CN218632336U - 一种具有独立泄爆通道的电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种具有独立泄爆通道的电池箱，属于储能电池技术领域，其包括电池腔、吸附腔和气体收集管路，电池腔内设置有电池模组，电池模组通过气体收集管路与吸附腔连通。通过气体收集管路可有效的将电池热失控产生的可燃混合气体与助燃物(空气)进行隔离，防止可燃混合气体与助燃物(空气)混合发生二次爆燃产生危险。

Description

一种具有独立泄爆通道的电池箱

技术领域

本实用新型属于储能电池技术领域，涉及锂电池技术，具体为一种具有独立泄爆通道的电池箱。

背景技术

随着锂电池在新能源领域的广泛应用，随之产生的安全问题也层出不穷，尤其在储能电池领域，由于装机容量大，锂电池的用量多，起火爆炸的风险也随之增高。因而对电池箱的安全性要求也越来越高。现实中，大部分电池箱体由金属制作而成，同时需要防尘防水级别较高。当箱体内的电池发生热失控时会产生大量可燃气体，导致箱体内压强增高，当压强高到一定程度，电池箱就会存在爆炸起火的风险。通常情况下，电池箱内放置有多个成组布置的单体电池，其运行过程中会产生大量的热量，集热加剧也会导致电池热失控，产生大量可燃气体，易引发火灾，是影响电池箱的整体安全的重要因素。

现有技术中解决电池箱安全的问题主要考虑的是散热结构的设计，比如设置排风扇、箱体水冷循环、在箱体设置散热翅片、加入半导体制冷片等等，而对电池箱自身的泄爆泄压考虑的较少。例如专利号为CN202021981576.8公开了一种具有泄爆功能的电池箱，通过在箱体中设置泄压孔、弹簧和泄压板，当电池发生爆炸时，电池箱内部因爆炸产生的压强通过泄压孔排放入泄压板，经过弹簧的缓冲，使爆炸压强逐渐减轻。该专利仅考虑将电池箱内部的压力释放，减少对电池箱结构的破坏，而释放的可燃气体有遇热发生二次火灾的风险。专利号为CN201920562154.8公开了一种具有泄爆功能的新能源电池箱，通过设置包括泄爆板和泄爆螺栓的泄爆装置，并将泄爆板与箱体铰接，一方面能够起到泄爆效果，另一方面使泄爆板泄爆时不会脱离箱体而飞弹至其他设备处。同时设置横梁与泄爆螺栓螺纹连接，只需将螺杆旋出，更换新的金属垫片，再将螺杆穿过泄爆板通孔，将螺杆与横梁旋紧，即可重复使用。该技术仅从结构上解决了泄爆过程中电池箱的安全性和泄爆装置的重复使用，而对可燃气体的扩散形成二次危险源的防范未进一步考虑。

经过上述分析，如何有效的防止电池因热失控导致发生二次危险，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述电池因热失控导致发生二次危险的问题，实用新型提出了一种具有独立泄爆通道的电池箱，其具体技术方案如下：

一种具有独立泄爆通道的电池箱，包括电池腔、吸附腔和气体收集管路，所述电池腔内设置有电池模组，所述电池模组通过气体收集管路与吸附腔连通。

进一步限定，所述电池模组包括多组单体电池，多组单体电池并列设置，所述单体电池上设置有泄爆口，所述气体收集管路通过单体电池上的泄爆口与单体电池连通。

进一步限定，所述气体收集管路包括支管和立管，每个单体电池对应一个支管，所述立管通过支管与单体电池上的泄爆口连通，所述立管与吸附腔连通。

进一步限定，所述电池腔包括内腔以及设置在内腔外侧的外腔，所述电池模组置于内腔中，所述外腔中填充有导热材料，所述的导热材料可以是导热油、松香、导热硅胶和石墨中的一种或两种及两种以上的组合。

