CN114667637B - 包括灭火单元的电池组、包括所述电池组的电池架以及能量存储系统 - Google Patents

包括灭火单元的电池组、包括所述电池组的电池架以及能量存储系统 Download PDF

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Abstract

根据本发明的电池组包括：至少一个电池模块；第一灭火单元，所述第一灭火单元包括：第一火灾检测传感器；第一灭火罐，所述第一灭火罐用于在其中容纳灭火剂；第一管道，所述第一管道被构造成将所述第一灭火罐和所述电池模块连接，使得所述灭火剂从所述第一灭火罐供应到所述电池模块；和第一阀，所述第一阀被打开为使得所述灭火剂能够从所述第一灭火罐被供应到所述电池模块；和第二灭火单元，所述第二灭火单元包括：第二火灾检测传感器；第二管道，所述第二管道具有被连接到所述第一管道的一端；灭火剂供应单元，所述灭火剂供应单元被连接到所述第二管道的另一端，以将所述灭火剂通过所述第二管道供应到所述第一管道；和第二阀，当所述电池模块的温度等于或者高于预定温度或者产生烟雾时，所述第二阀被打开为通过所述第二管道将所述灭火剂从所述灭火剂供应单元供应到所述第一管道。

Description

包括灭火单元的电池组、包括所述电池组的电池架以及能量 存储系统
技术领域
本公开涉及一种包括灭火单元的电池组、包括所述电池组的电池架和包括所述电池架的能量存储系统，更特别地，本公开涉及一种具有降低二次着火或者爆炸的风险的电池组。
本申请要求在2020年1月30日向韩国提交的韩国专利申请10-2020-0011324号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。在这些电池中，由于锂二次电池具有诸如与镍类二次电池相比较几乎没有记忆效应而自由地充电和放电以及非常低的自放电率和高能量密度这样的优点，因此锂二次电池备受关注。
锂二次电池主要分别使用锂类氧化物和碳材料作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，在该电极组件中设置有分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板，且分隔件被置于所述正电极板和负电极板之间；和外部，即电池袋外部，该外部用于将所述电极组件与电解质一起气密性地存储。
近来，二次电池不仅被广泛地用在诸如便携式电子装置这样的小型装置中，而且还用在诸如车辆和能量存储系统这样的中型或者大型装置中。当在中型或者大型装置中使用时，大量的二次电池被电连接以增加容量和输出。特别地，由于袋型二次电池可以容易地堆叠，因此袋型二次电池被广泛地用在中型或者大型装置中。
同时，近来，由于随着能量存储源的使用、对大容量结构的需求也随之增加，因此对包括串联和/或并联电连接的多个二次电池的电池组、其中容纳有二次电池的电池模块以及电池管理系统(BMS)的需求正在增加。
另外，电池组通常包括外部外罩，该外部外罩由金属材料制成，以针对外部冲击保护多个二次电池或者存储多个二次电池。同时，对高容量电池组的需求近来正在增加。
然而，因为传统电池组或者传统电池架具有多个电池模块，所以如果每个电池模块的二次电池产生热失控以引起着火或者爆炸，则热量或者火焰可能被传递到相邻的二次电池而引起二次爆炸，从而防止二次着火或者爆炸的努力正在增加。
相应地，需要研发一项快速且完整的灭火技术，以当在电池组或电池架中的某些二次电池中发生热失控时立即采取行动。另外，需要一种可替代方法，以当在电池模块处发生火灾时、在用于控制是否执行用于抑制火势的灭火的电池管理系统不工作或者发生故障的情形中进行灭火。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种降低二次着火或者爆炸的风险的电池组。
本公开的这些和其他的目的和优点可以根据以下详细描述来理解，并且将从本公开的示例性实施例中变得更完全地显而易见。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。
技术方案
在本公开的一个方面，提供一种电池组，该电池组包括：
至少一个电池模块；
第一灭火单元，所述第一灭火单元包括：第一火灾检测传感器，所述第一火灾检测传感器被构造成检测所述至少一个电池模块的温度升高超过预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾；第一灭火罐，所述第一灭火罐被构造成在其中容纳灭火剂；第一管道，所述第一管道被构造成将所述第一灭火罐和所述至少一个电池模块连接，使得所述灭火剂被从所述第一灭火罐供应到所述至少一个电池模块；和第一阀，所述第一阀被设置到所述第一管道，并且所述第一阀被构造成：当所述至少一个电池模块的温度升高超过所述预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾时，所述第一阀被打开，以将所述灭火剂从所述第一灭火罐供应到所述至少一个电池模块；和
第二灭火单元，所述第二灭火单元包括：第二火灾检测传感器，所述第二火灾检测传感器被构造成检测所述至少一个电池模块的温度升高超过所述预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾；第二管道，所述第二管道的一端被连接到所述第一管道；灭火剂供应单元，所述灭火剂供应单元被连接到所述第二管道的另一端，使得所述灭火剂通过所述第二管道被供应到所述第一管道；和第二阀，所述第二阀被构造成：当所述至少一个电池模块的温度升高超过所述预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾时，所述第二阀被打开，以通过所述第二管道将所述灭火剂从所述灭火剂供应单元供应到所述第一管道。
而且，所述灭火剂供应单元可以包括：第二灭火罐，所述第二灭火罐被构造成在其中容纳灭火剂；或者消防栓，所述消防栓被连接到所述第二管道，并且被构造成从外部供应水；或者所述第二灭火罐和所述消防栓这两者。
