CN114450844A - 电池架和包括该电池架的能量存储设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的电池架包括：多个电池模块，每个所述电池模块包括电池单体；电池架壳体，所述多个电池模块被容纳在该电池架壳体中；灭火水供应单元，该灭火水供应单元被连接到所述多个电池模块；以及支架单元，该支架单元被构造成覆盖灭火水供应单元，并且被设置在所述电池架壳体的后部处。

Description

电池架和包括该电池架的能量存储设备
技术领域
本公开涉及一种电池架和一种包括该电池架的能量存储系统。
本申请要求2019年11月8日提交的韩国专利申请第10-2019-0142927号的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。
背景技术
二次电池高度适用于各种产品，并且表现出诸如高能量密度等的优异的电特性，因此二次电池不仅常用于便携式设备，还常用于由电源驱动的电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)。由于二次电池可以大大减少化石燃料的使用，并且在能量消耗期间不会产生副产品，因此作为一种提高环境友好性和能量效率的新型能量源，二次电池正在引起关注。
当前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单元二次电池单体、即单元电池单体的工作电压约为2.5V至4.5V。因此，如果需要更高的输出电压，可以将多个电池单体串联连接以构成电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，多个电池单体可以并联连接以构成电池组。因而，可以根据所需的输出电压或所要求的充电/放电容量不同地设置电池组中所包括的电池单体的数量。
同时，当多个电池单体串联或并联连接以构成电池组时，通常首先构成包括至少一个电池单体的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其他部件来构造电池架。这里，根据各种电压和容量要求，能量存储系统可以被构造成包括至少一个电池架，所述至少一个电池架包括至少一个电池模块。
在传统的电池架中，如果在至少一个电池模块的电池单体中发生异常发热，使得温度持续升高，则超过特定温度就会产生热失控并传播到周围的电池模块，这可能造成严重的安全问题。
因此，需要寻找一种技术来提供一种能够快速地防止热量由于热失控而传播到周边电池模块的电池架以及一种包括这样的电池架的能量存储系统。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种可以快速地防止热量由于热失控而传播到周边电池模块的电池架以及一种包括这样的电池架的能量存储系统。
另外，本公开还旨在提供一种可以通过双支架结构来确保整体刚性并保护喷嘴等免受外部冲击的电池架以及一种包括这样的电池架的能量存储系统。
技术解决方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池架，该电池架包括：多个电池模块，所述多个电池模块分别具有至少一个电池单体；电池架壳体，该电池架壳体被构造成容纳所述多个电池模块；灭火水供应单元，该灭火水供应单元被设置在所述电池架壳体的后部处，并且被连接到所述多个电池模块；支架单元，该支架单元被构造成覆盖所述灭火水供应单元，并且被设置在所述电池架壳体的后部处。
所述灭火水供应单元可以包括：灭火水管，该灭火水管沿着所述电池架壳体的高度方向设置；和多个灭火水喷嘴，所述多个灭火水喷嘴被连接到所述灭火水管，并且被安装为穿过所述多个电池模块。
所述支架单元可以包括：第一支架，该第一支架被构造成覆盖所述灭火水管；和第二支架，该第二支架被固定到所述第一支架，并且被构造成支撑所述多个灭火水喷嘴。
所述第一支架可以具有多个通气孔，所述多个通气孔与多个灭火水喷嘴相反地设置。
所述多个灭火水喷嘴中的每一个灭火水喷嘴可以包括：喷嘴主体，该喷嘴主体被安装为穿过所述第二支架；和喷嘴头部，该喷嘴头部被连接至所述喷嘴主体，并且被构造成成穿透多个电池模块。
所述多个灭火水喷嘴中的每一个灭火水喷嘴可以包括密封构件，该密封构件被设置在所述喷嘴主体的外侧。
所述密封构件可以被设置成与所述第二支架紧密接触。