进一步限定，所述内腔的腔壁上设置有散热翘片，所述散热翘片的一端置于内腔中，所述散热翘片的另一端置于外腔中。

进一步限定，所述具有独立泄爆通道的电池箱还包括设置在电池腔和吸附腔之间的电气腔，所述立管贯穿电气腔与吸附腔连通。

进一步限定，所述吸附腔内设置有固体吸附材料，所述固体吸附材料是活性炭、石墨、吸附树脂、二氧化硅、多孔玻璃、氧化镁等中的一种或两种及两种以上的组合。

进一步限定，所述电池腔与电气腔之间设置有下隔板，所述电气腔与吸附腔之间设置有上隔板，所述下隔板和上隔板上均设置有过孔，所述立管依次贯穿下隔板上的过孔和上隔板上的过孔与吸附腔连通，所述下隔板的过孔与立管的连接处以及上隔板的过孔与立管的连接处均设置有密封垫圈。

进一步限定，所述下隔板的底部设置有向下延伸的环形，所述内腔的顶部开口，所述环形凸台卡在内腔的顶部开口处并将内腔密封；且所述下隔板的边缘延伸至外腔的腔壁处并将外腔封。

进一步限定，所述吸附腔内设置有透气管，所述透气管贯通吸附腔，所述透气管上设置有透气网孔，所述立管延伸至透气管的管腔中并通过透气网孔与吸附腔连通。

进一步限定，所述吸附腔的顶部开口，且所述吸附腔的顶部开口处设置有吸附腔上盖板，所述吸附腔上盖板上设置有与吸附腔连通的排气管。

进一步限定，所述电气腔的腔壁上设置有通风孔。

进一步限定，所述内腔中设置有电池支架，所述电池支架上并列设置有多个电池放置仓，每个电池放置仓内对应放置一个单体电池。

进一步限定，所述具有独立泄爆通道的电池箱有多个，多个具有独立泄爆通道的电池箱并列是设置，且多个具有独立泄爆通道的电池箱上的吸附腔均通过排气管与汇集管连通。

进一步限定，所述汇集管与气体收集装置连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型一种具有独立泄爆通道的电池箱，其通过气体收集管路将电池腔内的电池模组与吸附腔连通，可将因内部集热导致电池热失控产生的可燃混合气体及时排出电池腔，可燃混合气体不会在电池腔内形成憋压，防止对电池箱结构产生破坏；同时也可有效的将电池热失控产生的可燃混合气体与助燃物(空气)进行隔离，防止可燃混合气体与助燃物(空气)混合发生二次爆燃产生危险；可燃混合气体经由气体收集管路进入吸附腔被吸附腔内的固体吸附材料吸附处理后除去可燃成分，可安全排放。

2、气体收集管路通过单体电池上的泄爆口与单体电池连通；当电池模组中某一个单体电池发生热失控致使电解液分解产生可燃混合气体，高温可燃混合气体沿气体收集管路泄放至电池箱的吸附腔，全过程不与电池模组中的其他单体电池接触，不会影响其他单体电池的正常工作；同时高温的可燃混合气体排泄的全程不会与其他高温热源接触，也不会接触氧气，大大降低了起火的风险。

3、电池腔包括内腔以及设置在内腔外侧的外腔，电池模组置于内腔中，外腔中填充有导热材料；通过导热材料能够将电池模组工作时产生的热量传递至外腔外侧，对电池模组进行散温、保护。

4、内腔的腔壁上设置有散热翘片，散热翘片的一端置于内腔中，散热翘片的另一端置于外腔中。通过散热翅片能够快速地将内腔的温度传递外腔，增大了热量的传递面积，提高了散热效率。

5、本实用新型具有独立泄爆通道的电池箱还包括设置在电池腔和吸附腔之间的电气腔，在电气腔内方便布置电池的接电路线或控制电路元器件；在电气腔的腔壁上设置有通风孔，通过通风孔能够对电气腔内的电路线或控制电路元器件产生的热量进行散发。