而且，所述第一灭火单元可以进一步包括第一控制单元，所述第一控制单元被构造成根据从所述第一火灾检测传感器接收的信号来控制所述第一阀被打开或者关闭，
所述第二灭火单元可以进一步包括第二控制单元，所述第二控制单元被构造成根据从所述第二火灾检测传感器接收的信号来控制所述第二阀被打开或者关闭，
当从所述第一火灾检测传感器接收到火灾信号时，所述第一控制单元可以将火灾信号传输到所述第二控制单元，并且
所述第二控制单元可以被构造成：当即使在从所述第一控制单元接收到所述火灾信号之后经过预定时间、所述第二火灾检测传感器仍然检测到所述电池模块保持超过所述预定温度时，所述第二控制单元打开所述第二阀。
另外，所述第一管道可以包括：
公共管道，所述公共管道被连接到所述第一灭火罐的出口孔，灭火剂通过所述出口孔被排放；和
分配管道，在设置有至少两个电池模块的情形中，所述分配管道具有从所述公共管道连接到所述至少两个电池模块中的每一个电池模块的分配结构，
所述第一阀可以位于所述公共管道的一部分处，以打开或者关闭所述公共管道，并且
所述第一阀可以是由所述第一控制单元控制打开或者关闭的主动阀。
此外，所述第一灭火单元可以进一步包括分配阀，所述分配阀位于所述分配管道的一部分处，以打开或者关闭所述分配管道，并且
所述分配阀可以是这样的被动阀：当所述电池模块的温度升高超过所述预定温度时，所述被动阀被构造为通过部分地使其内部构造发生变形来打开所述被动阀的输出孔。
而且，所述分配阀可以包括：
玻璃泡，所述玻璃泡被构造成关闭所述输出孔，并且被构造成：当所述电池模块被暴露于超过所述预定温度的内部气体时，所述玻璃泡通过至少部分地破裂来打开所述输出；和
分散单元，所述分散单元被构造成分散从所述输出孔排放的灭火剂。
另外，所述电池模块可以包括：至少一个电池单体组件，所述至少一个电池单体组件具有多个二次电池；和模块外罩，所述模块外罩具有能够容纳所述至少一个电池单体组件的内部空间，
所述模块外罩可以具有气体通道，所述气体通道被构造成在所述气体通道中将从所述电池单体组件产生的气体排放到外部，并且
所述分配阀的玻璃泡可以位于所述气体通道的一部分处。
此外，所述分配阀可以进一步包括气体引导件，所述气体引导件被构造成引导从所述电池单体组件产生的气体与所述玻璃泡形成接触。
而且，在本公开的另一个方面，还提供一种电池架，所述电池架包括：电池组；和电池架外壳，所述电池架外壳被构造成容纳所述电池组。
而且，在本公开的另一个方面，还提供一种能量存储系统，所述能量存储系统包括两个或更多个电池架。
有利效果
根据本公开所述的实施例，因为本公开所述的电池组进一步包括与所述第一灭火单元分开的所述第二灭火单元，所以即使由于所述第一灭火单元的失效或者故障而使得所述电池模块的火灾未通过所述第一灭火单元扑灭，也可以另外地使用单独的第二灭火单元来扑灭火灾。相应地，本公开所述的电池模块可以通过双重灭火使安全性最大化。
而且，根据本公开所述的实施例，因为所述第一灭火单元进一步包括被构造成根据从所述第一火灾检测传感器接收的信号来控制所述第一阀被打开或者关闭的第一控制单元，并且所述第二灭火单元进一步包括被构造成根据从所述第二火灾检测传感器接收的信号来控制所述第二阀被打开或者关闭的第二控制单元，所以当在所述电池模块处发生火灾或者热失控时，即使由于所述第一控制单元的故障或者失效而使所述第一阀不能被打开或者关闭，所述第二控制单元也可以打开所述第二阀，由此确保可靠的灭火。
而且，根据本公开所述的实施例，因为本公开所述的分配阀包括：玻璃泡，所述玻璃泡被构造成密封输出孔，但是被构造成当被暴露于超过预定温度的电池模块的内部气体时、随着部分地破裂而打开所述输出孔；和分散单元，所述分散单元被构造成分散从所述输出孔排放的灭火剂，所以能够通过发生热失控或者火灾的电池模块的内部高温以响应速度打开所述分配阀。而且，因为所述分散单元均匀地喷射所供应的灭火剂，所以可以有效地增加扑灭能力。
此外，根据本公开所述的实施例，因为根据本公开所述的分配阀的分散单元包括从顶部朝向所述分散单元延伸、并且具有在左、右、上和下方向中的至少两个方向上加宽的结构的气体引导件，所以流动到所述玻璃泡的两侧的高温气体可以被引导为朝向所述玻璃泡流动，而不是直接地经过。相应地，可以以高可靠性操作所述分配阀，并且可以有效地减少所述分配阀的操作时间。
附图说明
附图示出本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用于提供本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的前立体图。
图2是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的后立体图。
图3是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的电池模块的后立体图。
图4是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的电池单体组件的立体图。
图5是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的部件的示意图。
图6是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的第二灭火罐的立体图。
图7是示意性地示出在根据本公开另一实施例所述的电池组处采用的消防栓的立体图。
图8是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的第一灭火单元的一些部件的立体图。
图9是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的分配阀的立体图。
图10是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的内部部件的平面视图。
