CN221080130U - 一种带有多重消防功能的液冷电池箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种带有多重消防功能的液冷电池箱，包括液冷箱体及上盖；所述上盖与液冷箱体盖合形成密封腔体，密封腔体内设有电池模块，密封腔体内的液冷箱体上设有感温消防阀，感温消防阀连接液冷箱体内的液冷管路；所述上盖设有气体消防喷嘴，气体消防喷嘴通过管路连接装有灭火剂的容器；所述上盖设有气体消防探测器，气体消防探测器延伸到密封腔体内，用于探测密封腔体内的电池模块是否发生自燃。本实用新型的有益效果在于：采用了多层次的消防手段来控制电池模块的热失控，获得更好的消防灭火效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液冷电池箱，尤其是指一种带有多重消防功能的液冷电池箱。
背景技术
在电池管理中，电芯热失控是潜在的安全隐患之一，可能导致火灾甚至爆炸。为了应对这种情况，现有的消防方案通常采用气体消防系统，例如喷洒二氧化碳或七氟丙烷等灭火剂。然而，在某些情况下，这些单一的气体消防系统无法有效控制火势，导致火灾继续蔓延，从而造成严重的人员伤亡和财产损失。
传统单一的喷嘴式气体消防通过向包内喷洒气体灭火剂将环境温度降温，达到降温灭火目的。但对于电化学储能系统，由于空间和功能限制，气体灭火系统配备的剂量有限，有可能出现药剂喷发完，但未完全拟制电池热失控，电池发生复燃的现象。此时热失控电芯温度会再次升高甚至将扩散到相邻电芯进而引起更大的安全事故。
因此，提高电池包内消防可靠性成为目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种带有多重消防功能的液冷电池箱，提高电池包内消防的可靠性。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种带有多重消防功能的液冷电池箱，包括：液冷箱体及上盖；
所述上盖与液冷箱体盖合形成密封腔体，密封腔体内设有电池模块，密封腔体内的液冷箱体上设有感温消防阀，感温消防阀连接液冷箱体内的液冷管路；所述上盖设有气体消防喷嘴，气体消防喷嘴通过管路连接装有灭火剂的容器；
所述上盖设有气体消防探测器，气体消防探测器延伸到密封腔体内，用于探测密封腔体内的电池模块是否发生自燃。
进一步的，所述上盖的前面板上设有检修板，检修板上设有气体消防通讯插件，气体消防通讯插件连接气体消防探测器。
进一步的，所述检修板上设有防爆透气阀，防爆透气阀连接到密封腔体内。
进一步的，所述上盖的下方边缘设有向下的折边结构，上盖通过向下的折边结构与液冷箱体盖合密封固定。
进一步的，所述液冷箱体内部设有之字形的流道，流道的两端对应设有进液口及出液口。
进一步的，所述感温消防阀包括阀门主体，阀门主体的下端开设有竖直通孔，阀门主体的上端设有镂空，竖直通孔处设有防水塞，防水塞与阀门主体的上端之间设有感温玻璃管，感温玻璃管的一端抵住所述防水塞，感温玻璃管的另一端抵住阀门主体的上端，阀门主体的下端与消防通孔固定连接。
进一步的，所述阀门主体的上端竖向设有螺钉孔，螺钉孔内设有限位螺钉，限位螺钉抵住感温玻璃管的上端。
进一步的，所述限位螺钉的端部设有橡胶垫。
进一步的，所述感温消防阀的底部与液冷箱体之间设有金属滤网。
进一步的，所述电池模块一侧设有电池管理系统，电池管理系统与电池模块之间连接有保险丝。
本实用新型的有益效果在于：气体消防探测器监测到电池模块失控初期释放的烟雾或可燃气体来判断早期发生热失控现象，从而控制气体消防喷头向密封腔体内喷射消防气体，实现初期降温灭火；当电池模块热失控未完全抑制，密封腔体内温度升到达到触发感温消防阀门打开，此时密封腔体与液冷箱体内的液冷系统连通，冷却液流至发生热失控的电池模块，完成液体浸没消防工作。采用了多层次的消防手段来控制电池模块的热失控，获得更好的灭火效果。
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，下面将对实施例或现有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的前提下，还可以根据这些附图示出的机构获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的带有多重消防功能的液冷电池箱整体结构分解示意图；
图2为本实用新型实施例的液冷箱体透视结构示意图；
图3为本实用新型实施例的感温消防阀结构示意图；
图4为本实用新型实施例的感温消防阀剖面结构示意图
图5为本实用新型实施例的金属滤网结构示意图；
图6为本实用新型实施例的上盖结构示意图；
图7为本实用新型实施例的上盖结构A处放大示意图；
图8为本实用新型实施例的检修板结构示意图；
图9为本实用新型实施例的消防系统整体结构示意图；
10、上盖；11、气体消防喷嘴；12、检修板；13、前面板组件；14、折边结构；121、外侧检修板；122、防爆透气阀；123、气体消防通讯插件；124、内侧检修板；125、气体消防探测器；20、液冷箱体；21、感温消防阀；22、进液口；23、出液口；211、阀门主体；212、感温玻璃管；213、限位螺钉；214、防水塞；215、橡胶垫；216、金属滤网；30、电池模块；31、电池管理系统；32、保险丝。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如图1-图8所示，本实用新型的实施例为：一种带有多重消防功能的液冷电池箱，包括：液冷箱体20及上盖10；
所述上盖10与液冷箱体20盖合形成密封腔体，密封腔体内设有电池模块30，密封腔体内的液冷箱体20上设有感温消防阀21，感温消防阀21连接液冷箱体20内的液冷管路；所述上盖10设有气体消防喷嘴11，气体消防喷嘴11通过管路连接装有灭火剂的容器；
所述上盖10设有气体消防探测器125，气体消防探测器125延伸到密封腔体内，用于探测密封腔体内的电池模块30是否发生自燃。
本实施例中，气体消防探测器125监测到电池模块30失控初期释放的烟雾或可燃气体来判断早期发生热失控现象，从而控制气体消防喷头向密封腔体内喷射消防气体，实现初期降温灭火；当电池模块30热失控未完全抑制，密封腔体内温度升到达到触发感温消防阀21门打开，此时密封腔体与液冷箱体20内的液冷系统连通，冷却液流至发生热失控的电池模块30，完成液体浸没消防工作。采用了多层次的消防手段来控制电池模块30的热失控，获得更好的灭火效果。
在一具体实施例中，所述上盖10的前面板上设有检修板12，检修板12上设有气体消防通讯插件123，气体消防通讯插件123连接气体消防探测器125。
其中，所述检修板12上设有防爆透气阀122，防爆透气阀122连接到密封腔体内。
本实施例中，上盖10的前面板上设有高压正极插件、高压负极插件和低压插件。检修板12上设有防爆透气阀122、气体消防通讯插件123和气体消防探测器125，其中防爆气阀和气体消防通讯插件123安装在外侧检修板121，气体消防探测器125安装在内侧检修板124。检修板12安装在上盖10前部。由于气体消防探测器125固定于内侧检修板124上，拆下外侧检修板121即可拿出气体消防探测器125，提高了维护便利性。另外，检修板12拆除后，也可对电池管理系统31和保险丝32进行维护，增加了电池箱的维修便利性。
在一具体实施例中，所述上盖10的下方边缘设有向下的折边结构14，上盖10通过向下的折边结构14与液冷箱体20盖合密封固定。
本实施例中，上盖10的下方边缘四周设有向下的折边结构14，然后通过法兰与液冷箱体20密封固定，并且在连接处设密封条，有助于提高电池箱的气密性。气体消防喷嘴11由螺钉安装固定在上盖10前部，气体消防喷嘴11一端与电池箱内部相通，另一端经由外部气体消防管路与装有灭火剂的容器和控制器相连。
在一具体实施例中，所述液冷箱体20内部设有之字形的流道，流道的两端对应设有进液口22及出液口23。
本实施例中，液冷箱体20底部为中空结构，有供冷却液流通的之字型流道。液冷箱体20前方设有进液口22、出液口23，外接储能系统的液冷管路，实现对电池模块30的冷却。在进液口22附近的流道上设有感温消防阀21，通过螺纹连接或与箱体焊接连接于液冷箱体20的冷却流道上。
在一具体实施例中，所述感温消防阀21包括阀门主体211，阀门主体211的下端开设有竖直通孔，阀门主体211的上端设有镂空，竖直通孔处设有防水塞214，防水塞214与阀门主体211的上端之间设有感温玻璃管212，感温玻璃管212的一端抵住所述防水塞214，感温玻璃管212的另一端抵住阀门主体211的上端，阀门主体211的下端与消防通孔固定连接。
其中，所述阀门主体211的上端竖向设有螺钉孔，螺钉孔内设有限位螺钉213，限位螺钉213抵住感温玻璃管212的上端。
其中，所述限位螺钉213的端部设有橡胶垫215。
其中，所述感温消防阀21的底部与液冷箱体20之间设有金属滤网216。
本实施例中，感温玻璃管212内含有对温度敏感的液体，当温度升高至液体膨胀温度时，液体膨胀、玻璃管破裂，使液冷箱体20低部流道与电池箱内部空间相通，冷却液进入箱内，实现电池模块30的液体浸没，达到灭火降温的效果，抑制热失控扩散。感温消防阀21底部与液冷箱体20之间设有金属滤网216，金属滤网216可与感温消防阀21为一体结构或与之为分体式结构安装组合为一体，防止启动液体浸没消防时电池箱内杂物流进液冷管路系统。
在一具体实施例中，所述电池模块30一侧设有电池管理系统31，电池管理系统31与电池模块30之间连接有保险丝32。
如图9的消防系统整体结构示意图，包括气体消防系统及液体浸没消防系统。
本实用新型的热失控消防原理：
气体消防作用机制：电池箱的上盖10安装有气体消防喷嘴11，通过管路与预先安装在电池箱外装有灭火气体的容器和控制器相连，气体消防探测器125监测到电芯热失控初期释放的烟雾和/或可燃气体来判断早期发生热失控现象，消防探测器输出启动信号和电池包号给控制器，控制器打开消防设备，通过电池箱的上盖10的气体消防喷嘴11向电池箱内喷射消防气体，实现初期降温灭火。
液体浸没消防作用机制：当电芯热失控未完全抑制时，电芯释放烟雾和可燃气体后，电芯内部压力、温度持续升高直至隔膜破损，电芯内部发生大规模短路现象，温度升高速率加快。在此阶段因电芯温度持续升高，或发生热失控蔓延现象，致使电池箱内温度升到达到触发感温消防阀21内部液体膨胀温度(68℃或93℃)，感温玻璃管212内液体膨胀至感温玻璃管212破碎，此时电池箱内腔与液冷箱体20底部液冷系统连通，原液冷系统中冷却液流至发生热失控的电池包，完成液体浸没消防工作。
多重消防的动作步骤：
一、当单个或少量电芯发生热失控时，电芯先喷发烟雾和释放可燃气体(由于是热失控初期，电池模块30温度的升高不足以使这个电池箱温度升高，无法触发感温消防阀21)，此时气体消防探测器125探测到异常气体溶度达到预定值后，定位到问题电池箱并触发气体消防系统进行包内灭火降温，抑制热失控扩散。
二、若气体药剂喷发完，未完全拟制电池内部的化学反应，将会发生复燃现象，此时电池箱内热失控电芯的温度会持续升高，进而导致整箱温度升高，达到触发感温消防阀21的触发温度，感温消防阀21的玻璃球爆破，电池箱内腔与液冷流道导通，此时，液体浸没消防系统将被启动，通过液体浸没方式将冷却液直接注入电池箱内，进一步控制火势直至发生热失控的电池箱内被冷却液完全浸没。
本发明实施例的带有多重消防功能的液冷电池箱，在气体消防系统无法达到完全拟制热失控，电池模块30发生复燃时，启动液体浸没消防系统进一步控制火势。该方案考虑了电芯热失控可能导致的严重后果，并采用了多层次的消防措施来有效地控制电芯热失控的蔓延，保护人员安全和设备财产。同时，考虑到不同消防系统之间的协同作用，以确保在监测到电芯热失控情况时能够及时启动并发挥最佳的灭火效果。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，包括：液冷箱体及上盖；
所述上盖与液冷箱体盖合形成密封腔体，密封腔体内设有电池模块，密封腔体内的液冷箱体上设有感温消防阀，感温消防阀连接液冷箱体内的液冷管路；所述上盖设有气体消防喷嘴，气体消防喷嘴通过管路连接装有灭火剂的容器；
所述上盖设有气体消防探测器，气体消防探测器延伸到密封腔体内，用于探测密封腔体内的电池模块是否发生自燃。
2.如权利要求1所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述上盖的前面板上设有检修板，检修板上设有气体消防通讯插件，气体消防通讯插件连接气体消防探测器。
3.如权利要求2所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述检修板上设有防爆透气阀，防爆透气阀连接到密封腔体内。
4.如权利要求1所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述上盖的下方边缘设有向下的折边结构，上盖通过向下的折边结构与液冷箱体盖合密封固定。
5.如权利要求1所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述液冷箱体内部设有之字形的流道，流道的两端对应设有进液口及出液口。
6.如权利要求1所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述感温消防阀包括阀门主体，阀门主体的下端开设有竖直通孔，阀门主体的上端设有镂空，竖直通孔处设有防水塞，防水塞与阀门主体的上端之间设有感温玻璃管，感温玻璃管的一端抵住所述防水塞，感温玻璃管的另一端抵住阀门主体的上端，阀门主体的下端与消防通孔固定连接。
7.如权利要求6所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述阀门主体的上端竖向设有螺钉孔，螺钉孔内设有限位螺钉，限位螺钉抵住感温玻璃管的上端。
8.如权利要求7所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述限位螺钉的端部设有橡胶垫。
9.如权利要求1所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述感温消防阀的底部与液冷箱体之间设有金属滤网。
10.如权利要求1所述的带有多重消防功能的液冷电池箱，其特征在于，所述电池模块一侧设有电池管理系统，电池管理系统与电池模块之间连接有保险丝。
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