CN112582740A - 一种可阻断电池热失控的系统 - Google Patents

一种可阻断电池热失控的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112582740A
CN112582740A CN202011592499.1A CN202011592499A CN112582740A CN 112582740 A CN112582740 A CN 112582740A CN 202011592499 A CN202011592499 A CN 202011592499A CN 112582740 A CN112582740 A CN 112582740A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
thermal runaway
cooling
shell
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011592499.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王小龙
韩冲
于洋
杨槐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aoheng New Energy Battery Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Aoheng New Energy Battery Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aoheng New Energy Battery Technology Co ltd filed Critical Beijing Aoheng New Energy Battery Technology Co ltd
Priority to CN202011592499.1A priority Critical patent/CN112582740A/zh
Publication of CN112582740A publication Critical patent/CN112582740A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开一种可阻断电池热失控的系统，包括电池单元、冷却液箱和冷却管路，冷却液箱上设有与其内部连通的出液口，电池单元具有内部中空的外壳以及安装在外壳内的电池模组和换热器，外壳上设有与其内部连通的防水透气阀，换热器上设有进液口和出液口，冷却管路两端伸入外壳内并分别与换热器的进液口和出液口连通，冷却管路上设有三通，且三通余下的一个接口与冷却液箱的出液口连通，换热器上设有与其内部连通的溢流口，且溢流口处设有堵盖。本发明所述可阻断电池热失控的电池系统利用电池在热失控时产生的热量使所述堵盖破碎后，冷却液流入所述电池内部，迅速为热失控的电池电芯降温，阻断热失控反应，避免电动汽车爆炸的风险。

