CN217405533U - 一种改善电池使用安全性的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改善电池使用安全性的装置，工作时，电池悬空架设于灭火单元的上方，电池热失效时，电池的限位消失，电池利用重力作用下落至灭火单元的灭火介质内进行降温、灭火处理；还包括箱体、辅助灭火单元，箱体内设置有检测单元、控制单元，辅助灭火单元喷出灭火介质与灭火单元配合；本实用新型解决了现有防爆箱加灭火球或灭火剂的方式仅能抑制第一个燃烧的电芯明火，无法冷却电池和阻止电池热失控传递的技术问题。

Description

一种改善电池使用安全性的装置

技术领域

本实用新型涉及电池充放电防爆箱技术领域，尤其涉及一种改善电池使用安全性的装置。

背景技术

近年来电池充电火灾事故不断上升，随意放置在室内充电，随意使用劣质充电器、蓄电池，无充电保护装置引起；锂电池一旦过充起火后会迅速喷射蔓延引燃周边可燃物，引发更大火灾，并释放大量有毒气体，造成危害；现有技术中，电池使用过程中，一般均直接摆放在开放式空间或车架上进行充电。但蓄电池在充放电过程中，尤其是充电过程中，存在产生燃烧爆炸的危险；或者将电池置于箱体内进行充电，但一般的防爆柜体，仅仅能够防止爆炸伤人；电池组热失控过程为一个持续过程，由单个或数个电芯热失控从而引起相邻其他单体电芯热失控；从而发生持续性燃烧爆炸现象。

专利号为2016109097656的专利文献公开了一种车用电池充放电防爆箱，包括箱体，箱体中部横向设置有用于安放电池的挡板，挡板下方形成有灭火介质腔室，箱体上还设置有挡板控制开关，挡板控制开关能够控制挡板打开并使得其上的电池掉入到灭火介质腔室中。

但是，在实际使用过程中，实用新型人发现现有防爆箱加灭火球或灭火剂的方式仅能抑制第一个燃烧的电芯明火，无法冷却电池和阻止电池热失控传递的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，通过设置电池不同的燃烧情况，判别灭火单元进行灭火工作或是辅助灭火单元与灭火单元同时进行灭火工作，进而能够将有燃烧风险或者已经燃烧的电池快速与灭火物质接触有效实施灭火并降低电池温度，从而解决了现有防爆箱加灭火球或灭火剂的方式仅能抑制第一个燃烧的电芯明火，无法冷却电池和阻止电池热失控传递的技术问题。

针对以上技术问题，采用技术方案如下：一种改善电池使用安全性的装置，工作时，电池悬空架设于灭火单元的上方，电池热失控时，电池的限位消失，电池利用重力作用下落至灭火单元的灭火介质内进行降温、灭火处理。

作为优选，包括箱体、辅助灭火单元，箱体内设置有检测单元、控制单元，辅助灭火单元喷出灭火介质与灭火单元配合。

作为优选，电池通过限位单元悬空架设于箱体内，电池热失控时，控制单元工作限位单元消除对电池的限位。

作为优选，还包括废气导出单元，废气导出单元设置在所述箱体外侧且用于将箱体内产生的废气净化后排出。

作为优选，废气导出单元包括排风管单元以及过滤单元。

作为优选，还包括辅助单元，所述辅助单元用来触发报警信号，实现远程防护功能。

作为优选，所述控制单元上方设置有控制电路模块，控制电路模块包括位于箱体内部用于和电池充电器及电池相连的内部接口，电路控制模块还设置有断路器以及继电器；

所述辅助灭火单元设置在所述控制电路模块上方，且其出料口朝向所述灭火单元正上方设置。

作为优选，所述控制单元在检测单元的信号传送下进行工作；

所述辅助灭火单元在检测单元的信号传送下进行工作。

作为优选，所述检测单元的检测开关位于箱体内部上方，检测开关包括温度传感器、烟雾传感器、气体传感器、电压监测装置、电流监测装置。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型中通过电池不同的燃烧情况，判别灭火单元进行灭火工作或是辅助灭火单元与灭火单元同时进行灭火工作，进而能够将有燃烧风险或者已经燃烧的电池快速与灭火物质接触有效实施灭火并降低电池温度，其结构简单，成本低廉，安全性高；

(2)本实用新型中通过设置废气导出单元，当电池燃烧爆炸产生时，第一通风口组可以完成泄压将有毒烟雾及喷出物过滤并传导至第二排风管道组中，降低有毒气体及喷出物的危害，提高安全性；

