CN112216899A - 一种大功率防爆水冷电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源电池领域，具体公开了一种大功率防爆水冷电池包，包括：外壳，设于外壳内的电池模组，电池模组中的固定体，固定体中的水冷通道，带有主通道和分支的水冷系统，带有储料箱和混合箱的灭火系统。本发明通过灭火系统，能够在电池包的内部发生火灾后，立刻将储料箱中的溶液进行混合，产生大量二氧化碳气体注入到电池包内，进行灭火，防止其爆炸；还通过在水冷系统的分支伸入到水冷通道内，通过分支出水口进行出水，能够在水冷通道较长的情况下，仍然可以保证循环水的流速，提升了整体的冷却效果。

Description

一种大功率防爆水冷电池包
技术领域
本发明属于新能源电池领域，特别涉及一种大功率防爆水冷电池包。
背景技术
新能源汽车已成为当今最前沿和最热门的一个产业，不仅是国内还是国外，都在大力发展和研发生产新能源汽车。
新能源汽车主要由三大核心部分组成，即电池，电机和电控；其中电机和电控方面在技术上已经相对成熟，唯有电池部分，由于受其续航能力和安全性的限制，一直是新能源汽车领域中最大的瓶颈；并且由于该道瓶颈的存在，始终使新能源汽车在总体性能上，还不能赶超传统燃料的汽车。
新能源电池的主要瓶颈有两点，第一就是安全性的问题，新能源电池主要采用锂电池，锂电池在使用过程中如果受到了外接的冲击和刺穿，会在瞬间燃烧，如果无法立刻进行持续性的灭火，会在很短的时间内引起发爆炸，威胁周围人的生命安全；第二就是散热与功率的问题，众所周知，电池的单体不可以做的过大，进而功率是一定的，想要提升车辆的续航能力和电池的带电量，就必须将电池进行并联使用，但是如果并联的电池过多，就会电池组的体积过大，内部的元件发热也会越快，冷却的难度也越大；水冷是一种有效的冷却方式，但是采用水冷时，由于冷却管路过长，会使管路中的液体流动性变差，影响冷却效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率防爆水冷电池包，从而克服现有的新能源电池在燃烧后无法快速进行持续性的灭火易发生爆炸，并且当多组电池单体组成大功率的电池组时，水冷液流动性差，冷却效果差的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种大功率防爆水冷电池包，包括外壳，设于所述外壳的内部的电池模组，设于所述电池模组的内部的水冷系统，灭火系统，其特征在于：所述灭火系统包括混合箱和至少两个储料箱，所述储料箱与所述混合箱相连通，所述混合箱与所述外壳的内部相连通；所述电池模组包括固定体，所述固定体内设有多个相互并联的单体电池以及位于各所述单体电池之间的水冷通道，各所述水冷通道通过通道出水口与所述外壳的内部相连通；所述水冷系统包括主通道，所述主通道上设有多条分支，各所述分支分别套设在所述水冷通道内，所述主通道上设有总进水口，所述分支上设有分支出水口，所述分支出口的直径小于所述出水口的直径。。
优选的，上述技术方案中，各所述储料箱分别通过一根进料管路与所述混合箱连通，各所述进料管路上分别设有一个水泵。
优选的，上述技术方案中，所述灭火系统还包括排气管路，所述排气管路包括相互连通的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与所述混合箱相连通，所述第一出气端与所述外壳的内部相连通，所述排气管路上设有抽风机。
优选的，上述技术方案中，所述灭火系统还包括回气管路，所述回气管路包括相互连通的第二进气端和第二出气端，所述第二进气端与所述混合箱的内部相连通，所述第二出气端与所述排气管路相连通，并位于所述抽风机和第一进气端之间。
优选的，上述技术方案中，各所述储料箱中分别装有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液。
优选的，上述技术方案中，所述固定体中设有电池安装孔，所述电池安装孔的位置与所述水冷通道的位置相互交错。
优选的，上述技术方案中，各所述电池安装孔内设有绝缘套，所述单体电池设于所述绝缘套内，所述绝缘套的两端分别通过止付螺丝进行密封，其中一个所述止付螺丝与所述单体电池的一端之间设有弹簧，所述单体电池的另一端设有导电衰减传感器。
优选的，上述技术方案中，所述固定体通过电池组扣板固定在所述外壳的内部，所述电池组扣板将所述电池安装孔进行密封，所述电池组扣板上设有与所述通道出水口相对应的扣板出水口。
优选的，上述技术方案中，所述扣板出水口和所述通道出水口之间设有锥形塞，所述锥形塞内设有铜管，所述铜管包括相连通的铜管第一端和铜管第二端，所述铜管第一端与所述水冷通道相连通，所述铜管第二端延伸至所述外壳的内部。
优选的，上述技术方案中，所述外壳上设有总出水管，所述总出水管将所述外壳的内部与外部相连通，所述主通道设有向所述外壳的外部延伸的进水端，所述总进水口设于所述进水端上。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明中的电池包上设置有灭火系统，该灭火系统通能够在电池包的内部发生火灾后，过将碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液瞬间混合，持续地产生大量二氧化碳，并持续注入到电池包内，进行灭火，防止其爆炸。