Description

一种可阻断电池热失控的系统
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种可阻断电池热失控的系统。
背景技术
我国目前处在新能源汽车蓬勃发展的阶段，为提高的新能源汽车的续航里程，电池电量和能量密度不断增加，但是电池系统自燃爆炸等安全问题任未得到妥善的解决，且新能源电动汽车市场对热失控问题抱有很高的关注度，一次恶性事件就会造成极其巨大损失，甚至摧毁一款车型甚至相关车企。
电池热失控主要来源于电池内部的能量释放及化学反应，在常温情况下化学材料能够稳定的存在，但热失控过程中，会产生大量的热与火焰，且不需要氧气亦可燃烧，常规阻断空气对于阻断电池系统的热失控并没有作用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种通过降低失效电池的温度来阻断电池热失控的系统。
一种可阻断电池热失控的系统，包括电池单元、冷却液箱和冷却管路，所述冷却液箱上设有与其内部连通的出液口，所述电池单元具有内部中空的外壳以及安装在所述外壳内的电池模组和换热器，所述外壳上设有与其内部连通的防水透气阀，所述换热器上设有进液口和出液口，所述冷却管路设置在所述外壳外，且其两端伸入所述外壳内并分别与所述换热器的进液口和出液口连通，所述冷却管路上设有三通，且所述三通余下的一个接口与所述冷却液箱的出液口连通，所述换热器上设有与其内部连通的溢流口，且所述溢流口处设有堵盖，所述堵盖用以封堵在所述溢流口，或在所述电池包产生热失控时，所述堵盖破碎并打开所述溢流口。
优选地，还包括第一冷却液泵和电池冷却器，所述第一冷却液泵安装在所述冷却管路上，所述电池冷却器设置在冷却管路的一侧，所述第一冷却液泵用以所述换热器内的冷却液抽出所述外壳外，并与所述电池冷却器换热后流入所述外壳内，以与所述电池模组换热。
优选地，所述冷却液箱设置在所述电池单元的上方，或所述冷却液箱的出液口通过第二冷却液泵与所述三通的接口连通。
优选地，所述堵盖的材质为石蜡，在所述电池包产生热失控时，所述石蜡融化并打开所述溢流口。
优选地，所述堵盖包括内部中空的壳体以及密封在所述壳体内的膨胀液，在所述电池包产生热失控时，所述膨胀液的体积膨胀以破坏所述壳体，以打开所述溢流口。
优选地，所述冷却液箱用以盛装冷却液，且所述冷却液为乙二醇水溶液或乙二醇水溶液与阻燃剂的混合物。
优选地，所述外壳内设有多个竖向分布的隔板，且所述隔板将外壳内部分隔为多个容纳腔，多个所述容纳腔内均设有所述电池模组，所述换热器在每个所述容纳腔内均设有所述溢流口。
本发明所述可阻断电池热失控的电池系统利用电池在热失控时产生的热量使所述堵盖破碎后，冷却液流入所述电池内部，迅速为热失控的电池电芯降温，阻断热失控反应，避免电动汽车爆炸的风险。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述用以阻断电池热失控的电池系统的示意图；
图2为本发明实施例所述电池单元的结构示意图；
图3为本发明实施例所述堵盖的结构示意图。
附图标记的具体含义为：
1、电池单元；11、外壳；12、电池模组；13、换热器；14、防水透气阀；15、溢流口；16、隔板；2、冷却液箱；3、冷却管路；4、堵盖；41、壳体；42、膨胀液；5、第一冷却液泵；6、电池冷却器。
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
以下结合附图1-3对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1-3，提出本发明的一实施例，本实施例所述可阻断电池热失控的系统包括电池单元1、冷却液箱2和冷却管路3，所述冷却液箱2上设有与其内部连通的出液口，所述电池单元1具有内部中空的外壳11以及安装在所述外壳11内的电池模组12和换热器13，所述外壳11上设有与其内部连通的防水透气阀14，所述换热器13上设有进液口和出液口，所述冷却管路3设置在所述外壳11外，且其两端伸入所述外壳11内并分别与所述换热器13的进液口和出液口连通，所述冷却管路3上设有三通，且所述三通余下的一个接口与所述冷却液箱2的出液口连通，所述换热器13上设有与其内部连通的溢流口15，且所述溢流口15处设有堵盖4，所述堵盖4用以封堵在所述溢流口15，或在所述电池包产生热失控时，所述堵盖4破碎并打开所述溢流口15。
本申请所述可阻断电池热失控的系统的工作原理为：
所述电池模组12正常工作时，所述冷却液箱2内的冷却液充满所述冷却管路3和所述换热器13内，当所述电池模组12产生热失控后，所述外壳11内的气体通过所述防水透气阀逸出，所述堵盖4破碎并打开所述溢流口15，所述换热器13内的冷却液经过所述溢流口流入所述外壳11内，所述冷却液箱2内的冷却液不断地为所述换热器13补充冷却液，从而为热失控的电芯迅速降温，阻断热失控反应，避免电动汽车爆炸的风险。
本实施例中的所述可阻断电池热失控的系统中，在产生热失控后，所述换热器13内的冷却液流动，适用于无需水冷的电池单元。
在另外一个实施例中，还包括第一冷却液泵5和电池冷却器6，所述第一冷却液泵5安装在所述冷却管路3上，所述电池冷却器6设置在冷却管路3的一侧，所述第一冷却液泵5用以所述换热器13内的冷却液抽出所述外壳11外，并与所述电池冷却器6换热后流入所述外壳11内，以与所述电池模组12换热。
上述第一冷却液泵5和电池冷却器6适用于需要液冷的电池包，在电池包正常工作时，所述冷却液箱2内的冷却液充满所述冷却管路3和所述换热器13内，且所述第一冷却液泵5将所述换热器13内的冷却液抽出所述外壳11外，并与所述电池冷却器6换热后流入所述外壳11内，以使冷却液不断的与所述电池模组12换热，使得所述电池模组12处于适宜的工作温度；
在所述电池包发生热失控时，所述第一冷却液泵5泵入所述换热器13内的冷却液通过所述溢流口15流入所述外壳11内，所述冷却液箱2内的冷却液为所述换热器13补充冷却液，且所述第一冷却液泵5使得所述外壳11内的冷却液与所述电池冷却器6持续换热，有利于提高冷却液对热失控的电池模组12的冷却效果，从而有利于有效阻断电池的热失控。
