CN116505181B - 一种带有保护装置的钠离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种带有保护装置的钠离子电池。一种带有保护装置的钠离子电池，包括有底架，底架放置有钠离子电池，底架限位滑动连接有对称分布的第一滑动壳，底架的一侧限位滑动连接有第二滑动壳，底架的另一侧限位滑动连接第三滑动壳，底架固接有第一固定架，第一固定架固接有固定杆，固定杆滑动连接有第一滑动架，第一固定架设置有对汽车线路接头进行固定的限位组件。当电动汽车内的某一块钠离子电池出现问题时，断开此钠离子电池与汽车线路接头的电连接，使此钠离子电池不会妨碍到汽车的正常运行，通过转动件对汽车线路接头进行限位，使电动汽车行驶在颠簸路面的过程中，保持接线端子与汽车线路接头的紧固。

Description

一种带有保护装置的钠离子电池

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种带有保护装置的钠离子电池。

背景技术

钠离子电池是一种二次电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动实现电量的储存与释放，钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言钠盐的储量更丰富，价格更低廉，钠离子电池无论应用在新能源汽车中还是应用在其他领域，都具有较大的发展空间。

传统的电动汽车所使用的钠离子电池包，是由多个钠离子电池组合而成，在钠离子电池运行中，钠离子电池发生短路等情况会使钠离子电池发生鼓包，钠离子电池鼓包严重则会导致起火和爆炸，而钠离子电池包其中一块钠离子电池起火和爆炸后则会影响其他钠离子电池的正常运行。

电动汽车在颠簸路面移动的过程中，钠离子电池长时间受到振动，会导致汽车线路接头与钠离子电池的接线端子连接产生松动，从而使钠离子电池的接线端子和汽车线路接头发生虚接等情况。

发明内容

为了克服上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种带有保护装置的钠离子电池。

本发明的技术方案为：一种带有保护装置的钠离子电池，包括有底架，底架放置有钠离子电池，钠离子电池对称设置有接线端子，底架限位滑动连接有对称分布的第一滑动壳，第一滑动壳与底架之间设置有弹簧，对称分布的第一滑动壳均固接有第一L形架，底架的一侧限位滑动连接有第二滑动壳，第二滑动壳固接有第二L形架，底架的另一侧限位滑动连接第三滑动壳，第三滑动壳固接有第三L形架，底架固接有第一固定架，第一固定架固接有固定杆，固定杆滑动连接有第一滑动架，固定杆和第一滑动架之间设置有弹簧，第一滑动架固接有限位块，第一滑动架的限位块分别与第二L形架、第三L形架和对称分布的第一L形架配合，对称分布的接线端子均套设有汽车线路接头，第一固定架设置有固定汽车线路接头的限位组件，限位组件为对称分布，第一固定架设置有用于保护钠离子电池的保护组件，第三滑动壳设置有用于降低钠离子电池温度的水冷组件，水冷组件为对称分布，第二滑动壳设置有降温鼓包后的钠离子电池的风冷组件。

进一步的，限位组件包括有对称分布的第二固定架，对称分布的第二固定架均固接于第一固定架，对称分布的第二固定架的背向侧均限位滑动连接有第一滑动件，第一滑动件与相邻的第二固定架之间设置有弹簧，对称分布的第二固定架均铰接有转动件，第二固定架与相邻的转动件之间设置有扭簧，对称分布的转动件均固接有弧形板，弧形板远离相邻转动件的一端设置有与第一滑动件限位配合的限位槽，第一滑动架固接有对称分布的第一滑动件，第一滑动件与第三固定架挤压配合。

进一步的，对称分布的第二固定架之间限位滑动连接有第二滑动件，第二滑动件靠近相邻汽车线路接头的一端设置有顶块，第二滑动件与第一固定架之间设置有弹簧，弹簧用于使第二滑动件和汽车线路接头贴合。

进一步的，保护组件包括有固定壳，固定壳固接于第一固定架，固定壳位于钠离子电池上方，固定壳内存放有灭火凝胶，固定壳设置有物料出口，固定壳的物料出口处设置有热熔件。

进一步的，固定杆滑动连接有第二滑动架，第二滑动架与固定杆之间设置有拉簧，固定壳内滑动连接有与第二滑动架固接的滑动板。

进一步的，水冷组件包括有制冷件，制冷件固接于第三滑动壳，第三滑动壳固接有循环件，第一滑动壳内设置有与相邻的循环件和相邻的制冷件连通的第一连接管，第一连接管内存放有冷却液。

进一步的，第二滑动壳通过固定块固接有与第一连接管连通的固定件，固定件转动连接有封堵件。

进一步的，封堵件固接有齿轮，第二滑动壳内滑动连接有与齿轮啮合的齿条架，齿条架固接有负重块，齿条架与第二滑动壳之间设置有弹性件。

进一步的，风冷组件包括有送风件，送风件固接于第二滑动壳，送风件用于降温第一连接管。

进一步的，第一滑动壳对称设置有等间距分布的第二连接管，对称分布的第一滑动壳设置有弧形槽，弧形槽通过相邻的第二连接管与第二滑动壳连通，第三滑动壳设置有出风通道，弧形槽通过相邻的第二连接管与第三滑动壳的出风通道连通。

一侧的第一滑动壳对称设置有等间距分布的第二连接管，对称分布的第一滑动壳设置有弧形槽，靠近送风件一侧的弧形槽通过第二连接管与第二滑动壳连通，第三滑动壳设置有出风通道，靠近第三滑动壳一侧的弧形槽通过第二连接管与第三滑动壳的出风通道连通。

有益效果

1、当电动汽车内的某一块钠离子电池出现问题时，断开此钠离子电池与汽车线路接头的电连接，使此钠离子电池不会妨碍到汽车的正常运行。

2、通过转动件对汽车线路接头进行限位，使电动汽车行驶在颠簸路面的过程中，保持接线端子与汽车线路接头的紧固。

3、通过风冷组件向第一滑动壳和钠离子电池之间的间隙内注入气体，以此对钠离子电池的鼓包处进行降温，进而降低钠离子电池鼓包处的温度。

4、通过保护组件向短路的电池喷洒灭火凝胶，使短路的钠离子电池不会影响到电动汽车内的其他钠离子电池，以此对电动汽车内的其他钠离子电池和电动汽车进行保护。

附图说明

图1为本发明的立体结构正视图。

图2为本发明的立体结构左视图。

图3为本发明第一滑动壳、第一L形架等零件的立体结构示意图。

图4为本发明限位组件的立体结构示意图。

图5为本发明第一滑动件、转动件等零件的立体结构示意图。

图6为本发明第一滑动件、第三固定架等零件的立体结构示意图。

图7为本发明保护组件的立体结构示意图。

图8为本发明A处的放大图。

图9为本发明水冷组件的立体结构示意图。

图10为本发明B处的放大图。

图11为本发明齿轮、齿条架等零件的立体结构示意图。

图12为本发明风冷组件的立体结构示意图。

图13本发明第二连接管、弧形槽等零件的立体结构示意图。

附图标记：101-底架，102-钠离子电池，1021-接线端子，103-第一滑动壳，1031-第一L形架，104-第二滑动壳，1041-第二L形架，105-第三滑动壳，1051-第三L形架，106-第一固定架，107-固定杆，108-第一滑动架，2-汽车线路接头，3-限位组件，301-第二固定架，302-第一滑动件，303-转动件，304-弧形板，305-第三固定架，306-第二滑动件，4-保护组件，401-固定壳，402-热熔件，403-第二滑动架，404-滑动板，5-水冷组件，501-制冷件，502-循环件，5021-第一连接管，503-固定件，504-封堵件，505-齿轮，506-齿条架，507-负重块，508-弹性件，6-风冷组件，601-送风件，602-第二连接管，603-弧形槽。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：一种带有保护装置的钠离子电池，如图1-图3所示，包括有底架101，底架101放置有钠离子电池102，钠离子电池102左右对称设置有接线端子1021，底架101的右侧限位滑动连接有第二滑动壳104，第二滑动壳104固接有第二L形架1041，第二L形架1041的左侧设置有倾斜面，底架101的左侧限位滑动连接第三滑动壳105，第三滑动壳105固接有第三L形架1051，第三L形架1051的右侧设置有倾斜面，底架101限位滑动连接有前后对称分布的第一滑动壳103，第一滑动壳103与底架101之间设置有弹簧，对称分布的第一滑动壳103均固接有第一L形架1031，对称分布的第一L形架1031相靠近的一侧设置有倾斜面，底架101固接有第一固定架106，第一固定架106的中部固接有固定杆107，固定杆107滑动连接有第一滑动架108，固定杆107和第一滑动架108之间设置有弹簧，第一滑动架108的前后两侧和左右两侧均固接有限位块，四个限位块靠近钠离子电池102的一侧均设置有倾斜面，对称分布的第一L形架1031的倾斜面分别与相邻第一滑动架108限位块的倾斜面滑动配合，第二L形架1041的倾斜面和第三L形架1051的倾斜面分别与相邻第一滑动架108的限位块的倾斜面限位配合。

如图1-图3所示，对称分布的接线端子1021均套设有汽车线路接头2，第一固定架106设置有对称分布的限位组件3，通过限位组件3使接线端子1021与汽车线路接头2保持紧密贴合，第一固定架106设置有保护组件4，通过保护组件4向短路的钠离子电池102喷洒灭火凝胶，使短路的钠离子电池102不会影响到电动汽车内的其他钠离子电池102，以此对电动汽车内的其他钠离子电池102和电动汽车进行保护，第三滑动壳105设置有水冷组件5，通过水冷组件5对第一滑动壳103进行降温，使第一滑动壳103对钠离子电池102进行降温，第二滑动壳104设置有风冷组件6，通过风冷组件6向第一滑动壳103和钠离子电池102之间注入气体，以此对钠离子电池102的鼓包处进行降温，通过鼓包后的钠离子电池102挤压第二滑动壳104、第三滑动壳105和对称分布的第一滑动壳103，使限位组件3汽车线路接头2和接线端子1021形成断路，水冷组件5和风冷组件6均与汽车电池管理系统电连接。

如图3-图6所示，限位组件3包括有前后对称分布的第二固定架301，前后对称分布的第二固定架301均固接于第一固定架106，前后对称分布的第二固定架301的背向侧均限位滑动连接有第一滑动件302，第一滑动件302与相邻的第二固定架301之间设置有弹簧，前后对称分布的第二固定架301均转动连接有转动件303，第二固定架301与相邻转动件303之间设置有扭簧，对称分布的第二固定架301均固接有弧形板304，弧形板304远离相邻转动件303的一端设置有与相邻第一滑动件302限位配合的限位槽，第一滑动件302与相邻的第三固定架305限位配合。

如图4和图5所示，对称分布的第二固定架301之间限位滑动连接有第二滑动件306，第二滑动件306靠近相邻汽车线路接头2的一端设置有顶块，第二滑动件306与第一固定架106之间设置有弹簧，弹簧此时为压缩状态。

在钠离子电池102使用之前，以其中一个限位组件3为例，使用人员将两个汽车线路接头2插入钠离子电池102的两个接线端子1021处，在汽车线路接头2插入接线端子1021的过程中，汽车线路接头2首先与两个转动件303的中部接触，在汽车线路接头2继续向下移动的过程中持续挤压两个转动件303，使两个转动件303和两个弧形板304以第二固定架301的上端为旋转点进行旋转，转动件303旋转使相邻的扭簧旋紧，汽车线路接头2向下移动的过程将第二滑动件306向下挤压，使第二滑动件306相邻的弹簧呈被压缩状态，当转动件303旋转至第一滑动件302插入相邻弧形板304的限位槽内时，第一滑动件302对弧形板304和转动件303限位，此时汽车线路接头2已套入接线端子1021，此时通过两个转动件303对汽车线路接头2进行限位，避免电动汽车在颠簸路面行驶过程中转动件303和汽车线路接头2发生松动。

在钠离子电池102正常工作的过程中，通过水冷组件5对前后两侧的第一滑动壳103与左右两侧的第三滑动壳105和第二滑动壳104进行降温，使前后两侧的第一滑动壳103与左右两侧的第三滑动壳105和第二滑动壳104对钠离子电池102的四周进行降温。

当钠离子电池102膨胀时，钠离子电池102挤压前后两侧的第一滑动壳103或左侧的第三滑动壳105和右侧的第二滑动壳104，以前侧的第一滑动壳103为例，当钠离子电池102前侧出现膨胀时，钠离子电池102挤压前侧第一滑动壳103，第一滑动壳103带动第一L形架1031向前移动，第一L形架1031向前移动的过程中挤压第一滑动架108前侧的限位块，使第一滑动架108和第三固定架305向上移动。

以其中一个限位组件3为例，第一滑动架108带动两个第三固定架305向上移动的过程中，两个第三固定架305倾斜面分别挤压相邻第一滑动件302内侧的倾斜面，使两个第一滑动件302同时向内移动，第一滑动件302向内移动的过程中逐渐移出两个弧形板304的限位槽内，以此解除对两个弧形板304和转动件303的限位，两个弧形板304和转动件303在失去两个第一滑动件302的限位时，相邻的扭簧带动两个弧形板304和转动件303向外摆动，两个转动件303向外摆动的过程中将汽车线路接头2向上顶出，使汽车线路接头2和接线端子1021形成短路，并在第二滑动件306相邻弹簧的作用下使其向上复位，第二滑动件306复位的过程中将汽车线路接头2向上推动，使汽车线路接头2与接线端子1021在短时间内脱离接触，避免因钠离子电池102继续膨胀，导致钠离子电池102发生爆炸。

以前侧的第一滑动壳103为例，钠离子电池102鼓包时将前侧的第一滑动壳103向前侧推动，在此过程中已断开钠离子电池102与汽车的电连接，第一滑动壳103和钠离子电池102之间产生的间隙，会使水冷组件5无法对钠离子电池102的前侧进行降温，此时通过风冷组件6向第一滑动壳103和钠离子电池102之间的间隙内注入气体，以此对钠离子电池102和前侧的鼓包处进行降温，进而降低钠离子电池102鼓包处的温度。

当接线端子1021与相邻的汽车线路接头2之间发生短路时，则会释放大量的热量，此时通过保护组件4向接线端子1021与汽车线路接头2处喷洒灭火凝胶，使灭火凝胶将接线端子1021与汽车线路接头2处覆盖，避免接线端子1021与汽车线路接头2处起火。

实施例2：在实施例1的基础之上，如图1、图7和图8所示，保护组件4包括有固定壳401，固定壳401固接于第一固定架106的上部，固定壳401位于钠离子电池102的上方，固定壳401内存放有灭火凝胶，固定壳401设置有物料出口，固定壳401的物料出口朝向钠离子电池102，使固定壳401内的灭火凝胶喷向钠离子电池102的短路区域，固定壳401的物料出口处设置有热熔件402，通过短路区域的高温将相邻的热熔件402融化，使固定壳401内的灭火凝胶向钠离子电池102上侧的高温区域喷洒并将钠离子电池102上侧覆盖，固定杆107滑动连接有第二滑动架403，第二滑动架403与固定杆107之间设置有拉簧，第二滑动架403固接有与固定壳401滑动配合的滑动板404，在固定杆107上侧的拉簧的作用下使滑动板404快速将固定壳401内的灭火凝胶喷出，将钠离子电池102上侧的短路区域覆盖。

如图2和图9-图11所示，水冷组件5包括有循环件502，循环件502固接于第三滑动壳105，第三滑动壳105固接有制冷件501，对称分布的第一滑动壳103均设置有与相邻的循环件502和相邻的制冷件501连通的第一连接管5021，第一连接管5021内存放有冷却液，第二滑动壳104通过固定块固接有固定件503，固定件503与第一连接管5021连通，固定件503转动连接有封堵件504，封堵件504设置有流通孔，封堵件504用于调节第一连接管5021内冷却液的流通面积，封堵件504固接有齿轮505，第二滑动壳104内滑动连接有与齿轮505啮合的齿条架506，齿条架506固接有负重块507，齿条架506与第二滑动之间设置有弹性件508，弹性件508为拉簧，封堵件504的初始状态下，封堵件504内的流通孔的中心轴线与第一连接管5021的中心轴线形成夹角，通过齿条架506带动封堵件504转动，控制冷却液流经固定件503的流通面积，循环件502和制冷件501均与汽车电池管理系统电连接。

如图1、图12和图13所示，风冷组件6包括有送风件601，送风件601固接于第二滑动壳104，通过送风件601吹出的风对相邻的第一连接管5021内的冷却液进行降温，进而提升第一连接管5021的降温效率，第一滑动壳103对称设置有等间距分布的第二连接管602，对称分布的第一滑动壳103均设置有弧形槽603，弧形槽603通过相邻的第二连接管602与第二滑动壳104连通，第三滑动壳105设置有出风通道，第三滑动壳105的出风通道通过相邻的第二连接管602与弧形槽603连通，通过弧形槽603的空隙向钠离子电池102鼓包处注入气体，从而对钠离子电池102鼓包处进行降温，送风件601与汽车电池管理系统电连接。

在钠离子电池102正常工作的过程中，通过汽车电池管理系统使循环件502进入工作状态，由循环件502带动第一连接管5021内的冷却液进行循环，通过第一连接管5021对第三滑动壳105、第二滑动壳104和前后两侧的第一滑动壳103进行冷却，并在前后两侧的第一滑动壳103和左右两侧的第三滑动壳105和第二滑动壳104与钠离子电池102贴合的作用下，对钠离子电池102进行降温。

本装置的后侧与汽车行驶方向的一侧一致，当电动汽车上坡时，钠离子电池102的温度大于电动汽车正常行驶时的温度，此时在电动汽车向上移动的作用下，使负重块507带动齿条架506向前滑动，齿条架506带动相邻的齿轮505和封堵件504进行转动，使封堵件504的中心轴线与第一连接管5021中心轴线的夹角逐渐减小，转动的过程中增大流经固定件503的冷却液的流通面积，增强对前后两侧的第一滑动壳103与左右两侧的第三滑动壳105和第二滑动壳104降温效果。

在对钠离子电池102进行降温时，通过送风件601将外部气体抽入第二滑动壳104内，对第一连接管5021内的冷却液进行降温，进而提升第一连接管5021的降温效率。

以前侧的第一滑动壳103为例，钠离子电池102鼓包时，第一滑动壳103和钠离子电池102之间产生的间隙，会使水冷组件5无法对钠离子电池102的前侧进行降温，此时通过送风件601将外部气体抽入第二滑动壳104内，由第二连接管602将第二滑动壳104内的气体导入两侧第一滑动壳103的弧形槽603内，一部分气体由两侧的弧形槽603向左侧导入，最后由左侧的第三滑动壳105排出，通过气体经过弧形槽603，从而对前侧的第一滑动壳103进行降温，增强第一滑动壳103对钠离子电池102的降温效果，另一部分气体由两个第一滑动壳103的相向侧的空隙导向钠离子电池102膨胀的一侧，以此对钠离子电池102膨胀的一侧进行降温。

当接线端子1021与汽车线路接头2处发生短路时，短路区域的高温将相邻的热熔件402融化，固定壳401内的灭火凝胶在失去热熔件402的阻挡后，固定壳401内的灭火凝胶在自身压力的作用下向钠离子电池102上侧的高温区域喷洒，使固定壳401内的灭火凝胶喷向钠离子电池102上侧的短路区域，并在第二滑动架403相邻拉簧的作用下，带动第二滑动架403和滑动板404快速向下移动，滑动板404快速向下移动时将固定壳401内的灭火凝胶快速挤向钠离子电池102上侧的高温区域，使固定壳401内的灭火凝胶将钠离子电池102上侧的短路区域覆盖。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (8)

1.一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，包括有底架（101），底架（101）放置有钠离子电池（102），钠离子电池（102）对称设置有接线端子（1021），底架（101）限位滑动连接有对称分布的第一滑动壳（103），第一滑动壳（103）与底架（101）之间设置有弹簧，对称分布的第一滑动壳（103）均固接有第一L形架（1031），底架（101）的一侧限位滑动连接有第二滑动壳（104），第二滑动壳（104）固接有第二L形架（1041），底架（101）的另一侧限位滑动连接第三滑动壳（105），第三滑动壳（105）固接有第三L形架（1051），底架（101）固接有第一固定架（106），第一固定架（106）固接有固定杆（107），固定杆（107）滑动连接有第一滑动架（108），固定杆（107）和第一滑动架（108）之间设置有弹簧，第一滑动架（108）固接有限位块，第一滑动架（108）的限位块分别与第二L形架（1041）、第三L形架（1051）和对称分布的第一L形架（1031）配合，对称分布的接线端子（1021）均套设有汽车线路接头（2），第一固定架（106）设置有固定汽车线路接头（2）的限位组件（3），限位组件（3）为对称分布，第一固定架（106）设置有用于保护钠离子电池（102）的保护组件（4），第三滑动壳（105）设置有用于降低钠离子电池（102）温度的水冷组件（5），水冷组件（5）为对称分布，第二滑动壳（104）设置有降温鼓包后的钠离子电池（102）的风冷组件（6）；

限位组件（3）包括有对称分布的第二固定架（301），对称分布的第二固定架（301）均固接于第一固定架（106），对称分布的第二固定架（301）的背向侧均限位滑动连接有第一滑动件（302），第一滑动件（302）与相邻的第二固定架（301）之间设置有弹簧，对称分布的第二固定架（301）均铰接有转动件（303），第二固定架（301）与相邻的转动件（303）之间设置有扭簧，对称分布的转动件（303）均固接有弧形板（304），弧形板（304）远离相邻转动件（303）的一端设置有与第一滑动件（302）限位配合的限位槽，第一滑动架（108）固接有对称分布的第三固定架（305），第三固定架（305）与第一滑动件（302）配合；

对称分布的第二固定架（301）之间限位滑动连接有第二滑动件（306），第二滑动件（306）靠近相邻汽车线路接头（2）的一端设置有顶块，第二滑动件（306）与第一固定架（106）之间设置有弹簧。

2.如权利要求1所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，保护组件（4）包括有固定壳（401），固定壳（401）固接于第一固定架（106），固定壳（401）位于钠离子电池（102）上方，固定壳（401）内存放有灭火凝胶，固定壳（401）设置有物料出口，固定壳（401）的物料出口处设置有热熔件（402）。

3.如权利要求2所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，固定杆（107）滑动连接有第二滑动架（403），第二滑动架（403）与固定杆（107）之间设置有拉簧，固定壳（401）内滑动连接有与第二滑动架（403）固接的滑动板（404）。

4.如权利要求1所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，水冷组件（5）包括有制冷件（501），制冷件（501）固接于第三滑动壳（105），第三滑动壳（105）固接有循环件（502），第一滑动壳（103）内设置有与相邻的循环件（502）和相邻的制冷件（501）连通的第一连接管（5021），第一连接管（5021）内存放有冷却液。

5.如权利要求4所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，第二滑动壳（104）通过固定块固接有与第一连接管（5021）连通的固定件（503），固定件（503）转动连接有封堵件（504）。

6.如权利要求5所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，封堵件（504）固接有齿轮（505），第二滑动壳（104）内滑动连接有与齿轮（505）啮合的齿条架（506），齿条架（506）固接有负重块（507），齿条架（506）与第二滑动壳（104）之间设置有弹性件（508）。

7.如权利要求6所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，风冷组件（6）包括有送风件（601），送风件（601）固接于第二滑动壳（104），送风件（601）用于降温第一连接管（5021）。

8.如权利要求7所述的一种带有保护装置的钠离子电池，其特征是，第一滑动壳（103）对称设置有等间距分布的第二连接管（602），对称分布的第一滑动壳（103）设置有弧形槽（603），弧形槽（603）通过相邻的第二连接管（602）与第二滑动壳（104）连通，第三滑动壳（105）设置有出风通道，弧形槽（603）通过相邻的第二连接管（602）与第三滑动壳（105）的出风通道连通。