【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电化学储能电站管控，更具体地涉及一种用于电池包的热失控抑制装置、具有该热失控抑制装置的电池包、电池及电动汽车。
技术介绍
1、目前，电池已广泛应用于涉及储能的各个
，特别是在新能源电动汽车领域。电池包的安全是所有电池设计和工艺生产的基础，安全性指标一直贯穿在每个零部件的设计和工艺生产全部过程。电芯为电池包的基本能量单元，电池包包括以阵列形式布置且以串并联方式连接的电池单元，电池单元可实施为电芯的形式，或实施为通过若干电芯串并联组成的模组。由于电芯本身缺陷或在外界机械损坏、电滥用、热滥用诱因存在的情况下，电芯内部会发生不可逆的化学反应，其以电化学方式储存的能量会以热的方式释放出来，即发生热失控。电池在热失控的状态下会释放大量含有可燃物质的烟气，这些烟气所需的点火能很小，在空气中氧气的助燃下，烟气非常容易燃烧，剧烈时甚至发生爆炸。
2、随着电芯能量密度的发展，热失控最高温度和高温气流冲击强度均随之上升，最高温度可达1200℃，热失控瞬间建立的气压强度可达1mpa。作为电池包覆盖件的包壳无法承受如此高温和压力，高温火焰冲击下可以迅速烧穿电池包包壳，引燃车身，严重威胁乘员安全。
3、针对电池热失控这一现象，现有解决方案分为主动和被动两种。被动方案包括电芯间增加阻燃材料，电芯上方布置填充灭火剂的金属板等。其中电芯间增加阻燃材料已被较为广泛地采用，但其增加了电池包重量且效果较为有限。主动方案为给电池包接入增加一组或多组可电子控制的灭火器。这种方案需很大额外空间搭载灭火剂罐，会降低电池包的能量密度或缩短
4、现有的用于电池的喷淋式消防灭火系统大多是独立于电池冷却回路的系统，包括在电动汽车上远离电池包放置的储液罐以及自储液罐延伸的复杂管网。管网管路的设计排布复杂并且需要较大的安装空间。管网布置在电芯上方，这样的安装方式会增加电池包的竖直高度，电池包空间利用率低且降低电池包比能量密度。此外，由于分摊到各喷淋管的压力较小，这种直喷降温的方式喷射速度低，降温效果有限。
5、现有的喷雾式消防灭火系统采用高压气体喷射液体介质，气体对液体介质冲击形成细水雾。但该方法雾化颗粒粗大，雾滴覆盖不均匀，如果水雾颗粒度过大或水雾积聚成液态水，则雾滴蒸发速度降低，导致降温效果下降。此外，高压储气系统庞大且复杂，也占据很大的一部分空间。
技术实现思路
1、鉴于此，本技术旨在提出一种用于电池包的热失控抑制装置、具有所述热失控抑制装置的电池包、电池及电动汽车，其能够以紧凑的结构和简单方便的自动控制方式有效迅速地抑制热失控，保证电池包、电池及电动汽车的安全使用。此外，所述热失控抑制装置能够以模块化的方式安装，使得在不重新设计电池包及其冷却液回路的前提下能灵活组合适配多样的电池包尺寸及空间，满足不同电池包的热失控抑制及灭火需求。
2、根据本技术的一方面，提供一种用于电池包的热失控抑制装置，该电池包配备有用于冷却电池包中的电池单元阵列的冷却液回路，该热失控抑制装置包括：
3、高压泵，高压泵的输入端与冷却液回路的通入电池包内部的入口管段流体连接；
4、与高压泵的输出端流体连接的至少一个喷射器，
5、其中所述至少一个喷射器设置在电池包内且位于电池单元阵列的第一端侧，并且所述至少一个喷射器的喷嘴定位成朝向电池单元阵列的与第一端侧相对的第二端侧且朝向位于电池单元上端和电池包包壳上盖部分之间的间隙喷雾，
6、所述热失控抑制装置还包括与用于所述电池包的电池包管理系统通信连接的控制模块，所述控制模块配置成根据来自电池包管理系统的电池热失控信号来控制所述至少一个喷射器的喷雾。
7、根据本技术的热失控抑制装置能够有利地利用高压泵和喷射器将来自冷却液回路的冷却液雾化并利用高压喷雾对高温烟气降温并起到吸附疏氧的作用，有效地提高了降温作用。此外，通过控制模块，可以实时并快速地响应以防止热失控的发生，将电池爆炸的可能性降至最低，确保车身和乘员的安全。整个热失控抑制装置的添加并不会导致电池包竖直高度增大，因此，所形成的电池包密度可根据需要灵活设计。
8、在一个实施例中，所述控制模块与所述高压泵通信连接，或所述控制模块与所述高压泵和所述至少一个喷射器通信连接。
9、在一个实施例中，所述高压泵的输入端与冷却液回路的入口管段之间通过三通阀连接。
10、在一个实施例中，所述控制模块与所述三通阀通信连接。
11、在一个实施例中，所述高压泵布置在所述电池包内。
12、在一个实施例中，所述至少一个喷射器包括沿电池单元阵列的第一端侧排列的两个或更多个喷射器。
13、在一个实施例中，所述至少一个喷射器设置在靠近电池包边缘且位于电池单元阵列的第一端侧的大致中间位置。
14、在一个实施例中，所述至少一个喷射器中的至少一个喷射器构造成其喷嘴能在所述间隙所在的平面内在一定角度范围内摆动。
15、在一个实施例中，在所述冷却液回路中循环流动的冷却液为水或乙二醇溶液。
16、在一个实施例中，所述电池单元为电芯。
17、根据本技术的另一方面，提供一种电池包，其包括包壳、位于包壳内的电池单元阵列以及构造用于冷却电池单元的冷却液回路，其特征在于，所述电池包还包括上述的热失控抑制装置。
18、根据本技术的又一方面，提供一种电池，其特征在于，所述电池包括上述的电池包。
19、根据本技术的再一方面，提供一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括上述的电池。
