CN211858827U - 一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，涉及电池装置的技术，包括温度控制单元和电池箱体；所述电池箱体一侧的上端安装有输出导管，下端安装有输入导管；所述电池箱体的输出导管通过管道连通有散热器，所述散热器通过管道连通有水泵，所述水泵通过管道连通有水箱，所述水箱通过管道与所述电池箱体的输入导管连通；所述温度控制单元分别与所述电池箱体、水泵和散热器风扇电连接；所述电池箱体内加注有循环液。本实用新型提供的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，使汽车电池具有温度控制和绝缘阻燃，预防热失控燃爆的功能。

Description

一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置

技术领域

本实用新型涉及电池装置的技术领域，特别是涉及一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置。

背景技术

纯电动汽车是目前新能源汽车的唯一选择，也是当前国内外解决汽车污染、提倡低碳出行、推动绿色环保的一个重要举措。所谓纯电动汽车就是以电池作为动力电源，由电动机驱动行驶。电池是它的心脏和关键，也是它的生命和价值。对于很多人来说，新能源汽车是一个最近兴起的汽车类型，由于环境的影响导致我们现在传统的燃油汽车受到了很大的限制，所以才会使得新能源汽车推广越来越广泛。而新能源汽车的制造时间非常的短，所以在技术方面肯定会存在有不足的地方，并且安全性能也没能够经过太多的考验，所以在新能源汽车上市，并且销售之后，出现了各种各样的问题，其中最严重的问题当属车辆燃爆的情况，我们都知道车辆在一些特定的情况下都有可能会出现燃爆。电池燃爆的基本原理，从表面现象看，无非是两种情况。一是短路，二是泄露。

电池短路，与我们平时遇见的两根电线(火线、零线)碰一起，冒火花、跳闸，没有本质区别，情况有两种。一是如果充电、放电过程中，发生热失控反应，就可能导致电池短路起火，甚至发生爆炸。二是如果发生碰撞、挤压、跌落等极端情况，导致电池内部短路，也会引起危险状况出现。目前电动车上的电池都是通过串并联成组工作，单个电池发生热失控之后，局部释放的能量向周围传播，将可能加热周围电池引起周围电池的热失控，也称之为热失控在电池组内的“扩展”。电池单体热失控所释放的能量是有限的，但是，如果发生链式反应造成热失控的扩展，整个电池组的能量通过热失控释放出来，将会造成更大的危害。

而现在市场电动汽车电池散热多采用1、导热硅胶片作为传热介质，动力电池导热硅胶片具有超高的导热、绝缘性能及良好的填缝能力，贴合于电芯与电芯之间；电池模组与电池模组之间；电池模组与外壳之间，施工简单方便，可以起到导热、绝缘、减震的功效，快速装热量有效传导出去，是目前动力电池散热的主流方式。2、采用气体(空气)作为传热介质结构简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，成本较低；不足之处在于：与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低。目前应用较多。以上两种方法均不能解决因过放、过充导致电池热失控而引起的短路、泄露故障，致使电池燃爆事故的发生。具有代表性的有2016年特斯拉起火事件、宝应市纯电动大客车半夜冒烟起火、上海宝山一辆电动汽车充电中自燃等；2017年北京蟹岛大火、奥地利特斯拉Model S碰撞起火。2018年香洲一停车场3辆电动汽车起火、宁波6辆电动公交车起火事件等，严重威胁着人们的生命财产安全。

由此可见，上述现有的电池在结构与使用上，显然仍存在不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构和方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，以解决上述现有技术存在的问题，使汽车电池具有温度控制和绝缘阻燃，预防热失控燃爆的功能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，包括温度控制单元和电池箱体；所述电池箱体一侧的上端安装有输出导管，下端安装有输入导管；所述电池箱体的输出导管通过管道连通有散热器，所述散热器通过管道连通有水泵，所述水泵通过管道连通有水箱，所述水箱通过管道与所述电池箱体的输入导管连通；所述温度控制单元分别与所述电池箱体、水泵和散热器风扇电连接；所述电池箱体内加注有循环液。

可选的，所述电池箱体的内底部安装有电池支架底座，所述电池支架底座上固定有多个电池，所述电池浸泡于所述循环液内。

可选的，所述电池箱体的内侧壁上安装有电池固定支架，所述电池的侧壁卡接于所述电池固定支架上。

可选的，所述循环液采用方棚油。

可选的，所述温度控制单元连接有电源，所述电源为12V车载电源。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，首先解决了电池发热散热的问题。液冷散热系统通过液体流动与散热器内部表面摩擦带走大量的热量而起到散热作用的。与一般的热导热硅胶片、风冷散器相比，液冷散热系统具有安静、降温稳定、对环境依赖小等优点,其缺点是比采用热导热硅胶片、风冷散热器技术的电池体积增大约25％。液冷散热系统的散热性能与其中循环液流速成正比，循环液的流速又与循环系统水泵功率相关。而且液体的热容量大，这就使得液体循环系统有着很好的热负载能力。

