CN216213826U - 一种分体式防爆锂电池组 - Google Patents

Abstract

一种分体式防爆锂电池组，锂电池组包括多个锂电池，锂电池包括：内部壳体、外部壳体、锂电池单元、保护板以及灭火***。外部壳体为一个密闭容纳腔，内部壳体和灭火***均位于外部壳体的内部，锂电池单元位于内部壳体的内部。保护板用于监控和保护锂电池的工作状态。灭火***包括冷水管、雾化阀门以及温度监测器。锂电池可单独使用，或多个锂电池串联和/或并联形成锂电池组。多个锂电池能够串联和/或并联以扩大锂电池组的容量，使得锂电池组的使用更加灵活，单个锂电池的损坏不会影响其他锂电池的使用，提高锂电池的利用率，不会导致电池的整体报废。通过整体结构的优化，使得电池或电池组具有防爆、防水、防尘，阻燃等优势。

Description

一种分体式防爆锂电池组

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，具体涉及一种分体式防爆锂电池组。

背景技术

近年来，锂电池得到了高速的发展，随着消费类终端产品的普遍应用，便携式储能锂电池的需求也越来越大，例如移动电源、电动自行车、电动汽车等用的锂电池。尽管锂电池给我们生活带来极大便利，但锂电池带来的安全事故也是屡见不鲜，例如***、自燃等等。目前，由于安全性能的要求，市面上主要以锂离子电池为主。而锂离子电池主要分为磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池以及钴酸锂电池。

现有的锂电池组体积庞大且笨重，一方面是不便于携带，二是锂电池组结构复杂，不便于拆卸，一旦锂电池组的某一个电池单元发生故障时，不便于维修，或者维修成本大，只能放弃锂电池组的维修，导致整个锂电池组的报废，降低锂电池的利用率。同时，锂电池的安全性也有待保障。

实用新型内容

本申请提供一种分体式防爆锂电池组，其主要目的在于设计一种防爆、阻燃以及可拆卸组合的锂电池组，即可提高锂电池的利用率，又可保证锂电池的安全性、可靠性。

本申请一种实施例中提供一种分体式防爆锂电池组，所述锂电池组包括多个锂电池，所述锂电池包括：内部壳体、外部壳体、锂电池单元、保护板以及灭火***；

所述外部壳体包括壳壁，以及分别固定在所述壳壁两端部的壳座和壳盖；所述壳壁、壳座以及壳盖形成一个密闭容纳腔，所述内部壳***于所述外部壳体的内部，所述锂电池单元位于所述内部壳体的内部；所述保护板用于监控和保护锂电池的工作状态；所述灭火***位于所述外部壳体内部，所述灭火***包括冷水管、雾化阀门以及温度监测器；

所述锂电池可单独使用，或多个所述锂电池串联和/或并联形成所述锂电池组。

一种实施例中，所述内部壳体和所述外部壳体均为长方体状的壳体。

一种实施例中，所述内部壳体的内部设置多个隔板和多个锂电池单元，所述锂电池单元位于所述内部壳体内的所述隔板上。

一种实施例中，所述内部壳体的至少一个侧壁上固定所述冷水管，所述冷水管上设置所述雾化阀门，相邻所述锂电池单元之间至少设置一个所述温度监测器。

一种实施例中，所述内部壳体为开口状的长方体结构，所述开口靠近所述壳盖一侧；在所述壳盖和所述壳座之间的所述内部壳体的侧壁上固定所述冷水管，固定所述冷水管的所述内部壳体的侧壁的端部设置内部连接件，所述内部连接件和所述外部壳体之间设置内壳盖，所述内壳盖通过所述内部连接件固定在所述内部壳体的开口处；所述内部连接件的厚度不小于所述冷水管的厚度。

一种实施例中，所述内部壳体和所述外部壳体之间设置所述保护板，所述雾化阀门和所述温度监测器连接，所述保护板分别和所述雾化阀门以及所述温度监测器连接；所述温度监测器用于监测所述锂电池单元的温度，并将所述温度发送给所述保护板；所述保护板用于监测和保护锂电池工作状态，并控制所述雾化阀门是否开启。

一种实施例中，所述保护板和所述外部壳体之间设置导热片。

一种实施例中，固定所述冷水管的所述内部壳体的侧壁上设置若干个夹紧件，所述夹紧件用于夹紧固定所述冷水管。

一种实施例中，所述内部壳体上开设多个通孔，所述壳盖和所述壳座中的至少一个为凹槽结构，所述凹槽结构用于固定所述内部壳体。

一种实施例中，所述内部壳体材质为塑料，所述外部壳体材质为铝合金；所述壳座和所述内部壳体之间设置缓冲层。

依据上述实施例中的分体式防爆锂电池组，由于锂电池组包括多个锂电池，多个锂电池能够根据需要串联和/或并联组合以扩大锂电池组的容量，使得锂电池组的使用更加灵活，并拥有更广范围或更多种电池容量的选择。多个锂电池串联和/或并联所形成的锂电池组，单个锂电池的损坏不会影响其他锂电池的使用，更换损坏的锂电池后其他电池仍可以正常使用，提高锂电池的利用率，不会导致电池的整体报废，使得锂电池的使用更加节能环保、并节约成本。外部壳体对内部壳体有一定的保护作用，内部壳体对锂电池单元有一定的保护作用，双层壳体更好的保护锂电池。灭火***的设置，提高锂电池的防爆、阻燃性能，提高锂电池的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本申请一种实施例中锂电池***结构示意图；

图2为本申请另一种实施例中锂电池***结构示意图；

图3为本申请再一种实施例中锂电池***结构示意图；

图4为本申请一种实施例中分体式防爆锂电池组结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1-4所示，一种实施例中，分体式防爆锂电池组，锂电池组包括多个锂电池，锂电池包括：内部壳体1、外部壳体2、锂电池单元3、保护板5以及灭火***。外部壳体2包括壳壁21，以及分别固定在壳壁21两端部的壳座22和壳盖23。壳壁21、壳座22以及壳盖23形成一个密闭容纳腔，内部壳体1位于外部壳体2的内部，锂电池单元3位于内部壳体1的内部。保护板5用于监控和保护锂电池的工作状态。灭火***位于外部壳体2的内部，包括冷水管4、雾化阀门41以及温度监测器。

锂电池可单独使用，或多个锂电池串联和/或并联形成锂电池组。

采用本申请上述实施例中的分体式防爆锂电池组(简称锂电池组)，由于锂电池组包括多个锂电池，多个锂电池能够根据需要串联和/或并联组合以扩大锂电池组的容量，使得锂电池组的使用更加灵活，并拥有更广范围或更多种电池容量的选择。多个锂电池串联和/或并联所形成的锂电池组，单个锂电池的损坏不会影响其他锂电池的使用，更换损坏的锂电池后其他电池仍可以正常使用，提高锂电池的利用率，不会导致电池的整体报废，使得锂电池的使用更加节能环保、并节约成本。外部壳体2对内部壳体1有一定的保护作用，内部壳体1对锂电池单元3有一定的保护作用，双层壳体更好的保护锂电池。灭火***的设置，提高锂电池的防爆、阻燃性能，提高锂电池的安全性和可靠性。

一种实施例中，内部壳体1和外部壳体2均为长方体状的壳体。长方体状的壳体相对其他形状的壳体结构，使得多个锂电池串并联组合时，空间利用高，也便于串联和/或并联组装锂电池。

一种实施例中，内部壳体1的内部设置多个隔板11和多个锂电池单元3，锂电池单元3位于内部壳体1内的隔板11上。多个锂电池单元3例如2个、3个、4个等。一个隔板11上放置一个锂电池单元3。外部壳体2的壳壁21两端开口，一端和壳盖23可拆卸连接，另一端和壳座22可拆卸连接。将壳盖23或壳座22拆卸，即可对内部壳体1维护。多个锂电池单元3和内部壳体1可拆卸连接。

多个锂电池单元3组合形成一个锂电池，多个锂电池再组合形成一个锂电池组。该种结构设计，一方面，使得锂电池更加的小型化，便于携带组装。再一方面，当某一个锂电池损坏时，不会导致整个锂电池报废，更换内部壳体1上的损坏锂电池单元3即可，较大程度的提高电池的利用率，降低电池的报废率，使得锂电池组更加节能环保。

一种实施例中，内部壳体1的至少一个侧壁上固定冷水管4，冷水管4上设置雾化阀门41，相邻锂电池单元3之间至少设置一个温度监测器。

温度监测器，例如温度传感器，可以检测内部壳体1上的锂电池单元3的温度，在温度过高时，打开冷水管4雾化阀门41，即可实现锂电池单元3降温，防止锂电池过热发生***事件，提升锂电池的安全性，进而也提升锂电池组的安全性。

一种实施例中，内部壳体1为开口状的长方体结构，开口靠近壳盖23一侧。在壳盖23和壳座22之间的内部壳体1的侧壁上固定冷水管4，固定冷水管4的内部壳体1的侧壁的端部设置内部连接件12，内部连接件12和外部壳体2之间设置内壳盖13，内壳盖13通过内部连接件12固定在内部壳体1的开口处。内部连接件12的厚度不小于冷水管4的厚度。

开口靠近壳盖23一侧，便于锂电池的拆卸维护。开口状的内部壳体1为五个面的长方体，将内壳盖13盖在内部壳体1的开口处，内部壳体1变为六面体。较好的，冷水管4设置在壳盖23和壳座22之间的内部壳体1的侧壁上，使得锂电池的空间布局较合理。更好的，在内部壳体1的外侧壁正对的两侧上分别设置冷水管4，两个冷水管4一方面可以提高降温效率，另一方面冷水管4的数量也不宜过多，否则不便于降低锂电池的体积，还可能会与锂电池的保护板5发生干涉，设置两个冷水管4较为合适。内部连接件12的厚度不小于冷水管4的厚度，对冷水管4有一定的保护作用，防止外部壳体2对于水管的挤压。如图1所示，所说厚度指沿着正对的两个冷水管4之间方向上的厚度。

具体的，冷水管4为弯曲结构，可以增加侧壁上冷水管4的长度，隔板11上开设多个网孔，可以使得冷水管4的水向各层的锂电池单元3渗漏，进行锂电池的降温，有效防止***事件的发生。

一种实施例中，内部壳体1和外部壳体2之间设置保护板5，雾化阀门41和温度监测器连接，保护板5分别和雾化阀门41以及温度监测器连接。温度监测器用于监测锂电池单元3的温度，并将温度发送给保护板5。保护板5用于用于监测和保护锂电池工作状态，处理温度监测器获取的温度，并根据处理温度的结果控制雾化阀门41是否开启。

设置冷水管4、雾化阀门41、温度检测器以及保护板5，更加智能、高效的方式对于锂电池内部的各个锂电池单元3的温度进行监控，并在温度超过安全范围时，及时的降温，大大的提高锂电池的安全性。雾化阀门41，具体可选择雾化阀。

一种实施例中，保护板5和外部壳体2之间设置导热片6。设置导热片6，及时的将保护板5上的热量导走，保证保护板5的正常工作，进而保证冷水管4的正常工作。

一种实施例中，固定冷水管4的内部壳体1的侧壁上设置若干个夹紧件14，夹紧件14用于夹紧固定冷水管4。具体的，夹紧件14为卡扣结构，将侧壁上的冷水管4加紧固定，防止由于外界的晃动导致冷水管4移位。在其他实施例中，还可以将夹紧件14设置为挡板结构，挡板和固定冷水管4的侧壁相垂直，相邻的挡板用于将相邻挡板之间的冷水管4夹紧固定。

一种实施例中，内部壳体1上开设多个通孔15，壳盖23和壳座22中的至少一个为凹槽结构，凹槽结构用于固定内部壳体1。

如图2所示，内部壳体1的侧壁上开设若干个条形通孔，便于对内部壳体1上的锂电池单元3通风、散热，提高锂电池组的安全性。较好的，在一种实施例中，隔板11上还可以开设若干个网孔，在需要对内部壳体1内部的锂电池单元3降温时，冷水管4流出的水可以通过网孔流到各个锂电池单元3上，进而及时降低各个锂电池单元3的温度。壳座22上开设凹槽，内部壳体1的端部位于凹槽内，使得内部壳体1更加稳固的位于外部壳体2的内部。壳盖23也为凹槽结构，盖在内部壳体1上，壳盖23在和内部壳体1接触处，设置密封件，增加外部壳体2的密封性。

