CN115332656A - 电池箱体、电池模组、储能系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电池箱体、电池模组、储能系统及电动汽车。该电池箱体包括控制器、第一传感器(305)以及位于电池模组上方的喷洒装置(304)和灭火剂管道(303)，控制器与第一传感器(305)、喷洒装置(304)电连接，喷洒装置(304)与灭火剂管道(303)连通；第一传感器(305)用于检测电池箱体(301)的温度，并向控制器发送第一电信号；以及控制器用于控制喷洒装置(304)向电池模组喷洒灭火剂。采用本申请的方案，在电池箱体发生热失控，温度超过设定阈值时，可以及时地进行灭火，避免火灾的扩大化，减少损失；且喷洒灭火剂的喷洒装置位于电池模组上方，可以有效地进行电池模组的灭火。

Description

电池箱体、电池模组、储能系统及电动汽车
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电池箱体、电池模组、储能系统及电动汽车。
背景技术
锂离子电池由于其清洁、循环次数多以及无记忆效应等诸多优点被广泛地运用在各大储能系统中。但是，锂离子电池事故频发，一旦在储能系统中发生事故，造成的损失更是无法估量。锂离子电池在热滥用、机械滥用以及电滥用的情况下很可能会出现热失控，而一个模组往往是由多个电池单体组成的，整个储能系统所包含的电池数量则更为庞大。在箱体中，一个电池单体的热失控如果不加以抑制，很有可能会引起热失控在模组中的传播，继而造成巨大损失。
目前的电池灭火技术一般是利用水进行灭火。但是，一方面灭火效果不好，另一方面会造成未失控电池的短路，引发其他危险。
基于此，如何在电池箱体发生热失控时进行应急处理，是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种电池箱体、电池模组、储能系统及电动汽车，以在电池箱体发生热失控时及时进行处理。
第一方面，提供了一种电池箱体(301)，包括控制器、第一传感器(305)以及位于电池模组上方的喷洒装置(304)和灭火剂管道(303)，所述控制器与所述第一传感器(305)、所述喷洒装置(304)电连接，所述喷洒装置(304)与所述灭火剂管道(303)连通；所述第一传感器(305)用于检测所述电池箱体(301)的温度，并向所述控制器发送第一电信号；以及所述控制器用于根据所述第一电信号，确定所述电池箱体(301)的温度大于或等于第一设定阈值时，控制所述喷洒装置(304)向所述电池模组喷洒灭火剂。
在该方面中，在电池箱体发生热失控，温度超过设定阈值时，可以及时地进行灭火，避免火灾的扩大化，减少损失；且喷洒灭火剂的喷洒装置位于电池模组上方，可以有效地进行电池模组的灭火。
在一种可能的实现中，所述第一传感器(305)位于所述电池模组上方，用于检测所述电池箱体(301)顶部的温度。
在该实现中，该第一传感器可以是温度传感器。
一般地，电池箱体内发生火灾，电池箱体顶部的温度较高，因此，将第一传感器设置在电池模组上方，即电池箱体顶部，可以准确地检测电池箱体的温度。
在另一种可能的实现中，所述电池模组包括多个电池单体(302)，所述电池箱体(301)还包括与所述控制器连接的第二传感器(306)；所述第二传感器(306)用于检测到所述电池模组中的至少一个电池单体(302)的防爆阀(111)打开喷射的可燃性气体产生的冲击力时，向所述控制器发送第二电信号；以及所述控制器还用于根据所述第二电信号，确定所述电池模组中存在至少一个电池单体发生热失控。
在该实现中，电池模组发生热失控时，电池模组中的电池单体上的防爆阀会打开，从防爆阀中喷射出的可燃性气体产生一定的冲击力，第二传感器检测到这种冲击力，可以上报给控制器，从而可以及时地检测电池模组发生热失控。
在又一种可能的实现中，所述第二传感器(306)为压电陶瓷片。
在又一种可能的实现中，所述灭火剂包括以下至少一种：七氟丙烷，全氟己酮。
在该实现中，灭火剂可以为七氟丙烷，为一种干燥的灭火剂，可以避免进一步造成电池模组的损失。
第二方面，提供了一种电池箱体(501)，包括位于电池模组底部的液冷装置，所述液冷装置包括液冷板(505)，所述液冷板(505)内设有用于容纳冷却液的液冷通道(503)，所述液冷板(505)的外壁设有连通所述液冷通道(503)的进液口和出液口，所述液冷通道(503)上设置有多个高温自动破裂孔(506)；所述液冷板(505)的表面温度大于或等于第一设定阈值，所述高温自动破裂孔(506)向所述电池模组喷洒所述冷却液。
在该方面中，在电池箱体发生热失控，导致液冷板的表面温度超过设定阈值时，液冷通道上的高温自动破裂孔在高温情况下自动破裂，液冷通道中的冷却液从高温自动破裂孔喷洒到电池模组，可以及时地冷却电池模组，抑制热失控过程，防止电池模组发生二次复燃行为，且可以对火焰有一定的抑制作用。
在一种可能的实现中，所述电池模组包括多个电池单体(502)，所述多个电池单体(502)位于所述液冷板(505)的上表面，至少部分所述液冷通道(503)沿所述液冷板(505)的厚度方向在所述液冷板(505)朝向所述多个电池单体(502)的表面的投影位于所述多个电池单体(502)在所述液冷板(505)表面所占区域的外部；所述冷却液从所述液冷通道(503)的进液口流入，并从所述液冷通道(503)的出液口流出。
在该实现中，在电池箱体未发生热失控时，可以通过液冷装置对电池模组进行冷却降温；
液冷板中包括液冷通道，至少部分液冷通道沿液冷板的厚度方向在液冷板朝向多个电池单体的表面的投影可以位于多个电池单体在所述液冷板表面所占区域，至少部分液冷通道沿液冷板的厚度方向在液冷板朝向多个电池单体的表面的投影也可以位于多个电池单体在所述液冷板表面所占区域的外部。
在另一种可能的实现中，所述冷却液为全氟己酮。
在又一种可能的实现中，所述电池箱体(501)还包括控制器、第一传感器以及位于所述电池模组上方的喷洒装置(507)和灭火剂管道(504)，所述控制器与所述第一传感器、所述喷洒装置(507)电连接，所述喷洒装置(507)与所述灭火剂管道(504)连通；所述第一传感器用于检测所述电池箱体(501)的温度，并向所述控制器发送第一电信号；以及所述控制器用于根据所述第一电信号，确定所述电池箱体(501)的温度大于或等于第二设定阈值时，控制所述喷洒装置(507)向所述电池模组喷洒灭火剂。
在该实现中，还可以在电池模组上方设置喷洒装置，在电池箱体发生热失控，温度超过设定阈值时，喷洒装置可以喷洒灭火剂，从而可以及时地进行灭火，避免火灾的扩大化，减少损失；且喷洒灭火剂的喷洒装置位于电池模组上方，可以有效地进行电池模组的灭火。
在又一种可能的实现中，所述第一传感器位于所述电池模组上方，用于检测所述电池箱体(501)顶部的温度。
在该实现中，该第一传感器可以是温度传感器。
一般地，电池箱体内发生火灾，电池箱体顶部的温度较高，因此，将第一传感器设置在电池模组上方，即电池箱体顶部，可以准确地检测电池箱体的温度。
在又一种可能的实现中，所述电池模组包括多个电池单体(502)，所述电池箱体(501)还包括与所述控制器连接的第二传感器；所述第二传感器用于检测到所述电池模组中的至少一个电池单体(502)的防爆阀(111)打开喷射的可燃性气体产生的冲击力时，向所述控制器发送第二电信号；以及所述控制器还用于根据所述第二电信号，确定所述电池模组中存在至少一个电池单体发生热失控。
在该实现中，电池模组发生热失控时，电池模组中的电池单体上的防爆阀会打开，从防爆阀中喷射出的可燃性气体产生一定的冲击力，第二传感器检测到这种冲击力，可以上报给控制器，从而可以及时地检测电池模组发生热失控。
在又一种可能的实现中，所述第二传感器为压电陶瓷片。
在又一种可能的实现中，所述灭火剂包括以下至少一种：七氟丙烷，全氟己酮。
在该实现中，灭火剂可以为七氟丙烷，为一种干燥的灭火剂，可以避免进一步造成电池模组的损失。
第三方面，提供了一种电池模组，包括多个电池单体以及如第一方面或第二方面或第一方面、第二方面中的任一种实现所述的电池箱体，所述多个电池单体分别设置于所述电池箱体的多个电池单体槽内。
第四方面，提供了一种储能系统，包括转换器以及至少一个如第三方面所述的电池模组，所述转换器与所述电池模组连接，且用于对输入至所述电池模组的电流或者自所述电池模组输出的电流进行转换。
第五方面，提供了一种电动汽车，包括电机、车轮以及与所述电机电连接的如第四方面所述的储能系统，所述储能系统用于给所述电机提供电能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电池单体的主剖视图；
图3为本申请实施例提供的一种电池箱体的正视图；
图4为图3所示的电池箱体的俯视图；
图5为本申请实施例提供的另一种电池箱体的正视图；
图6为图5所示的电池箱体的左视图；
图7为图5所示的电池箱体的底部局部示意图。
附图标记说明：
1：电池模组；11：电池单体；111：防爆阀；112：壳体；113：电极组件；114：顶盖组件；301：电池箱体；302：电池单体；303：灭火剂管道；304：喷洒装置；305：第一传感器；306：第二传感器；501：电池箱体；502：电池单体；503：液冷通道；504：灭火剂通道；505：液冷板；506：高温自动破裂孔；507：喷洒装置。
具体实施方式
近些年来，随着人们生活水平的提高及环境保护意识的增强，人们都意识到能源是一个很值得关注的问题。出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府和汽车制造商的推动下得到了快速的发展。其中，纯电动汽车以其真正实现“零排放”而称为电动汽车的重要发展方向。锂离子电池凭借其优良的性能成为新一代电动汽车的理想动力源，它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池。
锂离子电池因其能量密度高、使用寿命长、自放电率低和无记忆效应等特性而被广泛地应用于户用储能、通信基站、数据中心、工商业储能、消费电子和车辆等产品中。然而，锂离子电池的安全事故常见报道，锂离子电池的安全问题严重威胁使用者的生命和财产安全。
针对背景技术提出的电池箱体发生热失控时不能及时、有效、合理地进行应急处理，本申请提供了一种电池箱体、电池模组、储能系统及电动汽车。
本申请实施例提供的一种电池箱体包括控制器、第一传感器以及位于电池模组上方的喷洒装置和灭火剂管道，控制器与第一传感器、喷洒装置连接，喷洒装置与灭火剂管道连通；第一传感器用于检测电池箱体的温度，并向控制器发送第一电信号；以及控制器用于根据第一电信号，确定电池箱体的温度大于或等于第一设定阈值时，控制喷洒装置向电池模组喷洒灭火剂。采用本申请实施例的方案，在电池箱体发生热失控，温度超过设定阈值时，可以及时地进行灭火，避免火灾的扩大化，减少损失；且喷洒灭火剂的喷洒装置位于电池模组上方，可以有效地进行电池模组的灭火。
本申请实施例提供的另一种电池箱体包括位于电池模组底部的液冷装置，液冷装置包括液冷板，液冷板内设有用于容纳冷却液的液冷通道，液冷板的外壁设有连通液冷通道的进液口和出液口，液冷通道上设置有多个高温自动破裂孔；液冷板的表面温度大于或等于第一设定阈值，高温自动破裂孔向电池模组喷洒冷却液。采用本申请实施例的方案，在电池箱体发生热失控，导致液冷板的表面温度超过设定阈值时，液冷通道上的高温自动破裂孔在高温情况下自动破裂，液冷通道中的冷却液从高温自动破裂孔喷洒到电池模组，可以及时地冷却电池模组，抑制热失控过程，防止电池模组发生二次复燃行为，且可以对火焰有一定的抑制作用。
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作申请介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提高对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下，如果有用到，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中，一结构大致呈某一形状，指从宏观看该结构总体呈现该形状，并在局部可能具有调整。如大致呈方形，可以理解为其中一边为弧形而非直线的形状也包括在范围内。一特征与另一特征大致同轴，可以理解为两特征的轴线之间的距离不超过任一特征在垂直于轴线的尺寸的20％。
在本申请中，如果有用到，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以说直接相连，也可以通过中间媒介间接连接。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在下述实施例结合示意图进行详细描述时，为便于说明，表示器件局部结构的图会不依一般比例作局部放大，而且该示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图，该电池模组1包括电池单体11。该多个电池单体11的形状可以相同。多个电池单体11间可以采用串联或并联联接，电池模组1中的电池单体11可以采用叠层排布，如依次堆叠。进一步地，电池单体11两侧还可以放置侧板使电池单体11排布整齐，并保证电池单体11堆放方向的模组机械强度。电池单体11的底部可以放置底板，以起到支撑电池单体11的作用，并且电池单体11的底部上还可以安装有电池模组固定装置，使得至少一个电池模组1固定在该底板上，电池模组1的端板上施加预紧力将电池压紧，并维持预紧力与侧板、底板联接。联接方式可采用铆接、焊接等方式。电池模组1最上部是顶盖板，将模组连接线密封。
可以通过一个或多个绝缘腔体在拖盘上部组装成模组，通过绝缘腔体内部的多个电芯槽能够容纳多个电芯(电化学单元)，多个电芯可以通过穿壁的导电柱和电芯槽之间的导电排实现电芯间的串并联，实现了模组大容量和高电压的配置，充分利用模组的空间，简化了生产工序，提高了能量密度，降低了制作成本。
至少一个电池单体11上还可以设置有防爆阀111。在电池单体11的存储和使用过程中，正极与电解液、负极与电解液会不断地发生负反应，产生气体。因此随着电池单体11内部气体的不断积累，当电池单体11内部压力达到阈值后，防爆阀111被启动，在腔体表面制造一条裂缝，释放出腔体内的气体，以降低电池腔体炸裂的风险。
该电池模组还可以包括电池管理单元(battery management unit，BMU)(图中未示出)，又可以称为电池保姆或电池管家。BMU用于对电池包的多个电池模组1进行管理，防止电池单体11出现过充电和过放电，延长电池单体11的使用寿命，监控电池单体11的状态。
本实施例中，上述电池单体11可以是锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池及镍氢电池等。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种电池单体的主剖视图，电池单体11包括壳体112、电极组件113，还可以包括顶盖组件114。
其中，壳体112可具有六面体形状或其他形状，本申请对壳体112的形状不作限制。且每个电池单体11的壳体112的形状可以相同或不同。壳体112具有容纳电极组件113和电解液的内部空间。壳体112可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。
电极组件113可通过将正极极片、负极极片以及隔膜一同围绕卷绕轴线螺旋卷绕而形成，其中，隔膜是介于正极极片和负极极片之间的绝缘体。电极组件113与电解液反应后将电能输出。
顶盖组件114覆盖在上述壳体112的开口。
请参见图3和图4。其中，图3为本申请实施例提供的一种电池箱体的正视图，图4为图3所示的电池箱体的俯视图。电池箱体，即用来存放安装电池模组的箱体。电池作为一种清洁能源，被广泛应用到各大领域，然而若电池在使用不当时，很容易起火，因此，用来安装电池模组的电池箱体中都会配套设置用来灭火的装置。
锂离子电池属于二次充电电池，能量储存和释放都是经过一系列复杂的化学反应和物理结构变化而实现，因此，在储存和释放能量过程中伴随着大量的热生成，对其自身的安全性带来潜在的威胁。对于动力电池模组而言，散热处理更是必不可少的一部分。
该电池箱体301包括控制器、第一传感器305以及位于电池模组上方的喷洒装置304和灭火剂管道303。如前所述，该电池模组可以包括多个电池单体302。其中，控制器与第一传感器305、喷洒装置304电连接。喷洒装置304与灭火剂管道303的一端连通。示例性地，灭火剂管道303的另一端还与储存灭火剂的装置连通。灭火剂管道303可以将储存灭火剂的装置中输送灭火剂到喷洒装置304。示例性地，该喷洒装置304可以是伞形喷头等任意形状，本申请实施例对喷洒装置304的形状不作限制。
在电池箱体301发生热失控时，上述防爆阀111被启动，从电池单体302的腔体内喷发出大量可燃性气体，导致电池箱体301内的温度升高。第一传感器305用于检测电池箱体301的温度，并向控制器发送第一电信号。示例性地，第一传感器305位于电池模组上方，用于检测电池箱体301顶部的温度。一般地，电池箱体内发生火灾，电池箱体顶部的温度较高，因此，将第一传感器设置在电池模组上方，即电池箱体顶部，可以准确地检测电池箱体的温度。上述第一传感器305例如可以是温度传感器。
控制器用于根据第一电信号，确定电池箱体301的温度大于或等于第一设定阈值时，控制喷洒装置304向电池模组喷洒灭火剂。该第一设定阈值可以是根据经验值、实验值等确定的。例如，当第一传感器305检测到电池箱体301内或电池箱体301顶部的温度达到400℃，第一传感器305向控制器发送第一电信号，控制器可以判定电池箱体301内发生了着火行为，因此，控制器控制启动喷洒装置304，向电池模组喷射灭火剂管道303内的灭火剂进行灭火。
示例性地，还可以在电池箱体301的顶部设置火焰探测传感器和驱动装置。该火焰探测传感器可以是外火焰传感器、紫外火焰传感器或者红外紫外混合式火焰传感器等。该火焰探测传感器设置在一姿态调整底座上。可以通过驱动电机驱动调整火焰探测传感器的监测角度。示例性地，该火焰探测传感器的监测角度可以为30°～180°，该火焰探测传感器一般安装在电池箱体301的中间顶部位置或顶部其它空旷位置。
示例性地，上述喷洒装置304也可以设置在一姿态调整底座上。可以通过驱动电机驱动调整喷洒装置304的角度，使得喷洒装置304对准发生火灾的电池单体302喷洒灭火剂。
可见，当电池箱体301内的温度超过第一设定阈值时，可以及时地进行灭火，避免火灾的扩大化，减少损失；且喷洒灭火剂的喷洒装置304位于电池模组上方，可以有效地进行电池模组的灭火。
另外，锂离子电池作为一种化学储能部件，正极是含锂化合物，负极是可嵌锂石墨，它们都浸没在含锂的有机溶剂中。在存储和使用过程中，正极与电解液、负极与电解液会不断地发生负反应，产生气体；同时锂离子电池各组分很容易与水发生反应而变质，所以锂离子电池内部是一个隔绝水分的密闭腔体。因此随着锂离子电池内部气体的不断积累，导致锂离子电池内部界面、容纳锂离子电极的腔体发生形变，最终可能导致锂离子电池腔体发生破裂。为缓解锂离子电池腔体变形引发的问题，可以在锂离子电池表面设置一个泄压口，行业统称防爆阀。当锂离子电池内部压力达到阈值后，防爆阀被启动，在腔体表面制造一条裂缝，释放出腔体内的气体，降低锂离子电池腔体炸裂的风险。
防爆阀开启这一动作一般发生在锂离子电池寿命末期或电池内部异常反应产生时。防爆阀开启后，锂离子电池的负极和电解液会与外界环境中的水发生反应，电解液变质，阳极会被氧化，该过程还伴随着发热。因此防爆阀开启后，锂离子电池存在一定的安全隐患。
进一步地，电池箱体301还可以包括与控制器连接的第二传感器306。第二传感器306用于检测到电池模组中的至少一个电池单体302的防爆阀111打开喷射的可燃性气体产生的冲击力时，向控制器发送第二电信号。示例性地，第二传感器306可以为压电陶瓷片等。
控制器还用于根据第二电信号，确定电池模组中存在至少一个电池单体发生热失控。从而，电池模组发生热失控时，电池模组中的电池单体上的防爆阀会打开，从防爆阀中喷射出的可燃性气体产生一定的冲击力，第二传感器检测到这种冲击力，可以上报给控制器，从而可以及时地检测电池模组发生热失控。
例如，电池模组共包括10个电池单体，第二传感器306检测到第四个电池单体和第五个电池单体上方的可燃性气体产生的冲击力较强，向控制器发送第二电信号。控制器根据第二电信号，可以确定电池模组中存在电池单体发生热失控，或者确定该电池模组中的第四个电池单体和/或第五个电池单体发生热失控。
示例性地，上述灭火剂可以包括以下至少一种：七氟丙烷，全氟己酮。其中，七氟丙烷为一种干燥的灭火剂，可以避免进一步造成电池模组的损失。全氟己酮为一种液冷剂，可以迅速地降低电池箱体内的温度。本申请实施例对使用的灭火剂的种类不作限制。
示例性地，上述控制器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。
上述是以热失控场景为例进行的描述，该方案也可以应用于任意一种电池模组故障场景。其中，电池模组中的一个或多个电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯超温(例如，电芯温度超过设定温度)、电芯温升过快(例如，电芯温度升高速度超过设定速度)、电压跌落(例如，电芯电压低于设定电压)、电压离群(例如，电池模组中的一个或多个电池中的任意一个或多个电池的电芯的电压低于电池模组中的一个或多个电池的平均电压)，可以认为电池模组中的一个或多个电池发生故障。
请参见图5和图6，其中，图5为本申请实施例提供的另一种电池箱体的正视图，图6为图5所示电池箱体的左视图。本申请实施例还提供了一种电池箱体501。该电池箱体501包括位于电池模组底部的液冷装置。该电池模组包括多个电池单体502。
其中，液冷装置的原理是通过冷热交换带走电池箱体的散热的一种装置。从液冷装置的物理形态上区分有：冷板式液冷装置、全浸没式液冷装置。
其中，冷板式液冷技术，即利用冷却液(又可以称为工质，工作流体，冷媒等)作为中间热量传输的媒介，将热量由热区传递到远处再进行冷却。在该技术中，冷却液与被冷却对象分离，冷却液不与电子器件直接接触，而是通过液冷板等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中，因此冷板式液冷技术又称为间接液冷技术。该技术将冷却剂直接导向热源，同时由于液体比空气的比热大，散热速度远远大于空气，因此制冷效率远高于风冷散热，每单位体积所传输的热量即散热效率高达1000倍，可有效解决高密度服务器的散热问题，降低冷却系统能耗并降低噪声。
浸没式相变液冷技术，是指在浸没式液体相变冷却系统中，将电池模组等发热量大的元器件完全浸没在冷却液中，在工作状态下，电池模组会产生热量，引起冷却液温升。当冷却液温度升高到系统压力所对应的沸点，冷却液发生相变，从液态变化为气态，通过汽化热吸收热量实现热量的转移，这种通过冷却液吸收热量冷却的技术即相变液冷技术。浸没式相变液冷技术利用液体相变将热量直接带走，减少了传热过程的热阻，相比冷板式液冷，浸没式液冷技术具有更高的传热效率，是液冷之中最节能、最高效的新兴制冷模式。
本实施例以冷板式液冷技术为例进行描述。
如图7所示，为图5所示电池箱体的底部局部示意图，该液冷装置包括液冷板505，液冷板505内设有用于容纳冷却液的液冷通道503，液冷板505的外壁设有连通液冷通道503的进液口和出液口，液冷通道503上设置有多个高温自动破裂孔506。
在本实施例中，液冷板505的表面温度大于或等于第一设定阈值，高温自动破裂孔506自动打开，向电池模组喷洒冷却液。示例性地，当液冷板505的表面温度达到200℃时，高温自动破裂孔506自动打开，向电池模组喷洒冷却液。
可见，在电池箱体发生热失控等场景，导致液冷板的表面温度超过设定阈值时，液冷通道上的高温自动破裂孔在高温情况下自动破裂，液冷通道中的冷却液从高温自动破裂孔喷洒到电池模组，可以及时地冷却电池模组，抑制热失控过程，防止电池模组发生二次复燃行为，且可以对火焰有一定的抑制作用。
进一步地，至少部分液冷通道503沿液冷板505的厚度方向在液冷板505朝向多个电池单体502的表面的投影可以位于多个电池单体502在所述液冷板505表面所占区域的外部。上述多个高温自动破裂孔506可以设置在这部分液冷通道503上。
另外，至少部分液冷通道503沿液冷板505的厚度方向在液冷板505朝向多个电池单体502的表面的投影也可以位于多个电池单体502在所述液冷板505表面所占区域。
冷却液从液冷通道503的进液口流入，并从液冷通道503的出液口流出。在电池模组正常工作时，例如电池模组的表面温度不超过100℃时，通过液冷板内部设置液冷通道可以流入冷却液对电池模组进行冷却降温，保证电池模组的温度在一定范围内。液冷板的材质可以为导热性能优良的铝材，在本申请的其它实施例中液冷板的材质也可以为铝、铜、铁或不锈钢。因此，在电池箱体未发生热失控时，可以通过液冷装置对电池模组进行冷却降温。
示例性地，上述冷却液为全氟己酮。
进一步地，电池箱体501还可以包括控制器、第一传感器以及位于电池模组上方的喷洒装置507和灭火剂管道504。如前所述，该电池模组可以包括多个电池单体502。其中，控制器与第一传感器(图中未示出)、喷洒装置507电连接。喷洒装置507与灭火剂管道504的一端连通。示例性地，灭火剂管道504的另一端还与储存灭火剂的装置连通。灭火剂管道504可以将储存灭火剂的装置中输送灭火剂到喷洒装置507。示例性地，该喷洒装置507可以是伞形喷头等任意形状，本申请实施例对喷洒装置507的形状不作限制。
在电池箱体501发生热失控时，上述防爆阀111被启动，从电池单体502的腔体内喷发出大量可燃性气体，导致电池箱体501内的温度升高。第一传感器用于检测电池箱体501的温度，并向控制器发送第一电信号。示例性地，第一传感器位于电池模组上方，用于检测电池箱体501顶部的温度。一般地，电池箱体内发生火灾，电池箱体顶部的温度较高，因此，将第一传感器设置在电池模组上方，即电池箱体顶部，可以准确地检测电池箱体的温度。上述第一传感器例如可以是温度传感器。
控制器用于根据第一电信号，确定电池箱体501的温度大于或等于第一设定阈值时，控制喷洒装置507向电池模组喷洒灭火剂。该第一设定阈值可以是根据经验值、实验值等确定的。例如，当第一传感器检测到电池箱体501内或电池箱体501顶部的温度达到400℃，第一传感器向控制器发送第一电信号，控制器可以判定电池箱体501内发生了着火行为，因此，控制器控制启动喷洒装置507，向电池模组喷射灭火剂管道504内的灭火剂进行灭火。
示例性地，还可以在电池箱体501的顶部设置火焰探测传感器和驱动装置。该火焰探测传感器可以是外火焰传感器、紫外火焰传感器或者红外紫外混合式火焰传感器等。该火焰探测传感器设置在一姿态调整底座上。可以通过驱动电机驱动调整火焰探测传感器的监测角度。示例性地，该火焰探测传感器的监测角度可以为30°～180°，该火焰探测传感器一般安装在电池箱体501的中间顶部位置或顶部其它空旷位置。
示例性地，上述喷洒装置507也可以设置在一姿态调整底座上。可以通过驱动电机驱动调整喷洒装置507的角度，使得喷洒装置507对准发生火灾的电池单体502喷洒灭火剂。
可见，当电池箱体501内的温度超过第一设定阈值时，可以及时地进行灭火，避免火灾的扩大化，减少损失；且喷洒灭火剂的喷洒装置507位于电池模组上方，可以有效地进行电池模组的灭火。
进一步地，电池箱体501还可以包括与控制器连接的第二传感器(图中未示出)。第二传感器用于检测到电池模组中的至少一个电池单体502的防爆阀111打开喷射的可燃性气体产生的冲击力时，向控制器发送第二电信号。示例性地，第二传感器可以为压电陶瓷片等。
控制器还用于根据第二电信号，确定电池模组中的至少一个电池单体502发生热失控。从而，电池模组发生热失控时，电池模组中的电池单体上的防爆阀会打开，从防爆阀中喷射出的可燃性气体产生一定的冲击力，第二传感器检测到这种冲击力，可以上报给控制器，从而可以及时地检测电池模组发生热失控。
示例性地，上述灭火剂可以包括以下至少一种：七氟丙烷，全氟己酮。其中，七氟丙烷为一种干燥的灭火剂，可以避免进一步造成电池模组的损失。全氟己酮为一种液冷剂，可以迅速地降低电池箱体内的温度。本申请实施例对使用的灭火剂的种类不作限制。
本实施例在电池箱体发生热失控等场景，导致液冷板的表面温度超过设定阈值时，液冷通道上的高温自动破裂孔在高温情况下自动破裂，液冷通道中的冷却液从高温自动破裂孔喷洒到电池模组，可以及时地冷却电池模组，抑制热失控过程，防止电池模组发生二次复燃行为，且可以对火焰有一定的抑制作用；且可以通过喷洒灭火剂共同作用进行灭火动作。
示例性地，本申请实施例提及的电池箱体的外形可以是方形、圆形等等任意的形状，本申请实施例对电池箱体的外形不作限制。
本申请实施例还提供了一种电池模组，包括多个电池单体以及上述的电池箱体，多个电池单体分别设置于电池箱体的多个电池单体槽内。电池单体包括连接正负极的两个极耳，极耳与导电柱电连接。
具体地，电池单体两侧设置有正负极耳，电池单体安装到电芯槽内两个极耳位于电池单体槽两端的上部，正负极耳通过腔体间的导电柱与外部的导电排连接，极耳与导电柱的连接可以选择激光焊接、超声波焊接、电磁焊或螺栓固定方式。
本申请实施例还提供一种储能系统。该储能系统包括转换器和上述电池包，该转换器与电池包连接，且用于对输入至电池包的电流或者自电池包输出的电流进行转换。
储能系统通常应用于户用储能、站点能源、电动汽车、家庭储能、基站储能、数据中心备电储能、不间断电源(uninterruptible power supply，UPS)、智能光伏储能或储能电站等。
本申请实施例还提供了一种电动汽车。电动汽车，又可以称为新能源汽车，是一种利用电能驱动的汽车。该电动汽车包括电机、车轮以及与电机电连接的上述储能系统。
该储能系统为大容量、高功率的蓄电池。该储能系统可以给电动汽车的电机和/或其它组件提供电能。在一些示例中，储能系统可以由一个或多个可再充电锂离子或铅酸电池组成。此外，储能系统还可以采用其它的电池材料和配置，这里不做限定。在电动汽车行驶时，储能系统可以通过电池管理系统中的电机控制器(motor control unit，MCU)为电机供电，电机将储能系统提供的电能转换为机械能，从而驱动车轮转动，实现电动汽车的行驶。
在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的边缘部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本申请实施例装置中的部件可以根据实际需要进行合并、划分和删减。本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合或组合。
在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中边缘部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种电池箱体(301)，其特征在于，包括控制器、第一传感器(305)以及位于电池模组上方的喷洒装置(304)和灭火剂管道(303)，所述控制器与所述第一传感器(305)、所述喷洒装置(304)电连接，所述喷洒装置(304)与所述灭火剂管道(303)连通；
所述第一传感器(305)用于检测所述电池箱体(301)的温度，并向所述控制器发送第一电信号；
所述控制器用于根据所述第一电信号，确定所述电池箱体(301)的温度大于或等于第一设定阈值时，控制所述喷洒装置(304)向所述电池模组喷洒灭火剂。
2.根据权利要求1所述的电池箱体(301)，其特征在于，所述第一传感器(305)位于所述电池模组上方，用于检测所述电池箱体(301)顶部的温度。
3.根据权利要求1或2所述的电池箱体(301)，其特征在于，所述电池模组包括多个电池单体(302)，所述电池箱体(301)还包括与所述控制器连接的第二传感器(306)；
所述第二传感器(306)用于检测到所述电池模组中的至少一个电池单体(302)的防爆阀(111)打开喷射的可燃性气体产生的冲击力时，向所述控制器发送第二电信号；
所述控制器还用于根据所述第二电信号，确定所述电池模组中存在至少一个电池单体发生热失控。
4.根据权利要求3所述的电池箱体(301)，其特征在于，所述第二传感器(306)为压电陶瓷片。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池箱体(301)，其特征在于，所述灭火剂包括以下至少一种：七氟丙烷，全氟己酮。
6.一种电池箱体(501)，其特征在于，包括位于电池模组底部的液冷装置，所述液冷装置包括液冷板(505)，所述液冷板(505)内设有用于容纳冷却液的液冷通道(503)，所述液冷板(505)的外壁设有连通所述液冷通道(503)的进液口和出液口，所述液冷通道(503)上设置有多个高温自动破裂孔(506)；
所述液冷板(505)的表面温度大于或等于第一设定阈值，所述高温自动破裂孔(506)向所述电池模组喷洒所述冷却液。
7.根据权利要求6所述的电池箱体(501)，其特征在于，所述电池模组包括多个电池单体(502)，所述多个电池单体(502)位于所述液冷板(505)的上表面，至少部分所述液冷通道(503)沿所述液冷板(505)的厚度方向在所述液冷板(505)朝向所述多个电池单体(502)的表面的投影位于所述多个电池单体(502)在所述液冷板(505)表面所占区域的外部；
所述冷却液从所述液冷通道(503)的进液口流入，并从所述液冷通道(503)的出液口流出。
8.根据权利要求6或7所述的电池箱体(501)，其特征在于，所述冷却液为全氟己酮。
9.根据权利要求6-8中任一项是的电池箱体(501)，其特征在于，所述电池箱体(501)还包括控制器、第一传感器以及位于所述电池模组上方的喷洒装置(507)和灭火剂管道(504)，所述控制器与所述第一传感器、所述喷洒装置(507)电连接，所述喷洒装置(507)与所述灭火剂管道(504)连通；
所述第一传感器用于检测所述电池箱体(501)的温度，并向所述控制器发送第一电信号；
所述控制器用于根据所述第一电信号，确定所述电池箱体(501)的温度大于或等于第二设定阈值时，控制所述喷洒装置(507)向所述电池模组喷洒灭火剂。
10.根据权利要求9所述的电池箱体(501)，其特征在于，所述第一传感器位于所述电池模组上方，用于检测所述电池箱体(501)顶部的温度。
11.根据权利要求9或10所述的电池箱体(501)，其特征在于，所述电池模组包括多个电池单体(502)，所述电池箱体(501)还包括与所述控制器连接的第二传感器；
所述第二传感器用于检测到所述电池模组中的至少一个电池单体(502)的防爆阀(111)打开喷射的可燃性气体产生的冲击力时，向所述控制器发送第二电信号；
所述控制器还用于根据所述第二电信号，确定所述电池模组中存在至少一个电池单体发生热失控。
12.根据权利要求11所述的电池箱体(501)，其特征在于，所述第二传感器为压电陶瓷片。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的电池箱体(501)，其特征在于，所述灭火剂包括以下至少一种：七氟丙烷，全氟己酮。
14.一种电池模组，其特征在于，包括多个电池单体以及如权利要求1-13中任一项所述的电池箱体，所述多个电池单体分别设置于所述电池箱体的多个电池单体槽内。
15.一种储能系统，其特征在于，包括转换器以及至少一个如权利要求14所述的电池模组，所述转换器与所述电池模组连接，且用于对输入至所述电池模组的电流或者自所述电池模组输出的电流进行转换。
16.一种电动汽车，其特征在于，包括电机、车轮以及与所述电机电连接的如权利要求15所述的储能系统，所述储能系统用于给所述电机提供电能。
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