本实用新型循环液采用方棚油，使电池块完全浸泡在循环液中，解决了电池电极点虚焊、脱焊产生电弧，造成燃爆的现象发生。方棚油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油，是石油中的润滑油馏份经酸碱精制处理得到纯净稳定、粘度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的、浅黄色透明液体混合物。方棚油按国标分为10#、25#、45#三种型号，质量指标闪点(闭杯)≥135℃，运动黏度(50℃)≤9.6×10-6m²/s，酸值≤0.03mgKOH/g，倾点<-22℃。主要具有：绝缘作用；方棚油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。散热作用；方棚油的比热大，常用作冷却剂。设备运行时产生的热量使油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证设备正常运行。消弧作用；由于方棚油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。

与现有电动汽车电池技术相比，本实用新型装置具有制作方法简单，原材料易购且价格低廉，全天候监控电池充、放电的电池温度变化，预防效果显著。在普及新能源的今天，市场前景巨大，而且制作的装置具有温度控制、防止电池内部电弧的产生和电池燃爆，增加电池蓄电能力和延长电池使用寿命，保障人民的生命财产安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为预防新能源汽车电池热失控燃爆装置的电池箱体结构示意图；

图2为本实用新型预防新能源汽车电池热失控燃爆装置结构示意图；

其中，1为输入导管、2为输出导管、3为循环液、4为电池、5为电池固定支架、6为电池箱体、7为电池支架底座、8为温度控制单元、9为水泵、10为管道、11为水箱、12为散热器、13为12V电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，以解决上述现有技术存在的问题，使汽车电池具有温度控制和绝缘阻燃，预防热失控燃爆的功能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，如图1和图2所示，包括温度控制单元8和电池箱体6；电池箱体6一侧的上端安装有输出导管2，下端安装有输入导管1；电池箱体6的输出导管2通过管道10连通有散热器12，散热器12通过管道10连通有水泵9，水泵9通过管道10连通有水箱11，水箱11上开设有加液口；水箱11通过管道10与电池箱体6的输入导管1连通；温度控制单元8分别与电池箱体6、水泵9以及散热器12的风扇电连接；电池箱体内加注有循环液3。

进一步优选的，电池箱体6的内底部安装有电池支架底座7，电池支架底座7上固定有多个电池4，电池4浸泡于循环液3内。电池箱体6的内侧壁上安装有电池固定支架5，电池4的侧壁卡接于电池固定支架5上。循环液3采用方棚油。温度控制单元8连接有电源，电源为12V电源13。循环液3由于水泵9的作用在循环的管道10中流动，吸收了电池4热量的循环液3就会从电池箱体6内的水道空隙流走，而新的低温的循环液3将继续吸收电池4的热量。水箱11用来存储循环液3。散热器12就是一个类似散热片的装置，循环液3将热量传递给具有大表面积的散热片，散热片上的风扇则将流入空气的热量带走。温度控制单元8控制温度变化而启动散热片上的风扇，当电池4出现热失控到临界温度时发出告警音频。

本实用新型采用的电池箱体6是一个内部装有电池并留有水道空隙的金属壳体或塑料制成的壳体；电池箱体6的输出导管2通过管道10与散热器12一端相连接，散热器12另一端通过管道10与水泵9一端相连接，水泵9另一端通过管道10与水箱11相连接，水箱11另一端通过管道10与电池箱体6输入导管1相连接，温度控制单元8一路导线分别控制水泵9和散热器12的风扇工作，为整个密封循环管路提供动力，使循环液3在水泵9的作用下，通过管道10流入水箱11，经过水箱11通过管道10流入电池箱体6，经过电池箱体6通过管道10流入散热器12，经过散热器12通过管道10流入水泵9。温度控制单元8另一路导线监测电池工作温度，温度控制单元8所需的动能为12V电源13。12V电源13为车辆自备电源。

