CN116945905A - 一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统 - Google Patents

一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116945905A
CN116945905A CN202310949992.1A CN202310949992A CN116945905A CN 116945905 A CN116945905 A CN 116945905A CN 202310949992 A CN202310949992 A CN 202310949992A CN 116945905 A CN116945905 A CN 116945905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
spring
temperature
van
safety protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310949992.1A
Other languages
English (en)
Inventor
曾益
张年
牛恒恒
熊欣悦
谢京霖
黄京云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Jiaotong University
Original Assignee
East China Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Jiaotong University filed Critical East China Jiaotong University
Priority to CN202310949992.1A priority Critical patent/CN116945905A/zh
Publication of CN116945905A publication Critical patent/CN116945905A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/256Carrying devices, e.g. belts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0455Removal or replacement of the energy storages
    • B60K2001/0466Removal or replacement of the energy storages from above
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/36Vehicles designed to transport cargo, e.g. trucks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统包括锂电池组和弹簧伸缩装置,所述锂电池组包括4块相互串联的锂电池,所述弹簧伸缩装置设于每一块锂电池的下表面的四个角落上,所述弹簧伸缩装置包括壳体以及收容于所述壳体内的火箭推进结构和伸缩杆锁紧结构,所述壳体呈上端开口的筒状结构,所述火箭推进结构设于所述锂电池和所述伸缩杆锁紧结构之间,所述伸缩杆锁紧结构包括顶针和弹簧,所述顶针设于所述火箭推进结构和所述弹簧之间,所述弹簧的相对两端弹性抵接于所述火箭推进结构和所述壳体的内壁。本发明提供的厢式货车电池多级分离式安全防护系统,能够克服现有电动货车电池设于车身底部的新能源车辆电池安全防护的问题。

Description

一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统
技术领域
本发明涉及新能源电动货车安全工程技术领域,尤其涉及一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统。
背景技术
目前国内电动货运车辆还处于推广应用阶段,除充换电技术还不成熟之外,近年来不断有的新能源车自燃事件发生,让消费者越发关注电池安全问题。电池安全主要与电池的过热失控风险有关,一旦电池温度急剧升高并进一步发展成热失控,将会引发起火、爆炸等事故,轻则损失财物,重则丧失生命。通常锂电池过热失控的直接原因是电池短路,锂电池短路会让电池内部短时间形成一个高电流回路,其直接结果是导致锂电池组迅速过热,然后起火爆炸,还有一部分锂电池过热失控是因为碰撞导致电池短路、或者是充电不当以及外部环境导致电池自身过热等原因所引起。
总的来说,外部冲击、部件故障、老化等问题都可能引起电池过热失控。如果能实现在电池发生热失控的情况下将电池与车辆立即分离,将大大降低由电池自燃引起的新能源汽车事故发生率,大幅减少货运车辆的损失,保障司机的生命安全。
发明内容
基于此,本发明的目的在于针对当前货运电动车辆在发生碰撞事故中导致的电池自燃现象、以及因电池老化、故障等其他原因造成的车辆燃烧而导致人员伤亡及货物损毁的现象,提出一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统。
本发明的一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统,包括锂电池组和弹簧伸缩装置,所述锂电池组包括4块相互串联的锂电池,所述弹簧伸缩装置设于每一块锂电池的下表面的四个角落上,所述弹簧伸缩装置包括壳体以及收容于所述壳体内的火箭推进结构和伸缩杆锁紧结构,所述壳体呈上端开口的筒状结构,所述火箭推进结构设于所述锂电池和所述伸缩杆锁紧结构之间,所述伸缩杆锁紧结构包括顶针和弹簧,所述顶针设于所述火箭推进结构和所述弹簧之间,所述弹簧的相对两端弹性抵接于所述火箭推进结构和所述壳体的内壁。
进一步的,所述伸缩杆锁紧结构还包括伸缩杆、弹簧抬升装置以及管道触发装置,所述伸缩杆用于固定所述顶针,所述弹簧抬升装置的相对两端弹性抵接于所述管道触发装置和所述弹簧。
进一步的,所述厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括感应模块和电池分离模块,所述感应模块能够自动触发所述电池分离模块,所述电池分离模块执行一级分离动作,所述弹簧伸缩装置自动弹出电池,当电池温度回到可控范围,所述伸缩杆收缩至原始位置,当电池温度远超正常范围时和/或压力信号超出范围时和/或偏移角度超过范围时,所述感应模块自动触发所述电池分离模块,所述电池分离模块执行二级分离动作,所述管道触发装置触发所述弹簧抬升装置。
进一步的,所述厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括设于车体上的压力传感器和六轴传感陀螺仪,所述压力传感器在车辆发生碰撞时,将压力信号转化为数字信号,发送到中控室触发二级分离动作;所述传感陀螺仪位于车辆前后纵轴中心位置,将车辆重心的偏移角度转化为数字信号,发送至中控室,触发二级分离动作。
进一步的,所述厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括电池温控检测模块,所述电池温控检测模块包括水冷散热装置、集成温控水冷循环装置,以及温度感应装置,所述水冷散热装置用于降低电池温度,所述集成温控水冷循环装置用于控制电池温度,所述温度感应装置用于感测电池温度。
与现有技术相比,本发明的厢式货车电池多级分离式安全防护系统的有益效果如下:电池位于电动货车箱体顶部,构成箱体的一部分,便于日常维护,检修,同时为锂电池换电操作提供了便利性;
电池为独立的4部分组成,某块电池的过热损坏并不会影响其他块电池的使用,可整体提高电池的维修效率及使用效率,同时降低维护成本,提高车辆驾驶过程中的安全性,保障了司机和货物的安全;
电池整体结构更薄,改变厢式货车在空载及装货时的横向及纵向压力负荷,对比现有电动货车及传统厢式货车压力负荷曲线更平滑,车体的承压力更好,车体的疲劳负荷更小,车辆的行驶安全性更高;
针对电池设于顶部的新能源车使用,通过温控监测模块对电池温度进行有效监控,将温度异常超出可控范围的电池用弹簧伸缩装置升高,从而实现电池自动分离,若电池未发生燃烧则让其充分与空气接触降温,若电池燃烧则将其弹射出,让其在弹出过程中充分燃烧成残渣,避免对道路上的其他车辆行人造成伤害。同时设有所述压力传感器及传感陀螺仪装置,检测到剧烈碰撞及车辆侧翻时,伸缩杆锁紧装置锁紧状态解除,弹簧弹起顶针引爆火箭推进装置,将电池弹射至高空实现与车体完全分离。从而避免一切引发电池热失控自燃而造成的安全事故,解决了现有电车驾驶过程电池安全隐患的难题,同时保障了物流车辆在行驶中货物损失的问题。
附图说明
图1为本发明的厢式货车电池多级分离式安全防护系统的电池未伸出的侧面结构示意图;
图2是本发明的电池伸出的侧面结构示意图;
图3是本发明的电池在抬升后弹出的侧面结构示意图;
图4是本发明的电池弹出的侧面结构示意图;
图5是本发明的车体正面结构示意图;
图6是本发明的电池水冷装置的结构示意图;
图7是本发明的电池水冷装置的截面结构示意图;
图8是本发明的弹簧伸缩装置位置示意图;
图9是本发明的伸缩杆锁紧时弹簧伸缩装置的结构示意图;
图10是本发明的伸缩杆回缩时弹簧伸缩装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
请参阅图1-图10,本发明提供一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统,包括锂电池组1和弹簧伸缩装置2,所述锂电池组包括4块相互串联的锂电池,所述弹簧伸缩装置设于每一块锂电池的下表面的四个角落上,所述弹簧伸缩装置包括壳体以及收容于所述壳体内的火箭推进结构21和伸缩杆锁紧结构22,所述壳体呈上端开口的筒状结构,所述火箭推进结构设于所述锂电池和所述伸缩杆锁紧结构之间,所述伸缩杆锁紧结构包括顶针221和弹簧222,所述顶针设于所述火箭推进结构和所述弹簧之间,所述弹簧的相对两端弹性抵接于所述火箭推进结构和所述壳体的内壁。
所述伸缩杆锁紧结构还包括伸缩杆223、弹簧抬升装置224以及管道触发装置225,所述伸缩杆用于固定顶针,所述弹簧抬升装置的相对两端弹性抵接于所述管道触发装置和所述弹簧。具体的,弹簧伸缩装置接收到温度传感器或压力传感器4的数字信号后,自动触发电池分离模块,电池分离模块执行一级分离动作,管道触发装置触发弹簧抬升装置,弹簧抬升装置发生弹性形变产生的作用力将空心伸缩杆推出,产生压力差,从而将温度异常的电池与车体分离。电池降温至正常温度时,空心伸缩杆将电池收回,继续工作。若温度升高达到燃点,自动触发电池分离模块,电池分离模块执行二级分离动作,管道触发装置作用于弹簧抬升装置,弹簧抬升装置受到压缩力后,弹簧发生形变。弹簧作用于顶针下方的弹簧,顶在顶针凹陷处的两个伸缩杆回缩,顶针下方的压缩弹簧立即弹起,管道内气压瞬间增大,顶针作用于火箭推进装置。火箭推进装置迅速爆炸,产生的大量化学能转化为动能,巨大的作用力,将电池迅速弹出车体,使电池在空中燃烧殆尽。与此同时,车辆顶部的石棉布随即展开,电池与车体完全分离,故障电池独立燃烧与空气充分接触,燃烧速度加快,故障电池在极短时间内完成燃烧,车辆主体与故障电池不接触,对车辆几乎无损失。故障电池燃烧后掉落少量残渣,且一部分燃烧残渣落在车顶的石棉布上,不会对周围设施和人造成严重伤害。
其中,每个锂电池的四个角都有一个弹簧伸缩装置,弹簧伸缩装置与车厢顶板连接,在某块电池温度过高时,与电池组盘附的水冷管道6中的水升温,所述水冷管道内壁的温度传感器接收到信息,水温异常,监控模块报警,呈现热图像,提醒驾驶人,实现将温度在不可控范围内的电池升高1-2米,使电池与空气大面积接触,防止燃烧反应的发生,待温度回到可控范围之内立柱收缩到原始位置。具体的,弹簧伸缩装置中的火箭推进装置受到顶针的作用,在电池升高后因为温度无法降至正常范围或外力影响,将电池弹出,实现车电分离。在电池分离后,弹簧伸缩杆收缩至原始位置。
在一个实施方式中,厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括感应模块和电池分离模块,所述感应模块能够自动触发所述电池分离模块,电池分离模块执行一级分离动作,弹簧伸缩装置自动弹出电池,将电池升高1-2米,使电池与空气大面积接触,电池本体温度快速下降,防止燃烧反应的发生,待温度回到可控范围,空心伸缩杆收缩至原始位置,几乎没有损失。在电池温度远超正常范围时,感应模块自动触发电池分离模块,电池分离模块执行二级分离动作,管道触发装置触发弹簧抬升装置,弹簧抬升装置受到压缩力后,弹簧发生形变,作用于顶针下方的弹簧,顶在顶针凹陷处的两个伸缩杆回缩,顶针下方的压缩弹簧立即弹起,管道内气压瞬间增大,顶针作用于火箭推进装置。火箭推进装置迅速爆炸燃烧,产生巨大的作用力,将电池迅速弹出车体,实现电池于车体的分离。
在一个实施方式中,厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括设于车体上的所述压力传感器4和传感陀螺仪5,所述压力传感器在车辆发生碰撞时,将压力信号转化为数字信号,发送到中控室,传感陀螺仪位于车辆前后纵轴中心位置。传感陀螺仪在车辆受到撞击或车辆由于紧急刹车造成的车辆重心不稳造成侧翻时,传感陀螺仪内部的旋转轴发生变化,将信号发送给中控室。感应模块自动触发电池分离模块,电池分离模块直接执行二级分离动作,触发弹簧伸缩装置的管道触发装置,作用于顶针,将电池与车辆分离。
电池温控检测模块包括水冷散热装置、集成温控水冷循环装置,以及温度感应装置,所述水冷散热装置用于降低电池温度,所述集成温控水冷循环装置用于控制电池温度,所述温度感应装置用于感测电池温度。
其中,集成温控水冷循环装置主要是以一种连续的U型结构安装在锂电池组间缝隙处,充分利用电池与电池之间的缝隙,不增加电池主体的体积,同时利用U型结构实现全部电池组的所述水冷管道连接,一方面起到对电池组的缓冲和固定作用,另一方面通过电池底部的两个管道口连接所述水冷管道实现循环,与刹车水冷、汽车水箱3集成,与控制温度相结合,实现车辆刹车系统和电池一体化水冷,温度感应装置与水冷U型结构结合,网状布点,实现对电池温度的监控。在水温偏离正常温度区域,假设电池温度在可控范围,则加快水冷循环速度,进行降温处理;如果温度不可控,电池与车辆之间实现一级分离。所述水冷管道内壁还附着的温度传感器,可以同时感应水温度的变化和电池本体的温度化来实现对电池温度感应,对电池主体的温度感应主要用于快速判断电池工作状态是否异常,当电池温度异常,电池本体执行二级分离指令。对水温的感应主要用于判断电池使用是否出现疲劳过热现象,当电池疲劳过热,电池本体执行一级分离,或者强制车辆行驶至安全区域休息。
本发明的厢式货车电池多级分离式安全防护系统:
可串联的电池组,安装在车身顶部,表面涂有防水隔热涂料。共有四个锂电池,每个锂电池由数个内置循环水冷模块组的锂电池嵌套组成,四个锂电池可以相互独立工作。车辆与电池的对接口为设立在连接卡扣上的电路接触点,每个锂电池的电路接口通过接触点处电磁线圈产生的吸力吸附在接触点上以连接电路,一旦卡扣松开,锂电池断电同时电磁线圈不再产生吸力,则该锂电池与主电路断开。
电池水冷装置,以一种连续的U型结构安装在锂电池间缝隙处,不增加电池主体体积,利用U型结构实现全部电池组的所述水冷管道连接。在锂电池两端分别设置进水口和出水口,进水口连接所述水冷管道实现循环,出水口与刹车水冷、所述汽车水箱集成,实现车辆刹车系统和电池一体化水冷。与接触式温度感应装置结合,对于水温异常升高区域,如果电池温度在可控范围则加快水冷循环,在不可控范围则电池自动分离。具体的,电池水冷装置能够充分利用电池与电池之间的缝隙,不增加电池主体的体积,同时水冷散热装置以一种连续的U型结构安装在每节电池与电池之间的缝隙处,利用U型结构实现全部电池组的水冷管连接,一方面起到对电池组的缓冲和固定作用,另一方面在电池两端设置分别设置进水口和出水口,进水口连接水冷管道实现循环,出水口与刹车水冷、汽车水箱集成,实现车辆刹车系统和电池一体化水冷。正常情况下水冷系统利用水箱中的水提供压力实现水循环,解决电池在正常工作中的发热现象,确保电池的安全工作并延长电池的使用寿命。
电池温控检测模块,接触式温度传感器填埋于锂电池与所述水冷管道相互连接之处,该接触式传感器包括温控探头和温控数据线,温度传感器的触点与锂电池的主要风险点对应,通过监测锂电池表面温度,触发装置实现对电池分离模块的控制。当监测温度异常,监控模块报警,呈现热图像,当监测温度持续升高则电池自动分离。具体的,电池温控检测模块焊接在电池块中主要风险点对应的水冷管道内壁,温度感应装置与水冷U型结构结合,网状布点,实现对电池温度的监控。通过电池温控检测系统,实时监测电池各部分温度,如果水温异常,监控模块报警,呈现热图像,对于水温异常升高区域,如果电池温度在可控范围,加快水冷循环;若水温持续升高,则电池自动分离。
感应模块,包括压力感应控制、车辆驾驶姿势感应控制。压力感应控制主要由设置在车辆四周的所述压力传感器组成,分布在车辆易发生碰撞的部位,压力感应装置通过测定车辆在发生碰撞时的压力阈值触发电池分离模块;车辆驾驶姿势感应控制主要由传感陀螺仪组成,设置在车辆前后纵轴中心位置,车辆驾驶姿势感应控制测定车辆驾驶过程中因碰撞及其他意外事故导致车辆的侧翻,当车辆纵向偏移角度超过侧翻阈值时触发电池分离模块。当车辆碰撞所承受的压力不超过阈值、碰撞的位置不影响电池分离模块时且温度感应系统不发生报警时,感应模块将信号发送至驾驶室通知驾驶员,驾驶员可以根据实际情况处理;当碰撞压力超过阈值时,感应模块将自动触发电池分离模块,电池分离模块执行二级分离动作;当碰撞压力不超过阈值,但温度感应系统报警,感应模块将自动触发电池分离模块,电池分离模块执行二级分离动作;当车辆行驶过程中车辆的重心超过纵向偏移角度阈值,车辆有侧翻的风险时,感应模块将自动触发电池分离模块,电池分离模块执行二级分离动作。
具体的,所述感应模块设于车辆四周,可以感应车辆受到撞击时产生的压力及撞击发生的位置,陀螺仪可以判断车辆行驶过程中车辆的重心。当车辆碰撞所承受的压力不超过阈值、碰撞的位置不影响电池模块时且温度感应系统不发生报警时,感应模块将信号发送至驾驶室通知驾驶员,驾驶员可以根据实际情况处理;当碰撞压力超过阈值时,感应模块将自动触发分离装置,电池模块执行二级分离动作;当碰撞压力不超过阈值,但温度感应系统报警,感应模块将自动触发分离装置,电池模块执行二级分离动作; 当车辆行驶过程中车辆的重心超过纵向偏移角度阈值时,车辆有侧翻的风险时,感应模块将自动触发分离装置,电池模块执行二级分离动作;所述感应模块包括压力感应控制、车辆驾驶姿势感应控制。压力感应控制主要由设置在车辆四周的压力传感器组成,分布在车辆易发生碰撞的部位;车辆驾驶姿势感应控制主要由六轴陀螺仪组成,设置在车辆前后纵轴中心位置。
电池分离模块,在厢式货车的四个角内置16根弹簧伸缩装置,该装置由主体管道、弹簧抬升装置、管道触发装置及空心伸缩杆组成,主体管道长度由车厢箱体决定。该电池分离模块与接触式温度感应装置结合,当管道触发装置接收到温度异常报警指示,管道触发装置将4根弹簧杆同时向上顶起,从而实现电池分离模块执行一级分离。锂电池的伸高高度由管道长度决定,根据我国厢式货运车辆箱体高度的国标GB/T39896-2021,设计该装置锂电池的伸高高度大于等于1.5米。锂电池伸高同时与车辆主体之间不再产生供电关系,锂电池停止工作。此时,电池与空气大面积接触,电池本体温度快速下降,可以防止燃烧反应的发生。当电池温度降低到正常范围,立柱收缩到原始位置,电池启动自检,如电池自检正常,电池可正常工作,如自检电池状态异常,电池停止工作。当锂电池在与车辆主体一级分离过程中电池过热失控,温度感应装置持续报警,此时,管道触发装置解除空心伸缩杆中的伸缩杆锁紧装置的锁紧状态,使顶针撞击火箭推进装置,内置火箭推进装置在空心伸缩杆内燃烧爆炸产生巨大的推进力将电池快速弹射至高空,实现电池分离模块执行二级分离。故障电池在上升过程中独立燃烧,因电池与空气大面积接触可加快燃烧反应,使得电池在较短时间内在空气中完全燃烧。此时,保障了司机的安全,同时车辆本身与货物不会产生损失,且故障电池在空气中已基本燃烧完全,燃烧后的残渣几乎不会对周围设施和人造成严重伤害。
在一个实施方式中,可分离式电池保护系统还包括连接卡扣装置,卡槽安装在弹簧伸缩装置的端口内壁,卡扣由锂电池伸出,实现电池的固定,当内置火箭推进装置被触发,卡扣自动松开。该装置可以实现电池与新能源电动车辆主体连接并保证电池固定在车辆主体的顶部。同时,该装置在卡扣部设计了电路联通的导电触点。当连接卡扣和电池固定时,锂电池为汽车提供行驶动力及其他需要的电能。
在一个实施方式中,可分离式电池保护系统还包括锂电池束带集成温控水冷循环装置,将锂电池中的锂电池用束带固定成一个整体,实现弹出后能够燃烧彻底。
本发明的厢式货车电池多级分离式安全防护系统,发生碰撞时,车电分离主要通过以下步骤实现:
(1)发生碰撞后,新能源车车身周围的所述压力传感器检测到压力,立即发送信号到中控室。
若压力大小不足以使车体温度升高或电池异常升温时弹簧伸缩装置不做出反应;
若压力大小已使电池异常升温但不足以造成燃烧及爆炸的情况,感应模块自动触发电池分离模块,电池分离模块执行一级分离动作,弹簧伸缩装置自动将电池与车身进行分离,待到电池温度恢复正常范围内,回到原始位置;
当压力已经达到或超过阈值且温度也已超出正常范围时,发送信号到中控室,中控室迅速发出指令给管道触发装置,触发电池分离模块,电池分离模块执行二级分离动作,伸缩杆随即回缩,由弹簧抬升装置作用于顶针,顶针与火箭推进装置碰撞,火箭推进装置中的火药被点燃爆炸,产生的巨大能量瞬间将电池弹出,使其在空中充分燃烧完成。在火箭推进装置作用的瞬间,车辆顶部的石棉布随即展开,用以阻燃。