(3)本实用新型中通过第一排风管道组以及第二排风管道组均倾斜向下设置，一方面利于壳体内的烟气快速的自上而下排出，另一方面从下部排出，并且朝向地面，避免对周围经过的人造成伤害或是对周围的财产造成损失，极大地提高了安全性。

综上所述，该设备具有结构简单、安全性高的优点，尤其适用于电池充放电防爆箱技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为改善电池使用安全性的装置的结构示意图。

图2为废气导出单元的结构示意图。

图3为废气导出单元的工作状态示意图。

图4为改善电池使用安全性的装置的工作状态示意图。

图5为改善电池使用安全性的装置的部分结构示意图。

图6为本实用新型的控制电路工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1和图4所示，一种改善电池使用安全性的装置，包括箱体1，还包括沿竖直方向依次设置在所述箱体1内部的辅助灭火单元2、限位单元3以及灭火单元4；

当电池出现低燃烧风险时，限位单元3在控制单元5的驱动下对电池的限位消失，电池利用重力作用下落至灭火单元4进行灭火；

当电池出现高燃烧风险时，辅助灭火单元2启动，并与所述灭火单元4配合共同完成电池的灭火工作。

在本实施例中，通过电池不同的燃烧情况，判别灭火单元4进行灭火工作或是辅助灭火单元2与灭火单元4同时进行灭火工作，进而能够将有燃烧风险或者已经燃烧的电池快速与灭火物质接触有效实施灭火并降低电池温度，其结构简单，成本低廉，安全性高。

其判别电池不同的燃烧情况标准为，当电池发生明火现象时，或是箱体1内的温度高达150℃以上时，辅助灭火单元2自动启动，辅助灭火单元2优选采用高频喷射灭火介质。

需要说明的是，灭火物质包括：纯水、自来水、盐水、海水、水与碳酸氢钠的任意质量比的溶液或混合物、硅油、水与防冻剂的混合物等；而碳酸盐200则与电池100一起放置在限位单元3上方，当限位单元3支撑消失时，碳酸盐200则与电池100一起掉落至灭火单元4，碳酸盐200与灭火单元4内的液体混合后释放二氧化碳，从而达到隔离氧气的效果，进一步提高灭火单元4内的灭火效果。

此外，箱体1上盖设置有液压杆和门锁开关，上盖安装有防爆玻璃窗，方便电池存取以及观察；同时箱体底部设置有带开关阀的出口，与灭火物质箱体相连，方便灭火物质的放出及更换，另外作为优化，箱体底部四周设置有固定防滑垫，防止电池燃烧爆炸产生的冲击，导致箱体发生移动或倾倒。

进一步，如图2至图3所示，还包括设置在所述箱体1外侧且用于将箱体1内产生的废气净化后排出的废气导出单元6。

在本实施例中，通过设置废气导出单元6，当电池燃烧爆炸产生时，第一通风口组101可以完成泄压将有毒烟雾及喷出物过滤并传导至第二排风管道组63中，降低有毒气体及喷出物的危害，提高安全性。

进一步，如图2至图3所示，所述废气导出单元6设置两组且对称设置在所述箱体1的两侧；

沿着所述箱体1内壁的四周方向，所述废气导出单元6与所述控制单元5错位设置。

进一步，如图2至图3所示，所述排风管单元包括：

壳体61，所述壳体61与所述箱体1的外壁连接处密封设置；

第一排风管道组62，所述第一排风管道组62内置于所述壳体61且与所述箱体1上开设的第一通风口组101连通设置；以及

第二排风管道组63，所述第二排风管道组63外置于所述壳体61且与所述壳体61上开设的第二通风口组102连通设置；

所述过滤单元64内置于所述壳体61且与所述第二排风管道组63对应设置。

需要说明的是，过滤单元64的过滤材质包含金属滤网、无纺布、滤棉、HEPA、熔喷布、活性炭等材料。

进一步，如图2至图3所示，所述第一排风管道组62以及第二排风管道组63均倾斜向下设置。

在本实施例中，通过第一排风管道组62以及第二排风管道组63均倾斜向下设置，一方面利于壳体61内的烟气快速的自上而下排出，另一方面从下部排出，并且朝向地面，避免对周围经过的人造成伤害或是对周围的财产造成损失，极大地提高了安全性。

进一步，如图2至图3所示，所述过滤单元64沿竖直方向的长度大于所述第二排风管道组63沿竖直方向的长度。

进一步，如图5所示，所述控制单元5上方设置有控制电路模块7，控制电路模块7包括位于箱体1内部用于和电池充电器及电池相连的内部接口，电路控制模块还设置有断路器以及继电器；

所述辅助灭火单元2设置在所述控制电路模块7上方，且其出料口朝向所述灭火单元4正上方设置。

需要说明的是，控制单元控制电路，还包括多个继电器。这样可以依靠自动检测电池燃烧爆炸的高温或者烟雾气体或者充放电过程中的电压电流异常，通过控制单元实现对电池挡板的开关控制，同时对电池充电回路进行关断；另外控制单元控制电路中还设置有断路器，方便电池燃烧爆炸产生后及时切断电路，提高安全性。

进一步，如图5所示，所述控制单元5在检测单元8的信号传送下进行工作；

所述辅助灭火单元2在检测单元8的信号传送下进行工作。

进一步，如图5所示，所述检测单元8的检测开关位于箱体1内部上方，检测开关包括温度传感器、烟雾传感器、气体传感器、电压监测装置、电流监测装置。

在此值得一提的是，检测单元8检测的信号包括并不限于烟雾浓度、温度、电池电压、电流等可作为电池着火风险或已经着火的的特征值。

其实施工作控制步骤如下：

步骤A：由检测单元检测所述电池包外部的烟感、温感、电压、电流数据并判断所述烟感、温度、电压、电流数据是否正常，是则判断所述电池包的状态正常，否则前进至步骤B；步骤B：断开所述电池包的所有连接，并且通过所述控制单元包括并不限于翻转、抽离、取消顶压动作等可以使电池靠重力跌落到灭火单元中；并通过防护单元防止烟雾及污染物大量无序排放至装置外。

实施例二

如图6所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

进一步，如图6所示，所述控制单元5抽离的方式为电磁牵引装置驱动挡板31下方的控制单元5的限位块水平移动。

在此值得一提的是，控制单元5抽离的方式还可以为气动装置、电磁铁、电机等常规方式。

实施例三

如图4所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例三与实施例一的不同之处在于：

进一步，进一步，如图4所示，所述限位单元3包括挡板31，所述挡板31的一端转动设置在所述箱体1的内部且另一端位于所述控制单元5上方，所述控制单元5抽离时，挡板31的活动端失去限位后进行翻转动作。

在此值得一提的是，限位单元3对电池100与灭火单元4之间进行阻隔，其限位消失的方式并不限于翻转，还可以采用抽离、取消顶压动作等可以使电池靠重力跌落到灭火物质中的任意常规方法。

工作过程：

检测单元8检测到烟雾、温度、电压、电流其中的一种或多种参数达到规定的阈值，即向控制单元5传递信号，控制单元5接到上述信号后，触发限位单元3的动作；限位单元3采用翻转、抽离、电磁、压力等装置，让上述电池跌落到灭火单元4中的灭火物质中。灭火物质与电池或其释放物质作用，实现灭火作用。废气导出单元6防止火焰溢出到装置外部；控制烟雾或污染物大量排放到装置外。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，工作时，电池(100)悬空架设于灭火单元(4)的上方，电池(100)热失效时，电池(100)的限位消失，电池(100)利用重力作用下落至灭火单元(4)的灭火介质内进行降温、灭火处理。

2.根据权利要求1所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，包括箱体(1)、辅助灭火单元(2)，箱体(1)内设置有检测单元(8)、控制单元(5)，辅助灭火单元(2)喷出灭火介质与灭火单元(4)配合。

3.根据权利要求1所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，电池(100)通过限位单元(3)悬空架设于箱体(1)内，电池(100)热失效时，控制单元(5)工作限位单元(3)消除对电池的限位。

4.根据权利要求2所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，还包括废气导出单元(6)，废气导出单元(6)设置在所述箱体(1)外侧且用于将箱体(1)内产生的废气净化后排出。

5.根据权利要求4所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，所述废气导出单元(6)包括排风管单元以及过滤单元(64)。

6.根据权利要求1所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，还包括辅助单元，所述辅助单元用来触发报警信号，实现远程防护功能。

7.根据权利要求2所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，所述控制单元(5)上方设置有控制电路模块(7)，控制电路模块(7)包括位于箱体(1)内部用于和电池充电器及电池相连的内部接口，电路控制模块还设置有断路器以及继电器；

所述辅助灭火单元(2)设置在所述控制电路模块(7)上方，且其出料口朝向所述灭火单元(4)正上方设置。

8.根据权利要求2所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，所述控制单元(5)在检测单元(8)的信号传送下进行工作；所述辅助灭火单元(2)在检测单元(8)的信号传送下进行工作。

9.根据权利要求8所述的一种改善电池使用安全性的装置，其特征在于，所述检测单元(8)的检测开关位于箱体(1)内部上方，检测开关包括温度传感器、烟雾传感器、气体传感器、电压监测装置、电流监测装置。

Images