发明内容
针对上述问题,本申请实施例提供一种储能装置,其在发生热失控时,可以避免热失控的蔓延,提高了储能装置使用的安全性。
本申请第一方面实施例提供了一种储能装置,其包括:
多个储能单元,所述多个储能单元沿第一方向依次排布,每个所述储能单元包括防爆阀;
隔离板,所述隔离板位于所述多个储能单元具有防爆阀的一侧且沿第一方向延伸,所述隔离板具有沿第一方向间隔排布的多个透气孔,每个所述透气孔与一个防爆阀至少部分层叠,不同的防爆阀与不同的透气孔层叠;以及
第一隔热件及第二隔热件,所述第一隔热件与所述第二隔热件位于所述隔离板背离所述多个储能单元的同一侧,所述第一隔热件与所述第二隔热件沿第二方向间隔设置于所述防爆阀的相对两侧,所述第一隔热件、所述第二隔热件与所述隔离板围合成引流通道,所述引流通道的相背两端均连通外部环境且连通所述防爆阀面向所述隔离板的空间,其中,所述第一方向与所述第二方向相交。
可选地,所述第一隔热件包括相连的第一隔热部及第二隔热部,所述第一隔热部与所述第二隔热部沿第一方向排布;所述第二隔热件包括相连的第三隔热部及第四隔热部,所述第三隔热部与所述第四隔热部沿第一方向排布;所述第一隔热部与第三隔热部相向设置,所述第一隔热部与第三隔热部之间的间距自靠近所述第二隔热部及第四隔热部的一端朝向背离所述第二隔热部及第四隔热部的逐渐增加;所述第二隔热部与第四隔热部相向设置,所述第二隔热部与第四隔热部之间的间距自靠近所述第一隔热部及第三隔热部的一端朝向背离所述第一隔热部及第三隔热部的逐渐增加。
可选地,所述第一隔热部面向所述第三隔热部的表面与第三隔热部面向所述第一隔热部的表面之间的角度α的范围为:5°≤α≤30°;所述第二隔热部面向所述第四隔热部的表面与第四隔热部面向所述第二隔热部的表面之间的角度β的范围为:5°≤β≤30°。
可选地,所述第一隔热件与所述第二隔热件之间的最小间距d的范围为:8mm≤d≤25mm。
可选地,所述隔离板包括本体部、第一安装部、第二安装部、第三安装部及第四安装部,所述本体部具有沿第一方向间隔排布的多个透气孔,所述第一安装部、第二安装部、第三安装部及第四安装部沿所述第二方向依次间隔设置于所述本体部背离所述多个储能单元的表面,所述第一安装部及所述第二安装部设置于所述防爆阀的同一侧,所述本体部、第一安装部及第二安装部围合成第一装配槽,所述第一装配槽用于设置所述第一隔热件;所述第三安装部及所述第四安装部均设置于所述防爆阀的背离所述第一安装部及所述第二安装部的一侧,所述本体部、第三安装部及第是安装部围合成第二装配槽,所述第二装配槽用于设置所述第二隔热件。
可选地,所述储能装置还包括框体及盖板,所述框体具有收容槽,所述收容槽用于收容所述多个储能单元、所述隔离板、第一隔热件以及第二隔热件,所述盖板封闭所述收容槽并固定于所述框体;
所述隔离板还包括第一弹性部及第二弹性部,所述第一弹性部及第二弹性部均设置于所述本体部背离所述多个储能单元的表面;所述第一弹性部至少部分位于所述第一装配槽内,用于抵持所述第一隔热件,以使所述第一隔热件背离所述第一弹性部的端面紧密贴合所述盖板面向所述收容槽的表面;所述第二弹性部至少部分位于所述第二装配槽内,用于抵持所述第二隔热件,以使所述第二隔热件背离所述第二弹性部的端面紧密贴合所述盖板面向所述收容槽的表面。
可选地,所述第一弹性部包括第一支撑子部及第一凸出子部,所述第一支撑子部连接所述本体部面向所述第一隔热件的表面,所述第一凸出子部凸设于所述第一支撑子部背离所述本体部的表面,用于抵持所述第一隔热件,沿第一支撑子部及第一凸出子部的排布方向上,所述第一凸出子部的高度h1的范围:0.5mm≤h1≤1.5mm;所述第二弹性部包括第二支撑子部及第二凸出子部,所述第二支撑子部连接所述本体部面向所述第二隔热件的表面,所述第二凸出子部凸设于所述第二支撑子部背离所述本体部的表面,用于抵持所述第二隔热件,沿第二支撑子部及第二凸出子部的排布方向上,所述第二凸出子部的高度h2的范围:0.5mm≤h2≤1.5mm。
可选地,所述第一弹性部的弹性模量E1的范围为:2.0GPa≤E1≤2.5GPa;所述第二弹性部的弹性模量E2的范围为:2.0GPa≤E2≤2.5GPa。
可选地,所述第一支撑子部与所述第一凸出子部的连接处具有第一弧形过渡面,所述第一弧形过渡面的曲率半径R1的范围为:0.5mm≤R1≤1.5mm;所述第二支撑子部与所述第二凸出子部的连接处具有第二弧形过渡面,所述第二弧形过渡面的曲率半径R2的范围为:0.5mm≤R2≤1.5mm。
