CN105470424A - 一种电池储能系统阻燃方法和装置 - Google Patents

一种电池储能系统阻燃方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105470424A
CN105470424A CN201510984231.5A CN201510984231A CN105470424A CN 105470424 A CN105470424 A CN 105470424A CN 201510984231 A CN201510984231 A CN 201510984231A CN 105470424 A CN105470424 A CN 105470424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery case
battery
storage system
energy storage
flame resistant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510984231.5A
Other languages
English (en)
Inventor
周哲明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201510984231.5A priority Critical patent/CN105470424A/zh
Publication of CN105470424A publication Critical patent/CN105470424A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明涉及电池储能系统安全领域，尤其涉及动力电池安全领域。一种电池储能系统阻燃方法和装置，将电池箱内的氧气浓度降低到一定的程度，避免电池在电池箱内剧烈燃烧，从而掐断了电池组热失控连锁反应的关键一环，能够较大程度的延迟和避免热失控连锁反应；当电池箱内产生了可燃气体时，能通过泄压阀和排气管道，将可燃气体排出到电池箱外的安全区域，有序燃烧，能够更大程度和更长时间的控制电池组热失控反应，降低其危害程度。

Description

一种电池储能系统阻燃方法和装置
技术领域
本发明涉及电池储能系统安全领域，尤其涉及动力电池安全领域。
背景技术
在全球新能源革命快速发展的趋势下，世界各国都在竞相发展光伏、风电、电动汽车等产业，其核心技术之一是储能系统，尤其是电池储能系统。但是在现有的电池技术条件下，电池在充电和放电的工作过程中会产生大量热量，在过充、过热以及短路等情况下还可能燃烧和爆炸。作为储能系统的电池组，电池密集在一起，使用过程中热量容易累积，发生电池燃烧爆炸时容易引起连锁反应。电池储能系统是能量密集的物体，发生燃烧和爆炸时释放的能量巨大，危害性也极大。安全是新能源发展的必要基础条件，电池储能系统的安全管理是目前新能源革命中的一项核心技术。
要解决目前电池储能系统的安全问题，主要是要解决电池组的热失控问题，尤其是引起热失控连锁反应的电池燃烧问题。
要解决引起热失控连锁反应的电池燃烧问题，阻燃是最好的办法。燃烧的必要条件之一是氧气，当电芯的包装完好时，电池是不会剧烈燃烧的，当电芯的包装破裂时，电池箱体内的空气进入电芯，发生剧烈燃烧。如果电池箱体内没有空气，或者电池箱体内没有氧气，电芯破裂时就不会剧烈燃烧。
发明内容
为解决目前电池储能系统的安全问题，本发明提出一种电池储能系统阻燃方法和装置，阻止电池剧烈燃烧，最大程度阻止热失控连锁反应。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电池储能系统阻燃方法，包括下述几个步骤：先将电池组安装在密封的电池箱内；然后使电池箱内的氧气浓度下降到一定的程度；当电池箱内产生了可燃气体时，将可燃气体排出到电池箱外的安全区域。使电池箱内的氧气浓度下降的方法有：第一种方法，往电池箱内填充惰性气体，使电池箱内的空气排出；第二种方法，燃烧电池箱内的氧气，然后补充惰性气体；第三种方法，将电池箱抽真空，然后填充惰性气体。在电池箱内放入易氧化材料包，用来捕捉电池箱内残余的氧气和日积月累渗入电池箱内的氧气。
实现上述阻燃方法的一种电池储能系统阻燃装置，包括电池箱、充气口、排气口、泄压阀和排气管道。电池箱为密封的箱体，电池箱壁上安装有充气口、排气口和泄压阀，充气口和排气口在电池箱壁上对称安装，并尽量保持最远距离。充气口和排气口上安装有阀门。充气口的末端安装有挡流板，用于引导气流贴近电池箱内壁流动。排气管道安装在电池箱外部，排气管道的一端与泄压阀相连接，另一端延伸到安全区域。电池箱内还安装有压力传感器和氧气浓度监测器，能将电池箱内的气体状态及时反馈给电池管理系统。电池箱内还安装有易氧化材料包，用来捕捉电池箱内残余的氧气和日积月累渗入电池箱内的氧气。
实现使电池箱内的氧气浓度下降的第一种方法的过程是，通过充气口往电池箱内填充惰性气体，使电池箱内的空气从排气口排出，检测排气口的氧气浓度，当排气口排出的氧气浓度稳定达到目标值时，关闭排气口和充气口。实现使电池箱内的氧气浓度下降的第二种方法的过程是，将电池箱的充气口与惰性气体仓连接，在排气口燃烧电池箱内的氧气，当燃烧反应停止后，关闭排气口和充气口。实现使电池箱内的氧气浓度下降的第三种方法的过程是，将排气口与真空泵连接，启动真空泵，将电池箱内的空气抽到一定程度的真空，然后通过充气口往电池箱内填充惰性气体，然后关闭排气口和充气口。
实现将可燃气体排出到电池箱外的安全区域的过程是，当电池箱内发生电芯包装破裂或者爆炸时，产生的可燃气体使电池箱内的气压增加，当压力达到一定值时泄压阀打开，气体排向排气管道，随后泄压阀关闭。可燃气体通过排气管道，排向安全区域，与空气接触，有序燃烧。
本发明中所述的惰性气体还可以用其他阻燃气体代替。
本发明的有益效果是，该技术方案将电池箱内的氧气浓度降低到一定的程度，避免电池在电池箱内剧烈燃烧，从而掐断了电池组热失控连锁反应的关键一环，能够较大程度的延迟和避免热失控连锁反应；该技术方案当电池箱内产生了可燃气体时，通过泄压阀和排气管道，将可燃气体排出到电池箱外的安全区域，有序燃烧，能够更大程度和更长时间的控制电池组热失控反应，降低其危害程度。
附图说明
图1是根据本发明的一种电池储能系统阻燃装置的结构示意图。
图中，1.电池箱，2.充气口，3.排气口，4.泄压阀，5.排气管道，6.阀门，7.挡流板，8.压力传感器，9.氧气浓度监测器，10.易氧化材料包，11.电池管理系统，12.安全区域，13.电池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示：一种电池储能系统阻燃装置，包括电池箱1、充气口2、排气口3、泄压阀4和排气管道5。电池箱1为密封的箱体，箱内安装有电池13，电池箱壁上安装有充气口2、排气口3和泄压阀4，充气口2和排气口3在电池箱壁上对称安装，并尽量保持最远距离。充气口2和排气口3上安装有阀门6。充气口2的末端安装有挡流板7，用于引导气流贴近电池箱1内壁流动。排气管道5安装在电池箱1外部，排气管道5的一端与泄压阀4相连接，另一端延伸到安全区域12。电池箱1内还安装有压力传感器8和氧气浓度监测器9，能将电池箱1内的气体状态及时反馈给电池管理系统11。电池箱1内还安装有易氧化材料包10，用来捕捉电池箱1内残余的氧气和日积月累渗入电池箱内的氧气。

Claims (10)

