本發(fā)明屬于電池安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池安全保護裝置。

背景技術(shù)：

動力電池作為現(xiàn)有大部分電動交通工具的動力能源，對其安全性能具有較高的要求，然而，在長期使用的過程中，動力電池的起火爆炸事故時有發(fā)生，鋰離子電池的起火爆炸是由于鋰離子電池?zé)崾Э囟a(chǎn)生的，根源主要是電極和電解液間在合適的條件下產(chǎn)生的劇烈的化學(xué)放熱反應(yīng)。除此之外，動力電池在充放電循環(huán)中，電池組成物質(zhì)會發(fā)生一些物理和化學(xué)的變化而導(dǎo)致電池性能的衰退，這些變化將會在一定程度上影響電池的安全性。

現(xiàn)有的電池安全保護設(shè)置大多是通過設(shè)置bms(batterymanahementsystem，電池管理系統(tǒng))對電池的充放電進行管理，及時切斷電源的充電和放電。該種設(shè)置雖然在一定程度上降低了電池起火風(fēng)險，但是對于一些穿刺短路引發(fā)的起火則無法通過bms進行控制，且當(dāng)電池起火后會引發(fā)后續(xù)一系列氣體生成反應(yīng)，從而產(chǎn)生爆炸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有動力電池存在起火風(fēng)險以及爆炸風(fēng)險的問題，本發(fā)明提供了一種電池安全保護裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

提供一種電池安全保護裝置，包括電池殼體、電池模組和滅火裝置，所述電池模組和所述滅火裝置封裝于所述電池殼體內(nèi)腔，所述滅火裝置包括有儲料部和溫控閥門，所述儲料部中容置有滅火劑，所述溫控閥門連接所述儲料部，在所述電池殼體內(nèi)的溫度超過預(yù)設(shè)溫度時，所述溫控閥門開啟以導(dǎo)通所述儲料部的內(nèi)腔和所述電池殼體的內(nèi)腔，在所述電池殼體內(nèi)的溫度小于預(yù)設(shè)溫度時，所述溫控閥門關(guān)閉以隔斷所述儲料部的內(nèi)腔和所述電池殼體的內(nèi)腔。

可選地，所述電池模組包括呈矩陣排列的多個電池單體，多個所述電池單體之間通過串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式電連接。

可選地，所述電池模組的外部環(huán)繞設(shè)置有封裝板，所述封裝板的外圍設(shè)置有用于將所述封裝板緊固在所述電池模組外部的緊固框架，所述封裝板上設(shè)置有散熱孔。

可選地，所述儲料部中還容置有與所述滅火劑混合的壓縮氣體，所述滅火劑為超細干粉滅火劑。

可選地，所述溫控閥門包括熱熔閥門，所述熱熔閥門內(nèi)部設(shè)置有連通通道，所述連通通道的入口連接所述儲料部的內(nèi)腔，所述連通通道的出口連接所述電池殼體的內(nèi)腔，所述連通通道的出口處設(shè)置有易熔塞進行臨時性封堵。

可選地，所述溫控閥門包括玻璃球閥門。

可選地，所述電池安全保護裝置還包括有電池管理系統(tǒng)，所述電池殼體上設(shè)置有正極端子和負極端子，所述電池管理系統(tǒng)分別與所述電池模組、所述正極端子和所述負極端子電連接。

可選地，所述電池模組中設(shè)置有多個溫度感應(yīng)探頭，所述溫度感應(yīng)探頭與所述電池管理系統(tǒng)電連接，所述溫控閥門包括電控閥，所述電控閥與所述電池管理系統(tǒng)電連接。

可選地，所述電池殼體上開設(shè)有信號通訊端口，所述信號通訊端口與所述電池模組電連接。

可選地，所述電池殼體包括上殼和下殼，所述上殼和所述下殼可拆卸連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的電池安全保護裝置，在電池的內(nèi)部設(shè)置了滅火裝置，通過在儲料部中儲存有滅火劑，在正常使用的過程中，所述滅火劑保持在滅火裝置的儲料部中，通過所述溫控閥門將滅火劑與電池安全保護裝置的其他結(jié)構(gòu)相互隔離，當(dāng)電池模組發(fā)生起火之后，所述溫控閥門開啟將儲料部中的滅火劑導(dǎo)出，導(dǎo)出的滅火劑與電池模組的起火點接觸，從而盡快地將火焰撲滅，避免燃燒引起的電解液分解，從而減低爆炸風(fēng)險。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的電池安全保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的電池安全保護裝置其滅火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的電池安全保護裝置其上殼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的電池安全保護裝置其電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的電池安全保護裝置其電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

說明書附圖中的附圖標記如下：

1、電池殼體；11、上殼；111、信號通訊端口；112、正極端子；113、負極端子；12、下殼；2、滅火裝置；21、儲料部；22、溫控閥門；221、熱熔閥門；222、玻璃球閥門；223、電控閥；3、電池管理系統(tǒng)；31、封裝殼體；4、電池模組；41、緊固框架；42、封裝板；421、散熱孔。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1所示，本實施例公開了一種電池安全保護裝置，包括電池殼體1、電池模組4和滅火裝置2，所述電池模組4和所述滅火裝置2封裝于所述電池殼體1內(nèi)腔，所述滅火裝置2包括有儲料部21和溫控閥門22，所述儲料部21中容置有滅火劑，所述溫控閥門22連接所述儲料部21，在所述電池殼體1內(nèi)的溫度超過預(yù)設(shè)溫度時，所述溫控閥門22開啟以導(dǎo)通所述儲料部21的內(nèi)腔和所述電池殼體1的內(nèi)腔，在所述電池殼體1內(nèi)的溫度小于預(yù)設(shè)溫度時，所述溫控閥門22關(guān)閉以隔斷所述儲料部21的內(nèi)腔和所述電池殼體1的內(nèi)腔。

在正常使用的過程中，所述滅火劑保持在滅火裝置2的儲料部21中，通過所述溫控閥門22將滅火劑與電池安全保護裝置的其他結(jié)構(gòu)相互隔離，當(dāng)電池模組4發(fā)生起火之后，所述溫控閥門22開啟將儲料部21中的滅火劑導(dǎo)出，導(dǎo)出的滅火劑與電池模組4的起火點接觸，從而盡快地將火焰撲滅，避免燃燒引起的電解液分解，從而減低爆炸風(fēng)險。

如圖5所示，在本實施例中，所述電池模組4包括呈矩陣排列的多個電池單體，多個所述電池單體之間通過串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式電連接，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)所需的電池容量、電壓等對所述電池單體的數(shù)量和串并聯(lián)方式進行具體選擇，所述電池單體采用鋰離子電池，需要說明的是，在其他實施例中，所述電池單體還可采用鎳鎘電池、鎳氫電池等。

所述電池模組4的外部環(huán)繞設(shè)置有封裝板42，所述封裝板42的外圍設(shè)置有用于將所述封裝板42緊固在所述電池模組4外部的緊固框架41，進而將電池模組4固定于所述封裝板42的內(nèi)部，所述封裝板42上設(shè)置有散熱孔421，所述散熱孔421用于提高電池模組4的散熱效率。

在本實施例中，所述儲料部21中還容置有與所述滅火劑混合的壓縮氣體，所述滅火劑為超細干粉滅火劑，在所述溫控閥門22開啟的時候，儲料部21與電池殼體1內(nèi)部之間存在壓力差，壓縮氣體發(fā)生膨脹，進而帶動儲料部21內(nèi)的超細干粉滅火劑噴出，對電池殼體1內(nèi)部的電池模組4進行滅火。

超細干粉滅火劑具有較小的粒徑，有良好抗復(fù)燃性、彌散性和電絕緣性，其滅火機理是以化學(xué)滅火為主，通過化學(xué)、物理雙重滅火機能撲滅火焰:從物理上實現(xiàn)了被保護物與空氣的隔絕，阻斷再次燃燒所需的氧氣，以物理方式防止復(fù)燃；化學(xué)方面，滅火裝置2釋放出的超細干粉滅火劑通過與燃燒物火焰接觸，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)迅速奪取燃燒自由基與熱量，從而切斷燃燒鏈實現(xiàn)對火焰的撲滅，滅火劑與火焰反應(yīng)產(chǎn)生的大量玻璃狀物質(zhì)吸附著在被保護物表面形成一層隔離層。

所述壓縮氣體優(yōu)選采用阻燃性氣體，當(dāng)所述壓縮氣體進入電池殼體1中時，能夠?qū)㈦姵貧んw1中的空氣迅速排出，進一步提高滅火效率。

在其他優(yōu)選實施例中，所述壓縮氣體可由在高溫下能夠發(fā)生分解并產(chǎn)生氣體的熱分解物質(zhì)替代，當(dāng)電池殼體1內(nèi)部出現(xiàn)熱失控時，熱分解物質(zhì)分解產(chǎn)生氣體將超細干粉滅火劑噴出；所述壓縮氣體也可由多種能夠接觸反應(yīng)生成氣體的反應(yīng)物替代，當(dāng)電池殼體1內(nèi)部出現(xiàn)熱失控時將上述反應(yīng)物混合反應(yīng)，進而生成氣體將超細干粉滅火劑噴出。

如圖2所示，所述溫控閥門22包括熱熔閥門221，所述熱熔閥門221內(nèi)部設(shè)置有連通通道，所述連通通道的入口連接所述儲料部21的內(nèi)腔，所述連通通道的出口連接所述電池殼體1的內(nèi)腔，所述連通通道的出口處設(shè)置有易熔塞進行臨時性封堵。

所述易熔塞中設(shè)置有低熔點合金，低熔點合金是指熔點低于232℃(sn的熔點)的易熔合金；通常由bi、sn、pb、in等低熔點金屬元素組成。當(dāng)所述電池殼體1內(nèi)部的溫度過高時，所述低熔點合金熔化，對所述易熔塞進行導(dǎo)通。

在本實施例中，所述溫控閥門22包括玻璃球閥門222，所述玻璃球閥門222內(nèi)部設(shè)置有出料通道，所述出料通道的入口連接所述儲料部21的內(nèi)腔，所述出料通道的出口連接所述電池殼體1的內(nèi)腔，所述出料通道的出口處設(shè)置有密封墊，通過玻璃球?qū)λ雒芊鈮|進行抵接，進而將密封墊將出料通道的出料口密封，所述玻璃球中灌注有高熱膨脹系數(shù)的有機溶液，當(dāng)電池殼體1內(nèi)部的溫度升高超過一定的界限時，所述有機溶液受熱發(fā)生膨脹，所述玻璃球破裂，密封墊脫落，所述儲料部21中的滅火劑噴出進行滅火。

在本實施例中，所述電池安全保護裝置還包括有電池管理系統(tǒng)3，所述電池管理系統(tǒng)3即bms模塊，所述電池殼體1上設(shè)置有正極端子112和負極端子113，所述bms模塊3分別與所述電池模組4、所述正極端子112和所述負極端子113電連接，所述電池模組4經(jīng)過所述bms模塊3的調(diào)節(jié)后經(jīng)由所述正極端子112和所述負極端子113進行電能輸出和充電。

所述電池管理系統(tǒng)3外部設(shè)置有封裝殼體31，通過所述封裝殼體31將所述電池管理系統(tǒng)3與所述電池模塊和所述滅火裝置2相互隔離。

通過所述電池管理系統(tǒng)3能夠?qū)λ鲭姵啬＝M4的電壓和電流等參數(shù)進行實時監(jiān)測，進而通過電壓和電流等參數(shù)確定所述電池模組4是否處于過充或過放狀態(tài)，通過mos管等結(jié)構(gòu)對電池模組4的充放電進行控制，從而避免電池模組4的過充和過放，對電池模組4進行保護。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，所述電池模組4中設(shè)置有多個溫度感應(yīng)探頭，所述溫度感應(yīng)探頭與所述電池管理系統(tǒng)3電連接，通過所述溫度感應(yīng)探頭能夠?qū)崟r檢測所述電池模組4的溫度參數(shù)，并將溫度參數(shù)傳輸至所述電池管理系統(tǒng)3，所述溫控閥門22包括電控閥223，所述電控閥223與所述電池管理系統(tǒng)3電連接，所述電池管理系統(tǒng)3可控制所述電控閥223的開啟和關(guān)閉，從而導(dǎo)通或封閉所述儲料部21。

當(dāng)所述溫度感應(yīng)探頭感應(yīng)到所述電池模組4上的溫度超過一定的界限時，可判定電池殼體1內(nèi)部出現(xiàn)起火，此時可通過所述電池管理系統(tǒng)3控制所述電控閥223開啟，儲料部21中的滅火劑噴出進行滅火。

相對于所述熱熔閥門221和所述熱熔閥門221，通過電池管理系統(tǒng)3控制電控閥223的導(dǎo)通方式具有更快的響應(yīng)速度，也更易在發(fā)生起火時失靈。

需要說明的是，在不同的實施例中，所述熱熔閥門221、所述玻璃球閥門222和所述電控閥223可單獨實施，也可組合實施，以產(chǎn)生更佳的實施效果；另一方面，所述溫控閥門22還可以是其他起到同種作用的閥門結(jié)構(gòu)。

所述電池殼體1上開設(shè)有信號通訊端口111，所述信號通訊端口111與所述電池模組電連接，用于bms模塊與外部的通訊，也可用于電池的電壓調(diào)節(jié)，使整個電池組的電壓均衡。

在本實施例中，所述電池殼體1包括上殼11和下殼12，所述上殼11和所述下殼12可拆卸連接，具體的，所述上殼11為平面狀的蓋板，所述下殼12為帶容置槽的薄壁型殼體，所述上殼11和所述下殼12通過設(shè)置螺釘相互連接，且所述上殼11封閉所述容置槽的頂部開口，所述電池模組4和所述電池管理系統(tǒng)3均所述容置槽的底部，所述滅火裝置2位于所述上殼11朝向所述容置槽的一側(cè)，即所述滅火裝置2懸置于所述容置槽的頂部。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。