CN209947989U - 一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源安全装置技术领域,具体涉及一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置。灭火装置包括存储腔顶部和底部的盖体,底部盖体表面设置向上延伸的第一气管,顶部盖体表面设置向下延伸的第二气管,第一气管和第二气管位置对应,位于相邻锂电池单元的间隙中;第一气管端部密封,侧面均匀设置多个气孔;第一气管顶端***到第二气管中;第一气管尾部的进气管路分别通过第一电磁阀和第二电磁阀与进气风扇和二氧化碳压缩储瓶连通;第二气管尾部的出气管路通过第三电磁阀与排气风扇连通。该装置对电池组件结构影响较小,能够在电池组发生短路着火事故时,迅速进行灭火。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源安全装置技术领域,具体涉及一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等多种类型。随着世界各国对生态环保问题的重视,电动汽车作为绿色环保的新能源汽车,越来越受到各大汽车厂商和高科技公司的重视,电动汽车领域的研发投入不断加大,技术越来越成熟,应用也更加广泛。
电动汽车采用电池组作为动力***,电池组的主要部件是锂电池元件和管理电路;电池元件在使用过程中,可能会因为外界物理因素如高温、撞击等原因而发生故障,或者因为电池过充放和电芯老化等问题而损坏。电池元件损坏后容易发生短路、起火等故障,由于电力***元件起火后火势发展的速度快,给用户的反应时间较短;而且电子元件等起火属于E类火灾,无法采用常规的灭火措施进行处理;因此电池***的火灾属于难以应对的严重事故,一旦发生,容易产生较大事故影响。
因此在电力***中设置提早预知,及时处理的自动灭火装置;成为解决电池动力***火灾隐患的有效手段。但是现有技术动力电池中相关的灭火装置方案较少,而且常规的灭火装置会对电池组件的结构产生改变,占用的空间较大,使得电池的体积过于庞大,无法进行商业化应用。
实用新型内容
针对现有技术中的问题,本实用新型的目的是提供一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,该装置对电池组件结构影响较小,能够在电池组发生短路着火事故时,迅速进行自动灭火。
为了达到上述目的,本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,所述动力***包括电池组、存储腔和壳体,电池组由18650锂电池单元串并联构成,锂电池单元位于存储腔内的电池槽内;灭火装置包括存储腔顶部和底部的盖体,底部盖体表面设置向上延伸的第一气管,顶部盖体表面设置向下延伸的第二气管,第一气管和第二气管位置对应,位于相邻锂电池单元的间隙中;第一气管高度等于锂电池单元的高度,第一气管端部密封,侧面均匀设置多个气孔;第二气管孔径大于第一气管孔径;第二气管端部导通,第二气管高度小于锂电池单元高度的五分之一,第一气管顶端深入到第二气管中;
第一气管尾部相互连接并与进气管路导通;进气管路分别通过第一电磁阀和第二电磁阀与进气风扇和二氧化碳压缩储瓶连通;第二气管尾部相互连接并与出气管路导通,出气管路通过第三电磁阀与排气风扇连通。
其中,第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均为气体电磁阀。
优选地,存储腔内设置温度传感器和烟雾传感器、气压传感器;三者与第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的控制器电连接,用于监测壳体内锂电池单元的温度,以及检测锂电池单元是否发生短路着火事故。
优选地,盖体通过卡扣与存储腔可拆卸连接,壳体包覆在存储腔和盖体外表面。
优选地,盖体、第一气管和第二气管由绝缘材料制备而成;壳体为密封式壳体,由金属材料制成。金属壳体具有耐高温、耐腐蚀、防火阻燃效果,既可以保护内部的锂电池元件,也可以避免内部的故障或火情对外部结构造成影响。
优选地,存储腔的电池槽内部设置防火阻燃棉。防火阻燃棉可以降低单个锂电池单元故障后,对其它锂电池单元的影响;并且可以对漏液进行吸附,阻止故障险情的蔓延。
该灭火装置在常规状态下用于控制锂电池单元的温度,此状态下,当温度传感器检测到电池包内温度过高时,第一电磁阀和第三电磁阀开启,进气风扇将电池包外的冷空气抽入到电池包内,并通过第一气管送入到电池包的存储腔内,用于对锂电池单元进行降温;同时用排气风扇将电池包上部的高温热空气抽出,实现电池包内用于降温的空气的循环流动。
当温度传感器、烟雾传感器、气压传感器和电池管理电路检测到相关的电池故障和着火险情时;控制器将第一电磁阀和第三电磁阀关闭,并开启第二电磁阀,从而使得二氧化碳压缩储瓶内的二氧化碳压缩空气进入到电池包内,通过液态二氧化碳汽化降温,以及隔离助燃剂的屏蔽方式实现灭火效果,从而在第一时间扑灭火灾隐患,避免火势增强到难以控制的地步。
本实用新型具有如下的有益效果:
该型灭火装置结构设计巧妙,可以和动力***中的电池包进行结合,对电池包整体的结构影响较小,也不会显著增大电池包的体积,因此具有更高的实用价值。
灭火装置中的二氧化碳气体释放装置主要位于电池包内部,可以快速地抵达发生火灾险情的场所,从而及时对火灾进行扑灭,防止险情扩大。同时,由于第一气管和第二气管特殊的结构设计,压缩气体释放出过程较为缓和,不会对锂电池单元造成冲击,因此灭火过程几乎不会产生负面作用。
该设计中用于二氧化碳气体释放的第一气管和相应管路,在常规状态下还可以作为电池包散热***的一部分,从而极大提高相关构件的实用性,不会让相关组件在常规状态下沦为鸡肋,提高了电池组结构设计中的空间利用率。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1是本实施例中电池动力***的结构示意图(电池管理电路等相关结构未示出);
图2是本实施例中存储腔的上下盖体及相关灭火装置的结构示意图;
图中标记为:1、存储腔;2、壳体;11、顶部盖体;12、底部盖体;110、出气管路;111、第二气管;112、排气风扇;120、电池槽;121、第一气管;122、进气风扇;123、二氧化碳压缩储瓶;1120、第三电磁阀;1220、第一电磁阀;1230、第二电磁阀。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电路连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1和图2所示,一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,所述动力***包括电池组、存储腔1和壳体2,电池组由18650锂电池单元串并联构成,锂电池单元位于存储腔1内的电池槽120内;灭火装置包括存储腔1顶部和底部的盖体,底部盖体12表面设置向上延伸的第一气管121,顶部盖体11表面设置向下延伸的第二气管111,第一气管121和第二气管111位置对应,位于相邻锂电池单元的间隙中;第一气管121高度等于锂电池单元的高度,第一气管121端部密封,侧面均匀设置多个气孔;第二气管111孔径大于第一气管121孔径;第二气管111端部导通,第二气管111高度小于锂电池单元高度的五分之一,第一气管121顶端深入到第二气管111中;
第一气管121尾部相互连接并与进气管路导通;进气管路分别通过第一电磁阀1220和第二电磁阀1230与进气风扇122和二氧化碳压缩储瓶123连通;第二气管111尾部相互连接并与出气管路110导通,出气管路110通过第三电磁阀1120与排气风扇112连通。
其中,第一电磁阀1220、第二电磁阀1230和第三电磁阀1120均为气体电磁阀。
存储腔1内设置温度传感器和烟雾传感器、气压传感器;三者与第一电磁阀1220、第二电磁阀1230和第三电磁阀1120的控制器电连接,用于监测壳体2内锂电池单元的温度,以及检测锂电池单元是否发生短路着火事故。
盖体通过卡扣与存储腔1可拆卸连接,壳体2包覆在存储腔1和盖体外表面。
盖体、第一气管121和第二气管111由绝缘材料制备而成;壳体2为密封式壳体,由金属材料制成。金属壳体2具有耐高温、耐腐蚀、防火阻燃效果,既可以保护内部的锂电池元件,也可以避免内部的故障或火情对外部结构造成影响。
存储腔1的电池槽120内部设置防火阻燃棉。防火阻燃棉可以降低单个锂电池单元故障后,对其它锂电池单元的影响;并且可以对漏液进行吸附,阻止故障险情的蔓延。
该灭火装置在常规状态下用于控制锂电池单元的温度,此状态下,当温度传感器检测到电池包内温度过高时,第一电磁阀1220和第三电磁阀1120开启,进气风扇122将电池包外的冷空气抽入到电池包内,并通过第一气管121送入到电池包的存储腔内,用于对锂电池单元进行降温;同时用排气风扇112将电池包上部的高温热空气抽出,实现电池包内用于降温的空气的循环流动。
当温度传感器、烟雾传感器、气压传感器和电池管理电路检测到相关的电池故障和着火险情时;控制器将第一电磁阀1220和第三电磁阀1120关闭,并开启第二电磁阀1230,从而使得二氧化碳压缩储瓶123内的二氧化碳压缩空气进入到电池包内,通过液态二氧化碳的汽化降温,以及隔离助燃剂的屏蔽方式实现灭火效果,从而在第一时间扑灭火灾隐患,避免火势增强到难以控制的地步。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,所述动力***包括电池组、存储腔和壳体,电池组由18650锂电池单元串并联构成,锂电池单元位于存储腔内的电池槽内,其特征在于:灭火装置包括存储腔顶部和底部的盖体,底部盖体表面设置向上延伸的第一气管,顶部盖体表面设置向下延伸的第二气管,第一气管和第二气管位置对应,位于相邻锂电池单元的间隙中;所述第一气管高度等于锂电池单元的高度,第一气管端部密封,侧面均匀设置多个气孔;第二气管孔径大于第一气管孔径;第二气管端部导通,第二气管高度小于锂电池单元高度的五分之一,第一气管顶端***到第二气管中;
所述第一气管尾部相互连接并与进气管路导通;进气管路分别通过第一电磁阀和第二电磁阀与进气风扇和二氧化碳压缩储瓶连通;第二气管尾部相互连接并与出气管路导通,出气管路通过第三电磁阀与排气风扇连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,其特征在于:所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均为气体电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,其特征在于:所述盖体通过卡扣与存储腔可拆卸连接,壳体包覆在存储腔和盖体外表面。
4.根据权利要求1所述的一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,其特征在于:所述盖体、第一气管和第二气管由绝缘材料制备而成;壳体为密封式壳体,由金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,其特征在于:所述存储腔内设置温度传感器和烟雾传感器、气压传感器;三者与第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的控制器电连接,用于监测壳体内锂电池单元的温度,以及检测锂电池单元是否发生短路着火事故。
6.根据权利要求1所述的一种用于大容量锂离子电池动力***的灭火装置,其特征在于:所述存储腔的电池槽内部设置防火阻燃棉。
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