优选地，所述冷却液箱2设置在所述电池单元1的上方，或所述冷却液箱2的出液口通过第二冷却液泵与所述三通的接口连通。
如图所示，本实施例中，所述冷却液箱2设置在所述电池单元1的上方，所述冷却液箱2内的冷却液会在重力的作用下自发的向所述冷却管路3内补充冷却液，或者所述冷却液箱2的出液口通过第二冷却液泵与所述三通的接口连通，以向所述冷却管路3内快速补充冷却液。
所述冷却液箱2的出液口处还可以设有单向阀，当电池包发生热失控时，避免所述冷却管路3内的冷却液在所述第一冷却液泵5的作用下回流至所述冷却液箱2内。
优选地，所述堵盖4的材质为石蜡，在所述电池包产生热失控时，所述石蜡融化并打开所述溢流口15。
石蜡可在高温下融化并打开所述溢流口15，使用方便。
所述堵盖4包括内部中空的壳体41以及密封在所述壳体41内的膨胀液42，在所述电池包产生热失控时，所述膨胀液42的体积膨胀以破坏所述壳体41，以打开所述溢流口15。
所述膨胀液42具有高的热膨胀系数，可以是酒精或水银，本实施例所述膨胀液42为酒精。
所述壳体41采用易碎材质制成，本实施例所述壳体41为玻璃，在所述电池产生热失控时，酒精的体积膨胀并破坏壳体41，使得所述溢流口15打开。
优选地，所述冷却液箱2用以盛装冷却液，且所述冷却液为乙二醇水溶液或乙二醇水溶液与阻燃剂的混合物。
所述乙二醇水溶液为常用的车用冷却液，在所述冷却液箱2内盛装乙二醇水溶液与阻燃剂的混合液，有利于提高冷却液的阻燃性能。
优选地，所述外壳11内设有多个竖向分布的隔板16，且所述隔板16将外壳11内部分隔为多个容纳腔，多个所述容纳腔内均设有所述电池模组12，所述换热器13在每个所述容纳腔内均设有所述溢流口15。
所述隔板16将所述外壳11内部分隔为多个区域，任意一个区域内的电池模组12产生热失控后，该区域对应的所述溢流口15打开，以阻断该区域内的电池模组12的热失控，避免冷却液导致其余电池模组12失效；同时还可以减少所需冷却液的体积，使得所述冷却液快速流入热失控的所述电池模组12所在区域，有利于提高冷却液对热失控的电池模组12的冷却效果；能够减少所述冷却液箱2所需体积及冷却液的存储量。
本实施例中，所述换热器13为水冷板，所述水冷板上设有贯穿其的冷却液流道，且所述冷却液流道的两端分别构成所述换热器13的进液口和出液口，安装更方便。
所述换热器13还可以是盘管，所述盘管铺设在所述外壳11内，且所述盘管的两端构成所述换热器13的进液口和出液口。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可阻断电池热失控的系统，其特征在于，包括电池单元(1)、冷却液箱(2)和冷却管路(3)，所述冷却液箱(2)上设有与其内部连通的出液口，所述电池单元(1)具有内部中空的外壳(11)以及安装在所述外壳(11)内的电池模组(12)和换热器(13)，所述外壳(11)上设有与其内部连通的防水透气阀(14)，所述换热器(13)上设有进液口和出液口，所述冷却管路(3)设置在所述外壳(11)外，且其两端伸入所述外壳(11)内并分别与所述换热器(13)的进液口和出液口连通，所述冷却管路(3)上设有三通，且所述三通余下的一个接口与所述冷却液箱(2)的出液口连通，所述换热器(13)上设有与其内部连通的溢流口(15)，且所述溢流口(15)处设有堵盖(4)，所述堵盖(4)用以封堵在所述溢流口(15)，或在所述电池包产生热失控时，所述堵盖(4)破碎并打开所述溢流口(15)。
2.根据权利要求1所述的可阻断电池热失控的系统，其特征在于，还包括第一冷却液泵(5)和电池冷却器(6)，所述第一冷却液泵(5)安装在所述冷却管路(3)上，所述电池冷却器(6)设置在冷却管路(3)的一侧，所述第一冷却液泵(5)用以所述换热器(13)内的冷却液抽出所述外壳(11)外，并与所述电池冷却器(6)换热后流入所述外壳(11)内，以与所述电池模组(12)换热。
3.根据权利要求1或2所述的可阻断电池热失控的系统，其特征在于，所述冷却液箱(2)设置在所述电池单元(1)的上方，或所述冷却液箱(2)的出液口通过第二冷却液泵与所述三通的接口连通。
4.根据权利要求1所述的可阻断电池热失控的系统，其特征在于，所述堵盖(4)的材质为石蜡，在所述电池包产生热失控时，所述石蜡融化并打开所述溢流口(15)。
5.根据权利要求1所述的可阻断电池热失控的系统，其特征在于，所述堵盖(4)包括内部中空的壳体(41)以及密封在所述壳体(41)内的膨胀液(42)，在所述电池包产生热失控时，所述膨胀液(42)的体积膨胀以破坏所述壳体(41)，以打开所述溢流口(15)。
6.根据权利要求1所述的可阻断电池热失控的系统，其特征在于，所述冷却液箱(2)用以盛装冷却液，且所述冷却液为乙二醇水溶液或乙二醇水溶液与阻燃剂的混合物。
7.根据权利要求1所述的可阻断电池热失控的系统，其特征在于，所述外壳(11)内设有多个竖向分布的隔板(16)，且所述隔板(16)将外壳(11)内部分隔为多个容纳腔，多个所述容纳腔内均设有所述电池模组(12)，所述换热器(13)在每个所述容纳腔内均设有所述溢流口(15)。
CN202011592499.1A 2020-12-29 2020-12-29 一种可阻断电池热失控的系统 Pending CN112582740A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011592499.1A CN112582740A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种可阻断电池热失控的系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011592499.1A CN112582740A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种可阻断电池热失控的系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112582740A true CN112582740A (zh) 2021-03-30

