本发明专利技术属于被动式车辆电气防火保护技术领域，具体涉及一种新能源汽车动力电池热失控保护装置。该保护装置包括电池包、电池包隔热层和热释放管，所述电池包内设置有多个电池组，在电池包内部或外部设置电池包隔热层，在电池组之间设置有电池组隔热层，所述电池组隔层将电池包分割成多个隔舱。所述热释放管连接电池包上设置的热排放口和设置车辆外表面的热释放口。本发明专利技术能够在电池单体发生热失控的情况下，对电池包以及车辆进行防护，防止火势失控和爆炸。特别是车辆发生碰撞，乘客失能情况下，能够保证乘客生命安全。能够保证乘客生命安全。能够保证乘客生命安全。
【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车动力电池热失控保护装置
[0001]本专利技术属于被动式车辆电气防火保护
，具体涉及一种新能源汽车动力电池热失控保护装置。
技术介绍
[0002]随着世界往可持续能源的转变，新能源汽车推广，锂离子动力电池系统的应用快速增长，对锂离子动力电池系统的性能及安全性要求也越来越高。为满足功率和能量的要求，当新能源汽车依靠电池驱动时需要将一定数量的单体电池串并联，一般由数十个单体电池并联封装成一个电池模块，再将若干个电池模块串联成一个电池组，最后将电池组置入电池包中。
[0003]当电池包处于极端工作环境下，由于碰撞、短路、热失控等引起电池组冒烟起火、爆炸、燃烧等现象，当对于电池组起火无有效安全的处理结构及措施时，常因为电池组内部起火导致电池包壳体表面温度过高诱发整车附近上可燃物起火燃烧，从而导致电动车燃烧事故。
[0004]锂离子电池因为具备高能量密度、高功率密度和长使用寿命的特点，在化学储能器件中脱颖而出，在便携式电子产品领域已经技术成熟广泛应用了，如今在电动汽车领域和大规模储能领域的需求量也呈爆发式的增长。锂离子电池在通常情况下是安全的，但是，时有安全性事故的报道呈现在公众面前，比较著名的有波音公司B787飞机电池着火、特斯拉MODEL S起火等。发展到现在，安全性仍然是制约锂离子电池在高能量/高功率领域应用的关键性因素。热失控不仅是发生安全性问题的本质原因，也是制约锂离子电池性能表现的短板之一。
[0005]受制造过程、使用周期、外部环境，完全避免锂离子单体电池不发生热失控是极不可能的。而且随着市场对性能源汽车里程的增加需求，电池能量密度逐步提升，三元锂电池的能量密度已经突破200Wh/kg，预计不远的将来会达到300Wh/kg，单位质量内存储的能量更多，热失控后影响更大。
[0006]锂离子电池一旦发生热失控，会快速产生大量高温气体，使电池箱体/电池包内压急剧增加，所以，电池箱体/电池包设计有防爆排泄路径、排泄口，目前排泄口多设置于电池箱体上，当车内仍有人时，两侧或底部的喷火的泄放会阻碍人的逃生，且容易使高温气体、火焰包围车身，引燃整个车辆，排放放的有毒气体容易进入乘客舱，造成乘客呼吸有毒气体，甚至影响到生命。
[0007]现有技术中也有采用电池单体之间和模组本体进行隔离，包括防火棉、灌封胶等，电池单体之间的隔离是为了阻断热量的传递，减缓对周围电池单体的加热，例如，每个电芯周围使用阻燃结构胶材料进行填充，当某个电芯发生热失控后热量被约束在热失控电芯内，避免扩散至周围电芯从而阻断热失控连锁反应。但同时也会影响电池的散热，需要额外的热管理措施。再比如使用主动灭火方法，汽车电池系统和电子电器行业普遍使用的灭火剂，针对电池热失控场景，有3类灭火剂，以七氟丙烷为代表的气体灭火剂、以全氟己酮为代
表的液体灭火剂、以干粉气溶胶为代表的干粉气溶胶。往往需要较多的重量代价。
[0008]目前为止，现有技术中还没有完全有效的电池单体防护方案，至今也还没有本征安全的电池单体/电芯，从而电动汽车总会发生起火问题。不同与传统燃油车火灾，锂电池内既有氧化剂也有还原剂，起火速度快，隔绝空气不能停止/减缓热失控，需要对车辆的传统防火灭火方法进行改进。
技术实现思路
[0009]本专利技术为解决上述问题，在进行电池系统设计时，需要考虑电池单体起火后的防护。即在热失控已经发生的情况下，如何避免热失控蔓延，避免导致整包，甚至是整车层面的起火燃烧，也要避免车辆停放时自燃引起周围车辆着火或其他财产损失。
[0010]本专利技术提供一种在电池单体发生热失控的情况下，对电池包以及车辆进行防护，防止火势失控和爆炸，并提供乘客保护的装置。特别是车辆发生碰撞，乘客失能情况下，能够保证乘客生命安全。本专利技术的整体思路是，将电池包进行防火分隔，设置烟气流通空间及通道，设置烟气热释放管和合适位置的释放口。
[0011]具体技术方案如下：
[0012]一种新能源汽车动力电池热失控保护装置，包括电池包、电池包隔热层和热释放管，所述电池包包括电池包外壳和在其内设置的多个电池组，在所述电池包外壳上密封安装有热排放口；所述电池包隔热层设置在电池包外壳内部和/或外部；所述热释放管一端连接电池包的热排放口，另一端连接至车辆车身外表面的热释放口，在所述电池包内的电池组与电池包外壳之间设置有烟气流通空间；烟气流通空间与热排放口联通。
