CN117039242A - 一种锂电池保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池保护装置，包括，主箱体，主箱体具有方箱体结构；散热底板，主箱体的底部外侧设有散热底板；散热底板具有散热铝板，散热铝板的一端部设有前导流板和进流口，前导流板位于进流口的下方，前导流板与进流口位于同一侧，散热铝板的另一端部设有后导流板和出流口，后导流板设于出流口的上方，后导流板与出流口位于同一侧，散热铝板的内部等距开设有多个导流通道，导流通道的直径由两端部逐渐向中部减小，导流通道的两端部分别与进流口和出流口连通；本发明通过散热底板的设计，不仅能够提高主箱体内部的散热效果，也能够在装置整体受到撞击使主箱体在折断的同时，保护各个锂电池，减少锂电池折断及包装受损的情况发生。

Description

一种锂电池保护装置

技术领域

本发明涉及锂电池保护技术领域，具体为一种锂电池保护装置。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，而且温度的变化直接影响了锂离子电池的放电性能和放电出来的容量大小；温度降低，电池内阻加大，电化学反应速度放慢，极化内阻迅速新增，电池放电容量和放电平台下降，影响电池功率和能量的输出。

现有技术中公开的一种电池模块（US20220223958A1）中，其包括多个第二电池单元，每个第二电池单元包括连接到电极组件的电极引线，容纳电极组件的单元主体构件的平台部分，以及连接到平台部分的密封部分；容纳多个二次电池单元的壳体单元；以及防护单元，其包括面对所述平台部分的至少一部分的第一区域，以延迟所述多个二次电池单元中的至少一个的所述密封部分的膨胀或爆裂，所述防护单元具有第一间隙小于所述电池主体构件的厚度以限制所述平台部分的厚度的膨胀的形状，所述第一间隙是所述第一区域的内表面之间的距离，在根据相关技术的电池模块中，由密封部分的破裂引起的排气在平台部分开始膨胀之后以相对高的速度发生，例如，二次电池单元的凸台部分可以膨胀，然后密封部分可以通过从膨胀凸台施加到密封部分的力快速打开（分解），当由于密封部分的开口（或爆裂）而发生排气时，二次电池单元中的电解质被蒸发，以迅速降低二次电池单元的容量，从而显著降低二次电池单元和电池模块的寿命，也可以延迟二次电池单元内的气体的排放，但是该专利在防护方面还有改善空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池保护装置，以解决锂电池保护装置内部锂电池受撞击易受损自燃、装置内部温差大、散热装置导热散热慢，以及防爆措施不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池保护装置，包括，主箱体，主箱体具有方箱体结构，主箱体的两对立侧面上固定连接有侧防护板，主箱体的内部设有锂电池组，锂电池组由多个锂电池等距设置而成；导热组件，主箱体内部设有导热组件；散热底板，主箱体的底部外侧设有散热底板；散热底板具有散热铝板，散热铝板具有板状结构，散热铝板的一端部设有前导流板和进流口，前导流板位于进流口的下方，前导流板与散热铝板的下表面最小夹角为60°，前导流板与进流口位于同一侧，散热铝板的另一端部设有后导流板和出流口，后导流板设于出流口的上方，后导流板与散热铝板的下表面最小夹角为60°，后导流板与出流口位于同一侧，进流口和出流口分别等距设有多个，散热铝板的内部等距开设有多个导流通道，导流通道的直径由两端部逐渐向中部减小，导流通道的两端部分别与进流口和出流口连通，散热铝板的外侧面开设有引导槽，引导槽具有方形通槽结构，相邻锂电池组的间隙处对应设有引导槽，每个引导槽与其所对应的锂电池间隙平行；

该一种锂电池保护装置，通过散热底板的设计，不仅能够提高主箱体内部的散热效果，特别地，其也能够在装置整体受到撞击使主箱体在折断的同时，保护各个锂电池，减少锂电池折断及包装受损的情况发生，进而降低了车辆在剧烈碰撞后车辆自燃发生的概率，其也能够通过导热框和导热条的设置，平衡主箱体内部上下的温差，从而提高了锂电池的放电效率，进而达到了节省能源和环保的目的；

该一种锂电池保护装置，通过散热铝板的设计，一方面，通过其具有的导流通道，能够加快其内部的气流流动速率，提高散热管的散热效果，具体地，汽车在行驶过程中，散热铝板前端设有的前导流板通过其斜向上的楔形面结构对汽车底部的气流进行引导，被引导后的气流通过进流口进入到导流通道内，随着导流通道的直径变化，将气流由粗变细均匀分布，并且当气流吹过散热铝板时，位于背风面的出流口上端附近气压相对而言较低，从而产生吸附作用并引导气流的流动，使气流在导流通道的出流口后侧形成负压，从而加快了通过导流通道的气流流速，提高了主箱体内部的锂电池组的散热速率；另一方面，通过散热铝板上设有的引导槽，能够使装置整体在受到撞击时，减少锂电池折断及包装受损的情况发生，进而降低了车辆在剧烈碰撞后车辆自燃发生的概率，具体地，当装置整体受到碰撞时，主箱体受多个方向的应力，而主箱体底部的散热铝板所受应力被集中在了引导槽所在区域的某条线上，该线垂直于锂电池的堆叠方向，且对应于锂电池之间的间隙，从而使整个主箱体在折断后，各个锂电池仍然能保持完整，进而减少锂电池随散热铝板折断及包装受损的情况发生，降低了车辆在剧烈碰撞后自燃发生的概率。

锂电池组长方体结构，锂电池组的顶面设有正极耳和负极耳，锂电池组的顶面设有防爆阀，防爆阀设于正极耳和负极耳之间。

导热组件具有导热框，导热框具有框体结构，导热框内部等距竖向设有若干个导热条，导热框下端部固定连接有导热垫；

该一种锂电池保护装置，通过导热框和导热条的设计，一方面，加快了热传递速率，使主箱体内部上下的温差得以降低，提高锂电池的工作性能，具体地，相比于现有技术中使用相同导热硅胶材料制成的相同厚度的片状导热板，条状的导热条传递热量的效率更佳，同一单位时间内，导热条能将热量更快地传递到另一端，即更快地传递至导热垫上，从而减小主箱体内部上下的温差，使锂电池组的放电效率得以提升；另一方面，相比于现有技术中使用的片状导热板，本发明提供的导热框和导热条也节省了成本，减轻了装置整体的重量，实现了轻量化设计；另一方面，当锂电池因长期在使用过程中发生的各种副反应产生的气体导致锂电池组表面鼓包时，导热框和导热条有利于保证两个锂电池组之间的间距，避免其靠在一起相互接触，并且互相导热，从而引起自燃，引发火情，且在锂电池组发生爆炸时，导热框和导热条还可以起到一定的缓冲作用，减小爆炸的扩散范围。

导热垫与主箱体的内底面等大，导热垫下方设有散热管，散热管嵌设于主箱体的底面内部；

散热管优选采用铜管等导热性较好的金属材料制成，并且在里面加入冷却液，对主箱体内部的散热起到主要作用。

主箱体的外侧面设有外固定端，主箱体的顶部设有排气口。

主箱体的顶面中部设有隐形把手。

侧防护板的上端面设有固定耳，两个固定耳对称设置，侧防护板与主箱体相连的一面开等距设有若干个凹槽；

侧防护板的设置，一方面可以通过固定耳配合外固定端对主箱体实现稳定的固定作用，另一方面也可以利用其设有的凹槽，当内部锂电池组发生较大规模爆炸时，对爆炸冲击力起到缓冲作用，避免损伤车内其它零部件。

散热底板嵌设于汽车底盘内，前导流板的端部突出于汽车底盘下表面；

散热铝板可以是直接嵌入到底盘内的，且其前后端分别设有的前导流板和后导流板虽突出于汽车底盘的下表面，但因其是使用橡胶或其他柔性材质制成，故并不会对汽车底盘的高度起到限制，同时也减少了汽车底盘的重量和制作成本，进而使汽车整体的重量得以降低，达到了降低油耗和环保的目的，但为了保证良好的散热效果情况下，散热铝板也可以是固定于汽车底盘的下表面，以增大进流口的气流量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 该一种锂电池保护装置，通过散热铝板的设计，能够加快其内部的气流流动速率，提高散热管的散热效果；

2. 该一种锂电池保护装置，通过引导槽的设计，能够在装置整体受到撞击使主箱体在折断的同时，保护各个锂电池，减少锂电池随散热铝板折断及包装受损的情况发生，进而降低了车辆在剧烈碰撞后自燃发生的概率；

3. 该一种锂电池保护装置，通过导热框和导热条的设计，既加快了热传递速率，使主箱体内部上下的温差得以降低，提高锂电池的工作性能，也节省了成本，减轻了装置整体的重量，实现了轻量化设计，

4. 该一种锂电池保护装置，通过导热框和导热条的设计，更加有利于保证两个锂电池组之间的间距，避免其因鼓包靠在一起相互接触，并且互相导热，从而引起自燃，引发火情，且在锂电池组发生爆炸时，导热框和导热条还可以起到一定的缓冲作用，减小爆炸的扩散范围；

5. 该一种锂电池保护装置，通过其嵌入到底盘内的散热铝板的设置，不会对汽车底盘的高度起到限制的同时，也减少了汽车底盘的重量和制作成本，进而使汽车整体的重量得以降低，达到了降低油耗和环保的目的。

附图说明

图1为本发明提供的一种锂电池保护装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图2所示导热框的结构示意图；

图4为图2所示锂电池组的结构示意图；

图5为图2所示散热铝板的结构示意图；

图6为图5所示散热铝板的另一视角结构示意图；

图7为图5所示散热铝板的正视图；

图8为图7所示散热铝板的A-A向剖视图；

图9为散热铝板的引导槽与锂电池组的位置对应图；

图10为图1所示侧防护板的结构示意图；

图11为图1所示一种锂电池保护装置与汽车底盘连接的结构示意图。

图中：1、主箱体；11、侧防护板；111、固定耳；12、外固定端；13、排气口；14、锂电池组；141、锂电池；142、正极耳；143、负极耳；144、防爆阀； 2、导热组件；21、导热框；211、导热条；22、导热垫；23、散热管；3、散热底板；31、散热铝板；32、前导流板；33、后导流板；34、进流口；35、出流口；36、导流通道；37、引导槽；4、汽车底盘。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

请参阅图1-2、图5-8，本发明提供的一种实施例：一种锂电池保护装置，包括，主箱体1，主箱体1具有方箱体结构，主箱体1的两对立侧面上固定连接有侧防护板11，主箱体1的内部设有锂电池组14，锂电池组14由多个锂电池141等距设置而成；导热组件2，主箱体1内部设有导热组件2；散热底板3，主箱体1的底部外侧设有散热底板3；散热底板3具有散热铝板31，散热铝板31具有板状结构，散热铝板31的一端部设有前导流板32和进流口34，前导流板32位于进流口34的下方，前导流板32与散热铝板31的下表面最小夹角为60°，前导流板32与进流口34位于同一侧，散热铝板31的另一端部设有后导流板33和出流口35，后导流板33设于出流口35的上方，后导流板33与散热铝板31的下表面最小夹角为60°，后导流板33与出流口35位于同一侧，进流口34和出流口35分别等距设有多个，散热铝板31的内部等距开设有多个导流通道36，导流通道36的直径由两端部逐渐向中部减小，导流通道36的两端部分别与进流口34和出流口35连通，散热铝板31的外侧面开设有引导槽37，引导槽37具有方形通槽结构，相邻锂电池141的间隙处对应设有引导槽37，每个引导槽37与其所对应的锂电池141的间隙平行；

该一种锂电池保护装置，通过散热底板3的设计，不仅能够提高主箱体1内部的散热效果，其也能够在装置整体受到撞击使主箱体1在折断的同时，保护各个锂电池141，减少锂电池141折断及包装受损的情况发生，进而降低了车辆在剧烈碰撞后自燃发生的概率，其通过导热框21和导热条211的设置，平衡了主箱体1内部上下的温差，从而提高了锂电池141的放电效率，进而达到了节省能源和环保的目的；

该一种锂电池保护装置，通过散热铝板31的设计，一方面，通过其具有的导流通道36，能够加快其内部的气流流动速率，提高散热管23的散热效果，具体地，汽车在行驶过程中，散热铝板31前端设有的前导流板32通过其斜向上的楔形面结构对汽车底部的气流进行引导，被引导后的气流通过进流口34进入到导流通道36内，随着导流通道36的直径变化，将气流由粗变细均匀分布，并且当气流吹过散热铝板31时，位于背风面的出流口35上端附近气压相对而言较低，从而产生吸附作用并引导气流的流动，使气流在导流通道36的出流口35后侧形成形成负压，从而加快了通过导流通道36的气流流速，提高了主箱体1内部的锂电池组14的散热速率；另一方面通过散热铝板31上设有的引导槽37，能够使装置整体在受到撞击时，减少锂电池141折断及包装受损的情况发生，进而降低了车辆在剧烈碰撞后自燃发生的概率，具体地，当装置整体受到碰撞时，主箱体1受多个方向的应力，而主箱体1底部的散热铝板31所受应力被集中在了引导槽所37在区域的某条线上，该线垂直于锂电池141的堆叠方向，且对应于锂电池141之间的间隙，从而使整个主箱体1在折断后，各个锂电池141仍然能保持完整，进而减少锂电池141随散热铝板31折断及包装受损的情况发生，降低了车辆在剧烈碰撞后自燃发生的概率。

请参阅图4，锂电池141长方体结构，锂电池141的顶面设有正极耳142和负极耳143，锂电池141的顶面设有防爆阀144，防爆阀144设于正极耳142和负极耳143之间。

请参阅图2-3，导热组件2具有导热框21，导热框21具有框体结构，导热框21内部等距竖向设有若干个导热条211，导热框21下端部固定连接有导热垫22；

该一种锂电池保护装置，通过导热框21和导热条211的设计，一方面，加快了热传递速率，使主箱体1内部上下的温差得以降低，提高锂电池141的工作性能，具体地，相比于现有技术中使用相同导热硅胶材料制成的相同厚度的片状导热板，条状的导热条211传递热量的效率更佳，同一单位时间内，导热条211能将热量更快地传递到另一端，即更快地传递至导热垫22上，从而减小主箱体1内部上下的温差，使锂电池141的放电效率得以提升；另一方面，相比于现有技术中使用的片状导热板，本发明提供的导热框21和导热条211也节省了成本，减轻了装置整体的重量，实现了轻量化设计；另一方面，当锂电池141因长期在使用过程中发生的各种副反应产生的气体导致锂电池141表面鼓包时，导热框21和导热条211有利于保证两个锂电池组14之间的间距，避免其靠在一起相互接触，并且互相导热，从而引起自燃，引发火情，且在锂电池141发生爆炸时，导热框21和导热条211还可以起到一定的缓冲作用，减小爆炸的扩散范围。

请参阅图2，导热垫22与主箱体1的内底面等大，导热垫22下方设有散热管23，散热管23嵌设于主箱体1的底面内部；

散热管23优选采用铜管等导热性较好的金属材料制成，并且在里面加入冷却液，对主箱体1内部的散热起到主要作用。

请参阅图1-2，主箱体1的外侧面设有外固定端12，主箱体1的顶部设有排气口13。

请参阅图1-2，主箱体1的顶面中部设有隐形把手15。

请参阅图1-2、图9，侧防护板11的上端面设有固定耳111，两个固定耳111对称设置，侧防护板11与主箱体1相连的一面开等距设有若干个凹槽；

侧防护板11的设置，一方面可以通过固定耳111配合外固定端12对主箱体1实现稳定的固定作用，另一方面也可以利用其设有的凹槽，当内部锂电池组14发生较大规模爆炸时，对爆炸冲击力起到缓冲作用，避免损伤车内其它零部件。

请参阅图10，散热底板3嵌设于汽车底盘4内，前导流板32的端部突出于汽车底盘4下表面；

散热铝板31可以是直接嵌入到底盘内的，且其前后端分别设有的前导流板32和后导流板33虽突出于汽车底盘4的下表面，但因其是使用橡胶或其他柔性材质制成，故并不会对汽车底盘4的高度起到限制，同时也减少了汽车底盘4的重量和制作成本，进而使汽车整体的重量得以降低，达到了降低油耗和环保的目的，但为了保证良好的散热效果情况下，散热铝板31也可以是固定于汽车底盘4的下表面，以增大进流口34的气流量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种锂电池保护装置，包括，

主箱体（1），所述主箱体（1）具有方箱体结构，所述主箱体（1）的两对立侧面上固定连接有侧防护板（11）；

导热组件（2），所述主箱体（1）内部设有导热组件（2）；

散热底板（3），所述主箱体（1）的底部外侧设有散热底板（3）；

其特征在于：所述散热底板（3）具有散热铝板（31），所述散热铝板（31）具有板状结构，所述散热铝板（31）的一端部设有前导流板（32）和进流口（34），所述前导流板（32）位于所述进流口（34）的下方，所述前导流板（32）与所述散热铝板（31）的下表面最小夹角为60°，所述前导流板（32）与所述进流口（34）位于同一侧，所述散热铝板（31）的另一端部设有后导流板（33）和出流口（35），所述后导流板（33）设于所述出流口（35）的上方，所述后导流板（33）与所述散热铝板（31）的下表面最小夹角为60°，所述后导流板（33）与所述出流口（35）位于同一侧，所述进流口（34）和所述出流口（35）分别等距设有多个，所述散热铝板（31）的内部等距开设有多个导流通道（36），所述导流通道（36）的直径由两端部逐渐向中部减小，所述导流通道（36）的两端部分别与所述进流口（34）和所述出流口（35）连通，所述散热铝板（31）的外侧面开设有引导槽（37），所述引导槽（37）具有方形通槽结构。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述主箱体（1）的内部设有锂电池组（14），所述锂电池组（14）由多个锂电池（141）等距设置而成，相邻所述锂电池（141）的间隙处对应设有所述引导槽（37），每个所述引导槽（37）与其所对应的所述锂电池（141）的间隙平行。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述锂电池（141）具有长方体结构，所述锂电池（141）的顶面设有正极耳（142）和负极耳（143），所述锂电池（141）的顶面设有防爆阀（144），所述防爆阀（144）设于所述正极耳（142）和所述负极耳（143）之间。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述导热组件（2）具有导热框（21），所述导热框（21）具有框体结构，所述导热框（21）内部等距竖向设有若干个导热条（211），所述导热框（21）下端部固定连接有导热垫（22）。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述导热垫（22）与所述主箱体（1）的内底面等大，所述导热垫（22）下方设有散热管（23），所述散热管（23）嵌设于所述主箱体（1）的底面内部。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述主箱体（1）的外侧面设有外固定端（12），所述主箱体（1）的顶部设有排气口（13）。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述侧防护板（11）的上端面设有固定耳（111），两个所述固定耳（111）对称设置，所述侧防护板（11）与所述主箱体（1）相连的一面开等距设有若干个凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池保护装置，其特征在于：所述散热底板（3）嵌设于汽车底盘（4）内，所述前导流板（32）的端部突出于所述汽车底盘（4）下表面。