Family

ID=75144345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011592499.1A Pending CN112582740A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种可阻断电池热失控的系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112582740A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437389A (zh) * 2021-06-23 2021-09-24 西安电子科技大学芜湖研究院 一种带变形检测和灭火功能的电池液冷系统
CN114374020A (zh) * 2021-12-31 2022-04-19 中国第一汽车股份有限公司 电池包及具有其的车辆

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437389A (zh) * 2021-06-23 2021-09-24 西安电子科技大学芜湖研究院 一种带变形检测和灭火功能的电池液冷系统
CN114374020A (zh) * 2021-12-31 2022-04-19 中国第一汽车股份有限公司 电池包及具有其的车辆
CN114374020B (zh) * 2021-12-31 2024-06-04 中国第一汽车股份有限公司 电池包及具有其的车辆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112582740A (zh) 一种可阻断电池热失控的系统
WO2018030821A1 (ko) 냉각 구조가 개선된 배터리 팩
WO2023273885A1 (zh) 一种电池包下箱体、电池包及车辆
CN218548570U (zh) 一种电池组件
CN115692911A (zh) 电池和用电装置
CN116053638A (zh) 浸没式储能包、储能簇、储能厢、储能系统及其工作方法
CN113054300A (zh) 一种电池热失控换热结构、电池总成及车辆
CN114937853A (zh) 电池箱箱体结构、电芯和电池包
CN214153082U (zh) 一种可阻断电池热失控的系统
WO2024041408A1 (zh) 电池消防系统、电池及用电装置
WO2024083083A1 (zh) 电池和用电装置
CN219149082U (zh) 电池灭火系统及动力装置
CN218867280U (zh) 电池、储能装置以及用电设备
CN216624401U (zh) 液冷储能系统
WO2023240552A1 (zh) 热管理部件、电池及用电设备
CN217641522U (zh) 一种液冷电池pack
CN215527804U (zh) 电池模组、电池包和车辆
CN116615830A (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
CN210926090U (zh) 一种电池包箱体的控温模块和一种电池包箱体
CN220895625U (zh) 一种电池箱冷却系统及电池箱
CN220324555U (zh) 一种大容量电池
CN221327875U (zh) 热管理装置、电池以及用电装置
CN218602535U (zh) 浸没式储能包、储能簇、储能厢和储能系统
CN220914440U (zh) 一种液冷式ctp电池系统
CN219498078U (zh) 电池包

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination