锂电池充电全过程安全保护装置的制作方法

本发明涉及锂电池充电保护技术领域，具体为一种锂电池充电全过程安全保护装置。

背景技术

当充电器出现过量充电或者误操作发生故障后，电池内部常会产生异常气体，由于这些高容量电池密闭在一些容器里，这些气体聚集起来会使电池内部产生过大的压力，温度也会升高，从而存在电池爆炸的危险。在一些大型设备中装有较多的锂电池组，一旦电池爆炸，便会损坏大量的锂电池，严重的甚至会损坏电池附近其他设备。

目前的锂电池保护装置存在以下缺点，1)锂电池保护装置的防爆效果差；

2)锂电池保护装置大多数采用温度检测装置和报警器来对锂电池进行温度检测和报警，但是温度检测装置和报警器也是需要通电之后工作的，一旦电池异常，温度检测装置和报警器有可能会断电，从而达不到报警的效果；3)锂电池保护装置的制造成本高，不利于大范围推广使用；4)锂电池保护装置的报警装置功能单一。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池充电全过程安全保护装置，防爆效果好，在不通电的情况下也可以发出报警，功能比较多，各部件的成本低，造价便宜。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种锂电池充电全过程安全保护装置，包括防爆外壳、电池、接线装置、火笛报警器、安装架，所述电池安装在防爆外壳内部，所述安装架设置于电池外侧，所述火笛报警器安装在安装架上方，所述接线装置内包括进线口、充电线、保险丝，所述充电线经过进线口后与保险丝连接，所述保险丝穿过安装架后与电池连接，所述防爆外壳内侧涂有吸热层，所述防爆外壳的外侧涂有防爆层，所述火笛报警器包括进气装置、火笛本体，所述进气装置上方开设有进气口，所述进气装置的内部设有进气腔，所述进气口与进气腔连接，所述火笛本体内部吹气通道、笛腔、无机材料填充腔、膜片、压片、迪口，所述进气腔分别与吹气通道、无机材料填充腔连通，且进气腔分别与吹气通道、无机材料填充腔连通处设有滑块，所述滑块初始位置封堵进气腔、吹气通道、无机材料填充腔，所述吹气通道与笛腔之间安装膜片，所述膜片与压片之间设有压缩弹簧，所述膜片还与迪口接触。

进一步的，还包括电磁铁开关，所述电磁铁开关设置于防爆外壳与盖子的交界处。

进一步的，所述电磁铁开关与保险丝通过电线连接。

进一步的，还包括吸热罩，所述吸热罩通过螺栓与火笛本体固定，且罩在火笛本体外侧。

进一步的，所述吹气通道的直径小于进气腔的直径。

进一步的，所述滑块的头部初始位置封堵进气腔、吹气通道，所述滑块的尾部初始位置封堵无机材料填充腔。

进一步的，所述无机材料填充腔内部填充在一定温度下由固态转化为液态的无机材料。

进一步的，所述安装架包括多块安装板，每个安装板之间通过转动轴连接。

进一步的，所述防爆外壳与盖子之间通过卡块或锁连接。

进一步的，所述吹气通道的端部设有环形吹气口，环形吹气口与膜片接触。

(三)有益效果

本发明提供了锂电池充电全过程安全保护装置，具备以下有益效果：

1、本发明吹气通道的端部设有环形吹气口，环形吹气口与膜片接触。采用环形吹气口更有利于使膜片发出声响，提高膜片的音传播范围。

2、本发明为了将吹起压力集中，吹气通道的直径小于进气腔的直径。

3、本发明为了更好的保护火笛本体，利用吸热罩罩在火笛本体外侧，当温度升高时，由吸热罩13吸收热量。

4、本发明采用多重保护结构设计，一是采用火笛报警器装置，在电池异常的情况下，不用通电就可以发出报警音，其报警效果好，声音覆盖范围大，可以大规模推广使用，二是在防爆外壳内侧涂有吸热层，在防爆外壳的外侧涂有防爆层，这样可以在电池发生热失控时，一方面吸收热量，一方面防止电池爆炸影响到其他元器件，从而降低爆炸损失。

5、本发明的结构简单，各部件的成本低，造价便宜，且防爆效果好，可以大范围推广使用。

6、本发明采用电磁铁开关的设计，可以当电池正常充电时，充电线给电磁铁开关内的电磁线圈供电，电磁铁开关内的电磁铁弹出，将盖子1顶开，使得电池正常散热，当电池异常时，接线装置内的保险丝断开，切断充电线，电磁铁断电，则电磁铁收回，盖子落下锁住防爆外壳，防止电池爆炸影响其他部件。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明安装架安装后的示意图；

图3是本发明火笛报警器的内部结构示意图。

图中：1、盖子；2、电磁铁开关；3、电池；4、防爆外壳；5、安装架；6、火笛报警器；7、接线装置；8、锁；9、进气口；10、进气装置；11、进气腔；12、膜片；13、吸热罩；14、迪口；15、火笛本体；16、压缩弹簧；17、压片；18、无机材料填充腔；19、滑块；20、笛腔；21、吹气通道；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种锂电池充电全过程安全保护装置，包括防爆外壳4、电池3、接线装置7、火笛报警器6、安装架5、电磁铁开关2，电池3安装在防爆外壳4内部，安装架5设置于电池3外侧，火笛报警器6安装在安装架5上方，接线装置7内包括进线口、充电线、保险丝，充电线经过进线口后与保险丝连接，保险丝穿过安装架5后与电池3连接，防爆外壳4内侧涂有吸热层，防爆外壳4的外侧涂有防爆层，火笛报警器6包括进气装置10、火笛本体15，进气装置10上方开设有进气口9，进气装置10的内部设有进气腔11，进气口9与进气腔11连接，火笛本体15内部吹气通道21、笛腔20、无机材料填充腔18、膜片12、压片17、迪口14，进气腔11分别与吹气通道21、无机材料填充腔18连通，且进气腔11分别与吹气通道21、无机材料填充腔18连通处设有滑块19，滑块19初始位置封堵进气腔11、吹气通道、无机材料填充腔18，吹气通道21与笛腔20之间安装膜片12，膜片12与压片17之间设有压缩弹簧16，膜片12还与迪口14接触。滑块19的头部初始位置封堵进气腔11、吹气通道，滑块19的尾部初始位置封堵无机材料填充腔18。无机材料填充腔18内部填充在一定温度下由固态转化为液态的无机材料(例如蜡，可以在蜡中加入一定添加物使其熔点降低，蜡常温下为固态，当到达一定温度时，蜡由固态变为液态，需要说明的是上述举例并不是为了限定本发明的保护范围，只是为了更好的说明解释本发明的原理，本发明中的无机材料还可以选用其他在一定温度下由固态转化为液态的无机材料)。

电磁铁开关2设置于防爆外壳4与盖子1的交界处。电磁铁开关2与充电线通过电线连接，等需要打开盖子时，则电磁铁开关2内的电磁线圈通电，里面的电磁铁在磁场的作用下伸出，将盖子顶开。

工作原理：当电池正常充电时，充电线给电磁铁开关2内的电磁线圈供电，电磁铁开关2内的电磁铁弹出，将盖子1顶开，使得电池正常散热。

当电池充电到达一定温度后，防爆外壳4内的吸热层开始吸热，接线装置7内的保险丝断开，切断充电线，电磁铁断电，则电磁铁收回，盖子落下锁住防爆外壳4；同时，由于防爆外壳4内的温度升高，使得无机材料填充腔18内的无机材料由固态变为液态，使得无机材料体积变小，滑块19在压力作用下会朝向无机材料填充腔18移动，使得进气腔11与吹气通道21连通，热气由进气口9进入到进气腔11，然后由进气腔11进入到吹气通道21，再由吹气通道21对膜片12施加压力，膜片12在压力的作用下向下运动，使压缩弹簧16压缩，膜片12下压一定距离后，吹气通道21中的热气从笛口流出，压力减小，压缩弹簧16做功，推动膜片12封住吹气通道21，以此往复，使得膜片12发出震动，产生笛声，发出警示音讯号，提示工作人员电池异常。

当电池发生热失控现象，发出高温爆炸等情况，防爆外壳4内的吸热层开始吸热，防爆外壳4外侧涂有防爆层，防止电池爆炸影响到其他元器件。

本发明的另一个实施例中，为了更好的保护火笛本体15，还包括吸热罩13，吸热罩13通过螺栓与火笛本体15固定，且罩在火笛本体15外侧，当温度升高时，由吸热罩13吸收热量。

本发明的另一个实施例中，为了将吹起压力集中，吹气通道的直径小于进气腔11的直径。

本发明的另一个实施例中，为了便于安装和拆卸，安装架5包括多块安装板，每个安装板之间通过转动轴连接，安装架安装后的示意图如图2所示。

本发明的另一个实施例中，防爆外壳4与盖子1之间通过卡块或锁8连接。由于卡块或锁8都属于常规部件，其原理和结构都属于公知常识，因此并未对其进行详细介绍。

本发明的另一个实施例中，吹气通道的端部设有环形吹气口，环形吹气口与膜片12接触。采用环形吹气口更有利于使膜片12发出声响，提高膜片12的音传播范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。