CN107134605A - 一种蒸发冷却阻燃电池*** - Google Patents
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Abstract
本发明的提供了一种结构简单、经济耐用、散热功能好且具有阻燃功能的蒸发冷却阻燃电池***，该蒸发冷却阻燃电池***，包括电池、箱体和冷却液，所述蒸发冷却阻燃电池***还包括连接器、泄压阀、电磁阀、冷却器、管道和总正/总负接口、压力传感器；所述电池和连接器连接，并浸没于冷却液中；所述冷却液为氟碳化合物。本发明同时有散热和阻止燃烧的功能；本发明电池***结构简单，不需要特殊维护；***内部温度的均衡和散热都是自发运行，内部不需要风扇水泵等设备；相对于传统的风冷和液冷散热效果更好，结构更简单，安全性更高，特别适用于高功率密度的电池***。
Description
技术领域
本发明属于电池***制备技术领域，具体涉及一种蒸发冷却阻燃电池***。
背景技术
由于目前电能的使用日益频繁，且用电装置对于续航的要求越来越高，大容量电池已得到了普遍的使用。不过，该类电池相应的散热困难的问题也受到了人们的注视，并研发了多种具有阻燃或高效冷却功能的电池***。
CN 104347840 A通过加入用于吸收泄露电解液的海绵，并设置相应的其它结构，获得了一种锂离子电池组的漏液阻燃结构。CN 103682188 A通过引入两个腔体，加入保护性气体和绝缘阻燃液，实现了防止***、避免短路和提高电池安全性能的效果。
然而，上述电池组结构的散热功能有限，难以制备容量大且安全性高的电池***，同时，海绵或保护性气体的加入，增加了相应成本并影响了电池的使用期限。
CN 104466303 A通过在电池组外壳内设置氢氟醚和其它细节的安排，获得了具有较好散热功能的电池组。不过，这种电池却不能很好解决泄露等因素造成的电池燃烧和***的问题。且该装置要求电池组外壳内的内压处于-0.09Mpa～-0.01Mpa之间，是处于负压状态，制造和维护都比较困难。
因此，如何制备一种结构简单、经济耐用、散热功能好且具有阻燃功能的电池***，对于产业发展而言，显得极为重要。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单、经济耐用、散热功能好且具有阻燃功能的蒸发冷却阻燃电池***，该蒸发冷却阻燃电池***，包括电池、箱体和冷却液，所述蒸发冷却阻燃电池***还包括连接器、泄压阀、电磁阀、冷却器、管道、压力传感器和总正/总负接口；所述电池和连接器连接，并浸没于冷却液中；所述冷却液为氟碳化合物。
所述连接器包括铝排或铜排。
作为优选方案，所述箱体的防水防尘达到IP67的防护等级。
所述氟碳化合物不含氯、无闪点且沸点小于等于55℃大于等于25℃，包括CmFnHxOy(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)、C6F12O、FF31-L、VXF-4310或FL-a等。
其中，所述CmFnHxOy(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)指的是满足所述″不含氯、无闪点且沸点小于等于55℃大于等于25℃″要求的化合物，如C6F12O。
作为优选方案，所述泄压阀(5)的泄压压力为箱体最大承受压力的90％。
所述总正/总负接口(8)为防水密封接口。
在本发明中，电池模块和连接器(连接铜排或者其他材料的连接器例如铝排等)都浸没在冷却液中。
常温下，冷却液液面高于连接器。
优选的，箱体需达到IP67的防护等级。
冷却液密封在箱体内，电池接口(总正/总负接口)应该使用防水密封接口。
本发明使用氟碳化合物作为冷却液，该冷却液为无闪点氟碳化合物，沸点小于等于55℃大于等于25℃，该氟碳化合物不含氯，例如CmFnHxOy(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)、C6F12O、FF31-L、VXF-4310、FL-a等。
由于冷却液的黏度低流动性强，导热能力强，电池和连接器的热量都可以很快传导到冷却液中，冷却液靠箱体热辐射和热传导对外发出热量，因此箱体也可以设计散热片或者散热槽增大散热面积增强散热能力。当电池或者其他浸入冷却液的零件发热且达到冷却液的沸点时，冷却液由液体转变为气体带走大量热量，气体经管道进入冷却器，在冷却器中冷凝过后通过管道流回箱体内，冷却器的位置应该高于箱体但不一定需要在正上方。由于冷却液蒸汽的电气绝缘强度是随压力增加的，因此正常情况下产生蒸汽过后箱体内压力增大不用处理，当压力传感器检测到压力过大时开启电磁阀进行泄压操作(泄压压力根据不同种类的冷却液需实验实测)，泄压阀设置为箱体能承受最大压力的90％，作用为当箱内压力过大且电磁阀失效时泄压阀及时泄压保证安全。
本发明使用的冷却液氟碳化合物无毒无害，对臭氧层没有影响，介质中不含重金属对土壤无毒，是一种环保的液体。所用的冷却液氟碳化合物绝缘强度高，耐压水平＞20KV/2.5mm，完全能够满足电池***的绝缘需求，其黏度很低，具有优良的液体对流作用，可以保证浸泡在液体中的电池温度均一性。
本发明电池***在工作时，冷却液氟碳化合物从液体变为气体时会带走大量的热量，同时由于表面张力低，气化时容易产生微小气泡从而促进沸腾带走更多热量。因此，本发明电池***的散热效率非常高。另外，冷却液氟碳化合物与多种构成电池***的物质共容性很好，不会对箱体及箱体内的物质产生腐蚀等反应。而且，冷却液氟碳化合物具有很好的阻燃抑爆功能，无闪点，不燃烧，是灭火材料的代用品。
本发明的有益效果：
1、本发明的电池***在使用过程中，当电池本身出现过热时，一方面冷却液带走大量的热量防止电池热失控，另一方面冷却液本身作为灭火剂阻止燃烧；当电池有泄露破损等问题时冷却液进入电池内部使电池失效，同时有散热和阻止燃烧的功能；
2、本发明电池***结构简单，不需要特殊维护；***内部温度的均衡和散热都是自发运行，内部不需要风扇水泵等设备；***在常温常压下运行，无需抽真空或者负压；相对于传统的风冷和液冷散热效果更好，结构更简单，安全性更高，特别适用于高功率密度的电池***。
附图说明
图1为本发明蒸发冷却阻燃电池***的示意图，
图中，1、电池；2、冷却器；3、连接器；4、冷却液；5、泄压阀；6、电磁阀；7、管道；8、总正/总负接口；9、箱体；10、压力传感器。
具体实施方式
下面对照附图，通过对本发明的最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1所示，本发明的一种蒸发冷却阻燃电池***，包括电池1、箱体9和冷却液，所述蒸发冷却阻燃电池***还包括连接器3、泄压阀5、电磁阀6、冷却器2、管道7、压力传感器10和总正/总负接口8；所述电池1、连接器3依次连接，并浸没于冷却液4中；所述冷却液4为氟碳化合物，具体为VXF4310。
所述连接器3为铜排。
所述箱体1的防水防尘达到IP67的防护等级。
所述泄压阀5的泄压压力为箱体最大承受压力的90％。
所述总正/总负接口8为防水密封接口。
所述冷却液为VXF4310冷却液。
当电池1或者连接器3(铜排)等器件发热时，热量传递到冷却液4，冷却液4通过箱体9向环境释放热量。冷却液4在箱体9内形成对流，保证了各个电池的温度均匀性。当电池1或者连接器3(铜排)温度高于45°时冷却液气化，蒸汽从管道7进入冷却器2，在冷却器2中冷凝后流回箱体9。当箱体9内压力传感器10检测到压力大于22kpa时打开泄压阀5泄压。
以上内容是对本发明进行的示例性描述，本发明并不受到上述方式的限制，只要采取了本发明的构思，无论在形状或者结构上进行任何改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种蒸发冷却阻燃电池***，包括电池(1)、箱体(9)和冷却液，其特征在于，所述蒸发冷却阻燃电池***还包括连接器(3)、泄压阀(5)、电磁阀(6)、冷却器(2)、管道(7)、压力传感器(10)和总正/总负接口(8)；所述电池(1)和连接器(3)连接，并浸没于冷却液中；所述冷却液为氟碳化合物。
2.根据权利要求1所述的蒸发冷却阻燃电池***，其特征在于，所述连接器(3)包括铝排或铜排。
3.根据权利要求1所述的蒸发冷却阻燃电池***，其特征在于，所述箱体(1)的材质达到IP67的防护等级。
4.根据权利要求1所述的蒸发冷却阻燃电池***，其特征在于，所述氟碳化合物不含氯、无闪点且沸点小于等于55℃大于等于25℃，包括CmFnHxOy(m＝4～10，n＝10～20，X＝0～4，y＝0～4)、FF31-L、VXF-4310或FL-a。
5.根据权利要求1所述的蒸发冷却阻燃电池***，其特征在于，所述泄压阀(5)的泄压压力为箱体最大承受压力的90％。
6.根据权利要求1所述的蒸发冷却阻燃电池***，其特征在于，所述总正/总负接口(8)为防水密封接口。
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