CN113287223A - 电池储存外壳以及紧急定位发射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合于储存电池组电池(12)的电池储存盒(4)，所述电池组电池具有配备有安全阀(16)的第一端(14)以及第二端(18)，所述盒包括：‑金属壳体(20)，所述金属壳体包括底壁(32)和侧壁(34)；以及‑隔热支架(22)，所述隔热支架布置在所述金属壳体(20)中，其中所述支架包括：‑肩部(52)，所述肩部相对于所述壳体的所述底壁(32)升高；‑侧面支承壁(55)，其中所述电池(12)抵靠在所述至少一个侧面支承壁(55)上，以便将所述电池(12)保持在距所述壳体的所述至少一个侧壁(34)第一距离处；‑开口(56)，所述开口布置在所述肩部(52)下方，以便在所述电池失控期间允许烟雾和气体逸出。

Description

电池储存外壳以及紧急定位发射器
技术领域
本发明来自电池组和电池储存盒的领域，具体来说，用于锂电池储存。本发明还涉及用于航空领域的紧急定位发射器。
背景技术
由于一次和二次锂电池的热失控，已经发生了多起事故。电池的热失控会对航空器造成重大损害。为了避免这种损坏，将包含锂电池的装置放置在特定的织物袋中或适合容纳火焰和热量的盒子中是已知的。文档US 2018/0358671描述一种电池包，所述电池包包括限定用于容纳电池组电池的主体的底盘。文档US 20196/0204404和文档EP3,410,512公开不特定于航空要求的电池储存盒。
为了避免火灾蔓延，优选地限制电池热失控的后果。
发明内容
出于此目的，提出一种适合于储存至少一个电池的电池储存盒，所述至少一个电池具有配备有安全阀的第一端以及第二端，所述盒包括：
-金属壳体，所述金属壳体包括底壁和侧壁；以及
-至少一个隔热支架，其布置在所述壳体中，其中所述支架包括：
-肩部，所述肩部相对于所述壳体的所述底壁升高，其中所述电池的所述第一端抵靠在所述肩部上；
-至少一个侧面支承壁，其中所述至少一个电池抵靠在所述至少一个侧面支承壁上，以便将所述电池保持在距所述壳体的所述至少一个侧壁第一距离处，并且其中第一气隙布置在所述侧壁与所述至少一个电池之间；
-至少一个开口，其布置在所述肩部下方，以便在电池失控期间允许离开安全阀的烟雾和气体逸出；
-由隔热材料制成的罩壳，其中所述罩壳形成外壳，所述外壳具有大于所述壳体的外尺寸的内尺寸；其中所述壳体通过紧固件悬挂在所述外壳中，其中第三气隙布置在所述罩壳与所述壳体之间，并且其中所述壳体仅经由所述紧固件与所述罩壳接触。
有利地，将壳体悬挂在罩壳内的事实用于在壳体周围形成热绝缘体。因此，罩壳的室外温度将较低。
有利地，将一个或多个电池提升到金属壳体的底壁上方，以便在电池失控期间允许离开安全阀的液体残余物流向壳体的底部。
有利地，支架用于将一个或多个电池与壳体物理地隔离并且产生围绕每个电池延伸的气隙。这些气隙将允许排出烟雾和气体。这些气隙也是热绝缘体。
可以任选地实践在以下段落中公开的特征。它们可以彼此独立地或彼此组合实践：
-支架包括中空下部腔，所述下部腔适合于在电池失控期间接收来自安全阀的液体残余物。
-电池储存盒预期储存至少两个电池，并且所述盒包括位于壳体中的至少一个金属分隔壁，其中所述分隔壁能够定界至少两个隔室，其中所述至少一个支架适合于在每个隔室中承载一个电池，其中侧面支承壁能够将至少一个电池保持在距所述至少一个分隔壁第二距离处，并且其中第一气隙布置在分隔壁和电池之间。
-电池储存盒进一步包括具有至少一个加强件的隔热锁定板，所述加强件适合于将所述至少一个电池的第二端保持在适当位置。
-锁定板包括至少一个孔，在电池失控期间烟雾和气体可以穿过所述至少一个孔。
-所述盒包括配备有至少一个孔的金属盖，在电池失控期间烟雾和气体可以穿过所述至少一个孔。
