之间的空间，所述电池模组4的顶部与所述腔体3的底部之间填充有所述浇封层5，从而使其与防爆箱体本体紧密贴合和固定所述电池模组4。
本实施例中通过浇封化合物对电池模组进行浇封处理，从而将电池模组中的潜在点火源与爆炸性气体有效隔离，大幅降低了发生燃烧和爆炸等极端事故的几率。
其中，本实施例中的电池模组4包括电池包和与电池包配套的电池包管理和保护单元，其中电池包可以由单体锂电池以串联或并联方式连接构成。
其中，保护单元可以主要由电压、电流、温度等传感器和/或电池管理系统、继电器等器件构成。
设置在所述腔体3之中的温度检测模组6、温度调节装置7和控制模组8。
所述控制模组8分别与所述温度检测模组6和所述温度调节装置7连接，其中：
所述控制模组8，用于在通过所述温度检测模组6检测到所述腔体3的温度超过预设温度阈值时，通过所述温度调节装置7对所述腔体3进行降温，从而使所述腔体3的温度小于所述预设温度阈值。
其中，需要说明的是，本实施例中的温度检测模组6、温度调节装置7和控制模组8可以设置在防爆箱体1的相同侧的侧壁上，也可以设置防爆箱体1的不同侧的侧壁上。在实际应用中，可以根据实际需求设置温度检测模组6、温度调节装置7和控制模组8在防爆箱体1内的安装位置，该实施例对此不再具体限定。
其中，本实施例中的温度检测模组6可以包括但不限于温度检测传感器。
本实施例中通过在防爆箱体的腔体中通过控制模组对温度检测模组和温度调节装置进行控制，从而可控制防爆箱体中的温度适中，避免电池模组中所处的防爆箱体内部的温度过高，进而可防止电池模组出现过热情况，进一步提高了电池模组的使用安全性。
如图2所示，本实施例中的所述电池模组4包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括所述电池模组4中所有的电极10，所述第二区域包括所述电池模组4中所有的泄压阀11。
在本实施例中，通过采用浇封材料有效保护单体锂电池的正负极端子，实现潜在点火源与爆炸性气体的有效隔离，大幅降低了发生燃烧和爆炸等极端事故的几率，本实施例中的所述浇封层5包括第一浇封层12和第二浇封层13，其中：
所述第一浇封层12覆盖所述电池模组4的所述第一区域，所述第一浇封层12具有第一开口，所述第一开口对应所述泄压阀11，以使所述泄压阀11经所述第一开口排气。
所述第二浇封层13至少覆盖所述电池模组4的所述第二区域，其中，所述第二浇封层13的抗冲击强度小于所述泄压阀11打开时的冲击强度，以使所述泄压阀11打开时冲破所述第二浇封层13。
在本发明的一个实施例中，为了避免电池模组4的泄压阀11打开后对电池模组4造成破坏，进一步对电池模组4进行保护，所述第二浇封层13还覆盖所述第一区域，且所述第二浇封层13的抗冲击强度小于所述第一浇封层12的抗冲击强度。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，为了进一步提高防爆电池的安全性和可靠性，本实施例中的所述浇封层5还可以包括覆盖所述第二浇封层13的第三浇封层14，其中，所述第三浇封层14在所述泄压阀11位置处具有第二开口，所述第二开口对应所述泄压阀11，以使所述泄压阀11经所述第二开口排气，所述第三浇封层14的抗冲击强度大于所述第一浇封层12的抗冲击强度。
在本发明的一个实施例中，本实施例中的第一浇封层12、所述第二浇封层13和所述第三浇封层14中所使用的浇封化合物可以是相同的，也可以是不同的。在一些实施例中，本实施例中的所述第一浇封层12、所述第二浇封层13和所述第三浇封层14为硅胶或环氧树脂。
