CN116207402A - 一种单体电芯的消防系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单体电芯的消防系统，包括包裹电芯的壳体、盖板、消防气囊，所述消防气囊填充于所述壳体内与所述壳体的内壁紧密贴合，两个所述盖板分别封设于所述壳体的两端将所述消防气囊封于所述壳体内；所述消防气囊内置消防液，使得所述壳体内的电芯产生热失控压破所述消防气囊时，所述消防液能够浇灭在所述电芯的芯包上，并掺和于所述电芯的电解液中。本发明针对单体电芯设计内置式的热失控消防系统，将消防、减震、散热融为一体，有效解决电芯使用过程中的安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及电芯消防技术领域，特别是涉及一种单体电芯的消防系统。
背景技术
现有单体电芯常规安全设计是在圆柱电芯的一端或两端设计布置好电芯防爆阀，当单体电芯实现热失控时内部产生气体，气体冲破设计布置好的电芯防爆阀达到泄压的目的；因常规情况下，电芯热失控会产生气体和大量热量，产生的热量的温度非常高，高温会让相邻电芯产生热失控，从而让整包实现热失控,造成人员和财产安全，如申请号为CN202220595158.8所公开的一种电池包及用电设备；而现有单体电池没有自带消防安全系统。
由此，本发明设计了一种针对单体电芯使用的热失控消防系统。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种单体电芯的消防系统，针对单体电芯设计内置式的热失控消防系统，将消防、减震、散热融为一体，有效解决电芯使用过程中的安全问题。
本发明解决问题的技术方案为，提供一种单体电芯的消防系统，包括包裹电芯的壳体、盖板、消防气囊，所述消防气囊填充于所述壳体内与所述壳体的内壁紧密贴合，两个所述盖板分别封设于所述壳体的两端将所述消防气囊封于所述壳体内；所述消防气囊内置消防液，使得所述壳体内的电芯产生热失控压破所述消防气囊时，所述消防液能够浇灭在所述电芯的芯包上，并掺和于所述电芯的电解液中。
进一步的，所述消防液为绝缘、易汽化的流动性液体。
进一步的，述盖板的中部设置有极柱，所述极柱外露，所述极柱包括正极柱、负极柱，分别设于所述壳体两端的两个所述盖板上。
进一步的，所述盖板的中部内侧同轴设置有弹性组合件、弹性固定件，所述弹性固定件位于所述弹性组合件的外侧，所述弹性固定件朝向所述壳体的内腔呈喇叭状；所述弹性组合件为圆柱状。
进一步的，所述消防气囊充满时为环状结构，两个所述消防气囊分别填充设于所述壳体的两端与所述盖板配合安装。
进一步的，所述弹性组合件插接于所述环状结构的内环，所述弹性固定件压于所述环状结构朝向外侧的侧壁之上。
进一步的，所述弹性组合件为轴向伸缩弹簧，所述弹性固定件为扩口式伸缩弹簧；所述弹性固定件自然状态下的高度远小于所述弹性组合件自然状态下的高度。
进一步的，所述电芯的芯包位于两个所述消防气囊之间，使得分设于所述壳体两端的两个所述弹性固定件能够将所述消防气囊压紧至所述电芯上。
进一步的，所述极柱、所述弹性组合件同轴设置。
进一步的，所述消防气囊与所述盖板对接的一侧与所述壳体的端面平齐；所述盖板的直径与所述壳体的外径相同。
本发明的有益效果为：
本发明为一种单体电芯的消防系统，在单体电芯的两端提前设计好电芯消防气囊，内置液态全氟己酮作为消防液，既能充当液冷系统能将电芯充放电产生的热量通过电芯壳体带走，还可在当电芯遇到强烈的震动时起到减震作用，减少因外界环境震动给电芯带来的损伤，保障了电芯的实用安全，提高了实用寿命；更甚于，当电芯出现热失控现象时，压破消防气囊通过内置的消防液快速浇灭电芯，极大提升电芯的安全性能，有效降低热失控的安全隐患问题。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种单体电芯的消防系统的主体图；
图2为本发明实施例的一种单体电芯的消防系统的爆炸图；
图3为本发明实施例的一种单体电芯的消防系统的截面图；
图4为本发明实施例的一种单体电芯的消防系统的端部示意图；
图5为本发明实施例的一种单体电芯的消防系统的端部分解图；
图6为本发明实施例的一种单体电芯的消防系统的盖板结构图。
图中：1、壳体；2、极柱；3、盖板；4、消防气囊；5、弹性组合件；6、弹性固定件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决上述问题，本发明提出了一种单体电芯的消防系统，请参阅图1-图6，包裹电芯的壳体1、盖板3、消防气囊4，所述消防气囊4填充于所述壳体1内与所述壳体1的内壁紧密贴合，两个所述盖板3分别封设于所述壳体1的两端将所述消防气囊4封于所述壳体1内；所述消防气囊4内置消防液，使得所述壳体1内的电芯产生热失控压破所述消防气囊4时，所述消防液能够浇灭在所述电芯的芯包上，并掺和于所述电芯的电解液中。
本申请的实施例中，壳体1为圆柱状，两端通过盖板3进行密闭。圆柱电芯通过芯包进行卷绕好，电芯芯包采用极耳或全极耳模式，在电芯芯包的上下两端则提前设计好电芯的消防气囊4，消防气囊4可采用高弹硅胶材料，其内提前填充消防液，消防液可选绝缘、易汽化的流动性强的液体，如液态全氟己酮。
可以理解的是，消防气囊4对圆柱电芯有以下三个方面的功能作用：
一是消防气囊4内充消防液，可以充当液冷系统，能将电芯充放电产生的热量传递至壳体1带走；
二是当电芯遇到强烈的震动时，消防气囊能够很好的起到减震作用，减少外界环境震动给电芯带来的损伤，保护了电芯的使用安全，提高了实用寿命；特别是电芯的两端。
三是消防气囊4与壳体1的内壁紧密配合，当电芯内部热失控产生气体时，壳体1的内部气压增大，气体压迫消防气囊4变形吸收一般电芯的产气膨胀现象；当电芯内部有大的热失控现象时，产生的气体快速压迫消防气囊4，直至压破消防气囊4，其内的消防液快速流出浇灭在电芯芯包上，并掺和在电芯的电解液中，起到快速消防灭火的作用。
可以理解的是，消防气囊4内的消防液填充可根据实际需求进行满配填充或者非满配填充，其中，非满配填充时，内部的其他填充气体可为惰性绝缘气体。
本申请的实施例中，壳体1的两端通过盖板3进行封闭，盖板3的外侧中部设置极柱2，极柱2外露，呈凸起状；基于单体电芯的实际应用，极柱2包括正极柱、负极柱，分别设于壳体1两端的两个盖板3上，具体的正负极定义可根据内部电芯的安装情况而定。
盖板3的内侧中部同轴设置弹性组合件5、弹性固定件6，弹性固定件6位于弹性组合件5的外侧，均为空心环结构，空心环结构的内部则用以对接电芯极柱。示例性的，弹性组合件5、弹性固定件6的一端均固接与盖板3的内侧中心，与盖板3同轴心固定即可。
在一个具体的实施例中，弹性固定件6朝向壳体1的内腔呈喇叭状，弹性组合件5位圆柱状，如图3、图4、图6中所示。具体的，弹性组合件5可为轴向伸缩弹簧，弹性固定件6可为扩口式伸缩弹簧，扩口方向朝向壳体1的内腔。
本申请的实施例中，盖板3的外侧设置有极柱2，对应的内侧，则设置套设在电芯极柱上的弹性组合件5、弹性固定件6，一方面可以过流导电，另一方面，可为消防气囊4起到有效的固定作用，稳定壳体1内各部之间的组合稳定性。
在一个具体的实施例中，消防气囊4在充满时可为环装结构，如图1、图5所示，一个壳体1内置两个消防气囊4，两个消防气囊4可分别填充设于壳体1的两端与盖板3配合安装。可通过盖板3上所设的弹性组合件5、弹性固定件6配合内置的电芯芯包进行消防气囊4的安装。
具体的，弹性组合件5可插接于消防气囊4的环状结构的内环，弹性固定件6则压于环状结构朝向外侧的侧壁之上，将消防气囊4向电芯芯包的方向压紧。
可以理解的是，弹性固定件6在自然状态下的高度远小于弹性组合件5在自然状态下的高度，使得弹性组合件5插入内环之后，弹性固定件6能够紧压住消防气囊4却不导致其破裂。
可以理解的是，电芯的芯包位于两个消防气囊4之间，使得分设于壳体1两端的两个弹性固定件6均能够压紧各自对应端的消防气囊4，均压紧至电芯上。
可以理解的是，弹性组合件5直接与电芯的极柱接触，能够充当载流并起到缓冲固定的作用。
本申请的实施例中，在盖板3上，极柱2、弹性组合件5、弹性固定件6均可同轴设置，使得内部电芯的极柱能够稳定对接导通。
可以理解的是，消防气囊4与盖板3对接的一侧可与壳体1的端面平齐，避免盖板3在于壳体1封闭时压破消防气囊4。盖板3的直径可与壳体1的外径相同，使得盖板3能够平齐对接至壳体1的端面，极大的减小外部破坏盖板3连接稳定性的受力点。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种单体电芯的消防系统，其特征在于，包括包裹电芯的壳体（1）、盖板（3）、消防气囊（4），所述消防气囊（4）填充于所述壳体（1）内与所述壳体（1）的内壁紧密贴合，两个所述盖板（3）分别封设于所述壳体（1）的两端将所述消防气囊（4）封于所述壳体（1）内；所述消防气囊（4）内置消防液，使得所述壳体（1）内的电芯产生热失控压破所述消防气囊（4）时，所述消防液能够浇灭在所述电芯的芯包上，并掺和于所述电芯的电解液中。
2.根据权利要求1所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述消防液为绝缘、易汽化的流动性液体。
3.根据权利要求1所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述盖板（3）的中部设置有极柱（2），所述极柱（2）外露，所述极柱（2）包括正极柱、负极柱，分别设于所述壳体（1）两端的两个所述盖板（3）上。
4.根据权利要求3所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述盖板（3）的中部内侧同轴设置有弹性组合件（5）、弹性固定件（6），所述弹性固定件（6）位于所述弹性组合件（5）的外侧，所述弹性固定件（6）朝向所述壳体（1）的内腔呈喇叭状；所述弹性组合件（5）为圆柱状。
5.根据权利要求4所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述消防气囊（4）充满时为环状结构，两个所述消防气囊（4）分别填充设于所述壳体（1）的两端与所述盖板（3）配合安装。
6.根据权利要求5所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述弹性组合件（5）插接于所述环状结构的内环，所述弹性固定件（6）压于所述环状结构朝向外侧的侧壁之上。
7.根据权利要求4所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述弹性组合件（5）为轴向伸缩弹簧，所述弹性固定件（6）为扩口式伸缩弹簧；所述弹性固定件（6）自然状态下的高度远小于所述弹性组合件（5）自然状态下的高度。
8.根据权利要求6所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述电芯的芯包位于两个所述消防气囊（4）之间，使得分设于所述壳体（1）两端的两个所述弹性固定件（6）能够将所述消防气囊（6）压紧至所述电芯上。
9.根据权利要求4所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述极柱（2）、所述弹性组合件（5）同轴设置。
10.根据权利要求5所述的一种单体电芯的消防系统，其特征在于，所述消防气囊（4）与所述盖板（3）对接的一侧与所述壳体（1）的端面平齐；所述盖板（3）的直径与所述壳体（1）的外径相同。
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