-所述盒包括至少一个第二气隙，所述第二气隙由隔室的拐角和与隔室的拐角相对布置的支架的一部分定界，并且其中在所述至少一个第二气隙上方形成至少一个孔。
-肩部位于在壳体的底壁上方的某一高度处；所述高度等于至少2mm。
本发明还涉及一种用于航空器的紧急定位发射器，包括：满足上述特征的电池储存盒；适合于附接到所述电池储存盒的补充盒；以及电子电路，其中所述电子电路适合于生成射频信号；天线，所述天线连接到电子电路以利用射频信号发射紧急定位信号。
具体来说，所述补充盒适合于附接在所述电池储存盒上方，其中所述补充盒包括与电池储存盒连接的开口。
有利地，离开电池的安全阀的热烟在位于电池与壳体的壁46之间的气隙中上升，穿过通孔68并且在补充盒6中上升。当烟雾和气体在补充盒中时，它们在此盒中包含的电子设备(例如电子卡)的触点处冷却。
附图说明
在阅读以下详细描述并且在分析附图之后，将明白本发明的其它特征、细节和优点，在附图上：
图1是根据本发明的紧急定位发射器的透视图；
图2是根据本发明的电池储存盒的分解透视图；
图3是图2中示出的电池储存盒的俯视图；
图4是沿着图3中示出的截平面IV-IV截取的电池储存盒的截面；
图5是沿着图3中示出的截平面V-V截取的电池储存盒的截面；
图6是根据本发明的电池、八个电池支架以及锁定板的底部透视图；
图7是根据本发明的具有安装在盒上的顶部的电池储存盒的透视图。
具体实施方式
以下附图和说明书主要包含某种种类的项目。因此，它们不仅可以用于更佳地理解本发明，而且视需要还促进本发明的定义。
常规上，在以下描述中，当根据本发明的电池储存盒4和根据本发明的发射器如图所示布置时，术语“下”、“上”、“上方”、“下方”被定义且决不是限制性的。
参考图1，本发明涉及一种电池储存盒4和紧急定位发射器2，所述紧急定位发射器包括电池储存盒以及附接在电池储存盒4上方的那种类型的补充盒6。
补充盒6包括用于触发定位信号的杆8、连接到触发杆8的电子电路9，以及连接到电子电路9的天线10。例如，触发杆8例如枢转地安装在补充盒6上。如在所示的实施例中，电子电路9可以容纳在补充盒6中。天线10例如附接到补充盒上。
当枢转触发杆8时，电子电路9适合于生成射频信号。天线10能够利用射频信号发射紧急定位信号。
根据本发明的电池储存盒4预期接收一个或多个电池12。这些电池是例如一次或二次锂电池。根据本发明，这些电池可以或可以不彼此电连接以形成电池组。电池与耗电设备的电连接或电池本身之间的可能连接不是本专利申请的一部分并且未在图中示出。
在图中所示的实例中，电池12具有圆柱形形状，所述电池具有配备有安全阀16的第一端14以及与第一端相对的第二端18。这种形状决不是限制性的，本发明也适用于具有另一种形状的电池。安全阀16是一种安全装置，所述安全装置在电池中压力过大或电池失控的情况下允许烟雾和气体以及液体残余物逸出。例如，所述安全阀由可以配备有球形止回阀或爆破片的通风口形成。
在图中描述并说明包括八个电池12的储存盒4的实例。本发明还适用于包括不同数目的电池的储存盒4。此数目可以大于或等于一。
如图2中所示，储存盒4包括金属壳体20、各自适合于承载一个电池12的八个隔热支架22、适合于安装在八个电池12上方的隔热锁定板24，以及适合于安装在锁定板24上且固定到壳体20的金属盖26。
盒4还包括接纳壳体20的罩壳28、支架22、板24、盖子26，以及用于将罩壳28附接到在图1上所示的补充盒6或在图7中所示的顶部7的附接元件30。
壳体20具有大体上长方体形状。所述壳体具有底壁32和侧壁34。其上表面36是敞开的。这些侧壁的上边缘38具有垂直地延伸突起的两个金属突片40。
在所示实施例中，壳体20进一步包括在壳体中垂直地延伸的金属分隔壁42。在所示实例中，壳体20包括三个横向分隔壁42以及一个纵向的中心分隔壁42。这些壁42定界八个隔室44。每个隔室44预期储存一个电池支架22和一个电池12。