1.一种电池储能系统阻燃方法，包括下述几个步骤：先将电池组安装在密封的电池箱内；然后使电池箱内的氧气浓度下降到一定的程度；当电池箱内产生了可燃气体时，将可燃气体排出到电池箱外的安全区域。
2.根据权利要求1所述的电池储能系统阻燃方法，其使电池箱内的氧气浓度下降的方法是：往电池箱内填充惰性气体，使电池箱内的空气排出。
3.根据权利要求1所述的电池储能系统阻燃方法，其使电池箱内的氧气浓度下降的方法是：燃烧电池箱内的氧气，然后补充惰性气体。
4.根据权利要求1所述的电池储能系统阻燃方法，其使电池箱内的氧气浓度下降的方法是：将电池箱抽真空，然后填充惰性气体。
5.根据权利要求1所述的电池储能系统阻燃方法，其使电池箱内的氧气浓度下降的方法是：在电池箱内放入易氧化材料包，用来捕捉电池箱内残余的氧气和日积月累渗入电池箱内的氧气。
6.实现权利要求1所述的电池储能系统阻燃方法的一种电池储能系统阻燃装置，其特征是：包括电池箱、充气口、排气口、泄压阀和排气管道，所述电池箱为密封的箱体，所述电池箱壁上安装有所述充气口、所述排气口和所述泄压阀，所述排气管道安装在所述电池箱外部，所述排气管道的一端与所述泄压阀相连接，另一端延伸到安全区域。
7.根据权利要求6所述的电池储能系统阻燃装置，其特征是：所述充气口和排气口在所述电池箱壁上对称安装，并尽量保持最远距离；所述充气口的末端安装有挡流板，用于引导气流贴近电池箱内壁流动。
8.根据权利要求6所述的电池储能系统阻燃装置，其特征是：所述充气口和排气口上安装有阀门。
9.根据权利要求6所述的电池储能系统阻燃装置，其特征是：所述电池箱内安装有易氧化材料包，用来捕捉电池箱内残余的氧气和日积月累渗入电池箱内的氧气。
10.根据权利要求6所述的电池储能系统阻燃装置，其特征是：所述电池箱内安装有压力传感器和氧气浓度监测器。
CN201510984231.5A 2015-12-24 2015-12-24 一种电池储能系统阻燃方法和装置 Pending CN105470424A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510984231.5A CN105470424A (zh) 2015-12-24 2015-12-24 一种电池储能系统阻燃方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510984231.5A CN105470424A (zh) 2015-12-24 2015-12-24 一种电池储能系统阻燃方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105470424A true CN105470424A (zh) 2016-04-06

Family

ID=55607926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510984231.5A Pending CN105470424A (zh) 2015-12-24 2015-12-24 一种电池储能系统阻燃方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105470424A (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106207306A (zh) * 2016-07-24 2016-12-07 翟顺利 一种锂电池阻燃装置
CN107123833A (zh) * 2016-02-25 2017-09-01 比亚迪股份有限公司 动力电池及其保护系统和电动汽车
CN107320872A (zh) * 2017-08-04 2017-11-07 公安部上海消防研究所 一种被动式电动汽车动力电池包防火灾保护装置及方法
CN107871836A (zh) * 2017-12-21 2018-04-03 张家港清研再制造产业研究院有限公司 一种锂离子电池系统安全保护装置及保护方法
CN108879001A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 清华大学 锂离子电池
CN109103389A (zh) * 2018-07-27 2018-12-28 清华大学 锂离子电池
CN109103390A (zh) * 2018-07-27 2018-12-28 清华大学 锂离子电池系统及耗能产品
CN109671993A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 北京好风光储能技术有限公司 一种储能电池系统
CN109921114A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 深圳鸿鹏新能源科技有限公司 车辆及其电池包的防护方法和装置
CN112373304A (zh) * 2020-09-07 2021-02-19 万向一二三股份公司 一种降低电池包热失控扩散风险的电池箱及控制系统
CN112436199A (zh) * 2020-10-16 2021-03-02 西安交通大学 一种电动汽车多重防火防爆系统及方法
CN113659237A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 山东电亮亮信息科技有限公司 一种防止自燃的惰性气体保护的电池储能系统
CN113764815A (zh) * 2020-06-05 2021-12-07 北京好风光储能技术有限公司 一种储能电池安全系统
CN114080711A (zh) * 2019-07-03 2022-02-22 Iee国际电子工程股份公司 采用力感测电阻器（fsr）压力传感器的汽车牵引电池的热失控检测
CN115377586A (zh) * 2022-07-22 2022-11-22 北京合康新能科技股份有限公司 箱体组件、储能装置及其控制方法和控制装置
WO2023051568A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 电池热失控烟气处理装置、处理方法、电池组及电池包
CN116259871A (zh) * 2023-05-10 2023-06-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池仓、电池仓控制方法、存储介质及电池管理系统

