CN205583049U - 一种安全电源结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全电源结构，包括电源外壳和电源外壳内的电池单体，所述电池单体包括有正、负极极柱，所述电源外壳内置有烟雾报警传感器、视频监控摄像头；该电源结构针对锂离子电池的工作特点，通过合理的结构改良，尤其是通过烟雾报警传感器、视频监控摄像头相配合监测电源工作状况，一旦电源外壳内的电池单体发生起火燃烧时，就可以提示烟雾报警器、视频监控能并及时发出报警，操作人员就可以及时做出安全措施，防止电池燃烧爆炸引发更大的危险。

Description

一种安全电源结构

技术领域

本实用新型涉及锂离子二次电源技术领域，特别是一种针对电源安全性的结构。

背景技术

锂离子二次电池越来越多在电动汽车和储能站得到应用。但是锂电池在使用过程中会产生热量，降低电池使用效率、寿命和使用安全。锂电池在短路条件下容易起火燃烧爆炸，对设备和人身安全造成危险。近几年，随着新能源产业的推广，新能源汽车数量不断增多，但是，电动汽车由于锂电池短路起火燃烧造成安全事故已经发生几起，提高锂电池使用安全是重要课题。目前，单体电池模块之间很多为紧密联接，电池组之间没有空隙，散热效率低，会造成电池使用效率和安全性降低，因此为了保证电池的安全工作，有必要设计一种针对性的技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种安全电源结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种安全电源结构，包括电源外壳和电源外壳内的电池单体，所述电池单体包括有正、负极极柱，所述电源外壳内置有烟雾报警传感器、视频监控摄像头。

作为一个优选项，所述电源外壳包括有上端的顶盖，所述烟雾报警传感器、视频监控摄像头位于顶盖下端并朝向电池单体。

作为一个优选项，所述顶盖下端中间处设置有灭火层，所述烟雾报警传感器、视频监控摄像头位于顶盖下端靠边沿位置处，所述灭火层包括灭火外层和位于灭火外层内的灭火剂，其中所述灭火外层为易熔合金，所述灭火剂为有机溶剂灭火剂。

作为一个优选项，所述正、负极极柱分别包括极柱螺母和极柱螺栓，其中所述极柱螺母位于电池单体的盖板上，所述极柱螺母的前部为带内螺纹的中空部，带内螺纹的中空部内设有耐大电流弹簧Ⅰ，所述极柱螺栓前部为带外螺纹的中空部，带外螺纹的中空部内设有耐大电流弹簧Ⅱ，所述带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接，带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内设置有快速熔断器，该快速熔断器两端分别与耐大电流弹簧Ⅰ、耐大电流弹簧Ⅱ接触。

作为一个优选项，所述电池单体上设置有进气和抽气阀门、防爆阀。

作为一个优选项，所述灭火层下端设置有加热电阻丝。

作为一个优选项，所述烟雾报警传感器为无线烟雾传感器。

作为一个优选项，所述电源外壳内壁位置处设置有相变层，所述相变层为内装相变材料的层状密封结构，所述相变材料体积为相变层层状密封结构体积80~90%。

作为一个优选项，所述电池单体的外表面均匀分布有散热鳍片。

本实用新型的有益效果是：该电源结构针对锂离子电池的工作特点，通过合理的结构改良，尤其是通过烟雾报警传感器、视频监控摄像头相配合监测电源工作状况，一旦电源外壳内的电池单体发生起火燃烧时，就可以提示烟雾报警器、视频监控能并及时发出报警，操作人员就可以及时做出安全措施，防止电池燃烧爆炸引发更大的危险，此外带快速熔断器的正、负极极柱设计，当电池单体发生短路或超出额定电流时候，安装在电池单体的正、负极极柱内的快速熔断器在大电流条件下，迅速熔断，实现电池正负极柱内部断路进而实现电池断路，保护电池进一步受到大电流损失和破坏，而且当电池单体断路条件下，电池组仍然保持通路状态，保证电源安全工作，而电源外壳内的电池单体发生起火爆炸时，灭火层的在高温条件速熔化，灭火层内的灭火剂覆盖在电池表面，阻止或减小电池起火燃烧爆炸危险，提高电源的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型中顶盖部分的仰视图；

图3是本实用新型中电池单体部分的立体图；

图4是本实用新型中正、负极极柱部分的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，由于熟知的加工参数、控制程序、电路布局等技术已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。参照图1、图2、图3，一种安全电源结构，包括电源外壳1和电源外壳1内的电池单体2，其中电池单体2为铝壳电池或钢壳电池。所述电池单体2包括有正、负极极柱3，电池单体2的正、负极极柱3连接导体和电源正负极柱可以组成不同功率要求的电源模块。所述电源外壳1内置有烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5，烟雾报警传感器4对应远端的烟雾报警器、视频监控摄像头5对应远端的视频监控平台，一起配合监测电源的工作状况。当电源外壳1内的电池单体2发生起火燃烧时，烟雾报警传感器4就会传输信号给烟雾报警器及时发出报警，视频监控摄像头5也传输图像信息给视频监控端的操作人员，操作人员就可以及时做出安全措施，防止电池进一步燃烧甚至爆炸而引发更大的危险。

另外的实施例，参照图1、图2、图3的一种安全电源结构，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括电源外壳1和电源外壳1内的电池单体2，所述电池单体2包括有正、负极极柱3，所述电源外壳1内置有烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5。所述电源外壳1包括有上端的顶盖6，所述烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5位于顶盖6下端并朝向电池单体2，方便烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5的检修。所述顶盖6下端中间处设置有灭火层7，所述烟雾报警传感器、视频监控摄像头5位于顶盖6下端靠边沿位置处，所述灭火层7包括灭火外层和位于灭火外层内的灭火剂，其中所述灭火外层为易熔合金，所述灭火剂为有机溶剂灭火剂。有机溶剂灭火剂，灭火层7的壳体的灭火外层可采用熔点95℃的低熔点合金，灭火剂的采用有机溶剂灭火剂，例如四氯化碳。当电池壳内温度高于95℃时，易熔合金响应时间为5秒，5秒后，合金熔化，灭火层7内的灭火剂导出覆盖在电池组表面，起到阻燃防火作用，阻止电池起火爆炸。灭火层7的工作也不会损坏烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5。所述灭火层7下端设置有加热电阻丝8，发现电池起火燃烧时，可以启动灭火层7下端的加热电阻丝8，熔化易熔合金灭火外层，及时将灭火层7的灭火剂覆盖在电池表面，提高灭火效率，进一步防止或减小事故发生。

另外的实施例，参照图1、图2、图3，一种安全电源结构，包括电源外壳1和电源外壳1内的电池单体2，所述电池单体2包括有正、负极极柱3，所述电源外壳1内置有烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5。所述烟雾报警传感器4为无线烟雾传感器。所述电池单体2的外表面均匀分布有散热鳍片23，可以保证电池组电池间距，配合散热鳍片23本身的可散热特性也提高电池散热效率。所述电源外壳1内壁位置处设置有相变层9，所述相变层9为内装相变材料的层状密封结构，其中相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，即可以吸收电池产生热量，所述相变材料体积为相变层层状密封结构体积80~90%。相变层9可采用Phase Change Material Products Limited公司的、型号X50、相变温度为50℃的固态相变材料，材料体积为相变层体积85%，可以有效吸收电池产生热量，相变层内相变材料全部完成相变后，相变层9吸收热量，进而降低电池温度。此外，相变层9吸收的热量可通过电源外壳1的散热鳍片23传递到电源外，提高散热效率。

另外的实施例，参照图1、图2、图3，一种安全电源结构，包括电源外壳1和电源外壳1内的电池单体2，所述电池单体2包括有正、负极极柱3，所述电源外壳1内置有烟雾报警传感器4、视频监控摄像头5。参照图4，所述正、负极极柱3分别包括极柱螺母31和极柱螺栓32，其中所述极柱螺母31位于电池单体2的盖板上，极柱螺母31和极柱螺栓32的材料可以为铜、不锈钢、镍等导体。所述极柱螺母31的前部为带内螺纹的中空部，其前部的材料可以为绝缘塑料，带内螺纹的中空部内设有耐大电流弹簧Ⅰ33，所述极柱螺栓32前部为带外螺纹的中空部，带外螺纹的中空部内设有耐大电流弹簧Ⅱ34，所述带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接，带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内设置有快速熔断器35，该快速熔断器35两端分别与耐大电流弹簧Ⅰ33、耐大电流弹簧Ⅱ34接触。实施例中快速熔断器35采用浙江茗熔电器保护系统有限公司生产的圆筒帽型RS17H型快速熔断器，熔断器直径为22.2毫米，长度为58毫米，耐高压500伏，电流125安培。当电压和电流超出额定功率时，快速熔断器35迅速熔断，电池的正、负极极柱3内部就断路，即电池断路，也就可以保护电池使用安全。必须说明的是，当电池单体2出现短路，快速熔断器5就会熔断使电池断路，保护电池单体安全，而与断路电池单体相连的其它电池单体2仍然保持通路，确保电源其他电池单体2安全和正常工作。参照图3，所述电池单体2上设置有进气和抽气阀门21、防爆阀22。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种安全电源结构，包括电源外壳（1）和电源外壳（1）内的电池单体（2），所述电池单体（2）包括有正、负极极柱（3），其特征在于：所述电源外壳（1）内置有烟雾报警传感器（4）、视频监控摄像头（5）。

2.根据权利要求1所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述电源外壳（1）包括有上端的顶盖（6），所述烟雾报警传感器（4）、视频监控摄像头（5）位于顶盖（6）下端并朝向电池单体（2）。

3.根据权利要求2所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述顶盖（6）下端中间处设置有灭火层（7），所述烟雾报警传感器（4）、视频监控摄像头（5）位于顶盖（6）下端靠边沿位置处，所述灭火层（7）包括灭火外层和位于灭火外层内的灭火剂，其中所述灭火外层为易熔合金，所述灭火剂为有机溶剂灭火剂。

4.根据权利要求1所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述正、负极极柱（3）分别包括极柱螺母（31）和极柱螺栓（32），其中所述极柱螺母（31）位于电池单体（2）的盖板上，所述极柱螺母（31）的前部为带内螺纹的中空部，带内螺纹的中空部内设有耐大电流弹簧Ⅰ（33），所述极柱螺栓（32）前部为带外螺纹的中空部，带外螺纹的中空部内设有耐大电流弹簧Ⅱ（34），所述带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接，带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内设置有快速熔断器（35），该快速熔断器（35）两端分别与耐大电流弹簧Ⅰ（33）、耐大电流弹簧Ⅱ（34）接触。

5.根据权利要求1所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述电池单体（2）上设置有进气和抽气阀门（21）、防爆阀（22）。

6.根据权利要求3所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述灭火层（7）下端设置有加热电阻丝（8）。

7.根据权利要求1所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述烟雾报警传感器（4）为无线烟雾传感器。

8.根据权利要求2所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述电源外壳（1）内壁位置处设置有相变层（9），所述相变层（9）为内装相变材料的层状密封结构，所述相变材料体积为相变层层状密封结构体积80~90%。

9.根据权利要求1或8所述的一种安全电源结构，其特征在于：所述电池单体（2）的外表面均匀分布有散热鳍片（23）。