CN209993694U - 带液冷系统的电池包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种带液冷系统的电池包，包括：电池箱，封闭于所述电池箱内的电池，其内存储有冷却液的水箱，设于所述电池箱箱壁内部或所述电池箱内腔中的水道，连通所述水箱和所述水道的水管；所述水箱、水管和水道构成用于循环流通所述冷却液的闭合回路，所述水管的管路上设置有水泵；还配置有消防支管，所述消防支管的一端与所述水管相连通，另一端通至所述电池箱的内部，并且所述消防支管的管路上安装有用于控制该消防支管导通/封闭的第一电磁阀。申请在电池包已有的液冷系统基础上提出了一种新型的消防思路，充分利用电池包内的液冷系统，通过控制液冷管路的走向，实现冷却液直接对电池模组的浸泡式灭火控制。

Description

带液冷系统的电池包

技术领域

本申请涉及电池领域，具体涉及一种带液冷系统的电池包。

背景技术

随着政府在动力电池领域的大力扶持，我国动力电池行业进入了爆发式的发展。然而随着电池能量密度的逐渐提高，又缺乏相应的安全防护意识，导致由锂离子电池引发的燃烧爆炸事故屡见不鲜。因此电池系统的安全性将不可避免的成为下一阶段研究的热点。

电池包热失控引起的危害主要有：

1.电池内部的活性物质及电解液组分之间发生反应，产生大量气体，若电池包处于相对密封条件下，内部压强骤增易发生进一步爆炸。

2.热失控过程放出大量的热极易引起燃烧，触发火灾。

因此针对电池安全问题常见的抑制及处理方法：

1.在电池包上安装透气防爆阀，用于缓解电池爆炸引起的电池包内部压强骤增现象。

2.用灭火器或水对电池进行持续降温。经实践表明，电池包发生热失控时，透气防爆阀并不能有效及时的排出内部气体，剧烈时会发生炸裂；灭火器因为剂量等限制对电池包发生火灾后的控制效果非常有限；而通过大量的水对电池包进行降温灭火，大部分情况下由于电池箱体的存在，仅能在箱体外围对电池包进行降温，即使在箱体发生开裂的情况下，消防水可以进入电池包内部，直接对电池喷水，这种情况下极有可能会进一步加剧电池内部的短路。

发明内容

本申请目的是：提出一种新型结构的带液冷系统的电池包，以抑制或有效控制电池发生热失控引起的电池包的燃烧和爆炸问题。本申请在电池包已有的液冷系统基础上提出了一种新型的消防思路，充分利用电池包内的液冷系统，通过控制液冷管路的走向，实现冷却液直接对电池模组的浸泡式灭火控制。

本申请的技术方案是：

一种带液冷系统的电池包，包括：

电池箱，

封闭于所述电池箱内的电池，

其内存储有冷却液的水箱，

设于所述电池箱箱壁内部或所述电池箱内腔中的水道，以及

连通所述水箱和所述水道的水管；

所述水箱、水管和水道构成用于循环流通所述冷却液的闭合回路，所述水管的管路上设置有水泵；

还配置有消防支管，所述消防支管的一端与所述水管相连通，另一端通至所述电池箱的内部，并且所述消防支管的管路上安装有用于控制该消防支管导通/封闭的第一电磁阀。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述水管的管路上安装有用于控制该水管导通/封闭的第二电磁阀。

所述水管包括进水管和出水管，所述进水管的两端分别连通所述水箱的出水口和所述水道的进水口，所述出水管的两端分别连通所述水箱的进水口和所述水道的出水口，所述水箱、进水管、水道和出水管依次首尾连通而形成所述闭合回路。

所述第二电磁阀安装于所述进水管的管路上，所述消防支管的一端连接所述进水管，且所述第二电磁阀处于所述消防支管与所述进水管连接处的下游位置。

所述电池箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述第一电池阀及所述第二电池阀均电路连接。

所述电池箱内设置有烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述第一电池阀及所述第二电池阀均电路连接。

