CN115882149A - 一种基于防火防爆的电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池防护领域，其公开了一种基于防火防爆的电池组，包括电池箱与电池单体，电池箱内设置有防护装置，防护装置由均匀间隔分布在电池箱内的若干防护单元组成，每组防护单元中均安装有一组电池单体，防护单元用于对电池单体进行防火防爆防护且防护分为两个阶段：断路阶段与防爆阶段，断路阶段指的是电池单体温度过高但电池单体未损坏时，防护单元被触发使电池单体断路且电池单体不受损坏，防爆阶段指的是电池单体发生起火预兆时，防护单元被触发向电池单体供应灭火介质，实现防火防爆，电池箱内还设置有切断装置，切断装置用于在电池单体发生防爆阶段的防护时切断周围其余完好的电池单体的电路连接。

Description

一种基于防火防爆的电池组

技术领域

本发明涉及电池防护领域，具体涉及电池的防火防爆领域，特别涉及一种基于防火防爆的电池组。

背景技术

现有锂电池组在使用过程中，因散热不及时、过载以及长时间使用等等因素会出现过热，电池单体温度过高的问题，而这些问题不及时发现阻止的话，很容易导致电池单体损坏，严重的还会引发起火爆炸问题，除此之外，引发电池组起火爆炸的因素还有短路、过充、过放等等。

申请人经过检索发现一篇授权公告号为CN113725547B的中国发明专利，其公开了一种电池用防火防爆装置，其利用高温蜡作为触发介质，电池组低温时高温蜡属于固态，保持一定形状，电池组温度达到一定时，高温蜡融化，使气囊挤压穿刺针后爆破，流出防冻液和六氟化硫，对电池组进行快速降温，起到防火防爆的目的，但是其没有考虑到：1、电池组内的电池单体设置有多个，一般是由一个或多个电池单体导致整个电池组发生爆炸，对比文件中，防冻液和六氟化硫是与整个电池组中的电池单体发生接触，完好的电池单体同样与防冻液和六氟化硫接触而容易受到影响损坏；2、对比文件的触发条件是高温，但是电池单体在使用过程中，因散热不及时、过载以及长时间使用等等因素也会出现过热，导致电池单体温度过高的问题，而此时电池单体是没有损坏并且没有发生起火爆炸的，对比文件很容易出现误触发的情况；3、电池单体在发生起火爆炸之前的预兆为：先发热产生高温，然后持续产生高温并释放烟雾，最后出现明火，也就是说，当电池因过充、过放等因素导致电池温度上升过高而引发起火爆炸时，若及时断路并降温，是能够避免电池单体发生起火爆炸的，进而避免电池单体损坏，而对比文件中只是在电池组发生高温爆燃后起到灭火、降低爆炸发生率，而没有在源头发生时切断源头，保护电池单体。

基于此，本发明提出了一种基于防火防爆的电池组。

发明内容

为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种基于防火防爆的电池组。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种基于防火防爆的电池组，包括电池箱与电池单体，电池箱内设置有防护装置，防护装置由均匀间隔分布在电池箱内的若干防护单元组成，每组防护单元中均安装有一组电池单体，防护单元用于对电池单体进行防火防爆防护且防护分为两个阶段：断路阶段与防爆阶段，断路阶段指的是电池单体温度过高但电池单体未损坏时，防护单元被触发使电池单体断路，防爆阶段指的是电池单体发生起火预兆时，防护单元被触发向电池单体供应灭火介质。

进一步的，防护单元包括安装在电池箱内的储存壳，储存壳沿竖直方向分为上实心段与下中空段，上实心段的上端面安装有呈竖直布置的外套筒，外套筒的上下两端开口且外壁设置有散热翅片、内壁沿圆周方向阵列设置有多个支撑翅片，电池单体安装在外套筒内后被支撑翅片支撑，相邻支撑翅片之间的区域构成触发区。

进一步的，外套筒的上开口端安装有绝缘座，绝缘座为环形形状，绝缘座的上端面安装有固定壳，固定壳的上端封闭、下端开口与绝缘座的内环连通，固定壳内设置有正极接头，正极接头沿竖直方向分为下接触段、中滑动段以及上伸出段，中滑动段与固定壳之间构成密封式滑动导向配合，上伸出段的上端伸出固定壳，上伸出段的外部套设有位于中滑动段与固定壳封闭端之间的弹簧一，弹簧一的弹力驱使正极接头下移，初始状态下，下接触段的下端与电池单体的正极端接触。

进一步的，中滑动段与固定壳之间设置有卡接组件，卡接组件用于在触发区内的空气热膨胀至临界值并抵推正极接头上移至最大距离后，限制正极接头发生移动。

进一步的，储存壳的上实心段开设有贯穿其高度并用于触发区与下中空段之间连通的滑孔、用于滑孔与电池箱之间连通的排气孔，排气孔的孔口处安装有单向阀二，单向阀二用于流体由排气孔朝电池箱内单向流动，下中空段的下开口端处匹配安装有端盖，固定壳的侧壁设置有连接孔，初始状态下，连接孔被正极接头的中滑动段封堵，连接孔与下中空段之间通过连接管实现连通且连接管上设置有单向阀一，单向阀一用于流体由下中空段朝连接孔内单向流动。

进一步的，滑孔内安装有上活塞且两者之间构成密封式滑动导向配合，下中空段内安装有下活塞且两者之间构成密封式滑动导向配合，下中空段内储存有灭火介质，下活塞与上活塞之间设置有弹簧三，弹簧三的弹性系数大于弹簧一的弹性系数，初始状态下，排气孔与滑孔的连通处位于上活塞的下方，触发区发生热膨胀时抵推上活塞下移受到的阻力大于抵推正极接头上移受到的阻力。

进一步的，上活塞与储存壳之间设置有限位组件，限位组件用于在上活塞被触发区内的高压气体抵推下移最大距离后，限制上活塞发生上移。

进一步的，电池箱内还设置有切断装置，切断装置用于在电池单体发生防爆阶段的防护时切断周围其余完好的电池单体的电路连接。

进一步的，电池箱内设置有隔板，切断装置包括通过支撑架安装在隔板上端面的转轴，转轴的外部同轴固定套设有套轴一，套轴一的外部同轴转动套设有套轴二，套轴一的外圆面延伸有支架，套轴二的外圆面延伸有抵板，隔板的上端面还设置有弹性片，抵板的上端面与弹性片接触、下端面与支架接触，正极接头的上端与抵板的下端面接触，电池单体的正极电路连接通过正极接头与抵板实现，并且当抵板脱离与正极接头的接触时，电池单体发生断路。

进一步的，切断装置（300）还包括设置在转轴（303）与单向阀二（219）之间的连动机构，连动机构用于以通过单向阀二（219）输出的气体作为驱动介质驱使转轴（303）发生转向a的转动，转向a指的是抵板（307）脱离与正极接头（205）接触时，转轴（303）的转向，连动机构具体如下：

包括呈竖直布置的泵壳，泵壳内滑动安装有泵塞，泵塞的上端面设置有泵塞杆，泵塞杆的上端伸出泵壳并通过连动件与转轴连接，支架朝上抵推抵板时，转轴的转向为转向a，当泵塞杆上移时，通过连动件驱使转轴发生转向a的旋转；

泵壳的外圆面设置有位于泵塞下方的输入孔以及位于泵塞上方的输出嘴，泵塞杆的外部套设有弹簧五，弹簧五的压缩弹力驱使泵塞下移，输入孔的孔口设置有主管，沿转轴轴向阵列分布的防护单元中的单向阀二的输出端与主管连通；

