CN113451680A - 一种热安全管理系统及电池 - Google Patents

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鲁海霞
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Abstract

本发明涉及电池设备技术领域，尤其涉及一种热安全管理系统及电池。该热安全管理系统包括：箱体；整包导热机构，所述整包导热机构设置于所述箱体内；多个导热件，多个所述导热件依序间隔布置在所述箱体内，多个所述导热件均与所述整包导热机构热接触，两个相邻布置的所述导热件之间形成用于容纳安装电芯的导热隔离腔，所述导热隔离腔能够容纳安装至少一个所述电芯，通过导热件将电芯所产生的热量传导到整包导热机构上进行消散，有效的对电芯所产生的热量进行消除，避免了电芯出现热失控的情况。

Description

一种热安全管理系统及电池
技术领域
本发明涉及电池设备技术领域，尤其涉及一种热安全管理系统及电池。
背景技术
随着全球能源问题与环境问题的愈发严重，绿色能源引起人们极大的关注，相应的三元锂电池也得到发展，在三元锂电池组中，通常会设置热安全管理系统对电池组所产生的热量进行管控以防止电池组出现故障。传统的热管理方法是在电芯单元之间设置隔热防火材料去缓解电芯单元之间的热扩散，但是该方式并不能消散电芯所产生的热量，因此会导致电芯组鼓包、燃烧或者热失控的情况出现。
发明内容
本发明提供了一种热安全管理系统，用以解决现有技术中电芯所产生的热量不能消散的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种热安全管理系统，包括：
箱体；
整包导热机构，所述整包导热机构设置于所述箱体内；
多个导热件，多个所述导热件依序间隔布置在所述箱体内，多个所述导热件均与所述整包导热机构热接触，两个相邻布置的所述导热件之间形成用于容纳安装电芯的导热隔离腔，所述导热隔离腔能够容纳安装至少一个所述电芯。
在一种可能的实现方式中，所述导热件包括支托部和抵接部，所述支托部与所述整包导热机构热接触，所述抵接部用于与容纳安装于所述导热隔离腔内的所述电芯贴合接触。
在一种可能的实现方式中，所述支托部一端面与所述整包导热机构抵接，另一端面远离所述整包导热机构延伸形成所述抵接部，所述支托部与所述抵接部呈L形连接，且所述支托部靠近所述整包导热机构的一侧与所述整包导热机构紧密贴合。
在一种可能的实现方式中，所述导热隔离腔内设置有1～5个所述电芯。
在一种可能的实现方式中，所述导热隔离腔内设置有2个所述电芯。
在一种可能的实现方式中，所述整包导热机构包括直冷板或常规液冷板，所述导热件依序间隔布置在所述直冷板或所述常规液冷板上，且所述导热件与所述直冷板或所述常规液冷板热接触。
在一种可能的实现方式中，所述整包导热机构还包括进液组件和出液组件，所述直冷板中设置有储液室，所述进液组件与所述出液组件分别与所述储液室连通。
本发明提供了一种电池，包括上述的热安全管理系统以及多个所述电芯，所述电芯安装在多个所述导热隔离腔内。
本发明的有益效果是：本发明提出一种热安全管理系统，该热安全管理系统包括箱体；设置于箱体内的整包导热机构和多个导热件，多个导热件依序间隔布置在箱体内并且与整包导热机构热接触，相邻布置的两个导热件之间形成用于容纳安装电芯的导热隔离腔，当电芯工作时，通过导热件与电芯接触将电芯所产生的热量传导到整包导热机构上进行消除，避免了电芯热失控的情况出现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了热安全管理系统的整体结构示意图；
图2示出了图1中A部分的局部放大示意图；
图3示出了另一视角下的热安全管理系统的结构示意图；
图4示出了图3中B部分的局部放大示意图；
图5示出了整包导热机构的结构示意图；
图6示出了图5中C部分的局部放大示意图；
图7示出了进液组件的爆炸结构示意图。
主要元件符号说明：
100-箱体；110-护板；120-固定杆；200-整包导热机构；210-直冷板；211-储液室；220-进液组件；221-第一通管；222-第一接头；223-导管；224-第二接头；225-第二通管；230-出液组件；300-导热件；310-导热隔离腔；320-支托部；330-抵接部；400-电芯；410-极耳；500-盖板。
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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，需要解释的是，极耳410是从电芯400中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说，电芯400的正极和负极的耳朵是在进行充放电时的接触点，这个接触点并不是指电芯400外表的那个铜片，而是电芯400内部的一种连接。极耳410分为三种材料，电芯400的正极使用铝(Al)材料，负极使用镍(Ni)材料，负极也有铜镀镍(Ni—Cu)材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。
