CN219071908U - 电池防火装置、电池箱、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池防火装置、电池箱、电池及用电设备。电池防火装置包括：机壳，具有容纳腔，机壳用于安装在电池的防爆阀的外侧；冷剂，设于容纳腔中，能够受控产生冷量以对防爆阀喷出的喷发物进行降温冷却。通过在机壳的容纳腔中设置冷剂，并在使用时将机壳安装在防爆阀的外侧，从而在电池失控时，冷剂可以产生冷量，以主动对防爆阀喷出的喷发物进行冷却降温，从而使喷出喷发物的燃烧速度小于射流速度，进而使喷发物燃烧的火焰不能稳定维持，从而达到灭火、防火的作用。

Description

电池防火装置、电池箱、电池及用电设备

技术领域

本申请属于电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电池防火装置、电池箱、电池及用电设备。

背景技术

电池在热失控后，会产生含有大量可燃气体的混合物质，并使电池中压力增大。当达到一定压力时，会使防爆阀开启，以喷出。另外，由于喷发的过程中电池表面温度较高，若是防爆阀喷出的喷发物与外界环境中的氧气接触易产生明火，对电池包周围产生持续热量和灼烧，危害较大，因而，需要对电池进行防火处理。然而，目前应用于电池上的防火装置其防火性能较差。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池防火装置、电池箱、电池及用电设备，以解决相关技术中应用于电池上的防火装置其防火性能较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池防火装置，包括：

机壳，具有容纳腔，机壳用于安装在电池的壳体上于防爆阀的外侧；

冷剂，设于容纳腔中，能够受控产生冷量以对防爆阀喷出的喷发物进行降温冷却，以使所述喷发物的燃烧速度小于射流速度。

本申请实施例的技术方案中，通过在机壳的容纳腔中设置冷剂，并在使用时将机壳安装在防爆阀的外侧，从而在电池失控时，冷剂可以产生冷量，以主动对防爆阀喷出的喷发物进行冷却降温，从而使喷出喷发物的燃烧速度小于射流速度，进而使喷发物燃烧的火焰不能稳定维持，从而达到灭火、防火的作用。

在一些实施例中，电池防火装置还包括换热管，换热管围绕防爆阀设置，机壳设于换热管的外侧。

通过设置换热管，在使用时，当防爆阀喷出喷发物时，机壳中的冷剂产生的冷量对换热管降温，经换热管对喷发物进行降温，以提升冷量的利用率，进而可以减少冷剂的使用量，以更为节能，而且可以使用体积更小的机壳与更少量地冷剂，进而可以减小电池防火装置的体积，以减小使用该电池防火装置的电池的体积。

在一些实施例中，换热管的内表面和/或外表面设有导热凸起。

在换热管上设置导热凸起，以增大换热面积，从而提升冷量的利用率，以便更为节能。

在一些实施例中，导热凸起包括凸点和/或凸纹。

使用凸点和/或凸纹形成导热凸起，结构简单，便于设计与制作。

在一些实施例中，换热管呈直管状，或者，换热管弯曲设置。

换热管使用直管，结构简单，加工制作方便，体积小。

换热管弯曲设置，可以增大换热面积，提升冷量利用率。

在一些实施例中，机壳围绕换热管设置。

使机壳围绕换热管，则机壳中的冷剂产生的冷量可以更均匀传导至换热管，保证换热管换热面积的有效利用，以提升冷量利用效率。

在一些实施例中，机壳与换热管之间设有流通通道。

将机壳与换热管间隔设置，可以方便机壳与换热管之间的组装，而且在冷剂喷出时，便于从流通通道流出，以便冷剂喷出，对换热管进行降温。

在一些实施例中，换热管的外表面间隔设有多个导热凸起，导热凸起远离换热管的一端与机壳相连。

使换热管外表面上的导热凸起与机壳相连，可以保证换热管与机壳的相对位置更稳定，而且使相邻两个导热凸起之间形成流通通道，还可以增大换热面积。

在一些实施例中，机壳中设有供防爆阀喷出的喷发物通过的导流通道，防爆阀沿导流通道轴向的投影位于导流通道内。

在机壳中设置导流通道，并使防爆阀沿导流通道轴向的投影处于导流通道内，则防爆阀喷出的喷发物可以流经导流通道，以便机壳中的冷剂产生的冷量对喷发物降温，提升降温的速度和冷量利用率。