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107123833A (zh) * 2016-02-25 2017-09-01 比亚迪股份有限公司 动力电池及其保护系统和电动汽车
CN106207306A (zh) * 2016-07-24 2016-12-07 翟顺利 一种锂电池阻燃装置
CN107320872A (zh) * 2017-08-04 2017-11-07 公安部上海消防研究所 一种被动式电动汽车动力电池包防火灾保护装置及方法
CN109671993A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 北京好风光储能技术有限公司 一种储能电池系统
CN109671993B (zh) * 2017-10-17 2020-07-03 北京好风光储能技术有限公司 一种储能电池系统
CN107871836A (zh) * 2017-12-21 2018-04-03 张家港清研再制造产业研究院有限公司 一种锂离子电池系统安全保护装置及保护方法
CN109103390A (zh) * 2018-07-27 2018-12-28 清华大学 锂离子电池系统及耗能产品
CN109103389A (zh) * 2018-07-27 2018-12-28 清华大学 锂离子电池
CN108879001A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 清华大学 锂离子电池
CN109103390B (zh) * 2018-07-27 2024-01-05 清华大学 锂离子电池系统及耗能产品
CN109921114A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 深圳鸿鹏新能源科技有限公司 车辆及其电池包的防护方法和装置
CN114080711A (zh) * 2019-07-03 2022-02-22 Iee国际电子工程股份公司 采用力感测电阻器（fsr）压力传感器的汽车牵引电池的热失控检测
CN113764815A (zh) * 2020-06-05 2021-12-07 北京好风光储能技术有限公司 一种储能电池安全系统
CN112373304A (zh) * 2020-09-07 2021-02-19 万向一二三股份公司 一种降低电池包热失控扩散风险的电池箱及控制系统
CN112373304B (zh) * 2020-09-07 2022-05-13 万向一二三股份公司 一种降低电池包热失控扩散风险的电池箱及控制系统
CN112436199A (zh) * 2020-10-16 2021-03-02 西安交通大学 一种电动汽车多重防火防爆系统及方法
CN113659237A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 山东电亮亮信息科技有限公司 一种防止自燃的惰性气体保护的电池储能系统
WO2023051568A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 电池热失控烟气处理装置、处理方法、电池组及电池包
CN115377586A (zh) * 2022-07-22 2022-11-22 北京合康新能科技股份有限公司 箱体组件、储能装置及其控制方法和控制装置
CN116259871A (zh) * 2023-05-10 2023-06-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池仓、电池仓控制方法、存储介质及电池管理系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105470424A (zh) 一种电池储能系统阻燃方法和装置
CN205231142U (zh) 一种电池储能系统阻燃装置
CN107331818B (zh) 一种设有置换装置的三元电池组安全结构
CN202662693U (zh) 防爆电池组
CN106329027A (zh) 一种高安全性的锂离子电池组
CN105609684B (zh) 一种锂电池组件阻燃防爆装置
CN204946962U (zh) 一种带有阻燃装置的电池包
CN211320174U (zh) 一种隔爆电源箱的灭火装置
CN206045226U (zh) 电动车电池自动灭火装置
CN102324479A (zh) 一种动力锂离子电池防爆阀
CN208548429U (zh) 锂离子电池
CN106469794A (zh) 一种高比能电池包内部阻燃降温的方法
CN109428027A (zh) 一种隔热防火防爆电池组
CN206595360U (zh) 具有安全防护功能的锂电储能系统
CN115120907A (zh) 一种无压贮存电池箱用灭火系统及电池系统
CN112768819A (zh) 一种高消防安全的储能电池包与储能电池集装箱
CN115025422A (zh) 一种应用于规模化储能系统的集中排风方法及设备
CN207398212U (zh) 一种隔热防火防爆电池组
CN205882034U (zh) 一种锂电池的防爆阻燃装置
CN103000967A (zh) 电池安全保护装置
CN206388817U (zh) 一种电池防爆阻燃系统
CN108159604A (zh) 一种自带灭火装置的系统
CN218004996U (zh) 一种应用于规模化储能系统的集中排风装置
CN102610870A (zh) 一种方型动力锂离子电池及其保护方法
CN103259313B (zh) 一种汽车充电连接系统的锁紧结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160406

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication