CN114824553A - 一种储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能装置，包括电池模组，电池模组包括壳体、导通管、以及设于壳体内的至少一个电芯。导通管包括贯通的出口端和至少一个进口端。每一进口端与每一电芯的泄压阀口密封连接，在壳体上设有贯穿壳体的安装孔，出口端连接在安装孔。本发明一种储能装置通过在电池模组设置导通管，可以自然引导电芯内的可燃气体排出到电池模组外，避免在电池模组内聚集。同时，即便电池模组内发生燃烧，亦可通过导通管向电池模组内注入消费灭火介质，有效避免火灾的扩大，保证了储能装置的安全性。

Description

一种储能装置

技术领域

本发明涉及储能系统技术领域，具体涉及一种储能装置。

背景技术

目前，磷酸铁锂电池作为一种储能方式，备受人们的关注和重视。在磷酸铁锂电池运转、充电或使用期间，会有微量的氢气析出。电芯常见的集成方式为电池模组模块化设计，方便进行组装。电池模组内部结构较为复杂，电芯泄压阀排出的可燃气体容易在电池模组内停留聚集，遇到打火等外界因素的影响，可能产生爆炸、着火危险。现有技术方案是采用储能设备中的监控系统来监控集装箱内氢气浓度，并与通风系统进行联动，当氢气浓度达到报警值后自动启动通风系统进行排氢，保证集装箱的安全使用。然而，当电池模组的风扇或者监控系统出现故障，可燃气体在模组内便无法有效排出，随着时间的增加储能设备的氢气浓度会逐渐累计升高。另外，再加上现有技术电芯采用可燃有机物作为电解液，在高能的运行环境中易发生内短路造成热失控，存在自析氧反应自成燃烧体系，常规安全消防措施无法有效应对。综上所述，现有技术储能设备的结构存在排氢不及时、以及不能有效应对电池起火的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种储能装置。

本发明提供如下技术方案：本发明一种储能装置，包括电池模组，电池模组包括壳体、导通管、以及设于壳体内的至少一个电芯；导通管包括贯通的出口端和至少一个进口端；每一进口端与每一电芯的泄压阀口密封连接，在壳体上设有贯穿壳体的安装孔，出口端连接在安装孔；当电芯内产生可燃气体时，可燃气体从导通管的进口端流向出口端，以将可燃气体释放到电池模组外；当电芯内发生燃烧时，在导通管的出口端向电芯注入消防灭火介质，消防灭火介质经出口端流向进口端。

进一步的，还包括电池架，电池模组设于电池架上；在电池架上设有多个电池安装腔，电池模组的数量为至少一个，每一电池模组对应地设于每一电池安装腔上。

进一步的，在电池架上设有排气管，在排气管上设有排气口和至少一个进气口，进气口与排气口贯通，每一进气口对应地设置在每一电池安装腔并与导通管的出口端贯通连接；排气口设于电池架的顶部；当电芯内产生可燃气体时，可燃气体通过导通管进入排气管的进气口，再经排气口从电池架顶部排出；当电芯发生燃烧时，在排气口注入消防灭火介质，消防灭火介质依次经排气管、导通管流入。

进一步的，进气口和出口端之间设有第一密封件，第一密封件整体呈环形结构，在第一密封件上沿周向设有从外向内凹陷形成的第一卡槽；第一密封件安装在壳体的安装孔内，并使第一卡槽与壳体卡接配合；在第一卡槽的一侧设有凸出的弧形密封面，密封面与出口端贴合密封连接；在第一卡槽的另一侧设有密封裙边，密封裙边与排气管的进气口密封接触配合。

进一步的，密封裙边从第一卡槽的一侧外沿向内倾斜延伸。

进一步的，进口端与电芯的泄压阀口之间设有第二密封件，第二密封件包括第二卡槽，设于第二卡槽两侧的上密封面和下密封面，上密封面与进口端密封配合连接，下密封面与泄压阀口密封配合连接。

进一步的，导通管包括内部贯通的若干横向气流道和纵向气流道，在横向气流道上的一侧设有多个进口端，每一进口端对应连通一个电芯的泄压阀口。

进一步的，在进口端设有凸筋，在导通管外设有若干用于固定导通管的螺钉柱。

本发明的有益效果在于：本发明一种储能装置通过在电池模组设置导通管，可以自然引导电芯内的可燃气体排出到电池模组外，避免在电池模组内聚集；同时，即便电池模组内发生燃烧，亦可通过导通管向电池模组内注入消费灭火介质，有效避免火灾的扩大，保证了储能装置的安全性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明一种储能装置的电池模组俯视示意图。

图2为图1沿A-A方向的剖视示意图。

图3为本发明一种储能装置的导通管立体示意图。

图4为本发明一种储能装置的电池架结构示意图。

图5为本发明一种储能装置立体图。

图6为图5的局部剖视图。

图7为图5的另一局部剖视图。

图8为图2中B处的放大图。

图9为本发明一种储能装置的第一密封件结构示意图。

图10为本发明一种储能装置的第二密封件结构示意图。

图中，1为壳体，2为导通管，3为电芯，20为出口端，21为进口端，30为泄压阀口，22为横向气流道，23为纵向气流道，24为凸筋，25为螺钉柱，4为电池架，40为电池安装腔，41为排气管，42为排气口，43为进气口，5为第一密封件，51为第一卡槽，52为弧形密封面，53为密封裙边，6为第二密封件，61为第二卡槽，62为上密封面，63为下密封面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1至图3所示，本发明一种储能装置包括电池模组，电池模组包括壳体1、导通管2、以及设于壳体1内的至少一个电芯3，导通管2包括贯通的出口端20和至少一个进口端21。每一进口端21与每一电芯3的泄压阀口30密封连接，在壳体1上设有贯穿壳体1的安装孔，出口端20连接在安装孔。当电芯3内产生可燃气体时，可燃气体经泄压阀口30，从导通管2的进口端21流向出口端20，以将可燃气体释放到电池模组外，避免了可燃气体在电池模组内部聚集。另外，本发明储能装置通过导通管2将内部可燃气体自然引导到电池模组外，无需安装用于排出可燃气体的风扇或者监控系统，不会出现因风扇或者监控系统故障造成电池内大量可燃气体聚集的情况，提高了安全性，并且简化了结构，降低了成本。本实施方式中，可燃气体为氢气。

当电芯3内发生燃烧时，在导通管2的出口端20向电芯3内注入消防灭火介质，灭火介质经出口端20流向进口端21以实现对电池模组内电芯3的灭火，可以有效避免火灾的扩大，提高储能设备安全性。消防灭火介质可以是水、消防气体七氟丙烷、全氟己酮或者其他适用于电池灭火的灭火材料。

在本实施方式中，导通管2包括内部贯通的若干横向气流道22和纵向气流道23，在横向气流道22上的一侧设有多个进口端21，每一进口端21对应连通一个电芯3的泄压阀口30。在进口端21设有凸筋24，在导通管2外设有若干用于固定导通管2的螺钉柱25。实际安装时，导通管2铺设在电芯3上方，进口端21朝下对接泄压阀口30。

通过上述方式，实现了对单个电池模组内部可燃气体的排出、以及灭火介质的注入。

如图4和图5所示，本发明一种储能装置还包括电池架4，电池模组设于电池架4上。在电池架4上设有多个电池安装腔40，电池模组的数量为至少一个，每一电池模组对应地设于每一电池安装腔40上，以形成电池簇。在本实施方式中，在电池架4上沿横向和纵向并排设有多个电池安装腔40。

在电池架4上设有排气管41，排气管41沿竖直方向设置，在排气管41上设有排气口42和至少一个进气口43，进气口43与排气口42贯通，每一进气口43对应地设置在每一电池安装腔40并与导通管2的出口端20贯通连接，排气口42设于电池架4的顶部。

如图6所示，当电芯3内产生可燃气体时，同一电池模组内的不同电芯3内产生的可燃气体分别通过各自对应的进口端21汇集到导通管2内，不同电池模组内的可燃气体再通过各自对应的导通管2进入到排气管41的进气口43，最后再经排气管41的排气口42从电池架4顶部排出到储能设备外围，避免在储能设备内部聚集，图6中的箭头所示方向即为可燃气体的流通方向。

如图7所示，当电芯3发生燃烧时，在排气口42注入消防灭火介质，消防灭火介质依次经排气管41、导通管2流入到电芯3，以精准、有效地对阻断燃烧，避免火灾的扩大，保证储能装置的安全性，图7中的箭头所示方向即为消防灭火介质的流通方向。。

通过以上方式，实现了各电池模组在电池簇中可燃气体的排出、以及灭火介质的注入。

为保证导通管2与泄压阀口30之间、导通管2与排气管41之间的连接处的密封性和可靠性，本实施方式在上述结构中采用单个出口端20对应贯通多个进口端21，单个排气口42对应贯通多个进气口43，实现一对多排气结构，另外，还采用柔性密封件，通过预紧的方式，提高了可制造性及可靠性。

结合图8至图10，具体地，在进气口43和出口端20之间设有第一密封件5，第一密封件5整体呈环形结构，在第一密封件5上沿周向设有从外向内凹陷形成的第一卡槽51。第一密封件5安装在壳体1的安装孔内，并使第一卡槽51与壳体1卡接配合。在第一卡槽51的一侧设有凸出的弧形密封面52，弧形密封面52与出口端20贴合密封连接。在第一卡槽51的另一侧设有密封裙边53，密封裙边53与排气管41的进气口43密封接触配合。密封裙边53从第一卡槽51的一侧外沿向内倾斜延伸。

进口端21与电芯3的泄压阀口30之间设有第二密封件6，第二密封件6包括第二卡槽61，设于第二卡槽61两侧的上密封面62和下密封面63，上密封面62与进口端21密封配合连接，下密封面63与泄泄压阀口30密封配合连接。

本发明一种储能装置通过在电池模组设置导通管，可以自然引导电芯内的可燃气体排出到电池模组外，避免在电池模组内聚集；同时，即便电池模组内发生燃烧，亦可通过导通管向电池模组内注入消费灭火介质，有效避免火灾的扩大，保证了储能装置的安全性。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，若出现术语“第一”、“第二”等，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，若出现术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种储能装置，其特征在于：包括电池模组，所述电池模组包括壳体、导通管、以及设于所述壳体内的至少一个电芯；所述导通管包括贯通的出口端和至少一个进口端；每一所述进口端与每一所述电芯的泄压阀口密封连接，在所述壳体上设有贯穿壳体的安装孔，所述出口端连接在所述安装孔；当所述电芯内产生可燃气体时，可燃气体从所述导通管的进口端流向出口端，以将可燃气体释放到电池模组外；当电芯发生燃烧时，在所述导通管的出口端向电芯注入消防灭火介质，消防灭火介质经出口端流向进口端。

2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于：还包括电池架，所述电池模组设于所述电池架上；在所述电池架上设有多个电池安装腔，所述电池模组的数量为至少一个，每一所述电池模组对应地设于每一所述电池安装腔上。

3.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于：在所述电池架上设有排气管，在所述排气管上设有排气口和至少一个进气口，所述进气口与所述排气口贯通，每一所述进气口对应地设置在每一所述电池安装腔并与所述导通管的出口端贯通连接；所述排气口设于所述电池架的顶部；当所述电芯内产生可燃气体时，可燃气体通过所述导通管进入所述排气管的进气口，再经所述排气口从所述电池架顶部排出；当电芯发生燃烧时，在所述排气口注入消防灭火介质，消防灭火介质依次经所述排气管、所述导通管流入。

4.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于：所述进气口和所述出口端之间设有第一密封件，所述第一密封件整体呈环形结构，在所述第一密封件上沿周向设有从外向内凹陷形成的第一卡槽；所述第一密封件安装在所述壳体的安装孔内，并使所述第一卡槽与所述壳体卡接配合；在所述第一卡槽的一侧设有凸出的弧形密封面，所述密封面与所述出口端贴合密封连接；在所述第一卡槽的另一侧设有密封裙边，所述密封裙边与所述排气管的进气口密封接触配合。

5.根据权利要求4所述的储能装置，其特征在于：所述密封裙边从所述第一卡槽的一侧外沿向内倾斜延伸。

6.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于：所述进口端与所述电芯的泄压阀口之间设有第二密封件，所述第二密封件包括第二卡槽，设于第二卡槽两侧的上密封面和下密封面，所述上密封面与所述进口端密封配合连接，所述下密封面与所述泄压阀口密封配合连接。

7.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于：所述导通管包括内部贯通的若干横向气流道和纵向气流道，在所述横向气流道上的一侧设有多个所述进口端，每一所述进口端对应连通一个所述电芯的泄压阀口。

8.根据权利要求7所述的储能装置，其特征在于：在所述进口端设有凸筋，在所述导通管外设有若干用于固定所述导通管的螺钉柱。

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