CN114053625A - 一种基于液氮的锂离子电池安全运输车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，包括运输车本体、设置在运输车本体上的设备仓以及设置在设备仓后方用于存放锂离子电池的锂离子电池储存仓，在设备仓内设有液氮储罐和锂离子电池管理系统模块，在锂离子电池储存仓内设有火灾探测装置和液氮喷头，液氮喷头通过液氮管路与液氮储罐连通；本发明选取液氮作为锂离子电池运输车电池组的冷却保护剂及灭火系统的灭火剂，通过在锂离子电池储存仓内安装液氮喷头，利用液氮高效的降温性能吸收锂离子电池组产生的热量，进行冷却保护，降低外界因素对电池组产生的不良影响，液氮作为一种高效的灭火剂在作用完毕后产生的氮气可直接排放到大气中，环保无污染，灾后处理简单。

Description

一种基于液氮的锂离子电池安全运输车

技术领域

本发明属于锂离子电池运输车领域，具体涉及一种基于液氮的锂离子电池安全运输车。

背景技术

锂离子电池凭借其优异的性能和成熟的技术，广泛地应用于电子设备、新能源汽车及储能装备等产业当中。因此，保障锂离子电池运输环节的安全成为相关各产业正常发展运行的重要前提。

现有的锂离子电池运输防护措施主要分为两类：一类是在锂离子电池组周围布置装有防火剂的容器，当某一块电池发生热失控爆炸时，容器内部灭火剂释放进行灭火控制，该方案缺点是每组锂离子电池均需设置，增大了单组锂离子电池的体积，使得运输效率明显降低，且该类型防护装置多为一次性装置，成本较高；另一类则在运输车车厢内部布置一套微型灭火系统，利用火灾探测装置联动由传统灭火剂（干粉、气体）构成的灭火系统进行灭火。此方案理论上较为完善，但传统的干粉及气体灭火剂对于扑灭锂离子电池火灾存在易复燃，效率低等缺点，且灾后处理困难，不能达到提前预防控制的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，利用液氮高效的降温性能吸收锂离子电池组产生的热量，进行冷却保护，降低外界因素对电池组产生的不良影响。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其包括运输车本体、设置在运输车本体上的设备仓以及设置在设备仓后方用于存放锂离子电池的锂离子电池储存仓，在设备仓内设有液氮储罐和用于对锂离子电池组的参数进行监控管理的锂离子电池管理系统模块，在锂离子电池储存仓内设有火灾探测装置和液氮喷头，所述液氮喷头通过液氮管路与液氮储罐连通。

进一步的，在所述设备仓内设有电气控制箱，所述电气控制箱收集火灾探测装置和锂离子电池管理系统模块的信号，并控制液氮喷头的开闭。

进一步的，在设备仓内还设有空气压缩机和制氮机，所述空气压缩机和液氮储罐分别通过管路与制氮机连接，且均通过电气控制线与电气控制箱连接。

进一步的，所述锂离子电池储存仓内水平并排设有若干个锂离子电池存放支架，对应形成电池存放空间，在每个电池存放空间的顶部均设有火灾探测装置。

进一步的，在每个电池存放空间的顶部均设有液氮喷头。

进一步的，在每层电池存放空间的顶部设有液氮支路，在每个液氮支路上均匀设置若干个液氮喷头，所述液氮支路与液氮管路连通。

进一步的，在每个液氮支路上并且位于与液氮管路的连接位置处均设有液氮截止阀。

进一步的，所述液氮截止阀位于锂离子电池储存仓的外部。

进一步的，在锂离子电池储存仓四个角落设置有支撑杆，若干个所述电池存放架安装在支撑杆上。

进一步的，在支撑杆上设有若干个连接孔，电池存放架通过螺栓可拆卸安装在连接孔上。

本发明的积极效果为：

本发明选取液氮作为锂离子电池运输车电池组的冷却保护剂及灭火系统的灭火剂，通过在锂离子电池储存仓内安装液氮喷头，利用设备仓内的液氮储罐提供液氮，利用液氮高效的降温性能吸收锂离子电池组产生的热量，进行冷却保护，降低外界因素对电池组产生的不良影响，液氮作为一种高效的灭火剂在作用完毕后产生的氮气可直接排放到大气中，环保无污染，灾后处理简单。

在设备仓内设有空气压缩机和制氮机，可以实现在移动车辆上实现液氮制取，在车辆待命过程中从空气抽取氮气制取液氮，免去额外的灭火剂检测维护及补充工作，高效便捷。

锂离子电池储存仓内的锂离子电池存放支架的高度可以进行调节，将液氮支管设计为软管后，可以根据不同的电池组形态自由调节隔板的位置进行存放。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明设备仓示意图；

图3为本发明电池存放架与支撑杆连接状态示意图；

图4为本发明电池存放架结构示意图。

在附图中，

1、运输车本体；

2、设备仓；

3、锂离子电池储存仓；

4、空气压缩机；

5、制氮机；

6、液氮储罐；

7、电气控制箱；

8、锂离子电磁管理系统模块；

9、锂离子电磁存放支架；

9-1、支撑杆

10、液氮管路；

11、液氮截止阀；

12、液氮喷头；

13、火灾探测装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本发明提出了一种基于液氮的锂离子电池安全运输车。在正常待待命状态下，运输车本体所设置的制氮系统利用空气压缩机采集并提纯空气中的氮气，输送到制氮机中制取液氮存入液氮储罐中。在进行运输工作前，液氮储罐释放液氮输送到锂离子电池储存仓的液氮管路中。正常运输时，利用液氮高效的降温性能对锂离子电池组进行冷却保护，防止外界其他因素对锂离子电池组产生的不良影响诱发热失控。当火灾探测装置探测到有电池组发生热失控燃爆或电池管理系统侦测到电池组存在异常高温时，设置于电池组上方的液氮喷头立即释放液氮进行冷却降温，扑灭火灾并破坏热失控反应链。

其具体结构如附图1-4所示，本发明包括运输车本体1、设备仓2、锂离子电池储存仓3、空气压缩机4、制氮机5、液氮储罐6、电气控制箱7、锂离子电池管理系统模块8、锂离子电池存放支架9、液氮管路10、液氮截止阀11、液氮喷头12以及火灾探测装置13。

设备仓2与锂离子电池储存仓3均设置在运输车本体1上，并且设备仓2位于锂离子电池储存仓3的前方，锂离子电池存储在锂离子电池储存仓3内。

空气压缩机4、制氮机5、液氮储罐6、电气控制箱7以及锂离子电池管理系统模块8均安装在设备仓2内，并且空气压缩机4和液氮储罐6分别通过管路与制氮机5连接，三者均通过电气控制线路与电气控制箱7连接，在电气控制箱7的控制信号下进行液氮制取工作。

锂离子电池管理系统模块8与锂离子电池组相连，对锂离子电池组的各项参数进行监控管理，并将结果反馈至电气控制箱7。

在锂离子电池储存仓3的四个角落里均设有支撑杆9-1，锂离子电池存放支架9可调节安装在支撑杆9-1上。优选的，在支撑杆9-1上设置有若干个连接孔，锂离子电池存放支架9通过螺栓与支撑杆9-1上的连接孔连接，可以调整锂离子电池存放支架9的高度。

相邻两个锂离子电池存放支架9、最顶端的锂离子电池存放支架9与锂离子电池储存仓3的顶板、最底端的锂离子电池存放支架9与锂离子电池储存仓3的底板均形成了用于存放锂离子电池的存放空间。在每个存放空间的顶部均设有液氮支管，在每个液氮支管上均设有若干个液氮喷头12，具体来说，液氮支管也就是安装在锂离子电池储存仓3的顶板以及锂离子电池存放支架9的底面上，液氮支管通过软管与液氮管路10连接，这样便可调节锂离子电池存放支架9的安装高度，实现根据不同的电池组形态自由调节存放空间的高度，从而进行存放。当放置好电池组后，液氮喷头12位于电池组的上方。