泵壳上设置有用于在泵塞停止上移时限制泵塞下移的限制组件。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本方案能够实现对电池组的防火防爆防护，其核心在于，防火防爆防护分为两个阶段：断路阶段与防爆阶段；前者指的是：电池单体因使用时间过长或过载等等原因导致温度过高但电池单体是未损坏，此时，防护单元被触发使电池单体断路，一般来说，电池组里面都会有电池散热系统，使用者等待预设时间后，电池单体的温度降低恢复正常，打开电池箱的箱盖并按压防护单元，即可使电池单体的电路连接恢复，电池组可正常使用；后者指的是：电池单体在起火之前会先升温，然后冒出大量的高压气体，接着发生明火，此过程中，防护单元被高温与高压气体触发向电池单体的周围供应灭火介质，或提前起到降温灭火，或在火苗出现后及时扑灭，起到防火防爆的目的；

两个阶段相互配合实现防火防爆，一方面，实现精准防护，哪个电池单体出现问题对哪个电池单体进行防护，而其余未出现问题的电池单体不受影响，仍然可被利用；一方面，在电池单体出现高温时，及时使电池单体断路，保护电池单体，另外还能避免电池单体长时间处于高温状态而受损，一方面，在电池单体发生起火预兆时，及时排出高压气体以及向电池单体周围填充灭火介质，起到防火目的；

进一步的，电池单体发生起火预兆时，为避免后续引发更大的问题以及为了保护周围的完好的电池单体，电池箱内还设置有切断装置，用来在电池单体发生防爆阶段的防护时，切断周围的完好的电池单体的电路连接。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部示意图一；

图3为本发明的内部示意图二；

图4为防护单元的剖视图；

图5为防护单元上侧的剖视图；

图6为正极接头与卡接组件的分解图；

图7为防护单元下侧的剖视图；

图8为限位组件与上活塞的分解图；

图9为切断装置的示意图；

图10为连接件与转轴的示意图；

图11为泵壳、主管以及连动件的示意图。

图12为泵壳以及其内部结构的剖视图。

附图中的标号为：

100、电池箱；101、电源插口；102、隔板；

200、防护装置；201、外套筒；202、绝缘座；203、固定壳；204、负极接头；205、正极接头；206、弹簧一；207、卡槽一；208、卡销；209、弹簧二；210、连接孔；211、连接管；212、储存壳；213、滑孔；214、排气孔；215、上活塞；216、下活塞；217、弹簧三；218、单向阀一；219、单向阀二；220、卡槽二；221、滑杆；222、卡块；223、弹簧四；

300、切断装置；301、主管；302、接嘴；303、转轴；304、套轴一；305、套轴二；306、弹性片；307、抵板；308、支架；309、泵壳；310、输入孔；311、输出嘴；312、泵塞；313、泵塞杆；314、弹簧五；315、摆杆；316、连动孔；317、连动销。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一

如图1-图12所示，一种基于防火防爆的电池组，包括电池箱100以及设置在电池箱100内的防护装置200，防护装置200由均匀间隔分布在电池箱100内的若干防护单元组成，每组防护单元中均安装有一组电池单体，防护单元用于实现对电池单体的防火防爆的防护，且防护分为两个阶段：断路阶段与防爆阶段，前者指的是：电池单体因使用时间过长或过载等等原因导致温度过高但电池单体是未损坏的，此时，防护单元被触发使电池单体断路并发出断路信号，一般来说，电池组里面都会有电池散热系统，使用者等待预设时间后，电池单体的温度降低恢复正常，打开电池箱100的箱盖并按压防护单元，即可使电池单体的电路连接恢复，电池组可正常使用；后者指的是：电池单体在起火之前会先升温，然后继续升温且冒出大量的高压气体，最后发生明火，高压气体即人们肉眼观察到的黑烟，此时，防护单元被高温与高压气体触发向电池单体的周围供应灭火介质，例如水介质等等，并发出防火防爆信号，起到防火防爆的目的。

上述有关电池单体起火之前的预兆描述的网址来源于：http://m.juda.cn/news/85145.html，其记载了锂电池在起火之前会发热产生高温，然后继续高温且释放烟雾，最后出现明火。

防护单元：

如图4-图8所示，防护单元包括安装在电池箱100内的储存壳212，储存壳212沿竖直方向分为上实心段与下中空段，上实心段的上端面安装有呈竖直布置的外套筒201，外套筒201的上下两端开口且外壁设置有散热翅片、内壁沿圆周方向阵列设置有多个支撑翅片，电池单体的外径与支撑翅片的内径相匹配，电池单体安装在外套筒201内后被支撑翅片支撑，相邻支撑翅片之间的区域构成触发区。

如图5与图6所示，外套筒201的上开口端安装有绝缘座202，绝缘座202为环形形状，绝缘座202的上端面安装有固定壳203，固定壳203的上端封闭、下端开口与绝缘座202的内环连通，固定壳203内设置有正极接头205。

具体的，正极接头205沿竖直方向分为下接触段、中滑动段以及上伸出段，其中，中滑动段与固定壳203之间构成密封式滑动导向配合，上伸出段的上端伸出固定壳203，上伸出段的外部套设有位于中滑动段与固定壳203封闭端之间的弹簧一206，弹簧一206的弹力驱使正极接头205下移，初始状态下，下接触段的下端与电池单体的正极端接触。

电池单体的正极端电路连接有两种方式，其一，直接通过由导电材料制成的正极接头205与相关线路连接；其二，在正极接头205的下端设置金属触片，在正极接头205内部设置有贯穿其高度的接线孔，金属触片的上端面设置有接线且接线穿过接线孔后与相关线路连接，这种方式的好处在于，电池单体是通过金属触片与接线实现相关电路连接的，正极接头205为绝缘材料制成即可；电池单体的负极端连接方式为：外套筒201的侧面设置有负极接头204，负极接头204与电池单体的负极端之间设置有用于两者之间电路连接的接线，故而可以通过负极接头204完成电池单体的负极端的相关电路接线。

中滑动段与固定壳203之间设置有卡接组件，当电池单体因使用时间过长或过载等等原因导致温度过高但电池单体是未损坏的，此时，触发区内的空气热膨胀至临界值，克服弹簧一206的弹力驱使正极接头205上移，弹簧一206被压缩，正极接头205与电池单体的正极端脱离接触，发生断路，此时，电池单体本身的温度虽然不再继续增加，但是其温度高并持续向触发区传导热量，故而触发区内的空气继续热膨胀，使正极接头205继续上移，正极接头205上移预设距离后被卡接组件卡接，卡接组件限制正极接头205发生移动，与此同时，电池单体的温度下降，其传导给触发区的热量不足以继续使触发区内的空气发生抵推正极接头205的热膨胀；预设时间后，电池单体的温度恢复正常，使用者可打开电池箱100的箱盖，向下按压正极接头205即可使其复位，电池组正常使用。

具体的，中滑动段内开设有呈贯穿布置的卡孔，卡孔内滑动安装有两个卡销208，卡销208呈球形形状且两个卡销208之间设置有弹簧二209，初始状态下，卡销208与固定壳203的内壁贴合且弹簧二209处于压缩状态，固定壳203的内壁还设置有呈环槽形状的卡槽一207，初始状态下，卡槽一207位于中滑动段的上方；当卡孔被触发区内的热膨胀空气抵推至卡槽一207所在位置处时，弹簧二209释放弹力，通过卡销208与卡槽一207的配合，实现正极接头205与固定壳203之间的卡接，由于卡销208呈球形形状，故而向下按压正极接头205使卡销208缩回卡孔内，弹簧一206释放弹力，即使正极接头205复位。

如图7与图8所示，储存壳212的上实心段开设有贯穿其高度的滑孔213，滑孔213用于触发区与下中空段之间的连通，上实心端内还设置有用于滑孔213与电池箱100之间连通的排气孔214，排气孔214的孔口处安装有单向阀二219，单向阀二219用于流体由排气孔214朝电池箱100内单向流动，下中空段的下开口端处匹配安装有端盖，如图5所示，固定壳203的侧壁设置有连接孔210，初始状态下，连接孔210被正极接头205的中滑动段封堵，连接孔210与下中空段之间通过连接管211实现连通且连接管211上设置有单向阀一218，单向阀一218用于流体由下中空段朝连接孔210内单向流动。

滑孔213内安装有上活塞215且两者之间构成密封式滑动导向配合，下中空段内安装有下活塞216且两者之间构成密封式滑动导向配合，下中空段内储存有灭火介质，例如水介质等等，下活塞216与上活塞215之间设置有弹簧三217，弹簧三217的弹性系数大于弹簧一206的弹性系数，如图7所示，初始状态下，上活塞215的上端面与滑孔213的上孔口平齐，排气孔214与滑孔213的连通处位于上活塞215的下方，弹簧三217未压缩，触发区发生热膨胀时抵推上活塞215下移受到的阻力大于抵推正极接头205上移受到的阻力，其中，上活塞215下移的阻力来源于单向阀一218与单向阀二219中的单向弹簧以及上活塞215、下活塞216和储存壳212之间的摩擦，正极接头205上移受到的阻力来源于弹簧一206以及正极接头205与固定壳203之间的摩擦，故而在断路阶段中，上活塞215与下活塞216未发生移动，灭火介质未进入连接管211内，而断路阶段结束时，连接孔210与连接管211连通，此后，若电池是发生起火预兆，则进入防爆阶段：电池单体继续发生高温以及发出高压气体，使触发区内的压强继续增大，此时由于正极接头205被卡接组件卡接限制，故而上活塞215开始下移通过弹簧三217抵推下活塞216下移，使灭火介质通过连接管211与连接孔210朝向触发区内流动，上活塞215下移过程中，滑孔213内的空气通过排气孔214与单向阀二219排走，当上活塞215的上端面位于排气孔214与滑孔213的连通处下方时，触发区内的高压气体通过排气孔214排走，高压气体的排走速率和排气孔214的进气口面积有关，进气口面积指的是排气孔214位于上活塞215上方的孔口面积，在高压气体排走流量与电池单体发出高压气体流量未达成平衡之前，触发区内的压强是不断递增的，上活塞215是持续被抵推下移的，直至达成平衡后，上活塞215不再下移，此时，通过设置在上活塞215与储存壳212之间的限位组件限制上活塞215的移动，触发区内的高压气体持续通过排气孔214排走，压强逐渐降低，配合灭火介质，实现对电池单体的防火防爆。

如图7与图8所示，限位组件包括设置在上活塞215外圆面且呈环槽形状的卡槽二220以及沿径向设置在滑孔213孔壁上的安装槽，安装槽内同轴滑动安装有滑杆221，滑杆221朝向滑孔213轴芯线的一端设置有卡块222，卡块222的自由端伸入滑孔213内且上端面设置有斜面，斜面与滑孔213轴芯线之间的距离由下至上递增，滑杆221上还套设有位于卡块222与安装槽槽底之间的弹簧四223，初始状态下，限位组件位于上活塞215的下方，由于斜面的存在，一开始限位组件不影响上活塞215的下移且卡块222被上活塞215下移挤推缩回安装槽内，弹簧四223被压缩，当卡槽二220下移至限位组件所在位置处后，弹簧四223释放弹力，使卡块222插入卡槽二220内，此时上活塞215被限制发生上移。

实施例二

若电池单体发生起火预兆时，为避免后续引发更大的问题以及为了保护周围的完好的电池单体，电池箱100内还设置有切断装置300，切断装置300用于在电池单体发生防爆阶段的防护时，被触发并切断周围的电池单体的电路连接。

具体的，如图2所示，电池箱100内设置有隔板102，正极接头205的上端位于隔板102上方，隔板102上设置有用于避让正极接头205的避让孔。

如图9-图12所示，切断装置300包括通过支撑架安装在隔板102上端面的转轴303，转轴303能够转动，优选的，转轴303的轴向平行于电池箱100的长度方向。

每组防护单元中的正极接头205与转轴303之间设置有连接件，如图10所示，连接件包括同轴固定套设在转轴303外部的套轴一304，套轴一304的外部同轴转动套设有套轴二305，套轴一304与套轴二305的旋转互不干扰，套轴一304的外圆面延伸有支架308，套轴二305的外圆面延伸有抵板307，隔板102的上端面还设置有弹性片306，抵板307的上端面与弹性片306接触、下端面与支架308接触，而正极接头205的上端与抵板307的下端面接触。

电池单体的正极电路连接通过正极接头205与抵板307实现，当抵板307脱离与正极接头205的接触时，电池单体发生断路，具体的，其一，若电池单体的正极端直接通过由导电材料制成的正极接头205与抵板307实现相关电路连接，一旦抵板307脱离与正极接头205接触后，电池单体发生断路，其二，在正极接头205的下端设置金属触片一、上端设置有金属触片二，在正极接头205内部设置有贯穿其高度的接线孔，接线孔内设置有用于金属触片一、二连接的接线，抵板307的下端面设置有与金属触片二接触的金属触片三，一旦抵板307脱离与正极接头205接触后，金属触片二、三脱离接触，电池单体发生断路；除此之外，其它方式亦可，另外，弹性片306的设置是为了抵板307与正极接头205紧密接触，另外，如图1所示，在电池箱100内的多个电池单体串并联组成电池组后，可在电池箱100的侧面设置有一个电源插口101，便于电池组的使用。

如图11与图12所示，切断装置300还包括呈竖直布置的泵壳309，泵壳309内滑动安装有泵塞312，泵塞312的上端面设置有泵塞杆313，泵塞杆313的上端伸出泵壳并通过连动件与转轴303连接，当泵塞杆313上移时，通过连动件驱使转轴303发生转向a的旋转，转向a指的是转轴303旋转时带着套轴一304旋转，套轴一304旋转带着支架308旋转，支架308旋转朝上抵推抵板307，使抵板307与正极接头205脱离接触，具体的，连动件包括沿径向设置在转轴303上的摆杆315，摆杆315上设置有引导方向平行于摆杆315长度方向的连动孔316，泵塞杆313的上端设置有连动销317，连动销317的自由端滑动位于连动孔316内。

泵壳309的外圆面设置有位于泵塞312下方的输入孔310以及位于泵塞312上方的输出嘴311，泵塞杆313的外部套设有弹簧五314，弹簧五314的压缩弹力驱使泵塞312下移。

如图9所示，输入孔310的孔口设置有主管301，沿转轴303轴向阵列分布的防护单元中的单向阀二219的输出端与主管301连通，具体的，主管301上设置有接嘴302，单向阀二219与接嘴302连通。

电池单体发生起火预兆时，通过单向阀二219排出的高压气体通过主管301流入泵壳309内，抵推泵塞312与泵塞杆313上移，泵塞杆313上移通过连动件驱使转轴303发生转向a的旋转，转向a指的是转轴303旋转时带着套轴一304旋转，套轴一304旋转带着支架308旋转，支架308旋转朝上抵推抵板307，使抵板307与正极接头205脱离接触，进而实现在电池单体发生防爆阶段的防护时，切断周围的电池单体的电路连接的目的；

上述泵塞杆313上移过程中，当泵塞312的下端面位于输出嘴311的上方时，高压气体通过输出嘴311排走，高压气体的排走速率和输出嘴311的进气口面积有关，进气口面积指的是输出嘴311位于泵塞312下端面下方的孔口面积，在高压气体排走流量与通过输入孔310进入泵壳309的流量未达成平衡之前，高压气体是不断抵推泵塞312上移的，直至达成平衡后，泵塞312不再上移，此时，通过设置在泵壳309上的限制组件限制泵塞312下移，高压气体持续通过输出嘴311排走，限制组件的结构与限位组件的结构一致，限制组件与泵塞312的连接关系和限位组件与上活塞215的连接关系一致，此处不作赘述。

优选的，可在电池箱100内设置一根排烟管，每个输出嘴311均和排烟管连通，排烟管的输出端伸出电池箱100，将高压气体（即烟雾）向外界排出，以免留在电池箱100内对其它电池单体造成腐蚀等影响。

本发明的工作原理：

当电池单体因使用时间过长或过载等等原因导致温度过高但电池单体是未损坏的，即断路阶段：

触发区内的空气热膨胀至临界值，克服弹簧一206的弹力驱使正极接头205上移，弹簧一206被压缩，正极接头205与电池单体的正极端脱离接触，发生断路，此时，电池单体本身的温度虽然不再继续增加并慢慢降低，但是电池单体的温度仍然较高并持续向触发区传导热量，故而触发区内的空气继续热膨胀，使正极接头205继续上移，正极接头205上移预设距离后被卡接组件卡接，卡接组件限制正极接头205发生移动，与此同时，电池单体的温度下降，其传导给触发区的热量不足以继续使触发区内的空气发生抵推正极接头205的热膨胀，故而正极接头205停止移动，另外，此时连接孔210与连接管211连通，使触发区与连接管211连通，通过连接管211承担一部分热膨胀空气，进而降低触发区内的压强，进一步使正极接头205不再上移；

预设时间后，通过设置在电池箱100内的电池散热系统（此为现有技术可实现，不作赘述），使电池单体的温度恢复正常后，使用者可打开电池箱100的箱盖，向下按压正极接头205即可使其复位，电池组正常使用。

当电池发生起火时，即防爆阶段：

起火之前的预兆为先高温、后继续高温且发出高压气体，最后才会产生明火，先高温时和上述断路阶段的过程一致，然后，若发生继续高温且而发出高压气体时：

电池单体继续发生高温以及发出高压气体，使触发区内的压强继续增大，此时上活塞215开始下移，并通过弹簧三217抵推下活塞216下移，使灭火介质通过连接管211与连接孔210朝向触发区内流动，上活塞215下移过程中，滑孔213内的空气通过排气孔214与单向阀二219排走，当上活塞215的上端面位于排气孔214与滑孔213的连通处下方时，触发区内的高压气体通过排气孔214排走，高压气体的排走速率和排气孔214的进气口面积有关，进气口面积指的是排气孔214位于上活塞215上方的孔口面积，在高压气体排走流量与电池单体发出高压气体流量未达成平衡之前，触发区内的压强是不断递增的，上活塞215是持续被抵推下移的，直至达成平衡后，上活塞215不再下移，此时，通过设置在上活塞215与储存壳212之间的限位组件限制上活塞215的移动，触发区内的高压气体持续通过排气孔214排走，压强逐渐降低，配合灭火介质，实现对电池单体的防火防爆；

进一步的，通过排气孔214排出的高压气体通过主管301流入泵壳309内，抵推泵塞312与泵塞杆313上移，泵塞杆313上移通过连动件驱使转轴303发生转向a的旋转，转向a指的是转轴303旋转时带着套轴一304旋转，套轴一304旋转带着支架308旋转，支架308旋转朝上抵推抵板307，使抵板307与正极接头205脱离接触，进而实现在电池单体发生防爆阶段的防护时，切断周围的电池单体的电路连接的目的，泵塞杆313上移过程中，当泵塞312的下端面位于输出嘴311的上方时，高压气体通过输出嘴311排走，高压气体的排走速率和输出嘴311的进气口面积有关，进气口面积指的是输出嘴311位于泵塞312下端面下方的孔口面积，在高压气体排走流量与通过输入孔310进入泵壳309的流量未达成平衡之前，高压气体是不断抵推泵塞312上移的，直至达成平衡后，泵塞312不再上移，此时，通过设置在泵壳309上的限制组件限制泵塞312下移，高压气体持续通过输出嘴311排走。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于防火防爆的电池组，包括电池箱（100）与电池单体，其特征在于：电池箱（100）内设置有防护装置（200），防护装置（200）包括防护单元，电池单体设置在防护单元内，防护单元用于对电池单体进行防火防爆防护且防护分为断路阶段与防爆阶段，断路阶段指的是电池单体温度过高但电池单体未损坏时，防护单元被触发使电池单体断路，防爆阶段指的是电池单体发生起火预兆时，防护单元被触发向电池单体供应灭火介质；防护单元包括安装在电池箱（100）内的储存壳（212），储存壳（212）沿竖直方向分为上实心段与下中空段，下中空段内储存有灭火介质，上实心段的上端面安装有呈竖直布置的外套筒（201），外套筒（201）的上开口端安装有绝缘座（202），绝缘座（202）的上端面安装有固定壳（203），固定壳（203）内设置有正极接头（205）。

2.根据权利要求1所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：外套筒（201）的上下两端开口且外壁设置有散热翅片、内壁沿圆周方向阵列设置有多个支撑翅片，电池单体安装在外套筒（201）内后被支撑翅片支撑，相邻支撑翅片之间的区域构成触发区。

3.根据权利要求2所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：绝缘座（202）为环形形状，固定壳（203）的上端封闭、下端开口与绝缘座（202）的内环连通，正极接头（205）沿竖直方向分为下接触段、中滑动段以及上伸出段，中滑动段与固定壳（203）之间构成密封式滑动导向配合，上伸出段的上端伸出固定壳（203），上伸出段的外部套设有位于中滑动段与固定壳（203）封闭端之间的弹簧一（206），弹簧一（206）的弹力驱使正极接头（205）下移，初始状态下，下接触段的下端与电池单体的正极端接触。

4.根据权利要求3所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：中滑动段与固定壳（203）之间设置有卡接组件，卡接组件用于在触发区内的空气热膨胀至临界值并抵推正极接头（205）上移至最大距离后，限制正极接头（205）发生移动。

5.根据权利要求3所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：储存壳（212）的上实心段开设有贯穿其高度并用于触发区与下中空段之间连通的滑孔（213）、用于滑孔（213）与电池箱（100）之间连通的排气孔（214），排气孔（214）的孔口处安装有单向阀二（219），单向阀二（219）用于流体由排气孔（214）朝电池箱（100）内单向流动，下中空段的下开口端处匹配安装有端盖，固定壳（203）的侧壁设置有连接孔（210），初始状态下，连接孔（210）被正极接头（205）的中滑动段封堵，连接孔（210）与下中空段之间通过连接管（211）实现连通且连接管（211）上设置有单向阀一（218），单向阀一（218）用于流体由下中空段朝连接孔（210）内单向流动。

6.根据权利要求5所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：滑孔（213）内安装有上活塞（215）且两者之间构成密封式滑动导向配合，下中空段内安装有下活塞（216）且两者之间构成密封式滑动导向配合，下活塞（216）与上活塞（215）之间设置有弹簧三（217），弹簧三（217）的弹性系数大于弹簧一（206）的弹性系数，初始状态下，排气孔（214）与滑孔（213）的连通处位于上活塞（215）的下方，触发区发生热膨胀时抵推上活塞（215）下移受到的阻力大于抵推正极接头（205）上移受到的阻力。

7.根据权利要求6所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：上活塞（215）与储存壳（212）之间设置有限位组件，限位组件用于在上活塞（215）被触发区内的高压气体抵推下移最大距离后，限制上活塞（215）发生上移。

8.根据权利要求6所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：电池箱（100）内还设置有切断装置（300），切断装置（300）用于在电池单体发生防爆阶段的防护时切断周围其余完好的电池单体的电路连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：电池箱（100）内设置有隔板（102），切断装置（300）包括通过支撑架安装在隔板（102）上端面的转轴（303），转轴的外部同轴固定套设有套轴一（304），套轴一（304）的外部同轴转动套设有套轴二（305），套轴一（304）的外圆面延伸有支架（308），套轴二（305）的外圆面延伸有抵板（307），隔板（102）的上端面还设置有弹性片（306），抵板（307）的上端面与弹性片（306）接触、下端面与支架（308）接触，正极接头（205）的上端与抵板（307）的下端面接触，电池单体的正极电路连接通过正极接头（205）与抵板（307）实现，并且当抵板（307）脱离与正极接头（205）的接触时，电池单体发生断路。

10.根据权利要求9所述的一种基于防火防爆的电池组，其特征在于：切断装置（300）还包括设置在转轴（303）与单向阀二（219）之间的连动机构，连动机构用于以通过单向阀二（219）输出的气体作为驱动介质驱使转轴（303）发生转向a的转动，转向a指的是抵板（307）脱离与正极接头（205）接触时，转轴（303）的转向。

Images