所述多个通气孔可以被设置在与所述灭火水喷嘴相反的一侧。
所述多个通气孔可以被设置成沿着所述第一支架的高度方向彼此间隔开。
另外，本发明还提供了一种能量存储系统，该能量存储系统包括至少一个上述实施例的电池架。
有利效果
根据上述各种实施例，能够提供一种可以快速地防止热量由于热失控而传播到周边的电池模块的电池架以及一种包括这样的电池架的能量存储系统。
另外，根据上述各种实施例，能够提供一种可以通过双支架结构来确保整体刚性并保护喷嘴等免受外部冲击的电池架以及一种包括这样的电池架的能量存储系统。
附图说明
图1是用于图示根据本公开实施例的电池架的视图。
图2是示出图1的电池架的前视图。
图3是示出图1的电池架的后视图。
图4是示出图1的电池架的侧视图。
图5是用于图示在图1的电池架处采用的灭火水供应单元的视图。
图6是用于图示图5的灭火水供应单元的灭火水喷嘴的视图。
图7和图8是用于图示在图1的电池架处采用的支架单元的视图。
图9和图10是用于图示被安装至图1的电池架的支架单元的灭火水供应单元的视图。
图11是用于图示如下结构的视图，在该结构中，被安装至图1的电池架的支架单元的灭火水供应单元被安装至电池模块。
图12是用于图示根据本公开的实施例的能量存储系统的视图。
具体实施方式
通过参考附图详细地描述本公开的实施例，本公开将变得更加清楚。应理解，本文所公开的实施例仅是说明性的，以更好地理解本公开，并且可以以各种方式修改本公开。另外，为了便于理解本公开，附图并未按实际比例绘制，而是一些部件的尺寸可能被夸大。
图1是用于图示根据本公开的实施例的电池架的视图，图2是示出图1的电池架的前视图，图3是示出图1的电池架的后视图，以及图4是示出图1的电池架的侧视图。
参考图1至图4，电池架10可以包括电池模块100、电池架壳体200、灭火水供应单元300以及支架单元400。
所述电池模块100可以被设置成多个。多个电池模块100可以彼此堆叠以便彼此电连接。例如，多个电池模块100可以沿着所述电池架200的高度方向布置成两列，这将稍后解释。
多个电池模块100中的每一个电池模块可以分别包括电池单体110和模块壳体130。
电池单体110为二次电池，并且可以被设置成袋型二次电池、方形二次电池或圆柱形二次电池。下文中，在本实施例中，将描述电池单体110是袋型二次电池的情形。
可以设置一个电池单体110或多个电池单体110。下文中，在本实施例中，将描述设置多个电池单体110的情形。
所述模块壳体130中可以容纳多个电池单体110。为此，所述模块壳体130可以具有能够容纳多个电池单体110的容纳空间。
所述模块壳体130可以具有喷嘴插入部135(参见图11)。所述喷嘴插入部135被设置在所述模块壳体130的后表面处，并且后文所释的灭火水供应单元300的灭火水喷嘴350(参见图11)的喷嘴头部353(参见图11)被安装到喷嘴插入部135。
电池架壳体200可以容纳多个电池模块100。为此，所述电池架壳体200可以具有能够容纳多个电池模块100的容纳空间。
灭火水供应单元300被设置在所述电池架壳体200的后部处，并且可以被连接到多个电池模块100。当发生诸如多个电池模块100的热失控的异常情况时，所述灭火水供应单元300可以将灭火水供应到多个电池模块100中。
为此，所述灭火水供应单元300可以被安装为穿过多个电池模块100的模块壳体200，以在异常情况下将灭火水直接注射到所述模块壳体200内部的电池单体110。
在该实施例中，通过可以直接向所述模块壳体200内部的电池单体110注射灭火水的灭火水供应单元300，从而当电池模块100的内部发生热失控或火灾时，能够更快地消除热失控或灭除火灾。
所述灭火水供应单元300可以通过稍后解释的灭火水供应管线70(参见图12)被连接到灭火水箱单元90(参见图12)，该灭火水供应管线70被设置在电池架10的外侧，以供应灭火水。
下文中，将更详细地描述根据本实施例的灭火水供应单元300。
图5是用于图示在图1的电池架处采用的灭火水供应单元的视图，图6是用于图示图5的灭火水供应单元的灭火水喷嘴的视图。
参考图5和图6，灭火水供应单元300可以包括供应管310、灭火水管330以及灭火水喷嘴350。
所述供应管310可以通过灭火水供应管线70(参见图12)被连接到灭火水箱单元90(参见图12)，这将稍后解释。所述供应管310可以通过灭火水供应管线70被供以来自灭火水箱单元90的灭火水。
所述灭火水管330被连接到供应管310，并且可以沿着电池架壳体200的高度方向布置。例如，所述灭火水管330可以沿着电池架壳体200的高度方向布置成两列，并且被设置成近似矩形框架形状。
所述灭火水喷嘴350被连接至事实上灭火水管330，并且可以被安装为穿过多个电池模块200。因而，所述灭火水喷嘴350可以被设置成多个，以对应于多个电池模块200。
多个灭火水喷嘴350可以包括喷嘴主体351、喷嘴头部353以及密封构件355。
所述喷嘴主体351可以通过下文所释的支架单元400的第二支架430而被安装。所述喷嘴主体351可以通过下文所释的支架单元400而被安装。所述喷嘴主体351被连接至灭火水管330，并且可以被至少部分地设置在多个电池模块100的内部。具体地，喷嘴主体351可以被至少部分地设置在第二支架430和电池架壳体200的后表面之间。
所述喷嘴主体351可以具有被动阀或主动阀。在正常情况下，所述被动阀或主动阀可以保持喷嘴主体351的内部通道被关闭。此外，在诸如电池模块100发生热失控的异常情况下，所述被动阀或主动阀可以操作以打开内部通道，使得可以向发生异常情况的电池模块100喷洒灭火水。
所述喷嘴主体351的一端可以被设置在电池模块100的模块壳体130的内部。因而，当电池模块100发生诸如热失控的异常情况时，喷嘴主体351可以将灭火水喷洒到模块壳体130中，由此更快地冷却发生异常情况的电池模块100的电池单体110。
所述喷嘴头部353被连接到所述喷嘴主体351，并且可以被安装为穿过多个电池模块200。具体地，所述喷嘴头部353可以被安装到模块壳体130的喷嘴插入部135，以穿透电池模块200的模块壳体130。
所述密封构件355可以被设置在所述喷嘴主体351的外侧。事实上密封构件355可以被设置成与支架单元400的第二支架430紧密接触，这将稍后解释。
所述密封构件355可以被设置成在包围所述喷嘴主体351的外侧的同时与第二支架430接触。由此，所述密封构件355可以更可靠地防止灭火水等渗漏到喷嘴主体351的外侧。具体地，当多个电池模块100中的任一个电池模块100中发生异常情况时，可以从与发生异常情况的电池模块100连接的灭火水喷嘴350的喷嘴主体351喷洒灭火水。在喷洒灭火水时，即使灭火水渗漏到喷嘴主体351的外侧，也可能有必要防止灭火水流入还未发生异常情况的电池模块100。在该实施例中，由于所述密封构件355被设置成与喷嘴主体351的外侧处的支架单元400的第二支架430紧密接触，所以能够更可靠并稳固地防止灭火水渗漏出喷洒灭火水处的喷嘴主体351。
所述支架单元400覆盖灭火水供应单元300，并且可以被设置在电池架壳体200的后部处。
下文中，将参考以下附图更详细地描述支架单元400。
图7和图8是用于图示在图1的电池架处采用的支架单元的视图，图9和图10是用于图示被安装至图1的电池架的支架单元的灭火水供应单元的视图，图11是用于图示如下结构的视图，在该结构中，被安装至图1的电池架的支架单元的灭火水供应单元被安装至电池模块。
参考图7至图11，支架单元400包括第一支架410和第二支架430。
所述第一支架410可以覆盖灭火水供应单元300的灭火水管330。所述第一支架410可以被设置成包围灭火水管330。通过第一支架410，能够防止直接冲击(诸如外部冲击)被传递到灭火水管330，并且还能够有效地缓冲可能被传递到灭火水管330的外部冲击等。因而，在该实施例中，通过第一支架410，能够有效地防止灭火水管330受损。
第一支架410可以具有通气孔415。
所述通气孔415可以被设置成多个。
所述多个通气孔415可以被设置成具有与多个灭火水喷嘴350对应的数量。多个通气孔415可以被设置成沿着第一支架410的高度方向彼此间隔隔开预定距离，并且可以沿着高度方向布置成两列。
所述多个通气孔415可以被设置成与多个灭火水喷嘴350相反。所述多个通气孔415可以被设置在与灭火水喷嘴350相反的一侧。
如上所述的多个通气孔415可以引导当在电池模块100处发生诸如热失控或火灾的异常情况时产生的气体的排出。因而，在该实施例中，通过多个通气孔415，可以将在发生异常情况时可能产生的高温气体更快地排出到电池架10的外部，特别是排出到电池架10的后部。