(2)发生碰撞后,新能源车重心不稳,或将发生侧翻时,传感陀螺仪发送数字信号到中控室。中控室发送信号给管道触发装置,电池分离模块执行二级分离动作,伸缩杆随即回缩,由弹簧抬升装置作用于顶针,顶针与火箭推进装置碰撞,火箭推进装置中的火药被点燃爆炸,产生的巨大能量瞬间将电池弹出,实现电池与车辆分离。
传感陀螺仪内部的旋转轴发生变化,产生数字信号,发送给中控室,管道触发装置接收到信号,电池分离模块直接执行二级分离动作,伸缩杆随即回缩,由弹簧抬升装置作用于顶针,顶针与火箭推进装置碰撞,火箭推进装置中的火药被点燃爆炸,产生的巨大能量瞬间将电池弹出,。
(3)在压力大小已使电池异常升温但不足以造成燃烧及爆炸时,弹簧伸缩装置施以合适的力,便于电池脱离车身进行降温操作。
在电池脱离车体时,水冷散热装置的注水口及出水口与车体分离,缩短电池降温的时间,提高效率。
(4)在电池弹出并进行燃烧过程中,锂电池在与空气的接触下燃烧反应剧烈,在极短时间内即可完成电池的完全燃烧。剩余少量残渣在风力的作用下,一部分被吹向远处,一部分落入车辆顶部的石棉布上,防止其引燃车辆,对车辆造成损害。电池燃烧后剩余的少量残渣落在车辆顶部的石棉布上,不会对车辆周围的人及车辆造成严重伤害。
本发明的车辆发生故障,电池位置位于电动货车箱体顶部,便于电池的更换和维修,水冷散热装置可以弥补因电池置于车厢顶部而容易温度较高的缺点。
上述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统,其特征在于:包括锂电池组和弹簧伸缩装置,所述锂电池组包括4块相互串联的锂电池,所述弹簧伸缩装置设于每一块锂电池的下表面的四个角落上,所述弹簧伸缩装置包括壳体以及收容于所述壳体内的火箭推进结构和伸缩杆锁紧结构,所述壳体呈上端开口的筒状结构,所述火箭推进结构设于所述锂电池和所述伸缩杆锁紧结构之间,所述伸缩杆锁紧结构包括顶针和弹簧,所述顶针设于所述火箭推进结构和所述弹簧之间,所述弹簧的相对两端弹性抵接于所述火箭推进结构和所述壳体的内壁。
2.如权利要求1所述的厢式货车电池多级分离式安全防护系统,其特征在于:所述伸缩杆锁紧结构还包括伸缩杆、弹簧抬升装置以及管道触发装置,所述伸缩杆用于固定所述顶针,所述弹簧抬升装置的相对两端弹性抵接于所述管道触发装置和所述弹簧。
3.如权利要求2所述的厢式货车电池多级分离式安全防护系统,其特征在于:所述厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括感应模块和电池分离模块,所述感应模块能够自动触发所述电池分离模块,所述电池分离模块执行一级分离动作,所述弹簧伸缩装置自动弹出电池,当电池温度回到可控范围,所述伸缩杆收缩至原始位置,当电池温度远超正常范围时和/或压力信号超出范围时和/或偏移角度超过范围时,所述感应模块自动触发所述电池分离模块,所述电池分离模块执行二级分离动作,所述管道触发装置触发所述弹簧抬升装置。
4.如权利要求3所述的厢式货车电池多级分离式安全防护系统,其特征在于:所述厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括设于车体上的压力传感器和六轴传感陀螺仪,所述压力传感器在车辆发生碰撞时,将压力信号转化为数字信号,发送到中控室触发二级分离动作;所述传感陀螺仪位于车辆前后纵轴中心位置,将车辆重心的偏移角度转化为数字信号,发送至中控室,触发二级分离动作。
5.如权利要求4所述的厢式货车电池多级分离式安全防护系统,其特征在于:所述厢式货车电池多级分离式安全防护系统还包括电池温控检测模块,所述电池温控检测模块包括水冷散热装置、集成温控水冷循环装置,以及温度感应装置,所述水冷散热装置用于降低电池温度,所述集成温控水冷循环装置用于控制电池温度,所述温度感应装置用于感测电池温度。
CN202310949992.1A 2023-07-31 2023-07-31 一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统 Pending CN116945905A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310949992.1A CN116945905A (zh) 2023-07-31 2023-07-31 一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310949992.1A CN116945905A (zh) 2023-07-31 2023-07-31 一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116945905A true CN116945905A (zh) 2023-10-27