可以理解的是，硅胶又叫硅酸凝胶，是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，硅胶主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧；环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物，由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。因此，硅胶或环氧树脂具有耐高温、阻燃性能好、防爆性等特点。
在本发明的一个实施例中，为了避免气体在防爆箱体1内聚集积导致产生过高的压力进而破坏防爆箱体1和对电池模组4造成影响，如图3所示，本实施例中的防爆电池还可以包括：
设置在所述腔体3之中的压力传感器9。
设置在所述防爆箱体1的防爆盖102之上的泄压装置21，用于在所述腔体3之中的压力增大时，将所述腔体3之中的压力泄放至外界。
另外，在一些实施例中，为了进一步提高防爆电池的安全性，在通过压力传感器9检测到在所述腔体3之中的压力增大时，还可以控制切断所述防爆电池与外界电路的电气连接。其中，本实施例中的压力传感器9的数量可以为一个或者多个，为了提高测试压力的准确性，本实施例可在防爆箱体1的腔体3中设置多个压力传感器9。
在一些实施例中，本实施例中的压力传感器9可以设置在防爆箱体1的侧壁上。
在另一些实施例中，本实施例的压力传感器9可以设置在防爆箱体1的防爆盖102上。
本实施例中的泄压装置21可以例如为阻火器、单向阀或阻火器与单向阀的组合结构，对此不作限制。
本实施例中，在防爆箱体1的腔体3内压力增大时，通过泄压装置将腔体3中的压力及时泄压到外界，避免气体在腔体3中聚集导致产生过高压力从而对防爆箱体1和电池模组4造成影响，进一步提高了防爆电池的可靠性和安全性。
在本发明的一个实施例中，为了对浇封区域2中的电池模组4进行进一步固定，并有助于电池模组4的散热，如图3所示，本实施例中的防爆电池还可以包括：
设置在所述浇封区域2之中的支撑件15，所述支撑件15用于支撑并固定所述电池模组4。
在本实施例中，支撑件15的形状与电池模组4相对应。当电池模组4的形状为四边形时，支撑件15可以包括四条边框，支撑件15的形状可以为四边形。
可以理解的是，电池模组4可以经由支撑件15固定安装在防爆箱体之中，从而有效保障了电池模组4的稳固性能，保证电池模组4不会出现晃动和位移，提高电池模组4安全性。
在本发明的一个实施例中，为了进一步提高防爆箱体的使用可靠性，如图3所示，该防爆箱体1包括：箱体本体101；
设置在所述箱体本体101之上的防爆盖102，其中，所述防爆盖102通过螺栓1021与所述箱体本体101相连，且设置在所述防爆盖102与所述箱体本体101之间的密封条1022。
其中，本实施例中的箱体本体101和防爆盖102的材质可以是型钢。
可以理解的是，密封条可以设置在防爆盖102与箱体本体101之间，以封闭防爆盖102与箱体本体101之间的间隙。其中，密封条1022可以包括本体、至少两个上支脚和至少两个下支脚。其中，至少两个上支脚分别间隔开设在本体的上端，至少两个上支脚分别止抵防爆盖102，至少两个下支脚分别间隔开设在本体的下端，至少两个下支脚分别止抵箱体本体101。
由此，通过在防爆盖102与箱体本体101之间设置具有多个上支脚和下支脚的密封条，不仅可以实现防爆盖102与箱体本体101之间的多重密封，还可以有效地提高防爆盖102与箱体本体101之间的密封性，进而提高防爆箱体的防水防尘性能。
在本发明的一些实施例中，本实施例中的温度调节装置7可以通过多种方式实现，在一些实施例中，如图3所示，本实施例中的所述温度调节装置7包括半导体制冷片16，所述半导体制冷片16的制冷端位于所述防爆箱体1的内部，所述半导体制冷片16的散热端位于所述防爆箱体1的外部。
在一些实施例中，如图4所示，本实施例中的所述温度调节装置7包括设置在所述腔体3中的水冷板17，所述水冷板17的进水口与散热器18出口连接，所述水冷板17的进水口通过水泵19与所述散热器18进口连接，从而形成冷却水回路，其中，所述散热器18和所述水泵19均设置在所述防爆箱体1的外部。