所述电池箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述第一电池阀电路连接。

所述电池箱内设置有烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述第一电池阀电路连接。

所述电池箱的侧壁顶部设置有消防出水管，并且所述消防出水管的管路上安装有用于控制该消防出水管导通/封闭的第三电磁阀。

所述冷却液为水、氟化液、导热硅油或者水和乙二醇的混合液。

本申请的优点是：

1、与传统的消防系统相比，本申请这种电池包所配置的灭火消防系统时效性更强。首先，电池包内部发生起火时可立即打开消防进水口电磁阀，冷却液迅速喷入电池包内，此过程可实现无缝转换，为人员的逃生及消防员进一步的抢险赢得时间。此外，冷却液的温度相对于消防水更低，如氟化液，是一种气液相变吸热材料，可以瞬间带走大量的热，且不导电不会引起电池的二次短路，对未起火的临近电池降温，防止热失控的进一步扩散。另外，电池包随着冷却液的灌入，从电池包底部开始逐渐排走箱体内可燃气体，从而达到自熄灭火的效果，并且将电池浸没在液体内可进一步抑制电池的复燃。

2、本申请充分利用电池包已有的液冷系统，无需单独布置消防管路和放置灭火药剂等，大大的节省了空间，降低了电池包制作和消防成本。

3、多余液体及电池爆炸后产生的污染物可随着消防出口管导入设计好的回收箱中，减少电池爆炸后的电解液等物质对环境影响。

4、电池包侧壁安置的消防出水管，在电池包内电池发生爆炸时能够分担防爆透气阀所承受的压力冲击。电池内部环境探测器检测到火情信号后，立刻打开消防出水管，因消防出水管布置在电池侧壁顶端，在往电池箱体内注液时，有一定的延时性，因此消防出水口可在电池爆炸初期充当泄压口的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中电池包的结构示意图；

其中：1-电池箱，2-水箱，3-水管，4-水泵，5-消防支管，6-第一电磁阀，7-第二电磁阀，8-消防出水管，9-第三电磁阀。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1示出了本申请这种电池包的一个具体实施例，与一些传统的带液冷系统的电池包相同的是，该电池包也包括：电池箱1，封闭于电池箱内的电池(图中未示出)，其内存储有冷却液的水箱2，设于电池箱箱壁内部的水道，连通水箱2和水道的水管3。前述水箱2、水管3和水道构成一闭合回路，用于循环流通水箱提供的冷却液，利用该冷却液吸收电池箱内电池的热量。水管3的管路上设置水泵4，为冷却液的循环流动提供动力。

当然，前述水道也可以不设置在电池箱箱壁内部(即电池箱箱壁为中空结构，以流通冷却液)，而是以水冷板或者水冷管的形式布置于电池箱的内部容腔中。

本实施例的关键改进在于，该电池包还配置消防支管5，该消防支管5的一端(进水端)与上述水管3相连通，另一端(出水端)通至电池箱1的内部。并且该消防支管5的管路上安装有用于控制消防支管5导通/封闭的电磁阀，为了方便描述本实施例的技术方案，在此将该电池阀称为第一电池阀6。

当箱内的电池发生大范围热失控甚至起火时，可打开上述第一电池阀6而将冷却液引入电池箱1内部，迅速吸收电池热量并扑灭火势。

而且，上述水管3的管路上也安装有一个用于控制该水管3导通/封闭的电池阀，为了方便描述本实施例的技术方案，在此将该水管上的电池阀称为第二电磁阀7。

正常情况下，上述第二电磁阀7开启，第一电池阀6关闭，冷却液循环流动而吸收箱内电池的热量。当箱内电池出现大范围热失控甚至起火时，可关闭第二电磁阀7而开启第一电池阀6，如此保证水泵抽取的冷却液全部注入电池箱1内，提升消防供水水流量。