Family

ID=88454502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310949992.1A Pending CN116945905A (zh) 2023-07-31 2023-07-31 一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116945905A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117962579A (zh) * 2024-03-28 2024-05-03 宁德市天铭新能源汽车配件有限公司 一种新能源汽车的电池托盘

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117962579A (zh) * 2024-03-28 2024-05-03 宁德市天铭新能源汽车配件有限公司 一种新能源汽车的电池托盘

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5767640B2 (ja) 車両バッテリ安全システム
JP5651334B2 (ja) 電気エネルギ用エネルギ貯蔵システムを放電させる方法および装置
RU2570567C1 (ru) Система детектирования неисправности аккумулятора и способ детектирования неисправности аккумулятора для аккумуляторного блока
CN102334226A (zh) 用于保护机动车中锂离子电池的方法和装置
GB2537859A (en) Electric vehicle battery safety
EP2219246A1 (en) A safety arrangement for a motor vehicle
KR20120136830A (ko) 고전압 배터리팩의 화재진압 장치 및 방법
US11613172B2 (en) Battery release system for vehicle
CN102275557B (zh) 一种车辆碰撞安全控制系统及其控制方法
CN102765363A (zh) 一种新能源汽车撞车自动保护器
CN109878335A (zh) 电池过热的汽车主动防护方法、装置及汽车
JP6103856B2 (ja) 電気自動車向け消火システム
EP3909650B1 (en) Vehicle with a fire extinguishung system
CN116945905A (zh) 一种厢式货车电池多级分离式安全防护系统
CN117048340A (zh) 电动车辆的高压安全控制系统及方法
KR102531013B1 (ko) 전기 모빌리티 배터리팩의 화재감지 및 소화방법
CN106976540A (zh) 可断开独立电池舱保证防火安全的方法及装置
KR102531012B1 (ko) 소화약제 배관을 포함하는 전기 모빌리티 충전용 케이블 및 이와 결합된 인렛, 커넥터 및 배터리팩
KR102494248B1 (ko) 전기자동차용 배터리 화재방지 시스템
CN216536631U (zh) 动力电池及两轮电动车
CN213007576U (zh) 一种汽车电池包保护装置和汽车
CN111821617A (zh) 一种悬挂式电动汽车火灾保护装置
CN218129672U (zh) 一种充电枪灭火装置
CN219878974U (zh) 一种车用灭火系统及牵引车
CN219534715U (zh) 新能源车辆电池包壳体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination