CN116053698A - 一种储能系统以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种储能系统以及用电装置。储能系统可以包括箱体和电池模组，其中，电池模组设置于箱体内。电池模组包括电芯、模组壳体、隔板和导气管，电芯设置于模组壳体内，模组壳体具有第一安装孔。隔板设置于模组壳体，且隔板将模组壳体分隔为散热腔和排烟腔，导气管通过第一安装孔与排烟腔连通。另外，箱体还可以设置有排气口，导气管与排气口连通。这样，电芯热失控产生的烟气可由模组壳体的第一安装孔进入导气管，从而经过排气口排出至箱体的外部。该储能系统的防爆设计的响应及时性较佳，且其可有效的降低储能系统发生燃爆的风险，从而可提高储能系统使用的安全性。

Description

一种储能系统以及用电装置

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及到一种储能系统以及用电装置。

背景技术

电化学储能广泛应用于工商业园区或者办公楼宇等。考虑到布置的灵活性，通常可将电池、电池管理系统(battery management system，BMS)、储能变流器(powerconversion systems，PCS)、配电系统和消防系统等集成于机柜并设置于室外。这样，当储能系统抵运至现场时，仅需要连接少量线缆即可挂网运行。

但是储能系统中的电池由于机、电、热滥用以及自身的缺陷等可能会发生热失控，而在热失控过程中，电池内部的电解液、正负极材料或隔膜等发生复杂的化学、物理反应，从而会产生大量可燃气体释放到机柜中。当可燃气体遇到火花或者高温，在相对密闭的空间内会产生燃爆。燃爆造成机柜解体产生的碎片会飞溅伤人，另外，燃爆产生的冲击波以及热辐射等均对机柜周边人员的人身安全构成威胁。

基于此，可为储能系统进行防爆设计，以提高储能系统的使用安全性。

发明内容

本申请提供了一种储能系统以及用电装置，以通过在储能系统中为可燃烟气设计排放烟道，来降低储能系统发生燃爆的风险，从而提高储能系统的使用安全性。

第一方面，本申请提供一种储能系统，该储能系统在具体设置时可以包括箱体和电池模组。其中，电池模组可设置于箱体内，电池模组可包括模组壳体以及设置于模组壳体内的电芯。电池模组还可以设置有隔板，该隔板可设置于模组壳体内，且隔板可将模组壳体的腔体分隔为散热腔和排烟腔。另外，电池模组还可以包括导气管，模组壳体可具有第一安装孔，这样，可使导气管通过该第一安装孔与排烟腔连通。箱体可设置有排气口，导气管还可以与排气口相连通。则在电芯发生热失控时，其产生的烟气可排放至排烟腔，从而由模组壳体的第一安装孔进入导气管，之后再经过排气口排出至箱体的外部。该储能系统的防爆设计的响应及时性较佳，且其可有效的降低储能系统发生燃爆的风险，从而可提高储能系统使用的安全性。

由于模组壳体被隔板分隔为散热腔和排烟腔，则在具体将电芯设置于模组壳体时，电芯可包括本体，该本体可设置于散热腔。在本申请中，散热腔的防护等级可相对较低，这样可将风冷系统作为电池模组的冷却系统，从而实现对电芯的本体的散热。

另外，电芯还可以包括极耳和第一防爆阀，极耳和第一防爆阀可设置于本体，且极耳和第一防爆阀可穿过隔板甚至排烟腔。这样，可以使电芯在热失控时产生的烟气通过第一防爆阀定向排出至排烟腔，并通过导气管由排气口排出至箱体外部，其可有效的提高烟气由电芯以及电池模组排出的响应及时性，从而可降低储能系统发生燃爆的风险。

可以理解的是，在本申请中，排烟腔也可以作为极耳的连接腔，这样可在排烟腔内进行极耳与其他结构件之间的连接操作。

为了能够使极耳和第一防爆阀能够由隔板伸至排烟腔，隔板可开设有避让孔，则每个电芯的极耳和第一防爆阀可由对应的避让孔伸至排烟腔。

由于电池模组内通常可设置有多个电芯，在一种可能的实现方式中，可以使避让孔与电芯一一对应设置，也就是说对应每个电芯分别设置有一个避让孔，则每个电芯的极耳和第一防爆阀可通过同一个避让孔伸至排烟腔内，这样可有效的简化隔板的结构。

为了避免电芯产生的烟气向箱体内溢流，储能系统还可以包括第一密封件，该第一密封件可与电芯一一对应设置，且每个第一密封件可围绕对应的电芯的极耳和第一防爆阀进行设置。另外，第一密封件还可以与对应的电芯的本体以及隔板相抵接，从而使第一密封件将电芯的本体与隔板之间的缝隙填充。在本申请该实现方式中，不对第一密封件的具体设置方式进行限定，其示例性的可为密封圈或者点胶。

