锂离子电池组散热系统的制作方法

文档序号:18124918发布日期:2019-07-10 09:50阅读:289来源:国知局
锂离子电池组散热系统的制作方法

本申请涉及锂离子电池技术领域,特别是涉及一种锂离子电池组散热系统。



背景技术:

近年来,电动汽车的市场份额稳步提升。锂离子电池具有高电压、高比能量、长循环寿命和对环境无污染等卓越性能,受到电动汽车产业的高度关注。然而,锂离子电池热失控过程中会产生可燃混合气体,如H2、CO或CH4等,积聚在电池内部。在锂离子电池内部达到一定压力界限后,安全阀被可燃混合气体冲开,随着电池喷发而释放到外界环境中。在电池喷发过程中,锂离子电池表面温度最高可达到1000℃左右,锂离子电池电芯内部温度更高,往往伴随着火星,其表面温度大约为600~1200℃左右。由于锂离子电池的高温表面以及火星温度远高于气态喷发物的着火温度,一旦气态喷发物喷射在空气中并与氧气接触,将极易出现着火现象,并引发火灾。另外,即使锂离子电池喷发后产生的气态喷发物不出现着火现象,如果逐渐积累到一定数量,也将可能会出现爆炸现象,其危害性将更大。因此,锂离子电池喷发是引发锂离子电池火灾甚至是爆炸事故的安全隐患之一。锂离子电池热失控引发的火灾及爆炸事故屡见报道,锂离子电池使用的安全性问题成为阻碍其在动力电源产业大规模商业化应用的主要因素之一。

锂离子电池热失控过程是由一系列化学反应构成的。在锂离子电池热失控时,如果不及时散热,会导致锂离子电池热失控进一步恶化。传统锂离子电池组的散热方案,是在锂离子热失控现象发生时,仅对锂离子电池的外部边界进行调节,如热管理,提供温度低的放置环境等等,并没有预先在锂离子电池内部架设散热结构,这产生了一个巨大的问题,即锂离子电池在热失控现象发生时,仅仅通过外部降温的方式无法对锂离子电池单体的内部温度进行有效控制。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统方案无法对锂离子电池单体内部温度进行有效控制的问题,提供一种锂离子电池组散热系统。

一种锂离子电池组散热系统,包括:

锂离子电池组,包括壳体和设置于所述壳体内的多个电芯;

散热装置,与所述锂离子电池组接触连接,用于在所述锂离子电池组发生热失控时将所述锂离子电池组内部的热量传输至外界;

所述散热装置包括散热盘管,所述散热盘管绕设在所述壳体的外表面。

本申请提供了一种锂离子电池组散热系统。所述锂离子电池组散热系统包括锂离子电池组和散热装置。所述锂离子电池组包括壳体和设置于所述壳体内的多个电芯。所述散热装置包括散热盘管,所述散热盘管绕设在所述壳体的外表面。本申请提供的所述锂离子电池组散热系统,在锂离子电池组的壳体外表面绕设散热盘管,使得所述锂离子电池组在发生热失控反应时,及时将锂离子电池组内部产生的热量中的一部分传输至散热盘管,从而降低了锂离子电池在热失控下的安全隐患。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的锂离子电池组的立体图;

图2为本申请一实施例提供的锂离子电池组的俯视图;

图3为本申请一实施例提供的锂离子电池组中电芯与顶部盖板的装配示意图;

图4为本申请一实施例提供的锂离子电池组的俯视图;

图5为本申请一实施例提供的锂离子电池组的俯视图;

图6为本申请一实施例提供的锂离子电池组的立体图;

图7为本申请一实施例提供的锂离子电池组热失控处理系统的俯视图;

图8为本申请一实施例提供的锂离子电池组热失控处理系统的俯视图;

图9为本申请一实施例提供的锂离子电池组散热系统的结构示意图;

图10为本申请一实施例提供的锂离子电池组散热系统的结构示意图;

图11为本申请一实施例提供的锂离子电池组散热系统的结构示意图;

图12为本申请一实施例提供的锂离子电池组散热系统中电芯与散热芯的装配示意图;

图13为本申请一实施例提供的锂离子电池组散热系统的俯视图;

图14为本申请一实施例提供的锂离子电池组热失控处理系统的俯视图;

图15为本申请一实施例提供的锂离子电池组热失控处理系统的俯视图。

附图标记:

10壳体;100锂离子电池组;110顶部盖板;111凹槽;120底部垫板;

130壁板;131窗口门;132通孔;133转轴;134观测窗;135第一阀门

136第二阀门;137第三阀门;138开孔;140收纳空间;141子收纳空间

150支架;151卡扣;160电芯;161正极极片;162负极极片;

163正极极耳;164负极极耳;170定位夹;171定位轴;180定位孔

190电解液;191传输管道;192回收管道;200气压检测装置

300储气装置;400稀释装置;500控制器;600散热装置;610散热盘管

611散热盘管空腔;612第一管口;613第二管口;620水冷散热单元

621水箱;622水泵;623出水口;624入水口;625第一泵口

626第二泵口;630散热芯;631散热芯空腔;632连接卡扣

640风冷散热单元;641散热器;642散热管道

700电解液抽吸装置;710电解液存储箱;720容量检测组件

730抽吸装置阀门;740第一压力泵;800温度检测装置

900电解液回收装置;910电解液回收箱;920回收装置阀门;

930第二压力泵

具体实施方式

为了使本申请的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例对本申请提供的锂离子电池组进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

本申请提供了一种锂离子电池组100。需要说明的是,本申请提供的锂离子电池组100不限制所述锂离子电池组100的应用场景。任何应用场景均可采用本申请提供的锂离子电池组100。可选地,本申请提供的锂离子电池组100应用于电动汽车领域。具体地,所述锂离子电池组100应用于防止锂离子电池发生热失控现象引发失火或爆炸等灾害的研究。

请参阅图1和图2,在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组100包括壳体10、支架150和多个电芯160。具体地,所述锂离子电池组100还包括充盈于所述壳体10内的电解液。所述电芯160之间可以串联连接,也可以并联连接。