2. 本发明在电池单体的周围设置有多条水冷通道，并且将水冷系统的分支伸入到水冷通道内，并在分支的上开设有多个分支出水口，能够在水冷通道较长的情况下，仍然可以在通道内产生较大流速的循环水，提升了冷却效果。
3. 在灭火系统中还设置有与外壳的内部相连通的回气管路，该回气管路能够在外壳内部通入二氧化碳的时候，将多余的气体释放回到混合箱内，以防止外壳内部的压力过高，发生危险。
附图说明
图1是本发明大功率防爆水冷电池包的结构图。
图2是带有灭火系统的外壳的局部剖切图。
图3是电池模组的结构图。
图4是电池模组的局部剖切图。
图5是水冷系统的结构图。
图6是固定体的局部剖切图。
图7是电池单体及周边附件的结构图。
主要附图标记说明：
1-外壳，11-内腔；
2-电池模组，21-固定体，211-水冷通道，212-通道出水口，213-电池安装孔；22-单体电池，23-绝缘套，24-止付螺丝，25-弹簧，26-导电衰减传感器，27-电池组扣板，271-扣板出水口，28-锥形塞，29-铜管，291-铜管第一端，292-铜管第二端；
3-水冷系统，31-主通道，311-总进水口，312-进水端，313-主通道一段，314-主通道二段，32-分支，321-分支出水口；
4-灭火系统，41-混合箱，42-储料箱，43-进料管路，44-水泵，45-排气管路，451-第一进气端，452-第一出气端，46-抽风机，47-回气管路，471-第二进气端，472-第二出气端；
5-总出水管；
6-充电口；
7-电能输出口。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1到图7所示，该实施例中的大功率防爆水冷电池包，包括：外壳1，内腔11，电池模组2，固定体21，水冷通道211，通道出水口212，电池安装孔213，单体电池22，绝缘套23，止付螺丝24，弹簧25，导电衰减传感器26，电池组扣板27，扣板出水口271，锥形塞28，铜管29，铜管第一端291，铜管第二端292，水冷系统3，主通道31，总进水口311，进水端312，主通道一段313，主通道二段314，分支32，分支出水口321，灭火系统4，混合箱41，储料箱42，进料管路43，水泵44，排气管路45，第一进气端451，第一出气端452，抽风机46，回气管路47，第二进气端471，第二出气端472，总出水管5，充电口6，电能输出口7。
外壳1的内部设置有内腔11，在外壳1上安装有总出水管5，总出水管5将外壳1的内部和外部相连通。
灭火系统4安装在外壳1的外部，灭火系统4包括：混合箱41，储料箱42，进料管路43，水泵44，排气管路45，抽风机46和回气管路47；储料箱42共有两个，两个储料箱42内分别装有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液；两个储料箱42分别通过一根进料管路43与混合箱41的内部相连通，并且每条进料管路43中均安装有一个水泵44，碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液经水泵44抽取至混合箱41中发生反应，产生二氧化碳气体；混合箱41与四条排气管路45相连通，排气管路45包括相连通的第一进气端451和第一出气端452；第一进气端451通入至混合箱41中，第一出气端452通入至内腔11中，在排气管路45上安装有抽风机46；回气管路47包括相互连通的第二进气端471和第二出气端472，第二进气端471与内腔11相连通，第二出气端472与排气管路45相连通，并位于抽风机46和第一进气端451之间；当需要将混合箱41中的二氧化碳通入至内腔11中时，各排气管路45上的抽风机46开启，二氧化碳被抽入至内腔11中，同时，内腔11中多余的气压会从回气管路47进去到混合箱41内，使整体压强保持平衡。
电池模组2通过电池组扣板27固定在内腔11中，并使电池模组2与内腔11的侧壁之间留有一定的间隙；电池模组2包括两块相相互贴合的固定体21，固定体21由铝合金蜂窝体材料制成，每个固定体21中均开设有多个水冷通道211和电池安装孔213，水冷通道211与电池安装孔213之间相互交错，水冷通道211从固定体21的侧面向外伸出形成通道出水口212；电池扣板27安装在两块固定体21的端部，并且将电池干桩孔213密封，在电池扣板27上开设有扣板出水口271，该扣板出水口271与通道出水口212的位置相互对应；在通道出水口212和扣板出水口271处同时塞有锥形塞28，该锥形塞28将通道出水口212和扣板出水口271进行密封，锥形赛28的中间插套有一根铜管29，该铜管29包括相互连通的铜管第一端291和铜管第二端292，铜管第一端291与水冷通道211相连通，铜管第二端292延伸至外壳1的内部。
两个固定体21的每个电池安装孔内均套有一个绝缘套23，单体电池22套在绝缘套23内，绝缘套23的两端分别通过由陶瓷材料制成的止付螺丝24进行密封，其中一个止付螺丝24与单体电池22的一端之间设置有可将单体电池22挤压固定的弹簧25，所述单体电池的另一端设置有导电衰减传感器26，当两个固定体21中的单体电池22的端部相互对接，即相互串联时，导电衰减传感器26刚好位于两个单体电池22之间，并将两者相互串联。
水冷系统3包括主通道31和分支32；主通道31被夹设在两块固定体21之间，主通道31包括主通道一段313，主通道一段313的其中一端为进水端312并一直延伸至外壳1的外部，在该进水端312上开设有总进水口311；在主通道一段313的侧部，沿着主通道一段313间隔焊接有多根主通道二段314，主通道二段314与主通道一段313相互垂直；在每根主通道二段314上，沿着主通道二段314间隔焊接有多条分支32，各条分支32的一端与主通道第二端314连通，各条分支32的另一端向两个固定体21中延伸并且为封闭结构，每条分支32分别套在一个水冷通道211内，并且分支32的直径小于水冷通道211的直径，在分支32的侧部开设有多个分支出水口321，使分支32与水冷通道211相互连通。
在外壳1上还安装有与电池模组2电性连接的充电口6和电能输出口7，用于整个电池包的充电和防电。
综上所述，本发明通过灭火系统，能够在电池包的内部发生火灾后，立刻将储料箱中的溶液进行混合，产生大量二氧化碳气体注入到电池包内，进行灭火，防止其爆炸；还通过在水冷系统的分支伸入到水冷通道内，通过分支出水口进行出水，能够在水冷通道较长的情况下，仍然可以保证循环水的流速，提升了整体的冷却效果。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种大功率防爆水冷电池包，包括外壳，设于所述外壳的内部的电池模组，设于所述电池模组的内部的水冷系统，灭火系统，其特征在于：所述灭火系统包括混合箱和至少两个储料箱，所述储料箱与所述混合箱相连通，所述混合箱与所述外壳的内部相连通；所述电池模组包括固定体，所述固定体内设有多个相互并联的单体电池以及位于各所述单体电池之间的水冷通道，各所述水冷通道通过通道出水口与所述外壳的内部相连通；所述水冷系统包括主通道，所述主通道上设有多条分支，各所述分支分别套设在所述水冷通道内，所述主通道上设有总进水口，所述分支上设有分支出水口，所述分支出口的直径小于所述出水口的直径。
2.根据权利要求1所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，各所述储料箱分别通过一根进料管路与所述混合箱连通，各所述进料管路上分别设有一个水泵。
3.根据权利要求2所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，所述灭火系统还包括排气管路，所述排气管路包括相互连通的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与所述混合箱相连通，所述第一出气端与所述外壳的内部相连通，所述排气管路上设有抽风机。
4.根据权利要求3所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，所述灭火系统还包括回气管路，所述回气管路包括相互连通的第二进气端和第二出气端，所述第二进气端与所述混合箱的内部相连通，所述第二出气端与所述排气管路相连通，并位于所述抽风机和第一进气端之间。
5.根据权利要求4所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，各所述储料箱中分别装有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液。
6.根据权利要求1所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，所述固定体中设有电池安装孔，所述电池安装孔的位置与所述水冷通道的位置相互交错。
7.根据权利要求6所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，各所述电池安装孔内设有绝缘套，所述单体电池设于所述绝缘套内，所述绝缘套的两端分别通过止付螺丝进行密封，其中一个所述止付螺丝与所述单体电池的一端之间设有弹簧，所述单体电池的另一端设有导电衰减传感器。
8.根据权利要求7所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，所述固定体通过电池组扣板固定在所述外壳的内部，所述电池组扣板将所述电池安装孔进行密封，所述电池组扣板上设有与所述通道出水口相对应的扣板出水口。
9.根据权利要求8所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，所述扣板出水口和所述通道出水口之间设有锥形塞，所述锥形塞内设有铜管，所述铜管包括相连通的铜管第一端和铜管第二端，所述铜管第一端与所述水冷通道相连通，所述铜管第二端延伸至所述外壳的内部。
10.根据权利要求1所述的大功率防爆水冷电池包，其特征在于，所述外壳上设有总出水管，所述总出水管将所述外壳的内部与外部相连通，所述主通道设有向所述外壳的外部延伸的进水端，所述总进水口设于所述进水端上。
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