CN113580959A - 车载锂电池pack包应急抛落装置及车辆 - Google Patents

车载锂电池pack包应急抛落装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载锂电池PACK包应急抛落装置及车辆，所述车载锂电池PACK包应急抛落装置包括电池箱体、安装在所述电池箱体内的锂电池PACK包、驱动件和控制件，所述电池箱体的前端敞口，所述锂电池PACK包通过所述电池箱体前端的敞口安装在所述电池箱体内，当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包被保持在所述电池箱体内，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包从所述电池箱体的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包从所电池箱体中被抛落。本发明提供的车载锂电池pack包应急抛落装置及车辆可以保障车辆和人员的安全。

Description

车载锂电池PACK包应急抛落装置及车辆
技术领域
本发明涉及车载电池技术领域，尤其涉及一种车载锂电池pack包应急抛落装置以及包括该车载锂电池pack包应急抛落装置的车辆。
背景技术
随着锂电池在各类车辆上的应用越来越广泛，锂电池的安全性也越来越重要。锂电池pack包一般包括锂电池组、汇流排、软连接、保护板、外包装、输出(包括连接器)、支架等，而锂电池pack包作为锂电池的重要组成部分，是安全性设计的关键部件。锂电池起火的主要原因是热失控，即电池内的热量没有能够按照设计的要求进行释放，达到内外燃烧物的燃点后导致起火。而热失控导致锂电池起火的主要原因又与外部因素、外部高温和内部短路等有关。如内部短路所导致原因，电池在使用的时候过充过放，从而导致电池内部的电极出现支晶、破坏隔膜导致正负极短路，使得电池内部的热量聚集引起锂电池自燃，加之电池在生产的过程中的出现的一些杂质灰尘或者生产不严导致的瑕疵，从而引起出现导致热失控。
常用的锂电池的安全性设计主要从状态监测、故障诊断、消防灭火、工艺更改等方面开展设计，但依然无法从根本上解决锂电池极端工况下着火对车辆造成的严重影响，当电池着火后，没有相关措施将锂电池故障部件进行快速的剥离，进而造成更加严重的故障，例如烧毁整辆车，危机人员和设备的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载锂电池pack包应急抛落装置，可以实现当锂电池pack包极端工况下，将锂电池pack包快速从电池系统中抛落，将锂电池故障单元和整车进行剥离，从而保障车辆和人员的绝对安全。
为了实现上述目的，本发明提供了一种车载锂电池PACK包应急抛落装置，包括电池箱体、安装在所述电池箱体内的锂电池PACK包、驱动件和控制件，所述电池箱体的前端敞口，所述锂电池PACK包通过所述电池箱体前端的敞口安装在所述电池箱体内，当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包被保持在所述电池箱体内，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包从所述电池箱体的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包从所电池箱体中被抛落。
在一个优选的实施例中，所述电池箱体上安装有两根侧限位轨，两根所述侧限位轨分别与所述锂电池PACK包的左端面和右端面可滑动地接触。
在一个优选的实施例中，所述驱动件包括减速电机、安装在所述减速电机的输出轴上的齿轮和安装在所述锂电池PACK包上的齿条，所述齿轮与所述齿条啮合。
在一个优选的实施例中，所述锂电池PACK包上安装的齿条为两根，两根所述齿条分别固定安装在锂电池PACK包的左端面和右端面上，每根齿条均与一个齿轮啮合，每个所述齿轮均通过减速电机驱动。
在一个优选的实施例中，所述电池箱体上固定安装有电控锁，所述电控锁锁定所述锂电池PACK包，使得所述电池箱体通过所述电控锁与锂电池PACK包保持固定连接，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制控制电控锁解锁所述锂电池PACK包，使得所述电控锁与锂电池PACK包分离。
在一个优选的实施例中，所述锂电池PACK包的底部固定安装有底部滚轮，所述电池箱体上固定安装有底部轨道，所述底部滚轮与所述底部轨道滚动接触。
在一个优选的实施例中，所述电池箱体上还固定安装有顶部滚轮，所述顶部滚轮压在所述锂电池PACK包上。
在一个优选的实施例中，所述电池箱体的左右两侧均固定安装有顶部滚轮，位于左右两侧的顶部滚轮分别压在所述锂电池PACK包左右两端的齿条的上端面上。
