一种安全汽车动力电源模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种安全汽车动力电源模组，包括电池模块、电源模块、可熔断柔性电源模块连接条、灭火层、灭火仓、风冷系统、水冷系统、加热系统、红外成像系统和汽车动力电源模组壳体。所述电池模块正、负极极柱快速熔断器和可熔断柔性电源模块连接条有效保证电池短路条件下电池安全。风冷系统、水冷系统和加热系统提高电池安全和使用效率。灭火层、灭火仓和红外成像系统大大提高阻止或减小电池起火燃烧爆炸危险。本实用新型在汽车动力电池应用上具有良好前景。
【专利说明】
一种安全汽车动力电源模组
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种安全汽车动力电源模组。
【背景技术】
[0002]新能源电动汽车动力电池主要使用锂离子二次电池模组，当电动汽车受到外力冲撞，车体外壳和车身动力电源外在外力机械力作用下会挤压动力电源壳体内锂电池，造成电池短路起火燃烧爆炸安全事故，造成人员伤亡和财产损失，所以需要做出改进。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种安全、防火的汽车动力电源模组。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种安全汽车动力电源模组，包括电池模块组成的电源模块、可熔断柔性电源模块连接条、灭火层、灭火仓、风冷系统、水冷系统、加热系统、红外成像系统和汽车动力电源模组壳体。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述电池模块设置有不锈钢壳或铝壳，电池模块是由多个铝塑膜软包锂离子二次电池串并联组成的电池组，且电池模块包括正、负极极柱、散热槽和电池模块固定螺母。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述正、负极极柱包括极柱螺母、极柱螺栓和快速熔断器，所述极柱螺母安装在电池模块盖板极柱固定螺母上，极柱螺母的前部为带内螺纹的中空部，极柱螺母的中空部内设有耐大电流弹簧I，所述极柱螺栓前部为带外螺纹的中空部，极柱螺栓的中空部内设有耐大电流弹簧Π，带内螺纹的极柱螺母中空部与带外螺纹的极柱螺栓中空部螺纹连接，所述快速熔断器置于极柱螺母中空部与极柱螺栓中空部内，快速熔断器两端分别与耐大电流弹簧1、耐大电流弹簧Π接触。
[0008]进一步，所述电源模块由多个电池模块串并联组成，所述电源模块包括电源模块壳体、电源模块的正、负极、橡胶减震器，所述壳体上分布设置有壳体散热槽，电源模块和电池管理系统连接。
[0009]进一步，多个所述电源模块通过可熔断柔性电源模块连接条串、并联连接，可熔断柔性电源模块连接条包括位于两侧的正、负极柱固定孔、位于中间处的柔性导线、过电流熔断保险丝和包覆可熔断柔性电源模块连接条的密封层，所述密封层为包覆在可熔断柔性电源模块连接条外部的透明绝缘塑料，所述透明绝缘塑料的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯或硅胶，所述柔性导线为铜、镍或不锈钢导线编织而成，所述过电流熔断保险丝为环保易熔
I=IO
[0010]进一步，所述灭火层位于汽车动力电源模组壳体内壁四边，灭火层为包括低熔点聚合物灭火外层，灭火外层内填充有高效阻燃灭火剂。
[0011]进一步，所述灭火仓包括直接吸热式易熔合金喷头、灭火剂仓，所述直接吸热式易熔合金喷头为低熔点合金，所述灭火剂仓内装有有机溶剂灭火剂，直接吸热式易熔合金喷头位于汽车动力电源模组壳体上层内壁和电源模块上侧，所述灭火剂仓位于汽车动力电源模组壳体上层外壁，灭火仓和汽车动力电源模组壳体密封连接。
[0012]进一步，所述风冷系统包括过滤网、进风口和出风口，所述过滤网安装在所述进风口和出风口内，进风口位于汽车动力电源模组壳体前侧，出风口位于汽车动力电源模组壳体后侧。
[0013]进一步，所述加热系统位于电源模块内壁，加热系统设置有加热电阻丝，加热系统的加热电阻丝和电池模块连接，加热系统和电源模块电池管理系统连接。
[0014]进一步，所述红外成像系统位于汽车动力电源模组壳体上层内壁。