可选地,所述储能装置还包括线束,所述线束用于将所述多个储能单元电连接,所述线束设置于所述第一隔热件与第二隔热件中的至少一者背离所述防爆阀的一侧;
所述储能装置还包括电池管理单元,所述电池管理单元电连接所述线束,并通过所述线束采集所述储能单元的参数并控制所述储能单元进行工作。
本申请第二方面实施例提供了一种用电系统,其包括:
用电设备;以及
本申请实施例所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备进行供电。
本申请第三方面实施例提供一种储能系统,其包括:
电能转换装置,所述电能转换装置用于将其它形式的能转换为电能;
本申请实施例所述的储能装置,所述储能装置电连接所述电能转换装置,用于存储所述电能转换装置的所述电能;以及
用电负载,所述用电负载分别电连接所述电能转换装置及所述储能装置,用于利用电能转换装置或所述储能装置的所述电能进行工作。
本申请实施例的储能装置通过在储能单元的防爆阀的相对两侧设置第一隔热件及第二隔热件,所述第一隔热件、所述第二隔热件与所述隔离板围合成引流通道,所述引流通道的相背两端均连通外部环境且连通所述防爆阀面向所述隔离板的空间,通过设置引流通道,在储能装置的部分储能单元发生热失控,部分储能单元的防爆阀发生爆破,储能单元内瞬间产生大量高温、高压可燃气体并从防爆阀位置冲出时,可以沿着引流通道将该高温气体引流或导向至储能装置的外部,可以避免高温气体在储能装置内部无规则散开,充满储能装置的整个空间,将储能装置内将各储能单元电连接的线束、电连接件(如铜排)等表面的绝缘层熔化,从而使得线束或电连接件的绝缘失效或发生短路,从而加剧热失控的蔓延,甚至产生火花,将储能装置点燃,扩大热失控范围,从而使得本申请实施例的储能装置在部分储能单元发生热失控时,可以较好的避免热失控的蔓延和扩大,提高了储能装置使用的安全性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
需要说明的是,为便于说明,在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。
目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本方案提供一种储能装置100,储能装置100内设有化学电池,主要是利用电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置100的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置100的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
图1是本申请实施例提供的储能系统300的应用场景图。本申请图1实施例以用户侧储能中的户用储能场景为例进行说明,本申请储能装置100并不限定于户用储能场景。图2为本申请一实施例的储能系统300的结构示意图。图3为本申请一实施例的储能系统300的电路框图。请参见图1至图3,本申请提供一种储能系统300,所述储能系统300为户用储能系统300,该储能系统300包括电能转换装置310、储能装置100以及用电负载330。所述电能转换装置310用于将其它形式的能转换为电能;所述储能装置100电连接所述电能转换装置310,用于存储所述电能转换装置310的所述电能;所述用电负载330分别电连接所述电能转换装置310及所述储能装置100,用于利用电能转换装置310或所述储能装置100的所述电能进行工作。可以理解地,所述电能转换装置310转换的电能一部分储存在所述储能装置100中,一部分用于为所述用电负载330供电,所述储能装置100用于储存电能并在电价高峰时供给用电负载330。所述储能系统300既能将其它形成的能转换为电能,又能将电能储存在储能装置100中,以供给用电负载330足够的电能。
可选地,所述电能转换装置310可将太阳能、光能、风能、热能、潮汐能、生物质能及机械能等中的至少一种转换为电能,为所述用电负载330及所述储能装置100提供稳定的电源。
可选地,所述电能转换装置310可以为光伏板,所述光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,并储存在所述储能装置100。在其他实施例中,还可以为风能发电装置、热能发电装置、潮汐能发电装置、生物质能发电装置及机械能发电装置等中的至少一种。
