CN106654446A - 电池模组和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池模组及用电设备，该电池模组包括箱体、安装于箱体内的电池、进气管、出气管、具有冷却介质散热腔的散热器以及具有冷却介质通道的密封管道，所述密封管道设置于所述箱体内，所述散热器安装于所述箱体的内部或者外部，所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道相连通，所述密封管道通过所述进气管与所述散热器的进气口相连通，所述密封管道通过所述出气管与所述散热器的出气口相连通。密封管道内的冷却介质可以带走电池模组产生的热量，并且散热器可以进一步降低密封管道中的冷却介质的温度，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池模组及用电设备。
背景技术
电池已经成为日常工作及生活中不可缺少的储能产品，小到电子表，大到电动汽车都需要用电池，可谓是无处不在，无处不发挥其重要的作用。经常有报道手机、移动电源、电动汽车等发生***的新闻，究其原因通常大多都是由于电池过热才会出现这样的问题。
电池的短路、过度充放电、戳刺都会释放大量热量，导致电池过热。电池过热会引发“热失控”的问题，从本质上而言，“热失控”是一个能量正反馈循环的过程：升高的温度会导致***变热，***变热也会升高温度，反过来又让***变得更热，如此循环。电池过热后会缩短电池的寿命、增大电池的内阻、降低电池的效率等，若电池温度持高不下，则会引发***的危险，危害用户的安全。
发明内容
本申请提供了一种电池模组及用电设备，以提高电池模组的安全性。
本申请的第一方面提供了一种电池模组，其包括箱体、安装于箱体内的电池、进气管、出气管、具有冷却介质散热腔的散热器以及具有冷却介质通道的密封管道，所述密封管道设置于所述箱体内，所述散热器安装于所述箱体的内部或者外部，所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道相连通，所述密封管道通过所述进气管与所述散热器的进气口相连通，所述密封管道通过所述出气管与所述散热器的出气口相连通。
优选地，所述电池设置为多个，所述密封管道包括多个密封管段，各所述密封管段依次相连通。
优选地，所述密封管段螺旋缠绕于所述电池上。
优选地，每两个所述电池之间均设置所述密封管段。
优选地，还包括泄气阀，所述散热器上、所述进气管上和/或所述进气管与所述散热器之间设置所述泄气阀，所述泄气阀连通于所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道之间。
优选地，还包括出气阀，所述散热器上、所述出气管上和/或所述出气管与所述散热器之间设置所述出气阀，所述出气阀连通于所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道之间。
优选地，还包括与所述散热器电连接的控制装置，所述控制装置用于检测所述电池模组的状态参数，并根据所述状态参数控制所述散热器的启停。
优选地，所述控制装置包括温度检测器、压力检测器、压强检测器、热场检测器、热量检测器中的至少一者。
优选地，所述散热器包括冷凝器、制冷机、风扇、散热管、散热片中的至少一者。
本申请的第二方面提供了一种用电设备，其包括上述任一项所述的电池模组。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
采用上述电池模组后，密封管道内的冷却介质可以带走电池模组产生的热量，并且散热器可以进一步降低密封管道中的冷却介质的温度，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电池模组的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种电池模组的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种电池模组的结构示意图。
附图标记：
10-箱体；
11-电池；
12-进气管；
13-出气管；
14-散热器；
15-密封管道；
16-泄气阀；
17-出气阀；
18-控制装置。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
如图1-3所示，本申请实施例提供了一种电池模组，其可以包括箱体10、安装于箱体10内的电池11、进气管12、出气管13、具有冷却介质散热腔的散热器14以及具有冷却介质通道的密封管道15。密封管道15内可以部分或者全部容纳冷却介质，该密封管道15可以设置于箱体10内，散热器14安装于箱体10的内部或者外部，冷却介质散热腔与冷却介质通道相连通。散热器14上开设有进气口和出气口，密封管道15通过进气管12与散热器14的进气口相连通，且通过出气管13与散热器14的出气口相连通。
箱体10可以采用密封箱体，也可以不密封。
电池11可以是但不仅限于锂系电池、镍系电池、铅酸电池等，电池11的数量可以是一个或多个，当电池11设置为多个时，各电池11之间可以采用串联或并联的连接方式。
冷却介质可以是液体、气体或者固体，当冷却介质采用固体时，具体可以是粉状介质，并且冷却介质最好是具有非可燃性、非腐蚀性(不与散热器14、密封管道15及其他结构发生反应)、绝缘性的介质。为了更快速地带走热量，抑制电池出现的过热正反馈，最佳的选择是通过冷却介质的物质形态发生改变来带走热量，如液变气或者固变液。冷却介质的物质形态发生改变的时候可以吸收大量的热量，从而起到抑制温度升高的效果。此处可以优选低沸点液体(例如酒精，***等)，例如，冷却介质的沸点可以是50度。
此处的进气管12和出气管13可以采用能够吸收热量和散热的管件，以达到更好的散热效果。
本申请实施例提供的电池模组处于工作状态时，随着电池模组的工作时间不断延长，电池模组产生的热量随之增加。而密封管道15中的冷却介质则可以带走电池模组产生的热量。并且，密封管道15内的冷却介质可以进入散热器14的冷却介质散热腔中，使得冷却介质的温度进一步降低，然后重新回到密封管道15中。如此循坏，即可保证电池模组的温度始终保持在较低的范围内。因此，散热器14可以进一步降低密封管道15中的冷却介质的温度，使得电池模组能够尽量保持在较低的温度。因此，本申请实施例提供的电池模组具有更高的安全性。
可选地，上述散热器14可以是主动式降温结构，如冷凝器、制冷机、风扇，也可以是被动式降温结构，如散热管、散热片等，当然，该散热器14也可以同时包含主动式降温结构和被动式降温结构，具体可以包括冷凝器、制冷机、风扇、散热管、散热片及其他散热结构中的至少一者。
当电池11设置为多个时，密封管道15可以包括多个密封管段，各密封管段依次相连通。如此设置可以增大密封管道15与电池11之间的接触面积，进而优化电池模组的降温效果。进一步地，每两个电池11之间均设置密封管段，以使密封管道15与电池11之间的接触面积更大。另外，密封管段可以螺旋缠绕于电池11上，相比于其他设置方式，此种方式可以提高密封管段与电池11的接触面积，更大程度地优化散热效果。
如果上述散热器14始终处于工作状态，那么整个电池模组的能耗就会比较高，因此为了降低电池模组的能耗，可以在散热器14上或者密封管道15上或者密封管道15与散热器14之间设置泄气阀16，该泄气阀连通于冷却介质散热腔与冷却介质通道之间。当密封管道15的内压达到预设值时，泄气阀打开，将冷却介质导入散热器14中。采用此种结构后，当密封管道15的内压比较小时，表示电池模组的发热量较小，因此散热器14不工作，而当电池模组的发热量较大时，散热器14再开始工作，以此降低电池模组的能耗。
同理地，还可以设置出气阀17，散热器14上、出气管13上和/或出气管13与散热器14之间设置该出气阀17，此出气阀17连通于箱体10的内腔和散热器14的冷却介质散热腔之间。当冷却介质散热腔中的压力达到预设值时，出气阀17打开，以此将经过散热器14降温后的冷却介质导入密封管道15中。
更进一步地，本申请实施例提供的电池模组还可以包括与散热器14电连接的控制装置18，该控制装置18可以检测电池模组的状态参数，并根据该状态参数控制散热器14的启停。此处的电池模组的状态参数可以反映密封管道15的冷却介质通道的状态变化，以此反映电池模组的热量变化，其可以是：温度参数、压力参数、压强参数、热场参数、热量参数中的至少一者。控制装置18可以单独设置，也可以集成在散热器14上。当控制装置18检测到电池模组的状态参数达到预设值时，控制散热器14进入工作状态，也就是说，该控制装置18可以控制散热器14在电池模组的热量达到一定程度时再进行工作，以此进一步降低电池模组的能耗。
当电池模组的状态参数包括温度参数、压力参数、压强参数、热场参数、热量参数中的至少一者时，对应地，控制装置18可以包括温度检测器、压力检测器、压强检测器、热场检测器、热量检测器中的至少一者。其中，温度检测器可以是温度传感器，该温度传感器可以是热敏电阻(正、负温度系数)、热电偶、数字式温度传感器及其他包含但不限于通过温度、压力等形变材料获得的表征温度的信号的结构；压力检测器可以是压力计；压强检测器可以是压强计；热场检测器可以是热场计；热量检测器可以是热量计。前述列举的各种检测器可以单独设置，也可以组合使用，以提高检测精度。
上述各实施例通过冷却介质对电池11进行冷却，防止电池11出现过热的问题。为了对电池11的状态进行更加精确的控制，可以通过改进冷却介质类型对电池11的冷却提供参考。可选地，密封管道15中可以容纳受热后物理性质将发生变化的冷却介质。例如，可以将散热器14设置于箱体10的外部，将进气管12设置为透明管，冷却介质可以是随着温度的升高会出现颜色变化的介质。据此，可根据冷却介质的物理性质是否发生变化来判断电池11是否出现过热，进而更准确地控制电池模组的工作状态。例如，可以采用其他设备或者装置检测冷却介质的物理性质是否发生变化，并在发生变化时发出相关的预警信号，该预警信号可以反馈给驾驶员或附近人员，驾驶员或者附近人员可及时作出处理或者逃离，以保证人身安全。
采用上述各实施例组合后所形成的电池模组工作时，箱体10内某个电池11、某些电池11或某个部位(包含但不仅限于内部、外部)温度升高(比如升至包含但不仅限于50度)，密封管道15中的冷却介质就会吸收箱体10内的热量，冷却介质由原来的状态(该状态包含但不仅限于液体、气体或固体(包含但不仅限于粉末))转化为包含但不仅限于气(汽)体或粉末的形态，同时密封管道15的内部压强增大。当密封管道15内部压强增加到一定值(包含但不仅限于某个设定的临界值)时泄气阀16打开，冷却介质转化成其他形态(气(汽)体或固态(包含但不仅限于粉末))并进入散热器14。而进入散热器14后，散热器14将对高温冷却剂做降温处理，打开出气阀17，经出气管13将低温的冷却介质送回密封管道15内，循环往复这一过程，达到降温效果。更进一步，根据密封管道15内的状态参数可以控制散热器14的工作状态。当控制装置18检测到表征密封管道15有变化的信号后，发出控制信号(或者控制装置18直接控制散热器14工作)，散热器14接收到控制信号后，对上述转化形态(气(汽)体或粉末)的冷却介质进行冷却，然后将冷凝的冷却介质送回密封管道15内，循环往复这一过程，达到散热的目的。
基于上述结构，本申请实施例还提供一种用电设备，该用电设备可以是电动汽车，其包括上述任一实施例所描述的电池模组。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池模组，其特征在于，包括箱体、安装于箱体内的电池、进气管、出气管、具有冷却介质散热腔的散热器以及具有冷却介质通道的密封管道，所述密封管道设置于所述箱体内，所述散热器安装于所述箱体的内部或者外部，所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道相连通，所述密封管道通过所述进气管与所述散热器的进气口相连通，所述密封管道通过所述出气管与所述散热器的出气口相连通。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池设置为多个，所述密封管道包括多个密封管段，各所述密封管段依次相连通。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述密封管段螺旋缠绕于所述电池上。
4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，每两个所述电池之间均设置所述密封管段。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括泄气阀，所述散热器上、所述进气管上和/或所述进气管与所述散热器之间设置所述泄气阀，所述泄气阀连通于所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道之间。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括出气阀，所述散热器上、所述出气管上和/或所述出气管与所述散热器之间设置所述出气阀，所述出气阀连通于所述冷却介质散热腔与所述冷却介质通道之间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池模组，其特征在于，还包括与所述散热器电连接的控制装置，所述控制装置用于检测所述电池模组的状态参数，并根据所述状态参数控制所述散热器的启停。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述控制装置包括温度检测器、压力检测器、压强检测器、热场检测器、热量检测器中的至少一者。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述散热器包括冷凝器、制冷机、风扇、散热管、散热片中的至少一者。
10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电池模组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170510 |