在一些实施例中，导流通道呈直线设置，或者，导流通道弯曲设置。

导流通道呈直线段设置，结构简单，加工制作方便，体积小。

导流通道弯曲设置，可以增大换热面积，提升冷量利用率。

在一些实施例中，冷剂为存储于容纳腔中的高压不可燃气体，机壳上设有能够受控打开的喷口。

通过喷口喷出高压不可燃气体，高压不可燃气体气压降低，体积膨胀，而吸热，进而产生冷量，以对防爆阀喷出的喷发物进行冷却降温，另外，使用不可燃气体，还可以起到灭火作用。

在一些实施例中，喷口设有能够被防爆阀喷出的喷发物的压力推动打开的压力阀。

在喷口设置压力阀，当防爆阀喷出喷发物时，由于喷发物的压力较大，这样可以推开压力阀，使机壳中的冷剂从喷口喷出，以便对防爆阀喷出的喷发物进行冷却降温。

在一些实施例中，喷口设有能够感应防爆阀喷出的喷发物的温度控制打开的温控阀。

在喷口设置温控阀，当防爆阀喷出喷发物时，由于喷发物的温度较高，在该温度作用下，使温控阀打开，使机壳中的冷剂从喷口喷出，以便对防爆阀喷出的喷发物进行冷却降温。

在一些实施例中，喷口设有受电池管理系统控制开关的控制阀。

在喷口设置控制阀，当防爆阀喷出喷发物时，通过电池管理系统来控制，以使控制阀打开，使机壳中的冷剂从喷口喷出，以便对防爆阀喷出的喷发物进行冷却降温。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池箱，包括箱体、防爆阀和如上任一实施例所述的电池防火装置，防爆阀安装于箱体上，电池防火装置安装于箱体上，机壳安装于防爆阀的外侧。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括如上述实施例所述的电池箱和设置于电池箱内的电池单体。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电设备，包括如上述实施例所述的电池。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术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为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池的俯视结构示意图；

图4为沿图3中A-A线的剖视结构示意图；

图5为图4中B部分的放大图；

图6为本申请一些实施例的电池防火装置的分解结构示意图；

图7为本申请另一些实施例的电池防火装置的分解结构示意图；

图8为本申请一些实施例的电池中电池防火装置部分的剖视结构示意图；

图9为图8中电池防火装置的分解结构示意图；

图10为本申请另一些实施例的电池中电池防火装置部分的剖视结构示意图；

图11为本申请另一些实施例的电池中电池防火装置部分的剖视结构示意图；

图12为本申请又一些实施例的电池中电池防火装置部分的剖视结构示意图；

图13为本申请再一些实施例的电池中电池防火装置部分的剖视结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1000-车辆；1001-电池；1002-控制器；1003-马达；

100-电池箱；10-箱体；101-排气仓；11-第一部分；12-第二部分；

20-防爆阀；

30-电池防火装置；31-机壳；310-容纳腔；311-喷口；312-导流通道；313-流通通道；32-换热管；321-导热凸起；

40-电池单体。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以以任何合适的方式与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“邻近”是指位置上接近。例如A₁、A₂和B三部件，A₁与B之间的距离大于A₂与B之间的距离，那么A₂相比A₁来说，A₂更接近于B，即A₂邻近B，也可以说B邻近A₂。再如，当有多个C部件，多个C部件分别为C₁、C₂……C_N，当其中一个C部件，如C₂相比其他C部件更靠近B部件，那么B邻近C₂，也可以说C₂邻近B。

本申请中电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。在一些情况下，也可以直接使用电池单体，即电池也可以不包括箱体，在此不作限定。

在电池中，电池单体为多个时，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内；当然，电池也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。电池还可以包括其他结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。