根据本发明实施例的防爆电池，通过采用防爆箱体以及浇封的方式对电池模组进行保护，并通过防爆箱体中的温度调节装置对电池模组所在的防爆箱体内部的温度进行调节，从而可避免电池模组中所处的防爆箱体内部的温度过高，进而可大幅提高电池模组的安全可靠性，确保电池模组的安全使用，有效降低电池模组发生燃烧和爆炸的风险，提高了防爆电池的安全性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种防爆电池，其特征在于，包括：
防爆箱体，其中，所述防爆箱体包括浇封区域和设置在所述浇封区域之上的腔体，所述浇封区域的高度小于所述防爆箱体的高度；
所述浇封区域包括：电池模组和浇封层，所述浇封层填充满在所述电池模组的侧壁与所述防爆箱体的侧壁之间的空间以及所述电池模组的底部与所述防爆箱体的底部之间的空间，所述电池模组的顶部与所述腔体的底部之间填充有所述浇封层；
设置在所述腔体之中的温度检测模组、温度调节装置和控制模组；
所述控制模组分别与所述温度检测模组和所述温度调节装置连接，其中：
所述控制模组用于在通过所述温度检测模组检测到所述腔体的温度超过预设温度阈值时，通过所述温度调节装置对所述腔体进行降温，从而使所述腔体的温度小于所述预设温度阈值；
所述温度调节装置包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷端位于所述防爆箱体的内部，所述半导体制冷片的散热端位于所述防爆箱体的外部；或所述温度调节装置包括设置在所述腔体中的水冷板，所述水冷板的进水口与散热器出口连接，所述水冷板的进水口通过水泵与所述散热器进口连接，从而形成冷却水回路，其中，所述散热器和所述水泵均设置在所述防爆箱体的外部；
所述电池模组包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括所述电池模组中所有的电极，所述第二区域包括所述电池模组中所有的泄压阀，所述浇封层包括第一浇封层和第二浇封层，其中：所述第一浇封层覆盖所述电池模组的所述第一区域，所述第一浇封层具有第一开口，所述第一开口对应所述泄压阀，以使所述泄压阀经所述第一开口排气；
所述第二浇封层至少覆盖所述电池模组的所述第二区域，其中，所述第二浇封层的抗冲击强度小于所述泄压阀打开时的冲击强度，以确保所述泄压阀打开时冲破所述第二浇封层；
所述第二浇封层还覆盖所述第一区域，且所述第二浇封层的抗冲击强度小于所述第一浇封层的抗冲击强度；
所述浇封层还包括覆盖所述第二浇封层的第三浇封层，其中，所述第三浇封层在所述泄压阀位置处具有第二开口，所述第二开口对应所述泄压阀，所述泄压阀经所述第二开口排气，所述第三浇封层的抗冲击强度大于所述第一浇封层的抗冲击强度；
防爆电池还包括：设置在所述腔体之中的压力传感器；设置在所述防爆箱体的防爆盖之上的泄压装置，用于在所述腔体之中的压力增大时，将所述腔体之中的压力泄放至外界；
防爆电池还包括：箱体本体；设置在所述箱体本体之上的防爆盖，其中，所述防爆盖通过螺栓与所述箱体本体相连，且设置在所述防爆盖与所述箱体本体之间的密封条，所述密封条包括本体、至少两个上支脚和至少两个下支脚，至少两个所述上支脚分别间隔开设在所述本体的上端，至少两个所述上支脚分别止抵所述防爆盖，至少两个所述下支脚分别间隔开设在所述本体的下端，至少两个所述下支脚分别止抵所述箱体本体；
防爆电池还包括：设置在所述浇封区域之中的支撑件，所述支撑件用于支撑并固定所述电池模组。
2.如权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述第一浇封层、所述第二浇封层和所述第三浇封层为硅胶或环氧树脂。
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