CN114665191B - 一种具有阻止热蔓延功能的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种具有阻止热蔓延功能的电池包。为了解决冷却模式响应速度慢将影响电池包的冷却时间，另外冷却剂对电池包吸热产生大量的热气体易对电池造成挤压的技术问题。本发明提供了这样一种具有阻止热蔓延功能的电池包，包括有底板和电池插板等；底板与电池插板之间开设有导液槽。在本发明在单电池发生热失控时，冷却液受热升压膨胀，并向上涌起至电池插板的内部将单电池包围，同时泄压座中的热熔块受热熔化，使冷却液喷射在单电池表面对其物理降温，期间冷却液产生的热气体触发锁扣组件对紧急泄压组件解锁，电池包内热气体聚集并产生高压，向上冲开盖板上的紧急泄压组件，及时对电池包内部聚集的热气体紧急疏散。

Description

一种具有阻止热蔓延功能的电池包
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种具有阻止热蔓延功能的电池包。
背景技术
针对车载电池包存在热失控的问题，中国专利CN113206317A公布了一种阻止电池包热蔓延的冷却系统与方法，在电池模组内设计多种冷却模式，使热失控发生时可有效地对电池包进行导热处理，延缓大面积热失控的进一步发生，增加乘客的逃生时间，并且在发生误判时不会对电池包造成损伤，但该处理方式在对电池包进行冷却工作时，需要进行多重判断，影响冷却模式的响应速度，若电池包热失控发生时间迅速，容易错过对电池包进行冷却工作的黄金时间，另外冷却剂在对电池包进行冷却工作期间，冷却剂吸收大量电池包产生的热量，当冷却剂吸收的热量超过阈值时，并产生大量的热气体，并使冷却剂升压膨胀，若不及时对冷却剂释放的热气体进行泄压，将对电池造成挤压，造成电池的变形甚至破损。
发明内容
为了克服对电池包进行冷却工作时，若冷却模式响应速度慢将错过对电池包进行冷却工作的黄金时间，另外冷却剂对电池包吸热产生大量的热气体，易对电池造成挤压，造成电池的变形甚至破损的缺点，本发明提供一种具有阻止热蔓延功能的电池包。
本发明的技术方案是：一种具有阻止热蔓延功能的电池包，包括有外壳、盖板、温度监测模块、散热箱、总控模块、底板、电池插板、泄压座；外壳的上侧固接有盖板；盖板的中部连接有紧急泄压组件；外壳的外侧连接有锁紧紧急泄压组件的锁扣组件；外壳的前侧安装有总控模块；盖板的上侧安装有温度监测模块；总控模块连接温度监测模块；外壳的下侧固接有散热箱；外壳的内部固接有底板；底板的上侧固接有电池插板；总控模块通过导电单元连接单电池；外壳与底板之间设有储存空间，并且散热箱连通外壳与底板之间的储存空间，散热箱与储存空间之间灌有给单电池降温的冷却液；电池插板的上侧固接有若干个泄压座；底板与电池插板之间开设有导液槽，通过通孔导液槽连通外壳与底板之间的储存空间；电池插板的内部开设有若干个输液槽，并且导液槽与各个泄压座各通过一个输液槽相连通；单电池发热升温使冷却液产生热膨胀，冷却液通过通孔从储存空间沿导液槽和输液槽灌入泄压座中，同时泄压座受热触发将冷却液喷射到单电池表面对其物理降温，期间冷却液产生的热气体触发锁扣组件对紧急泄压组件解锁，由紧急泄压组件将外壳内部聚集的热气体紧急疏散。
进一步的，导电单元包括有正极板、负极板、绝缘板、导电片和电极片；总控模块的右侧电连接有正极板和负极板；正极板与负极板之间设有用于分隔的绝缘板；正极板和负极板的右侧均固接有若干个导电片；导电片的下侧中设置有若干个电连接单电池的电极片。
进一步的，散热箱与储存空间中加注有高压气体，使冷却液在散热箱与储存空间内处于高压状态。
进一步的，散热箱的下侧开设有若干个帮助冷却液通风散热的散热槽。
进一步的，电池插板内部开设的插槽结构呈蜂窝状结构设计，使单电池之间留存有散热空隙同时，使单电池紧密排布。
进一步的，底板中开设有的导液槽与电池插板内部开设的蜂窝状插槽结构相对应。
进一步的，泄压座的内侧开设有泄压孔，并且泄压座的泄压孔中固接有遇高温熔化的热熔块。
进一步的，紧急泄压组件包括有轴座、转动轴、拉杆和挡板；盖板的左侧和右侧各固接有两个轴座；四个轴座的上侧各转动连接有一个转动轴；四个转动轴的外表面各固接有一个拉杆；盖板的中部插设有两个挡板；每个挡板的左侧和右侧各固接一个拉杆；两个挡板均连接锁扣组件。