所述壳体10包括顶部盖板110、底部垫板120和多个依次首尾连接的壁板 130。所述顶部盖板110、底部垫板120和所述多个壁板130共同围绕形成收纳空间140。所述支架150设置于所述收纳空间140,用于分隔所述收纳空间140 为多个子收纳空间141。每一个所述电芯160设置于一个子收纳空间141。每一个所述壁板130开设有窗口门131,以使所述电芯160通过所述窗口门131自由出入所述壳体10。

具体地,所述壳体10的材料可以是铝合金和铁碳合金中的一种。所述支架 150的顶面与所述顶部盖板110固定连接,所述支架150的底面与所述底部垫板 120固定连接,以将所述收纳空间140分隔为所述多个子收纳空间141。所述支架150的设置可以在所述锂离子电池组100发生热失控现象时,减小所述电解液的反应面积,避免连锁反应,避免能量同时释放而导致所述锂离子电池组100 内部温度和表面温度骤升。所述顶部盖板110可以作为所述锂离子电池组100 的正极端,所述底部垫板120可以作为所述锂离子电池组100的负极端。

本实施例中,本申请提供的所述锂离子电池组100结构,一方面,通过在锂离子电池组100的壳体10内设置的支架150,将壳体10内的收纳空间140分隔为多个分部独立密闭的子收纳空间141,大大减小了在热失控发生时锂离子电池组100内部电解液反应的体积,大大降低了电解液反应速率,从而遏止了热失控的进一步发展;另一方面,在所述壳体10的壁板130上,开设有窗口门131,锂离子电池组100内的电芯160可在热失控发生时,通过所述窗口门131将所述电芯160移出所述壳体10,有效阻止锂离子电池组100内部进一步产生剧烈的化学反应。

如图3所示,在本申请的一实施例中,所述电芯160包括正极极片161、负极极片162、正极极耳163和负极极耳164。所述正极极片161和所述负极极片 162互相卷绕成圆筒状。所述正极极耳163,设置于所述电芯160靠近所述顶部盖板110的一侧,并与所述正极极片161电连接。所述负极极耳164,设置于所述电芯160靠近所述顶部盖板110的一侧,并与所述负极极片162电连接。

具体地,所述电芯160还包括隔膜,设置于所述正极极片161和所述负极极片162之间。所述正极极片161的表面涂覆有正极电极材料。所述负极极片 162的表面涂覆有负极电极材料。可选的,所述正极极片161的材料可以为铝。所述负极极片162的材料可以为铜。所述电芯160为卷绕式电芯160。所述电芯 160由所述正极极片161、所述隔膜和所述负极极片162卷绕而成。所述正极极耳163与所述正极极片161电连接,所述负极极耳164与所述负极极片162电连接。

本实施例中,设置所述正极极耳163和所述负极极耳164处于所述电芯160 的同一侧,便于所述电芯160通过所述正极极耳163和所述负极极耳164与所述顶级盖板连接,避免所述壳体10内部走线混乱导致短路失火。

请继续参阅图3,在本申请的一实施例中,所述顶部盖板110的底面设置有多个凹槽111。每一个所述正极极耳163与一个所述凹槽111接触连接。每一个所述负极极耳164与一个所述凹槽111接触连接。

具体地,所述顶部盖板110的底面设置有多个凹槽111,所述支架150的顶面与所述顶部盖板110固定连接以使得每一个所述子收纳空间141具有至少两个所述凹槽111。

此外,所述凹槽111的尺寸与所述正极极耳163、所述负极极耳164的尺寸一致,以使得当所述电芯160安装于所述壳体10内部时,所述正极极耳163和所述负极极耳164分别与所述顶部盖板110的两个凹槽111严密接触,实现电芯160与顶部盖板110的连接。需要说明的是,所述正极极耳163或所述负极极耳164是与所述凹槽111的连接方式为接触连接,并不是固定连接。

本实施例中,通过设置所述凹槽111,可以使得当所述锂离子电池组100的壳体10中某一所述子收纳空间141发生热失控现象时,可方便快速的打开所述壁板130上的所述窗口门131,取出所述子收纳空间141内的所述电芯160。

在本申请的一实施例中,所述顶部盖板110由导电材料制成。在所述顶部盖板110的底面除所述凹槽111之外的位置涂覆有绝缘漆。

具体地,在所述顶部盖板110的底面除所述凹槽111之外的位置涂覆有绝缘漆,可以保持所述子收纳空间141具有良好的绝缘性和密闭性,防止所述多个子收纳空间141之间电解液泄露,产生热失控的连锁反应。此外,所述顶部盖板110可以作为所述锂离子电池组100的正极端。所述顶部盖板110内可以布置导线,所述顶部盖板110通过所述导线和所述多个凹槽111与所述多个电芯 160电连接,以正常实现锂离子电池的脱锂嵌锂循环。所述多个电芯160也可以通过所述导线实现串联连接或并联连接。

在本申请的一实施例中,所述支架150的顶面与所述顶部盖板110的底面固定连接,所述支架150的底面与所述底部垫板120的顶面固定连接,以形成多个独立且封闭的所述子收纳空间141。所述支架150的表面和所述底部垫板 120的顶面涂覆有绝缘漆。

具体地,所述支架150可以为耐热且在高温环境下不产生形变的材料。可选的,所述支架150的顶面与所述顶部盖板110的底面焊接,所述支架150的底面与所述底部垫板120的顶面焊接。

如图4所示,在本申请的一实施例中,所述支架150设置有多个卡扣151,以使每一个所述电芯160与所述支架150卡接。

具体地,所述支架150设置有多个卡扣151,并使得每一个所述子收纳空间 141具有一个所述卡扣151。每一个所述卡扣151卡接一个所述电芯160。所述卡扣151具有卡紧状态和松弛状态。当所述卡扣151处于所述卡紧状态时,所述电芯160可以通过所述卡扣151固定于所述支架150。当所述卡扣151处于所述松弛状态时,固定于所述支架150的所述电芯160可以通过所述卡扣151脱离所述支架150。

本实施例中,通过设置所述卡扣151,使得所述电芯160可以在锂离子电池组100未发生热失控现象时,固定于所述壳体10内执行正常的脱锂嵌锂工作。在锂离子电池组100发生热失控现象时,所述卡扣151使得所述电芯160可以从所述支架150上拆卸,并经所述壁板130上的所述窗口门131脱离所述锂离子电池组100的壳体10。

如图5所示,在本申请的一实施例中,每一个所述子收纳空间141内设置有一个定位夹170。所述定位夹170用于夹持所述电芯160,以使所述电芯160 固定连接于所述壳体10。

具体地,所述定位夹170的作用等同于上述实施例中的所述卡扣151。

在本申请的一实施例中,所述定位夹170包括定位轴171,所述定位轴171 与所述底部垫板120固定连接,所述定位夹170由耐热且绝缘的材料制成。

具体地,所述定位夹170内设置有弹簧和定位轴171。所述定位轴171与所述底部垫板120固定连接,所述弹簧穿过所述底部垫板120。所述弹簧与所述定位轴171的配合,使得所述定位夹170可以夹持所述电芯160,固定于所述子收纳空间141内。

如图6所示,在本申请的一实施例中,所述壁板130开设有通孔132。所述通孔132的尺寸大于所述电芯160的尺寸,以使所述电芯160通过所述通孔132 自由出入所述壳体10。所述锂离子电池组100还包括转轴133。所述转轴133 设置于所述窗口门131与所述壁板130之间,以使所述窗口门131覆盖所述通孔132。

具体地,所述窗口门131由绝缘材料制成或所述窗口门131表面涂覆有绝缘漆。在所述锂离子电池组100正常进行充电放电工作且未发生热失控现象时,所述窗口门131覆盖所述通孔132,以使所述锂离子电池组100内部为密闭状态,防止所述锂离子电池组100内部的所述电解液溢出,造成漏电现象。当所述锂离子电池组100发生热失控现象时,可以通过打开所述窗口门131,将出现热失控现象的所述子收纳空间141内的所述电芯160经由所述通孔132取出,有效阻止锂离子电池组100内部进一步产生剧烈的化学反应。

此外,每一个子收纳空间141具有与之对应的所述通孔132和所述窗口门 131,使得锂离子电池组100维护人员在发现所述锂离子电池组100内的某个所述电芯160或某一区域的所述电解液发生热失控现象时,不必将全部电芯160 取出或损毁。在取出出现热失控现象的所述子收纳空间141内的所述电芯160 后,其余所述子收纳空间141中的所述电芯160和所述电解液依旧可以正常工作。

请继续参阅图6,在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组100还包括观测窗134。所述观测窗134嵌设于所述窗口门131,用于观察所述锂离子电池组 100的内部状态。所述观测窗134由耐热玻璃制成。

具体地,锂离子电池组100维护人员可以通过所述观测窗134随时观测所述锂离子电池组100的内部状态,便于在所述锂离子电池组的内部发送热失控现象时可以及时发现并采取对应措施。

本申请提供了一种锂离子电池组100,包括壳体10、支架150和多个电芯 160。所述壳体10包括顶部盖板110、底部垫板120和多个依次首尾连接的壁板 130。在每一个所述壁板开设有窗口门131,以使所述电芯160通过所述窗口门 131自由出入所述壳体10。所述支架150设置有卡扣151或定位夹170。本申请提供的锂离子电池组100结构,一方面,在锂离子电池组100的壳体10内设置支架150,将壳体10内的收纳空间140分隔为多个分部独立密闭的子收纳空间 141,大大减小了在热失控发生时锂离子电池组100内部电解液反应的体积,大大降低了电解液反应速率,从而遏止了热失控的进一步发展;另一方面,在所述壳体的壁板130上,开设有窗口门131,锂离子电池组100内的电芯160可在热失控发生时,通过所述窗口门131将所述电芯160移出所述壳体10,有效阻止锂离子电池组100内部进一步产生剧烈的化学反应。

本申请还提供了一种锂离子电池组热失控处理系统与方法。

如图7所示,在本申请的一实施例中,本申请提供的所述锂离子电池组热失控处理系统,包括前述内容提及的所述锂离子电池组100。所述锂离子电池组热失控处理系统还包括气压检测装置200、储气装置300、稀释装置400和控制器500。所述储气装置300和所述稀释装置400分别与所述锂离子电池组100通过气体管道连接。所述控制器500分别与所述气压检测装置200、所述储气装置 300和所述稀释装置400电连接。所述气压检测装置200设置于所述锂离子电池组100内。

具体地,所述控制器500可以设置在与所述锂离子电池组热失控处理系统连接的监控模块中。所述控制器500可以通过所述监控模块控制所述储气装置 300或所述稀释装置400接入所述锂离子电池组100。

需要说明的是,所述锂离子电池组热失控处理系统不限制其应用环境。可选的,所述锂离子电池组热失控处理系统可以应用于科学研究。可选的,所述锂离子电池组热失控处理系统可以应用于电动汽车。具体地,所述锂离子电池组热失控处理系统可以装配在电动汽车上,以应对电动车电池可能产生的热失控现象。可选的,所述锂离子电池组热失控处理系统可以应用于电动汽车的中转站或充电站,在电动车经过所述中转站或充电站时,对电动车电池的热失控状态进行监控。

本实施例中,所述锂离子电池组100包括壳体10和设置于所述壳体10内的多个电芯160。所述气压检测装置200设置于所述壳体10内,用于检测所述壳体10内的气体压强。所述控制器500用于依据所述壳体10内的气体压强,控制所述储气装置300或所述稀释装置400调整所述壳体10内的气体压强。所述控制器500可以为处理器。

