CN215680756U - 一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置 - Google Patents

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李明明
谭业超
常洪波
张立磊
时晓彤
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Abstract

本实用新型公开了一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，包括气体供应装置、控制器、气体输送管线和若干电池包，所述气体供应装置与气体输送管线的进口端通过电磁阀连接，所述气体输送管线的出口端设有若干支路，若干所述支路分别与若干电池包通过流量调节阀连接，所述电池包内设有探测器，所述探测器用于检测电池包内的气体信息、将检测信息输送至控制器，并且用于控制流量调节阀，所述控制器用于根据探测器的检测信息控制电磁阀的开启或关闭。有益效果：所述自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，充气时间短，充气效率高，充气成本低。

Description

一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置
技术领域
本实用新型涉及电池安全技术领域，具体涉及一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置。
背景技术
随着节能减排的进一步推广，我国电动汽车的保有量迅速增加，电动汽车电池使用不当易造成自燃甚至起火爆炸，所以电动汽车的电池寿命及安全性是消费者最为关心的重点。然而，电动汽车的发展不止面临着动力系统的安全问题，还有里程的焦虑。在城市公交电动化的背景下，大部分的电动车都会通过增加电池包的数量来增加续航里程，有的车辆甚至设置多达10个电池包。研究发现，氮气及氩气、氦气等气体的不燃、不支持燃烧的特性对由锂离子电池热失控引发的火灾具有抑制作用，针对多个电池包的车辆，就需要在所有的电池包内充满此类气体才能起到火灾抑制作用。目前的电池包充气系统是在每个电池包气体支路上安装电磁阀和在电池包内安装氧气浓度传感器，通过检测电池包内氧气含量，依次控制电磁阀的开关，最终实现每个电池包内低氧的要求，然而车用的电磁阀价格昂贵，充气成本高，且每次只能向一个电池包内冲入氮气，充气耗时长，充气效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，充气时间短，充气效率高，充气成本低。
本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，包括气体供应装置、控制器、气体输送管线和若干电池包，所述气体供应装置与气体输送管线的进口端通过电磁阀连接，所述气体输送管线的出口端设有若干支路，若干所述支路分别与若干电池包通过流量调节阀连接，所述电池包内设有探测器，所述探测器用于检测电池包内的气体信息、将检测信息输送至控制器，并且用于控制流量调节阀，所述控制器用于根据探测器的检测信息控制电磁阀的开启或关闭。
进一步地，所述流量调节阀包括壳体、流量传感器、电机、阀片和转轴，所述壳体分为容纳腔和气体通道，所述容纳腔为密封空腔，所述电机设在容纳腔内，所述阀片和流量传感器设在气体通道内，所述电机与转轴的一端连接，所述转轴的另一端贯穿伸入气体通道内并与阀片连接，所述流量传感器用于检测气体通道内的气体流量并将流量信息输送至探测器。
进一步地，所述阀片和流量传感器沿气体的流动方向依次设置。
进一步地，所述阀片的截面大小与气体通道的截面大小相匹配，所述阀片的转动角度θ为0°≤θ≤90°。
进一步地，所述探测器包括传感器和控制模块，所述传感器用于检测电池包内气体信息并将检测信息输送至控制器，所述控制模块用于控制流量调节阀。
进一步地，所述传感器为压力传感器和浓度传感器中的一种或多种。
进一步地，所述控制模块通过电机驱动模块与流量调节阀连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：所述自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，可在短时间内将不燃性气体均匀充入每个电池包，充气时间短，充气效率高；同时，仅在气体输送管线的进口端设置一个电磁阀，通过一个电磁阀控制气体的通断，减少电磁阀的使用数量，充气成本降低。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
附图说明
图1是所述自动调节流量的锂离子电池充气保护装置的结构示意图。
图2是所述流量调节阀的结构示意图。
其中，1、气体供应装置，2、电磁阀，3、气体输送管线，4、电池包，5、流量调节阀，6、控制器，7、探测器，8、容纳腔，9、气体通道，10、电机，11、转轴，12、阀片，13、流量传感器。
具体实施方式
如图1至2所示，一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，包括气体供应装置1、控制器6、气体输送管线3和若干电池包4，所述气体供应装置1与气体输送管线3的进口端通过电磁阀2连接，所述气体输送管线3的出口端设有若干支路，若干所述支路分别与若干电池包4通过流量调节阀5连接，所述电池包4内设有探测器7，所述探测器7用于检测电池包4内的气体信息、将检测信息输送至控制器6，并且用于控制流量调节阀5，所述控制器6用于根据探测器7的检测信息控制电磁阀2的开启或关闭。具体的，通过气体供应装置1提供氮气、氦气等不燃性气体，气体经气体输送管线3分别进入多个电池包4内，同时通过流量调节阀5调节进入每个电池包4内的气体流量，实现不燃性气体在短时间内均匀充入每个电池包4，充气时间短，充气效率高；同时，仅在气体输送管线3的进口端设置一个电磁阀2，通过一个电磁阀2控制气体的通断，减少电磁阀2的使用数量，充气成本降低。
所述流量调节阀5包括壳体、流量传感器13、电机10、阀片12和转轴11，所述壳体分为容纳腔8和气体通道9，所述容纳腔8为密封空腔，所述电机10设在容纳腔8内，所述阀片12和流量传感器13设在气体通道9内，所述电机10与转轴11的一端连接，所述转轴11的另一端贯穿伸入气体通道9内并与阀片12连接，所述流量传感器13用于检测气体通道9内的气体流量并将流量信息输送至探测器7。具体的，所述流量传感器13与所述探测器7通信连接，所述探测器7用于控制所述电机10。通过流量传感器13检测流量信息并将流量信息输送至探测器7，探测器7将检测的流量信息与设定值进行比较，进而发出执行命令，通过执行命令控住电机10的转动，电机10的转动带动转轴11转动进而带动阀片12转动，通过阀片12的转动调节流体在气体通道9内的流通截面大小，从而实现气体通道9内气体流量的自动调节。此外，容纳腔8和气体通道9间隔开，将电机10和电路等设在容纳腔8内可对电机10和电路起到保护作用，减少气体流动对电机10和电路的冲击，同时，也可避免气体流入容纳腔8产生旋涡，造成气体流量波动，提高流量传感器13的检测精度。
所述阀片12和流量传感器13沿气体的流动方向依次设置。即所述阀片12靠近气体通道9的入口段设置，所述流量传感器13靠近气体通道9的出口端设置，将流量传感器13设置在阀片12之后，可确保流量传感器13检测的流量信息更接近于进入电池包4内的气体流量，进一步提高流量传感器13的检测精度。
所述阀片12的截面大小与气体通道9的截面大小相匹配，所述阀片12的转动角度θ为0°≤θ≤90°。具体的，当θ为0°时，阀片12与气体通道9的轴中心线垂直，阀片12将气体通道9密封，此时电池包4内不充入气体；当θ为90°时，阀片12与气体通道9的轴中心线平行，气体通道9内的流速达到最大，此时电池包4以最大流速充入气体。
所述探测器7包括传感器和控制模块，所述传感器用于检测电池包4内气体信息并将检测信息输送至控制器6，所述控制模块用于控制流量调节阀5。具体的，所述控制模块用于控制电机10。传感器将检测的电池包4内的气体信息输送至控制器6，在控制器6内的与设定值进行比较后，控制器6发出执行命令，实现电磁阀2的开启或关闭。通过控制器6控制气体输送管线3内气体的通断，同时通过控制模块调节气体输送管线3内气体流量，分别控制，互补干扰。
所述传感器为压力传感器和浓度传感器中的一种或多种。具体的，当为压力传感器时，即用于检测电池包4内的压力，当电池包4内的压力达到设定值时，则关闭电磁阀2，停止通入气体，以避免压力过高造成电池包4损坏。当为浓度传感器时，可为氧浓度传感器或氮气浓度传感器，以用于检测电池包4内的气体浓度变化，当氧浓度低于设定值或氮气浓度高于设定值时，则可关闭电磁阀2，停止通入气体。
所述控制模块通过电机驱动模块与流量调节阀5连接。具体的，所述电机10驱动模块为L298N电机驱动模块，所述电机驱动模块用于控制电机10，实现电机10的正传与反转，进而实现流量的调大与调小。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：包括气体供应装置、控制器、气体输送管线和若干电池包，所述气体供应装置与气体输送管线的进口端通过电磁阀连接，所述气体输送管线的出口端设有若干支路，若干所述支路分别与若干电池包通过流量调节阀连接，所述电池包内设有探测器，所述探测器用于检测电池包内的气体信息、将检测信息输送至控制器，并且用于控制流量调节阀，所述控制器用于根据探测器的检测信息控制电磁阀的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：所述流量调节阀包括壳体、流量传感器、电机、阀片和转轴，所述壳体分为容纳腔和气体通道，所述容纳腔为密封空腔，所述电机设在容纳腔内，所述阀片和流量传感器设在气体通道内，所述电机与转轴的一端连接，所述转轴的另一端贯穿伸入气体通道内并与阀片连接，所述流量传感器用于检测气体通道内的气体流量并将流量信息输送至探测器。
3.根据权利要求2所述的自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：所述阀片和流量传感器沿气体的流动方向依次设置。
4.根据权利要求2所述的自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：所述阀片的截面大小与气体通道的截面大小相匹配，所述阀片的转动角度θ为0°≤θ≤90°。
5.根据权利要求1所述的自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：所述探测器包括传感器和控制模块，所述传感器用于检测电池包内气体信息并将检测信息输送至控制器，所述控制模块用于控制流量调节阀。
6.根据权利要求5所述的自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：所述传感器为压力传感器和浓度传感器中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的自动调节流量的锂离子电池充气保护装置，其特征在于：所述控制模块通过电机驱动模块与流量调节阀连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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