一种固态电池用的防火装置的制作方法

背景技术：
目前多个固态单体电池被串联或并联而成的电池组被广泛地应用在各种电动车辆上,虽然生产厂家都声称其电池组设有安全防火保护,但当车辆停放及无人照料时,电池自燃引起火灾的事件时有所闻。本发明便是针对电池自燃时,既存的各种安全防火系统失效下,如何防止火灾的一种防火装置。本发明也可应用在其他利用固态电池充当电源的场合,做为防止电池发生自燃后的防火装置。

技术实现要素：
本发明目的是:把电动车辆所用众多的固态单体电池区隔成为较小的模组,并分别放置在近似气密的电池组总箱体内,以便区隔可能的致火源和更有效地进行防火措施。还设置一个共享的排气管和冷却液槽,它们经由分支管道分别连通到各个电池组总箱体,当任何一个电池发生自燃而产生废气或温升时,发生自燃的电池组总箱体内部气压和温度会升高,于是便可利用在上述分支管道上装置止回弁或薄膜爆破弁的方式,使排气管通道适时地自动地打通,把废气排到大气。另外,排气管设有单向阀门,可阻止大气回流到电池组总箱体内引燃内部可燃性废气,同时,冷却液槽也会适时地自动打通,及时灌注冷却液到电池组总箱体内,起到扩散热集中点温度的作用。另外,也可利用冷却液的气化和气化热把电池箱体里的热能通过排气管带走,起到降温和防止电池组因温度过高发生过剧反应。利用以上的措施,就可防止电池组总箱体外表温度过高引燃周遭物体,也可防止废气在电池组总箱体内发生燃烧爆炸,并且让废气在排气管的扩散、缓冲、降温、引导、定向地排到大气中,因而达到防火的目的。

本发明一种固态电池用的防火装置是通过下列技术予以实现;它包括:

a.一个或多个电池组,每个电池组是由一个或多个单体电池所组成,所述单体电池之间的正负极被导线连接以便输出电能和电压、电流讯息;

b.一个排气管,它具有一个或多个进气支管和一个或多个喷气口;

c.一个或多个电池组总箱体,其内部空间足以放置所述电池组并留存适当的通气排气空间,其上还设有一个或多个废气连接口用以连接上述排气管的进气支管以便导通所述电池组产生的废气、一个或多个电线出口容许上述电池组的导线通往所述电池组总箱体外部;

d.一个或多个排气用爆破膜组,它连接在上述排气管(4)的进气口和所述电池组总箱体的废气连接口之间,用以阻止外部大气流通到所述电池组总箱体内,当所述爆破膜破裂时,可让所述电池组产生的废气流通到所述排气管,并通过所述喷气口排出到大气中。

还有,根据上述一个固态电池用的防火装置,其特征是其中包括:

一个或多个止回弁,它取代所述一个或多个排气用爆破膜组,当所述电池组总箱体内气压上升到设定程度时,所述止回弁会打通并容许所述废气排向所述排气管。

还有,根据上述一个固态电池用的防火装置,其特征是其中包括:

a.一个共享的冷却液槽,它储存适量的冷却液并且具有一个或多个冷却液输出支管分别连通到所述一个或多个电池组总箱体;

b.一个或多个冷却液用爆破膜组,它们各个具有一个爆破膜连接在上述冷却液输出支管和所述电池组总箱体上的冷却水连接口之间,用以阻止冷却液流通到所述电池组总箱体内,当所述爆破膜破裂时,可让所述冷却液流进所述电池组总箱体内。

还有,根据上述一个固态电池用的防火装置,其特征是其中包括:

a.一个或多个导热基板,分别紧贴在所述对应的单体电池外表上用以快速导热;

b.一个或多个冷却液喷洒管,它的一端分别利用热熔胶贴舔在上述导热基板上并封堵住出口,同时利用一个压缩弹簧取得一股脱离贴舔的力量,所述冷却液喷洒管的另一端口连通到所述电池组总箱体内的冷却液连接口,当所述导热基板的热度达到一定程度时,贴舔在上述导热基板上的冷却液喷洒管便会脱胶分离，让冷却液喷洒出来。

还有,根据上述一个固态电池用的防火装置,其特征是其中包括:

一个连体式结构的电池组总箱体和排气管,所述排气管内部填充有冷却液,所述排气管通道通往大气端装有一个高压止回弁防止大气流入,所述排气管通道通往所述电池组总箱体的一端,装有一个相较低压止回弁防止所述冷却液流入所述电池组总箱体内部。

还有,根据上述一个固态电池用的防火装置,其特征是其中包括:

一个导热胶体,它填充在所述电池组总箱体内。

附图说明

图1所示是本发明采用爆破弁方式的一个固态电池用的防火装置布置图

图2所示是采用排气管止回弁和热熔喷洒冷却液的防火装置布置图

图3所示是图2中热熔喷洒冷却液的细部图

图4所示是一个连体式结构的电池组总箱和排气管组合布置图

具体实施方式下面结合上述附图对本发明作进一步描述:

图1所示是本发明采用爆破弁方式的一个固态电池用的防火装置布置图,标示号码1是一个电池组总箱体,它的箱体1-1开通有多个出入口,其中包括排汽连接口1-2、冷却液连接口1-3、导线出入口1-45。所述箱体1-1近似气密的内部空间可装置多个单体电池1-41,所述各个电池的电极1-43利用导线1-42连接,再汇整成一个导线束1-44通过导线出入口1-45通往外部(如b所示),所述箱体内部多余空间应尽量减少,只要能让气体或液体自由流通并接触到各个单体电池即可,空间愈小表示残留在箱体1-1内的空气及助燃的氧气也就愈少,于是便可防止电池自燃时所产生的可燃气体在所述电池箱体1-1内燃烧爆炸。标示号码2是一个排气管,它包括一个管体2-1、喷气口2-3和一个经由排气支管2-2连通到排气连接口1-2的高压止回弁2-22、高压爆破弁2-23。标示号码3是一个冷却水槽,它包括一个装有冷却液3-22的槽体3-1,它利用一个冷却液支管3-2连通一个相较低压的爆破弁3-21到冷却液连接口1-3。于是,当任何一个单体电池发生短路或自燃现象而产生废气或热度时,密闭的箱体内的气压和温度便会上升,达到设定程度时,先让相较低压爆破弁3-21破裂,引导冷却液3-22到箱体1-1内，以便冷却热源、防止温度过高加剧电池组短路和自燃现象。倘若电池继续产生高温并且达到冷却液3-22的气化点时,冷却液开始沸腾变成气态便可吸收大量的气化热,同时并同产生的废气促使高压爆破弁2-23破裂,这时候,所述废气的可燃性会被冷却液蒸气稀释而降低,并通过高压止回弁2-22流入较大流路空间的管体2-1,起到缓冲减压、扩散冷却作用,然后冷却后的废气再经由喷气口2-3向安全的方向喷向大气,于是借助图1的流程便可阻止电池自燃后发生爆炸、产生明火、引燃周遭发生火灾。此外,所述爆破弁可直接采用习用的建筑物用消防洒水装置或化工业习用的薄膜式爆破安全弁,止回弁也可沿用空压系统所用的止回弁，排气管也可沿用传统的内燃机用排气管的设计特性。

图2所示是采用排气管止回弁和热熔喷洒冷却液的防火装置布置图,其中没有采用爆破弁而改用一个高压止回弁2-22和一个冷却液喷洒多管体3-4,所述多管体含有多个冷却液喷洒口a紧贴在各个单体电池1-41的表面。

图3所示是图2之中冷却液喷洒口a的细部图,标号3-44是多个冷却液喷

洒管,它的一端分别利用热熔胶贴舔到上述导热基板3-41的固定部3-42上并且被封堵住冷却液的喷洒出口,压缩弹簧3-43的一端扺在基板3-41,另一端束缚在喷洒管3-44之上,并随时赋予喷洒管3-44一股脱离贴舔的力量。所述冷却液喷洒管3-44的另一端口分别连通到所述电池组总箱体内的冷却液连接口(如图2中所示标号1-3),当所述导热基板3-41的热度达到一定程度时,贴舔在上述导热基板3-41上的冷却液喷洒管3-44会脱胶,所述弹簧3-43便推开贴舔的冷却液喷洒管3-44,让喷出的冷却液流入箱体1-1内。

图4所示是一个连体式结构的电池组总箱和排气管组合布置图,图中显示冷却液槽3直接设置在电池组箱体1-1的上面,形成一个连体式结构。当任何一个电池自燃而产生废气和温度致使相较低压止回弁3-23打开,储存在冷却液槽3的冷却液3-22便会被废气排挤流入箱体1-1产生冷却作用,当电池自燃现象持续加剧,废气或冷却液蒸发气便会推开高压止回弁2-22,使废气通过已经排空、形同排气管一般的冷却液槽3排出。从图4也可看出,本发明可以把多个电池组总箱体1利用连接管2-21连接到一个共享的排气管2,非常适合应用到目前流行的纯电动车辆或自平衡电动车上,也适合应用到类似光伏发电站的调节储能电池组上,可确实的防止火灾于万一。

另外,图4所示的装置也可以在冷却液槽3之中不充填冷却液3-22,取而代之的是在箱体1-1之内填充导热熔胶(如导热硅胶、导热油或导热油脂之类),同样的可以达到防火的目的。