一种电池模块热失控被动防护装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模块热失控被动防护装置。


背景技术：

2.随着国家对新能源的重视,电动汽车以及可移动工具变得普及，而储能电池作为新能源的载体,被普遍应用在电动汽车，移动通信基站，特殊供电场所以及电动自行车中。但是现有的电池模块在使用过程中容易发生热失控，不加抑制的热失控能够引起燃烧甚至爆炸，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：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。
4.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。
5.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：

6.有鉴于此，有必要提供一种电池模块热失控被动防护装置，用以简单且可靠地解决电池模块的热失控问题。
7.本实用新型提供一种电池模块热失控被动防护装置，包括：用于安放电池组的箱体、箱盖、感温喷头以及液面监控触发组件，多个所述感温喷头均匀布设于所述箱体的侧部、底部或者所述箱盖的顶部，外接的输液管与所述箱体内腔被所述感温喷头连通；所述液面监控触发组件设置于所述箱体内壁上部，所述液面监控触发组件包括感应接头和浮球，所述浮球能够随着液面的升降而运动，所述感应接头与控制输液管开闭的阀门电性连接，所述感应接头能够被所述浮球触发，触发状态的所述感应接头能够控制阀门关闭，防止冷却液满溢。
8.进一步的，所述液面监控触发组件还包括导杆，所述导杆的一端与所述感应接头固定连接且竖直设置，所述浮球与所述导杆滑动连接，所述导杆的另一端设有用于限制所述浮球脱落的挡位件，所述感应接头设置于所述箱体上部且远离电池组设置。
9.进一步的，所述感温喷头包括与输液管连接的接口、防撞保护支架以及连接接口和防撞保护支架的卡扣，所述防撞保护支架经所述箱体或者箱盖的壳体与所述箱体内腔连通，所述接口中设有用于封堵所述接口的密封塞，所述防撞保护支架内部设有感温玻璃球，
所述感温玻璃球的两端分别与所述防撞保护支架和所述密封塞抵接，以阻止所述密封塞在液压的作用下弹出。
10.进一步的，输液管与所述接口可拆卸式连接，所述接口为螺纹式接头、卡套式接头或者自固式接头。
11.进一步的，所述的感温玻璃球内填充热膨胀液体。
12.进一步的，热膨胀液体预设温度为57℃～141℃。
13.进一步的，热膨胀液体预设温度为57℃、68℃、79℃、93℃或者141℃。
14.进一步的，冷却液为水或者导热油。
15.进一步的，所述箱盖顶部设有防水透气阀，所述防水透气阀连通所述箱体内腔和外界。
16.进一步的，所述箱盖与所述箱体可拆卸式连接且相对密封设置。
17.与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
18.（1）本实用新型的一种电池模块热失控被动防护装置，感温喷头利用可感应温度的感温玻璃球，在箱体内电池组异常发热时，感温玻璃球爆破，使得输液管与箱体内部连通，冷却液流入箱体中对电池组进行降温，可以抑制电池组的热失控，防止造成更大的损失。
19.（2）本实用新型的一种电池模块热失控被动防护装置，在箱体上部设置液面监控触发组件，浮球随着冷却液的液面的升高而上浮，浮球触动感应接头后，感应接头控制阀门关闭输液管，防止过多的冷却液进入箱体内，使得箱体满溢，避免其他电路元器件被污染。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图１为本实用新型提供整体的结构示意图；
22.图2是本实用新型中箱体的结构示意图；
23.图3是本实用新型中液面监控触发组件的结构示意图；
24.图4是本实用新型中感温喷头结构示意图；
25.图5是本实用新型中箱体的侧视结构示意图。
26.图中，箱体10、箱盖20、感温喷头30、感温玻璃球31、防撞保护支架32、卡扣33、接口34、密封塞35、电池组40、连接架50、把手60、防水透气阀70，液面监控触发组件80、感应接头81、导杆82、浮球83、挡位件84、输液管90。
具体实施方式
27.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
28.请参阅图1至图5，本实施例中的一种电池模块热失控被动防护装置，包括：用于安放电池组40的箱体10、箱盖20、感温喷头30以及液面监控触发组件80，多个感温喷头30均匀
布设于箱体10的侧部、底部或者箱盖20的顶部，外接的输液管90与箱体10内腔被感温喷头30连通，外接的输液管90与存储冷却液的容器连通。在箱体10内腔中的温度超过预设温度后，感温喷头30与输液管90导通，感温喷头30能够向箱体10内腔中输入冷却液，降低电池组40的温度。液面监控触发组件80设置于箱体10内壁上部的特定高度，当箱体10内的液面与液面监控触发组件80接触时，液面监控触发组件80被触发并切断输液管90的输液，可以防止箱体10内的冷却液满溢，避免其他电路元件被污染。
