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CN101867029B - 电池防爆排气结构 - Google Patents

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李新宏
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

一种电池防爆排气结构，属于锂离子动力电池系统的安全防爆技术领域。包括箱体、导槽、防爆口、安全阀、软管；导槽将动力电池各防爆口或安全阀连接，各导槽之间用软管进行连接，软管末端与箱体外壁直接相通形成一个泄压总口，所有的防爆口或安全阀通过导槽或软管形成通路直接与外界相连并与高温端子、箱体内其他部件安全隔离。导槽与软管、箱体内其他结构均紧密接触。优点在于，主动防护，快速泄压并有效隔离，能显著提高电池组或电池包安全等级；气压传感器或气体分析仪连接以实现预警或动态故障分析；导槽和软管制造工艺相对简单，成本相对低廉，易于实现，却耐高温的绝缘导槽还能起到固定电芯的作用。

Description

电池防爆排气结构
技术领域
本发明属于锂离子动力电池系统的安全防爆技术领域，特别是涉及一种电池防爆排气结构，用于锂离子动力电池系统。
背景技术
随着技术的进步，锂离子动力电池系统的应用领域越来越广，对锂离子动力电池系统的安全性要求也越来越高。目前只有一些针对单体电芯的安全设计或考虑，比如在电池壳体上单独设计一个阀门，用高热敏低熔点材料填充密封，在高温时熔化泄压，或者使用在包装复合膜上用模具刻痕形成薄弱位置泄压等，但这些设计均不能有效解决由多个单体动力电池组合而成的电池包或电池组的安全问题，因为单体电芯因泄压喷出的高温可燃性气体在电池包箱体内很容易被高温的电池端子引燃，从而造成更为严重的安全问题。本实用新型安全防爆排气结构就上述问题提供一种解决方案，该方案能在有效泄压的前提下防止高温可燃气体扩散并避免与火源接触，具有高度的可行性及适用性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种电池防爆排气结构，解决了动力电池泄压、防火、防爆问题。
通过设计一种安全结构来收集电池组或电池包箱体产生的易燃易爆气体并及时排放，同时将这些气体与电池高温端子等引火源接触隔离，从而彻底解决电池组内可燃气体引发的安全问题。
为了达到上述目的，本实用新型设计了一种电芯安全结构，采用如下设计方案：
本发明包括箱体、导槽、防爆口、防爆膜或安全阀、软管；各导槽为首末端封闭的方形管状结构；导槽将动力电池各防爆口或安全阀逐个连通，各导槽之间再用软管进行串接，软管末端与箱体外壁直接相通形成一个泄压总口，因此，所有的防爆口或安全阀就能通过导槽和软管连接形成通路直接与外界相连并与高温端子、箱体内其他部件安全隔离。导槽与软管尺寸根据电芯和箱体尺寸灵活处理，须保证导槽与软管、电芯或模组外壳、箱体内壁等主体部件紧密接触。当电池包或电池组内产生气体时能够通过导槽以及软管直接排至电池包外，从而有效防止高温可燃气体在电池箱体内被引燃。
导槽用耐高温绝缘材料制成，软管用耐高温绝缘材料制成。
本发明所述的箱体内其他部件为锂离子动力电芯及其防爆膜或安全阀，电芯极柱。
本发明安全结构相比于目前动力电池组或电池包气体泄压防爆技术具有如下优点：
1、主动防护，快速泄压并有效隔离，能显著提高电池组或电池包安全等级。
2、可以根据电池箱的实际结构和应用环境，灵活设计总泄压口：必要时总泄压口甚至能与烟感器，气压传感器或气体分析仪连接以实现预警或动态故障分析。
3、导槽和软管制造工艺相对简单，成本相对低廉，易于实现，且耐高温的绝缘导槽还能起到固定电芯的作用。
附图说明
图1为是动力电池的典型外形结构示意图。其中，锂离子动力电池包1、防爆膜或安全阀2、电池极柱或端子3、锂离子单体电芯4。
图2为导槽结构与外观示意图。其中，导槽5。
图3为用软管将导槽进行连接后形成气体泄压通路示意图。其中，连接导槽的软管6、防爆口7。
图4为导槽示意图(主视图)。
图5为导槽示意图(俯视图)。
图6为导槽示意图(左视图)。
具体实施方式
图1～6为本发明的一种具体实施方式。
本发明包括箱体、导槽5、防爆口、防爆膜或安全阀2、软管6；导槽5将动力电池各防爆口或安全阀2逐个连通，各导槽5之间再用软管6进行串接，软管6末端与箱体外壁直接相通形成一个泄压总口7，因此，所有的防爆口或安全阀就能通过导槽和软管连接形成通路直接与外界相连并与高温端子、箱体内其他部件安全隔离。导槽与软管尺寸根据电芯和箱体尺寸灵活处理，须保证导槽与软管、电芯或模组外壳，箱体内壁等主体部件紧密接触。当电池包或电池组内产生气体时能够通过导槽以及软管直接排至电池包外，从而有效防止高温可燃气体在电池箱体内被引燃。
导槽一般加工成首末端封闭的方形管状结构，内壁长20-30mm，宽10-20mm，壁厚视材料而定，若采用耐高温Teflon材料，则厚度为2-3mm，导槽开口依电箱防爆阀形状和位置而定，采用燕尾槽或者楔形结构与防爆阀外壁配合并密封，并预留软管接头(口)；软管一般采用PVC或其他耐温材料，直径为15-20mm，壁厚1-2mm，所有导槽用软管相连并与外界形成通路。
导槽如附图4所示，由于电芯防爆膜/安全阀为圆柱形状，因此，导槽一侧需开出与防爆膜相同数量的孔，孔的内径与防爆膜外径相等，将加工完毕的导槽直接镶入使得导槽与防爆膜/安全阀完全配合，再用软管将各软管接口相连便得到附图3的防爆结构。

Claims (2)

1.一种电池防爆排气结构，包括箱体、导槽、防爆口或防爆膜或安全阀、软管；其特征在于，各导槽(5)为首末端封闭的方形管状结构；导槽(5)将动力电池各防爆口或防爆膜或安全阀(2)逐个连通，各导槽(5)之间再用软管(6)进行串接，软管(6)末端与箱体外壁直接相通形成一个泄压总口，所有的防爆口或防爆膜或安全阀通过导槽(5)和软管(6)连接形成通路直接与外界相连，并与高温端子、电芯、电芯极柱、及防爆口或防爆膜或安全阀隔离；导槽(5)与软管、电芯外壳、箱体内壁紧密接触；当动力电池产生气体时能够通过导槽以及软管直接排至电池箱体外，从而有效防止高温可燃气体在电池箱体内被引燃。
2.根据权利要求1所述的电池防爆排气结构，其特征在于，导槽用耐高温绝热材料制成，软管用耐高温绝缘材料制成。 
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