[0015]本实用新型的有益效果是:本产品电池模块电池极柱中安装有快速熔断器，当电池在短路或超负荷大电流条件下，快速熔断器会迅速熔断，电池极柱短路，保护电池安全，快速熔断器可以重复使用，提高电池安全和使用效率。
[0016]电源模块正、负极极柱通过可熔断柔性电池模块连接条连接。可熔断柔性电池模块连接条外包覆密封层的设计，为电源使用提供了安全保障，电源出现短路或超过电池负荷大电流时，电池模块之间连接的可熔断柔性电池模块连接条在大电流条件下立即熔断，及时断开电路，及时防止电池在起火爆炸，保护电源和人员安全。
[0017]当电动汽车收到外力撞击，壳体形变，挤压动力电源壳体，位于汽车动力电源模组壳体内壁四边灭火层首先收到挤压刺穿，灭火层内有机溶剂灭火剂迅速覆盖在电源模块表面，阻止或减小电池起火燃烧爆炸危险。
[0018]当电源模组起火燃烧爆炸时，位于汽车动力电源模组壳体上层内壁和电源模块上方灭火仓上的直接吸热式易熔合金喷头在高温下迅速熔化，灭火剂仓内有机溶剂灭火剂迅速覆盖在电源模组表面，阻止或减小电池起火燃烧爆炸危险。
[0019]风冷系统可以起到冷却电源模组作用，当环境温度较低条件下，开启风冷系统可以冷却动力电池组温度，保障电池安全和使用效率。当环境温度大于动力电池温度条件下，关闭风冷系统。
[0020]位于电源模块外壁水冷系统可以有效降低电池模块温度，保护动力电池。
[0021]当动力电池温度低于正常工作温度条件时，启动位于电源模块内壁加热系统，保障动力电池正常工作。
[0022]电源模块基座的橡胶减震器可以减少机械外力。
[0023]位于汽车动力电源模组壳体上层内壁红外成像系统可以在线实时监控电源模组温度情况，当电池温度在警报温度条件下，操作人员可以立即做出安全防范，预防安全事故发生。
【附图说明】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0025]图1是本实用新型的俯视结构不意图；
[0026]图2是本实用新型的侧视结构不意图；
[0027]图3本实用新型电池模块的结构示意图；
[0028]图4本实用新型电源模块的俯视结构示意图；
[0029]图5是本实用新型电源模块的侧视结构示意图；
[0030]图6是本实用新型可熔断柔性电源模块连接条的结构示意图；
[0031 ]图7是本实用新型正、负极极柱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]参照图1-图7，本实用新型的一种安全汽车动力电源模组，包括电池模块1、电源模块2、可熔断柔性电源模块连接条3、灭火层4、灭火仓5、风冷系统6、水冷系统7、加热系统8、红外成像系统9和汽车动力电源模组壳体10。
[0033]电池模块I为不锈钢壳或铝壳电池模块。所述电池模块I是由多个铝塑膜软包锂离子二次电池串并联组成的电池组。电池模块I包括正、负极极柱11、散热槽12和电池模块固定螺母13。散热槽12为不锈钢壳或铝壳前、后、左和右面开口槽，起到通风散热作用。
[0034]正、负极极柱11包括极柱螺母Ila和极柱螺栓lib。极柱螺母Ila安装在电池模块盖板极柱固定螺母上。极柱螺母Ila的前部为带内螺纹的中空部，极柱螺母Ila材料为铜、不锈钢、镍等导体，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Illc，极柱螺栓Ilb前部为带外螺纹的中空部，其前部的材料为绝缘塑料，极柱螺栓Ilb后部为铜、不锈钢、镍等导体，位于该中空部内设有耐大电流弹簧niid，带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接。快速熔断器Ile置于带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内，该快速熔断器lie两端分别与耐大电流弹簧111 c、耐大电流弹簧Π 11d接触。
[0035]当不锈钢壳电池或铝壳电池发生短路或超出额定电流时候，安装在极柱11中的快速熔断器I Ie在大电流条件下，迅速熔断，电池正、负极柱11内部断路，电池断路，保护电池使用安全。
[0036]极柱11内安装可更换快速熔断器lie，有效提高电池使用效率.