本实施例中,本申请提供的所述锂离子电池组热失控处理系统,一方面,在所述锂离子电池组100的壳体10内设置所述气压检测装置200,可以实时监控所述锂离子电池组100的内部气压情况,使得在热失控过程发生后,监控人员可以依据所述锂离子电池组100的内部气压情况,迅速做出行动。另一方面,所述锂离子电池组100电连接有所述储气装置300和所述稀释装置400,可在锂离子电池组100内的电芯160发生热失控时,通过所述窗口门131将所述电芯 160移出所述壳体10,控制所述储气装置300或所述稀释装置400调整所述壳体10内的气体压强,有效阻止锂离子电池组100内部进一步产生剧烈的化学反应。

在本申请的一实施例中,所述壳体10包括顶部盖板110、底部垫板120和多个依次首尾连接的壁板130。所述顶部盖板110、底部垫板120和所述多个壁板130共同围绕形成收纳空间140。所述壳体10还包括支架150。所述壳体10 还包括支架150,所述支架150设置于所述收纳空间140,用于分隔所述收纳空间140为多个子收纳空间141。

本实施例在前述内容已提及,此处不再赘述。

在本申请的一实施例中,每一个所述电芯160设置于一个子收纳空间141。每一个所述电芯160分别与所述顶部盖板110电连接。

本实施例在前述内容已提及,此处不再赘述。

如图8所示,在本申请的一实施例中,每一个所述子收纳空间141内设置有一个所述气压检测装置200。所述气压检测装置200用于检测每一个所述子收纳空间141的气体压强。

具体地,所述气压检测装置200可以为气压传感器。所述气压检测装置200 可以固定于所述壳体10的内壁。以图4中的实施例为例,所述壳体10内的所述支架150将所述壳体10内的所述收纳空间140分隔为四个所述子收纳空间 141。相应的,在所述壳体10内设置有四个所述气压检测装置200。每一个所述子收纳空间141内均设置有一个所述气压检测装置200,分别检测不同所述子收纳空间141内的气体压强。所述多个气压检测装置200还分别于所述控制器500 电连接,以将检测获得的所述壳体10内的气体压强发送至所述控制器500。

本实施例中,通过在所述壳体10内的所述子收纳空间141中设置所述气压检测装置200,实现了对所述壳体10内所述子收纳空间141的压强状态的实时监控,一旦所述锂离子电池组100的内部发生热失控现象,所述气压检测装置 200可以第一时间检测到所述壳体10内的压强变化,使得所述锂离子电池组100 的维护人员可以及时发现并采取对应措施。

继续参阅图8,在本申请的一实施例中,所述壁板130开设有多个第一阀门 135、多个第二阀门136和多个第三阀门137。每一个所述子收纳空间141具有与之对应的一个第一阀门135、一个第二阀门136和一个第三阀门137。所述多个第一阀门135与所述储气装置300通过气体管道连接。所述多个第三阀门137 与所述稀释装置400通过气体管道连接。

本实施例中,通过在所述锂离子电池组100壳体10的所述壁板130上设置多个第一阀门135、多个第二阀门136和多个第三阀门137,可以在热失控现象发生时,通过开启相应的阀门将所述储气装置300或所述稀释装置400接入所述锂离子电池组100,从而及时有效的对所述壳体10内的气体压强进行调整,从锂离子电池组100内部阻止热失控现象的进一步发展。

在本申请的一实施例中,本申请提供的锂离子电池组热失控处理方法包括如下步骤S100至步骤S160:

S100,接收所述气压检测装置200获取的所述子收纳空间141的气体压强。

具体地,所述气压检测装置200获取所述子收纳空间141内的气体压强,并将所述子收纳空间141的气体压强发送至所述控制器500。

S110,判断所述子收纳空间141的气体压强是否大于所述第一预设压强。

在所述控制器500接收所述子收纳空间141的气体压强后,所述控制器500 调取所述监控模块中预先存储的所述第一预设压强。所述第一预设压强为所述锂离子电池组监控人员预先设定。进一步的,所述控制器500比对所述子收纳空间141的气体压强与所述第一预设压强的数值,判断所述子收纳空间141的气体压强是否大于所述第一预设压强。

S120,若所述子收纳空间141的气体压强大于所述第一预设压强,则继续判断所述子收纳空间141的气体压强是否大于所述第二预设压强。所述第二预设压强大于所述第一预设压强。

具体地,所述第二预设压强的数值大于所述第一预设压强。所述第一预设压强为低危险性压强。所述第二预设压强为高危险性压强。若所述子收纳空间 141的气体压强大于所述第一预设压强,则说明所述锂离子电池组100内部的电解液190或电芯160已经开始发生反应,并已经产生了热失控现象,但危险系数较低。为检测所述锂离子电池组100是否处于高危险系数的热失控状态,需要进一步判断所述子收纳空间141的气体压强是否大于所述第二预设压强。

S130,若所述子收纳空间141的气体压强不大于所述第二预设压强,则控制所述子收纳空间141内的气体混合物进入所述储气装置300。

具体地,若所述子收纳空间141的气体压强不大于所述第二预设压强,则说明所述锂离子电池组100内部的电解液190或电芯160尚未发生剧烈反应,也未产生严重的热失控现象。所述锂离子电池组100随时存在失火或爆炸的危险。随后,所述控制器500做出低危险系数热失控现象的解决方案,即控制所述子收纳空间141内的气体混合物进入所述储气装置300。此外,所述控制器 500可以分别所述多个子收纳空间141执行所述步骤S100至步骤S130,从而对出现气体压强异常的所述子收纳空间141开启所述储气装置300。所述储气装置 300可以将所述子收纳空间141内,因热失控反应生成的易燃气体混合物吸入,减缓所述子收纳空间141内的热失控反应速度。

S150,返回所述步骤S100。

具体地,所述控制器500返回所述步骤S100,继续监控所述子收纳空间141 内的气压压强变化。

本实施例中,所述锂离子电池处理方法通过气压检测装置200获取所述锂离子电池组100的子收纳空间141内的气体压强,进一步地,依据所述子收纳空间141的气体压强和第一预设压强的比对结果,以及所述子收纳空间141的气体压强和第二预设压强的比对结果,控制所述储气装置300收纳所述子收纳空间141内的气体混合物,能够有效减小产生热失控反应后,所述子收纳空间 141内的气体混合物的密度,避免锂离子电池组100内部爆炸与失火。

在本申请的一实施例中,所述步骤S130包括:

S131,控制所述第一阀门135开启,控制所述第二阀门136和所述第三阀门137关闭。

具体地,所述第一阀门135与所述储气装置300通过气体管道连接,因此,所述控制器500控制所述第一阀门135开启,控制所述第二阀门136和所述第三阀门137关闭,将所述储气装置300与所述子收纳空间141接通。

如图11所示,在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组热失控处理方法还包括如下步骤S140至步骤S160:

S140,若所述子收纳空间141的气体压强大于所述第二预设压强,则控制所述稀释装置400向所述子收纳空间141输入稀释气体。

具体地,若所述子收纳空间141的气体压强大于所述第二预设压强,则说明所述锂离子电池组100内部的电解液190或电芯160已经发生剧烈反应,产生严重的热失控现象。所述锂离子电池组100随时存在失火或爆炸的危险。此时,采用所述储气装置300吸收所述子收纳空间141内的可燃气体混合物已无法起到有效控制热失控反应的作用,所述控制器500关闭所述壳体10与所述储气装置300的连接,将所述稀释装置400与所述壳体10连通。

所述稀释装置400内部存储有所述稀释气体。所述稀释气体为不可燃的保护气。所述保护气可以为CO2气体。所述壳体10内部的所述气体混合物为可燃气体H2、CO和CH4等。

本实施例通过所述稀释装置400向所述子收纳空间141通入所述不可燃的保护气,可以有效稀释所述子收纳空间141内所述可燃气体的浓度,从而有效遏制热失控反应的进一步发展。

S160,返回所述步骤S100。

具体地,所述控制器500返回所述步骤S100,继续监控所述子收纳空间141 内的气压压强变化。

在本申请的一实施例中,所述步骤S140包括:

S141,控制所述第二阀门136开启,控制所述第一阀门135关闭和所述第三阀门137关闭,持续预设时间。

具体地,所述第二阀门136与所述储气装置300通过气体管道连接,因此,所述控制器500控制所述第二阀门136开启,控制所述第二阀门136和所述第三阀门137关闭,将所述稀释装置400与所述子收纳空间141接通。所述预设时间为所述锂离子电池组维护人员人为设置。通过控制所述第二阀门136开启持续预设时间,可以使得所述子收纳空间141内的所述可燃气体混合物和所述不可燃的保护气体充分混合,实现稀释所述可燃气体混合物的效果。

S142,在所述预设时间结束后,控制所述第二阀门136和所述第三阀门137 启,控制所述第一阀门135关闭。

具体地,所述第三阀门137设置于所述壳体10的壁板130上,用于将稀释后的混合气体排出所述壳体10。所述第三阀门137可以连接一个处理装置,将所述稀释后的混合气体收集起来,方便后续单独处理。所述第三阀门137也可以直接与外界连通,便于将所述稀释后的混合气体排放至外界。在所述第三阀门137开启的同时,所述第二阀门136保持开启状态,以便于所述稀释气体继续充入所述子收纳空间141,进一步稀释所述子收纳空间141内的所述可燃气体混合物。

本实施例中,所述控制器500通过所述第二阀门136和第三阀门137的开启,在所述锂离子电池组100内部发生严重热失控现象时,将所述稀释装置400 与所述锂离子电池连通,从而稀释了所述子收纳空间141内的所述可燃气体混合物,有效的从所述锂离子电池组100的内部控制热失控反应的进一步发展。

在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组热失控处理方法还包括如下步骤S170:

S170,若所述子收纳空间141的气体压强不大于所述第一预设压强,则控制所述第一阀门135、所述第二阀门136和所述第三阀门137关闭。

具体地,若所述子收纳空间141的气体压强不大于所述第一预设压强,则说明所述锂离子电池组100内部的电解液190或电芯160尚未发生反应,未产生热失控现象。所述锂离子电池组100处于相对安全的状态。

本申请提供的锂离子电池处理方法,通过气压检测装置200获取所述锂离子电池组100的子收纳空间141内的气体压强,依据所述子收纳空间141的气体压强和第一预设压强的比对结果,以及所述子收纳空间141的气体压强和第二预设压强的比对结果,控制所述储气装置300收纳所述子收纳空间141内的气体混合物,能够有效减小产生热失控反应后,所述子收纳空间141内的气体混合物的密度,避免锂离子电池组100内部的1爆炸与失火。

本申请还提供了一种锂离子电池组100散热系统。

如图9所示,在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组100散热系统包括前述内容提及的所述锂离子电池组100和散热装置600。所述散热装置600与所述锂离子电池组100接触连接。

所述锂离子电池组100包括壳体10和设置于所述壳体10内的多个电芯160。所述散热装置600用于在所述锂离子电池组100发生热失控时将所述锂离子电池组100内部的热量传输至外界。所述散热装置600包括散热盘管610。所述散热盘管610绕设在所述壳体10的外表面。

具体地,所述散热盘管610由耐高温材料且导热性优良的材料制成。可选地,所述散热盘管610的材料为陶瓷。所述散热盘管610的尺寸与所述壳体10 的尺寸相匹配,以使所述散热盘管610与所述壳体10紧密且充分接触。

本实施例中,所述锂离子电池组100散热系统通过在锂离子电池组100的壳体10外表面绕设散热盘管610,使得所述锂离子电池组100在发生热失控反应时,及时将所述锂离子电池组100内部产生的热量中的一部分传输至散热盘管610,从而降低了所述锂离子电池组100在热失控下的安全隐患。

请继续参阅图9,在本申请的一实施例中,所述散热盘管610设置有散热盘管空腔611。所述散热盘管空腔611盛放有循环水。

具体地,所述散热盘管空腔611内的循环水可定时更换,维持所述散热盘管610的优良散热性能。所述散热盘管空腔611内也可以盛放其他优良的导热介质。

如图10所示,在本申请的一实施例中,所述散热装置600还包括水冷散热单元620。所述水冷散热单元620与所述散热盘管610通过水路管道连接。所述水冷散热单元620包括水箱621和水泵622。所述水箱621与所述散热盘管610 通过水路管道连接。所述水泵622设置于所述水箱621与所述散热盘管610之间的水路管道上。所述水泵622用于将所述水箱621中的循环水输送至所述散热盘管610,以实现所述水箱621与所述锂离子电池组100之间的换热。

本实施例中,通过设置所述水冷散热单元620,可将所述水冷散热单元620 中所述水箱621中的所述循环水通过所述水泵622输送至所述散热盘管610,待所述散热盘管610中的所述循环水与所述锂离子电池组100的所述壳体10换热完毕后,将所述循环水重新输入所述水箱621内,实现循环散热,成本低且实施难度小。

继续参阅图10,在本申请的一实施例中,所述水箱621包括出水口和入水口624。所述水泵622包括第一泵口625和第二泵口626。所述散热盘管610包括第一管口612和第二管口613。所述出水口与所述第一泵口625通过水路管道连接,所述第二泵口626与所述第一管口612通过水路管道连接,所述第二管口613与所述入水口624通过水路管道连接。

具体地,所述水箱621内的所述循环水通过出水口流出,经所述第一泵口 625流入所述水泵622,经所述第二泵口626流出所述水泵622。在所述循坏水流出所述水泵622后,经所述第一管口612进入所述散热盘管610,在与所述壳体10换热后,经所述第二管口613流入所述入水口624,进而返回所述水箱621 实现循环散热。

如图11所示,在本申请的一实施例中,所述散热装置600还包括散热芯630。所述散热芯630设置有散热芯空腔631,所述散热芯空腔631盛放有导热介质。

具体地,所述散热芯630由耐高温材料且导热性优良的材料制成。可选地,所述散热芯630的材料为陶瓷。

如图12所示,在本申请的一实施例中,所述电芯160包括正极极片161和负极极片162。所述正极极片161和所述负极极片162以所述散热芯630为轴心,互相卷绕成圆筒状并附着于所述散热芯630上。

具体地,在所述锂离子电池组100的生产过程中,可以将所述散热芯630 与所述正极极片161、所述负极极片162共同卷绕,形成所述电芯160。在锂离子电池组100正常工作时,一旦发生热失控现象,所述散热芯630可以带走所述电芯160内产生的热量。

继续参阅图11,在本申请的一实施例中,所述散热装置600还包括风冷散热单元640。所述风冷散热单元640包括散热器641和散热管道642。所述散热管道642设置于所述散热器641与所述散热芯630之间。所述散热器641用于与空气换热。所述用于将所述散热芯630的热量传输至所述散热器641。

具体地,所述散热器641可以设置多个散热片和多个风扇。

本实施例中,通过设置所述散热芯630和所述风冷散热单元640,在所述锂离子电池组100发生热失控现象时,不但所述散热芯630可以实现散热效果,也可以持续将所述电芯160内的产生的热量经所述散热管道642导出至所述散热器641,实现高效率散热。

所述散热芯630的两端分别设置有连接卡,所述散热器641的一端与所述连接卡扣632151卡合。所述散热器641的另一端与所述散热器641固定连接。

具体地,可以不限定所述散热芯630与所述散热器641的连接方式,除了通过所述连接卡扣632151连接,还可以通过其他接触方式连接。

在本申请的一实施例中,所述壳体10还包括顶部盖板110、底部垫板120 和多个依次首尾连接的壁板130。所述顶部盖板110、底部垫板120和所述多个壁板130共同围绕形成收纳空间140。所述顶部盖板110和所述底部垫板120分别开设有定位孔180,以使所述散热芯630两端的所述连接卡扣632151可以通过所述定位孔180伸出所述壳体10。

本实施例中,通过设置所述定位孔180,可以使得所述散热芯630伸出所述壳体10,便于所述散热芯630与所述散热器641的连接。

在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组100散热系统还包括支架150。所述支架150设置于所述收纳空间140,用于分隔所述收纳空间140为多个子收纳空间141。

本实施例在前述内容有提及,此处不再赘述。

如图13所示,在本申请的一实施例中,每一个所述电芯160设置于一个子收纳空间141。每一个所述子收纳空间141设置一个所述风冷散热单元640。

本实施例在前述内容有提及,此处不再赘述。本实施例中,通过设置所述多个子收纳空间141,以及与所述多个子收纳空间141对应的所述风冷散热单元 640,使得当所述多个子收纳空间141同时发生热失控现象时,多个所述风冷散热单元640可以同时对所述锂离子电池组100产生优良的散热效果,当所述单个子收纳空间141同时发生热失控现象时,也不会浪费资源,散热方式灵活且散热效率高,散热速度快。

本申请提供的所述锂离子电池组散热系统,一方面通过在锂离子电池组100 的壳体10外表面绕设散热盘管610,形成所述水冷散热单元620,使得所述锂离子电池组100在发生热失控反应时,及时将锂离子电池组100内部产生的热量中的一部分传输至散热盘管610,从降低了锂离子电池组100在热失控下的安全隐患;另一方面,通过在锂离子电池组100的所述电芯160内部设置盛放有导热介质的散热芯630和与所述散热芯630连接的所述散热器641,形成所述风冷散热单元640,使得所述锂离子电池组100在发生热失控反应时,所述水冷散热单元620与所述风冷散热单元640共同作用,对所述锂离子电池组100的内部进行有效的降温,遏制所述锂离子电池组100热失控反应的进一步发展。

本申请还提供了另一种锂离子电池组热失控处理系统与方法。

如图14所示,在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组100热失控系统包括前述内容提及的所述锂离子电池组100、电解液抽吸装置700、温度检测装置800和前述内容提及的所述控制器500。所述锂离子电池组100包括壳体10、设置于所述壳体10内的多个电芯160和充盈于所述壳体10内的所述电解液190。所述电解液抽吸装置700与所述壳体10连接。所述温度检测装置800固定设置于所述壳体10内壁。所述控制器500分别与所述电解液抽吸装置700和所述温度检测装置800电连接。所述温度检测装置800用于检测所述壳体10内部温度。所述控制器500用于控制所述电解液抽吸装置700吸出所述壳体10内的所述电解液190。

具体地,所述电解液抽吸装置700可容纳从所述壳体10内抽出的所述电解液190。所述电解液抽吸装置700的容量大于或等于所述壳体10的容量,以使得在所述锂离子电池组100发生高危险系数的热失控现象时,所述电解液抽吸装置700可以将所述壳体10内的全部电解液190抽出,断绝热失控反应的反应源。

所述温度检测装置800可以为温度传感器。所述温度传感器可以为多个。当所述温度传感器为多个时,所述控制器500可以检测所述温度检测装置800 获取的多个所述壳体10内部温度,并取所述多个所述壳体10内部温度的平均值作为最终的检测值,从而使得所述壳体10内部温度的检测结果准确无误,贴近实际值。

本实施例中,本申请提供的所述锂离子电池组热失控处理系统,一方面,通过在锂离子电池组100的壳体10内壁设置温度检测装置800,可以实时监控所述锂离子电池组100的内部温度情况,使得在热失控现象发生后,监控人员可以依据所述锂离子电池组100的内部温度情况,可以及时发现热失控现象并实施解决方案。另一方面,所述锂离子电池组100的壳体10连接有所述电解液抽吸装置700,可在锂离子电池组100内部发生热失控现象时,通过所述电解液抽吸装置700抽出所述锂离子电池组100壳体10内部的电解液190,阻止锂离子电池组100内部电解液190继续剧烈反应,从而从根本上断绝了热失控反应的反应源头,从锂离子电池组100内部对热失控反应的发展进行有效遏制。

在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组100包括所述壳体10和所述支架150。所述壳体10,包括顶部盖板110、底部垫板120和多个依次首尾连接的壁板130。所述顶部盖板110、底部垫板120和所述多个壁板130共同围绕形成收纳空间140。所述支架150设置于所述收纳空间140,用于分隔所述收纳空间 140为多个子收纳空间141。

本实施例在前述内容有提及,此处不再赘述。

在本申请的一实施例中,每一个所述电芯160设置于一个子收纳空间141,每一个所述电芯160分别与所述顶部盖板110电连接。

本实施例在前述内容有提及,此处不再赘述。

请继续参阅图13,在本申请的一实施例中,所述电解液抽吸装置700为多个,每一个所述电解液抽吸装置700吸附一个所述子收纳空间141内的所述电解液190。

本实施例中,通过在每一个所述子收纳空间141内设置多个所述电解液抽吸装置700,实现在部分所述子收纳空间141出现热失控反应现象时,仅仅抽吸出现热失控反应现象的所述子收纳空间141内的所述电解液190,其他正常的所述子收纳空间141并不受影像,所述锂离子电池组100可以继续正常工作,灵活且降低成本。

继续参阅图15,在本申请的一实施例中,所述壁板130开设有多个开孔138,每一个所述电解液抽吸装置700与一个所述开孔138通过传输管道191连接。

具体地,所述电解液抽吸装置700通过所述开孔138与所述壳体10连接。

请继续参阅图14,在本申请的一实施例中,所述电解液抽吸装置700包括电解液存储箱710、容量检测组件720、抽吸装置阀门730和第一压力泵740。所述电解液存储箱710与所述开孔138通过所述传输管道191连接。容量检测组件720,固定设置于所述电解液存储箱710内。所述抽吸装置阀门730设置于所述传输管道191。所述第一压力泵740,设置于所述传输管道191。所述电解液存储箱710用于存储从所述壳体10中吸出的所述电解液190。所述容量检测组件720用于检测所述电解液存储箱710内存储的所述电解液190的容量。所述第一压力泵740用于为所述电解液抽吸装置700吸出所述电解液190提供动力。

具体地,所述容量检测组件720用于检测所述电解液存储箱710内存储的所述电解液190的容量。所述电解液存储箱710表面设置有提示灯。当所述电解液存储箱710内存储的所述电解液190超出预设阈值时,所述提示灯闪烁,提示需要清理所述电解液存储箱710。

如图15所示,在本申请的一实施例中,所述的锂离子电池组热失控处理系统还包括电解液回收装置900。所述电解液回收装置900与所述多个电解液抽吸装置700通过回收管道192连接。所述电解液回收装置900用于收集所述多个电解液抽吸装置700内存储的所述电解液190。所述电解液回收装置900还与所述控制器500电连接,用于接收所述控制器500的控制信息,将所述多个电解液抽吸装置700内存储的所述电解液190输送至所述电解液回收装置900。

具体地,所述电解液回收装置900为一个密闭容器,用于收集所述电解液抽吸装置700从所述壳体10内抽吸的所述电解液190。由于所述电解液190为所述锂离子电池组发生热失控反应后抽吸获得的,属于废弃电解液,所述电解液回收装置900用于对所述电解液190的统一回收或保存,防止污染环境。

请继续参阅图15,在本申请的一实施例中,所述电解液回收装置900包括电解液回收箱910、回收装置阀门920和第二压力泵930。所述电解液回收箱910 与所述多个电解液存储箱710通过所述回收管道192连接。所述回收装置阀门 920设置于所述回收管道192。所述第二压力泵930,设置于所述回收管道192。所述电解液回收箱910用于收集所述多个电解液存储箱710内存储的所述电解液190。所述第二压力泵930用于为将存储于所述电解液存储箱710中的所述电解液190传输至所述电解液回收箱910提供动力。

本实施例中,所述电解液回收装置900通过所述回收装置阀门920和所述第二压力泵930的共同作用,将所述多个电解液存储箱710中的所述电解液190 回收至所述电解液回收箱910,实现对热失控现象发生后的废弃电解液的统一回收,可同时回收多个所述电解液存储箱710中的所述电解液190,效率高,节省人力和物力。