一种实施例中，内部壳体1材质为塑料，外部壳体2材质为铝合金。壳座22和内部壳体1之间设置缓冲层25。内部壳体1选择塑料材质，比较轻薄，便于降低锂电池的重量和体积，并且材料成本低。外部壳体2选择铝合金，首先是铝合金的散热性能较好，其次是铝合金重量较轻，成本低。缓冲层25的设置，可以降低锂电池的晃动对内部结构影响，具体的缓冲层25可选择导热胶或泡沫棉，不仅具有缓冲作用，还能导热，有助于锂电池散热。

实施例1

本实施例以市面上常见的电动自行车锂电池为设计目标，设计电压48V、容量16000mAh。

分体式防爆锂电池组，包括4个锂电池，4个锂电池串联形成锂电池组。

锂电池包括：内部壳体1、外部壳体2以及锂电池单元3。

外部壳体2包括壳壁21，以及分别固定在壳壁21两端部的壳座22和壳盖23。外部壳体2的壳壁21两端开口，一端和壳盖23可拆卸连接，另一端和壳座22可拆卸连接。壳壁21、壳座22以及壳盖23形成一个密闭容纳腔，内部壳体1位于外部壳体2的内部，锂电池单元3位于内部壳体1的内部。

内部壳体1为开口状的长方体结构，开口靠近壳盖23一侧。内部壳体1的内部设置多个隔板11和多个锂电池单元3，锂电池单元3位于内部壳体1内的隔板11上，隔板11上开设多个网孔。

一个隔板11上放置一个锂电池单元3，锂电池单元3的端子接入保护板5。其中保护板5具有过充、过放、过流、短路、稳压、温度保护等作用。

在壳盖23和壳座22之间的内部壳体1正对的两侧壁上分别设置冷水管4，冷水管4为弯曲结构，冷水管4上设置雾化阀门41，相邻锂电池单元3之间至少设置一个温度监测器。

固定冷水管4的内部壳体1的侧壁的端部设置内部连接件12，内部连接件12和外部壳体2之间设置内壳盖13，内壳盖13通过内部连接件12固定在内部壳体1的开口处。内部连接件12的厚度不小于冷水管4的厚度。

内壳盖13和外部壳体2之间设置保护板5，雾化阀门41和温度监测器电器电气连接，保护板5分别和雾化阀门41以及温度监测器电气连接。温度监测器用于监测锂电池单元3的温度，并将温度发送给保护板5。保护板5用于处理温度，并根据处理温度的结果控制雾化阀门41是否开启。

保护板5和外部壳体2之间设置导热片6。固定冷水管4的内部壳体1的侧壁上设置若干个夹紧件14。内部壳体1的至少一个侧壁上开设若干个条形通孔15。

壳座22上开设凹槽，内部壳体1的端部位于凹槽内。壳盖23也为凹槽结构，盖在内部壳体1上，壳盖23在和内部壳体1接触处，设置密封件。在外部壳体2的其他地方也可以设置密封件，例如壳座22和壳壁21之间，以增加外部壳体2的密封性。

内部壳体1材质为塑料，外部壳体2材质为铝合金。壳座22和内部壳体1之间设置泡沫棉。

多个锂电池单元3组合形成电压12V、16000mAh的锂电池，在锂电池单元3安装好后，

对锂电池进行充电防电以及各项测试指标进行测试，待测试合格后，装入壳壁21，壳壁21与壳座22用螺丝固定。最后装入壳盖23，锁紧固定，其中壳盖23底部贴一定厚度的导热片6。如图4所示，4个锂电池串联又形成形成48V、16000mAh的锂电池组。每个锂电池上设置外部连接件24以将多个锂电池串联为锂电池组，壳壁21上开设第一凹槽211，壳座22上开设第二凹槽221，壳盖23上开设第三凹槽231，第一凹槽211、第二凹槽221以及第三凹槽231位于外部壳体2的同一侧，三个凹槽可用于实现多个锂电池的串联和/或并联。同理，在其他实施例中，根据需要通过锂电池上的外部连接件24将多个锂电池进行串联和/或并联的电路连接，通过锂电池上的凹槽实现多个锂电池在结构上的连接。

