CN216536631U

CN216536631U - 动力电池及两轮电动车

Info

Publication number: CN216536631U
Application number: CN202122190081.4U
Authority: CN
Inventors: 王宇豪; 张成相; 周兴才; 冀宪胜; 张旭超; 马志杰; 蔡笃诚; 李飞
Original assignee: Zephyr Intelligent System Shanghai Co Ltd
Current assignee: Zephyr Intelligent System Shanghai Co Ltd
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2031-09-10

Abstract

本实用新型涉及一种动力电池及两轮电动车，上述动力电池包括外壳、电池包、灭火装置及气溶胶灭火器，灭火装置包括瓶体及火探管。当电池模组的温度迅速升高并产生可燃烟气时，外壳内的温度将逐渐升高到第一预设温度，并使火探管破裂。瓶体内的液体灭火剂由火探管的裂口处喷放出来，进而对电池包的热失控形成持续抑制。当明火产生时，外壳内的温度将进一步升高至第二预设温度。此时，气溶胶灭火器被触发，并向外壳内释放灭火气体实现灭火。液体灭火剂能够通过吸热降温，从而有利于持续抑制热失控，而气灭火气体能够快速扩散至各处，其扑灭明火的效果更好。因此，灭火装置与气溶胶灭火器配合，能够使上述动力电池具备较好的灭火效果。

Description

动力电池及两轮电动车

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种动力电池及两轮电动车。

背景技术

随着新能源技术的发展，越来越多的电动车采用了锂离子电池作为动力电池。但是，锂离子电池容易在温度过高或者过充时发生热失控，从而导致车辆起火，并对人员及车辆造成不可挽回的损失。

为此，越来越多的厂商开始考虑为动力电池配置灭火装置。常规的做法是在动力电池的外部或内部布设温度传感器，当检测到温度升高时触发，并使存储于的瓶体的灭火剂向动力电池喷出，以达到自动灭火的目的。但是，该方式的灭火效果有限，容易因复燃而导致灭火失败。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种灭火效果较好的动力电池及两轮电动车。

一种动力电池，包括：

外壳；

电池包，收容并固定于所述外壳内，所述电池包具有多个按预设规则排列的电池模组；

收容于所述外壳内的灭火装置，包括瓶体及火探管，所述瓶体用于容纳液体灭火剂，所述火探管与所述瓶体连通，并能够在达到第一预设温度时破裂；及

收容于所述外壳内的气溶胶灭火器，所述气溶胶灭火器能够在第二预设温度时触发，并向所述外壳内释放灭火气体，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。

在其中一个实施例中，所述瓶体与多个所述电池模组共同集成于所述电池包内。

在其中一个实施例中，所述瓶体被构造成与所述电池模组的外部轮廓一致，且所述瓶体嵌入相邻的所述电池模组之间。

在其中一个实施例中，所述瓶体的瓶口设置有虹吸管，且所述虹吸管向所述瓶体的底部延伸。

在其中一个实施例中，所述瓶体上设置有充气口。

在其中一个实施例中，所述火探管设置有多个，且多个所述火探管在所述电池模组的排列方向上间隔布置。

在其中一个实施例中，所述液体灭火剂为全氟己酮。

在其中一个实施例中，所述气溶胶灭火器包括容纳有产气药剂的气溶胶壳体、热敏线及电信号触发线，所述热敏线及所述电信号触发线能够在温度达到所述第二预设温度时被触发，并点燃所述产气药剂。

在其中一个实施例中，所述气溶胶灭火器安装于所述外壳的底部。

一种两轮电动车，包括车辆主体及如上述优选实施例中任一项所述的动力电池，所述动力电池安装于所述车辆主体的电池舱内。

上述动力电池及两轮电动车，当电池模组的温度迅速升高并产生可燃烟气时，外壳内的温度将逐渐升高到第一预设温度，并使火探管破裂。瓶体内的液体灭火剂由火探管的裂口处喷放出来，进而对电池包的热失控形成持续抑制。当明火产生时，外壳内的温度将进一步升高至第二预设温度。此时，气溶胶灭火器被触发，并向外壳内释放灭火气体实现灭火。液体灭火剂能够通过吸热降温，从而有利于持续抑制热失控，而气灭火气体能够快速扩散至各处，其扑灭明火的效果更好。因此，灭火装置与气溶胶灭火器配合，能够使上述动力电池具备较好的灭火效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型较佳实施例中动力电池的结构示意图；