可选地,所述储能装置100为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。在其他实施例中,储能装置100还可以为大型的储能集装箱、应用于电子设备的电池等。
可选地,所述用电负载330可以为路灯或家用电器、机动车辆等,储能装置100用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
可以理解的,储能装置100可包括但不限于包括单体电池、电池模组、电池包、电池系统等中的至少一种。单体电池可以为但不限于为圆柱电池、方形电池等中的至少一种。
可以理解地,本实施方式中附图示意仅仅为储能系统300的一种形态,不应当理解为对本申请提供的储能系统300的限定,也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的储能装置100的限定。
请参见图4及图5,图4为本申请一实施例的用电设备210的结构示意图。图5为本申请一实施例的用电设备210的局部爆炸结构示意图。本申请实施例还提供一种用电系统200,其包括:用电设备210以及储能装置100,所述储能装置100为所述用电设备210进行供电。
本申请实施例的用电设备210可以为但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等便携式电子设备。还可以为汽车、卡车、轿车、货车、货车、动车、高铁、电动自动车等交通工具。此外,还可以为各种家用电器例如冰箱、电灯、空调等。可以理解地,本申请附图示意的用电设备210仅仅是用电设备210的其中一种形态,不应当理解为对本申请提供的用电设备210的限定。
储能装置内部通常设置多个储能单元(例如多个电池单元),多个储能单元之间通过铝巴等电连接件电连接,并通过线束将储能单元与电池管理单元电连接,以采集储能单元的参数(例如电压参数、温度参数等),当多个储能单元中的部分发生热失控,防爆阀爆破,大量高温、高压可燃气体冲出时,高温气体迅速无规则散开充满储能装置的整个内部空间,高温可燃气体容易将线束、电连接件等表面的绝缘层熔化,从而导致线束或电连接件的绝缘失效或者短路,容易导致热失控蔓延、热失控范围扩大,产生火花导致起火,从而降低了储能装置使用的安全性。
请参见图6及图7,图6为本申请一实施例的储能装置100的结构示意图。图7为本申请一实施例的储能装置100的局部爆炸结构示意图。本申请实施例还一种储能装置100,其包括多个储能单元10、隔离板30、第一隔热件50及第二隔热件70。所述多个储能单元10沿第一方向(如图6双箭头A所示)依次排布,每个所述储能单元10包括防爆阀11;所述隔离板30位于所述多个储能单元10具有防爆阀11的一侧且沿第一方向延伸,所述隔离板30具有沿第一方向间隔排布的多个透气孔321,每个所述透气孔321与一个防爆阀11至少部分层叠,不同的防爆阀11与不同的透气孔321层叠;所述第一隔热件50与所述第二隔热件70位于所述隔离板30背离所述多个储能单元10的同一侧,所述第一隔热件50与所述第二隔热件70沿第二方向(如图6双箭头B所示)间隔设置于所述防爆阀11的相对两侧,所述第一隔热件50、所述第二隔热件70与所述隔离板30围合成引流通道101,所述引流通道101的相背两端均连通外部环境且连通所述防爆阀11面向所述隔离板30的空间,其中,所述第一方向与所述第二方向相交。
可选地,储能单元10可以应用于但不限于应用于锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池、储能电池等储能单元10。可以理解地,本申请附图示意的储能单元10仅仅是储能单元10的其中一种形态,不应当理解为对本申请提供的储能单元10的限定。
可选地,所述多个储能单元10的所述防爆阀11朝向同一侧。换言之,多个储能单元10的所述防爆阀11朝向同一方向。又换言之,多个储能单元10的所述防爆阀11位于所述多个储能单元10的同一侧的表面。
需要说明的是,每个所述透气孔321与一个防爆阀11至少部分层叠,不同的防爆阀11与不同的透气孔321层叠,可以理解为,每个所述防爆阀11在所述隔离板30面向所述储能单元10的表面的正投影与一个透气孔321在所述隔离板30面向所述储能单元10的表面的正投影至少部分层叠,不同的防爆阀11在所述隔离板30面向所述储能单元10的表面的正投影与不同的透气孔321在所述隔离板30面向所述储能单元10的表面的正投影至少部分层叠。在一具体实施例中,每个所述防爆阀11在所述隔离板30面向所述储能单元10的表面的正投影与一个透气孔321在所述隔离板30面向所述储能单元10的表面的正投影重合。
每个所述透气孔321与一个防爆阀11至少部分层叠,不同的防爆阀11与不同的透气孔321层叠,还可以理解为,每个所述透气孔321连通一个防爆阀11面向所述隔离板30的空间,不同的防爆阀11面向所述隔离板30的空间连通不同的透气孔321,所述透气孔321与防爆阀11一一对应。
需要说明的是,第一隔热件50与第二隔热件70均沿第一方向延伸。
需要说明的是,通过引流通道101可以将所述防爆阀11面向所述隔离板30的空间(即防爆阀11与隔离板30之间的空间)与外部环境连通。
“外部环境”指储能装置以外的环境。
可选地,第一方向与第二方向垂直。
本申请实施例的储能装置100通过在储能单元10的防爆阀11的相对两侧设置第一隔热件50及第二隔热件70,所述第一隔热件50、所述第二隔热件70与所述隔离板30围合成引流通道101,所述引流通道101的相背两端均连通外部环境且连通所述防爆阀11面向所述隔离板30的空间,通过设置引流通道101,在储能装置100的部分储能单元10发生热失控,部分储能单元10的防爆阀11发生爆破,储能单元10内瞬间产生大量高温、高压可燃气体并从防爆阀11位置冲出时,可以沿着引流通道101将该高温气体引流或导向至储能装置100的外部,可以避免高温气体在储能装置100内部无规则散开,充满储能装置100的整个空间,将储能装置100内将各储能单元10电连接的线束、电连接件(如铜排)等表面的绝缘层熔化,从而使得线束或电连接件的绝缘失效或发生短路,从而加剧热失控的蔓延,甚至产生火花,将储能装置100点燃,扩大热失控范围,从而使得本申请实施例的储能装置100在部分储能单元10发生热失控时,可以较好的避免热失控的蔓延和扩大,提高了储能装置100使用的安全性。
请参见图8,图8是本申请一实施例的第一隔热件50及第二隔热件70的结构示意图。在一些实施例中,所述第一隔热件50包括相连的第一隔热部51及第二隔热部53,所述第一隔热部51与所述第二隔热部53沿第一方向排布;所述第二隔热件70包括相连的第三隔热部71及第四隔热部73,所述第三隔热部71与所述第四隔热部73沿第一方向排布;所述第一隔热部51与第三隔热部71相向设置,所述第一隔热部51与第三隔热部71之间的间距自靠近所述第二隔热部53及第四隔热部73的一端朝向背离所述第二隔热部53及第四隔热部73的逐渐增加;所述第二隔热部53与第四隔热部73相向设置,所述第二隔热部53与第四隔热部73之间的间距自靠近所述第一隔热部51及第三隔热部71的一端朝向背离所述第一隔热部51及第三隔热部71的逐渐增加。
可以理解地,所述第一隔热部51与第三隔热部71沿第二方向排布,所述第一隔热部51与第三隔热部71为一体结构,所述第一隔热部51与第三隔热部71为第一隔热件50的两个不同部分。所述第二隔热部53与第四隔热部73也沿第二方向排布,所述第二隔热部53与第四隔热部73为一体结构,所述第二隔热部53与第四隔热部73为第二隔热件70的两个不同部分。
可以理解地,第一隔热件50与第二隔热件70之间的间距自靠近中间位置朝向靠近两边的位置逐渐增加。换言之,第一隔热件50与第二隔热件70之间靠近中间的位置的间距小于靠近两端的位置的距离。
还可以理解地,引流通道101自第一隔热部51与第二隔热部53(或者第三隔热部71与第四隔热部73)的连接处,朝向该引流通道101的相对两端的方向上,引流通道101的宽度逐渐增加。换言之,引流通道101的宽度自中间位置,朝向两端的方向上,宽度逐渐增加。
可以理解地,第一隔热部51与第三隔热部71之间呈喇叭口形状设置,第二隔热部53与第四隔热部73之间呈喇叭口形状设置。换言之,第一隔热件50与第二隔热件70之间呈双向喇叭口的形状设置。又换言之,第一隔热件50与第二隔热件70形成对开的喇叭口结构。
在本实施例中,通过使第一隔热部51与第三隔热部71之间,第二隔热部53与第四隔热部73之间均呈喇叭口形状设置,从而形成双向喇叭口的形状,当储能装置100内的部分储能单元10发生热失控,防爆阀11发生爆破,冲出大量高温、高压可燃气体时,高温可燃气体可以更好的沿着引流通道101向两侧更快速的排出储能装置100的外部(即外界环境),提高了高温可燃气体排出储能装置100的速度,可以使得高温可燃气体的排气更加顺畅,可以更好的避免储能装置100热失控的蔓延,提高储能装置100使用的安全性。
请参见图9,图9是本申请图8实施例的第一隔热件50及第二隔热件70的俯视图。可选地,所述第一隔热部51与第三隔热部71之间的角度α的范围为:5°≤α≤30°。换言之,所述第一隔热部51面向第三隔热部71的表面与第三隔热部71面向所述第一隔热部51的表面之间的角度α具体地,所述第一隔热部51与第三隔热部71之间的角度α可以为但不限于为5°、8°、10°、13°、15°、18°、20°、23°、25°、28°、30°等。所述第一隔热部51与第三隔热部71之间的角度α太小,对于发生热失控时,高温可燃气体排气速度的提升有限,所述第一隔热部51与第三隔热部71之间的角度α太大,不利于储能装置100内其它部件的排布。当所述第一隔热部51与第三隔热部71之间的角度α为5°≤α≤30°时,既可以在发生热失控时提高高温可燃气体的排出速度,又可以使得储能装置100的部件的排布更为紧凑,提高储能装置100的能量密度。
在一具体实施例中,第一隔热部51面向第三隔热部71的表面为平面,第三隔热部71面向第一隔热部51的表面为平面,第一隔热部51面向第三隔热部71的表面与第三隔热部71面向第一隔热部51的表面之间的角度为5°至30°之间。
在另一具体实施例中,第一隔热部51面向第三隔热部71的表面为曲面,第三隔热部71面向第一隔热部51的表面为曲面,第一隔热部51面向第三隔热部71的表面与第三隔热部71面向第一隔热部51的表面之间的角度在5°与30°之间的任意一个区间内,指靠近第二隔热部53及第四隔热部73的位置向远离第二隔热部53的位置逐渐增大,例如由8°逐渐增加至20°。
可选地,所述第二隔热部53与第四隔热部73之间的角度β的范围为:5°≤β≤30°。换言之,所述第二隔热部53面向第四隔热部73的表面与第四隔热部73面向所述第二隔热部53的表面之间的角度β的范围为:5°≤β≤30°。具体地,所述第二隔热部53与第四隔热部73之间的角度β可以为但不限于为5°、8°、10°、13°、15°、18°、20°、23°、25°、28°、30°等。所述第二隔热部53与第四隔热部73之间的角度β太小,对于发生热失控时,高温可燃气体排气速度的提升有限,所述第二隔热部53与第四隔热部73之间的角度β太大,不利于储能装置100内其它部件的排布。当所述第二隔热部53与第四隔热部73之间的角度β为5°≤β≤30°时,既可以在发生热失控时提高高温可燃气体的排出速度,又可以使得储能装置100的部件的排布更为紧凑,提高储能装置100的能量密度。
在一具体实施例中,第二隔热部53面向第四隔热部73的表面为平面,第四隔热部73面向第二隔热部53的表面为平面,第二隔热部53面向第四隔热部73的表面与第四隔热部73面向第二隔热部53的表面之间的角度为5°至30°之间。
在另一具体实施例中,第二隔热部53面向第四隔热部73的表面为曲面,第四隔热部73面向第二隔热部53的表面为曲面,第二隔热部53面向第四隔热部73的表面与第四隔热部73面向第二隔热部53的表面之间的角度在5°与30°之间的任意一个区间内,自靠近第一隔热部51及第三隔热部71的位置向远离第二隔热部53的位置逐渐增大,例如由8°逐渐增加至20°。
可选地,所述第一隔热件50与所述第二隔热件70之间的最小间距大于防爆阀11沿第二方向上的最小长度。这样可以更好的保证储能装置100发生热失控,防爆阀11发生爆破时,防爆阀11位置排出的高温、高压可燃气体可以全部进入引流通道101,而不会窜到引流通道101以外的位置。
可选地,所述第一隔热件50与所述第二隔热件70之间的最小间距d的范围为:8mm≤d≤25mm。具体地,所述第一隔热件50与所述第二隔热件70之间的最小间距d可以为但不限于8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm等。所述第一隔热件50与所述第二隔热件70之间的最小间距过小,则可能会影响防爆阀11的开阀,所述第一隔热件50与所述第二隔热件70之间的最小间距过大,不利于储能装置100内部件的紧密排布,不利于提高储能装置100的能量密度。
可选地,第一隔热件50可以为但不限于为云母板、陶瓷硅橡胶隔热板、气凝胶隔热板等中的至少一种。
可选地,第二隔热件70可以为但不限于为云母板、陶瓷硅橡胶隔热板、气凝胶隔热板等中的至少一种。
