[发明专利]一种蒸发冷却阻燃电池系统

说明书

技术领域

本发明属于电池系统制备技术领域，具体涉及一种蒸发冷却阻燃电池系统。

背景技术

由于目前电能的使用日益频繁，且用电装置对于续航的要求越来越高，大容量电池已得到了普遍的使用。不过，该类电池相应的散热困难的问题也受到了人们的注视，并研发了多种具有阻燃或高效冷却功能的电池系统。

CN 104347840 A通过加入用于吸收泄露电解液的海绵，并设置相应的其它结构，获得了一种锂离子电池组的漏液阻燃结构。CN 103682188 A通过引入两个腔体，加入保护性气体和绝缘阻燃液，实现了防止爆炸、避免短路和提高电池安全性能的效果。

然而，上述电池组结构的散热功能有限，难以制备容量大且安全性高的电池系统，同时，海绵或保护性气体的加入，增加了相应成本并影响了电池的使用期限。

CN 104466303 A通过在电池组外壳内设置氢氟醚和其它细节的安排，获得了具有较好散热功能的电池组。不过，这种电池却不能很好解决泄露等因素造成的电池燃烧和爆炸的问题。且该装置要求电池组外壳内的内压处于-0.09Mpa～-0.01Mpa之间，是处于负压状态，制造和维护都比较困难。

因此，如何制备一种结构简单、经济耐用、散热功能好且具有阻燃功能的电池系统，对于产业发展而言，显得极为重要。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单、经济耐用、散热功能好且具有阻燃功能的蒸发冷却阻燃电池系统，该蒸发冷却阻燃电池系统，包括电池、箱体和冷却液，所述蒸发冷却阻燃电池系统还包括连接器、泄压阀、电磁阀、冷却器、管道、压力传感器和总正/总负接口；所述电池和连接器连接，并浸没于冷却液中；所述冷却液为氟碳化合物。

所述连接器包括铝排或铜排。

作为优选方案，所述箱体的防水防尘达到IP67的防护等级。

所述氟碳化合物不含氯、无闪点且沸点小于等于55℃大于等于25℃，包括C_mF_nH_xO_y(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)、C₆F₁₂O、FF31-L、VXF-4310或FL-a等。

其中，所述C_mF_nH_xO_y(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)指的是满足所述″不含氯、无闪点且沸点小于等于55℃大于等于25℃″要求的化合物，如C₆F₁₂O。

作为优选方案，所述泄压阀(5)的泄压压力为箱体最大承受压力的90％。

所述总正/总负接口(8)为防水密封接口。

在本发明中，电池模块和连接器(连接铜排或者其他材料的连接器例如铝排等)都浸没在冷却液中。

常温下，冷却液液面高于连接器。

优选的，箱体需达到IP67的防护等级。

冷却液密封在箱体内，电池接口(总正/总负接口)应该使用防水密封接口。

本发明使用氟碳化合物作为冷却液，该冷却液为无闪点氟碳化合物，沸点小于等于55℃大于等于25℃，该氟碳化合物不含氯，例如C_mF_nH_xO_y(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)、C₆F₁₂O、FF31-L、VXF-4310、FL-a等。

由于冷却液的黏度低流动性强，导热能力强，电池和连接器的热量都可以很快传导到冷却液中，冷却液靠箱体热辐射和热传导对外发出热量，因此箱体也可以设计散热片或者散热槽增大散热面积增强散热能力。当电池或者其他浸入冷却液的零件发热且达到冷却液的沸点时，冷却液由液体转变为气体带走大量热量，气体经管道进入冷却器，在冷却器中冷凝过后通过管道流回箱体内，冷却器的位置应该高于箱体但不一定需要在正上方。由于冷却液蒸汽的电气绝缘强度是随压力增加的，因此正常情况下产生蒸汽过后箱体内压力增大不用处理，当压力传感器检测到压力过大时开启电磁阀进行泄压操作(泄压压力根据不同种类的冷却液需实验实测)，泄压阀设置为箱体能承受最大压力的90％，作用为当箱内压力过大且电磁阀失效时泄压阀及时泄压保证安全。