一种电芯消防结构及其电池包的制作方法

专利2026-02-28  16


本技术涉及电池领域,具体涉及一种电芯消防结构及其电池包。


背景技术:

1、目前,电池箱在实际应用过程中是由许多单颗电芯使用串联和并联的方式组成的一个系统。在整个电池模组的使用过程中,由于充放电异常或者受到外力冲击都有可能导致模组中的其中某一颗电芯发生安全事故,导致整个电池箱和附属装置损坏。

2、现有处理电池箱级别的安全事故是向电池箱中喷洒消防抑制剂,此种做法会导致整个电池箱中的所有零部件和电芯受到消防抑制剂的影响而后续都无法再使用,消防效果差,不能精准控制发生安全事故的电芯,容易发生复燃等现象。同时传统的消防措施从安全事故的发生到最后消防系统的启动,中间会有时间差,不能及时进行消防控制。

3、因此,亟需提出一种新的方案来解决上述问题。


技术实现思路

1、本实用新型提供了一种电芯消防结构及其电池包,来解决现有技术中由于充放电异常或者受到外力冲击都有可能导致模组中的其中某一颗电芯发生安全事故,导致整个电池箱和附属装置损坏的问题。

2、本实用新型提供了一种电芯消防结构,单个所述电芯包括电芯本体、电芯外壳、容纳所述电芯本体的框架结构和多个设置在框架结构底端的电芯支架,所述电芯支架用于支撑电芯本体和框架结构,所述电芯本体和电芯外壳之间设置有循环流动的消防抑制剂;

3、所述电芯外壳上设置有第一进液口和第一出液口;

4、所述框架结构底端设置有泄压口,当电芯本体内超过额定压力时,所述泄压口开启,所述消防抑制剂通过所述泄压口从电芯本体外侧流入电芯本体内侧,多个所述电芯支架之间设置有供所述消防抑制剂流动的空间;

5、所述电芯外壳的顶部设置有防爆阀,所述泄压口需要的破裂压力小于防爆阀的开启压力。

6、进一步地,所述泄压口需要的破裂压力比防爆阀的开启压力小0.10~0.15mpa。

7、进一步地,所述电芯支架的上端开设有供消防抑制剂流通的多个凹槽。

8、进一步地,所述框架结构包括设置在电芯本体正面的第一电芯内壳板和第二电芯内壳板,以及位于所述第一电芯内壳板和第二电芯内壳板之间的第三电芯内壳板,所述电芯支架设置在第三电芯内壳板上。

9、进一步地,所述第一电芯内壳板与邻近的电芯外壳之间的间距为4~6mm。

10、进一步地,所述电芯外壳上方固定设置有ccs组件,所述ccs组件包括电压检测单元和温度检测传感器。

11、进一步地,所述消防抑制剂的组成成分包括全氟己酮、已二醇、多元醇、纯净水、防冻粉和表面活化剂。

12、本实用新型还提供一种电池包,包括上述的电芯消防结构,所述电池包内设置有电池管理系统,所述电池管理系统采集到单个电芯的电压在3s内下降0.1v,温度在3s内上升3℃,则判定电池包内部发生安全事故,电池管理系统发出报警信号给到外部控制系统,关闭电池包的充放电功能,断开电池包内部的主继电器。

13、进一步地,所述电池包内设置有多排电芯群,单个所述电芯群由多个相互抵接的电芯通过扎带绑扎固定在一起。

14、进一步地,所述电池包包括进出液一级管和进出液二级管,所述进出液二级管与单个电芯的第一进液口和第一出液口均连通,所述进出液一级管和进出液二级管的连接处通过螺纹卡箍进行连接,所述进出液一级管的端部分别设有第二进液口和第二出液口,所述第二进液口和第二出液口处均设置有过滤器。

15、相比于现有技术,本实用新型的有益效果为:

16、1、本实用新型通过电池包中单个电芯内部设计消防结构,可以在电芯层级对电池包部发生的安全事故进行快速处理,能有效抑制和降低单体电芯发生的安全事故,将安全事故扑灭在初始阶段,尽可能地避免防爆阀被开启导致整个电池包发生破坏,降低单体电芯发生的安全事故对后续结果造成的重大影响,后续安全事故得到控制后,其它电芯还可以正常使用;

17、2、本实用新型的电池包在正常工作过程中,整个消防系统可以通过ccs组件对电池包中的单个电芯进行温度和电压管理,达到对整个电池包进行液冷控温的效果,节约了液冷系统,对成本和空间进行了优化;

18、3、本实用新型的电池包可以去掉内部的消防监控系统,由电池管理系统取代传统的消防模块,节约成本和空间;同时避免了消防系统的整个反应时间,可以达到安全事故一发生就可以马上自主启动消防控制,节约了宝贵的时间,避免错过最佳施救时机。



技术特征:

1.一种电芯消防结构,其特征在于:单个所述电芯(1)包括电芯本体(11)、电芯外壳(12)、容纳所述电芯本体(11)的框架结构(13)和多个设置在框架结构(13)底端的电芯支架(14),所述电芯支架(14)用于支撑电芯本体(11)和框架结构(13),所述电芯本体(11)和电芯外壳(12)之间设置有循环流动的消防抑制剂;

2.根据权利要求1所述的一种电芯消防结构,其特征在于:所述泄压口(131)需要的破裂压力比防爆阀(121)的开启压力小0.10~0.15mpa。

3.根据权利要求1所述的一种电芯消防结构,其特征在于:所述电芯支架(14)上端开设有供消防抑制剂流通的多个凹槽(141)。

4.根据权利要求1所述的一种电芯消防结构,其特征在于:所述框架结构(13)包括设置在电芯本体(11)正面的第一电芯内壳板(132)和第二电芯内壳板(133),以及位于所述第一电芯内壳板(132)和第二电芯内壳板(133)之间的第三电芯内壳板(134),所述电芯支架(14)设置在第三电芯内壳板(134)上。

5.根据权利要求4所述的一种电芯消防结构,其特征在于:所述第一电芯内壳板(132)与邻近的电芯外壳(12)之间的间距为4~6mm。

6.根据权利要求1所述的一种电芯消防结构,其特征在于:所述电芯外壳(12)上方固定设置有ccs组件(3),所述ccs组件(3)包括电压检测单元(31)和温度检测传感器(32)。

7.一种电池包,包括如权利要求1~6任一所述的电芯消防结构,其特征在于:所述电池包内设置有电池管理系统(5),所述电池管理系统(5)采集到单个电芯的电压在3s内下降0.1v,温度在3s内上升3℃,则判定电池包内部发生安全事故,电池管理系统(5)发出报警信号给到外部控制系统,关闭电池包的充放电功能,断开电池包内部的主继电器。

8.根据权利要求7所述的一种电池包,其特征在于:所述电池包内设置有多排电芯群(15),单个所述电芯群(15)由多个相互抵接的电芯(1)通过扎带绑扎固定在一起。

9.根据权利要求7所述的一种电池包,其特征在于:所述电池包包括进出液一级管(41)和进出液二级管(42),所述进出液二级管(42)与单个电芯(1)的第一进液口(21)和第一出液口(22)均连通,所述进出液一级管(41)和进出液二级管(42)的连接处通过螺纹卡箍进行连接,所述进出液一级管(41)的端部分别设有第二进液口(412)和第二出液口(413),所述第二进液口(412)和第二出液口(413)处均设置有过滤器(411)。


技术总结
本技术公开了一种电芯消防结构及其电池包,单个电芯包括电芯本体、电芯外壳、容纳电芯本体的框架结构和多个设置在框架结构底端的电芯支架,电芯本体和电芯外壳之间设置有循环流动的消防抑制剂;电芯外壳上设置有第一进液口和第一出液口;框架结构底端设置有泄压口,当电芯本体内超过额定压力时,消防抑制剂通过泄压口从电芯本体外侧流入电芯本体内侧,多个电芯支架之间设置有供消防抑制剂流动的空间;泄压口需要的破裂压力小于防爆阀的开启压力。本技术可以在电芯层级对电池包部发生的安全事故进行快速处理,能有效抑制和降低单体电芯发生的安全事故,尽可能地避免防爆阀被开启导致整个电池包发生破坏。

技术研发人员:袁丙青,罗飞,张绪宝,曹冬梅,王中平,王声函,张祺,王凤莲,武云峰,褚立
受保护的技术使用者:三峡新能源(庆云)有限公司
技术研发日:20240126
技术公布日:2024/11/11
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