用于电池包的颗粒分离器和具有颗粒分离器的电池包制造技术

本发明专利技术涉及一种颗粒分离器(100)，其设立用于从在入口(8)处以超压通入的颗粒

Particle separator for battery pack and battery pack with particle separator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池包的颗粒分离器和具有颗粒分离器的电池包


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于电池包的颗粒分离器。本专利技术还涉及一种根据权利要求6的前序部分的具有这种颗粒分离器的电池壳体、一种根据权利要求7的包括这种电池壳体连同封装在其中的电池模块的电池包以及一种根据权利要求9的包括这种电池包的机动车。

技术介绍

[0002]文献DE 10 2013 204 585 A1提出一种例如用在电动车或混动车中的电池包。对于单独电池单元例如因过载或热过载而通过过压机制从其内部释放出气体的脱气情况，在电池包壳体内设有专用自由空间，释放出的气体能卸压至其中且同时可降低其温度和其压力。接着，气体通过过压泄放装置从电池包壳体内被对外释放。气体此时流过设于过压泄放装置中的例如呈旋风分离器或带有纤维复合物或开孔式海绵状结构的表面过滤器形式的颗粒分离器。气体所含的颗粒例如像石墨粉尘在此能在流过颗粒分离器时被滤出，以便降低例如由流出气体内的炽热颗粒引起的爆炸危险。

技术实现思路

[0003]本专利技术基于以下任务，即，指明一种改进的用于电池包的颗粒分离器。本专利技术还基于以下任务，即，指明一种改进的用于电池包的电池壳体、一种改进的电池包以及一种改进的机动车。
[0004]根据本专利技术，该任务关于颗粒分离器通过一种具有权利要求1的特征的颗粒分离器来完成。关于电池壳体、电池包和机动车，该任务通过权利要求6、权利要求7或权利要求9的特征来完成。
[0005]本专利技术的有利设计是从属权利要求的主题。
[0006]一种颗粒分离器设立用于从颗粒
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电池气体混合物中分离出固体颗粒，并且具有设立用于通入过压的颗粒
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电池气体混合物的入口。该颗粒分离器具有设立用于电池气体卸压的出口。
[0007]根据本专利技术，该颗粒分离器具有气体通道，其沿着轴向呈螺旋状盘绕并且将所述入口与出口流体连通。在出口侧端，颗粒分离器具有颗粒排废机构，其在径向上、即在垂直于轴向延伸的方向上打开并设立用于供颗粒经过。
[0008]有利地，由于将电池气体与颗粒分离开而降低其点燃概率。尤其要防止在一个电池单元热过载时所释放的炽热颗粒例如石墨颗粒或金属颗粒在流出至环境时点燃电池气体。
[0009]常见的颗粒
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电池气体分离器通过加速来分离颗粒
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电池气体混合物，其中，因为其惯性较大，故较重的颗粒不如较轻的电池气体快速被排出。在此，颗粒在沿加速路径的任何位点下落。
[0010]与之相比，所提出的颗粒分离器具有如下优点，即，该颗粒与电池气体一起被引导
经过螺旋形气体通道，并且除了轴向的、在螺旋形气体通道的纵向上指向的线性速度分量外还有角速度分量，其在气体通道的螺旋形状的切向上取向并且对运动的颗粒
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电池气体混合物施以离心力。在离心力作用下，较重的颗粒径向向外、即垂直于线性速度分量且垂直于角速度分量来运动并同时径向向内排挤较轻的电池气体。
[0011]通过颗粒排废机构的径向开口，颗粒在此处流出并且能集中汇集和容放，而电池气体可基本未减速地轴向流出和卸压。有利地，所提出的颗粒分离器的流阻相对于现有技术的解决方案被降低。由此可以实现很高效的在过压下通过颗粒分离器被排出的颗粒
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电池气体混合物的卸压。
[0012]在本专利技术的一个实施方式中，该气体通道通过设于立管内的蜗杆形成。该蜗杆具有蜗杆螺旋线，其绕轴向的、即在立管纵向上延伸的蜗杆轴盘旋。
[0013]立管具有径向朝内突出向蜗杆轴的且在纵轴向上盘绕的膛线。该膛线对应于蜗杆螺旋线来盘绕。
[0014]立管在入口侧用筛板被透气封闭并且在出口侧在出口喇叭口中呈漏斗形扩宽。颗粒排废机构布置为在出口喇叭口区域中在立管周面内的径向缝。
[0015]借助蜗杆螺旋线和对应盘旋的膛线，可以很简单地形成螺旋形气体通道。蜗杆和立管可设计成能够彼此拆开。由此可以实现简单廉价的制造和安装。此外，借助蜗杆形成螺旋形气体通道提供如下优点，即，立管的很大的净内径可供颗粒
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电池气体混合物流通所用，从而实现通过颗粒分离器的很好卸压。
[0016]在一个实施方式中，该蜗杆螺旋线和膛线在立管周面的内侧分别具有近似三匝。蜗杆螺旋线匝数的增加造成径向加速的增大，进而也造成颗粒与电池气体的改善分离，但在这里，额外匝所达成的改善程度随着变长的蜗杆螺旋线而逐渐减弱。近似三匝的数量被证明是在颗粒分离器的良好分离作用与主要由其轴向长度决定的结构空间要求之间的最佳折中。
[0017]在一个实施方式中，颗粒排废机构延伸经过蜗杆螺旋线的整个螺旋线高度并且具有径向开口。由此将被径向朝外排挤的颗粒尽量完全甩出和进而达成很高的颗粒分离器分离作用。
[0018]在一个实施方式中，筛板设立用于拦截具有至少1.5毫米的横截面的颗粒。通过拦截较大的、因此也较重的且惯性较大的颗粒，允许颗粒分离器的较短构型和改善颗粒
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电池气体混合物通过。同时，足够大的筛眼允许低的流阻和进而经过颗粒分离器的高效卸压。具有约1.5毫米横截面的筛眼被证明是在出色的分离作用与低流阻之间的良好折中。
[0019]电池壳体设立用于气密封装至少一个电池模块并且包括具有至少一个设于其中的缺口的绝缘衬(Isoliereinlagen)，缺口设立用于在高于电池壳体(2)内腔内的预定过压极限值的情况下将该内腔流体连通至其环境。
[0020]在所述至少一个缺口内设置根据本专利技术的颗粒分离器。在绝缘衬内留出至少一个分离腔，该分离腔与该至少一个颗粒分离器的颗粒排废机构流体连通。
[0021]在至少一个电池模块的一个电池单元热过载之后，所形成的颗粒
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电池气体混合物在超出预定的过压极限值的情况下通过颗粒分离器被排出。在此，可能仍然炽热的能点燃流出到环境中的电池气体的颗粒通过颗粒排废机构被引导入流动平稳的分离腔。因此，流出的电池气体的点燃概率被显著降低。
[0022]电池包包括根据本专利技术的带有本专利技术颗粒分离器的电池壳体，其中，在电池壳体内封装有至少一个电池模块。通过阻止在热过载情况下流出的电池气体的点燃，可以改善这种电池包的工作安全性。
[0023]在一个实施方式中，该至少一个电池模块包括至少一个锂离子电池单元。锂离子电池单元具有高能量密度和长使用寿命并且在热过载下排出颗粒
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电池气体混合物，其点燃概率可以利用本专利技术的颗粒分离器被有效降低。
[0024]另外，提出一种机动车、最好是电动车，其至少有时用这种电池包工作和/或馈电。这种机动车具有很高的工作安全性。尤其是，这样设计的电动车满足与在确定热过载与电池燃烧开始之间的时段相关的现行法律、法规和/或标准安全规则。
附图说明
[0025]以下结合图来详细解释本专利技术的实施例，其中：
[0026]图1示意性示出电池包的横截面，
[0027]图2示意性示出绝缘衬的入口侧透视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种颗粒分离器(100)，其设立用于从在入口(8)处以超压被通入的颗粒
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电池气体混合物中分离出固体颗粒并且用于在出口(111)卸压电池气体，其特征是，该颗粒分离器(100)具有呈螺旋形沿轴向(z)盘绕的气体通道，该气体通道将入口(8)流体连通至出口(111)，其中，该气体通道在出口侧端具有在径向(y)上被打开且设立用于颗粒通过的颗粒排废机构(112)。2.根据权利要求1所述的颗粒分离器(100)，其特征是，所述气体通道通过设于立管(110)内的具有绕轴向蜗杆轴(124)盘旋的蜗杆螺旋线(123)的蜗杆(120)构成，其中，该立管(110)具有径向朝内突出的、对应于蜗杆螺旋线(123)盘旋的膛线(114)，其中，该立管(110)在入口侧以透气方式通过筛板(121)被封闭并且在出口侧在出口喇叭口(111)中呈漏斗状扩宽，并且其中，所述颗粒排废机构(112)布置为在出口喇叭口(111)区域中在立管(110)的周面内的径向缝。3.根据权利要求2所述的颗粒分离器(100)，其特征是，所述蜗杆螺旋线(123)和所述膛线(114)分别具有三匝。4.根据权利要求2或3所述的颗粒分离器(100)，其特征是，所述颗粒排废...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：梅赛德斯奔驰集团股份公司，
类型：发明
国别省市：