20、根据本技术的热失控抑制装置，利用与冷却液回路一体的高压泵管路以及高压泵的高压泵送性能和喷射器的高效喷雾性能，有利地在无需过多消防装置安装空间的情形下实现电池包的结构紧凑。有利地通过布置在电池包包壳的上盖部分和电池单元(优选为电芯)上表面的气隙之间、由高压泵泵送流体的单个或若干喷射器，以水平喷雾的方式就能实现喷雾覆盖所有电池单元的电芯。本技术的热失控抑制装置成本低且适用于电池包的狭小空间。借助于控制模块的灵敏迅捷的响应和喷射器近距离且细小液滴喷雾，使得能够及时有效地执行喷雾降温指令并可达到明显的降温、疏氧作用，使热失控电池温度急剧下降，抑制有氧燃烧。此外通过优化喷射策略，采用间歇喷雾，不仅能节约冷却液，而且可延展降温性，有效提升疏氧性。
21、另外，本技术的热失控抑制系统便于在不对现有管路排布更改的基础上增加灭火功能，该对现有电池冷却和消防系统的改装方式极大地节省成本及空间需求。不同型号电池包可用空间及包内布置不同，为了适配不同型号电池包，本技术的热失控抑制装置的主要功能单元(喷射器、高压泵、三通阀)的位置可以通过可定制长度的管路自由调整，必要时可将高压泵及三通阀安装在电池包外，只将喷射器保留在电池包内。三通阀可以根据电池包原始冷却液管道的直径进行适当接口的选择。
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1.一种用于电池包的热失控抑制装置，该电池包配备有用于冷却电池包中的电池单元阵列的冷却液回路，该热失控抑制装置包括：
2.根据权利要求1所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述控制模块与所述高压泵通信连接，或所述控制模块与所述高压泵和所述至少一个喷射器通信连接。
3.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述高压泵的输入端与冷却液回路的入口管段之间通过三通阀连接。
4.根据权利要求3所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述控制模块与所述三通阀通信连接。
5.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述高压泵布置在所述电池包内。
6.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述至少一个喷射器包括沿电池单元阵列的第一端侧排列的两个或更多个喷射器。
7.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述至少一个喷射器设置在靠近电池包边缘且位于电池单元阵列的第一端侧的大致中间位置。
8.根据权利要求6所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述至少一个喷射器中的至少一个喷
9.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，在所述冷却液回路中循环流动的冷却液为水或乙二醇溶液。
10.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述电池单元为电芯。
11.一种电池包，其包括包壳、位于包壳内的电池单元阵列以及构造用于冷却电池单元的冷却液回路，其特征在于，所述电池包还包括根据权利要求1-10中任一项所述的热失控抑制装置。
12.一种电池，其特征在于，所述电池包括根据权利要求11所述的电池包。
13.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括根据权利要求12所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种用于电池包的热失控抑制装置，该电池包配备有用于冷却电池包中的电池单元阵列的冷却液回路，该热失控抑制装置包括：
2.根据权利要求1所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述控制模块与所述高压泵通信连接，或所述控制模块与所述高压泵和所述至少一个喷射器通信连接。
3.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述高压泵的输入端与冷却液回路的入口管段之间通过三通阀连接。
4.根据权利要求3所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述控制模块与所述三通阀通信连接。
5.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述高压泵布置在所述电池包内。
6.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，所述至少一个喷射器包括沿电池单元阵列的第一端侧排列的两个或更多个喷射器。
7.根据权利要求1或2所述的热失控抑制装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽宇，
申请(专利权)人：纬湃科技投资中国有限公司，
类型：新型
国别省市：
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