6、在吸附腔内设置有固体吸附材料，通过固体吸附材料可对可燃混合气体中的可燃气体成分进行吸附，吸附完可燃气体之后再排出，能够降低可燃混合气体发生二次燃烧的风险。

7、在下隔板的底部设置有环形凸台，环形凸台卡在内腔的顶部开口处并将内腔密封；通过环形凸台既方便了下隔板与内腔的紧密配合连接，又方便了内腔的密封；同时下隔板的边缘延伸至外腔的腔壁处并将外腔密封，方便了外腔的密封。

8、在吸附腔内设置有透气管，透气管贯通吸附腔，透气管上设置有透气网孔，立管延伸至透气管的管腔中并通过透气网孔与吸附腔连通。通过透气网孔将可燃混合气体均匀地弥散在固体吸附材料中，使可燃混合气体中的可燃气体成分被固体吸附材料吸附地更充分。

9、吸附腔上盖板上设置有与吸附腔连通的排气管，通过排气管能够方便吸附完可燃成分的气体进行排放或进一步收集。

10、电池支架上并列设置有多个电池放置仓，每个电池放置仓内对应放置一个单体电池；通过电池支架能够对各个单体电池的位置进行固定。

11、汇集管与气体收集装置连通，对吸附完可燃气体成分的气体进行集中收集，防止污染环境。

附图说明

图1为本实用新型具有独立泄爆通道的电池箱的结构示意图；

图2为本实用新型具有独立泄爆通道的电池箱的爆炸分解图；

图3为本实用新型具有独立泄爆通道的电池箱的纵向剖面图；

图4为吸附腔上盖的结构示意图；

图5电池腔的结构示意图；

图6为电池支架的结构示意图；

图7为气体收集管路的结构示意图；

图8为电池模组的结构示意图；

图9为上隔板的结构示意图；

图10为下隔板的结构示意图；

其中，1-电池腔，2-电气腔，3-吸附腔，4-吸附腔上盖板，5-上隔板，6-下隔板，7-电池支架，8-单体电池，9-气体收集管路，11-内腔，12-外腔，13-散热翘片，21-通风孔，41-排气管，42-透气管，61-环形凸台，62-过孔，91-支管，92-立管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行进一步地解释说明，但本实用新型并不限于以下说明的实施方式。

实施例

参见图1和图2，本实施例一种具有独立泄爆通道的电池箱，其包括电池腔1、吸附腔3和气体收集管路9，在电池腔1内设置有电池模组，电池模组的电解液腔通过气体收集管路9与吸附腔3连通。

优选的，本实施例的具有独立泄爆通道的电池箱为长方体结构。

参见图3，优选的，本实施例的电池模组包括12组单体电池8，12组单体电池8分为两列设置，每列有6组单体电池8，每列中的单体电池8并列堆叠设置，两列单体电池8相对设置，在每个单体电池8上设置有泄爆口，气体收集管路9通过每个单体电池8上的泄爆口与每个单体电池8的电解液腔连通。

优选的，本实施例的泄爆口可与单体电池8一体设置，也可与单体电池8分体设置。

特别需要说明的是，本实施例中的单体电池8中的数量可以是1组、2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组，甚至更多组，其具体的数量根据每个电池的容量要求进行匹配。

参见图7和图8，优选的，本实施例的气体收集管路9包括支管91和立管92，每个单体电池8对应一个支管91，且支管91与对应单体电池8上的泄爆口的位置对应，支管91的一端部通过泄爆口与单体电池8的电解液腔连通，支管91的另一端部与立管92连通，立管92与吸附腔3连通。

优选的，本实施例的立管92有两根，每列的6组单体电池8共用一个立管92。

参见图5，优选的，本实施例的电池腔1包括内腔11以及设置在内腔外侧的外腔12，外腔12设置在内腔11的侧部外侧，不包括底部外侧和顶部外侧，电池模组置于内腔11中，外腔12中填充有导热材料。

优选的，本实施例中的导热材料可以是导热油、松香、导热硅胶和石墨中的一种或两种及两种以上的组合。

参见图5，优选的，本实施例中内腔11的腔壁上设置有散热翘片13，散热翘片13的一端部置于内腔11中，散热翘片13的另一端置于外腔12，通过散热翘片13将内腔中单体电池8产生的热量传导至外腔12内，再通过外腔12内的导热材料将热量传导至外腔的腔壁上，通过外腔的腔壁与空气对流将热量散发掉。

优选的，本实施例具有独立泄爆通道的电池箱，其在电池腔1和吸附腔3之间设置有电气腔2，立管92贯穿电气腔2与吸附腔3连通；在电气腔2相对的两侧壁或四个侧壁上都设置有通风孔21，通过通风孔21将电气腔2内电线或电气控制元件等产生的热量散发掉。

优选的，本实施例的电池腔1、电气腔2以及吸附腔3自下而上依次设置。

优选的，本实施例在吸附腔3内设置有固体吸附材料。

优选的，本实施例的固体吸附材料是活性炭、石墨、吸附树脂、二氧化硅、多孔玻璃、氧化镁等中的一种或两种及两种以上的组合。

参见图9和图10，优选的，本实施例的电池腔1与电气腔2之间设置有下隔板6，电气腔2与吸附腔3之间设置有上隔板5，在下隔板6和上隔板5上均设置有两个过孔62，每个过孔62对应一根立管92，立管92依次贯穿下隔板6上的过孔62和上隔板5上的过孔62与吸附腔3连通，上隔板5延伸至电气腔2的腔壁并与电气腔2的腔壁紧密贴合连接。

优选的，本实施例在上隔板5的过孔与立管92的连接处设置有弹性密封垫，在下隔板6的过孔与立管92的连接处设置有弹性密封垫。

优选的，本实施例的弹性密封垫为弹性橡胶或塑料垫圈或其他能够起密封作用的机构件。

优选的，本实施例在下隔板6的底部设置有向下延伸的环形凸台61，内腔11的顶部开口，环形凸台1卡在内腔11的顶部开口处并延伸至顶部开口的下方将内腔11密封；下隔板6的边缘延伸至外腔12的腔壁处并与外腔12的腔壁紧密贴合，将外腔12密封。

参见图4，优选的，本实施例的在吸附腔3内设置有透气管42，透气管42有两根，两根透气管42并列设置并沿着吸附腔3内的高度方向设置，透气管42的底部与上隔板5的上端面连接，透气管42的顶部延伸至吸附腔3的顶部，立管92贯穿上隔板5后置于透气管42的管腔中，每根立管92对应一根透气管42，在透气管42上设置有透气网孔，立管92延伸至透气管42的管腔中并通过透气网孔与吸附腔3连通；从立管92排出的可燃混合气体在透气管42内聚集，并穿过透气管42上的透气网孔弥散在固体吸附材料内，对可燃混合气体中的可燃气成分进行吸附。

优选的，本实施例的吸附腔3的顶部开口，在吸附腔3的顶部开口处设置有吸附腔上盖板4，在吸附腔上盖板4上设置有与吸附腔3连通的排气管41。

优选的，在本实施例的内腔11中设置有电池支架7，参见图6，在电池支架7上设置有12个电池放置仓，12个电池放置仓分成两列，两列电池放置仓之间通过分隔板分割开，每个电池放置仓内对应放置一个单体电池8。

需要说明的是，电池支架7上的电池放置仓的数量是与单体电池8的数量一一对应的。

优选的，本实施例的电池放置仓可以是活动式的，例如像抽屉式的抽拉活动室；也可以是规定是，向固定的方格子式。

优选的，本实施例的具有独立泄爆通道的电池箱可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个，甚至更多个，彼此之间并列设置，每个具有独立泄爆通道的电池箱上的吸附腔3通过排气管41与汇集管连通。

优选的，本实施例的汇集管与气体收集装置连通。

优选的，本实施例的气体收集装置可以是收集罐、收集箱或其他气体封闭的容器。

本实用新型的具有独立泄爆通道的电池箱，在其中某一个单体电池8发生热失控时，将单体电池8内聚集的气体中的易燃物质和助燃物质限制在气体收集管道9，并通过气体收集管道9收集至吸附腔，能避免火焰直接接触其它单体电池8，避免了热量快速扩散，能够有效减缓热失控的剧烈程度，也避免了其它电池单元被引燃产生连锁反应，同时可燃气体通过气体收集管道进入吸附腔进行吸附处理，除去可燃成分后可安全排放，符合环保理念。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (15)

1.一种具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，包括电池腔、吸附腔和气体收集管路，所述电池腔内设置有电池模组，所述电池模组通过气体收集管路与吸附腔连通。

2.如权利要求1所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述电池模组包括多组单体电池，多组单体电池并列设置，所述单体电池上设置有泄爆口，所述气体收集管路通过单体电池上的泄爆口与单体电池连通。

3.如权利要求2所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述气体收集管路包括支管和立管，每个单体电池对应一个支管，所述立管通过支管与单体电池上的泄爆口连通，所述立管与吸附腔连通。

4.如权利要求3所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述电池腔包括内腔以及设置在内腔外侧的外腔，所述电池模组置于内腔中，所述外腔中填充有导热材料，所述的导热材料可以是导热油、松香、导热硅胶和石墨中的一种。

5.如权利要求4所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述内腔的腔壁上设置有散热翘片，所述散热翘片的一端置于内腔中，所述散热翘片的另一端置于外腔中。

6.如权利要求5所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述具有独立泄爆通道的电池箱还包括设置在电池腔和吸附腔之间的电气腔，所述立管贯穿电气腔与吸附腔连通。

7.如权利要求1所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述吸附腔(3)内设置有固体吸附材料，所述固体吸附材料是活性炭、石墨、吸附树脂、二氧化硅、多孔玻璃、氧化镁中的一种。

8.如权利要求6所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述电池腔与电气腔之间设置有下隔板，所述电气腔与吸附腔之间设置有上隔板，所述下隔板和上隔板上均设置有过孔，所述立管依次贯穿下隔板上的过孔和上隔板上的过孔与吸附腔连通，所述下隔板的过孔与立管的连接处以及上隔板的过孔与立管的连接处均设置有密封垫圈。

9.如权利要求8所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述下隔板的底部设置有向下延伸的环形凸台，所述内腔的顶部开口，所述环形凸台卡在内腔的顶部开口处并将内腔密封；且所述下隔板的边缘延伸至外腔的腔壁处并将外腔密封。

10.如权利要求3所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述吸附腔内设置有透气管，所述透气管贯通吸附腔，所述透气管上设置有透气网孔，所述立管延伸至透气管的管腔中并通过透气网孔与吸附腔连通。

11.如权利要求10所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述吸附腔的顶部开口，且所述吸附腔的顶部开口处设置有吸附腔上盖板，所述吸附腔上盖板上设置有与吸附腔连通的排气管。

12.如权利要求6所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述电气腔的腔壁上设置有通风孔。

13.如权利要求4所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述内腔中设置有电池支架，所述电池支架上并列设置有多个电池放置仓，每个电池放置仓内对应放置一个单体电池。

14.如权利要求11所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述具有独立泄爆通道的电池箱有多个，多个具有独立泄爆通道的电池箱并列是设置，且多个具有独立泄爆通道的电池箱上的吸附腔均通过排气管与汇集管连通。

15.如权利要求14所述的具有独立泄爆通道的电池箱，其特征在于，所述汇集管与气体收集装置连通。

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