在一个优选的实施例中，所述锂电池PACK包的前端固定安装有把手；在锂电池PACK包的前端左右两侧均固定安装有挡块，当锂电池PACK包插入所述电池箱体内后，所述挡块与电池箱体的前端面接触。
本发明与现有技术的不同之处在于，本发明提供的车载锂电池pack包应急抛落装置通过设置前端敞口的电池箱体，并将锂电池PACK包通过电池箱体的前端敞口插装在电池箱体内，在车辆正常运行时，锂电池PACK包通过连接器与接线口的插接，将电能输送至车辆的各个部分，当锂电池极端情况下着火时，控制件收到车辆控制系统发出的抛落执行信号，并控制驱动件将锂电池PACK包从电池箱体的前端敞口处抛出，锂电池PACK包从电池箱体中被抛落，即使得锂电池PACK包与车辆快速分离，从而快速有效地保障车辆、设备和人员的安全，具有很高的安全性。因此本发明提供的车载锂电池pack包应急抛落装置可以实现当锂电池pack包极端工况下，将锂电池pack包快速从电池系统中抛落，将锂电池故障单元和整车进行剥离，从而保障车辆和人员的绝对安全。
本发明的另一个目的是提供一种车辆，可以实现当锂电池pack包极端工况下，将锂电池pack包快速从电池系统中抛落，将锂电池故障单元和整车进行剥离，从而保障车辆和人员的绝对安全。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，包括安装在车体内的车载锂电池PACK包应急抛落装置，所述车载锂电池PACK包应急抛落装置包括电池箱体、安装在所述电池箱体内的电池PACK包、驱动件和控制件，所述电池箱体的前端敞口，所述锂电池PACK包通过所述电池箱体前端的敞口安装在所述电池箱体内，所述锂电池PACK包上的连接器与接线口可拔插地连接，所述接线口安装在所述电池箱体的后端，当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包被保持在所述电池箱体内，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包从所述电池箱体的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包从所电池箱体中被抛落。
所述车辆与上述的车载锂电池pack包应急抛落装置对于现有技术所具有的技术优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1是本发明提供的一种实施例的车载锂电池pack包应急抛落装置的结构示意图，其中锂电池PACK包未完全插入电池箱体中；
图2是图1所示的车载锂电池pack包应急抛落装置的俯视图；
图3是图2中A处的放大视图；
图4是图1所示的车载锂电池pack包应急抛落装置的右视图；
附图标记说明：
1-电池箱体；2-锂电池PACK包；3-侧限位轨；4-减速电机；5-齿轮；6-齿条；7-电控锁；8-底部滚轮；9-底部轨道；10-顶部滚轮；11-把手；12-挡块；13-接线口；14-滑轨。
具体实施方式
以下结合附图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。
参考图1所示，本发明提供的基本实施例的车载锂电池PACK包应急抛落装置包括电池箱体1、安装在所述电池箱体1内的锂电池PACK包2、驱动件和控制件。电池箱体1安装在车辆的安装空间内，优选采用框架结构，即电池箱体1优选为采用各种型钢连接而成的框架结构，在电池箱体1的前端面上可以安装钣金等零件。所述锂电池PACK包2为锂电池电芯组装而成，可以是单只电池，也可以是串并联的电池模组等，一般包括电池组、汇流排、软连接、保护板、外包装、输出(包括连接器)和支架等零部件。如图1所示，所述电池箱体1的前端敞口，所述锂电池PACK包2通过所述电池箱体1前端的敞口安装在所述电池箱体1内。
所述驱动件为能够驱动锂电池PACK包2从所述电池箱体1的前端敞口处抛出的驱动装置，可以采用液压缸、电动推杆、电动机和齿轮齿条等结构，或者类似可以输出直线运动的结构。驱动件可以安装在电池箱体1上。控制件可以采用单片机等常用控制部件，也可以为车辆的控制系统。
当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包2被保持在所述电池箱体1内。将锂电池PACK包2保持在电池箱体1内的方式可以为将电池箱体1中与锂电池PACK包2滑动接触的部分设置为从前到后向下倾斜设置，倾斜角度可以为5度、10度等，利用锂电池PACK包2自身的重力实现锂电池PACK包2被保持在电池箱体1内；或者利用驱动件上安装的锁紧件(例如在减速机上安装棘轮机构)实现锂电池PACK包2被保持在电池箱体1内；或者设置单独的锁紧件(例如电控锁)实现锂电池PACK包2被保持在电池箱体1内；或者相同或类似方式的组合。
当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包2从所述电池箱体1的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包2从所电池箱体1中被抛落。
上述基本实施例提供的车载锂电池PACK包应急抛落装置在使用时，当所述控制件未收到抛落执行信号时，即车辆在正常行驶未出现锂电池着火等情形时，所述锂电池PACK包2被保持在所述电池箱体1内，锂电池PACK包2通过其连接器为车辆供电；当车辆上的传感器检测到锂电池起火，或者车辆驾驶人员发现锂电池起火时，车辆上的控制系统或者驾驶人员向控制件发出抛落执行信号，所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包2从所述电池箱体1的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包2从所电池箱体1中被抛落而与车辆脱离，从而保障车辆的安全性。
在本发明中，为了避免锂电池PACK包2在被抛出电池箱体1过程中可能出现的左右晃动而导致卡死的情况，在一个实施例中，如图2、图3所示，在所述电池箱体1上安装有两根侧限位轨3，两根所述侧限位轨3分别与所述锂电池PACK包2的左端面和右端面可滑动地接触。所述侧限位轨3优选采用方钢或方管制作，与之相对应地，在电池箱体1的左端面和右端面上也设置有与侧限位轨3相配合的滑轨14。在本实施例中，通过在电池箱体1的左右两侧分别固定安装侧限位轨3，侧限位轨3与电池箱体1的左端面和右端面可滑动地接触，或者侧限位轨3与电池箱体1左端面和右端面上安装的滑轨14滑动接触，当锂电池PACK包2在插入或者被抛出的过程中，通过侧限位轨3的限位，可以避免电池箱体1左右晃动，从而能够保证车载锂电池PACK包应急抛落装置的运行稳定性。
在本发明中，如上所述，驱动件可以采用现有的各种能够输出直线运动的驱动装置。如图1、图2、图3所示，在本发明的一个优选实施例中，所述驱动件包括减速电机4、安装在所述减速电机4的输出轴上的齿轮5和安装在所述锂电池PACK包2上的齿条6，所述齿轮5与所述齿条6啮合。在本实施例中，通过减速电机4驱动齿轮5转动，从而驱动安装有齿条6的锂电池PACK包2向外移动，由于当锂电池出现起火情形时，火焰或者温度升高对不会对齿轮5和齿条6的啮合传动产生较大影响，因此驱动件采用减速电机4驱动齿轮5齿条6的结构，可以有效保证车载锂电池PACK包应急抛落装置的安全平稳运行。
在上述实施例的基础上，进一步优选地，如图2、图3所示，所述锂电池PACK包2上安装的齿条6为两根，两根所述齿条6分别固定安装在锂电池PACK包2的左端面和右端面上，每根齿条6均与一个齿轮5啮合，每个所述齿轮5均通过减速电机4驱动。具体地，所述减速电机4可以为两台，两台减速电机4分别设置在锂电池PACK包2的左右两侧，在每台减速电机4的输出轴上均固定安装有一个能够与齿条6啮合的齿轮5。在本实施例中，通过在锂电池PACK包2的左右两端均安装齿条6，并通过安装在减速电机4上的齿轮5驱动，使得锂电池PACK包2在向外(向前)移动时，锂电池PACK包2的能够受到大小相等并且相互平行的两个作用力，从而使得锂电池PACK包2在向外移动时不会产生转矩，从而使得锂电池PACK包2的抛落更顺畅。
如图2所示，在本发明的一个优选实施例中，在所述电池箱体1上固定安装有电控锁7，所述电控锁7锁定所述锂电池PACK包2，使得所述电池箱体1通过所述电控锁7与锂电池PACK包2保持固定连接，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制控制电控锁7解锁所述锂电池PACK包2，使得所述电控锁7与锂电池PACK包2分离。在本实施例中，通过设置电控锁7，在车辆正常运行时，电控锁7能够将锂电池PACK包2与电池箱体1锁定，从而可以使得锂电池PACK包2被牢固地保持在所述电池箱体1内，使得锂电池PACK包2可以为车辆平稳供电。在本实施例中，所述电控锁7优选为两个，两个电控锁7分别设置在锂电池PACK包2的左右两侧，在车辆正常运行时，两个电控锁7同时锁定所述锂电池PACK包2，使得电池箱体1和锂电池PACK包2牢固连接，当控制件收到抛落执行信号后，控制件控制控制两个电控锁7同时解锁所述锂电池PACK包2，使得锂电池PACK包2可以从电池箱体1中被抛出。在本发明中，所述电控锁7也可以与其他锁定方式相配合，实现锂电池PACK包2被牢固地保持在所述电池箱体1内。
为了使得锂电池PACK包2可以更容易地从电池箱体1中被抛出，在本发明的优选实施例中，如图4所示，在所述锂电池PACK包2的底部固定安装有底部滚轮8，如图2所示，所述电池箱体1上固定安装有底部轨道9，所述底部滚轮8与所述底部轨道9滚动接触。在本实施例中，通过在锂电池PACK包2的底部安装底部滚轮8，在锂电池PACK包2从电池箱体1中被抛出时，底部滚轮8可以在电池箱体1中滚动，从而使得锂电池PACK包2向外运动更容易。同时，通过在电池箱体1上安装底部轨道9，使得底部滚轮8在底部轨道9上滚动，从而可以限定锂电池PACK包2的移动方向，使得锂电池PACK包2可以按照设定的方向向外运动。所述底部滚轮8的数量可以为多个，从而在更稳定地支撑锂电池PACK包2的同时，实现锂电池PACK包2水平方向的移动。
在本发明进一步优选的实施例中，如图1、图2所示，所述电池箱体1上还固定安装有顶部滚轮10，所述顶部滚轮10压在所述锂电池PACK包2上。在本实施例中，通过在电池箱体1上固定安装顶部滚轮10，使得在锂电池着火发生变形时锂电池PACK包2向外移动过程中，避免底部滚轮8与底部轨道9脱离，从而使得锂电池PACK包2向外移动更容易。
在本发明中，所述顶部滚轮10可以安装在电池箱体1的任何适当位置，优选地，如图2所示，所述电池箱体1的左右两侧均固定安装有顶部滚轮10，位于左右两侧的顶部滚轮10分别压在所述锂电池PACK包2左右两端的齿条6的上端面上。在本实施例中，通过将顶部滚轮10压在齿条6的上端面上，可以进一步保证在锂电池PACK包2着火变形时，齿轮5和齿条6可以有效啮合，从而保证锂电池PACK包2可以实现有效传动。在本发明中，所述顶部滚轮10优选采用轴承。
如图1所述，在本发明中，所述锂电池PACK包2的前端固定安装有把手11，以便于锂电池PACK包2的组装。优选地，所述把手11为矩形，把手11的数量为两个，两个把手11分别设置在锂电池PACK包2前端的左部和右部。在锂电池PACK包2的前端左右两侧均固定安装有挡块12，当锂电池PACK包2插入所述电池箱体1内后，所述挡块12与电池箱体1的前端面接触。在本实施例中，通过安装挡块12，可以对锂电池PACK包2起到限位作用，避免锂电池PACK包2在安装过程中过多地插入电池箱体1中而损伤锂电池PACK包2上的连接器与接线口13的连接。
基于上述实施例提供的车载锂电池PACK包应急抛落装置，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括安装在车体内的车载锂电池PACK包应急抛落装置。所述车载锂电池PACK包应急抛落装置包括电池箱体1、安装在所述电池箱体1内的锂电池PACK包2、驱动件和控制件。所述电池箱体1的前端敞口，所述锂电池PACK包2通过所述电池箱体1前端的敞口安装在所述电池箱体1内，所述锂电池PACK包2上的连接器与接线口13可拔插地连接，所述接线口13安装在所述电池箱体1的后端。当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包2被保持在所述电池箱体1内，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包2从所述电池箱体1的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包2从所电池箱体1中被抛落。所述车载锂电池PACK包应急抛落装置的具体结构与上述实施例中公开的应急抛落装置相同，在此不再具体说明。
综上，本发明提供的技术方案，通过设置底部滚轮8、顶部滚轮10、齿条6、齿轮5、侧限位轨3等部件，底部滚轮8和顶部滚轮10可以实现锂电池PACK包2垂直方向的限位以及水平方向的移动，侧限位轨3可以实现水平方向的限位及滑动，齿条6和减速电机4上的齿轮5进行配合，可以实现锂电池PACK包2的主动位移。当监测到着火故障时，驱动件驱动减速电机4运行，减速电机4带动齿轮5通过侧面齿条6驱动锂电池PACK包2向外运动，各底部滚轮8沿底部轨道9运动，将锂电池PACK包2推至电池箱体1外侧，锂电池PACK包2的重心移出电池箱体1，锂电池PACK包2在重力作用下与电池箱体1分离，进行与整车分离，从而保障车辆的安全性。
在本发明的描述中，需要理解的是，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本发明提供的车载锂电池PACK包应急抛落装置在正常使用情况下定义的。术语“内”、“外”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必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，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”、“设置”、“连接”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，或者可以存在居中的零部件。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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，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方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于,包括电池箱体(1)、安装在所述电池箱体(1)内的锂电池PACK包(2)、驱动件和控制件，所述电池箱体(1)的前端敞口，所述锂电池PACK包(2)通过所述电池箱体(1)前端的敞口安装在所述电池箱体(1)内，当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包(2)被保持在所述电池箱体(1)内，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包(2)从所述电池箱体(1)的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包(2)从所电池箱体(1)中被抛落。
2.根据权利要求1所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述电池箱体(1)上安装有两根侧限位轨(3)，两根所述侧限位轨(3)分别与所述锂电池PACK包(2)的左端面和右端面可滑动地接触。
3.根据权利要求2所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述驱动件包括减速电机(4)、安装在所述减速电机(4)的输出轴上的齿轮(5)和安装在所述锂电池PACK包(2)上的齿条(6)，所述齿轮(5)与所述齿条(6)啮合。
4.根据权利要求3所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述锂电池PACK包(2)上安装的齿条(6)为两根，两根所述齿条(6)分别固定安装在锂电池PACK包(2)的左端面和右端面上，每根齿条(6)均与一个齿轮(5)啮合，每个所述齿轮(5)均通过减速电机(4)驱动。
5.根据权利要求1所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述电池箱体(1)上固定安装有电控锁(7)，所述电控锁(7)锁定所述锂电池PACK包(2)，使得所述电池箱体(1)通过所述电控锁(7)与锂电池PACK包(2)保持固定连接，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制控制电控锁(7)解锁所述锂电池PACK包(2)，使得所述电控锁(7)与锂电池PACK包(2)分离。
6.根据权利要求4-5中任意一项所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述锂电池PACK包(2)的底部固定安装有底部滚轮(8)，所述电池箱体(1)上固定安装有底部轨道(9)，所述底部滚轮(8)与所述底部轨道(9)滚动接触。
7.根据权利要求6所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述电池箱体(1)上还固定安装有顶部滚轮(10)，所述顶部滚轮(10)压在所述锂电池PACK包(2)上。
8.根据权利要求7所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述电池箱体(1)的左右两侧均固定安装有顶部滚轮(10)，位于左右两侧的顶部滚轮(10)分别压在所述锂电池PACK包(2)左右两端的齿条(6)的上端面上。
9.根据权利要求1所述的车载锂电池PACK包应急抛落装置，其特征在于，所述锂电池PACK包(2)的前端固定安装有把手(11)；在锂电池PACK包(2)的前端左右两侧均固定安装有挡块(12)，当锂电池PACK包(2)插入所述电池箱体(1)内后，所述挡块(12)与电池箱体(1)的前端面接触。
10.一种车辆，其特征在于，包括安装在车体内的车载锂电池PACK包应急抛落装置，所述车载锂电池PACK包应急抛落装置包括电池箱体(1)、安装在所述电池箱体(1)内的锂电池PACK包(2)、驱动件和控制件，所述电池箱体(1)的前端敞口，所述锂电池PACK包(2)通过所述电池箱体(1)前端的敞口安装在所述电池箱体(1)内，所述锂电池PACK包(2)上的连接器与接线口(13)可拔插地连接，所述接线口(13)安装在所述电池箱体(1)的后端，当所述控制件未收到抛落执行信号时，所述锂电池PACK包(2)被保持在所述电池箱体(1)内，当所述控制件收到抛落执行信号后，控制件控制驱动件将所述锂电池PACK包(2)从所述电池箱体(1)的前端敞口处抛出，使得所述锂电池PACK包(2)从所电池箱体(1)中被抛落。
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