CN209266474U - 一种船用高安全性锂离子电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用高安全性锂离子电池模块，包括密封设计的电池箱体和电池箱盖，电池箱体的容腔内并排设置有多个导流支撑架，导流支撑架的侧面上开设有网格状的导流孔，每相邻两个导流支撑架之间固定设置有电池单体，电池箱盖上设置有多个单向平衡泄压阀，电池箱体的容腔内还填充有阻燃绝缘导热油；本实用新型在电池箱体的容腔内整体充满阻燃绝缘导热油的状态下可以迅速将电池发生异常时所产生的热量均匀分散、导出至外部并通过整体热容吸收，具有优异的散热性能以及热失控传播阻断效果好；而当电池单体异常发生泄放时，阻燃绝缘导热油可进入电芯内部使得内阻增大，降低了过充、内短路带来的危害，提高了本实用新型的安全性。

Description

一种船用高安全性锂离子电池模块

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种船用高安全性锂离子电池模块。

背景技术

锂离子电池凭借其高比能和快速充电性能目前已成为民用电池市场的绝对主流产品，其应用领域从最初的移动电子设备电源渗透到了动力电源、储能电源和启动电源等各个领域。锂离子电池技术在向电动汽车、船舶等动力领域及新能源、智能微网等储能领域应用时，为获得更高的电压、能量与功率，需采用大量锂离子电池串并联成组使用。锂电安全问题成为一个系统级安全问题，若出现系统级安全问题，会带来灾难性后果。

在车用及电子消费品领域，锂离子电池总储能小，人员可逃离，安全设计的思路是延缓热失控传播，延迟电池系统整体燃烧或爆炸时间。在船用领域，电池系统总储能大，可达兆瓦时甚至十兆瓦时级，人员几乎无法逃离，需保证每个电池、模块在极端环境和滥用条件下不产生不可控灾害和二次灾害，同时还需考虑到高湿、盐雾、浸水等环境因素带来的影响。国内车用锂电厂家设计的电池系统基本照搬车用设计，不适合船用领域。

锂离子电池的安全性问题是热问题。不恰当的使用方式或生产缺陷等原因会导致锂离子电池在使用、存储过程中出现内部温度升高现象。高温会诱发电池材料发生一系列放热反应，反应产生的热量促使电池内部温度进一步升高而加剧放热反应速率。最终，放热反应和高温两个方面相互影响，呈现一种失控状态即热失控，从而引起锂离子电池发生燃烧、爆炸等安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足，设计一种船用高安全性锂离子电池模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船用高安全性锂离子电池模块，包括中空一端开口的电池箱体以及密封设置在电池箱体开口端的电池箱盖，所述的电池箱体的容腔内并排设置有多个导流支撑架，所述的导流支撑架的侧面上开设有网格状的导流孔，每相邻两个所述的导流支撑架之间固定设置有电池单体，所述的电池箱盖上设置有多个单向平衡泄压阀，所述的电池箱体的容腔内还填充有阻燃绝缘导热油。

所述的电池箱体与电池箱盖之间设置有密封胶垫。

所述的电池单体采用方形铝壳电池。

所述的阻燃绝缘导热油采用蓖麻油、硅油、变压器油或液压油中的一种或几种。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的电池模块在电池箱体的容腔内整体充满阻燃绝缘导热油的状态下可以迅速将电池发生异常时所产生的热量均匀分散、导出至外部并通过整体热容吸收，具有优异的散热性能以及热失控传播阻断效果好。而当电池单体异常发生泄放时，阻燃绝缘导热油可进入电芯内部使得内阻增大，降低了过充、内短路带来的危害，提高了本电池模块的安全性。

2、本实用新型的电池模块通过IP67防护等级电池箱体、阻燃绝缘导热油浸泡和单向平衡泄压阀来制造隔绝氧气环境，保证本电池模块热失控过程不产生明火，避免发生燃烧的危险。当电池箱体内发生燃烧时从外部难以用灭火工具彻底消除火种，电池箱体中充满的阻燃绝缘导热油可起到预充灭火介质的作用，减少外部冷却措施。

3、本实用新型的电池模块体积比能高，符合船用特点及要求。

4、本实用新型的电池模块的电池单体被导流支撑架支撑并固定，使得相邻电池单体之间具有间隔空间并增加了阻燃绝缘导热油与电池单体的接触面积，有利于散热并减轻电池单体之间的热量传递。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型去除电池箱盖后的结构示意图；

图3是多个电池单体和导流支撑架的结构示意图。

各附图标记为：1—电池箱体，2—电池箱盖，3—单向平衡泄压阀，4—电池单体，5—导流支撑架，6—阻燃绝缘导热油，7—密封胶垫。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1至图3所示，本实用新型公开了一种船用高安全性锂离子电池模块，包括中空一端开口的电池箱体1以及密封设置在电池箱体1开口端的电池箱盖2，所述的电池箱体1的容腔内并排设置有多个导流支撑架5，所述的导流支撑架5的侧面上开设有网格状的导流孔，每相邻两个所述的导流支撑架5之间固定设置有电池单体4，所述的电池箱盖2上设置有多个单向平衡泄压阀3，所述的电池箱体1的容腔内还设置有阻燃绝缘导热油6并充满整个电池箱体1。单个电池单体4被夹持在两个导流支撑架5之间，每一个电池单体4能刚好被固定住而不发生晃动并且相邻电池单体4之间具有间隔空间，从而减轻电池单体4之间的热量传递。导流支撑架5的侧面上设计有导流孔，这种流道设计能够让阻燃绝缘导热油6进入，增加电池单体4与阻燃绝缘导热油6的接触面积，使得阻燃绝缘导热油6在电池箱体1内的循环流动更加充分，有利于电池箱体1中热量的扩散疏导，避免出现局部异常发热现象。

所述的电池箱体1与电池箱盖2之间设置有密封胶垫7。所述电池箱体1采用了IP67防护等级。电池箱体1通过满足IP67防护等级的密封设计，密封性好，能避免内部冷却介质外泄，避免水或其它杂质造成电连接绝缘失效带来的触电或短路问题。

所述的电池单体4采用方形铝壳电池且全部浸泡在阻燃绝缘导热油6中。所述的方形铝壳电池的散热性能好，成组易设计，可靠性好，并且在电池箱盖2上设置有多个单向平衡泄压阀3。

所述的阻燃绝缘导热油6采用蓖麻油、硅油、变压器油或液压油中的一种或几种。蓖麻油的燃点沸点较高，并且具有良好的稳定性，耐高温性以及优良的电绝缘性。硅油有较高的耐热性，耐水性，优良的电绝缘性和耐高低温性，其密度小于电解液的密度且与电解液不互溶，可以有效提高电池模块的绝缘强度。变压器油是石油的一种分馏产物，比热大，导热性能好，绝缘强度比空气高，主要作用是绝缘，散热和消弧。液压油是液压系统使用的液压介质，具有能量传递、抗磨、润滑、冷却等作用。所述的阻燃绝缘导热油6的燃点≥400℃，闪点≥300℃，介电强度≥10mv/m，体积电阻率≥1.0×10¹⁴Ω/cm，相对密度≤1.0 g/cm³。

本实施例中选用硅油作为阻燃绝缘导热油6，所选用的液体应具有良好的导热性以及稳定的阻燃性和绝缘性，硅油的介电强度和体积电阻率较大，能有效起到阻燃绝缘的作用。硅油是密度在0.96g/cm³左右的液体，而电解液的密度在1.5g/cm³左右，硅油的密度小于电解液的密度。当电池单体4的电芯异常泄放时硅油能进入电池单体4内部与电解液发生替换，使得内阻增大，降低过充、内短路带来的危害，从而提高了本电池模块的安全性。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的电池模块在电池箱体1的容腔内整体充满阻燃绝缘导热油6的状态下可以迅速将电池单体4发生异常时所产生的热量均匀分散、导出至外部并通过整体热容吸收，具有优异的散热性能以及热失控传播阻断效果好。而当电池单体4异常发生泄放时，阻燃绝缘导热油6可进入电芯内部使得内阻增大，降低了过充、内短路带来的危害，提高了本电池模块的安全性。

2、本实用新型的电池模块通过IP67防护等级电池箱体1、阻燃绝缘导热油6浸泡和单向平衡泄压阀3来制造隔绝氧气环境，保证本电池模块热失控过程不产生明火，避免发生燃烧的危险。当电池箱体1内发生燃烧时从外部难以用灭火工具彻底消除火种，电池箱体1中充满的阻燃绝缘导热油6可起到预充灭火介质的作用，减少外部冷却措施。

3、本实用新型的电池模块体积比能高，符合船用特点及要求，本实用新型的电池模块用于船舶领域。

4、本实用新型的电池模块的电池单体4被导流支撑架5支撑并固定，使得相邻电池单体4之间具有间隔空间并增加了阻燃绝缘导热油6与电池单体4的接触面积，有利于散热并减轻电池单体4之间的热量传递。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种船用高安全性锂离子电池模块，其特征在于：包括中空一端开口的电池箱体（1）以及密封设置在电池箱体（1）开口端的电池箱盖（2），所述的电池箱体（1）的容腔内并排设置有多个导流支撑架（5），所述的导流支撑架（5）的侧面上开设有网格状的导流孔，每相邻两个所述的导流支撑架（5）之间固定设置有电池单体（4），所述的电池箱盖（2）上设置有多个单向平衡泄压阀（3），所述的电池箱体（1）的容腔内还填充有阻燃绝缘导热油（6）。

2.根据权利要求1所述的一种船用高安全性锂离子电池模块，其特征在于，所述的电池箱体（1）与电池箱盖（2）之间设置有密封胶垫（7）。

3.根据权利要求2所述的一种船用高安全性锂离子电池模块，其特征在于，所述的电池单体（4）采用方形铝壳电池。

4.根据权利要求3所述的一种船用高安全性锂离子电池模块，其特征在于，所述的阻燃绝缘导热油（6）采用蓖麻油、硅油、变压器油或液压油中的一种或几种。