CN109273626A - 一种用于对电池进行降温的电池箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对电池进行降温的电池箱，包括：金属箱体，其内部用于放置电池和热超导管；热超导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火；循环泵，与热超导管连接，用于将冷却液在热超导管内循环流动，并对冷却液降温；管理单元，用于管理电池的正常充放电，监测电池的温度，调节循环泵的输出功率，解决了在电池有着火苗头时，阻止电池燃烧和***，防止热失控的问题。

Description

一种用于对电池进行降温的电池箱
技术领域
本申请涉及电池安全防护领域，具体涉及一种用于对电池进行降温的电池箱。
背景技术
电池储能***在工作时，电池产生的热量容易造成安全隐患，特别是在电池充、放电时，极易造成电池***，现有技术中大多采用防爆阀防止电池***，但防爆阀结构简单，在初步缓冲后，大量的热量、烟气无法疏散，积聚在电池模组中，容易点燃电池模组中的其他电池，造成整个模组的***和电池损坏。而安装灭火器的电池箱通常是火灾发生后的补救措施，且仅限于单体电池燃烧初期的灭火。如果电池组发生热失控引起***，灭火失效，电池被损毁，可能造成事故。在电池有着火苗头时，迅速熄灭火焰，阻止电池燃烧和***，防止热失控，防范于未然，是目前需要解决的问题。
发明内容
本申请提供一种用于对电池进行降温的电池箱，解决了在电池有着火苗头时，阻止电池燃烧和***，防止热失控的问题。
本申请提供了一种用于对电池进行降温的电池箱，包括：
金属箱体，其内部用于放置电池和热超导管；
热超导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火；
循环泵，与热超导管连接，用于将冷却液在热超导管内循环流动，并对冷却液降温；
管理单元，用于管理电池的正常充放电，监测电池的温度，调节循环泵的输出功率。
优选的，还包括：
储罐，用于存储冷却液。
优选的，还包括：
报警器，用于根据管理单元反馈的信号，发出报警。
优选的，还包括：
所述热超导管，缠绕在电池表面或装置在电池箱内的底部或四壁。
优选的，所述热超导管，具体的为低熔点塑料管或薄壁空心金属导管，熔化温度为80℃～800℃，截面可以为圆形、矩形常见几何形状，可弯曲。
优选的，所述超热导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，包括：
电池在正常工作时，热超导管内循环的冷却液吸收电池充放电时产生的热量。
优选的，所述若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火，还包括：
若在冷却液中添加液态的阻燃剂，在电池燃烧时，溢出的冷却液具有阻燃的功效。
优选的，所述冷却液，具体的，在常温下化学性质稳定，无毒，比热容高，吸热效果好，且可以抑制火焰。
优选的，所述管理单元，用于调节循环泵的输出功率，包括：
若管理单元监测到的电池温度未超过预先设定的温度限值的最高值，则循环泵的输出功率为正常值；
若管理单元监测到的电池温度超过预先设定的温度限值的最高值，则增加循环泵的输出功率。
优选的，所述若管理单元监测到的电池温度未超过预先设定的温度限值的最高值，则循环泵的输出功率为正常值，包括：
可以将电池的温度限值设置为50～80℃，冷却液循环量V(ml/min)与电池容量Q(Ah)间的关系为V＝aQ,其中0.01≤a≤10。
优选的，所述若管理单元监测到的电池温度超过预先设定的温度限值的最高值，则增加循环泵的输出功率，包括：
若电池温度超过预先设定的电池温度限值后，增加循环泵的输出功率，冷却液循环量V(ml/min)与电池容量Q(Ah)间的关系为V＝maQ,其中1<m≤10。
优选的，还包括：
在冷却液循环量增加后，电池温度回归正常1～10min后，电池输出功率返回初始状态。
优选的，还包括：
若在冷却液循环量增加后的t时间内，其中10s≤t≤200s,电池温度未回归正常使用温度范围，则管理***停止该电池使用，同时报警器发出报警。
由此可见，本申请提的一种用于对电池进行降温的电池箱，通过实时监测电池的温度，通过缠绕在电池表面的热超导管中的冷却液的循环，降低电池的温度，而在电池的温度超过限值时，热超导管熔断破裂，冷却液流出，对电池快速降温，解决了在电池有着火苗头时，阻止电池燃烧和***，防止热失控的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的热超导管缠绕于电池表面的示意图；
图2是本申请实施例涉及的管理单元的控制策略示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
图1是本申请实施例提供的冷却导管缠绕于电池表面的示意图，下面结合图1对本申请实施例进行详细的说明。
本申请提供一种用于对电池进行降温的电池箱，包括：
金属箱体，其内部用于放置电池和热超导管；
热超导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火；
循环泵，与热超导管连接，用于将冷却液在热超导管内循环流动，并对冷却液降温；
管理单元，用于管理电池的正常充放电，监测温度，调节循环泵的输出功率。
电池箱具体为金属箱体，其内部用于放置电池和热超导管，电池箱内排列组装有若干个单体电池，形成电池组，电池之间存有间隙，那么热超导管可以缠绕在电池表面，如图1所示，热超导管也可以装置在电池箱内的底部或四壁，同样也可以起到对电池降温的作用，但是缠绕在电池表面是一种较优的方式，这样热超导管与电池的接触面积大，更有利于散热。
热超导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火。热超导管可以为低熔点塑料管或薄壁空心金属导管，熔化温度为80℃～800℃，截面为圆形、矩形等常见几何形状，可弯曲。使用的低熔点塑料管或薄壁空心金属导管，熔化温度为80℃～800℃，可以保证在电池发生热失控燃烧或***之前，热超导管破裂，里面的冷却液可以流出。热超导管的截面可以为圆形、矩形等常见几何形状，只要不影响与电池接触就可以。另外热超导管可弯曲，用于缠绕在电池表面。