[0037]电源模块2由多个电池模块I串并联组成.电源模块2包括电源模块2壳体21、电源模块2正、负极22、橡胶减震器23。电源模块2壳体21分布电源模块壳体散热槽24，电源模块壳体散热槽24为电源模块2壳体21前、后、左和右面开口槽，起到通风散热作用。电源模块2和电池管理系统连接。
[0038]汽车动力电源模组由多个电源模块2通过可熔断柔性电源模块连接条3串并联组成，可熔断柔性电源模块连接条3包括位于两侧的正、负极柱固定孔31、中间处的柔性导线32、过电流熔断保险丝33和包覆可熔断柔性电源模块连接条3的密封层34，密封层34为包覆在可熔断柔性电源模块连接条3外部的透明绝缘塑料，其中所述透明绝缘塑料的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯或硅胶，柔性导线32为铜、镍或不锈钢导线编织而成，过电流熔断保险丝33为环保易熔合金。过电流熔断保险丝33为熔点为138°C的铋、锑、锡等微量元素制成的合金，当温度大于138°C，过电流熔断保险丝33及时熔断，对电源起到断路作用，避免电源由于短路和超负荷大电流发生起火爆炸安全事故，及时保护电源和操作人员安全。
[0039]灭火层4位于汽车动力电源模组壳体10内壁四边。灭火层4为包括低熔点聚合物灭火外层，灭火层4内填充了高效阻燃灭火剂。
[0040]当电动汽车收到外力撞击，壳体形变，挤压动力电源壳体，位于汽车动力电源模组壳体内壁四边灭火层4首先收到挤压刺穿，灭火层4内有机溶剂灭火剂迅速覆盖在电源模块表面，阻止或减小电池起火燃烧爆炸危险。
[0041 ]当汽车动力电源模组壳体继续挤压穿刺进入电池内部，电池短路起火燃烧爆炸。灭火层4外层为熔点低于170°C绝缘高聚物材料，当电芯起火燃烧爆炸时，灭火层4外层在高温下立即熔化破裂，防火层4内四氯化碳灭火剂覆盖在电芯表面，阻止或减小电芯起火燃烧爆炸安全事故。
[0042]灭火仓5包括直接吸热式易熔合金喷头51、灭火剂仓52。直接吸热式易熔合金喷头51为低熔点合金，灭火剂仓52内装有有机溶剂灭火剂。直接吸热式易熔合金喷头51位于汽车动力电源模组壳体10上层内壁和电源模块2上方，灭火剂仓52位于汽车动力电源模组壳体10上层外壁，灭火仓5和汽车动力电源模组壳体10密封连接。
[0043]当电源模块2起火燃烧爆炸时，位于汽车动力电源模组壳体1上层内壁和电源模块2上方灭火仓5上的直接吸热式易熔合金喷头51在高温下迅速熔化，直接吸热式易熔合金喷头51内密封有熔点为130 0C低熔点合金，当电源模块2外壳温度高于130°C时，直接吸热式易熔合金喷头51响应时间为2秒，2秒后，合金熔化，在喷头内和灭火剂仓52内的四氯化碳灭火剂导出覆盖在电池表面，起到阻燃防火作用。
[0044]风冷系统6包括过滤网61、进风口 62和出风口 63。过滤网61安装在进风口 62和出风口63内。进风口62位于汽车动力电源模组壳体10前方，出风口63位于汽车动力电源模组壳体10后方。
[0045]风冷系统可以起到冷却电源模组作用，当环境温度较低条件下，开启风冷系统可以冷却动力电池组温度，保障电池安全和使用效率。当环境温度大于动力电池温度条件下，关闭风冷系统。
[0046]水冷系统7位于电源模块2组外壁。水冷系统7为管冷板。水冷系统7包括进水口71和出水口 72，电源模块2之间水冷系统7通过连接管相连。位于电源模块2外壁水冷系统可以有效降低电池模块温度，保护动力电池。
[0047]加热系统8位于电源模块2内壁。加热系统8为加热电阻丝。加热系统8的加热电阻丝和电池模块I连接。加热系统8和电源模块2电池管理系统连接。
[0048]电源模块2电池管理系统包括连接在电池模块I上的热电偶和电池模块I。
[0049]当电池模块I温度低于电池正常工作温度时，与电源模块2电池管理系统连接的电池模块I为加热系统8为加热电阻丝供电，当电池模块I温度达到电池正常工作温度时，电池模块I停止为加热系统8为加热电阻丝供电。保障动力电池正常工作。
[0050]红外成像系统9位于汽车动力电源模组壳体10上层内壁。红外成像系统9的监控探头位于汽车动力电源模组壳体10上层内壁，监控视频系统位于操作人员可控位置，当电池温度在警报温度条件下，操作人员可以立即做出安全防范，预防安全事故发生。
[0051]以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:包括电池模块组成的电源模块、可熔断柔性电源模块连接条、灭火层、灭火仓、风冷系统、水冷系统、加热系统、红外成像系统和汽车动力电源模组壳体。2.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述电池模块设置有不锈钢壳或铝壳，电池模块是由多个铝塑膜软包锂离子二次电池串并联组成的电池组，且电池模块包括正、负极极柱、散热槽和电池模块固定螺母。3.根据权利要求2所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述正、负极极柱包括极柱螺母、极柱螺栓和快速熔断器，所述极柱螺母安装在电池模块盖板极柱固定螺母上，极柱螺母的前部为带内螺纹的中空部，极柱螺母的中空部内设有耐大电流弹簧I，所述极柱螺栓前部为带外螺纹的中空部，极柱螺栓的中空部内设有耐大电流弹簧Π，带内螺纹的极柱螺母中空部与带外螺纹的极柱螺栓中空部螺纹连接，所述快速熔断器置于极柱螺母中空部与极柱螺栓中空部内，快速熔断器两端分别与耐大电流弹簧1、耐大电流弹簧Π接触。4.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述电源模块由多个电池模块串并联组成，所述电源模块包括电源模块壳体、电源模块的正、负极、橡胶减震器，所述壳体上分布设置有壳体散热槽，电源模块和电池管理系统连接。5.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:多个所述电源模块通过可熔断柔性电源模块连接条串、并联连接，可熔断柔性电源模块连接条包括位于两侧的正、负极柱固定孔、位于中间处的柔性导线、过电流熔断保险丝和包覆可熔断柔性电源模块连接条的密封层，所述密封层为包覆在可熔断柔性电源模块连接条外部的透明绝缘塑料，所述透明绝缘塑料的材料为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯或硅胶，所述柔性导线为铜、镍或不锈钢导线编织而成，所述过电流熔断保险丝为环保易熔合金。6.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述灭火层位于汽车动力电源模组壳体内壁四边，灭火层为包括低熔点聚合物灭火外层，灭火外层内填充有高效阻燃灭火剂。7.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述灭火仓包括直接吸热式易熔合金喷头、灭火剂仓，所述直接吸热式易熔合金喷头为低熔点合金，所述灭火剂仓内装有有机溶剂灭火剂，直接吸热式易熔合金喷头位于汽车动力电源模组壳体上层内壁和电源模块上侧，所述灭火剂仓位于汽车动力电源模组壳体上层外壁，灭火仓和汽车动力电源模组壳体密封连接。8.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述风冷系统包括过滤网、进风口和出风口，所述过滤网安装在所述进风口和出风口内，进风口位于汽车动力电源模组壳体前侧，出风口位于汽车动力电源模组壳体后侧。9.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述加热系统位于电源模块内壁，加热系统设置有加热电阻丝，加热系统的加热电阻丝和电池模块连接，加热系统和电源模块电池管理系统连接。10.根据权利要求1所述的一种安全汽车动力电源模组，其特征在于:所述红外成像系统位于汽车动力电源模组壳体上层内壁。
【文档编号】B60L11/18GK205488369SQ201620096624
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】徐士民, 马毅, 唐联兴, 刘燕林
【申请人】广东精进能源有限公司