阻燃電池箱及阻燃動力電池系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及阻燃電池箱及阻燃動力電池系統，其中阻燃動力電池系統的技術方案為：將動力電池系統分割成若干獨立電池模組，放置于氣體密封的電池箱體內，并通過箱體上的進氣口與排氣口串聯各電池箱，并向各電池箱充入阻燃氣體，降低電池箱內氧氣含量，實現動力電池系統阻燃防爆。阻燃電池箱的技術方案為：包括氣體密封的電池箱體，箱體上設置有進氣口和排氣口，用于充入助燃氣體；箱體上還設有動力接口和控制接口，箱體內設置有檢測單元，可以檢測氧氣濃度。本發阻燃電池箱及明阻燃動力電池系統可極大提高動力電池系統可操作性，精簡線路及控制元器件，降低成本。
【專利說明】阻燃電池箱及阻燃動力電池系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及新能源汽車領域中動力電池部分，具體涉及一種動力電池系統中氣體保護的動力電池模組。
【背景技術】
[0002]隨著新能源汽車的逐步發展，用戶對于新能源汽車的安全性能要求越來越高。縱觀國內外新能源汽車應用推廣情況，動力電池系統的安全性能已經成為影響整車安全性能的技術瓶頸。
[0003]動力電池系統因其特殊的物理化學特性，在極端情況(如碰撞、高溫、低溫等)下，可能引起動力電池系統燃燒、爆炸等危險狀況。解決動力電池系統在極端情況下可能發生的燃燒、爆炸已經成為行業內一個主要的技術研究點。在目前行業內已經采用的多種措施解決上述問題，主要總結如下:
[0004]采用電池管理系統，監控電池系統內各單體電池(或模組)的電壓、溫度等狀態信息，通過上述狀態信息及時預判可能潛在的危險，通知操作人員提前采取相應措施避免事故產生。通過對以往事故分析，電池管理系統存在著實時性、準確性較差的弊端。
[0005]特斯拉10(161 8電動跑車采用液冷循環及防火隔斷墻設計方案，控制動力電池系統的運行溫度，避免因溫度引起的動力電池系統熱失控。此外，采用防火隔斷墻限制熱失控傳播路徑。上述設計在一定程度上改善了 10如1 3的安全性能，但上述安全裝置增加了產品成本，占用了動力電池系統的安裝空間，降低了動力電池系統的有效容量。
[0006]寶馬13電動車采用了防裝格柵瓦的設計方案，通過格柵瓦吸收車輛撞擊的形變力，避免動力電池系統受到擠壓。上述設計極大提高了動力電池系統的防撞擊性能，但成本較聞。
[0007]專利文件《具有高效冷卻功能的防燃防爆型二次電池組系統》(申請號200910025407.9)采用的技術方案是，在電池組封裝外殼內充有絕緣流體介質，使電池組置于絕緣流體介質內從而與外界空氣中的氧氣隔離，達到阻燃的目的。然而這種設計對電池組外殼的密封性要求較高，一旦密封性未達到要求就會導致液體泄漏，對電池系統造成不利影響；電池組長期處于流體介質中有可能被腐蝕，影響電池的充放電性能；這種設計下的電池系統重量大，成本高。
[0008]因此，有必要解決上述設計方案存在的控制器件多、線路復雜、重量大、液體泄漏、電池組被腐蝕及成本較高的問題。
【發明內容】
[0009]本發明提供了一種阻燃電池箱及阻燃動力電池系統，旨在解決新能源汽車領域中動力電池系統潛在的熱失控問題，并改善動力電池系統控制器件多、線路復雜、重量大、液體泄漏、電池組被腐蝕及成本較高的問題。
[0010]為解決上述問題，本發明阻燃動力電池系統采用了以下技術方案:包括從首級到末級至少兩個阻燃電池箱，所述阻燃電池箱，包括用于充入阻燃氣體的氣體密封的箱體；所述箱體內設置有若干單體電池；所述箱體上設有動力接口和控制接口，每個箱體內電池組與相鄰箱體內電池組通過所述動力接口連接；所述箱體上還設置有一個進氣口和一個排氣口，前級箱體的排氣口連接于后級箱體的進氣口，首級箱體的進氣口安裝有進氣控制閥，末級箱體的排氣口安裝有排氣控制閥。
[0011]所述箱體內設置有用于檢測氧氣濃度的檢測元件。
[0012]所述進氣控制閥與排氣控制閥均為電磁閥(打，12)；包括一個電磁閥控制電路；所述電磁閥控制電路包括一個控制繼電器0(1),該控制繼電器設有至少兩個觸點，兩個觸點分別與兩電磁閥的控制線圈串聯。
[0013]所述電磁閥控制電路還包括一個指示燈支路，該支路上串聯一個電磁閥工作狀態指示燈以及一個控制繼電器的觸點。
[0014]本發明阻燃電池箱采用了以下技術方案:包括氣體密封的箱體；所述箱體上設置有一個進氣口和一個排氣口。
[0015]所述箱體上設有動力接口和控制接口 ；所述動力接口和控制接口均為氣密的電連接器。
[0016]所述箱體內設置有用于檢測氧氣濃度的檢測元件。
[0017]本發明采用在電池箱內充入阻燃氣體從而減少氧氣含量的技術方案來達到阻燃目，即使發生氣體泄漏也可以及時發現進行檢修并充入阻燃氣體，因此，本發明具有成本低、重量輕、效果好的優點。本發明阻燃動力電池系統，將至少兩個阻燃電池箱串聯在一起，只在首級電池箱與末級電池箱安裝電磁閥完成氣體的充入或排出，可以減少控制元件，簡化線路連接，降低成本。
[0018]本發明阻燃動力電池系統電池箱內安裝有檢測元件，可以檢測電池箱內的氧氣濃度，當氧氣濃度超過規定數值范圍時，可以向電池箱內充入阻燃氣體，使氧氣濃度下降至規定數值，還可以依據氧氣濃度上升速率判斷箱體的氣密有效性。
[0019]本發明阻燃動力電池系統，通過一個繼電器實現進氣控制閥與排氣控制閥同時開啟或關閉，可避免氣壓突升造成箱體氣密性損壞或氣壓突降造成過多氧氣進入。
[0020]本發明阻燃動力電池系統，設置有一個指示燈，用于標示電磁閥的工作狀態，可以更容易觀察電磁閥的工作狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是阻燃動力電池系統實施例的各獨立模組氣路圖；
[0022]圖2是阻燃動力電池系統實施例的各獨立模組電氣控制圖。
【具體實施方式】
[0023]以下將參照附圖，通過實施方式詳細地闡述本發明提供的阻燃電池箱體及阻燃動力電池系統。
[0024]如圖1所示是一種本發明的具體實施例，新能源汽車動力電池系統包括3個獨立的動力電池模組，各模組內含有若干單體電池。每個動力電池模組被放置于一個氣體密封的阻燃電池箱體內，以隔絕動力電池模組與外界空氣接觸。電池箱體內填充有氮氣或二氧化碳等其他阻燃氣體，降低箱體內氧氣含量從而排除電池組熱失控引起燃燒的條件。箱體上設置有動力接口和控制接口，動力接口和控制接口均為氣密的電連接器。每個箱體內電池組與相鄰箱體內電池組通過所述動力接口連接。
[0025]每個箱體上設置有一個排氣口和一個進氣口，前級電池箱體的排氣口連接于后級電池箱體的進氣口，依次類推，除首級電池箱體的進氣口與末級電池箱體的排氣口外，其他進氣口與排氣口均被連接；首級電池箱體的進氣口安裝有進氣控制電磁閥(打)，末級電池箱體的排氣口安裝有排氣控制電磁閥卿。如圖1所示，8^1X2^ 100211:2接口直接連接于 8八 172既 100212:1 接口，8^1X2^ 100212:2 接口直接連接于 8八 172既 100213:1 接口，8八丁12燈100211:1接口與8八112燈100213:2接口安裝有電磁閥。高濃度氮氣或二氧化碳等阻燃氣體由進氣閥打進入8八112燈100211并逐級向8八112燈100213擴散，同時含氧氣體由排氣閥排出，氧氣濃度自8八112燈100211向8八112燈100213逐級降低，直至8八112燈100213氧氣濃度降低至規定數值。
[0026]箱體內還可以設置有檢測元件，通過該檢測元件可以獲知箱體內的氧氣濃度，根據氧氣濃度控制氮氣或二氧化碳等其他阻燃氣體的充入，并且可以依據氧氣濃度上升速率判斷箱體的氣密有效性。當檢測元件為氧氣濃度傳感器時，可以直接檢測出電池箱內氧氣濃度，當氧氣濃度超過規定數值范圍時，可以通過電磁閥控制電路控制電磁閥的開啟與關閉向電池箱內充入阻燃氣體，使氧氣濃度下降至規定數值，還可以依據氧氣濃度上升速率判斷箱體的氣密有效性。
[0027]電池系統中設置有一個繼電器(1(1),用于控制進氣控制閥VI與排氣控制閥12，實現控制進氣控制閥VI與排氣控制閥12同時開啟或關閉。兩個電磁閥同時操作可避免氣壓突升造成箱體氣密性損壞或氣壓突降造成過多氧氣進入。如圖2所示的電磁閥控制電路中，進氣控制閥VI與排氣控制閥12的控制線圈分別與繼電器￠1)的兩個觸點串聯。并且在電磁閥控制電路中還可以包括一個指示燈支路，該支路上串聯一個電磁閥工作狀態指示燈(?)以及一個控制繼電器的觸點。
[0028]以上給出了具體的實施方式，但本發明不局限于所描述的實施方式。本發明的基本思路在于上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數并不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.阻燃動力電池系統，其特征在于，包括從首級到末級至少兩個阻燃電池箱，所述阻燃電池箱，包括用于充入阻燃氣體的氣體密封的箱體；所述箱體內設置有若干單體電池；所述箱體上設有動力接口和控制接口，每個箱體內電池組與相鄰箱體內電池組通過所述動力接口連接；所述箱體上還設置有一個進氣口和一個排氣口，前級箱體的排氣口連接于后級箱體的進氣口，首級箱體的進氣口安裝有進氣控制閥，末級箱體的排氣口安裝有排氣控制閥。
2.根據權利要求1所述阻燃動力電池系統，其特征在于，所述箱體內設置有用于檢測氧氣濃度的檢測元件。
3.根據權利要求1或2所述阻燃動力電池系統，其特征在于，所述進氣控制閥與排氣控制閥均為電磁閥(Yl，Y2);包括一個電磁閥控制電路；所述電磁閥控制電路包括一個控制繼電器(Kl)，該控制繼電器設有至少兩個觸點，兩個觸點分別與兩電磁閥的控制線圈串聯。
4.根據權利要求3所述阻燃動力電池系統，其特征在于，所述電磁閥控制電路還包括一個指示燈支路，該支路上串聯一個電磁閥工作狀態指示燈以及一個控制繼電器的觸點。
5.阻燃電池箱，其特征在于，包括氣體密封的箱體；所述箱體上設置有一個進氣口和一個排氣口。
6.根據權利要求5所述阻燃電池箱，其特征在于，所述箱體上設有動力接口和控制接口 ；所述動力接口和控制接口均為氣密的電連接器。
7.根據權利要求6所述阻燃電池箱，其特征在于，所述箱體內設置有用于檢測氧氣濃度的檢測元件。
【文檔編號】H01M10/42GK104300097SQ201410290981
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】朱建錦, 劉宇強, 薛利峰, 程永周 申請人:中航鋰電（洛陽）有限公司