29.请参阅图2和图3，液面监控触发组件80包括感应接头81、浮球83以及导杆82，导杆82的一端与感应接头81固定连接且竖直设置，浮球83与导杆82滑动连接，导杆82的另一端设有用于限制浮球83脱落的挡位件84。在具体实施过程中，导杆82为光杆，浮球83中部设有通孔，通孔与浮球83内部隔离，导杆82插装在通孔中，浮球83可以沿着导杆82上下移动。在导杆82的下端设有螺纹，挡位件84具体为螺母，螺母与螺纹柱旋接，阻止浮球83的下落。感应接头81具体为位置开关，位置开关类似于按钮，位置开关受到浮球83碰撞时触发。浮球83随着液面的上升而向上移动，直到浮球83与感应接头81触碰并抵压时，感应接头81被触发，感应接头81关闭控制输液管90开闭的阀门，阀门具体为电磁阀，感应接头81连通电磁阀所在电路，电磁阀在通电后，阀门关闭，停止冷却液的输入，防止箱体10的满溢。
30.感温喷头30包括与输液管90连接的接口34、防撞保护支架32以及连接接口34和防撞保护支架32的卡扣33，防撞保护支架32经箱体10或者箱盖20的壳体与箱体10内腔连通，在箱体10或者箱盖20上设有安装孔，卡扣33与安装孔固定连接且相对密封。接口34中设有封堵接口34内孔的密封塞35，防撞保护支架32内部设有感温玻璃球31，感温玻璃球31的两端分别与防撞保护支架32和密封塞35抵接，输液管90中的冷却液从外到内给予密封塞35一个抵压力，企图弹出密封塞35，感温玻璃球31克服这个抵压力，阻止密封塞35的弹出。接口34具有一封堵状态和一开启状态，在封堵状态，箱体10内的温度低于预设温度，感温玻璃球31与密封塞35抵接，密封塞35被限定在接口34的内腔中，阻止冷却液的输入；在开启状态，箱体10内的温度超过预设温度，感温玻璃球31爆破，密封塞35失去限制，从接口34的内腔中弹出，冷却液经接口34输入到箱体10中，降低箱体10内的温度。
31.请参阅图4，输液管90与接口34可拆卸式连接，接口34为螺纹式接头、卡套式接头或者自固式接头。螺纹式接头采用锌合金材料压铸而成，在接头的外圆面上设有螺纹，螺纹式接头与输液管螺纹连接，连接紧密，牢固，密封性好。卡套式接头能将无螺纹的端部与输液管90连接，省却套丝工序，只需将螺丝旋入即可，结构紧密，强度高。自固式接头能将无螺纹的端部与输液管90连接，省却套丝工序。
32.请继续参阅图4，感温玻璃球31内填充热膨胀液体，热膨胀液体的热膨胀系数不同，同等体积热膨胀液体在相同体积的玻璃球中，面对不同的温度，膨胀的体积不同，在预设的温度下能够挤爆玻璃球，解除对密封塞35的限制。作为进一步的实施方式，热膨胀液体预设温度为57℃～141℃，箱体10内的温度一旦进入这个温度范围内就已经处于异常的发热状态，热膨胀液体的预设温度设置在这个范围内，达到对应的预设温度的感温玻璃球31就会爆破，感温喷头30将往箱体10内输入冷却液，给电池组40降温。在具体实施过程中，热膨胀液体预设温度为57℃、68℃、79℃、93℃或者141℃。感温玻璃球31可以选择以上任意一限定温度，当箱体10内的温度超过对应的预设温度时，感温玻璃球31即会爆破。
33.需要说明的是：冷却液为水或者导热油，当箱体10内电池组40的温度超过预设温
度后，感温喷头30开启，外界的冷却液输入到箱体10中，冷却液为水时，水能够浸没电池组40，给电池组40降温。当电池组40中存在导线裸露时，可能出现短路而造成危险。当冷却液为导热油时，导热油不导电，可以避免电池组40的短路，只是相对成本也较高。
34.请参阅图1，箱盖20顶部设有防水透气阀70，防水透气阀70连通箱体10内腔和外界。电池组40正常工作时，箱体10内部的热空气可以从防水透气阀70透出，促进电池组40的散热，同时外界的灰尘和水分无法进入到箱体10内，保持箱体10内的相对干燥和洁净，降低电池组40发生故障的概率。当感温喷头30往箱体10内输入冷却液时，箱体10内的空气可以从防水透气阀70中透出，不会影响到冷却液的输入。
35.请参阅图1和图5，箱盖20与箱体10可拆卸式连接且相对密封设置，在具体实施过程中，箱盖20通过螺栓与箱体10旋接，可以在箱盖20与箱体10的抵接面上设置弹性密封圈，增强箱盖20与箱体10的贴合程度，提高箱体10内部的气密性。
36.请参阅图2和图5，箱体10的两侧下方设有与机架固定的连接架50，连接架50的侧部与箱体10的侧壁固定连接，连接架50的底部与箱体10的地面平行设置。在具体实施过程中，连接架50为“l”形板，连接架50的一侧板与箱体10的外壁焊接，连接架50的另一侧板与箱体10的底面平行设置，可以借助螺栓连接连接架50的另一侧板和机架，从而固定箱体10。箱体10的两侧设有把手60，把手60与箱体10的外壳通过螺栓连接。在箱体10安装固定前，面对质量较重的电池盒，把手60的设置可以方便工人的搬运与安装，在箱体10与机架固定后，为了节约空间，可以拆卸把手60。
37.工作流程：本实用新型的一种电池模块热失控被动防护装置按照以下步骤使用：
38.s1、根据电池模块的体积、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。
39.s2、根据步骤s1确定的电池模块正常工作温度，确定感温喷头30中感温玻璃球31的爆破温度，并充以相应热膨胀系数的有机溶液。
40.s3、根据电池模块体积和功率，计算所需感温喷头30的数量，并确定感温喷头30的布置位置。
41.s4、箱体10内的温度过高，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，感温喷头30自动开始往箱体10内注冷却液；箱体10内的空气通过防水透气阀70排出到箱体10外，冷却水逐渐浸没电池组40，浮球83不断上浮，直到浮球83与感应接头81抵接，停止输水。
42.s5、温度降低到正常范围后，移除故障电池组40并更换新的电池组40，电池系统恢复正常。
43.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型之内。