本实用新型首先解决了电池发热散热的问题，如图1所示，电池4完全浸泡在循环液3中，液冷散热系统采用外置于电池箱体6，电池箱体6可以串联或并联若干电池箱体6，液冷散热系统可以安装在任意散热良好的空间。利用循环液3绝缘导热的特性，结合图2所示的液冷散热系统工作原理，在温度控制单元的控制下，驱动水泵9工作。循环液3从水箱11的加液口加注，使其流入电池箱体6，在电池箱体6内吸收电池的热量后，经管道10流入散热器12，在散热器降温后，经管道10流入水泵9，整个系统的密封的循环管道中运行，水泵9工作把受热了的循环液3通过电池箱体6输出导管2输出，新的低温循环液3通过输入导管1输入电池箱体内，周而复始。

本技术方案对传统的电池箱体6做出了较大的改进。如图1所示，在电池箱体6内安装了电池支架底座7、电池固定支架5，使电池4悬离电池箱体6，电池4与电池4之间留有导流空间，能使电池4的热量充分散发出来，使循环液3作为媒介受热交换上升，通过输出导管2输出进入液冷散热器系统循环，新的低温循环液3通过输入导管1输入电池箱体内。

如图2所示，温度控制单元8一路导线控制散热器12风扇和水泵9的工作，在温度控制单元8设置水泵9全流程工作，当散热器12风扇启动温度设置为35度时，温度控制单元8监测到循环液3温度达到35度时，散热器12风扇启动工作降温；一路导线监测电池4工作温度，当告警温度设置为90度时，温度控制单元监测到电池4热失控温度升到90度时，温度控制单元会持续发出告警音频声，提示进入人工干预，从而避免故障进一步恶化。

实施例一

本实施例选取室温28度，设备为8w水泵，水箱，散热器10w风扇，温度控制单元，电源为12V/2A适配器、2500ml容量不锈钢锅、220V/800W电磁炉、管道、循环液为2000ml自来水。按上述技术方案步骤组装，电池箱体用2500ml容量不锈钢锅代替，循环液用自来水代替。

1.0、取2000ml自来水盛入不锈钢锅内盖上盖，开启电磁炉加热，启动液冷散热系统，散热器风扇设置为40度启动，水温从36度加热至74度耗时12分30秒。1.1、在不启动液冷散热系统的情况下，水温从36度加热至74度耗时7分30秒。2.0、启动液冷散热系统，散热器风扇设置为35度停止，水温从74度降温至50度时，耗时15分50秒。2.1、水温从50度降温至36度时，耗时44分10秒。

实施例二

本实施例选取室温28度，设备为8w水泵，水箱，散热器10w风扇，温度控制单元，电源为12V/2A适配器、2500ml容量不锈钢锅、220V/800W电磁炉、管道、循环液为2000ml10#方棚油。按上述技术方案步骤组装，电池箱体用2500ml容量不锈钢锅代替，循环液用10#方棚油。

1.0、取2000ml 10#方棚油盛入不锈钢锅内盖上盖，开启电磁炉加热，启动液冷散热系统，散热器风扇设置为40度启动，油温从36度加热至74度耗时6分。1.1、在不启动液冷散热系统的情况下，油温从36度加热至74度耗时3分40秒。2.0、启动液冷散热系统，散热器风扇设置为35度停止，油温从74度降温至50度时，耗时9分40秒。2.1、油温从50度降温至36度时，耗时28分。

由此根据上述试验数据显示，方棚油能快速吸热散热，本实用新型的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，能快速调节因电池热失控所产生的高危现象。具体的，根据实施例一、实施例二的试验数据2.1显示，本实用新型在快速降温的情况下，能保护电池箱体内的电池块，不因快速降温而受损。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，其特征在于：包括温度控制单元和电池箱体；所述电池箱体一侧的上端安装有输出导管，下端安装有输入导管；所述电池箱体的输出导管通过管道连通有散热器，所述散热器通过管道连通有水泵，所述水泵通过管道连通有水箱，所述水箱通过管道与所述电池箱体的输入导管连通；所述温度控制单元分别与所述电池箱体、水泵和散热器风扇电连接；所述电池箱体内加注有循环液。

2.根据权利要求1所述的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，其特征在于：所述电池箱体的内底部安装有电池支架底座，所述电池支架底座上固定有多个电池，所述电池浸泡于所述循环液内。

3.根据权利要求2所述的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，其特征在于：所述电池箱体的内侧壁上安装有电池固定支架，所述电池的侧壁卡接于所述电池固定支架上。

4.根据权利要求1所述的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，其特征在于：所述循环液采用方棚油。

5.根据权利要求1所述的预防新能源汽车电池热失控燃爆装置，其特征在于：所述温度控制单元连接有电源，所述电源为12V车载电源。

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