本技術(shù)涉及一種電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，屬于新能源電池的封裝防護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、鋰電池在過(guò)充、過(guò)放、低溫等異常工作條件下可能導(dǎo)致電池系統(tǒng)發(fā)生異常，釋放出極高溫度，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。而外界的滅火劑只能撲滅電池外殼外部的火，無(wú)法進(jìn)入電池外殼的內(nèi)部阻斷熱失控現(xiàn)象，可燃性氣體仍然能夠從電池外殼中釋放出來(lái)復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)高。

2、目前有效解決電池包內(nèi)部起火的方式主要有：

3、1、采用水噴淋系統(tǒng)滅火。當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到電池溫度超過(guò)設(shè)定的安全閾值時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)水泵，將水通過(guò)管道輸送至噴頭，形成均勻的水霧，以冷卻和滅火。這種方式在滅火的同時(shí)對(duì)電池系統(tǒng)的整體性能和安全性會(huì)造成負(fù)面影響，影響電池的性能和壽命，這種方式對(duì)電池破壞較大，已經(jīng)逐漸被新能源電池行業(yè)所淘汰。

4、2、管道輸送滅火劑。通過(guò)在電池包內(nèi)鋪設(shè)復(fù)雜的輸液管道系統(tǒng)，連接到各個(gè)電芯附近，并經(jīng)過(guò)整個(gè)電池包區(qū)域，結(jié)合溫度傳感器檢測(cè)電池溫度，一旦檢測(cè)到溫度超過(guò)設(shè)定閾值，電控系統(tǒng)將通過(guò)相應(yīng)的管道輸送全氟己酮或氣溶膠等滅火劑到溫度過(guò)高區(qū)域，以撲滅潛在的火源，如申請(qǐng)?zhí)枮閏n201921065220.7的中國(guó)專利公開的一種全氟己酮電動(dòng)客車動(dòng)力鋰離子電池箱火災(zāi)防控裝置。這種方法可以解決對(duì)電池內(nèi)部起火的問(wèn)題，但是鋪設(shè)復(fù)雜的輸液管道系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性和維護(hù)成本，并且管道系統(tǒng)容易受到外部環(huán)境、機(jī)械損傷或化學(xué)腐蝕的影響，可能導(dǎo)致老化失效，降低了系統(tǒng)的可靠性。

5、3、采用散熱結(jié)構(gòu)或添加散熱材料，控制電芯溫度來(lái)有效降低電池整體溫度，從而降低起火風(fēng)險(xiǎn)。如在電芯周圍設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)，如導(dǎo)熱片、散熱片或散熱導(dǎo)管，以增加熱量的傳導(dǎo)和散熱效率，如申請(qǐng)?zhí)枮閏n202222120400.9的中國(guó)專利公開的高散熱防火鋰電池組。同時(shí)，引入高導(dǎo)熱材料，如鋁或銅，用于散熱結(jié)構(gòu)的制造，提高整體散熱性能。但是在高溫環(huán)境下，散熱結(jié)構(gòu)或材料可能未能及時(shí)有效地消除電芯的危險(xiǎn)溫度，增加了起火的潛在風(fēng)險(xiǎn)。但是這種方式在一旦發(fā)生火災(zāi)之后，沒有方法對(duì)燃燒的火勢(shì)進(jìn)行控制。

6、綜上所述，上述幾種方法在一定程度上能對(duì)電池包進(jìn)行滅火，但是也會(huì)伴隨著電池pack的復(fù)雜性和維護(hù)成本增加、電池性能下降和安全隱患等問(wèn)題，且這些方式均為被動(dòng)消防，需要依賴控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有的新能源電池包內(nèi)部防火結(jié)構(gòu)存在的局限性，提供一種改進(jìn)的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)。

2、本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，所述電池模組1固定于模組箱體3內(nèi)，通過(guò)電池包上蓋4封裝，所述電池模組1的電池單體11之間通過(guò)阻燃板12間隔設(shè)置；在電池模組1上罩裝有防火罩2，所述防火罩2內(nèi)壁設(shè)有根據(jù)燃燒產(chǎn)生的高溫自動(dòng)釋放滅火劑的滅火片21，所述滅火片21對(duì)應(yīng)分布于電池單體11在防火罩的投影區(qū)域。

4、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步的，所述阻燃板12夾裝在電池單體11之間，將電池單體隔開，所述電池模組1在最外側(cè)電池單體的外側(cè)面設(shè)有端板15，在電池模組1兩側(cè)面設(shè)置護(hù)板16將兩端的端板固定連接，形成從側(cè)面將電池模組套住的框架。

5、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述阻燃板12采用巖棉板、陶瓷纖維板或石墨烯復(fù)合材料板。

6、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，防火罩2采用鋁合金板、巖棉板、陶瓷纖維板或石墨烯復(fù)合材料板拼接或一體成型。

7、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步的，所述電池模組1的電池單體11和阻燃板12通過(guò)電池模組支架固定在一起，所述電池模組支架包括電池模組上支架13和電池模組下支架14，所述電池模組下支架14上交替設(shè)有電池卡槽141和阻燃板卡槽142，所述電池單體11和阻燃板12分別通過(guò)底部嵌插在電池卡槽141和阻燃板卡槽142內(nèi)交替疊合固定，所述電池模組上支架13將電池單體11和阻燃板12疊合后的頂部套箍在一起，所述電池模組下支架14底部設(shè)置導(dǎo)熱硅膠片143。

8、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步的，所述防火罩2的內(nèi)頂面和內(nèi)側(cè)面均設(shè)有滅火片21，分別對(duì)應(yīng)電池單體的頂部和兩側(cè)部。

9、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步的，所述滅火片21為與電池單體11寬度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條片。

10、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述滅火片21采用膠粘或磁吸的方式固定在防火罩2內(nèi)壁。

11、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述滅火片21采用全氟己酮滅火片、干粉滅火片、二氧化碳滅火片或四氯化碳滅火片。

12、在本實(shí)用新型的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的，所述電池模組1采用化學(xué)電池，如鋰電池、三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鉛酸電池或錳酸鋰電池。

13、本實(shí)用新型在電池單體之間引入阻燃板并在電池模組上蓋加一層防火罩，形成針對(duì)電池單體和電池模組的兩級(jí)防火阻燃空間，首先將巖棉板嵌入電池單體之間，巖棉板作為一種耐高溫、阻燃的絕緣材料，它能夠有效地阻隔電池單體之間的高溫和火源傳遞，從而降低了蔓延至整個(gè)電池模組的燃燒風(fēng)險(xiǎn)。其次，電池模組整體上方添加防火罩，有效防止電池模組內(nèi)部發(fā)生的爆炸燃燒波及相鄰模組，避免因?yàn)閱蝹€(gè)電池單體或電池模組爆炸燃燒導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備損壞。

14、并且，本實(shí)用新型還在防火罩內(nèi)壁設(shè)置滅火片，滅火片采用全氟己酮滅火片，具有自發(fā)性滅火特性，可在感受到電池單體爆炸燃燒發(fā)生時(shí)的高溫后迅速釋放全氟己酮滅火劑，在電池單體爆炸燃燒的初始階段對(duì)起火點(diǎn)進(jìn)行主動(dòng)滅火，能夠在最短時(shí)間內(nèi)將火勢(shì)控制住。防火罩加滅火片的組合使得電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)更加主動(dòng)，無(wú)需管道系統(tǒng)和控制啟動(dòng)，不需要對(duì)電池應(yīng)用的設(shè)備進(jìn)行高溫監(jiān)控控制的改動(dòng)，提高了整體系統(tǒng)的可靠性。

15、綜上所述，本實(shí)用新型將阻燃板和防火罩設(shè)計(jì)到電池模組封裝結(jié)構(gòu)，技術(shù)方案更為簡(jiǎn)便、可維護(hù)性更高，同時(shí)提高了電池系統(tǒng)的整體安全性和性能穩(wěn)定性，結(jié)合滅火片的主動(dòng)防火功能，有效將電池爆炸燃燒的風(fēng)險(xiǎn)遏制在初始階段，解決了傳統(tǒng)防火方式的復(fù)雜性、維護(hù)成本高和對(duì)電池性能造成負(fù)面影響的問(wèn)題。

16、以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，所述電池模組(1)固定于模組箱體(3)內(nèi)，通過(guò)電池包上蓋(4)封裝，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述阻燃板(12)夾裝在電池單體(11)之間，將電池單體隔開，所述電池模組(1)在最外側(cè)電池單體的外側(cè)面設(shè)有端板(15)，在電池模組(1)兩側(cè)面設(shè)置護(hù)板(16)將兩端的端板固定連接，形成從側(cè)面將電池模組套住的框架。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述阻燃板(12)采用巖棉板、陶瓷纖維板或石墨烯復(fù)合材料板。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述防火罩(2)采用鋁合金板、巖棉板、陶瓷纖維板或石墨烯復(fù)合材料板拼接或一體成型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述電池模組(1)的電池單體(11)和阻燃板(12)通過(guò)電池模組支架固定在一起，所述電池模組支架包括電池模組上支架(13)和電池模組下支架(14)，所述電池模組下支架(14)上交替設(shè)有電池卡槽(141)和阻燃板卡槽(142)，所述電池單體(11)和阻燃板(12)分別通過(guò)底部嵌插在電池卡槽(141)和阻燃板卡槽(142)內(nèi)交替疊合固定，所述電池模組上支架(13)將電池單體(11)和阻燃板(12)疊合后的頂部套箍在一起，所述電池模組下支架(14)底部設(shè)置導(dǎo)熱硅膠片(143)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述防火罩(2)的內(nèi)頂面和內(nèi)側(cè)面均設(shè)有滅火片(21)，分別對(duì)應(yīng)電池單體的頂部和兩側(cè)部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述滅火片(21)為與電池單體(11)寬度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條片。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述滅火片(21)采用膠粘或磁吸的方式固定在防火罩(2)內(nèi)壁。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述滅火片(21)采用全氟己酮滅火片、干粉滅火片、二氧化碳滅火片或四氯化碳滅火片。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述電池模組(1)為三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鉛酸電池或錳酸鋰電池。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種電池模組防火阻燃防護(hù)結(jié)構(gòu)，所述電池模組固定于模組箱體內(nèi)，通過(guò)電池包上蓋封裝，所述電池模組的電池單體之間通過(guò)阻燃板間隔設(shè)置；在電池模組上罩裝有防火罩，所述防火罩內(nèi)壁設(shè)有根據(jù)燃燒產(chǎn)生的高溫自動(dòng)釋放滅火劑的滅火片，所述滅火片對(duì)應(yīng)分布于電池單體在防火罩的投影區(qū)域。本技術(shù)將阻燃板和防火罩設(shè)計(jì)到電池模組封裝結(jié)構(gòu)，技術(shù)方案更為簡(jiǎn)便、可維護(hù)性更高，同時(shí)提高了電池系統(tǒng)的整體安全性和性能穩(wěn)定性，結(jié)合滅火片的主動(dòng)防火功能，有效將電池爆炸燃燒的風(fēng)險(xiǎn)遏制在初始階段，解決了傳統(tǒng)防火方式的復(fù)雜性、維護(hù)成本高和對(duì)電池性能造成負(fù)面影響的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：張柳,黎朝暉,李圓圓,李政辰,李寬龍,黃華鴻,歐陽(yáng)資銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南易儲(chǔ)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240428
技術(shù)公布日：2024/12/23