图11是示意性地示出在根据本公开另一实施例所述的电池组处采用的分配阀的平面视图。
图12是示意性地示出根据本公开实施例所述的能量存储系统的前视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被解释为限于一般和字典的含义，而是在允许本发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。
因此，本文中提出的描述只是仅为了说明目的的优选示例，而非旨在限制本公开的范围，从而应该理解，能够在不偏离本公开的范围的情况下对其做出其他等同和修改。
图1是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的前立体图。图2是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的后立体图。图3是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的电池模块的后立体图。图4是示意性地示出在根据本公开实施例所述的电池组处采用的电池单体组件的立体图。而且，图5是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的部件的示意图。另外，在图1中，X轴箭头的正方向指的是后方向，X轴箭头的负方向指的是前方向，Y轴箭头的正方向指的是左方向，Y轴箭头的负方向指的是右方向，Z轴方向的正方向指的是上方向，Z轴方向的负方向指的是下方向。
参考图1到图5，本公开的电池组400包括至少一个电池模块200、第一灭火单元301和第二灭火单元302。
首先，如果设置多个电池模块200，则所述多个电池模块200可以被布置在一个方向上。在此情形中，所述电池模块200可以包括至少一个电池单体组件100(图4)。所述电池单体组件100可以具有被布置在一个方向上的多个二次电池单体110。
而且，所述二次电池单体110可以是袋型二次电池单体110。例如，如图4中所示，当在图1的F方向上(从前方)观察时，所述电池单体组件100可以被构造成使得多个袋型二次电池单体110在前后方向上并排地堆叠。例如，如图4中所示，一个电池单体组件100可以包括21个袋型二次电池单体110。
同时，在该说明书中，除非另有规定，否则将基于当在F方向上观察时设定上、下、前、后、左和右方向。
特别地，所述袋型二次电池单体110可以包括电极组件(未示出)、电解质溶液(未示出)和袋116。
而且，正电极引线111和负电极引线112可以被形成在所述二次电池单体110的左端和右端处，所述左端和右端基于所述二次电池单体110的中心彼此相反。即，所述正电极引线111可以基于所述二次电池单体110的中心被设置在所述二次电池单体110的一端(右端)处。另外，所述负电极引线可以基于所述二次电池单体110的中心被设置在所述二次电池单体110的另一端(左端)处。
然而，根据本公开的电池模块200不限于上述袋型二次电池单体110，而是可以采用在提交该申请时已知的各种二次电池单体110。
另外，所述电池模块200可以包括冷却风扇370，该冷却风扇370用于向内部注入外部空气。
同时，再次参考图4，所述电池模块200可以进一步包括汇流条组件270。具体地，所述汇流条组件270可以包括：至少一个汇流条272，所述至少一个汇流条272被构造成将多个二次电池单体110彼此电连接；和至少两个汇流条框架276，所述至少两个汇流条框架276被构造成将所述至少一个汇流条272安装在外侧处。所述至少两个汇流条框架276可以被分别设置在所述电池单体组件100的左侧和右侧处。
同时，所述模块外罩210可以具有内部空间，以在其中容纳所述电池单体组件100。具体地，当正对着图1的F方向上观察时，所述模块外罩210可以包括上盖220、基板240、前盖260和后盖250。
具体地，所述基板240可以具有比至少两个电池单体组件100的底表面的尺寸大的面积，使得至少两个电池单体组件100被安装到该基板240的上部。所述基板240可以具有在水平方向上延伸的板形。
另外，所述上盖220可以包括上壁224以及从所述上壁224向下延伸的侧壁226。所述上壁224可以具有在水平方向上延伸以覆盖所述电池单体组件100的上部的板形。所述侧壁226可以具有从所述上壁224的左端和右端向下延伸以覆盖所述电池单体组件100的左侧和右侧的板形。
另外，所述侧壁226可以被联接到所述基板240的一部分。例如，如图3中所示，所述上盖220可以包括具有在前、后、左和右方向上延伸的板形的上壁224。所述上盖220可以包括分别从所述上壁224的左端和右端向下延伸的两个侧壁226。此外，所述两个侧壁226的下端可以被构造成分别与所述基板240的左端和右端联接。在此情形中，联接方法可以是公母联接方法或者焊接方法。
而且，所述前盖260可以被构造成覆盖多个二次电池单体110的前侧。例如，所述前盖260可以包括比所述多个二次电池单体110的前表面的尺寸大的板。该板可以在竖直方向上竖立。
另外，所述后盖250可以被构造成覆盖所述电池单体组件100的后侧。例如，所述后盖250可以具有比所述多个二次电池单体110的后表面的尺寸大的板形。
另外，所述模块外罩210可以包括气体通道211，该气体通道211位于模块外罩210的内部，并且被构造成向外部排放从所述电池单体组件100产生的气体。即，所述模块外罩210可以具有气体通道211，从所述电池单体组件100产生的气体通过该气体通道211流动。这里，所述气体通道211可以是在前后方向上伸长以与外部连通的空间。所述气体通道211可以被设置在所述电池单体组件100的左侧和右侧中的一侧或者左侧和右侧两侧处。
而且，所述气体通道211可以是位于所述电池单体组件100的上部或下部与所述模块外罩210之间的空间。即，从被容纳在所述电池模块200中的电池单体组件100产生的气体可以通过位于所述电池单体组件100的上部或下部处的气体通道211移动到所述电池单体组件100的左侧和右侧，并且通过多个气体排放孔212排出，所述多个气体排放孔212被形成在所述气体通道211的端部处，并且被贯穿为与所述电池模块200的外部连通。