隔板的避让孔除了可采用上述的开设方式外，在本申请另一种可能的实现方式中，还可以使隔板对应每个电芯的每个极耳以及每个第一防爆阀分别设置有一个避让孔，从而使每个极耳以及每个第一防爆阀分别通过一个对应设置的避让孔伸至排烟腔。在该实现方式中，第一密封件可与避让孔一一对应设置，这样可使每个第一密封圈可围绕对应的极耳或第一防爆阀进行设置，并且每个第一密封圈可与对应的电芯的本体以及隔板相抵接，从而使第一密封件将电芯的本体与隔板之间的缝隙填充。在本申请该实现方式中，不对第一密封件的具体设置方式进行限定，其示例性的可为密封圈或者点胶。

在本申请中，储能系统还可以包括排烟管道，排烟管道可位于导气管与排气口之间，并且排烟管道可与导气管和排气口相连通。通过设置排烟管道，可以形成烟囱效应，以使由电芯热失控产生的烟气定向的由排烟腔经过导气管排出至排烟管道内，进而通过排气口排出至箱体外部，其可有效的降低储能系统发生燃爆的风险，从而可提高储能系统使用的安全性。

在具体将排烟管道与导气管进行连通时，可以使排烟管道设置有第二安装孔，该第二安装孔朝向导气管设置，从而通过使导气管与第二安装孔的连通，来实现排烟管道与导气管的连通。

为了提高导气管与排烟管道连接处的密封性，还可以在导气管与排烟管道之间设置第二密封件，该第二密封件可围绕第二安装孔进行设置并且导气管可将第二密封件压向排烟管道，从而使第二密封件将导气管与排烟管道之间的缝隙填充。在本申请中，不对第二密封件的具体类型进行限定，其示例性的可为密封圈。

另外，排烟管道还可以设置有限位框，第二密封件可套设于限位框的外部周侧，导气管可与限位框相抵接。这样，在导气管将第二密封圈压向排烟管道时，可通过限位框对导气管对第二密封圈的压缩量进行限制，从而可避免造成第二密封件的损坏，以提高导气管与排烟管道之间密封的可靠性。

在本申请中，不对限位框的材质进行限定，其示例性的可为云母板或者环氧板等耐高温的材质。

由于导气管可通过第一安装孔与排烟腔相连通，且导气管可通过第二安装孔与排烟管道相连通。基于此，为了使烟气能够由模组壳体定向的通过导气管排放至排烟管道，还可以使电池模组设置有第二防爆阀，该第二防爆阀既可以安装于第一安装孔，也可以安装于第二安装孔，在本申请中不对其进行具体的限定。

在具体将排烟管道与排气口进行连通时，可以使排烟管道设置有排气孔，该排气孔可为多个。另外，排气孔可与箱体的排气口相连通，从而可使烟气由排烟管道排出至箱体外部。

又考虑到排烟管道的防雨设计，则在本申请中，排气孔可设置为百叶孔或者也可以在排气孔的外部加装通风百叶。

在上述实现方式中，排烟管道可为一独立的结构。而在其它可能的实现方式中，还可以使排烟管道与箱体为一体成型结构，从而可简化储能系统的结构。可以理解的是，当排烟管道与箱体为一体成型结构时，排烟管道的排气孔可作为箱体的排气口。也就是说采用该方案可避免进行排气孔与排气口的连通操作，其可有效的简化储能系统的组装过程，并可降低烟气向箱体内溢散的风险。

在本申请中，针对故障时产热大或故障时有火花喷溅的电池模组，还可在导气管内部加设阻火降温装置。具体的，本申请提供的一种阻火降温装置可以包括多个挡板，在沿烟气排放的方向上，该多个挡板交错设置，其可有效的阻隔火星外溢，从而可降低燃爆的风险。本申请提供的另一种阻火降温装置可以包括多个球状颗粒物，该球状颗粒物的材质可以但不限于为碳酸镁等，从而可通过颗粒物之间的间隙形成阻火层，并可有效的增加吸热表面积，从而达到阻火降温的目的。本申请提供的另一种阻火降温装置可包括多个叠置的钢丝网，且相邻的两个钢丝网的网孔不同，以利用不同网孔的钢丝网的叠加形成阻火间隙；另外，还可以在相邻两个钢丝网之间设置隔热棉，以达到阻火降温的效果。

第二方面，本申请还提供一种用电装置，该用电装置可以包括用电设备以及第一方面的储能系统。其中，用电设备与储能系统电连接，储能系统可用于为用电设备供电。由于该用电装置的储能系统的防爆设计的响应及时性较佳，且其可有效的降低储能系统发生燃爆的风险，从而可提高储能系统使用的安全性，进而提高用电装置的使用安全性。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的储能系统的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图；

