一种电池模块热失控被动防护结构的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种检测并抑制电池模块热失控的结构。


背景技术：

2.电池模块热失控如果不加抑制，会引起燃烧甚至爆炸，除造成经济损失，还会对人身安全造成巨大威胁。
3.现有的电池模块热失控处理方法，主要有主动和被动两种。
4.主动方法包括通过用温度传感器、电压传感器或烟雾传感器等采集电池模块内各电芯和环境的状态，来判断电池模块的状态；如果出现热失控，就会断开电路，并打开电磁阀注入冷却液等方式来抑制热失控。
5.被动方法主要是事先在电池模块内注入甲基硅油等不自燃和高闪点的绝缘液体，将电池浸没在其中，正常状态时，绝缘液体可以充当导热介质，当电池出现热失控时，绝缘液体会进入电芯，起到抑制热失控的作用。
6.上述两种方法都存在一些问题：主动方法采用的传感器大幅增加了电池模块内的供电线路和采样线路，而且控制复杂，传感器、电磁阀和复杂的采样控制板也明显增加了电池模块的成本；被动方法采用的甲基硅油对电池模块内各种材料化学的相容性和电池模块的密封性提出了很高的要求，增加了设计难度和材料成本。


技术实现要素：

7.为了解决以上问题，本实用新型提出一种检测并抑制电池模块热失控的方法及装置。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池模块热失控被动防护结构，包括箱体、箱盖以及安放在箱体内的电池组，所述的箱体或/和箱盖上设置有洒水喷头，所述洒水喷头由用于连接外部水路的螺纹接口、位于螺纹接口内用于密封螺纹接口的密封塞以及通过卡扣连接螺纹接口的防撞保护支架组成，所述的防撞保护支架内放置温度超限可爆破的感温玻璃球。
9.所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其感温玻璃球内填充热膨胀液体。
10.所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其热膨胀液体预设温度为57℃～141℃。
11.所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其洒水喷头的类型包括但不限于下垂型洒水喷头、直立型洒水喷头、普通型洒水喷头、边墙型洒水喷头。
12.所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其洒水喷头的安装位置包括但不限于箱体的顶部、侧壁或底部。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1，在电池模块内布置若干个洒水喷头作为冷却装置，洒水喷头的数量、分布位置、
喷头类型、布置方案根据电池模块的结构尺寸和功率大小等进行调整，以达到最佳冷却方案；本实用新型采用的技术方案具有可靠性高、系统结构简单、成本低廉等优点，便于推广应用。
15.2，本实用新型所采用的洒水喷头，可以通过改变洒水喷头的感温玻璃球内填充的热膨胀液体来调整感温玻璃球爆破温度，用以适应不同工作温度要求的电池模块，具有普遍的适用性。
16.3，本实用新型所涉及的电池模块，以水为冷却介质，具有最佳的冷却效果，同时电池模块带有与外部水路连接的接口，方便与外部水路进行连接。
附图说明
17.图1是本实用新型电池模块的总体结构示意图；
18.图2是本实用新型电池模块的内部结构示意图；
19.图3是是本实用新型电池模块的轴测图；
20.图4是是本实用新型电池模块的水路接口示意图；
21.图5是是本实用新型洒水喷头的结构示意图；
22.图6是是本实用新型洒水喷头的轴侧图。
23.各附图标记为：10—箱体，20—箱盖，30—洒水喷头，31—感温玻璃球，32—防撞保护支架，33—卡扣，34—螺纹接口，40—电池组。
具体实施方式
24.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
25.参照图1至图4所示，本实用新型公开的一种电池模块热失控被动防护结构，用于电池模块发生热失控时进行降温和灭火，电池模块包括箱体10、箱盖20以及安放在箱体10内的电池组40，所述的箱体10或/和箱盖20上设置有洒水喷头30，所述洒水喷头30由用于连接外部水路的螺纹接口34、位于螺纹接口34内用于密封螺纹接口的密封塞以及通过卡扣33连接螺纹接口34的防撞保护支架32组成，卡扣用于锁紧螺纹的，方便用于对洒水喷头进行紧固连接，所述的防撞保护支架32内放置温度超限可爆破的感温玻璃球31，其中感温玻璃球31内填充热膨胀液体，热膨胀液体的预设温度包括但不限于57℃、68℃、79℃、93℃、141℃。本实用新型所采用洒水喷头以适应不同工作温度要求的电池模块，具有普遍的适用性。
26.根据电池组件的尺寸和结构的不同，所述洒水喷头30的类型包括但不限于下垂型洒水喷头、直立型洒水喷头、普通型洒水喷头、边墙型洒水喷头。根据电池组件的尺寸和结构的不同，所述洒水喷头30的安装位置包括但不限于箱体10的顶部、侧壁或底部。
27.本实用新型电池模块热失控的处理方法包含以下步骤：
28.s1、根据电池模块体积、电池容量、功率、热仿真分析结果等因素，确定电池模块的正常工作温度范围。
29.s2、根据步骤s1确定的电池模块正常工作温度，确定洒水喷头30的感温玻璃球31的爆破温度，并充以相应热膨胀系数的有机溶液。
30.s3、根据电池模块体积和功率，计算所需洒水喷头30的数量，并确定洒水喷头30的布置位置。
31.s4、电池模块内温度过高，超出正常工作范围时，控制系统切断电源，感温玻璃球31内的有机溶液热膨胀使得感温玻璃球31爆破，洒水喷头30自动开始往电池模块内洒水；电池模块内的空气通过防水透气阀排出到箱体外。
32.s5、温度降低到正常范围后，移除故障电池模块并更换新的电池模块，电池系统恢复正常。
33.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。


技术特征：
1.一种电池模块热失控被动防护结构，其特征在于：包括箱体（10）、箱盖（20）以及安放在箱体（10）内的电池组（40），所述的箱体（10）或/和箱盖（20）上设置有洒水喷头（30），所述洒水喷头（30）由用于连接外部水路的螺纹接口（34）、位于螺纹接口（34）内用于密封螺纹接口（34）的密封塞以及通过卡扣（33）连接螺纹接口（34）的防撞保护支架（32）组成，所述的防撞保护支架（32）内放置温度超限可爆破的感温玻璃球（31）。2.根据权利要求1所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其特征在于，所述的感温玻璃球（31）内填充热膨胀液体。3.根据权利要求2所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其特征在于，所述的热膨胀液体预设温度为57℃～141℃。4.根据权利要求3所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其特征在于，所述的洒水喷头（30）为下垂型洒水喷头、直立型洒水喷头、普通型洒水喷头或边墙型洒水喷头。5.根据权利要求1所述的一种电池模块热失控被动防护结构，其特征在于，所述的洒水喷头（30）安装于箱体（10）的顶部、侧壁或底部。

技术总结
本实用新型公开了一种电池模块热失控被动防护结构，包括箱体、箱盖以及安放在箱体内的电池组，所述的箱体或/和箱盖上设置有洒水喷头，所述洒水喷头由螺纹接口、密封塞以及通过卡扣连接螺纹接口的防撞保护支架组成，所述的防撞保护支架内放置温度超限可爆破的感温玻璃球；在电池模块发生热失控时可对电池模块进行降温和灭火，以水为冷却介质，具有最佳的冷却效果，同时电池模块带有与外部水路连接的接口，方便与外部水路进行连接；本实用新型采用的技术方案具有可靠性高、系统结构简单、成本低廉等优点，便于推广应用。便于推广应用。便于推广应用。


技术研发人员：彭俊荣 别瑜 贾思庆 龙飞 柳思奇
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所）
技术研发日：2021.11.20
技术公布日：2022/4/5