在每个锂离子电池的存放空间顶部也均设有火灾探测装置13，可探测温度、烟气等多种信号，通过电气线路与电气控制箱7连接。

同时在每个液氮支管上并且与液氮管路10的连接处位置附近设有液氮截止阀11，该液氮截止阀11位于锂离子电池储存仓3的外部，液氮截止阀可以手动控制或在电气控制箱7的控制信号下动作。

本发明的运行流程如下：

（1）运输车本体1正常待命情况下，液氮制取系统通过空气压缩机4对空气中的氮气进行采集、过滤、压缩后输送到制氮机5中，经制冷液化机将氮气转化为液氮，并由出液机构输送到液氮储罐6中；

（2）液氮储罐6设有压力表、自动泄压阀及压力调节阀等安全附件。压力表可实时显示储罐内部压力并将信号传输到电气控制箱7。当罐内压力达到危险区时，自动泄压阀自动开启，排出部分氮气来减小压力，当压力恢复至正常状态时自动关闭；当罐内压力不足时，电气控制箱7收到压力过低信号，同时发出控制信号，液氮制取系统联动启动开始生成液氮，并供给至液氮储罐中，确保液氮储罐6内压力始终维持在正常工作水平；

（3）运输车本体1在进行运输工作前，液氮储罐7释放液氮输送到锂离子电池储存仓3内设置的液氮支路中，对锂离子电池组进行冷却保护；

（4）在运输途中，当电池管理系统模块8检测到电池组异常高温或火灾探测装置13检测到火灾时，二者将报警信号传输到电气控制箱7，电气控制箱7发出报警信息至驾驶室，同时联动启动液氮灭火系统，通过液氮喷头12释放液氮进行灭火；

（5）灭火完毕后，等待消防人员到达现场对运输车进行进一步处理，后续由相关人员对车辆及相关系统进行检测维护。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于其包括运输车本体（1）、设置在运输车本体（1）上的设备仓（2）以及设置在设备仓（2）后方用于存放锂离子电池的锂离子电池储存仓（3），在设备仓（2）内设有液氮储罐（6）和用于对锂离子电池组的参数进行监控管理的锂离子电池管理系统模块（8），在锂离子电池储存仓（3）内设有火灾探测装置（13）和液氮喷头（12），所述液氮喷头（12）通过液氮管路（10）与液氮储罐（6）连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在所述设备仓（2）内设有电气控制箱（7），所述电气控制箱（7）收集火灾探测装置（13）和锂离子电池管理系统模块（8）的信号，并控制液氮喷头（12）的开闭。

3.根据权利要求2所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在设备仓（2）内还设有空气压缩机（4）和制氮机（5），所述空气压缩机（4）和液氮储罐（6）分别通过管路与制氮机（5）连接，且均通过电气控制线与电气控制箱（7）连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于所述锂离子电池储存仓（3）内水平并排设有若干个锂离子电池存放支架（9），对应形成电池存放空间，在每个电池存放空间的顶部均设有火灾探测装置（13）。

5.根据权利要求4所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在每个电池存放空间的顶部均设有液氮喷头（12）。

6.根据权利要求5所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在每层电池存放空间的顶部设有液氮支路，在每个液氮支路上均匀设置若干个液氮喷头（12），所述液氮支路与液氮管路（10）连通。

7.根据权利要求6所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在每个液氮支路上并且位于与液氮管路（10）的连接位置处均设有液氮截止阀（11）。

8.根据权利要求7所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于所述液氮截止阀（11）位于锂离子电池储存仓（3）的外部。

9.根据权利要求4所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在锂离子电池储存仓（3）四个角落设置有支撑杆（9-1），若干个所述电池存放架（9）安装在支撑杆（9-1）上。

10.根据权利要求9所述的一种基于液氮的锂离子电池安全运输车，其特征在于在支撑杆（9-1）上设有若干个连接孔，电池存放架（9）通过螺栓可拆卸安装在连接孔上。

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