进一步的，锁扣组件包括有限位杆、滑块、限位弹簧、勾板和推块；外壳的左侧和右侧各固接有两个限位杆；左方两个限位杆之间滑动连接有一个滑块；右方两个限位杆之间滑动连接有另一个滑块；左方两个限位杆与左方的滑块之间各固接有一个限位弹簧；右方两个限位杆与右方的滑块之间各固接有另一个限位弹簧；两个滑块的上侧各固接有一个勾板；每个勾板均紧贴两个挡板；两个滑块靠近外壳的一侧各固接有两个推块；四个推块均贯穿外壳。
进一步的，四个推块位于外壳内部的一端各开设有一个半球结构的凹槽。
本发明的有益效果是：在本发明的电池包中设有冷却液储存部件，并且冷却液上部与单电池接触，实时对单电池进行降温工作，冷却液将吸收的热量向下传递，并随车辆在移动途中通过下部的散热部件进行风冷处理，完成高效的热传递，当电池包中的单电池发生热失控时，冷却液受热升压膨胀，并向上涌起至电池插板的内部将单电池包围，加强对单电池的冷却吸热效果，同时泄压座中的热熔块受热熔化，此时向上涌起的高压冷却液将热熔块从泄压座中向上冲出，使冷却液喷射在单电池表面对其物理降温，期间冷却液产生的热气体触发锁扣组件对紧急泄压组件解锁，电池包内热气体聚集并产生高压，向上冲开盖板上的紧急泄压组件，及时对电池包内部聚集的热气体紧急疏散；实现对电池包进行冷却工作时，拥有迅速的响应速度开启冷却模式，及时对电池包进行冷却工作，并且设有的泄压部件能被冷却剂产生的热气体触发，及时对热气体进行疏散泄压，避免产生大量的热气体对电池造成挤压，造成电池的变形甚至破损。
附图说明
图1为本电池包的立体结构示意图；
图2为本电池包的外壳和盖板的剖面图；
图3为本电池包的外壳和盖板的局部剖面图；
图4为本电池包的总控模块立体结构示意图；
图5为本电池包的导电单元立体结构示意图；
图6为本电池包的底板和电池插板的剖面图；
图7为本电池包的V区放大图；
图8为本电池包的紧急泄压组件立体结构示意图；
图9为本电池包的锁扣组件立体结构示意图。
图中零部件名称及序号：1-外壳，11-储存空间，2-盖板，21-温度监测模块，22-温度传感器，3-散热箱，31-散热槽，4-总控模块，41-信号线，42-正极板，43-负极板，44-绝缘板，45-导电片，46-电极片，5-底板，51-导液槽，52-通孔，6-电池插板，61-输液槽，7-泄压座，71-泄压孔，72-热熔块，8-单电池，101-轴座，102-转动轴，103-拉杆，104-挡板，201-限位杆，202-滑块，203-限位弹簧，204-勾板，205-推块。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施例
一种具有阻止热蔓延功能的电池包，如图1-图9所示，包括有外壳1、盖板2、温度监测模块21、散热箱3、总控模块4、底板5、电池插板6、泄压座7；外壳1的上侧螺栓连接有盖板2；盖板2的中部连接有紧急泄压组件；外壳1的外侧连接有锁扣组件；外壳1的前侧安装有总控模块4；盖板2的上侧安装有温度监测模块21；总控模块4连接温度监测模块21；外壳1的下侧螺栓连接有散热箱3；散热箱3的下侧开设有若干个帮助冷却液通风散热的散热槽31；外壳1的内部焊接有底板5；底板5的上侧螺栓连接有电池插板6；总控模块4通过导电单元连接单电池8；外壳1与底板5之间设有储存空间11，并且散热箱3连通外壳1与底板5之间的储存空间11，散热箱3与储存空间11之间灌有给单电池8降温的冷却液，散热箱3与储存空间11中加注有高压气体，使冷却液在散热箱3与储存空间11内处于高压状态；电池插板6的上侧焊接有若干个泄压座7；泄压座7的内侧开设有泄压孔71，并且泄压座7的泄压孔71中固接有热熔块72；底板5与电池插板6之间开设有导液槽51，通过通孔52导液槽51连通外壳1与底板5之间的储存空间11；电池插板6的内部开设有若干个输液槽61，并且导液槽51与各个泄压座7各通过一个输液槽61相连通。
如图4和图5所示，导电单元包括有正极板42、负极板43、绝缘板44、导电片45和电极片46；总控模块4的右侧电连接有正极板42和负极板43；正极板42与负极板43之间设有用于分隔的绝缘板44；正极板42和负极板43的右侧均焊接有若干个导电片45；导电片45的下侧中设置有若干个电连接单电池8的电极片46。
如图6和图7所示，电池插板6内部开设的插槽结构呈蜂窝状结构设计；底板5中开设有的导液槽51与电池插板6内部开设的蜂窝状插槽结构相对应。
如图1、图2和图8所示，紧急泄压组件包括有轴座101、转动轴102、拉杆103和挡板104；盖板2的左侧和右侧各螺栓连接有两个轴座101；四个轴座101的上侧各转动连接有一个转动轴102；四个转动轴102的外表面各固接有一个拉杆103；盖板2的中部插设有两个挡板104；每个挡板104的左侧和右侧各螺栓连接一个拉杆103；两个挡板104均连接锁扣组件。