图3为图2所示储能系统的俯视图；

图4为本申请一实施例提供的隔板的结构示意图；

图5为图2中所示储能系统的A处的局部结构放大图；

图6a至图6c为本申请一实施例提供的阻火降温装置的结构示意图；

图7a至图7c为本申请一实施例提供的排烟管道的结构示意图；

图8为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图；

图9为图8中所示储能系统的俯视图；

图10为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图；

图11为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图；

图12为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图。

附图标记：

1-箱体；101-排气口；2-电池模组；201-模组壳体；2011-散热腔；2012-排烟腔；

2013-第一安装孔；202-电芯；2021-第一防爆阀；2022-本体；2023-极耳；

203-第二防爆阀；204-隔板；2041-避让孔；205-第一密封件；206-导气管；

2061-挡板；2062-球状颗粒物；2063-钢丝网；3-冷却系统；4-排烟管道；

401-第二安装孔；402-第二密封件；403-限位框；404-排气孔；405-连接部；5-防护罩。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为便于理解本申请实施例提供的储能系统，下面首先介绍一下其应用场景。储能系统为可通过一定介质存储电能，并在需要时将所存能量释放发电的系统，其可作为负荷平衡装置和备用电源应用于工商业园区或地面大型供电站等场景中。储能系统可与用电设备电连接，以用于为用电设备供电。根据其应用场景对用电量的要求的不同，储能系统可分为模块级储能系统、机柜级储能系统以及集装箱级储能系统。

目前，储能系统中用于存储电能的介质多为电池模组，电池模组在工作的过程中由于机、电、热滥用以及自身的缺陷等可能会发生热失控。在热失控的过程中，电池模组中会产生大量的可燃气体，其具有较高的燃爆风险。燃爆产生的冲击波、热辐射以及机柜解体所产生的碎片飞溅等会对附近的人或者物品的安全构成威胁。

为了提高储能系统使用的安全性，目前本领域提出了多种储能系统的防爆设计。由于燃爆发生的三要素通常可指可燃物、助燃物和点火源。基于此，一类防爆设计以降低可燃物浓度为出发点提出，其通常是通过主动启动排气风扇将储能系统内可燃气体排放出，以避免可燃气体在储能系统内部聚集发生燃爆。另外，除了通过主动排气手段来降低可燃气体浓度外，还可通过释放惰性介质，来降低可燃气体浓度，从而提高可燃气体燃爆下限值。

另外一类防爆设计以降低助燃物浓度为出发点提出，其通常是通过喷发七氟丙烷、全氟己酮或细水雾等惰化介质来降低助燃物浓度，以使储能系统内部氧气浓度低至可燃气体燃爆极限氧浓度。

还有一类防爆设计以减少点火源为出发点提出，其通常是通过将电池模组安装区域与其他电气区域进行物理隔离，避免非电池模组器件在电池模组热失控时出现热点或拉弧点，而引起电池模组室内燃爆。另外，对于必须安装在电池模组室内的器件，可选用防爆器件，来避免器件在可燃气体氛围运行时出现点火源的引燃、引爆。

但上述的这些防爆设计均存在一定的缺陷，例如在以降低可燃物浓度为出发点提出的防爆设计中，排气风扇启动有延时，其主要是因为主动排气启动需要触发条件，一般是通在储能系统内部装设可燃气体探测器或者烟雾探测器。当电池模组发生故障产生气体或者冒烟时，其扩散到上述探测器的位置需要一定时间，且探测器自身需要响应时间。另外，当探测器检测到故障信号后，排气风扇启动也有动作延时。这样，从故障产生到排气风扇启动延时至少在分钟级。除了排气风扇启动有延时外，排气过程中也可能会引入新鲜空气，这样当储能内部发生明火时，引入新鲜空气会加剧火势蔓延；或储能系统内部未出现明火，但是其在持续产生可燃气体时，如果存在点火源，引入的新鲜空气可能引起燃爆。另外，该设计方案中的排气设计复杂且有效性有限，这是因为电芯热失控故障主要产生氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)以及电解液蒸汽云等气体，气体成分构成复杂，其中有的气体成分的密度比空气的密度低，有的气体成分的密度与空气的密度相当，还有的气体成分的密度比空气的密度高的，这就需要详细设计合理的流道才能保证可燃气体排出的有效性。并且电池模组热失控时产生气体的速率大，又储能系统内电池模组的数量较多，为了保证排气的有效性，必须增加排气风量，这就需要选用大型排风风机或增加风扇数量，其会导致储能系统的设计成本增加。除此之外，排气系统的可靠性也难保证。这是因为排气系统在储能系统的电池模组发生热失控故障产气时才使用，结合可靠性浴盆曲线可以知道，储能系统在运行早期和运行末期易发生安全事故。如果在运行末期发生安全事故，则如何保证在储能系统的整个寿命周期的末期排气系统仍然能够可靠工作成为一个难题，尤其是储能系统经常布设在无人值守的场所。

又如以降低助燃物浓度为出发点提出的防爆设计中，其惰化时间短且有效性有限。这是因为储能系统自身气密性有限，根据美国消防标准NFPA2001要求，消防药剂惰化的时间不低于10min；另外储能系统的电池模组故障存在扩散风险，当电池模组持续产气时，其内部的惰化效果会持续失效。

另外，以减少点火源为出发点提出的防爆设计中，其储能系统设计复杂且造价较高。这是因为电池模组室无法与其他设备完全分区设计，其中，电池模组自身的功率连接、信号线缆、以及传感器件等必须与电池模组耦合布置；又防爆器件体积庞大、造价昂贵，其不利于储能系统的推广应用。

本申请提供的储能系统旨在解决上述问题，以通过在储能系统中进行烟道的设计，将电池模组热失控故障时产生的可燃烟气利用内外压差引导至储能系统外部。为方便理解本申请实施例提供的储能系统，下面结合附图对其具体结构进行详细的说明。

参照图1，图1为本申请一实施例提供的储能系统的结构示意图。该储能系统可以包括箱体1和电池模组2，其中，电池模组2可为一个或多个，且该一个或多个电池模组2可设置于箱体1内。例如，在图1所示的储能系统中，箱体1内可设置有四个电池模组2，该四个电池模组2并排设置。由于储能系统在正常使用的状态下，其箱体1通常可沿重力方向或沿与重力方向成一较小的夹角的方向进行放置。则在本申请中，可将上述箱体1的放置方向称为竖直方向。

在本申请中，电池模组2可以包括模组壳体201和电芯202，其中，每个电池模组2可以包括一个或多个电芯202，该一个或多个电芯202可容置于模组壳体201内。电芯202为电池模组2的主要储能部件，上文中所说的热失控通常发生在电芯202。电芯202发生热失控产生烟气时，其内部的压力会增大，为了使电芯202内部的烟气能够排出，电芯202通常可设置有第一防爆阀2021。

另外，电芯202可具有本体2022，则该第一防爆阀2021可安装于本体2022。由于电芯202用防爆阀的技术较为成熟，则在此不对其进行赘述。这样，由于热失控产生的烟气使电芯202内部达到一定的压力时，第一防爆阀2021可开启，从而可使烟气排出到模组壳体201内，以达到对电芯202进行泄压的作用。

为了使储能系统能够高效的运行，储能系统中通常还可以设置有冷却系统3，该冷却系统3可用于为储能系统中的电池模组2等的发热器件进行散热。其中，储能系统的冷却系统3可以为液冷系统或风冷系统。针对不同的冷却系统3，对于电池模组2的防护等级有不同的要求。例如，通常情况下，在以液冷系统作为冷却系统3的储能系统中，电池模组2的防护等级一般为IP65以上；而以风冷系统作为冷却系统3的储能系统中，电池模组2的防护等级一般为IP2X。

基于此可以理解，由于在以液冷系统作为冷却系统3的储能系统中，电池模组2的防护等级较高，也就是说电池模组2的模组壳体201的密封性较好。这样，当电芯202热失控产生的烟气持续的排放到模组壳体201内时，会使模组壳体201内的压力升高。为避免模组壳体201内压力过高造成模组壳体201的损坏，也需要对电池模组2进行泄压。因此，在本申请中，电池模组2还可以设置有第二防爆阀(图1中未示出)，该第二防爆阀可设置于模组壳体201。由于电池模组2用防爆阀的技术较为成熟，则在此不对其进行赘述。这样，由电芯202排放到模组壳体201内的烟气使模组壳体201内部达到一定的压力时，第二防爆阀203可开启。

在本申请中，为了避免由于热失控产生的烟气直接排放到箱体1内，可使箱体1设置有排气口(图1中未示出)。这样可以使模组壳体201和排气口通过第二防爆阀203相连通，从而使经第二防爆阀203排放的烟气可由排气口排放至箱体1外部。

由上文对储能系统的冷却系统3的介绍可以知道，当采用风冷系统作为储能系统的冷却系统3时，由于要利用风冷系统产生的风对电池模组2等发热器件进行散热，则对于电池模组2的模组壳体201的密封性的要求较低。为了避免电芯202中产生的烟气在风冷系统的作用下扩散到箱体1内，在本申请一个可能的实施例中，可将模组壳体201分隔为两部分，一部分用于散热，另一部分可用于烟气的排出。具体实施时，可参照图2，图2为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图。在该实施例中，电池模组2还可以包括隔板204，该隔板204可设置于模组壳体201的腔体内，且隔板204可将模组壳体201的腔体分隔为散热腔2011和排烟腔2012。可以理解的是，排烟腔2012可与排气口相连通，从而使排烟腔2012内的烟气可由箱体1上的排气口排出。

另外，可继续参照图2，电芯202除了本体2022外，还可以包括极耳(图2中未示出)。通常情况下，每个电芯202可包括两个极耳，分别为第一极耳和第二极耳，其中，第一极耳可为正极耳，第二极耳可为负极耳，或者第一极耳为负极耳，第二极耳为正极耳，在本申请中不对其进行具体限定。

在图2所示的实施例中，电芯202的本体2022可设置于散热腔2011，则散热腔2011的防护等级可相对较低，从而可通过风冷系统产生的风将散热腔2011中产生的热量带走，以实现对电池模组的散热。另外，电芯202的极耳和第一防爆阀2021可穿过隔板204伸至排烟腔2012内，这样，一方面可以使电芯202在热失控时产生的烟气通过第一防爆阀2021进入至排烟腔2012，从而通过排烟腔2012排出至箱体1外部；另一方面排烟腔2012也可以作为极耳的连接腔，这样可在排烟腔2012内进行极耳与其他结构件之间的连接操作。

为了能够使极耳和第一防爆阀2021可穿过隔板204伸至排烟腔2012，可参照图3，图3为图2中所示的储能系统的俯视图。其中，隔板204可开设有避让孔2041，则极耳2023和第一防爆阀2021可穿过避让孔2041伸至排烟腔2012内。

由上文对电池模组2结构的介绍可以知道，电池模组2可包括多个电芯202，基于此，可以使隔板204开设有多个避让孔2041，并使避让孔2041与电芯202一一对应设置。此时，隔板204的结构可参照图4所示，也就是说，可使每个电芯202的第一防爆阀2021和两个极耳均穿过同一个避让孔2041伸至排烟腔2012内。

当避让孔2041与电芯202一一对应设置时，为了避免电芯202通过第一防爆阀2021排放到排烟腔2012内的烟气向散热腔2011内蔓延，在本申请一个可能的实施例中，可以在电芯202的本体2022的朝向隔板204的表面与隔板204之间设置第一密封件205。具体实施时，可参照图5，图5为图2中所示储能系统的A处的局部结构放大图。由图5可以看出，针对每个电芯202可对应设置有一个第一密封件205，该第一密封件205可同时围绕该对应的电芯202的第一防爆阀2021和两个极耳进行设置，也就是说每个电芯202的第一防爆阀2021和两个极耳位于一个第一密封件205围绕形成的封闭区间之内。

另外，每个第一密封件205可位于对应的电芯202的本体2022与隔板204之间，且每个第一密封件205可与对应的电芯202的本体2022的朝向隔板204的表面以及隔板204相抵接，在本申请中，相抵接可以指两个结构件接触但没有挤压力，也可以指两个结构件接触并有挤压力。本申请不对第一密封件205的具体设置形式进行限定，其示例性的可为橡胶等材质的密封圈，或者可以为点胶。

为了使电芯202的第一防爆阀2021和两个极耳可穿过隔板204伸至排烟腔2012内，隔板204除了可采用图4所示的设置方式外，在本申请另一个可能的实施例中，隔板204在开设避让孔2041时，可对应每个极耳和每个第一防爆阀2021分别开设一个避让孔2041，从而使每个极耳和每个第一防爆阀2021分别穿过对应的避让孔2041伸至排烟腔2012内。

可以理解的是，在该实施例中，第一密封件205的设置方式也要做相应的调整。具体实施时，可对应每个极耳和每个第一防爆阀2021分别设置一个第一密封件205，其中，每个第一密封件205可围绕对应设置的极耳或第一防爆阀2021设置，每个第一密封件205可与对应的电芯202的本体2022的朝向隔板204的表面以及隔板204相抵接。另外，在该实施例中，第一密封件205也可以为橡胶等材质的密封圈，或者可以为点胶，在本申请中不对其进行具体限定。

由上文的介绍可以知道，为了使模组壳体201内的烟气能够排出，可以使模组壳体201与箱体1上的排气口101连通。在本申请一个可能的实施例中，为了便于将模组壳体201与箱体1的排气口101连通，可继续参照图3，电池模组2还可以包括导气管206，导气管206可设置于模组壳体201。其中，模组壳体201可开设有第一安装孔2013，则导气管206可通过该第一安装孔2013与排烟腔2012相连通，且导气管206可与第二防爆阀203相连接。另外，导气管206还可以与排气口101相连通，从而可使导气管206起到将电池模组2中的烟气导出的作用。

值得一提的是，在本申请中，导气管206可以为一个独立的结构，其可以但不限于通过焊接、粘接或者铆接等方式固定于模组壳体201。或者，导气管206还可以与模组壳体201为一体成型结构，也就是说导气管206可以为模组壳体201的一部分，这样可以使电池模组的结构得以简化，并使模组壳体201的气密性较佳。

在本申请一个可能的实施例中，针对故障时产热大或故障时有火花喷溅的电池模组2，还可在导气管206内部加设阻火降温装置。具体实施时，可参照图6a，图6a为本申请提供的一种可能的阻火降温装置，该阻火降温装置包括多个挡板2061，在沿烟气排放的方向上，该多个挡板2061交错设置，其可有效的阻隔火星外溢，从而可降低燃爆的风险。

参照图6b，图6b为本申请提供的另一种可能的阻火降温装置，该阻火降温装置包括多个球状颗粒物2062，该球状颗粒物2062的材质可以但不限于为碳酸镁等，从而可通过颗粒物之间的间隙形成阻火层，并可有效的增加吸热表面积，从而达到阻火降温的目的。

另外，参照图6c，图6c为本申请提供的另一种可能的阻火降温装置。该阻火降温装置可包括多个叠置的钢丝网2063，且相邻的两个钢丝网2063的网孔不同，以利用不同网孔的钢丝网2063的叠加形成阻火间隙。另外，在该实施例中，还可以在相邻两个钢丝网2063之间设置隔热棉，以达到阻火降温的效果。

上述几种阻火降温装置只是本申请给出的一些示例性的说明，为了达到阻火降温的目的，在本申请其它一些可能的实施例中，还可以采用其它可能的方案，在此不进行一一列举，但其均应理解为落在本申请的保护范围之内。

在本申请中，储能系统还可以包括排烟管道4，下面以图3所示的储能系统为例对排烟管道4在储能系统中的具体设置方式进行说明，其它实施例提供的储能系统的排烟管道4均可参照图3进行设置。其中，排烟管道4可作为模组壳体201内的烟气排出至箱体1外部的通道。具体实施时，排烟管道4可位于导气管206和排气口101之间，且排烟管道4与导气管206和排气口101相连通。

另外，在具体设置排烟管道4时，可参照图7a，图7a为本申请一实施例提供的排烟管道4的结构示意图。该排烟管道4可开设有第二安装孔401，则图3中所示的导气管206可通过该第二安装孔401与排烟管道4相连通。

又由上文的介绍可以知道，导气管206可通过第一安装孔2013与模组壳体201相连通，且导气管206与第二防爆阀203连接。基于此可以理解，在本申请该实施例中，第二防爆阀203既可以安装于第一安装孔2013，也可以安装于第二安装孔401，其可有效的提高第二防爆阀203的安装灵活性。

在本申请中，为了提高导气管206与排烟管道4连接处的气密性，可继续参照图7a，排烟管道4还可以设置有第二密封件402，该第二密封件402围绕第二安装孔401设置。这样，在将导气管206与排烟管道4进行连接时，可以使导气管206将第二密封件402压向排烟管道4，从而通过第二密封件402的压缩来实现导气管206与排烟管道4连接处的密封，以避免烟气向箱体1内溢散。

可以理解的是，在本申请一个可能的实施例中，还可以使第二密封件402通过粘接等方式固定于排烟管道4，以提高第二密封件402与排烟管道4连接的可靠性。另外，为避免高温烟气与第二密封件402直接接触，还可以为第二密封件402设置一个限位框403。具体实施时，可参照图7b，图7b为图7a中所示的排烟管道4的左视图。限位框403可以但不限于通过粘接、铆接或者螺接等方式固定于排烟管道4，且限位框403围绕第二安装孔401设置，而第二密封件402可套设于限位框403的外部周侧。这样，可有效的避免由导气管206导出的高温烟气与第二密封件402的直接接触，从而可有效的提高第二密封件402的可靠性。

在本申请中，不对限位框403的具体材质进行限制，其示例性的可为云母板或者环氧板等非金属的隔热板。这样，导气管206可与限位框403相抵接，从而使限位框403不仅可对第二密封件402起到隔热的作用，还可以对第二密封件402的压缩量进行限位，从而可避免过压缩造成第二密封件402的破损，以提高第二密封件402的密封可靠性。

另外，可参照图7c，图7c为图7b中所示的排烟管道4的左视图。在本申请中，排烟管道4还可以设置有排气孔404，该排气孔404可与图3中所示的箱体1的排气口101相连通。另外，在竖直方向上，排气孔404可以设置于排烟管道4的上方，以形成烟囱效应，从而便于实现烟气的排放。又考虑到排烟管道4的防雨设计，则在本申请中，排气孔404可设置为百叶孔或者也可以在排气孔404的外部加装通风百叶。

在本申请中，排烟管道4上设置的排气孔404的数量不限，示例性的可为两个或两个以上，其可根据具体的应用场景进行设置。另外，本申请不对排气孔404的形状进行限定，其示例性的可以但不限于为圆形或方形等规则形状，也可以为一些可能的非规则形状。

可以理解的是，图7a和图7c分别展示的为排烟管道4的两个相背设置的表面，也就是说在该实施例中，排烟管道4的用于与导气管206的表面，以及用于设置排气孔404的表面相背设置。这样，电池模组2中的烟气由导气管206进入排烟管道4后，可经过排气孔404后由排气口101排出至箱体1外部。

在本申请中，排烟管道4的用于与导气管206的表面，以及用于设置排气孔404的表面除了可以相背设置以外，还可以采用其它可能的设置方式。例如，可以使该两个表面相邻设置，此时可以使用于设置排气孔404的表面为排烟管道4的顶面。

可以理解的是，在本申请提供的储能系统中，不对排烟管道4的数量进行限定，示例性的，在图1至图3所示的储能系统中，只设置有一个排烟管道4，则储能系统中的各个电池模组2的模组壳体201均通过各自的导气管206与同一个排烟管道4连通，从而可使储能系统的结构较为简洁。在本申请一些可能的实施例中，每个储能系统中还可以设置有多个排烟管道4，这样可使每个排烟管道4与至少一个电池模组2的模组壳体201连通，其可根据储能系统内电池模组2的具体布置方式进行设计。

在上述各实施例中，排烟管道4与冷却系统3可位于箱体1的两个相背设置的壁面，为了便于描述，可将箱体1的用于设置冷却系统3的壁面称为第一壁面，而将设置排烟管道4的壁面称为第二壁面，则第一壁面和第二壁面相背设置。

参照图8，图8为本申请另一可能的实施例提供的储能系统的结构示意图。在该实施例中，箱体1的排气口101也设置于第一壁面，此时排烟管道4可设置于第一壁面与导气管206之间。

另外，可参照图9，图9为图8中所示储能系统的俯视图。为了便于排烟管道4与排气口101的连通，可以使排烟管道4具有一个连接部405，从而可通过该连接部405与排气口101的连通，来实现排烟管道4与排气口101的连通。在该实施例中，排烟管道4的其它结构，以及排烟管道4与导气管206的连接方式等均可参照上述实施例进行设置，在此不进行赘述。

在本申请中，排烟管道4除了可设置为上述实施例所示的独立结构以外，在本申请另外一些可能的实施例中，可参照图10，排烟管道4还可以与箱体1为一体成型的结构，这样可有效的简化储能系统的结构。

可以理解的是，当排烟管道4与箱体1为一体成型结构时，排烟管道4的排气孔可作为箱体1的排气口。也就是说采用该方案可避免进行排气孔与排气口的连通操作，其可有效的简化储能系统的组装过程，并可降低烟气向箱体1内溢散的风险。

在本申请另外一些可能的实施例中，为了简化储能系统的结构，储能系统中还可以不设置排烟管道4。具体实施时，可参照图11，图11为本申请另一个可能的实施例提供的储能系统的结构示意图。在该实施例中，导气管206可直接与箱体1的排气口101连通，这样可使烟气通过导气管206后直接由排气口101排放至箱体1外部。

另外，为了减少灰尘或液体等进入箱体1，储能系统还可以设置有防护罩5。具体实施时，可参照图12，图12为本申请另一实施例提供的储能系统的结构示意图。在该实施例中，防护罩5设置于箱体1的外侧，且防护罩5扣设于排气口101。

可以理解的是，为了使烟气能够排出至箱体1外侧，防护罩5还可以设置有排气孔(图12未示出)，其中，排气孔可设置为百叶孔或者也可以在排气孔的外部加装通风百叶。另外，在该实施例中，也不对排气孔的形状作具体限定，其可以但不限于为圆形或方形等规则形状，也可以为一些可能的非规则形状。

采用本申请提供的储能系统，电芯202热失控产生的高温烟气可排放至模组壳体201内，以使模组壳体201内的氧气排出，从而使模组壳体201内的氧气浓度低于可燃气体的极限氧浓度，模组壳体201内形成不起火氛围。另外，当烟气由模组壳体201排放至排烟管道4时，可形成烟囱效应，从而可实现烟气的排放。又因为排烟管道4内无点火源，其降低了排烟管道4内发生燃爆的风险。因此，本申请提供的储能系统，可从电芯202、电池模组2以及整个系统这三层结构降低燃爆发生的风险，其降低了储能系统的防爆设计成本以及维护成本，提高了防爆设计的响应及时性、可靠性以及有效性。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种储能系统，其特征在于，包括箱体(1)和电池模组(2)，所述电池模组(2)设置于所述箱体(1)内，其中：

所述电池模组(2)包括电芯(202)、模组壳体(201)、隔板(204)和导气管(206)，所述电芯(202)设置于所述模组壳体(201)内，所述模组壳体(201)具有第一安装孔(2013)；所述隔板(204)设置于所述模组壳体(201)内，且所述隔板(204)将所述模组壳体(201)的腔体分隔为散热腔(2011)和排烟腔(2012)，所述导气管(206)通过所述第一安装孔(2013)与所述排烟腔(2012)连通；

所述箱体(1)设置有排气口(101)，所述导气管(206)与所述排气口(101)连通。

2.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述电芯(202)包括本体(2022)，所述本体(2022)设置于所述散热腔(2011)。

3.如权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述电芯(202)还包括极耳(2023)和第一防爆阀(2021)，所述极耳(2023)和所述第一防爆阀(2021)设置于所述本体(2022)，且所述极耳(2023)和所述第一防爆阀(2021)穿过所述隔板(204)伸至所述排烟腔(2012)。

4.如权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述隔板(204)开设有避让孔(2041)，每个所述电芯(202)的所述极耳(2023)和所述第一防爆阀(2021)由对应的所述避让孔(2041)伸至所述排烟腔(2012)。

5.如权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述避让孔(2041)与所述电芯(202)一一对应设置；所述储能系统还包括第一密封件(205)，所述第一密封件(205)与所述电芯(202)一一对应设置，且每个所述第一密封件(205)围绕对应的所述电芯(202)的所述极耳(2023)和所述第一防爆阀(2021)设置；

每个所述第一密封件(205)与对应的所述电芯(202)的所述本体(2022)以及所述隔板(204)相抵接。

6.如权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述隔板(204)对应每个所述电芯(202)的每个所述极耳(2023)和每个所述第一防爆阀(2021)分别设置有一个所述避让孔(2041)；

所述储能系统还包括第一密封件(205)，所述第一密封件(205)与所述避让孔(2041)一一对应设置；每个所述第一密封件(205)围绕对应的所述极耳(2023)或所述第一防爆阀(2021)设置，且每个所述第一密封件(205)与对应的所述电芯(202)的所述本体(2022)以及所述隔板(204)相抵接。

7.如权利要求1～6任一项所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括排烟管道(4)，所述排烟管道(4)位于所述导气管(206)与所述排气口(101)之间，且所述排烟管道(4)与所述导气管(206)和所述排气口(101)相连通。

8.如权利要求7所述的储能系统，其特征在于，所述排烟管道(4)设置有第二安装孔(401)，所述第二安装孔(401)朝向所述导气管(206)设置，所述导气管(206)与所述第二安装孔(401)相连通。

9.如权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述导气管(206)与所述排烟管道(4)之间设置有第二密封件(402)，所述第二密封件(402)围绕所述第二安装孔(401)设置，且所述导气管(206)将所述第二密封件(402)压向所述排烟管道(4)。

10.如权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述排烟管道(4)还设置有限位框(403)，所述第二密封件(402)套设于所述限位框(403)的外部周侧，所述导气管(206)与所述限位框(403)相抵接。

11.如权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述限位框(403)的材质为云母板或环氧板。

12.如权利要求8～11任一项所述的储能系统，其特征在于，所述电池模组(2)还包括第二防爆阀(203)，所述第二防爆阀(203)安装于所述第一安装孔(2013)，或者所述第二防爆阀(203)安装于所述第二安装孔(401)。

13.如权利要求7～12任一项所述的储能系统，其特征在于，所述排烟管道(4)还设置有排气孔(404)，所述排气孔(404)与所述排气口(101)相连通。

14.如权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述排气孔(404)为百叶孔，或所述排气孔(404)设置有通风百叶。

15.如权利要求7～14任一项所述的储能系统，其特征在于，所述排烟管道(4)与所述箱体(1)为一体成型结构。

16.如权利要求1～15任一项所述的储能系统，其特征在于，所述导气管(206)内设置有阻火降温装置，所述阻火降温装置包括多个交替设置的挡板(2061)；或所述阻火降温装置包括多个球状颗粒物(2062)；或阻火降温装置包括多个叠置的钢丝网(2063)，且相邻的两个所述钢丝网(2063)的网孔不同。

17.一种用电装置，其特征在于，包括用电设备以及如权利要求1～16任一项所述的储能系统，所述用电设备与所述储能系统电连接，所述储能系统用于为所述用电设备供电。

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