本申请提供了一种锂离子电池组热失控处理系统。所述锂离子电池组热失控处理系统包括锂离子电池组100、电解液抽吸装置700、温度检测装置800和控制器500。所述锂离子电池组100包括壳体10、设置于所述壳体10内的多个电芯160和充盈于所述壳体10内的电解液190。所述电解液抽吸装置700与所述壳体10连接,所述温度检测装置800固定设置于所述壳体10内壁。本申请提供的所述锂离子电池组热失控处理系统,一方面,在锂离子电池组100的壳体10内壁设置温度检测装置800,可以实时监控所述锂离子电池组100的内部温度情况,使得在热失控现象发生后,监控人员可以依据所述锂离子电池组100 的内部温度情况,可以及时发现热失控现象并实施解决方案;另一方面,所述锂离子电池组100的壳体10连接有所述电解液抽吸装置700,可在锂离子电池组100内部发生热失控现象时,通过所述电解液抽吸装置700抽出所述锂离子电池组100壳体10内部的电解液190,阻止锂离子电池组100内部电解液190 继续剧烈反应,从而从根本上断绝了热失控反应的反应源头,从锂离子电池组 100内部对热失控反应的发展进行有效遏制。

本申请还提供一种锂离子电池组热失控处理方法。

在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组热失控处理方法包括如下步骤 S200至步骤S240:

S200,接收所述温度检测装置800获取的所述壳体10内部温度。

具体地,所述温度检测装置800获取所述壳体10内部温度,并将所述壳体 10内部温度发送至所述控制器500。

S210,判断所述壳体10内部温度是否大于所述预设热失控触发温度。

具体地,在所述控制器500接收所述壳体10内部温度后,所述控制器500 调取所述监控模块中预先存储的所述预设热失控触发温度。所述预设热失控触发温度为所述锂离子电池组监控人员预先设定。进一步的,所述控制器500比对所述壳体10内部温度与所述预设热失控触发温度的数值,判断所述壳体10 内部温度是否大于所述预设热失控触发温度。

S220,若所述壳体10内部温度大于所述预设热失控触发温度,则控制抽吸装置阀门820开启,控制所述第一压力泵740开启,控制所述电解液抽吸装置 700将所述壳体10内的所述电解液190吸入所述电解液存储箱710。

具体地,若所述壳体10内部温度大于所述预设热失控触发温度,则所述控制器500判断所述锂离子电池组100内部发生热失控现象,控制所述第一压力泵740开启,控制所述电解液抽吸装置700将所述壳体10内的所述电解液190 吸入所述电解液存储箱710。

S240,继续接收所述温度检测装置800获取的所述壳体10内部温度,直至所述壳体10内部温度小于所述预设热失控触发温度,控制所述抽吸装置阀门820 和所述第一压力泵740关闭,控制所述电解液抽吸装置700停止工作。

具体地,所述控制器500可以控制所述电解液抽吸装置700的抽吸功率,以加快所述电解液抽吸装置700的抽吸工作。

本实施例中,本申请提供的种锂离子电池组热失控处理系统与方法通过温度检测装置800获取所述锂离子电池组100的壳体10内部温度,进一步地,依据所述壳体10内部温度和预设热失控触发温度的比对结果,控制所述电解液抽吸装置700将所述壳体10内的电解液190吸入所述电解液抽吸装置700,能够有效阻止锂离子电池组100内部电解液190继续反应,避免锂离子电池组100 内部爆炸与失火。

在本申请的一实施例中,所述锂离子电池组热失控处理方法包括如下步骤 S230至步骤S500:

S230,若所述壳体10内部温度不大于所述预设热失控触发温度,则控制所述抽吸装置阀门720和所述第一压力泵740关闭。

具体地,若所述壳体10内部温度不大于所述预设热失控触发温度,则所述控制器500判断所述锂离子电池组100内部温度已恢复正常,热失控现象已得到有效控制,可以执行后续的电解液190回收工作。

S250,接收所述容量检测组件720获取的所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量。

具体地,所述电解液存储箱710的外表面可以设置电解液量度组件。所述电解液量度组件与所述容量检测组件720连接,以使得所述锂离子电池组100 维护人员可以直观的知晓所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量。

S260,判断所述电解液存储箱710内电解液190的容量是否大于预设电解液容量。

具体地,所述预设电解液容量由所述锂离子电池组100维护人员人为设置。

S270,若所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量大于所述预设电解液容量,则控制所述回收装置阀门920开启,控制所述第二压力泵930开启,控制所述电解液回收装置900将所述电解液存储箱710内的所述电解液190吸入所述电解液回收箱910。

具体地,若所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量大于所述预设电解液容量,则所述控制器500判断所述电解液存储箱710内所述电解液190 的容量有必要回收,否则会导致所述电解液存储箱710内电解液190堆积,影响后续电解液抽吸工作。

S280,继续接收所述容量检测组件720获取的所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量,直至所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量小于所述预设电解液容量,控制所述回收装置阀门920和所述第二压力泵930关闭,控制所述电解液回收装置900停止工作。

具体地,若所述电解液存储箱710内所述电解液190的容量不大于所述预设电解液容量,则所述控制器500判断所述电解液存储箱710内所述电解液190 的容量很少,没有必要回收,且并不影响后续电解液抽吸工作。

本申请提供了一种锂离子电池组热失控处理方法。所述锂离子电池处理方法一方面,通过温度检测装置800获取所述锂离子电池组100的壳体10内部温度,依据所述壳体10内部温度和预设热失控触发温度的比对结果,控制所述电解液抽吸装置700将所述壳体10内的电解液190吸入所述电解液抽吸装置700,能够有效阻止锂离子电池组100内部电解液190继续反应,避免锂离子电池组 100内部爆炸与失火。另一方面,通过所述电解液回收装置900将所述电解液抽吸装置700中存储的所述电解液190回收至所述电解液回收装置900,便于统一回收处理,清洁环保。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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