图2为图1所示动力电池中灭火装置沿A-A的剖视图；

图3为图1所示动力电池中气溶胶灭火器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，本实用新型提供了一种动力电池100及两轮电动车。其中，两轮电动车包括车辆主体(图未示)及动力电池100，动力电池100安装于车辆主体的电池舱内。显然，动力电池100还可以应用于其他需要电池进行驱动的车辆或设备中。

进一步的，本实用新型较佳实施例中的动力电池100包括外壳110、电池包120、灭火装置130及气溶胶灭火器140。

外壳110可以是由塑料、金属或树脂材料成型的壳体结构，用于收容电池包120、灭火装置130等其他元件，起保护及封装的作用。外壳110的外部轮廓与车辆主体的电池舱的内部轮廓相匹配，具体可以呈方形、圆筒形等形状。

电池包120收容并固定于外壳110内，电池包120具有多个按预设规则排列的电池模组121。具体的，多个电池模组121可以按多行多列的形式进行排布。其中，电池模组121可以是单体电芯，也可是由多个单体电芯组合形成的复合电芯结构。上述单体电芯一般采用锂离子电池电芯，具有较高的能量密度。另外，动力电池100一般还配置有对电池包120的工作状态进行监控及管理的BMS和热管理***。

灭火装置130收容于外壳110内。请一并参阅图2，灭火装置130包括瓶体131及火探管132。灭火装置130中的瓶体131可以是单个，也可采用多个。瓶体131用于容纳存储液体灭火剂。具体在本实施例中，液体灭火剂为全氟己酮。全氟己酮无色无味且易挥发，具备优秀的环保性能。显然，在其他实施例中，全氟己酮也可由七氟丙烷等其他灭火剂代替。

为了使存储于瓶体131内的液体灭火剂在必要时能够顺利喷出，可通过向瓶体131内充入足量氮气进行加压。具体在本实施例中，瓶体131上设置有充气口1311。通过充气口1311可向瓶体131内充入氮气加压。正常工作状态下，充气口1311处于常闭状态。

火探管132与瓶体131连通，并能够在第一预设温度时破裂。火探管132一般包括一段对温度较为敏感的气管，在150至180摄氏度的高温环境中，气管便会破裂。初始状态下的火探管132内具有较高的压力，与瓶体131内的压力处于平衡状态。

气溶胶灭火器140收容于外壳110内。其中，气溶胶灭火器140能够在第二预设温度时触发，并向外壳110内释放灭火气体。而且，第二预设温度大于第一预设温度。

请一并参阅图3，在本实施例中，气溶胶灭火器140包括气溶胶壳体141、热敏线142及电信号触发线143。气溶胶壳体141容纳有产气药剂，热敏线142及电信号触发线143能够在温度达到第二预设温度时被触发，并点燃产气药剂。

热敏线在温度达到第二预设温度时会发生自燃，从而点燃产气药剂。电信号触发线143在温度达到第二预设温度时会产生一个电信号，该电信号能够转化为热能并点燃点火头，最终点燃产气药剂。产气药剂被点燃以后，会产生大量的高温灭火气体，通过吸热陶瓷对气体降温再流入外壳110内，便可达到灭火的目的。

当电池包120出现过充或者短路老化的情况时，电池模组121的温度会迅速升高，且温度超过其界限值时，电解液会随即喷出并产生可燃烟气。在外壳110内产生明火之前，温度可升高至第一预设温度。此时，火探管132破裂，瓶体131与火探管132之间的平衡被打破。由于瓶体131内部带压，火探管132的裂口处便成了压力泄放口，在气压的作用下，瓶体131内的灭火剂由火探管132的裂口处喷放出来。喷出的液体灭火剂进入外壳110内，并通过吸热降温进而对电池包120的热失控形成持续抑制。

具体在本实施例中，瓶体131的瓶口设置有虹吸管1312，且虹吸管1312向瓶体131的底部延伸。瓶体131内的液体灭火剂能够通过虹吸管1312导出至瓶口，有利于使瓶体131底部的液体灭火剂被充分排出。

