一种均温阻燃锂电池模块

1.本实用新型涉及锂离子电池储能模块的技术领域，尤其涉及一种均温阻燃锂电池模块，其为含相变温控插箱和防热扩散隔板的锂离子电池模块。


背景技术：

2.锂离子电池储能作为目前主要的电能存储方式，广泛应用于电力、电动汽车以及其他相关设备中，所采用的锂离子电池主要包括磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、镍钴锰电池、镍钴铝电池、钛酸锂电池、锰酸锂电池等。锂离子电池电芯一般先通过串并联组合成电池模块、若干电池模块配置电池管理系统bms后组成功能上相对独立的电池模块，电池模块一般装配在一个插箱里。由于上述锂离子电池体系对温度敏感，温度过高易引起热失控，从而导致起火、燃烧、爆炸，低温时锂电池充电易导致负极锂枝晶，造成内短路。因此，保证锂离子电池整个生命周期的温度处于合理的范围之内是避免出现起火、爆炸的重要措施。现有锂电池模块插箱一般设计有自然冷却、强制风冷或水冷措施。但是，大量实际运行数据表明，上述冷却方式很难达到设计效果，在电池温升，尤其是电池温差控制方面效果很差，特别是环境条件恶劣和大电流充放电应用条件。
3.此外，从锂离子电池起火爆炸事故看，往往是由模块内单个电池故障、发生热失控开始，单个电池热失控产生的热量再传递到临近电池，进而引发连锁反应，导致整个电池系统全部烧毁。因此，如何抑制电池间的热传播，将热失控电池及其影响限制在最小范围内，将事故影响及损失控制到最小，在模块设计上需要采取针对性措施。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种均温阻燃锂电池模块。
5.本实用新型采用的技术方案为：一种均温阻燃锂电池模块，包括多个电芯排、电芯排与电芯排之间的防热扩散隔板、锂电池电芯和电芯防热扩散隔板，多个电芯排中相邻排电芯之间存在着所述的电芯排与电芯排之间的防热扩散隔板，每个电芯排由多个锂电池电芯构成，锂电池电芯与锂电池电芯之间也存在所述的电芯防热扩散隔板，可以有效解决单个或多个锂电池电芯故障后的热失控问题，使事故影响及损失降低到最小。
6.进一步地，电芯排与排之间的防热扩散隔板、电芯防热扩散隔板均包括防热扩散隔板、涂层、连接固定触点；防热扩散隔板固定在电池模块内，两侧有涂层，上下各有一个连接固定触点，起到电芯间相互连接和固定的作用；电池模块由多个锂电池电芯串并联构成，相邻锂电池电芯之间有空隙，模块内相邻锂电池电芯之间设有防热扩散隔板；冷却器中散热器壳体除底部外，其余五面设有翅片，翅片能够加速热量的扩散；散热器壳体内部的顶部还设有水冷盘管和压力传感器，水冷盘管有冷却液体流过，带走锂电池模块产生的热量，压力传感器测量冷却器内的压力；冷却器内也装有冷却液体，且装有液位传感器，可以监测冷却器内的冷却液体的液位；电池模块浸泡于冷却器内，各个电芯上设置有温度传感器，冷却
液体也设有温度传感器，可以实时监测电芯和冷却液体的温度；整个系统外面套有导流罩，起保护作用。
7.一种均温阻燃锂电池模块，包括锂电池模块、电池管理系统bms和冷却器，所述锂电池模块包括锂电池电芯、机械支架，锂电池电芯之间的机械支架采用防热扩散隔板，冷却器是密封的，可以灌装液
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气相变冷却介质，顶部设有泄压阀，所属电池管理系统bms可以监测各电芯的电压、温度、电流数据，以及冷却器内部温度、压强数据。
8.进一步地，所述锂电池模块的相邻电芯之间设置隔板，以留有间隔并便于冷却介质自由流动。
9.进一步地，所述电池模块冷却器顶部设有冷凝管，顶部、左右两侧和前后两侧装有散热翅片。
10.进一步地，所述电池模块通过航空插头与外部进行电气、通讯连接。
11.进一步地，所述锂电池模块的防热扩散隔板，采用芳纶物或玻璃纤维等隔热材料。
12.进一步地，所述锂电池模块通过螺栓、铆钉等与电池模块插箱固定连接。
13.进一步地，所述锂电池模块冷却器，灌装液
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气相变冷却介质。
14.进一步地，所述锂电池模块冷却器顶部设有泄压阀，在箱内压力超过阈值时泄压阀打开泄压。
15.本实用新型与现有技术相比的优点在于：
16.现有锂电池模块一般采用自然冷却、强制风冷或水冷等冷却措施，但在电池温差控制方面效果很差，特别是环境条件恶劣和大电流充放电应用条件。本发明采用一种均温阻燃的锂电池模块结构可以阻止单个或多个电芯热失控产生的热量再传递到临近电池，避免了连锁反应的发生，从而抑制电芯间的热传播，将热失控电芯及其影响限制在最小范围内。
附图说明
17.图1为锂电池模块，其中，1
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电芯排；2
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电芯排与电芯排之间的防热扩散隔板；3
‑
锂电池电芯；4
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电芯防热扩散隔板；
18.图2为防热扩散隔板剖面图，其中，21
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防热扩散隔板；22
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涂层；23
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连接固定触点；
19.图3为锂电池模块剖面图，其中，31
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散热器壳体；32
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水冷盘管；33
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导流罩；34
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冷却液体；3
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锂电池电芯；36
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压力传感器；37
‑
温度传感器；38
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液位传感器；21
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防热扩散隔板；22
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涂层；
具体实施方式
20.下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本实用新型。
21.实施例1
22.如图1所示，本实用新型一种均温阻燃锂电池模块，包括多个电芯排1、电芯排与电芯排之间的防热扩散隔板2、锂电池电芯3、电芯防热扩散隔板4。多个电芯排1中相邻排电芯之间存在着所述的电芯排与电芯排之间的防热扩散隔板2，每个电芯排1由多个锂电池电芯3构成，锂电池电芯3与锂电池电芯3之间也存在所述的电芯防热扩散隔板4，可以有效解决单个或多个电芯故障后的热失控问题，使事故影响及损失降低到最小。
23.如图1、图2所示，电芯排与排之间的防热扩散隔板2、电芯防热扩散隔板4均包括防热扩散隔板21、涂层22、连接固定触点23。图2中防热扩散隔板21固定在电池模块内，两侧有涂层22，上下各有一个连接固定触点23，起到电芯间相互连接和固定的作用。
24.如图3所示，图3锂电池模块冷却系统剖面图(主要展示相变冷却在箱体结构上的各部分配置及布局)，电池和冷却器的具体尺寸如图3所示。冷却器中散热器壳体31除底部外，其余五面设有翅片，翅片能够加速热量的扩散；散热器壳体31内部的顶部还设有水冷盘管32和压力传感器36，水冷盘管32有冷却液体流过，带走锂电池模块产生的热量，压力传感器36测量冷却器内的压力；冷却器内也装有冷却液体34，且装有液位传感器38，可以监测冷却器内的冷却液体34的液位；电池模块浸泡于冷却器内，各个电芯上设置有温度采集点37，冷却液体也设有温度采集点37，可以实时监测电芯和冷却液体的温度；整个系统外面套有导流罩33，起保护作用。
25.电池模块由多个锂电池电芯3串并联构成，相邻锂电池电芯3之间有空隙。模块相邻锂电池电芯3之间设有防热扩散隔板21，当某个或多个锂电池电芯3出现故障或热失控时，避免其将热量等传递给邻近锂电池电芯3；电池模块浸泡在冷却器内，通过液位传感器38可以观测到冷却器内冷却液体是否充足，电池模块运行过程中产生的热量，传递给冷却液体，并通过顶端的水冷盘管中的冷水将热量带走，冷却器内装有压力传感器36，当冷却器内压力过大时，开启泄压阀泄压；冷却系统内装有多个温度传感器37，可以对每个电芯、整个模块、冷却液体的温度进行采集，并通过通信线传递给上位机。另外，由于翅片的存在，也可以使用风冷系统进行冷却，极大的增加了电池模块的散热。
26.实施例2
27.一种均温阻燃锂电池模块，包括锂电池模块、电池管理系统bms和冷却器，所述锂电池模块包括锂电池电芯、机械支架，锂电池电芯之间的机械支架采用防热扩散隔板，冷却器是密封的，可以灌装液
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气相变冷却介质，顶部设有泄压阀，所属电池管理系统bms可以监测各电芯的电压、温度、电流数据，以及冷却器内部温度、压强数据。所述锂电池模块的相邻电芯之间设置隔板，以留有间隔并便于冷却介质自由流动。所述电池模块冷却器顶部设有冷凝管，顶部、左右两侧和前后两侧装有散热翅片。所述电池模块通过航空插头与外部进行电气、通讯连接。所述锂电池模块的防热扩散隔板，采用芳纶物或玻璃纤维等隔热材料。所述锂电池模块通过螺栓、铆钉等与电池模块插箱固定连接。所述锂电池模块冷却器，灌装液
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气相变冷却介质。所述锂电池模块冷却器顶部设有泄压阀，在箱内压力超过阈值时泄压阀打开泄压。