[0013]进一步的，在烟气流通空间内设置有排放通道，所述热排放口沿所述排放管道设置；在电池组与电池组之间、电池组与排放通道之间密封设置电池组隔热层，形成电池包隔舱。
[0014]进一步的，在电池组与排放通道之间的电池组隔热层上设置多个防火单向阀结构或泄爆阀结构。
[0015]进一步的，排放通道设置为沿车身的前后方向，通道宽度20mm至160mm。
[0016]进一步的，所述热释放管为单入口单出口管路或多入口多出口的组合管路。
[0017]进一步的，所述热释放管采用金属材料，外部包裹设隔热材料；所述热释放口设置有可应急开启的端盖，热释放管内压力达到一定值时自动开启。
[0018]本专利技术并提供另一种设置形式的新能源汽车动力电池热失控保护装置，包括电池包、电池包隔热层和热释放管，所述电池包包括电池包外壳和在其内设置的多个电池组，所述电池包隔热层设置在电池包外壳内部和/或外部；所述电池包的外侧设置有排放通道，在排放通道一端密封设置热排放口，所述热释放管一端连接热排放口，另一端连接至车辆车身外表面的热释放口。在电池组与电池组之间密封设置电池组隔热层，形成电池包隔舱；排放通道设置在电池包外，通过单向阀结构或泄爆阀与各隔舱相连，然后连接到热释放口。
[0019]进一步的，所述热释放口设置1个或多个，设置在异侧前后叶子板上或设置在车尾部，设置远离空调进气口的释放口先开启，在车辆空调进气口处设置烟雾传感器/空气质量传感器，空调进气口检测到烟雾时，关闭车辆外部通风；设置在前后叶子板上的热释放口，喷出的烟气向上，避开车门位置；设置在车尾部的热释放口开口向后向下。
[0020]进一步的，所述电池包隔热层和所述电池组隔热层采用云母板、玻璃纤维、陶瓷板、岩棉板、陶瓷化硅橡胶、高硅氧布、闭孔发泡聚氨酯、三聚氰胺热固性泡沫、预氧丝气凝胶或陶瓷气凝胶制成。
[0021]进一步的，为加强隔热层强度和密封特性，在所述电池包隔热层和所述电池组隔热层外侧设置有固定包裹层，所述固定包裹层采用芳纶、玻璃纤维、高强度纤维复合陶瓷硅橡胶、金属薄板或超级棉。
[0022]进一步的，在所述电池包隔舱内安装电池组和车辆高压电气部件。即本专利技术不仅可用于防止电池着火，本专利技术的也可用于其他电气部件，尤其是车辆高压电气部件，或者设计为混合结构，隔舱中分别安装电池组、高压电气部件。
[0023]本专利技术的有益效果在于：其一，在乘员舱和电池包之间设置电池包隔热层，电池起火时，热量被隔绝，乘员舱温度不会突然上升，也可防止引燃内饰。其二，在电池包内设置流通空间、排放通道，电池单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车动力电池热失控保护装置，其特征在于：该保护装置包括电池包(1)、电池包隔热层(2)和热释放管(3)，所述电池包(1)包括电池包外壳(11)和在其内设置的多个电池组(12)，在所述电池包外壳(11)上密封安装有热排放口(14)；所述电池包隔热层(2)设置在电池包外壳(11)内部和/或外部；所述热释放管(3)一端连接电池包(1)的热排放口(14)，另一端连接至车辆车身外表面的热释放口(4)，在所述电池包(1)内的电池组(12)与电池包外壳(11)之间设置有烟气流通空间(13)；烟气流通空间(13)与热排放口(14)联通。2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池热失控保护装置，其特征在于：所述热释放管(3)为单入口单出口管路或多入口多出口的组合管路。3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池热失控保护装置，其特征在于：在烟气流通空间(13)内设置有排放通道(131)，所述热排放口(14)沿所述排放管道(131)设置；在电池组(12)与电池组(12)之间、电池组(12)与排放通道(131)之间密封设置电池组隔热层，形成电池包隔舱(5)。4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池热失控保护装置，其特征在于：在电池组(12)与排放通道(131)之间的电池组隔热层上设置防火单向阀结构或泄爆阀结构(132)。5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车动力电池热失控保护装置，其特征在于：排放通道(131)设置为沿车身的前后方向，通道宽度20mm至160mm。6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池热失控保护装置，其特征在于：所述热释放管(3)采用金属材料，外部包裹设隔热材料；所述热释放口(4)设置有可应急开启的端盖，热释放管内压力达到一定值时自动开启。7.一种新能源汽车动力...
【专利技术属性】
技术研发人员：居世超，汪洋，
申请(专利权)人：上海速行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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