本申请所设计的锂电池组：通过采用分体式结构，将锂电池组划分为若干个相同锂电池，可以减小每个锂电池组的体积与重量，方便携带，同时可以根据场景需要将若干个锂电池串联或并联得到相应的容量，大大增加应用的灵活性。此外，当某个锂电池发生故障或毁坏，不影响其他锂电池，可单独替换，延长锂电池寿命。锂电池采用密封结构，增加密封性，同时在内部壳体1设置有冷水管4，便于及时降温处理。每个锂电池设置独立的BMS保护板以及壳体，外部壳体2采用导热性能与机械性能优良材料，导热性能可以使得锂电池在使用过程中产生的热量导出，在内部壳体1加入冷水管4后，可有效降低锂电池内部温度。且由于冷水管4出水口设置有雾化阀以及相邻锂电池单元3件设置有温度监测器，当锂电池发生泄漏或自燃，温度超过设置温度时，雾化阀通过温度控制可自动打开，将冷水管4内部的水注入到内部壳体1的内部，从而降低温度、消灭明火、稀释锂电池内部的电解液，防止发生更重大的事故，安全性高、可靠性好。锂电池能够适应复杂环境，抗冲击、抗震动、防水防尘等。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述锂电池组包括多个锂电池，所述锂电池包括：内部壳体、外部壳体、锂电池单元、保护板以及灭火***；

所述外部壳体包括壳壁，以及分别固定在所述壳壁两端部的壳座和壳盖；所述壳壁、壳座以及壳盖形成一个密闭容纳腔，所述内部壳***于所述外部壳体的内部，所述锂电池单元位于所述内部壳体的内部；所述保护板用于监控和保护锂电池的工作状态；所述灭火***位于所述外部壳体内部，所述灭火***包括冷水管、雾化阀门以及温度监测器；

所述锂电池可单独使用，或多个所述锂电池串联和/或并联形成所述锂电池组。

2.如权利要求1所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体和所述外部壳体均为长方体状的壳体。

3.如权利要求1所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体的内部设置多个隔板和多个锂电池单元，所述锂电池单元位于所述内部壳体内的所述隔板上。

4.如权利要求3所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体的至少一个侧壁上固定所述冷水管，所述冷水管上设置所述雾化阀门，相邻所述锂电池单元之间至少设置一个所述温度监测器。

5.如权利要求4所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体为开口状的长方体结构，所述开口靠近所述壳盖一侧；在所述壳盖和所述壳座之间的所述内部壳体的侧壁上固定所述冷水管，固定所述冷水管的所述内部壳体的侧壁的端部设置内部连接件，所述内部连接件和所述外部壳体之间设置内壳盖，所述内壳盖通过所述内部连接件固定在所述内部壳体的开口处；所述内部连接件的厚度不小于所述冷水管的厚度。

6.如权利要求1所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体和所述外部壳体之间设置所述保护板，所述雾化阀门和所述温度监测器连接，所述保护板分别和所述雾化阀门以及所述温度监测器连接；所述温度监测器用于监测所述锂电池单元的温度，并将所述温度发送给所述保护板；所述保护板用于监测和保护锂电池工作状态，并控制所述雾化阀门是否开启。

7.如权利要求6所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述保护板和所述外部壳体之间设置导热片。

8.如权利要求5所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，固定所述冷水管的所述内部壳体的侧壁上设置若干个夹紧件，所述夹紧件用于夹紧固定所述冷水管。

9.如权利要求1所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体上开设多个通孔，所述壳盖和所述壳座中的至少一个为凹槽结构，所述凹槽结构用于固定所述内部壳体。

10.如权利要求1至9中任一项所述的分体式防爆锂电池组，其特征在于，所述内部壳体材质为塑料，所述外部壳体材质为铝合金；所述壳座和所述内部壳体之间设置缓冲层。

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