[实用新型]一种大型组合锂离子电池用降温及安全保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大型组合锂离子电池用降温及安全保护装置。

背景技术

锂离子电池在类似动力或储能这样的大容量、高电压的应用场合中，必然涉及到电池单元的多串并联使用，由于各电池单元在整个系统中分布在不同的位置，各处散热条件和周围环境都不相同，因此，即使不考虑电池单元的内阻、连接等差异因此，各电池单元的温度也有一定的差异。这些差别直接会造成电池自放电不一样，对性能和寿命也会有不同的影响，从而使得电池组的一致性恶化，进而影响整个电池系统的性能和寿命。另一方面，大量的串并联电池单元的使用，使得整个电池系统的安全系数大大降低，任意一个电池单元发生安全问题都有可能影响整个系统的安全，甚至造成不可估量的损失。为了保证锂离子电池系统的安全，在电池包中加装降温及安全保护装置，对可能发生的危险或已经发生的燃烧危险进行降温及安全防护是非常有必要的。

目前，大型电池组系统中如电动汽车电池系统普遍采用了自然风冷或者强制对流风冷或者水冷，其优点是可以事前防范，从源头上降低锂离子电池发生安全问题的可能性，但其不可避免的风险是电池单元一旦形成内部热失控，冷却系统则将失去防护作用，从而造成整个电池包发生燃烧甚至爆炸。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大型组合锂离子电池用降温及安全保护装置，以解决目前大型锂离子电池组存在的安全性问题。为此，本实用新型采用以下技术方案：它包括二氧化碳气瓶、进气接口、电磁阀、供气管、超音速喷嘴；所述二氧化碳气瓶连接一路或多路供气管，所述供气管由进气接口连接电磁阀，所述电磁阀连接一路或多路供气支管，所述供气支管上设有一个或多个超音速喷嘴，所述超音速喷嘴处在组合锂离子电池的储放容器内，所述电磁阀受组合锂离子电池的电池管理系统BMS控制。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案：

所述超音速喷嘴包括通过螺帽和供气支管相连的喷嘴体，所述喷嘴体连有喷头，所述喷头设有节流喷气小孔，喷头在节流喷气小孔外具有呈喇叭口状的扩散孔。

由于采用本实用新型的技术方案，当BMS检测到锂离子电池储放容器内温度达到或超过其燃烧爆炸的临界值时，其可控制电磁阀开启，压缩二氧化碳气体经由供气管，供气支管上安装的多个超音速喷嘴（喷嘴数目根据散热通路决定）喷出。气体喷出时瞬间压力降低，根据克拉佩龙方程PV=nRT，气体温度降低，可对喷嘴附近的各电池单元形成降温效果。同时，气体喷出后，二氧化碳气体迅速充满电池储放容器内的各个空隙，使各电池单元迅速与空气（氧气）隔绝或迅速稀释氧气浓度，达到阻止电池进一步燃烧或降低燃烧风险的效果，从而能针对可能发生的危险或已经发生的危险进行安全防护。本实用新型结构简单，具有占用空间小，安全防护等级高、安全装置开启后无二次损失等优点，因此本实用新型具有非常高的实用价值及市场前景，可为汽车动力电池包模块、储能电池包模块等组合锂离子电池系统提供安全保障。

附图说明

图1为本实用新型所提供的实施例的示意图。

图2为本实用新型所提供的实施例与大型组合锂离子电池的组合示意图。

图3为本超音速喷嘴的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型包括二氧化碳气瓶1、进气接口2、电磁阀4、供气管3、超音速喷嘴5；所述二氧化碳气瓶1连接一路或多路供气管3，所述供气管3由进气接口2连接电磁阀4，所述电磁阀4连接一路或多路供气支管5，所述供气支管上设有一个或多个超音速喷嘴6，所述超音速喷嘴6处在组合锂离子电池的储放容器内，所述电磁阀受组合锂离子电池的电池管理系统BMS控制。

本实用新型具有的降温制冷及安全保护双重功效，根据实际使用需要，可利用该装置单独使用其中任何一种功效或二种功效同时使用。

所述超音速喷嘴6包括通过螺帽9和供气支管5相连的喷嘴体61，所述喷嘴体61连有喷头60，所述喷头60设有节流喷气小孔62，喷头60在节流喷气小孔62外具有呈喇叭口状的扩散孔63。在本发明中，多个的超音速喷嘴6可均匀分布在组合锂离子电池的储放容器内，一方面保证充分发挥降温效果，另一方面也用于保证组合锂离子电池储放容器内各个区域的温度更趋一致及二氧化碳气体更快充满电池储放容器内的任何空间。

附图标号8为锂离子电池单元。