本申请实施例中的电池单体包括电极组件和外壳，电极组件安装在外壳中，通过外壳保护电极组件。

电极组件也称为电芯，电极组件由正极片、负极片和隔膜组成。电极组件主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，正极集流体上未涂覆正极活性物质层的部分凸出于已涂覆正极活性物质层的部分，未涂覆正极活性物质层的部分作为正极极耳，或者在正极集流体上焊接并引出金属导电体，以作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，负极集流体上未涂覆负极活性物质层的部分凸出于己涂覆负极活性物质层的部分，未涂覆负极活性物质层的部分作为负极极耳，或者在负极集流体上焊接并引出金属导电体，以作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。可以理解地，电极组件中，正极极耳的数量可以为一个，负极极耳的数量也可以为一个。也就是说，电极组件上设有两组极耳，各组中包括至少一个极耳，且一组极耳为正极极耳，另一组极耳为负极极耳。

电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构。本申请实施例并不限于此。卷绕式结构多是将极耳焊接到集流体上，再按正极片——隔膜——负极片——隔膜的顺序排列；再通过卷绕组成圆柱形或方形电芯。叠片式结构多是在集流体上引出极耳，将正极片、负极片和隔膜按照正极片——隔膜——负极片——隔膜顺序排列，逐层叠合在一起形成叠片电芯；其中，可将隔膜切断，并以隔膜片直接叠片，或不将隔膜切断，而是以Z型折叠叠片。隔膜的材质可以为PP（Polypropylene，聚丙烯）或PE（Polyethylene，聚乙烯）等。隔膜是设置在正极片和负极片之间的绝缘膜，其主要作用是：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，防止短路，而能够让电解液中的离子在正负极之间自由通过，以在正负极间形成回路。正极片和负极片统称为极片。正极极耳和负极极耳统称为极耳。

电池在使用时，其电极组件有时会热失控，特别是电池在受至挤压、碰撞、冲击时，易导致热失控。电池在热失控后，会产生含有大量可燃气体的混合物质，并且会增大电池中的压力。当电池达到一定压力时，会使防爆阀开启，以喷出。另外，由于喷发的过程中电池表面温度较高，若是防爆阀喷出的喷发物与外界环境中的氧气接触易产生明火，对电池包周围产生持续热量和灼烧，危害较大，因而，需要对电池进行防火处理。当前多是在电池的防爆阀处设置具有多孔通道的阻火件，以对喷发物进行降温，以达到阻火、防火的作用，然而，这种防火装置是通过多孔通道的侧壁将喷发物的热量散发到外界环境，降温效率低，防火性能较差。

基于上述考虑，为了解决电池上防火装置对防爆阀喷发物的降温效率较差的问题，本申请实施例提供了一种电池防火装置，通过在机壳中设置冷剂，在使用时，通过冷剂产生冷量，以对防爆阀喷发物进行主动降温，以提升对喷发物进行降温的效率，从而使喷发物的温度得以快速下降，使喷发物的燃烧速度小于射流速度，以使喷发物燃烧的火焰不能稳定维持，从而达到灭火、防火的作用。燃烧速度是指可燃物单位时间燃烧的量。射流速度是指喷发物单位时间喷出的量。

冷量是一个能量或能量的单位概念。冷量是制冷设备或导热设施（如冷却器）在单位时间或一段时间通过制冷所消耗掉目标空间热量的总能量值或通过从目标空间所导出热量的总能量值，在一些情形下，冷量也被称为“负的热量”。

本申请实施例公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电设备或者使用电池作为储能元件的各种储能系统，如应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统。用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

为了方便说明，以本申请一实施例提供一种用电设备，该用电设备以车辆为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池1001，电池1001可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池1001可以用于车辆1000的供电，例如，电池1001可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器1002和马达1003，控制器1002用来控制电池1001为马达1003供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池1001不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池1001的分解结构示意图。电池1001包括箱体10和电池单体40，电池单体40容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体40提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体40的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。多个电池单体40相互并联或串联或混联组合后，置于第一部分11和第二部分12扣合后形成的箱体10内。

请参阅图3至图6，图3为本申请一些实施例的电池1001的俯视结构示意图。图4为沿图3中A-A线的剖视结构示意图。图5为图4中B部分的放大图。图6为本申请一些实施例的电池防火装置30的分解结构示意图。

本申请实施例提供了一种电池防火装置30，包括机壳31，机壳31中设有容纳腔310，容纳腔310是用来存储物质的腔室结构。机壳31是指形成容纳腔310，以存储物质的腔室的壳体结构。也就是说，机壳31围成容纳腔310。容纳腔310中设有冷剂，冷剂是指可以受控产生冷量的物质。冷剂存储于容纳腔310中，能够受控产生冷量，而使用时，机壳31设置在电池1001的壳体的防爆阀20的外侧对应位置，从而将冷剂置于防爆阀20的外侧。

防爆阀20的外侧是指防爆阀20出口所在的一侧，如电池1001热失控时，喷发物从电池内部经防爆阀20向外喷出方向，则防爆阀20的外侧为喷发物从防爆阀20喷出后所在的一侧。当防爆阀20分隔电池1001的壳体的内部与外部时，在使用时，机壳31设于防爆阀20的外侧，则机壳31实际是位于电池1001的壳体的外部。当电池1001包括该电池防火装置30，而防爆阀20在电池1001的壳体的内部，如壳体的内部设置腔室或凹腔以安装防爆阀20时，此时防爆阀20的外侧也处于壳体的内部，相应地，电池防火装置30处于壳体的内部。

当电池1001热失控，防爆阀20喷出喷发物时，控制冷剂产生冷量，以对喷发物进行主动降温冷却，提升降温的速度，由于可燃物的燃烧速度与温度相关，温度越高，燃烧速度越快，而对喷发物进行降温，可以降低喷发物的燃烧速度，从而使喷出喷发物的燃烧速度小于喷发物的射流速度，进而使喷发物燃烧的火焰不能稳定维持，从而达到灭火、防火的作用。

在一些实施例中，冷剂为存储于容纳腔310中的高压不可燃气体，机壳31上设有能够受控打开的喷口311。使用高压不可燃气体作为冷剂，安全性高。通过喷口311喷出高压不可燃气体，高压不可燃气体气压降低，体积膨胀，而吸热，进而产生冷量，以对防爆阀20喷出的喷发物进行冷却降温，另外，使用不可燃气体，还可以起到灭火作用。高压不可燃气体是指该不可燃气体经过压缩，其气压在0.1兆帕斯卡（Mpa）以上，也就是说，该不可燃气体的气压大于或等于0.1Mpa。在一些实施例中，高压不可燃气体可以以液态的形式存储于容纳腔310中，以减小占用空间。

在一些实施例中，不可燃气体可以使用二氧化碳、氮气等气体。

在一些实施例中，冷剂包括铵盐和水，例如可以在机壳31中设置两个容纳腔310，两个容纳腔310之间设置阀门，一个容纳腔310中设置铵盐，另一个容纳腔310中设置水，在防爆阀20喷出喷发物时，阀门打开，使铵盐溶于水中，以吸热，从而产生冷量，以对喷发物进行主动降温。阀门可以通过压力、温度或电池管理系统控制打开。

电池管理系统（BMS全称是Battery Management System），它是配合监控储能电池1001状态的设备，主要就是为了智能化管理及维护各个电池1001单元，防止电池1001出现过充电和过放电，延长电池1001的使用寿命，监控电池1001的状态。

铵盐是由铵离子和酸根离子构成的离子化合物，一般是通过氨与酸反应得到的，它们一般是无色的晶体，易溶于水。

在一些实施例中，喷口311设有压力阀，压力阀能够被防爆阀20喷出的喷发物的压力推动打开，这样在喷口311设置压力阀，当防爆阀20喷出喷发物时，由于喷发物的压力较大，这样可以推开压力阀，使机壳31中的冷剂从喷口311喷出，以便对防爆阀20喷出的喷发物进行冷却降温。

在一些实施例中，喷口311设有温控阀，温控阀能够感应到防爆阀20喷出的喷发物的温度，以控制打开，这样在喷口311设置温控阀，当防爆阀20喷出喷发物时，由于喷发物的温度较高，在该温度作用下，使温控阀打开，使机壳31中的冷剂从喷口311喷出，以便对防爆阀20喷出的喷发物进行冷却降温。

在一些实施例中，温控阀可以是记忆合金制作的阀门结构，如可以是记忆合金片，当防爆阀20喷出喷发物时，受喷发物温度影响，记忆合金片变形，以将喷口311打开，供冷剂喷出产生冷量，以对喷发物进行降温。

在一些实施例中，喷口311设有控制阀，控制阀能够受电池管理系统控制开关，如控制阀可以使用电动阀、电磁阀等。在喷口311设置控制阀，当防爆阀20喷出喷发物时，通过电池管理系统来控制，以使控制阀打开，使机壳31中的冷剂从喷口311喷出，以便对防爆阀20喷出的喷发物进行冷却降温。

在一些实施例中，请参阅图5和图6，电池防火装置30还包括换热管32，换热管32是指可以进行热交换的管件，如可以使用金属管作为换热管32，也可以使用导热性能较好的塑料管等导热性能较好的材料制作的管件。在使用时，换热管32设于防爆阀20的外侧，并且换热管32围绕防爆阀20设置，这样防爆阀20喷出的喷发生会进入换热管32，而机壳31设于换热管32的外侧，从而机壳31中的冷剂产生的冷量会传导到换热管32，以对换热管32进行降温，进而对换热管32中喷发物进行降温。通过设置换热管32，机壳31中的冷剂产生的冷量对换热管32降温，经换热管32对喷发物进行降温。这种结构相比于使用高压气体作为冷剂来直接对喷发物降温来说，由于高压气体的压力远大于喷发物的压力，为避免高压气体对喷发物的影响，保证喷发物顺畅流出，需要保证高压气体较高的喷射速度，这会导致高压气体产生的冷量利用率非常低。而设置换热管32，冷剂是直接对换热管32降温，再经换热管32对喷发物降温，不会阻挡喷发物的排出，这使得冷剂产生的冷量可以经换热管32更充分对喷发物降温，特别是使用高压气体作为冷剂时，可以大幅提升高压气体产生冷量的利用率，进而可以减少冷剂的使用量，以更为节能，而且可以使用体积更小的机壳31与更少量地冷剂，进而可以减小电池防火装置30的体积，以减小使用该电池防火装置30的电池1001的体积。

在一些实施例中，换热管32的内表面设有导热凸起321，以提升换热管32与防爆阀或喷射的高温气体的换热面积，不仅可以提升换热效率，而且可以减少冷量向环境的扩散，提升冷量的利用率，以便更为节能。

进一步地，换热管32的外表面也设有导热凸起321，提升换热管32与机壳31的换热面积，进一步提升冷量的利用率，更为节能。

在一些实施例中，导热凸起321包括翅片。翅片是指呈片状的导热结构，使用翅片，换热面积大，效果好，便于设计。

在一些实施例中，导热凸起321包括凸点。凸点是指凸出的点状或块状结构，尺寸较小的凸点呈点状结构，尺寸稍大的凸点呈块状结构。使用凸点，加工制作方便。

在一些实施例中，导热凸起321包括凸纹，也称为凸条。凸纹是指凸出设置的纹路结构。使用凸纹，加工制作方便，可以增强换热管32的结构强度。凸纹呈扁平状时，也可以称为翅片。

在一些实施例中，导热凸起321包括凸点和凸纹中的一种或几种，使用凸点和凸纹的一种或几种来形成导热凸起321，结构简单，便于设计与制作。

在一些实施例中，换热管32呈直管状，结构简单，加工制作方便，体积小，而且可以减小对喷发物的阻力，以便喷发物可以更易喷出，降低对电池1001内部的影响。

在一些实施例中，请参阅图5和图6，机壳31围绕换热管32设置。使机壳31围绕换热管32，则机壳31中的冷剂产生的冷量可以更均匀传导至换热管32，保证换热管32换热面积的有效利用，以提升冷量利用效率。

在一些实施例中，机壳31与换热管32之间间隔设有流通通道313，也就是说，机壳31与换热管32间隔设置，从而使机壳31与换热管32之间的间隙形成流道，该流道为流通通道313。将机壳31与换热管32间隔设置，可以方便机壳31与换热管32之间的组装，而且在冷剂喷出时，便于从流通通道313流出，以便冷剂喷出，对换热管32进行降温。特别是冷剂使用高压的不可燃气体时，可以便于气体喷出，并从流通通道313流出，以便对换热管32进行降温。

在一些实施例中，换热管32的外表面设置有凸点或凸纹状的导热凸起321时，不同的导热凸起321之间具有间隙的情况下，导热凸起321的远端、也就是末端或自由端，即导热凸起321远离换热管32的一端，可以与机壳31接触，而导热凸起321之间的间隙则构成了流通通道313，不仅可以保证换热管32与机壳31的相对位置更稳定，还可以增大换热面积，提升换热效率。

在一些实施例中，换热管32呈直管状，也就是说，换热管32使用直管，结构简单，加工制作方便，体积小。

在一些实施例中，防爆阀20为防爆片，防爆片是指利用膜片的断裂来泄压的结构件。换热管32的内径大于防爆片的外径，可以保证防爆片可以良好开启，避免阻挡喷发物喷出。

在一些实施例中，防爆阀20也可以使用平衡阀。由于液体在管道或容器的各个部分存在较大的压力差或流量差，为减小或平衡该差值，在相应的管道或容器之间设置阀门，用以调节两侧压力的相对平衡，或通过分流的方法达到流量的平衡，该阀门就叫平衡阀。

在一些实施例中，机壳31中设有导流通道312，导流通道312是指设于机壳31中的通道结构，机壳31围绕防爆阀20设置，也就是说，沿导流通道312的轴向，防爆阀20的投影处于导流通道312内，这样防爆阀20喷出的喷发物会经导流通道312流出，而机壳31中的冷剂产生的冷量可以对喷发物进行主动降温冷却，提升降温的速度和冷量利用率。导流通道312的轴向特指流通道312靠近防爆阀20一端的轴向。

在一些实施例中，导流通道312呈直线设置，也就是说，导流通道312呈直流道，结构简单，加工制作方便，体积小。

在一些实施例中，当机壳31中设有导流通道312，并且电池防火装置30包括换热管32时，换热管32设于导流通道312中，以便安装换热管32，并且通过换热管32来分隔喷发物和冷剂，使冷剂产生的冷量经换热管32传导，以对喷发物进行快速降温，以提升冷量利用率，而且这种结构还可以使换热管32的周向受到冷量更为均匀，以提升换热效率。

在一些实施例中，换热管32是直管，导流通道312是直流道，换热管32和导流通道312的中心轴线重合，以使换热管32的外表面与机壳31之间的距离均匀，以使换热管32受冷更为均匀，进而提高换热效率。在一些实施例中，冷剂包括铵盐和水时，可以使机壳31贴于换热管32的外表面，以便冷剂产生的冷量可以更好地传导至换热管32。

在一些实施例中，冷剂包括高压不可燃气体时，可以使机壳31与换热管32间隔设置，使机壳31与换热管32间形成流通通道313，以便不可燃气体流通。

在一些实施例中，当冷剂包括高压不可燃气体，而在机壳31的导流通道312中设置换热管32时，由于机壳31喷出的不可燃气体的压力远大于防爆阀20喷出的喷发物的压力，则换热管32可以将机壳31喷出的不可燃气体与防爆阀20隔开，这样可以避免机壳31喷出的不可燃气体对防爆阀20的影响，以保证喷发物可以顺畅地从防爆阀20排出，而且不会导致不可燃气体倒灌入电池1001内部。

请参阅图7，图7为本申请一些实施例提供的电池防火装置30的分解结构示意图。

在一些实施例中，可以仅在换热管32的外表面设置导热凸起321，以简化结构，并且可以加大换热管32的换热面积，特别是可以更利于冷剂产生的冷量传导至换热管32，以便对防爆阀20喷出的喷发物进行降温，提升冷量利用率。

在一些实施例中，也可以仅在换热管32的内表面上设置导热凸起321，以增大换热面积，提升换热效率。

请参阅图8和图9，图8为本申请一些实施例的电池1001中电池防火装置30部分的剖视结构示意图。图9为本申请一些实施例的电池防火装置30的分解结构示意图。

在一些实施例中，换热管32的外表面及内表面平滑设置，也就是说，换热管32的外表面和内表面均未设置导热凸起321（请一并参阅图6），这种换热管32结构简单，加工制作简单，成本低。

请参阅图10，图10为本申请一些实施例的电池1001中电池防火装置30部分的剖视结构示意图。

在一些实施例中，电池防火装置30包括机壳31，机壳31中设有冷剂。请一并参阅图5，电池防火装置30无需使用换热管32，直接通过机壳31中的冷剂产生的冷量来对喷发物进行温降冷却。

在一些实施例中，当机壳31中不设置换热管32时，可以将机壳31中的喷向倾斜朝向远离防爆阀20的方向，这样可以减少机壳31喷出的不可燃气体对防爆阀20的影响，以便喷发物可以顺畅地从防爆阀20排出，而且不会导致不可燃气体倒灌入电池1001内部。

在一些实施例中，机壳31中设有导流通道312，机壳31围绕防爆阀20设置，这样防爆阀20喷出的喷发物会经导流通道312流出，而机壳31中的冷剂产生的冷量可以对喷发物进行主动降温冷却，提升降温的速度和冷量利用率。

请参阅图11，图11为本申请一些实施例的电池1001中电池防火装置30部分的剖视结构示意图。

在一些实施例中，电池防火装置30包括机壳31，机壳31中设有冷剂。请一并参阅图5，电池防火装置30无需使用换热管32，机壳31设于防爆阀20的一侧，冷剂包括高压不可燃气体，这样机壳31从防爆阀20的一侧喷出冷剂，以与防爆阀20喷出的喷发物进行混合降温，提升降温速度。这种结构，由于冷剂喷出的速度高，会产生虹吸作用，使防爆阀20处形成负压，从而也可以保证喷发物可以顺畅地从防爆阀20排出。

请参阅图12，图12为本申请一些实施例的电池1001中电池防火装置30部分的剖视结构示意图。

在一些实施例中，电池防火装置30包括机壳31和换热管32，机壳31中设有冷剂。机壳31设于换热管32的一侧，冷剂包括高压不可燃气体，这样机壳31向换热管32喷出高压不可燃气体，以对换热管32降温，进而对换热管32中喷发物进行降温冷却，这种结构方便组装。

请参阅图13，图13为本申请一些实施例的电池1001中电池防火装置30部分的剖视结构示意图。

在一些实施例中，导流通道312弯曲设置，这样可以增大换热面积，便于对流经导流通道312的喷发物进行冷却降温，提升冷量利用率。

在一些实施例中，电池防火装置30包括换热管32，换热管32弯曲设置，可以增大换热面积，提升冷量利用率。

在一些实施例中，导流通道312弯曲设置，换热管32设于导流通道312中，换热管32弯曲设置，不仅可以增大换热管32的热交换面积，而且机壳31中冷剂产生的冷量可以更大面积地对换热管32进行降温，以更快将喷发物进行降温。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池防火装置30，包括机壳31和换热管32，机壳31中具有容纳腔310，容纳腔310中存储有冷剂，冷剂可以受近产生冷量。换热管32安装在机壳31中，并且换热管32安装在防爆阀20的外侧，从而防爆阀20喷出喷发物时，冷剂产生的冷量，经换热管32传导，以对喷发物进行快速降温冷却。换热管32的外表面和内表面均设有导热凸起321，以接大换热面积，提升热交换效率。

根据本申请的一些实施例，请参阅图2至图4，本申请提供了一种电池箱100，包括箱体10、防爆阀20和如上任一实施例所述的电池防火装置30，防爆阀20安装于箱体10上，电池防火装置30的机壳31安装于箱体10上。从而在箱体10中的电极组件发生热失控时，电池防火装置30可以喷出冷量，以对从防爆阀20喷出的喷发物进行降温，提升降温速度与效率。

在一些实施例中，箱体10上可以设置一个防爆阀20，并在防爆阀20的对应位置电池防火装置30，以便在箱体10中的电极组件发生热失控时，电池防火装置30可以喷出冷量，以对从防爆阀20喷出的喷发物进行降温，提升降温速度与效率。

在一些实施例中，箱体10上可以设置多个防爆阀20，各防爆阀20的侧边设有存储有冷剂的机壳31，以便对各防爆阀20喷出的喷发物进行降温冷却。

在一些实施例中，防爆阀20可以设置在箱体10的一个侧面上，如箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体40的容纳空间；防爆阀20可以设在第一部分11上，也可以设置第二部分12的一个侧壁上。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池1001，包括如上述实施例所述的电池箱100和设置于电池箱100内的电池单体40。由于电池箱100的箱体10上设置存储有冷剂的机壳31，可以对防爆阀20喷出的喷发物进行降温冷却，从而提升了电池1001的安全性。

在一些实施例中，电池箱100的箱体10中安装有电池单体40，电池单体40为电池1001的主要供电器件。

在一些实施例中，箱体10的高度小于电池单体40的高度，从而可以使箱体10的顶部（即）形成排气仓101。可以理解地，也可以在箱体10中单独设计一个腔室，以作为排气仓101使用。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电设备，包括以上任一方案所述的电池。

用电设备可以是前述任一应用电池的设备或系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (17)

1.一种电池防火装置，其特征在于，包括：

机壳，具有容纳腔，所述机壳用于安装在电池的防爆阀的外侧；

冷剂，设于所述容纳腔中，能够受控产生冷量以对所述防爆阀喷出的喷发物进行降温冷却，以使所述喷发物的燃烧速度小于射流速度。

2.如权利要求1所述的电池防火装置，其特征在于：还包括换热管，所述换热管围绕所述防爆阀设置，所述机壳设于所述换热管的外侧。

3.如权利要求2所述的电池防火装置，其特征在于：所述换热管的内表面和/或外表面设有导热凸起。

4.如权利要求3所述的电池防火装置，其特征在于：所述导热凸起包括凸点和/或凸纹。

5.如权利要求2所述的电池防火装置，其特征在于：所述换热管呈直管状，或者，所述换热管弯曲设置。

6.如权利要求2所述的电池防火装置，其特征在于：所述机壳围绕所述换热管设置。

7.如权利要求2所述的电池防火装置，其特征在于：所述机壳与所述换热管之间设有流通通道。

8.如权利要求7所述的电池防火装置，其特征在于：所述换热管的外表面间隔设有多个导热凸起，所述导热凸起远离所述换热管的一端与所述机壳相连。

9.如权利要求1-8任一项所述的电池防火装置，其特征在于：所述机壳中设有供所述防爆阀喷出的喷发物通过的导流通道，所述防爆阀沿所述导流通道轴向的投影位于所述导流通道内。

10.如权利要求9所述的电池防火装置，其特征在于：所述导流通道呈直线设置，或者，所述导流通道弯曲设置。

11.如权利要求1-8任一项所述的电池防火装置，其特征在于：所述冷剂为存储于所述容纳腔中的高压不可燃气体，所述机壳上设有能够受控打开的喷口。

12.如权利要求11所述的电池防火装置，其特征在于：所述喷口设有能够被所述防爆阀喷出的喷发物的压力推动打开的压力阀。

13.如权利要求11所述的电池防火装置，其特征在于：所述喷口设有能够感应所述防爆阀喷出的喷发物的温度控制打开的温控阀。

14.如权利要求11所述的电池防火装置，其特征在于：所述喷口设有受电池管理系统控制开关的控制阀。

15.一种电池箱，其特征在于：包括箱体、防爆阀和如权利要求1-14任一项所述的电池防火装置，所述防爆阀安装于所述箱体上，所述电池防火装置安装于所述箱体上，所述机壳安装于所述防爆阀的外侧。

16.一种电池，其特征在于：包括如权利要求15所述的电池箱和设置于所述电池箱内的电池单体。

17.一种用电设备，其特征在于：包括如权利要求16所述的电池。

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