本發(fā)明屬于電池系統(tǒng)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于目前電能的使用日益頻繁，且用電裝置對于續(xù)航的要求越來越高，大容量電池已得到了普遍的使用。不過，該類電池相應(yīng)的散熱困難的問題也受到了人們的注視，并研發(fā)了多種具有阻燃或高效冷卻功能的電池系統(tǒng)。
cn104347840a通過加入用于吸收泄露電解液的海綿，并設(shè)置相應(yīng)的其它結(jié)構(gòu)，獲得了一種鋰離子電池組的漏液阻燃結(jié)構(gòu)。cn103682188a通過引入兩個腔體，加入保護(hù)性氣體和絕緣阻燃液，實現(xiàn)了防止爆炸、避免短路和提高電池安全性能的效果。
然而，上述電池組結(jié)構(gòu)的散熱功能有限，難以制備容量大且安全性高的電池系統(tǒng)，同時，海綿或保護(hù)性氣體的加入，增加了相應(yīng)成本并影響了電池的使用期限。
cn104466303a通過在電池組外殼內(nèi)設(shè)置氫氟醚和其它細(xì)節(jié)的安排，獲得了具有較好散熱功能的電池組。不過，這種電池卻不能很好解決泄露等因素造成的電池燃燒和爆炸的問題。且該裝置要求電池組外殼內(nèi)的內(nèi)壓處于-0.09mpa～-0.01mpa之間，是處于負(fù)壓狀態(tài)，制造和維護(hù)都比較困難。
因此，如何制備一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)耐用、散熱功能好且具有阻燃功能的電池系統(tǒng)，對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，顯得極為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)耐用、散熱功能好且具有阻燃功能的蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)，該蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)，包括電池、箱體和冷卻液，所述蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)還包括連接器、泄壓閥、電磁閥、冷卻器、管道、壓力傳感器和總正/總負(fù)接口；所述電池和連接器連接，并浸沒于冷卻液中；所述冷卻液為氟碳化合物。
所述連接器包括鋁排或銅排。
作為優(yōu)選方案，所述箱體的防水防塵達(dá)到ip67的防護(hù)等級。
所述氟碳化合物不含氯、無閃點且沸點小于等于55℃大于等于25℃，包括cmfnhxoy(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)、c6f12o、ff31-l、vxf-4310或fl-a等。
其中，所述cmfnhxoy(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)指的是滿足所述″不含氯、無閃點且沸點小于等于55℃大于等于25℃″要求的化合物，如c6f12o。
作為優(yōu)選方案，所述泄壓閥(5)的泄壓壓力為箱體最大承受壓力的90％。
所述總正/總負(fù)接口(8)為防水密封接口。
在本發(fā)明中，電池模塊和連接器(連接銅排或者其他材料的連接器例如鋁排等)都浸沒在冷卻液中。
常溫下，冷卻液液面高于連接器。
優(yōu)選的，箱體需達(dá)到ip67的防護(hù)等級。
冷卻液密封在箱體內(nèi)，電池接口(總正/總負(fù)接口)應(yīng)該使用防水密封接口。
本發(fā)明使用氟碳化合物作為冷卻液，該冷卻液為無閃點氟碳化合物，沸點小于等于55℃大于等于25℃，該氟碳化合物不含氯，例如cmfnhxoy(m＝4～10，n＝10～20，x＝0～4，y＝0～4)、c6f12o、ff31-l、vxf-4310、fl-a等。
由于冷卻液的黏度低流動性強(qiáng)，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，電池和連接器的熱量都可以很快傳導(dǎo)到冷卻液中，冷卻液靠箱體熱輻射和熱傳導(dǎo)對外發(fā)出熱量，因此箱體也可以設(shè)計散熱片或者散熱槽增大散熱面積增強(qiáng)散熱能力。當(dāng)電池或者其他浸入冷卻液的零件發(fā)熱且達(dá)到冷卻液的沸點時，冷卻液由液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w帶走大量熱量，氣體經(jīng)管道進(jìn)入冷卻器，在冷卻器中冷凝過后通過管道流回箱體內(nèi)，冷卻器的位置應(yīng)該高于箱體但不一定需要在正上方。由于冷卻液蒸汽的電氣絕緣強(qiáng)度是隨壓力增加的，因此正常情況下產(chǎn)生蒸汽過后箱體內(nèi)壓力增大不用處理，當(dāng)壓力傳感器檢測到壓力過大時開啟電磁閥進(jìn)行泄壓操作(泄壓壓力根據(jù)不同種類的冷卻液需實驗實測)，泄壓閥設(shè)置為箱體能承受最大壓力的90％，作用為當(dāng)箱內(nèi)壓力過大且電磁閥失效時泄壓閥及時泄壓保證安全。