上述水管3具体包括进水管和出水管，进水管的两端分别连通水箱2的出水口和水道的进水口，出水管的两端分别连通水箱2的进水口和水道的出水口，水箱2、进水管、水道和出水管依次首尾连通而形成上述的闭合回路。

而上述的第二电磁阀7具体安装于进水管的管路上，消防支管5的一端具体与上述进水管连接，且第二电磁阀7处于消防支管5与所述进水管连接处的下游位置。如此不至于在紧急情况下第二电磁阀7关闭后，消防支管5无法得到消防用水。而且消防支管5连接在进水管而非出水管位置，进入消防水管5的冷却液温度更低。

此外，本实施例在电池箱1内还设置有温度传感器，并将该温度传感器与上述第一电池阀6及第二电池阀7均电路连接。当温度传感器感应到箱内温度高于预设阈值时，立刻控制第一电池阀6开启，第二电池阀7关闭。

另外，在电池箱1内还设置有烟雾传感器，并将该烟雾传感器与上述第一电池阀6及第二电池阀7均电路连接。当烟雾传感器感应到电池箱内出现烟雾时，立刻控制第一电池阀6开启，第二电池阀7关闭。

虽然这种热失控及火灾消除方式会导致内部电池的完全报废，但是控制效率高，基本不会出现控制失效的问题。

此外，本实施例在电池箱侧壁顶部设置有消防出水管8，并在该消防出水管8上安装第三电磁阀9，第三电磁阀9也与上述温度传感器和温度传感器电路连接。实际应用中，第一电池阀6和第三电磁阀9同时开启或关闭，当电池箱1内部冷却液注满时，可通过该消防出水管8排出泄压。

上述冷却液一般在水、氟化液、导热硅油、水和乙二醇的混合液中选择。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带液冷系统的电池包，包括：

电池箱(1)，

封闭于所述电池箱内的电池，

其内存储有冷却液的水箱(2)，

设于所述电池箱箱壁内部或所述电池箱内腔中的水道，以及

连通所述水箱(2)和所述水道的水管(3)；

所述水箱(2)、水管(3)和水道构成用于循环流通所述冷却液的闭合回路，所述水管(3)的管路上设置有水泵(4)；

其特征在于，还配置有消防支管(5)，所述消防支管(5)的一端与所述水管(3)相连通，另一端通至所述电池箱(1)的内部，并且所述消防支管(5)的管路上安装有用于控制该消防支管(5)导通/封闭的第一电磁阀(6)。

2.根据权利要求1所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述水管(3)的管路上安装有用于控制该水管(3)导通/封闭的第二电磁阀(7)。

3.根据权利要求2所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述水管(3)包括进水管和出水管，所述进水管的两端分别连通所述水箱(2)的出水口和所述水道的进水口，所述出水管的两端分别连通所述水箱(2)的进水口和所述水道的出水口，所述水箱(2)、进水管、水道和出水管依次首尾连通而形成所述闭合回路。

4.根据权利要求3所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述第二电磁阀(7)安装于所述进水管的管路上，所述消防支管(5)的一端连接所述进水管，且所述第二电磁阀(7)处于所述消防支管(5)与所述进水管连接处的下游位置。

5.根据权利要求2所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述电池箱(1)内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述第一电磁阀(6)及所述第二电磁阀(7)均电路连接。

6.根据权利要求2所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述电池箱(1)内设置有烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述第一电磁阀(6)及所述第二电磁阀(7)均电路连接。

7.根据权利要求1所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述电池箱(1)内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述第一电磁阀(6)电路连接。

8.根据权利要求1所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述电池箱(1)内设置有烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述第一电磁阀(6)电路连接。

9.根据权利要求1所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述电池箱(1)的侧壁顶部设置有消防出水管(8)，并且所述消防出水管(8)的管路上安装有用于控制该消防出水管(8)导通/封闭的第三电磁阀(9)。

10.根据权利要求1所述的带液冷系统的电池包，其特征在于，所述冷却液为水、氟化液、导热硅油或者水和乙二醇的混合液。

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