锂电池组的防护装置的制作方法

文档序号:12407570阅读:315来源:国知局

本实用新型涉及电池领域,具体涉及一种锂电池组的防护装置。



背景技术:

近年来,随着便携电器、小型家用电器、电动工具、电动交通工具等迅速普及,锂电池由于容量高、循环寿命长、无记忆效应、自放电率低和绿色环保等优点,成为诸多需要可充式电池的电子、电气产品的动力来源。

在实际使用中,通常需要多只锂电池串联或并联使用。当多个单体锂电池串联使用时,由于每个单体锂电池的性能很难做到完全一致,性能最差的电池往往成为整组电源的瓶颈。而由于“短板效应”,性能最差的电池通常早于其他电池充满,也早于其他电池放空,在反复的充放电循环之中,这种差距会逐渐扩大,最终造成整组电池性能的劣化。尤其是在大功率的产品中使用时,当其中某个单体锂电池出现故障后可能会导致温度急剧升高,从而使得周边电池迅速升温而烧毁整个电池组,甚至会引起火灾、爆炸等恶性事故发生。

因此,如何提高锂电池组的安全性和可靠性,避免因单个单体锂电池的失效而引起整个锂电池组的报废成为锂电池亟待解决的问题。



技术实现要素:

针对背景技术中存在的缺陷或不足,期望提供一种锂电池组的防护装置,其能够提高锂电池组的安全性和可靠性,避免因单个单体锂电池的失效而引起整个锂电池组的报废,从而提高锂电池组的整体使用寿命。

具体地,本实用新型提供了一种锂电池组的防护装置,包括:下壳,其内部设置有存储腔,用于存放锂电池组和冷却剂;上盖,其与 所述下壳通过紧固件相连接;冷却管道,其附接于所述下壳的外部,用于输入或输出冷却剂;循环泵,其一端与用于存储冷却剂的存储箱连接,另一端与所述冷却管道相连接,用于克服冷却剂输入端与输出端的压力降以将冷却剂循环散热;泄压阀,其设置于所述上盖上,当所述下壳内部的压强达到所述泄压阀的阙值时,所述泄压阀会自动释放所述下壳内部的存储腔中的气体;在正常工作时,冷却剂充满所述下壳的存储腔的整个存储空间并包覆在锂电池组的周围,当锂电池组的单个或某几个单体锂电池的温度大于预设阙值的情况下,所述存储箱通过循环泵迅速对存储腔和/或冷却管路的冷却剂进行冷热交换,从而快速吸收锂电池释放的热量,并且通过泄压阀自动调节存储腔内的压强的大小,防止防护装置发生燃烧或爆炸,提高锂电池组的安全性和可靠性。

进一步地,所述防护装置还包括控制装置,其通过设置于所述上盖外侧的接口与所述防护装置连接,用于监测锂电池组的温度,并控制所述循环泵的开启或关闭。

进一步地,所述锂电池组的每个单体锂电池附近分别设置有温度传感器,并通过所述温度传感器将锂电池的温度信息及时地发送给所述控制装置。

优选地,所述防护装置还包括散热装置,其设置于所述下壳和/或冷却管道的外侧周围,便于将所述下壳和/或冷却管道内的冷却剂的热量及时散发到外界空气中。

可选地,所述散热装置设置在下壳的外侧周围,并与下壳一体成型的多条散热片。

可选地,所述散热装置为散热器,设置在冷却管道的外侧周围。

可选地,所述泄压阀的数量可以大于等于1个,并沿所述上盖的长度方向均布设置。

可选地,所述下壳与所述上盖之间设置有密封件,以防止冷却剂从所述下壳的存储腔内溢出。

可选地,当所述锂电池组中的某个单体锂电池损坏时,所述控制装置能够发出蜂鸣声,提醒用户更换电池。

可选地,所述下壳外侧设置有显示屏,可将所述控制装置监测到的信息显示于所述显示屏处。

本实用新型的有益效果是:避免了因单个单体锂电池的失效而引起整个锂电池组的报废的问题,同时由于冷却剂时刻与锂电池组接触,使锂电池组长时间处于合适的温度下工作,从而相对地延长了锂电池组的使用寿命,提高了锂电池组的安全性和可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为根据本实用新型的一个实施例的锂电池组的防护装置的示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1:下壳

2:上盖

3:冷却管道

4:循环泵

5:泄压阀

6:散热装置

7:控制装置接口。

8:存储箱

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型,而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参考图1,本实用新型的实施例提供了一种锂电池组的防护装置,该防护装置包括:下壳1,其内部设置有存储腔,用于存放锂电池组和冷却剂;上盖2,其与下壳1通过紧固件相连接;冷却管道3,其附接于下壳1的外部,用于输入或输出冷却剂;循环泵4,其一端与用于存储冷却剂的存储箱8连接,另一端与冷却管道3相连接,用于克服冷却剂输入端与输出端的压力降以将冷却剂循环利用;泄压阀5,可以自动开启或关闭,其设置于上盖2上,当下壳1内部的压强达到泄压阀5的阙值时,泄压阀5会自动释放下壳1内部的存储腔中的气体。

在本实用新型中,冷却剂具有阻燃性能,可以包括但不限于冷却油、液氮、高压惰性气体等,本实施例中以冷却油为例,冷却油有自动热平衡功能,在正常使用时,锂电池组以现有技术公知的方式固定于存储腔内部,冷却油通过与循环泵相连接的冷却管道3充满下壳1的存储腔的整个存储空间并包覆在锂电池组的周围。这样,冷却油时刻与锂电池组接触,并通过下壳1外侧的散热装置6将锂电池组的热量及时散发到外界空气中,使锂电池组长时间处于合适的温度下工作,从而相对地延长了锂电池组的使用寿命。

进一步地,本实用新型的实施例中还包括控制装置,其通过设置于上盖2外侧的控制装置接口与防护装置连接,用于控制锂电池组的温度,并控制存储箱8的开启或关闭。每个单体锂电池附近设置有温度传感器,可将每个单体锂电池的温度及时地发送给控制装置。可选地,下壳1外侧设置有显示屏,可将监测到的信息显示于该显示屏处。

进一步地,当控制装置监测到某个或某几个单体锂电池的温度的升高达到温度传感器的阙值时,会立刻启动循环泵4,通过循环泵4及冷却管道3的输入端将存储箱8中较冷的冷却油输送至下壳1的存储腔内,并通过冷却管道3的输出端将过热的冷却油输出回存储箱8中,通过循环泵的这种不断地冷热交换,可以快速吸收锂电池释放的热量,使锂电池组的整体温度迅速降到阙值以下,避免其它性能良好的单体锂电池因为突然的高温而发生连锁损坏,影响整组锂电池的使用寿命。

同时,当控制装置监测到某个或某几个单体锂电池的温度的升高导致存储腔内的冷却油压强增大到泄压阀5的阙值时,或者虽然没有达到温度传感器的阙值,但由于该温度的升高会引起冷却管道和/或下壳1的存储腔中的冷却油膨胀,从而引起冷却管道和/或下壳1的存储腔中冷却油的压强增大,当控制装置监测到冷却管道和/或下壳1的存储腔中冷却油的压强达到泄压阀5的阙值时,泄压阀5会自动释放下壳1的存储腔中的气体,从而降低冷却管道和/或下壳1的存储腔中冷却油的压强,避免因冷却油压强过大而导致冷却管道和/或下壳1的存储腔爆炸,提高锂电池的防护装置使用时的安全性和可靠性。

进一步地,本实用新型的实施例中还包括散热装置6,其设置于下壳1和/或冷却管道3的外侧周围,便于将下壳1和/或冷却管道3的存储腔内的冷却剂的热量及时散发到外界空气中。

可选地,泄压阀5的数量可以大于等于1个,沿上盖2的长度方向均布设置。

优选地,下壳1与上盖2之间设置有密封件,以防止冷却油从下壳1的存储腔内溢出。

当锂电池组的整体温度降到正常情况后,如果有锂电池损坏,控制装置可以发出蜂鸣声,提醒用户更换电池。此时可以将上盖2、密封件从下壳1上拆下来,取出已损坏的锂电池,更换为新的锂电池,再将上盖组装好后,可以继续使用该锂电池组,提高了锂电池组的使用寿命。

可选地,下壳1由铝合金材料制成,质量较轻,同时也比较利于散热。

可选地,下壳1的外侧周围设置的散热装置可以为与下壳1一体成型的多条散热片,也可以为单独的散热器,下壳1的存储腔内的锂电池组的热量及时散发到外界空气中,进一步提高整组锂电池的使用寿命。

可选地,冷却管道3的周围也可以设置有散热装置,例如散热片和/或散热器,数量视冷却管道的长度而定。

本实用新型的实施例中,在正常使用时,存储箱中的冷却油通过 与循环泵相连接的冷却管道3充满下壳1的存储腔的整个存储空间并包覆在锂电池组的周围。这样,冷却油时刻与锂电池组接触,并通过下壳外侧的散热片与外界空气交换热量,使锂电池组长时间处于合适的温度下工作,从而相对地延长了锂电池组的使用寿命。当锂电池组的单个或某几个单体锂电池的温度大于预设阙值的情况下,启动循环泵迅速对存储腔和/或冷却管路的冷却剂进行冷热交换,可以快速吸收锂电池释放的热量,并且通过泄压阀自动调节存储腔内的压强的大小,防止防护装置发生燃烧或爆炸,提高锂电池组的安全性和可靠性。

另外,对于较小功率的锂电池组,其防护装置为尺寸较小的便携式结构,可以不需要存储箱、循环泵和冷却管道,下壳外侧的散热装置可以为与下壳一体成型的多条散热片,下壳的存储腔内预先充满了冷却剂,在正常使用时,冷却油充满下壳的存储腔的整个存储空间并包覆在锂电池组的周围。这样,冷却油时刻与锂电池组接触,并通过下壳外侧的散热片与外界空气交换热量,使锂电池组长时间处于合适的温度下工作,从而相对地延长了锂电池组的使用寿命。当控制装置监测到某个或某几个单体锂电池的温度的升高达到温度传感器的阙值时,主要利用下壳的散热片和泄压阀迅速降温,同时减小存储腔内因温度升高而引起的增大的压强。

从以上的描述中,可以看出本实用新型解决了避免因单个单体锂电池的失效而引起整个锂电池组的报废的问题,同时由于冷却剂时刻与锂电池组接触,使锂电池组长时间处于合适的温度下工作,从而相对地延长了锂电池组的使用寿命,提高了锂电池组的安全性和可靠性。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的实用新型范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如,对于上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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