如图2、图3、图8和图9所示，锁扣组件包括有限位杆201、滑块202、限位弹簧203、勾板204和推块205；外壳1的左侧和右侧各焊接有两个限位杆201；左方两个限位杆201之间滑动连接有一个滑块202；右方两个限位杆201之间滑动连接有另一个滑块202；左方两个限位杆201与左方的滑块202之间各固接有一个限位弹簧203；右方两个限位杆201与右方的滑块202之间各固接有另一个限位弹簧203；两个滑块202的上侧各焊接有一个勾板204；每个勾板204均紧贴两个挡板104；两个滑块202靠近外壳1的一侧各焊接有两个推块205；四个推块205均贯穿外壳1；四个推块205位于外壳1内部的一端各开设有一个半球结构的凹槽。
具有阻止热蔓延功能的电池包安装在车辆内，以下描述将具有阻止热蔓延功能的电池包简称为电池包，电池包的散热箱3露出车辆底盘的底部，使散热箱3的散热槽31接触外接空气，散热箱3和外壳1与底板5之间的储存空间11中灌有冷却液，并且散热箱3与储存空间11中加注有高压气体，使冷却液在散热箱3与储存空间11内处于高压状态，冷却液上部隔着底板5和电池插板6与单电池8接触，实现冷却液实时吸收单电池8工作期间产生的热量，对单电池8进行降温工作，冷却液将吸收的热量向下传递，随着车辆在移动途中，外接气流流经散热箱3的散热槽31，冷却液将吸收的热量传递至散热箱3的散热槽31区域进行风冷处理，完成对单电池8高效的热传递处理工作，保证单电池8在长时间运行状态下面对持续升温和温度积累的状况下也能正常工作。
总控模块4通过温度监测模块21中的温度传感器22对单电池8进行多区域温度监控工作，当单电池8发热异常时，随着单电池8温度升高，冷却液吸收单电池8的热量也增多，使冷却液受热升压膨胀，体积膨胀的冷却液通过通孔52从外壳1与底板5之间的储存空间11进入底板5的导液槽51内，沿电池插板6的输液槽61灌入泄压座7中，实现冷却液向上涌起至灌满电池插板6的输液槽61内部，将单电池8包围，加强对单电池8的冷却吸热效果。
当单电池8出现热失控时，单电池8迅速升温，冷却液受热升压膨胀，并灌满电池插板6的输液槽61内部，同时泄压座7中的热熔块72受热熔化，此时热熔块72与泄压座7之间的粘着力减小，向上涌起的高压冷却液将熔化的热熔块72从泄压座7的泄压孔71中向上冲出，使冷却液通过泄压座7的泄压孔71喷射在单电池8表面对其物理降温，加强对单电池8的降温效果，通过迅速的响应速度开启冷却模式，实现及时对单电池8进行降温吸热处理工作，避免单电池8发生爆炸。
单电池8出现热失控期间，冷却液通过泄压座7的泄压孔71喷射在单电池8表面对其物理降温，同时冷却液吸热产生大量的热气体，随着热气体不断地在电池包内聚集，电池包内的热气体产生高压，此时热气体通过高压向外推动推块205带动滑块202沿限位杆201向外移动，限位弹簧203被压缩，同时滑块202带动勾板204离开挡板104，使紧急泄压组件被解锁，接着热气体通过高压将挡板104向上冲开，使挡板104在热气体的推动下带动拉杆103绕转动轴102的轴心向上翻转，此时盖板2的上方开通有一道泄压通道，及时对热气体进行疏散泄压，避免产生大量的热气体对单电池8造成挤压，造成单电池8的变形甚至破损。
以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本电池包的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本电池包的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本电池包的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本电池包的限制。

Claims (8)

1.一种具有阻止热蔓延功能的电池包，包括有外壳（1）、盖板（2）、温度监测模块（21）、散热箱（3）、总控模块（4）；外壳（1）的上侧固接有盖板（2）；外壳（1）的前侧安装有总控模块（4）；盖板（2）的上侧安装有温度监测模块（21）；总控模块（4）连接温度监测模块（21）；外壳（1）的下侧固接有散热箱（3）；其特征在于：还包括有底板（5）、电池插板（6）和泄压座（7）；盖板（2）的中部连接有紧急泄压组件；外壳（1）的外侧连接有锁紧紧急泄压组件的锁扣组件；外壳（1）的内部固接有底板（5）；底板（5）的上侧固接有电池插板（6）；总控模块（4）通过导电单元连接单电池（8）；外壳（1）与底板（5）之间设有储存空间，并且散热箱（3）连通外壳（1）与底板（5）之间的储存空间，散热箱（3）与储存空间之间灌有给单电池（8）降温的冷却液；电池插板（6）的上侧固接有若干个泄压座（7）；底板（5）与电池插板（6）之间开设有导液槽（51），通过通孔导液槽（51）连通外壳（1）与底板（5）之间的储存空间；电池插板（6）的内部开设有若干个输液槽（61），并且导液槽（51）与各个泄压座（7）各通过一个输液槽（61）相连通；单电池（8）发热升温使冷却液产生热膨胀，冷却液通过通孔从储存空间沿底板（5）的导液槽（51）和电池插板（6）的输液槽（61）灌入泄压座（7）中，同时泄压座（7）受热触发将冷却液喷射到单电池（8）表面对其物理降温，期间冷却液产生的热气体触发锁扣组件对紧急泄压组件解锁，由紧急泄压组件将外壳（1）内部聚集的热气体紧急疏散；
导电单元包括有正极板（42）、负极板（43）、绝缘板（44）、导电片（45）和电极片（46）；总控模块（4）的右侧电连接有正极板（42）和负极板（43）；正极板（42）与负极板（43）之间设有用于分隔的绝缘板（44）；正极板（42）和负极板（43）的右侧均固接有若干个导电片（45）；导电片（45）的下侧中设置有若干个电连接单电池（8）的电极片（46）；
泄压座（7）的内侧开设有泄压孔（71），并且泄压座（7）的泄压孔（71）中固接有遇高温熔化的热熔块（72）。
2.根据权利要求1所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：散热箱（3）与储存空间中加注有高压气体，使冷却液在散热箱（3）与储存空间内处于高压状态。
3.根据权利要求1所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：散热箱（3）的下侧开设有若干个帮助冷却液通风散热的散热槽（31）。
4.根据权利要求1所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：电池插板（6）内部开设的插槽结构呈蜂窝状结构设计，使单电池（8）之间留存有散热空隙同时，使单电池（8）紧密排布。
5.根据权利要求4所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：底板（5）中开设有的导液槽（51）与电池插板（6）内部开设的蜂窝状插槽结构相对应。
6.根据权利要求1所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：紧急泄压组件包括有轴座（101）、转动轴（102）、拉杆（103）和挡板（104）；盖板（2）的左侧和右侧各固接有两个轴座（101）；四个轴座（101）的上侧各转动连接有一个转动轴（102）；四个转动轴（102）的外表面各固接有一个拉杆（103）；盖板（2）的中部插设有两个挡板（104）；每个挡板（104）的左侧和右侧各固接一个拉杆（103）；两个挡板（104）均连接锁扣组件。
7.根据权利要求6所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：锁扣组件包括有限位杆（201）、滑块（202）、限位弹簧（203）、勾板（204）和推块（205）；外壳（1）的左侧和右侧各固接有两个限位杆（201）；左方两个限位杆（201）之间滑动连接有一个滑块（202）；右方两个限位杆（201）之间滑动连接有另一个滑块（202）；左方两个限位杆（201）与左方的滑块（202）之间各固接有一个限位弹簧（203）；右方两个限位杆（201）与右方的滑块（202）之间各固接有另一个限位弹簧（203）；两个滑块（202）的上侧各固接有一个勾板（204）；每个勾板（204）均紧贴两个挡板（104）；两个滑块（202）靠近外壳（1）的一侧各固接有两个推块（205）；四个推块（205）均贯穿外壳（1）。
8.根据权利要求7所述的一种具有阻止热蔓延功能的电池包，其特征在于：四个推块（205）位于外壳（1）内部的一端各开设有一个半球结构的凹槽。
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