另外，进口孔264可以被设置在位于至少两个电池模块200中的每个电池模块的后侧处的后盖250处，使得灭火剂通过该进口孔264被引入。所述进口孔264可以被定位成与所述气体通道211连通。即，所述进口孔264可以被构造成与基于所述电池单体组件100位于左侧和右侧上的气体通道211连通。进口孔264可以被设置在位于至少两个电池模块200中的每个电池模块的后侧处的后盖250处，使得灭火剂通过该进口孔264被引入。所述进口孔264可以被定位成与所述气体通道211连通。即，所述进口孔264可以被构造成与基于所述电池单体组件100位于左侧和右侧上的气体通道211连通。
随同图1到图3一起再次参考图5，所述第一灭火单元301可以包括第一火灾检测传感器311、第一灭火罐321、第一管道330和第一阀343。
另外，所述第一火灾检测传感器311可以被构造成检测至少一个电池模块200的温度升高超过预定温度或者在至少一个电池模块200处产生烟雾。
具体地，所述第一火灾检测传感器311可以包括温度传感器和烟雾传感器(未示出)。所述温度传感器可以是线性温度传感器360。
例如，所述线性温度传感器360可以被构造成：由于涂覆在两根导线上的热敏材料在达到高于参考温度的温度时发生熔化、以在两根导线之间引起短路，从而所述线性温度传感器发出火灾或者过热信号。例如，所述热敏材料可以是在70℃到100℃时发生熔化的热塑性树脂。例如，所述热塑性树脂可以是聚酯树脂或者丙烯酸树脂。另外，所述线性温度传感器360可以进一步包括被构造成包围热敏材料的绝缘涂层材料。所述涂层材料可以包括聚氯乙烯。
另外，所述线性温度传感器360可以具有沿着被布置在一个方向上的至少两个电池模块200线性延伸的结构。例如，如图2中所示，所述电池组400可以包括被布置在竖直方向上的八个电池模块200。所述线性温度传感器360可以被构造成使得该线性温度传感器360的一端被连接到第一控制器351，并且沿着被布置在竖直方向上的八个电池模块200延伸，并且该线性温度传感器360的另一端在末端处被连接到电阻器365。此时，托架(未示出)和固定扣(未示出)可以被用于部分地固定所述线性温度传感器360的位置。
因此，根据本公开的这种构造，因为所述第一火灾检测传感器311包括沿着至少两个电池模块200的线性温度传感器360，所以能够降低所述电池组400的制造成本。
即，当在现有技术中应用多个温度传感器时，要求多个温度传感器以及用于连接所述多个温度传感器的单独的信号线，这会由于高材料成本和长时间的安装工作而增加了制造成本。同时，本公开的电池组400使用仅一个线性温度传感器360来检测多个电池模块200的温度，从而不要求单独的信号线，并且由于轻且灵活的设计而确保了容易安装。因此，可以大大地降低电池组400的制造成本。
而且，即使对于一个电池模块200，所述线性温度传感器360也可用于设定多个点以进行更准确的温度感测。相应地，在本公开中，在检测所述电池模块200中的火灾发生时，能够大大地降低故障率。
另外，所述烟雾传感器可以位于被堆叠在竖直方向上的至少两个电池模块200的最上部处。即，如果在所述电池模块200中发生火灾，则产生的气体可能向上移动，从而优选的是，所述烟雾传感器位于至少两个电池模块200的最上部处。
另外，所述烟雾传感器可以被构造成：当检测到烟雾时，所述烟雾传感器向所述第一灭火单元301的第一控制器351传输信号。这里，所述烟雾传感器可以采用通常已知的技术。
另外，所述第一灭火罐321中可以包含灭火剂(未示出)。例如，所述灭火剂可以是无机盐(诸如碳酸钾)的浓缩溶液、化学泡、空气泡、二氧化碳或者水。另外，所述第一灭火罐321中可以具有压缩气体，以沿着所述第一管道330以适当的压力喷射或移动灭火剂。
例如，所述第一灭火罐321的容量可以是59L，压缩气体可以是8巴的氮气，并且灭火剂可以是40L的水。这里，如果所述灭火剂是水，则当灭火剂被喷射到所述电池模块200中时，灭火剂具有热屏蔽效果以及灭火和冷却效果，因此当由于热失控而产生高温气体和火焰时、在防止热传播方面是有效的。结果，能够有效地防止火灾或者热失控在多个电池模块200之间传播。
另外，所述第一管道330可以被构造成被连接为将灭火剂从所述第一灭火罐321供应到至少两个电池模块200中的每个电池模块。例如，所述第一管道330可以由不被水腐蚀的材料制成。例如，所述第一管道330可以由不锈钢制成。所述第一管道330的一端可以被连接到所述第一灭火罐321的出口孔321a。所述第一管道330的另一端可以具有延伸到至少两个电池模块200中的每个电池模块的内部的形状。
例如，所述第一管道330可以包括：公共管道333，该公共管道333被连接到所述第一灭火罐320的出口孔321a，灭火剂通过该出口孔321a被排放；和分配管道336，该分配管道336具有从所述公共管道333连接到至少两个电池模块200中的每个电池模块的分配结构。例如，如图2中所示，所述第一管道330可以包括被连接到所述第一灭火罐320的出口孔321a的一条公共管道333以及从所述公共管道333分支的八条分配管道336。另外，所述八条分配管道336可以被构造成被连接到八个电池模块200。
而且，所述第一阀343可以被构造成：当所述电池模块200的内部气体(空气)被加热超过预定温度时，所述第一阀将灭火剂从所述第一灭火罐321供应到所述电池模块200中。即，所述第一阀343可以包括被构造成打开输出孔、使得灭火剂可以被喷射到超过预定温度的电池模块200中的被动阀(未示出)。例如，当所述电池模块200的内部温度超过预定温度时，所述被动阀可以部分地变形，以打开输出孔。而且，所述被动阀可以被构造成使得该被动阀的内部构造由于被加热的内部气体的热量而部分地发生变形，以打开输出孔。这里，“预定温度”可以是例如100℃或者更高。
同时，所述第二灭火单元302可以包括第二火灾检测传感器313、灭火剂供应单元325和第二阀348。
首先，所述第二火灾检测传感器313可以被构造成检测至少一个电池模块200的温度升高超过预定温度或者在至少一个电池模块200处产生烟雾。
具体地，所述第二火灾检测传感器313可以包括温度传感器和烟雾传感器。所述温度传感器可以是线性温度传感器360。所述线性温度传感器360可以具有与所述第一灭火单元301的线性温度传感器360相同的构造。所述线性温度传感器360可以被构造成接触所述电池模块200。另外，因为所述线性温度传感器360具有与所述第一灭火单元301的线性温度传感器相同的构造，所以将不对其进行详细描述。
另外，所述烟雾传感器可以被构造成检测从至少两个电池模块200发出的烟雾。另外，所述烟雾传感器可以具有与第一灭火单元301的烟雾传感器相同的构造。
另外，所述灭火剂供应单元325可以被构造成通过第二管道338将灭火剂供应到所述第一管道330。所述灭火剂供应单元325可以被连接到所述第二管道338的另一端。
图6是示意性地示出在根据本公开实施例的电池组处采用的第二灭火罐的立体图。
随同图5一起参考图6，所述第二管道338可以被构造成一端被连接到所述第一管道330。例如，所述第二管道338可以由不被水腐蚀的材料制成。例如，所述第二管道338可以由不锈钢制成。所述第二管道338可以被构造成一端被连接到所述第二灭火罐325a的出口325a1。所述第二管道338的另一端可以被连接到延伸到至少两个电池模块200中的每个电池模块的内部的第一管道330。
因此，根据本公开的这种构造，因为本公开的电池组400进一步包括与所述第一灭火单元301分开的第二灭火单元302，所以即使由于所述第一灭火单元301的失效或故障而使得所述电池模块200的火灾未通过所述第一灭火单元301扑灭，也可以另外地使用单独的第二灭火单元302来扑灭火灾。相应地，本公开的电池模块200可以通过双重灭火使安全性最大化。
同时，随同图5一起再次参考图6，所述灭火剂供应单元325可以包括第二灭火罐325a。具体地，所述第二灭火罐325a中可以包含灭火剂(未示出)。例如，所述灭火剂可以是无机盐(诸如碳酸钾)的浓缩溶液、化学泡、空气泡、二氧化碳或者水。另外，所述第二灭火罐325a可以以适当的压力喷射灭火剂。
例如，所述第二灭火罐325a的容量可以是1000升。所述第二灭火罐325a可以被放置成高于所述电池模块200。即，所述第二灭火罐325a可以使用势能将包含在其中的灭火剂发送到电池模块200。所述灭火剂可以是水。这里，如果水被用作灭火剂，则当水被喷射到所述电池模块200的内部时，水具有热屏蔽效果以及灭火和冷却效果，因此当由于热失控而产生高温气体和火焰时、在防止热传播方面是有效的。结果，能够有效地防止火灾或者热失控在多个电池模块200之间传播。
因此，根据本公开的这种构造，因为所述灭火剂供应单元325包括其中包含有灭火剂的第二灭火罐325a，所以所述第一灭火罐321可以将更高容量的灭火剂供应到电池模块200，由此防止由于缺少灭火剂而未扑灭火灾。
图7是示意性地示出在根据本公开另一实施例的电池组处采用的消防栓的立体图。
随同图5一起参考图7，根据本公开另一实施例的灭火剂供应单元325可以包括消防栓325b，该消防栓325b被构造成从外部供应自来水。所述消防栓325b的输出孔可以被构造成被连接到所述第二管道338的另一端。
如图6的实施例中所述，因为根据本公开另一实施例的灭火剂供应单元325具有消防栓325b而不是灭火罐，所以与所述第二灭火罐相比较，由于维护成本低，从而较为经济。
同时，再次参考图1到图5，所述第一灭火单元301可以包括第一控制单元351。所述第一控制单元351可以被构造成根据从所述第一火灾检测传感器311接收的信号来控制所述第一阀343打开或者关闭。
具体地，所述第一控制单元351可以被构造成：当所述第一火灾检测传感器311检测到高于预定温度的温度时，所述第一控制单元打开所述第一阀343。例如，所述第一控制单元351可以被构造成传输控制所述第一阀343的信号。例如，所述第一火灾检测传感器311可以通过使用能够向所述第一控制单元351传输电信号/从所述第一控制单元351接收电信号的导线被连接到所述第一控制单元351。
同时，再次参考图1到图5，所述第二灭火单元302可以包括第二控制单元355。所述第二控制单元355可以被构造成根据从所述第二火灾检测传感器313接收的信号来控制所述第二阀348打开或者关闭。
具体地，所述第二控制单元355可以被构造成：当所述第二火灾检测传感器313检测到高于预定温度的温度时，所述第二控制单元打开所述第二阀348。例如，所述第二控制单元355可以被构造成传输控制所述第二阀348的信号。例如，所述第二火灾检测传感器313可以通过使用能够向所述第二控制单元355传输电信号/从所述第二控制单元355接收电信号的导线被连接到所述第二控制单元355。
例如，所述第一控制单元351可以被构造成：当由于所述第一火灾检测传感器311检测到所述电池模块200的温度超过预定温度或者检测到烟雾而接收到来自所述第一火灾检测传感器311的火灾信号时，所述第一控制单元向所述第二控制单元355传输火灾信号。
另外，所述第二控制单元355可以被构造成：如果即使在从所述第一控制单元351接收到火灾信号之后经过预定时间、所述第二火灾检测传感器313仍然检测到所述电池模块200保持超过预定温度，则所述第二控制单元打开所述第二阀348。例如，所述预定时间可以是10分钟。另外，所述预定温度可以是200℃或者更高。
此外，所述第二控制单元355可以包括开关355a，该开关355a被构造成允许用户直接地手动打开所述第二阀348。即，如果所述开关355a被开启，则所述第二控制单元355可以打开所述第二阀348，以将灭火剂供应到发生火灾的电池模块200。
因此，根据本公开的这种构造，因为所述第一灭火单元301进一步包括被构造成根据从所述第一火灾检测传感器311接收的信号来控制所述第一阀343被打开或者关闭的第一控制单元351，并且所述第二灭火单元302进一步包括被构造成根据从所述第二火灾检测传感器313接收的信号来控制所述第二阀348被打开或者关闭的第二控制单元355，所以当在所述电池模块200处发生火灾或者热失控时，即使由于所述第一控制单元351的故障或者失效而使所述第一阀343不能被打开或者关闭，所述第二控制单元355也可以打开所述第二阀348，由此确保可靠的灭火。
同时，再次参考图1到图5，所述第一管道330可以包括公共管道333和分配管道336。
具体地，所述公共管道333可以被连接到所述第一灭火罐321的出口孔321a，灭火剂通过该出口孔321a被排放。另外，所述分配管道336可以具有分配结构，从而从所述公共管道333连接到至少两个电池模块200中的每个电池模块。例如，如图2中所示，所述第一管道330可以包括被连接到所述第一灭火罐321的出口孔321a的一条公共管道333以及从所述公共管道333分支的八条分配管道336。另外，所述八条分配管道336可以被构造成被连接到八个电池模块200。
具体地，所述第一阀343可以位于所述公共管道333的任何部分处，以打开和关闭所述公共管道333。例如，如图1中所示，所述第一阀343可以被构造成将所述公共管道333和第一灭火罐321彼此连接。即，所述第一阀343可以被安装在所述公共管道333的起始端处。
另外，所述第一阀343可以是由所述第一控制单元351控制打开或者关闭的主动阀。更具体地，该主动阀可以例如是控制阀、电动阀、电磁阀或者气动阀。
而且，所述主动阀343可以被构造成将灭火剂从所述第一灭火罐321供应到其内部温度已经升高超过预定温度的电池模块200。所述主动阀343可以被构造成：当所述第一控制单元351感测到电池模块200的内部温度升高超过预定温度时，由所述第一控制单元351主动地打开所述主动阀。在此情形中，所述第一控制单元351可以位于多个电池模块200中的设置在最上侧处的电池模块200上。
因此，根据本公开的这种构造，因为本公开的电池组400包括第一阀343，该第一阀343被设置成当在电池组400处发生火灾或者热失控时、由所述第一控制单元351控制打开或者关闭的主动阀，所以能够构造能够进行灭火的无人系统。相应地，能够确保更快的灭火能力和降低的维护成本。
图8是示意性地示出在根据本公开实施例的电池组处采用的第一灭火单元的一些部件的立体图。这里，图8示出公共管道333、分配管道336以及设置在所述分配管道336的端部处的分配阀310。
随同图3一起参考图8，所述第一灭火单元301可以进一步包括分配阀310，该分配阀310位于所述分配管道336的任何部分处，以打开和关闭所述分配管道336。所述分配阀310可以包括用作其内部部件的玻璃泡312，该玻璃泡312位于所述模块外罩210内部的气体通道211的一部分处。例如，如图8中所示，所述分配阀310可以被置放成朝向所述电池模块200突出。所述分配阀310的至少一部分可以从所述电池模块200后方插入所述模块外罩210中。例如，如图8中所示，所述分配阀310的玻璃泡312和分散单元317可以通过进口孔264插入，从而位于所述气体通道211的后端处。
另外，所述分配阀310可以是被动阀。例如，如果所述电池模块200的内部温度超过预定温度，则该被动阀可以被构造成使其一些构造发生变形，以打开输出孔。而且，该被动阀可以被构造成通过利用温度已经升高的内部气体的热量来使得该被动阀的内部结构发生部分地变形、从而打开输出孔。这里，“预定温度”可以是例如100℃或者更高。
具体地，所述分配阀310可以被插入所述模块外罩210中。此时，设置在所述气体通道211的后端处的灭火剂移动到所述气体通道211的前部，并且灭火剂的一部分移动以穿过所述电池单体组件100。
因此，根据本公开的这种构造，因为本公开的分配阀310被设置成被动阀，该被动阀被构造成当所述电池模块200的温度升高超过预定温度时、通过使该被动阀的一些内部构造发生变形来打开输出孔，所以能够响应于温度变化，而不用分开地控制所述第一控制单元351的阀，由此针对电池模块200的热失控或者火灾确保快速扑灭能力。即，即便电池管理系统发生故障，也可以在不控制BMS的情况下通过所述灭火阀实现稳定抑制热失控或者稳定扑灭火灾，由此有效地增加电池组400的安全性。
图9是示意性地示出在根据本公开实施例的电池组处采用的分配阀的立体图。
随同图3和图8一起参考图9，所述分配阀310可以包括玻璃泡312，该玻璃泡312被构造成在平时密封输出孔315a，但是被构造成当被暴露于超过预定温度的电池模块200的内部气体时、通过部分地破裂来打开输出孔315a。
另外，所述玻璃泡312可以在其中包含有预定液体(未示出)。例如，该液体可以具有体积随着温度升高而增加的性质。所述玻璃泡312可以被构造成密封所述灭火阀310的流体所流动通过的通道(输出孔)。
另外，所述玻璃泡312可以被构造成在例如70℃到100℃或者以上的预定温度下、由于预定液体的体积膨胀而破裂。例如，该液体可以是水。即，如果所述分配阀310位于电池模块200的内部，则当所述电池模块200的内部温度升高超过预定温度时，关闭所述分配阀310的灭火剂流动通过的通道的所述玻璃泡312可以至少部分地破裂，以打开所述分配阀310的输出孔315a。而且，所述分配阀310可以进一步包括分散单元317，该分散单元317被构造成在所有的方向上分散从输出孔315a排放的灭火剂。所述分散单元317可以被构造成分散从输出孔315a排放的灭火剂。
更具体地，所述分配阀310可以包括顶部315和连接部316。
所述顶部315可以具有管状形状，其被构造成使得所述分配阀的输出孔315a被形成在该顶部315中，并且所述输出孔315a被所述玻璃泡312的一端密封。在此情形中，该管状形状可以具有朝向所述玻璃泡312连续地减小的管道直径。
所述连接部316可以从所述顶部315延伸到玻璃泡312侧，以覆盖所述玻璃泡312，并且所述连接部316的两个臂316a可以从所述顶部315在一个方向上延伸，并且被再次汇集到中心，以固定所述玻璃泡312的另一端。此时，所述玻璃泡312的另一端可以位于所述连接部316的两个臂汇集的部分中。
此外，所述分散单元317可以包括分配突起317a。所述分配突起317a可以具有这样的形状：其从所述分散单元317的本体的端部被划分成多个部分，从而以规则的间隔水平地延伸，使得从所述输出孔315a排放的灭火剂得以分散。
因此，根据本公开的这种构造，因为本公开的分配阀310包括：玻璃泡312，该玻璃泡312被构造成密封所述输出孔315a，但是还被构造成当被暴露于超过预定温度的电池模块200的内部气体时、随着部分地破裂而打开所述输出孔315a；和分散单元317，该分散单元317被构造成分散从所述输出孔315a排放的灭火剂，所以能够通过发生热失控或者火灾的电池模块200的高内部温度以一定的响应速度打开所述分配阀310。而且，因为所述分散单元317均匀地喷射所供应的灭火剂，所以可以有效地增加扑灭能力。
图10是示意性地示出根据本公开实施例所述的电池组的内部部件的平面视图。
随同图2和图8一起参考图10，所述分配阀310可以被构造成使得所述玻璃泡312位于形成在所述电池单体组件100和模块外罩210的侧壁226之间的气体通道211的一部分处。
例如，所述分配阀310可以被插入所述进口孔264中，并且位于所述气体通道211的一部分中，使得所述玻璃泡312被暴露于所述从电池单体组件100产生的气体。
即，因为所述进口孔264与气体通道211连通，所以所述分配阀310343的玻璃泡312可以被插入所述进口孔264中，从而被暴露于从所述电池单体组件100产生的气体。
相应地，根据本公开的这种构造，因为所述分配阀310的至少一部分位于所述气体通道211的一部分中，使得所述玻璃泡312被暴露于从所述电池单体组件100产生的气体，所以当在所述电池单体组件100处发生热失控或者火灾时，能够有效地接收从沿着所述气体通道211移动的高温空气或者气体传递的热量，使得所述分配阀310的玻璃泡312快速地爆裂，以快速采取灭火行动。
同时，所述模块外罩210中可以进一步包括引导座382。所述引导座382可以具有倾斜表面382a，该倾斜表面382a在面对所述玻璃泡312的暴露部分的同时引导从所述电池单体组件100产生的气体G的流动。例如，所述引导座382在平面上可以具有三角形形状。例如，如图10中所示，从所述气体通道211的前部到后部流动的高温气体G可以沿着所述引导座382的倾斜表面382a流动，使得朝向所述分配阀310的玻璃泡312引导气体G的流动。
因此，根据本公开的这种构造，因为所述电池模块200包括引导座382，该引导座382具有在面对所述玻璃泡312的暴露部分的同时引导从所述电池单体组件100产生的气体G流动的倾斜表面382a，所以能够有效地减少所述分配阀310的玻璃泡312与高温气体G的接触受到干扰。相应地，所述分配阀310可以以高可靠性操作，并且可以有效地减少操作时间。
图11是示意性地示出在根据本公开另一实施例的电池组处采用的分配阀的平面视图。
参考图1，当与图9所示的分配阀310相比较时，根据本公开又一实施例的分配阀310A可以进一步包括气体引导件318。
即，除了所述气体引导件318之外，图11所示的分配阀310A与图9所示的分配阀310相同。因此，将不再详细地描述上文已经描述的顶部315、连接部316和分散单元317。
另外，所述气体引导件318可以被构造成使得更大量的高温气体G与所述玻璃泡312形成接触。所述气体引导件318可以被成形为从顶部315朝向所述分散单元317延伸。所述气体引导件318可以具有在左、右、上和下方向中的至少两个方向上加宽的结构。例如，如图11中所示，所述气体引导件318可以从所述顶部315的左侧和右侧朝向所述分散突起317a延伸。所述气体引导件318可以具有从所述顶部315在左、右、上和下方向上加宽的结构。
因此，根据本公开的这种构造，因为根据本公开的分配阀310的分散单元314A包括这样的气体引导件318：其从所述顶部315朝向所述分散单元317延伸，并且具有在左、右、上和下方向中的至少两个方向上加宽的结构，所以流动到所述玻璃泡312的两侧的高温气体G可以被引导为朝向所述玻璃泡312流动而不直接地经过。相应地，可以以高可靠性操作所述分配阀310，并且可以有效地减少所述分配阀310的操作时间。
图12是示意性地示出根据本公开实施例所述的能量存储系统的前视图。
随同图1一起地参考图12，根据本公开实施例所述的电池架500可以包括至少一个电池模块200以及具有电池组BMS 350的电池组400。所述电池组BMS 350可以位于多个电池模块200中的位于顶端T处的电池模块200的上方。
另外，所述电池架500可以进一步包括位于所述电池架外壳510的内部或外部的其他部件，诸如电池管理系统(BMS)。
所述电池架外壳510还可以被构造成容纳被竖直堆叠的电池组400的多个电池模块200。在所述电池架外壳510的内部，所述电池模块200可以被安装成使得所述电池模块200的下表面为与水平表面平行的形状。
这里，水平方向可以指当所述电池模块200被放置在地面上时平行于地面的方向，并且还可以指在垂直于竖直方向的平面上的至少一个方向。
而且，所述电池架外壳510被构造成具有能够打开的至少一侧，并且所述电池模块200可以通过该打开侧被插入内部空间中。然而，所述电池架外壳510还可以被构造成允许这种打开侧被关闭。
同时，根据本公开实施例所述的能量存储系统600可以包括两个或更多个电池架500。所述两个或更多个电池架500可以布置在一个方向上。例如，如图12中所示，所述能量存储系统600可以被构造成使得三个电池架500布置在一个方向上。另外，所述能量存储系统600可以具有能够控制三个电池架500的充电和放电的单独的中央控制器(未示出)。
同时，即使在该说明书中，使用了诸如上、下、左、右、前和后方向的指示方向的术语，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些术语仅仅为了解释方便起见而表示相对位置，并且可以基于观察者或者物体的位置而改变。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施例，但仅以说明方式给出，因为根据该详细描述，对于本领域技术人员而言，在本公开的范围内的各种改变和修改将变得显而易见。
附图标记
200：电池模块
100：电池单体组件
110：二次电池单体
210：模块外罩
211：气体通道
212：气体排放孔
264：进口孔
301，302：第一灭火单元，第二灭火单元
311，313：第一火灾检测传感器，第二火灾检测传感器
343，348，310：第一阀，第二阀，分配阀
321：第一灭火罐
321a：出口孔
325，325a，325b：灭火剂供应单元，第二灭火罐，消防栓
330，333，336：第一管道，公共管道，分配管道
338：第二管道
312：玻璃泡
317：分散单元
315，316，317：顶部，连接部，分散单元
382：引导座
318：气体引导件
351，355：第一控制单元，第二控制单元
400：电池组
500：电池架
510：电池架外壳
600：能量存储系统

Claims (9)

1.一种电池组，包括：
至少一个电池模块；
第一灭火单元，所述第一灭火单元包括：
第一火灾检测传感器，所述第一火灾检测传感器被构造成检测所述至少一个电池模块的温度升高超过预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾；
第一灭火罐，所述第一灭火罐被构造成在其中容纳灭火剂；
第一管道，所述第一管道被构造成将所述第一灭火罐和所述至少一个电池模块连接，使得所述灭火剂被从所述第一灭火罐供应到所述至少一个电池模块；和
第一阀，所述第一阀被设置到所述第一管道，并且所述第一阀被构造成：当所述至少一个电池模块的温度升高超过所述预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾时，所述第一阀被打开，以将所述灭火剂从所述第一灭火罐供应到所述至少一个电池模块；和
第二灭火单元，所述第二灭火单元包括：
第二火灾检测传感器，所述第二火灾检测传感器被构造成检测所述至少一个电池模块的温度升高超过所述预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾；
第二管道，所述第二管道的一端被连接到所述第一管道；
灭火剂供应单元，所述灭火剂供应单元被连接到所述第二管道的另一端，使得所述灭火剂通过所述第二管道被供应到所述第一管道；和
第二阀，所述第二阀被构造成：当所述至少一个电池模块的温度升高超过所述预定温度或者在所述至少一个电池模块处产生烟雾时，所述第二阀被打开，以通过所述第二管道将所述灭火剂从所述灭火剂供应单元供应到所述第一管道，
其中，所述第一灭火单元进一步包括第一控制单元，所述第一控制单元被构造成根据从所述第一火灾检测传感器接收的信号来控制所述第一阀被打开或者关闭，
所述第二灭火单元进一步包括第二控制单元，所述第二控制单元被构造成根据从所述第二火灾检测传感器接收的信号来控制所述第二阀被打开或者关闭，
当从所述第一火灾检测传感器接收到火灾信号时，所述第一控制单元将所述火灾信号传输到所述第二控制单元，并且
所述第二控制单元被构造成：当即使在从所述第一控制单元接收到所述火灾信号之后经过预定时间、所述第二火灾检测传感器仍然检测到所述电池模块保持超过所述预定温度时，所述第二控制单元打开所述第二阀。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述灭火剂供应单元包括：
第二灭火罐，所述第二灭火罐被构造成在其中容纳灭火剂；或者
消防栓，所述消防栓被连接到所述第二管道，并且被构造成从外部供应水；或者
所述第二灭火罐和所述消防栓这两者。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一管道包括：
公共管道，所述公共管道被连接到所述第一灭火罐的出口孔，灭火剂通过所述出口孔被排放；和
在设置有至少两个电池模块的情形中，所述第一管道进一步包括分配管道，所述分配管道具有从所述公共管道连接到所述至少两个电池模块中的每一个电池模块的分配结构，
其中，所述第一阀位于所述公共管道的一部分处，以打开或者关闭所述公共管道，并且
所述第一阀是由所述第一控制单元控制打开或者关闭的主动阀。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述第一灭火单元进一步包括分配阀，所述分配阀位于所述分配管道的一部分处，以打开或者关闭所述分配管道，并且
所述分配阀是这样的被动阀：当所述电池模块的温度升高超过所述预定温度时，所述被动阀被构造为通过部分地使其内部构造发生变形来打开所述被动阀的输出孔。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述分配阀包括：
玻璃泡，所述玻璃泡被构造成关闭所述输出孔，并且被构造成：当所述电池模块被暴露于超过所述预定温度的内部气体时，所述玻璃泡通过至少部分地破裂来打开所述输出孔；和
分散单元，所述分散单元被构造成分散从所述输出孔排放的灭火剂。
6.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述电池模块包括：
至少一个电池单体组件，所述至少一个电池单体组件具有多个二次电池单体；和
模块外罩，所述模块外罩具有能够容纳所述至少一个电池单体组件的内部空间，
所述模块外罩具有气体通道，所述气体通道被构造成在所述气体通道中将从所述电池单体组件产生的气体排放到外部，并且
所述分配阀的所述玻璃泡位于所述气体通道的一部分处。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述分配阀进一步包括气体引导件，所述气体引导件被构造成引导从所述电池单体组件产生的气体与所述玻璃泡形成接触。
8.一种电池架，包括：
根据权利要求1到7中的任一项所述的电池组；和
电池架外壳，所述电池架外壳被构造成容纳所述电池组。
9.一种能量存储系统，包括至少两个根据权利要求8所述的电池架。
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