本发明提供一种热安全管理系统，该热安全管理系统应用于新能源电池组中，这里的新能源电池组包括太阳能电池组、风能电池组、地热能电池组、以及各类锂电池组等。
请参阅图1和图3，该热安全管理系统包括箱体100、整包导热机构200和多个导热件300，整包导热机构200设置于箱体100内，且多个导热件300依序间隔布置在箱体100内，导热件300与整包导热机构200进行热接触；两个相邻的导热件300之间形成导热隔离腔310，该导热隔离腔310用于容纳安装电芯400，并且该导热隔离腔310中可以容纳安装至少一个电芯400，导热件300与安装在导热隔离腔310内的电芯400贴合设置，通过将电芯400产生的热量吸收后传递到整包导热机构200上进行消除，进而实现对电芯400所产生热量的消散。
在现有的热管理系统中，通常会在相邻的两个电芯400之间设置有隔热材料，进而阻止电芯400之间的热量扩散，但是该种设计方式并不能有效的将电芯400所产生的热量进行消除，并且随着电芯400中热量的积累，会导致电芯400发生鼓包、燃烧或者热失控等现象。
在本实施例中，导热件300的一端与整包导热机构200热接触的同时，另一端与电芯400贴合接触，当电芯400产生热量时，导热件300将该热量吸收后传递到整包导热机构200上，整包导热机构200对该热量进行消散，使得电芯400的温度得到控制，进而避免了电芯400热失控的情况出现，极大的提高了该热安全管理系统的热消散能力。
具体的，导热件300依序间隔布置在整包导热机构200上，且两个相邻的导热件300之间形成导热隔离腔310，若干个导热隔离腔310依序布置在整包导热机构200上，整包导热机构200设置于箱体100的底部，且周边通过护板110进行防护，以防止发生碰撞时因为该热安全管理系统受损而导致电芯400的热失控。
在另一些实施例中，整包导热机构200可以设置在箱体100的另一板面上，且导热件300与整包导热机构200通过其他导热方式相接触，导热件300也可以实现将电芯400产生的热量传导到整包导热机构200上进行消散，进而实现对电芯400温度的消除。
可以理解的是，在导热隔离腔310中设置不同数量的电芯400会使得该热安全管理系统的导热能力有所差别，因此在导热隔离腔310中设置合理的电芯400数量，能够提升该热安全管理系统的工作性能。
请参阅图2，在导热隔离腔310中设置合理数量的电芯400，可以让该热安全管理系统的性能得到提升，优选的，在导热隔离腔310中设置1～5个电芯400能够让热安全管理系统的导热性能大大提高。
在本实施例中，导热隔离腔310中设置2个电芯400，两个电芯400之间相互贴合，且相背离的两个面分别与导热件300紧密贴合接触。在另一些实施例中，当电芯400相背离的两个面分别与导热件300贴合时，可以在两个电芯400之间设置隔热材料，以防止两个电芯400之间的热量扩散。
请参阅图2和图4，在本实施例中，导热件300包括支托部320和抵接部330；具体的，导热件300一端面形成支托部320与整包导热机构200热接触，另一端面远离整包导热机构200延伸形成抵接部330，且支托部320与抵接部330呈L形连接，支托部320与整包导热机构200抵接的一侧和整包导热机构200紧密贴合，进一步的增大导热件300与整包导热机构200的热接触面积，进而提高了该热安全管理系统的导热能力。
导热件300远离整包导热机构200方向延伸形成抵接部330，该抵接部330具有两个用于与电芯400接触的接触面，两个接触面均与电芯400紧密贴合，以增加导热件300与电芯400的热接触面积，间接的提高了该热安全管理系统的导热能力。
电芯400的两端设置有极耳410，极耳410与箱体100上的护板110连接，使得电芯400设置在箱体100上时更加稳定，通过在护板110上设置导线组件，极耳410与导线组件电连接，进而实现电芯400电力供应的同时，又能让电芯400更加稳定。
请参阅图3，整包导热机构200包括直冷板210或者常规液冷板，但不限于直冷板210和常规液冷板。
请参阅图3和图6，在本实施例中，整包导热机构200包括直冷板210、进液组件220和出液组件230；具体的，直冷板210设置在箱体100底部，进液组件220和出液组件230分别穿过护板110与直冷板210连通。
导热件300依序间隔布置在直冷板210上，且在直冷板210上形成若干个用于容纳安装电芯400的导热隔离腔310，导热件300上的支托部320与直冷板210紧密贴合抵接，抵接部330呈站立状设置于直冷板210上，两个相邻的抵接部330之间形成导热隔离腔310，当在导热隔离腔310中设置电芯400时，抵接部330的两个接触面均与电芯400紧密贴合接触，以保证抵接部330与电芯400的热接触面积达到最大，以将电芯400所产生的热量传导到抵接部330上，进一步的将该热量传导到支托部320上，进而由直冷板210对该热量进行吸收并通过储液室211中的液体流动将该热量带离热安全管理系统，进而实现该热安全管理系统对电芯400的热量消散的同时，又能实现对电芯400热量的高效率控制。
直冷板210可以设置在箱体100侧壁、顶壁等其他位置，且导热件300与该直冷板210通过热接触或者导热件300与直冷板210通过其他连接方式，以实现将电芯400产生的热量传导到直冷板210上，均属于本发明所公开的范围。
在另一些实施例中，导热件300依序间隔布置在常规液冷板上，或者导热件300依序间隔布置在常规液冷板下端位置、侧端位置等其他位置上，导热件300均可以实现将电芯400所产生的热量传递到常规液冷板上进行消除。
请参阅图5和图6，在本实施例中，直冷板210中设置有储液室211，进液组件220和出液组件230分别与直冷板210中的储液室211连通，储液室211中的液体流动可以带走直冷板210所吸收的热量。
在本实施例中，直冷板210上设置多个导热件300，进而在直冷板210上形成多个用于容纳安装电芯400的导热隔离腔310，导热件300的抵接部330与电芯400紧密贴合接触，支托部320与直冷板210紧密贴合，直冷板210中设置有储液室211，通过导热件300的传导作用，以将电芯400所产生的热量传导到直冷板210上，通过直冷板210中储液室211内的液体流动，将该热量带离电芯400，极大的增加了该热安全管理系统对电芯400的热消散能力。
请参阅图7，在本实施例中，进液组件220和出液组件230具有相同的结构，均包括第一通管221、第一接头222、导管223、第二接头224和第二通管225。
请继续参阅图3和图7，第一通管221的一端穿过直冷板210与储液室211连通，另一端与第一接头222连接，通过第一接头222与导管223导通，第二通管225穿过护板110后与第二接头224连通，通过第二通管225与导管223导通，通过该种设置方式，使得储液室211中的冷液流动得更加顺畅，间接的提高了该系统的热传导能力。
请继续参阅图1和图3，装配时，将直冷板210设置于箱体100的底部，箱体100的周边设置有中空的护板110以对该热安全管理系统进行保护，在直冷板210上依序间隔布置多个导热件300，进而在直冷板210上形成多个导热隔离腔310，每个导热隔离腔310中设置有两个电芯400。
导热件300的支托部320与直冷板210贴合抵接，且导热件300的抵接部330上的两个接触面分别与电芯400紧密贴合接触，在电芯400组上端至少设置一个固定杆120将全部电芯400进行固定，以保证电芯400在导热隔离腔310上的稳定性。
在直冷板210中开设储液室211，进液组件220和出液组件230均穿过护板110与所述储液室211连通，以实现储液室211的液体流动。
通过导热件300与直冷板210的配合下将电芯400所产生的热量带离该电池组，进而避免了电芯400出现热失控的情况。
在箱体100顶端还设置有盖板500，该盖板500与护板110连接，以将电芯400及该热安全管理系统包裹于箱体100之中，以避免该热安全管理系统进水的风险。
该热安全管理系统可用于各类电池组，以对电池组中的电芯400进行热量消除，进而避免电芯400出现热失控的情况。
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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种热安全管理系统，其特征在于，包括：
箱体；
整包导热机构，所述整包导热机构设置于所述箱体内；
多个导热件，多个所述导热件依序间隔布置在所述箱体内，多个所述导热件均与所述整包导热机构热接触，两个相邻布置的所述导热件之间形成用于容纳安装电芯的导热隔离腔，所述导热隔离腔能够容纳安装至少一个所述电芯。
2.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述导热件包括支托部和抵接部，所述支托部与所述整包导热机构热接触，所述抵接部用于与容纳安装于所述导热隔离腔内的所述电芯贴合接触。
3.根据权利要求2所述的热安全管理系统，其特征在于，所述支托部一端面与所述整包导热机构抵接，另一端面远离所述整包导热机构延伸形成所述抵接部，所述支托部与所述抵接部呈L形连接，且所述支托部靠近所述整包导热机构的一侧与所述整包导热机构紧密贴合。
4.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述导热隔离腔内设置有1～5个所述电芯。
5.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述导热隔离腔内设置有2个所述电芯。
6.根据权利要求1所述的热安全管理系统，其特征在于，所述整包导热机构包括直冷板或常规液冷板，所述导热件依序间隔布置在所述直冷板或所述常规液冷板上，且所述导热件与所述直冷板或所述常规液冷板热接触。
7.根据权利要求6所述的热安全管理系统，其特征在于，所述整包导热机构还包括进液组件和出液组件，所述直冷板中设置有储液室，所述进液组件与所述出液组件分别与所述储液室连通。
8.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的热安全管理系统以及多个所述电芯，所述电芯安装在多个所述导热隔离腔内。
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