循环泵，与热超导管连接，用于将冷却液在热超导管内循环流动，并对冷却液降温，当冷却液通过循环泵时自然冷却。
电池在工作时，充放电会产生热量，当电池的温度没有超过温度限值时，也就是电池的温度还在安全的范围内时，通过热超导管内循环的冷却液吸收电池充放电时产生的热量，对电池进行降温，以使电池的温度保持在安全的范围内。若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火。还可以在冷却液中适当的添加液态的阻燃剂，在电池燃烧时，溢出的冷却液具有阻燃的功效。冷却液，具体的，可以选用在常温下化学性质稳定，无毒，比热容高，吸热效果好的冷却液，通过适当的添加液态的阴燃剂，起到可以抑制火焰的作用。
管理单元，用于管理电池的正常充放电，监测电池的温度，调节循环泵的输出功率。管理单元用于管理电池的充放电，也就是电池的正常工作，同时通过传感器实时监测电池的温度，若管理单元监测到的电池温度未超过预先设定的温度限值的最高值，则循环泵的输出功率为正常值；若管理单元监测到的电池温度超过预先设定的温度限值的最高值，则增加循环泵的输出功率。管理单元对循环泵的控制策略，具体的，可以参看图2，图2为本申请提供的管理单元的控制策略示意图。下面结合图2进行详细说明。
可以将电池的温度限值设置为50～80℃，温度限值指的是电池在工作时，温度在50～80℃是属于正常范围，也就是安全范围，当然电池工作时的温度越低越好，但是一般情况下电池工作时发生化学反应，都会产生热量，也可以根据不同种类的电池，设置不同的温度限值。当电池的温度未超过预先设定的温度限值的最高值时，循环泵的输出功率不变，此时冷却液循环量V(ml/min)与电池容量Q(Ah)间的关系为V＝aQ,其中0.01≤a≤10。若电池温度超过预先设定的电池温度限值的最高值，那么管理单元降低电池的输出功率，同时增加循环泵的输出功率，冷却液循环量V(ml/min)与电池容量Q(Ah)间的关系为V＝maQ,其中1<m≤10。电池输出功能的降低，使电池产生的热量减少，而随着循环泵输出功率的增加，冷却液的循环量也增加，那么热超导管会带走电池产生的更多热量，可以使电池温度回归正常，也就是回到温度限值内，当管理单元监测到的电池温度回归正常1～10min后，此时电池处于温度限值内，属于安全范围，所以可以将电池输出功率返回初始状态，也就是电池恢复正常的工作。若在冷却液循环量增加后的t时间内，其中10s≤t≤200s,电池温度未回归正常使用温度范围，则管理单元停止该电池使用，同时报警器发出报警。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于对电池进行降温的电池箱，其特征在于，包括：
金属箱体，其内部用于放置电池和热超导管；
热超导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火；
循环泵，与热超导管连接，用于将冷却液在热超导管内循环流动，并对冷却液降温；
管理单元，用于管理电池的正常充放电，监测电池的温度，调节循环泵的输出功率。
2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，还包括：
储罐，用于存储冷却液。
3.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，还包括：
报警器，用于根据管理单元反馈的信号，发出报警。
4.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，还包括：
所述热超导管，缠绕在电池表面或装置在电池箱内的底部或四壁。
5.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述热超导管，具体的为低熔点塑料管或薄壁空心金属导管，熔化温度为80℃～800℃，截面可以为圆形、矩形常见几何形状，可弯曲。
6.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述超热导管，用于输送冷却液，对金属箱体内的电池降温，包括：
电池在正常工作时，热超导管内循环的冷却液吸收电池充放电时产生的热量。
7.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述若电池表面温度达到热超导管的熔点或电池热失控燃烧时，所述热超导管熔断破裂，溢出的冷却液遇热后发生气化，从而对电池进行降温或灭火，还包括：
若在冷却液中添加液态的阻燃剂，在电池燃烧时，溢出的冷却液具有阻燃的功效。
8.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述冷却液，具体的，在常温下化学性质稳定，无毒，比热容高，吸热效果好，且可以抑制火焰。
9.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述管理单元，用于调节循环泵的输出功率，包括：
若管理单元监测到的电池温度未超过预先设定的温度限值的最高值，则循环泵的输出功率为正常值；
若管理单元监测到的电池温度超过预先设定的温度限值的最高值，则增加循环泵的输出功率。
10.根据权利要求9所述的电池箱，其特征在于，所述若管理单元监测到的电池温度未超过预先设定的温度限值的最高值，则循环泵的输出功率为正常值，包括：
可以将电池的温度限值设置为50～80℃，冷却液循环量V(ml/min)与电池容量Q(Ah)间的关系为V＝aQ,其中0.01≤a≤10。
11.根据权利要求10所述的电池箱，其特征在于，所述若管理单元监测到的电池温度超过预先设定的温度限值的最高值，则增加循环泵的输出功率，包括：
若电池温度超过预先设定的电池温度限值后，增加循环泵的输出功率，冷却液循环量V(ml/min)与电池容量Q(Ah)间的关系为V＝maQ,其中1<m≤10。
12.根据权利要求11所述的电箱，其特征在于，还包括：
在冷却液循环量增加后，电池温度回归正常1～10min后，电池输出功率返回初始状态。
13.根据权利要求11所述的电池箱，其特征在于，还包括：
若在冷却液循环量增加后的t时间内，其中10s≤t≤200s,电池温度未回归正常使用温度范围，则管理***停止该电池使用，同时报警器发出报警。
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