若灭火装置130针对热失控的抑制成功，则外壳110内的温度降低，火情解除。若针对热失控的抑制失败，则外壳110内的温度将继续升高至第二预设温度。可燃气体在高温下发生燃烧，从而产生明火。此时，气溶胶灭火器140被触发并向外壳110内释放灭火气体。灭火气体能够快速扩散至外壳110内的各处，从而能够快速扑灭明火。而通过液体灭火剂对热失控的持续抑制，还能有效地防止复燃。

具体在本实施例中，气溶胶灭火器140安装于外壳110的底部。灭火烟气质量较轻，一般具有上升的趋势。因此，将气溶胶灭火器140设于外壳110的底部，有助于灭火烟气的均匀扩散。

请再次参阅图1，在本实施例中，瓶体131与多个电池模组121共同集成于电池包120内。也就是说，瓶体131并非游离于外壳110内，而是作为电池包120的一部分。因此，瓶体131的设置仅仅相当于将原电池包120中的一个电池模组121替换成瓶体131，并不会额外增大电池包120的体积，故不需额外增大占用空间。由此可见，相较于传统能够实现自动灭火的动力电池，上述动力电池100的体积更小、集成度以及小型化程度更高。

在本实施例中，瓶体131被构造成与电池模组121的外部轮廓一致，且瓶体131嵌入相邻的电池模组121之间。

具体的，电池模组121呈圆柱形时，瓶体131被构造成圆柱形；而当电池模组121呈方形时，则瓶体131被构造成方形。如此，可使瓶体131与多个电池模组121更好地集成并贴近，从而有助于进一步减小动力电池100的体积。

在本实施例中，火探管132设置有多个，且多个火探管132在电池模组121的排列方向上间隔布置。如图1所示，多个电池模组121沿水平方向排列，则多个火探管132在水平方向上间隔设置。如此，当其中任一电池模组121出现热失控时，均能够通过对应的火探管132及时探测到险情，并将液体灭火剂及时输送至起火点。

进一步的，在本实施例中，瓶体131位于电池包120的中部。当动力电池100内出现火情时，由于瓶体131居中，故瓶体131内的液体灭火剂能够更加均匀的达到各个火探管132的裂口处，从而快速灭火。

上述动力电池100及两轮电动车，当电池模组121的温度迅速升高并产生可燃烟气时，外壳110内的温度将逐渐升高到第一预设温度，并使火探管132破裂。瓶体131内的液体灭火剂由火探管132的裂口处喷放出来，进而对电池包120的热失控形成持续抑制。当明火产生时，外壳110内的温度将进一步升高至第二预设温度。此时，气溶胶灭火器140被触发，并向外壳110内释放灭火气体实现灭火。液体灭火剂能够通过吸热降温，从而有利于持续抑制热失控，而气灭火气体能够快速扩散至各处，其扑灭明火的效果更好。因此，灭火装置130与气溶胶灭火器140配合，能够使上述动力电池100具备较好的灭火效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种动力电池，其特征在于，包括：

外壳；

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述瓶体与多个所述电池模组共同集成于所述电池包内。

3.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述瓶体被构造成与所述电池模组的外部轮廓一致，且所述瓶体嵌入相邻的所述电池模组之间。

4.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述瓶体的瓶口设置有虹吸管，且所述虹吸管向所述瓶体的底部延伸。

5.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述瓶体上设置有充气口。

6.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述火探管设置有多个，且多个所述火探管在所述电池模组的排列方向上间隔布置。

7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述液体灭火剂为全氟己酮。

8.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述气溶胶灭火器包括容纳有产气药剂的气溶胶壳体、热敏线及电信号触发线，所述热敏线及所述电信号触发线能够在温度达到所述第二预设温度时被触发，并点燃所述产气药剂。

9.根据权利要求8所述的动力电池，其特征在于，所述气溶胶灭火器安装于所述外壳的底部。

10.一种两轮电动车，其特征在于，包括车辆主体及如上述权利要求1至9任一项所述的动力电池，所述动力电池安装于所述车辆主体的电池舱内。