本發(fā)明使用的冷卻液氟碳化合物無毒無害，對臭氧層沒有影響，介質(zhì)中不含重金屬對土壤無毒，是一種環(huán)保的液體。所用的冷卻液氟碳化合物絕緣強(qiáng)度高，耐壓水平＞20kv/2.5mm，完全能夠滿足電池系統(tǒng)的絕緣需求，其黏度很低，具有優(yōu)良的液體對流作用，可以保證浸泡在液體中的電池溫度均一性。
本發(fā)明電池系統(tǒng)在工作時，冷卻液氟碳化合物從液體變?yōu)闅怏w時會帶走大量的熱量，同時由于表面張力低，氣化時容易產(chǎn)生微小氣泡從而促進(jìn)沸騰帶走更多熱量。因此，本發(fā)明電池系統(tǒng)的散熱效率非常高。另外，冷卻液氟碳化合物與多種構(gòu)成電池系統(tǒng)的物質(zhì)共容性很好，不會對箱體及箱體內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕等反應(yīng)。而且，冷卻液氟碳化合物具有很好的阻燃抑爆功能，無閃點，不燃燒，是滅火材料的代用品。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明的電池系統(tǒng)在使用過程中，當(dāng)電池本身出現(xiàn)過熱時，一方面冷卻液帶走大量的熱量防止電池?zé)崾Э兀硪环矫胬鋮s液本身作為滅火劑阻止燃燒；當(dāng)電池有泄露破損等問題時冷卻液進(jìn)入電池內(nèi)部使電池失效，同時有散熱和阻止燃燒的功能；
2、本發(fā)明電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要特殊維護(hù)；系統(tǒng)內(nèi)部溫度的均衡和散熱都是自發(fā)運行，內(nèi)部不需要風(fēng)扇水泵等設(shè)備；系統(tǒng)在常溫常壓下運行，無需抽真空或者負(fù)壓；相對于傳統(tǒng)的風(fēng)冷和液冷散熱效果更好，結(jié)構(gòu)更簡單，安全性更高，特別適用于高功率密度的電池系統(tǒng)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)的示意圖，
圖中，1、電池；2、冷卻器；3、連接器；4、冷卻液；5、泄壓閥；6、電磁閥；7、管道；8、總正/總負(fù)接口；9、箱體；10、壓力傳感器。
具體實施方式
下面對照附圖，通過對本發(fā)明的最優(yōu)實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明的一種蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)，包括電池1、箱體9和冷卻液，所述蒸發(fā)冷卻阻燃電池系統(tǒng)還包括連接器3、泄壓閥5、電磁閥6、冷卻器2、管道7、壓力傳感器10和總正/總負(fù)接口8；所述電池1、連接器3依次連接，并浸沒于冷卻液4中；所述冷卻液4為氟碳化合物，具體為vxf4310。
所述連接器3為銅排。
所述箱體1的防水防塵達(dá)到ip67的防護(hù)等級。
所述泄壓閥5的泄壓壓力為箱體最大承受壓力的90％。
所述總正/總負(fù)接口8為防水密封接口。
所述冷卻液為vxf4310冷卻液。
當(dāng)電池1或者連接器3(銅排)等器件發(fā)熱時，熱量傳遞到冷卻液4，冷卻液4通過箱體9向環(huán)境釋放熱量。冷卻液4在箱體9內(nèi)形成對流，保證了各個電池的溫度均勻性。當(dāng)電池1或者連接器3(銅排)溫度高于45°時冷卻液氣化，蒸汽從管道7進(jìn)入冷卻器2，在冷卻器2中冷凝后流回箱體9。當(dāng)箱體9內(nèi)壓力傳感器10檢測到壓力大于22kpa時打開泄壓閥5泄壓。
以上內(nèi)容是對本發(fā)明進(jìn)行的示例性描述，本發(fā)明并不受到上述方式的限制，只要采取了本發(fā)明的構(gòu)思，無論在形狀或者結(jié)構(gòu)上進(jìn)行任何改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。