所述第二支架430被固定到第一支架410，并且可以支撑多个灭火水喷嘴350。在该实施例中，通过所述第二支架430，所述灭火水供应单元300的灭火水喷嘴350可以被更稳定地支撑。
此外，所述第二支架430可以通过与第一支架410一起形成双支架结构来覆盖灭火水管330的前侧，由此更可靠地保护灭火水管330，并且还提高支架单元400的整体刚性。
所述第二支架430可以包括喷嘴安装部435，所述灭火水喷嘴350通过该喷嘴安装部被安装。
所述喷嘴安装部435可以被设置成多个，以对应于灭火水喷嘴350的数量。多个喷嘴安装部435可以被设置成沿着第二支架430的高度方向彼此间隔隔开预定距离，并且可以沿着高度方向布置成两列。
如上所述，通过支架单元400，根据该实施例的电池架10可以支撑灭火水供应单元300的灭火水管330，并且引导灭火水喷嘴350以被更稳定地支撑和安装。
另外，由于根据该实施例的电池架10通过支架单元400形成双支架结构，所以能够最大限度地保护和缓冲灭火水供应单元300免受外部冲击，也进一步提高了整体刚性。
图12是用于图示根据本公开的实施例的能量存储系统的视图。
参考图12，能量存储系统1是能量源，并且可以用于家庭或工业用途。能量存储系统1可以包括至少一个前述实施例的电池架10以及用于容纳所述至少一个电池架10的电池架容器50。
所述电池架容器50可以包括灭火水箱单元90，该灭火水箱单元90用于向多个电池架10供应灭火水。所述灭火水箱单元90充满灭火水、即水。所述灭火水箱单元90经由灭火水供应管线70通过多个电池架10连接，以向多个电池架10供应灭火水。
由于根据该实施例的能量存储系统1包括前述实施例的电池架10，因此能够提供一种包括前述实施例的电池架10的所有优点的能量存储系统1。
根据上述各种实施例，能够提供一种可以快速地防止热量由于热失控而传播到周边的电池模块100的电池架10以及一种包括这样的电池架10的能量存储系统1。
另外，根据上述各种实施例，能够提供一种可以通过双支架结构确保整体刚性并保护喷嘴等免受外部冲击的电池架10以及一种包括这样的电池架10的能量存储系统1。
虽然已经示出和描述了本公开的实施例，但是应理解，本公开不限于所述的具体实施例，并且本领域技术人员可以在本公开的范围内做出各种改变和修改，并且不应从本公开的技术思想和观点单独地理解这些修改。

Claims (10)

1.一种电池架，包括：
多个电池模块，所述多个电池模块分别具有至少一个电池单体；
电池架壳体，所述电池架壳体被构造成容纳所述多个电池模块；
灭火水供应单元，所述灭火水供应单元被设置在所述电池架壳体的后部处，并且被连接到所述多个电池模块；以及
支架单元，所述支架单元被构造成覆盖所述灭火水供应单元，并且被设置在所述电池架壳体的所述后部处。
2.根据权利要求1所述的电池架，其中，所述灭火水供应单元包括：
灭火水管，所述灭火水管沿着所述电池架壳体的高度方向设置；和
多个灭火水喷嘴，所述多个灭火水喷嘴被连接到所述灭火水管，并且被安装为穿过所述多个电池模块。
3.根据权利要求2所述的电池架，其中，所述支架单元包括：
第一支架，所述第一支架被构造成覆盖所述灭火水管；以及
第二支架，所述第二支架被固定到所述第一支架，并且被构造成支撑所述多个灭火水喷嘴。
4.根据权利要求3所述的电池架，其中，所述第一支架具有多个通气孔，所述多个通气孔与所述多个灭火水喷嘴相反地设置。
5.根据权利要求2所述的电池架，其中，所述多个灭火水喷嘴中的每一个灭火水喷嘴包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体被安装为穿过所述第二支架；和
喷嘴头部，所述喷嘴头部被连接至所述喷嘴主体，并且被构造成成穿透所述多个电池模块。
6.根据权利要求5所述的电池架，其中，所述多个灭火水喷嘴中的每一个灭火水喷嘴包括密封构件，所述密封构件被设置在所述喷嘴主体的外侧处。
7.根据权利要求6所述的电池架，其中，所述密封构件被设置成与所述第二支架紧密接触。
8.根据权利要求4所述的电池架，其中，所述多个通气孔被设置在与所述灭火水喷嘴相反的一侧处。
9.根据权利要求4所述的电池架，其中，所述多个通气孔被设置成沿着所述第一支架的高度方向彼此间隔开。
10.一种能量存储系统，包括至少一个根据权利要求1所述的电池架。
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