有利地，分隔壁42用于将电池12彼此隔离。并且有利地，分隔壁42适合于吸收在电池12失控期间由所述电池释放的热量的一部分。
每个隔室44具有大于电池12的外尺寸的内尺寸。至少大于0.5mm的第一距离D1将每个电池12与壳体的侧壁34分离。至少大于0.5mm的第二距离D2将每个电池12与分隔壁42分离。优选地，第一或第二距离等于1mm。第一距离和第二距离可以相同也可以不同。第一气隙46因此布置在每个电池与侧壁34之间。第一气隙46还设置在每个电池12与分隔壁42之间。这些第一气隙46形成热绝缘并且允许在电池失控的情况下去除烟雾和气体。
如可以在图4到6中看到，八个支架22各自布置在处于壳体的底壁32上的隔室44中。八个支架22相同。仅详细地描述一个支架22。
支架22具有平行六面体块的大体形状。具体来说，在所示的实施例中，支架22具有立方体块的形状。所述支架包括升高到壳体32的底壁上方的内肩部52，以及至少一个侧面支承壁55，其适合于保持电池组远离侧壁34和/或远离外壳的分隔壁42。支架22还包括能够在电池失控的情况下收集可能从安全阀16流出的液体残余物的中空下部腔54。
在所示的实施例中，支架22包括具有肩部52的中心通孔50。位于肩部52上方的支架的上部部分53具有与电池12的形状互补的环形形状。支架的上部部分53的壁形成侧面支承壁55。此侧面支承壁55垂直于肩部52延伸。所述侧面支承壁邻近于肩部55。位于肩部52下方的支架的下部部分57形成中空下部腔54。
肩部52预期承载配备有安全阀16的电池的第一端14。选择肩部52相对于底壁32升高的高度H，使得中空下部腔54的体积大于可以从电池逸出的液体残余物的最大体积。高度H等于至少2mm。优选地，高度H等于至少5mm。
由于肩部52升高高度H，因此通过安全阀16逸出的液体残余物可以释放流入下部腔54中且通过隔室44在底壁32上收集。在与底壁32的金属接触后，液体残余物汇集且固化。因此，固化的残余物滞留在下部腔54中。几乎没有氧气能够进入此下部腔54，因为它充满了烟雾和气体。由于液态锂残余物仅与少量氧气接触，因此支架22外不存在火焰传播。
支架22进一步包括布置在肩部52下方的四个开口56。这些开口56在中空下部腔54与隔室44之间形成通道。所述开口在电池失控期间允许离开安全阀16的烟雾和气体逸出。在所示实施例中，每个开口56与隔室的拐角49相对地定位。每个开口56与第二气隙48连通，所述第二气隙由隔室44的拐角49以及与隔室的拐角49相对地布置的支架22的一部分定界。
优选地，截断支架22的四个竖直边缘以便形成四个倾斜表面59。开口56通向倾斜表面59。在支架的倾斜表面59与隔室的壁之间存在的间隙有助于烟雾和气体朝向第二气隙48逸出。当电池12具有如在实例中所示的圆柱形形状时，第二气隙48在隔室44的拐角49与电池12的圆形部分之间延伸超过每个隔室的整个高度。
有利地，支架22预期承载电池组12，以便将其定位在中心且远离壳体的侧壁34和分隔壁42定位。每个支架22用于将电池12与壳体20物理地隔离，并且形成围绕每个电池延伸的第一气隙46和第二气隙48。这些第一气隙46和第二气隙48将允许排出从安全阀16逸出且穿过开口56的烟雾和气体。这些第一气隙46和第二气隙48也是热绝缘体。
作为变体，八个支架22彼此附接且构成单个支架。当使用此变体时，分隔壁42可移除，并且安装在单个支架上方且附接到彼此。
锁定板24具有矩形形状。其下表面58包括适合于接纳电池的第二端18的八个加固件60。出于此目的，这些加固件60具有与电池的形状互补的形状。在所示实例中，它们是圆形的。锁定板24包括适合于在电池失控期间烟雾和气体穿过的通孔62。优选地，这些孔62在第二气隙48上方形成，所述第二气隙由隔室的拐角49和支架的一部分定界。单个孔62与各种相邻隔室44的相邻拐角49相对地布置。以此方式，在所示实施例中，五个孔62形成为沿着锁定板的每个纵向边缘相等地间隔开，并且五个其它孔62形成为沿着锁定板24的纵向中线相等地间隔开。
八个支架22和锁定板24由隔热且耐热材料制成，这意味着高耐热性。例如，此材料由聚醚酰亚胺或聚苯砜制成。
参考图2，盖子26包括主壁64和侧壁66。主壁64具有矩形形状。主壁64具有位于锁定板中的孔62上方且与所述孔相对地定位的通孔68。因此，这些孔68在第二气隙46上方形成。
主壁64的横向边缘包括适合于接纳壳体的突片40的缝隙70。当盖子26放置于壳体20上且突片40穿过缝隙70时，突片70的部分水平地折叠以便将盖子26固定到壳体20。盖子的侧壁的自由纵向边缘72包括紧固件76，用于将盖子26和壳体20附接到罩壳28。例如，紧固件76由具有水平地延伸的孔口78的叶片77制成。
罩壳28具有平行六面体形状。所述罩壳在其上表面80上是敞开的。它例如由绝缘和耐热塑料(例如，高度耐热的塑料)模制而成，例如聚醚酰亚胺和聚苯砜。
参考图2和3，罩壳28包括水平支撑壁82，通过所述水平支撑壁承载悬挂在罩壳28内部的壳体20以及盖子26。在所示实施例中，支撑壁82是与罩壳28模制在单个单元中的竖直圆柱体的端壁84。竖直圆柱体86是中空的且沿着罩壳28的每个纵向面定位。支撑壁84各自包括螺纹开口88。螺钉式附接元件(未显示)拧入叶片的开口78中且拧入支撑壁的螺纹开口88中，用于将其盖子26以及悬挂壳体20附接在罩壳28中。
如在图4和5中可以看出，罩壳形成外壳，所述外壳具有大于壳体20的外尺寸的内尺寸。因此，在罩壳28与壳体20之间提供大于2mm的距离。优选地，此距离等于5mm。因此，第三气隙90布置在壳体20与罩壳28之间。此第三气隙90位于侧面上以及壳体20下方。此第三气隙90的功能是将壳体20与罩壳28热绝缘。
罩壳28进一步包括在其每个拐角处的中空管92，所述中空管具有通向罩壳的下表面94的下端开口以及螺纹上端96。螺钉式附接元件30布置在中空管92中且拧入螺纹中，使得其螺纹端拧入补充盒6中或顶部7中，例如图7中所示。圆柱体86和管道92与罩壳一起模制在单元中。
作为变体，壳体20包括用于附接到罩壳的突片并且盖子26不包括突片。
参考图7，电池储存盒4还可以由顶部7覆盖。
当储存盒4预期仅包含一个电池12时，壳体20不包括分隔壁42。壳体20的内部尺寸大于一个电池12的尺寸，以便在电池与壳体的侧壁34之间提供第一气隙46。
作为变体，每个支架22仅包括一个开口56。
中空下部腔54具有足够大小，以含有可以通过安全阀离开电池的固体和液体残余物的至少80％。具体来说，中空下部腔具有包含在一个电池的体积的3％与25％之间的体积。一般来说，中空内腔具有包含在0.25cm3到2cm3之间的体积。因此，例如，对于含有少于1g锂的AA型电池，中空内腔具有1cm3的体积。
补充盒6包括与电池储存盒4连接的开口。这些开口在图1中未示出。这些开口与电池储存盒相对地布置。这些开口具有大于0.5cm2的表面积。补充盒适合于附接在所述电池储存盒的上方。
具体来说，电池储存盒经由通孔68以及经由第三空间90与补充盒连接。补充盒适合于附接在所述电池储存盒的上方。在电池失控期间，离开电池的烟雾和气体通过穿过第一、第二和第三气隙、通孔68以及通过补充盒的开口而进入补充盒中。

Claims (10)

1.一种适合于储存至少一个电池(12)的电池储存盒(4)，所述至少一个电池具有第一端(14)以及第二端(18)，所述第一端(14)配备有安全阀(16)，所述盒(4)包括：
-金属壳体(20)，所述金属壳体(20)包括底壁(32)和侧壁(34)；以及
-至少一个隔热支架(22)，所述隔热支架(22)布置在所述金属壳体(20)中，其中，所述支架(22)包括：
-肩部(52)，所述肩部(52)相对于所述壳体的所述底壁(32)升高，其中所述电池(12)的所述第一端抵靠在所述肩部(52)上；
-至少一个侧面支承壁(55)，其中所述至少一个电池(12)抵靠在所述至少一个侧面支承壁(55)上，以便将所述电池(12)保持在距所述壳体的所述至少一个侧壁(34)第一距离(D1)处，并且其中，第一气隙(46)被布置在所述侧壁(34)与所述至少一个电池(12)之间；
-至少一个开口(56)，所述至少一个开口(56)布置在所述肩部(52)下方，以便在所述电池失控期间允许离开所述安全阀(16)的烟雾和气体逸出；
-由隔热材料制成的罩壳(28)，其中，所述罩壳(28)形成外壳，所述外壳具有大于所述壳体(20)的外尺寸的内尺寸；其中，所述壳体(20)通过紧固件(76)悬挂在所述外壳中，其中，第三气隙(90)布置在所述罩壳(28)与所述壳体(20)之间，并且其中所述壳体(20)仅经由所述紧固件(76)与所述罩壳(28)接触。
2.根据权利要求1所述的电池储存盒(4)，其特征在于，所述支架(22)包括中空的下部腔(54)，所述下部腔(54)适于在所述电池(12)失控期间接收来自所述安全阀(16)的液体残余物。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的电池储存盒(4)，所述盒(4)预期储存至少两个电池(12)，其中，所述盒(4)包括位于所述壳体(20)中的至少一个金属的分隔壁(42)，其中，所述分隔壁(42)能够定界至少两个隔室(44)，其中，所述至少一个支架(22)适于在每个隔室(44)中承载一个电池(12)，其中，所述侧面支承壁(55)能够将所述至少一个电池(12)保持在距所述至少一个分隔壁(42)第二距离(D2)处，并且其中，第一气隙(46)被布置在所述分隔壁(42)与所述电池(12)之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池储存盒(4)，其进一步包括具有至少一个加强件(60)的隔热锁定板(24)，所述至少一个加强件(60)适于将所述至少一个电池的所述第二端(18)保持在适当位置。
5.根据权利要求4所述的电池储存盒(4)，其特征在于，所述锁定板(24)包括至少一个孔(62)，在所述电池(12)失控期间烟雾和气体能够穿过所述至少一个孔(62)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池储存盒(4)，其包括金属盖(26)，所述金属盖(26)配备有至少一个孔(68)，在所述电池(12)失控期间烟雾和气体可以穿过所述至少一个孔(68)。
7.根据权利要求3和5或3和6的组合所述的电池储存盒(4)，其包括至少一个第二气隙(48)，所述第二气隙(48)由隔室(44)的拐角(49)以及与所述隔室的所述拐角(49)相对地布置的所述支架(22)的一部分定界，并且其中，在所述至少一个第二气隙(48)上方形成至少一个孔(62、68)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池储存盒(4)，其特征在于，所述肩部(52)位于在所述壳体(20)的所述底壁上方的高度(H)处，其中，所述高度等于至少2mm。
9.一种用于航空器的紧急定位发射器(2)，其包括：根据权利要求1至8中任一项所述的电池储存盒(4)；适于附接到所述电池储存盒(4)的补充盒(6)；以及电子电路(9)，其中所述电子电路(9)适于生成射频信号；天线(10)，所述天线(10)连接到所述电子电路(9)以利用所述射频信号发射紧急定位信号。
10.紧急定位发射器(2)，其特征在于，所述补充盒(6)适于附接在所述电池储存盒(4)上方，其中，所述补充盒包括与所述电池储存盒连接的开口。
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