请参见图10及图11,图10是本申请一实施例的隔离板30的结构示意图。图11是图10虚线框I的放大图。在一些实施例中,所述隔离板30包括本体部32、第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35及第四安装部36,所述本体部32具有沿第一方向间隔排布的多个透气孔321,所述第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35及第四安装部36沿所述第二方向依次间隔设置于所述本体部32背离所述多个储能单元10的表面,所述第一安装部33及所述第二安装部34设置于所述透气孔321的同一侧,所述本体部32、第一安装部33及第二安装部34围合成第一装配槽37,所述第一装配槽37用于设置所述第一隔热件50;所述第三安装部35及所述第四安装部36均设置于所述透气孔321的背离所述第一安装部33及所述第二安装部34的一侧,所述本体部32、第三安装部35及第是安装部围合成第二装配槽38,所述第二装配槽38用于设置所述第二隔热件70。
可以理解地,所述第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35及第四安装部36均沿第一方向延伸,第二安装部34与第三安装部35设置于透气孔321的相背两侧,第一安装部33设置于第二安装部34背离第三安装部35的一侧,第四安装部36设置于第三安装部35背离第二安装部34的一侧。
可以理解地,本体部32、第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35及第四安装部36为一体结构,本体部32、第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35及第四安装部36均为隔离板30的不同部分。
在本实施例中,通过本体部32、第一安装部33与第二安装部34的配合,可以更稳固的将第一隔热件50安装于隔离板30上,通过本体部32、所述第三安装部35与所述第四安装部36的配合,可以更稳固的将第二隔热件70安装于隔离板30上。此外,还可以使得第一隔热件50及第二隔热件70与隔离板30之间无间隙配合,在储能装置100发生热失控时,更好的避免高温可燃气体排出至第一隔热件50或第二隔热件70背离引流通道101的一侧。
请参见图12至图16,图12是本申请又一实施例的储能装置100的结构示意图。图13是本申请图12实施例的储能装置100的局部爆炸结构示意图。图14是图10的隔离板30另一视角的结构示意图。图15是图14中虚线框II的放大图。图16是图10中虚线框III的放大图。在一些实施例中,所述储能装置100还包括框体20及盖板40,所述框体20具有收容槽21,所述收容槽21用于收容所述多个储能单元10、所述隔离板30、第一隔热件50以及第二隔热件70,所述盖板40封闭所述收容槽21并固定于所述框体20。所述隔离板30还包括第一弹性部31及第二弹性部39,所述第一弹性部31及第二弹性部39均设置于所述本体部32背离所述多个储能单元10的表面;所述第一弹性部31至少部分位于所述第一装配槽37内,用于抵持所述第一隔热件50,以使所述第一隔热件50背离所述第一弹性部31的端面紧密贴合所述盖板40面向所述收容槽21的表面;所述第二弹性部39至少部分位于所述第二装配槽38内,用于抵持所述第二隔热件70,以使所述第二隔热件70背离所述第二弹性部39的端面紧密贴合所述盖板40面向所述收容槽21的表面。
可以理解地,本体部32、第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35、第四安装部36、第一弹性部31及第二弹性部39为一体结构,本体部32、第一安装部33、第二安装部34、第三安装部35、第四安装部36、第一弹性部31及第二弹性部39均为隔离板30的不同部分。
可以理解地,所述收容槽21具有开口(图未示),所述盖板40设置于所述开口处,并与框体20固定,从而将多个储能单元10、隔离板30、第一隔热件50及第二隔热件70等储能装置100的部件限制在收容槽21内。
在本实施例中,第一隔热件50的一端抵持第一弹性部31,另一端抵持盖板40面向收容槽21的表面,当第一隔热件50及盖板40装配完成后,第一隔热件50挤压第一弹性部31发生形变,从而使得隔离板30、第一隔热件50及盖板40之间过盈配合,从而可以在储能装置100发生热失控时,更好的防止储能装置100排出的高温、高压可燃气体流动至第一隔热件50背离引流通道101的一侧,损坏第一隔热件50背离引流通道101的一侧线束或电连接件表面的绝缘层。同样地,第二隔热件70的一端抵持第二弹性部39,另一端抵持盖板40面向收容槽21的表面,当第二隔热件70及盖板40装配完成后,第二隔热件70挤压第二弹性部39发生形变(第二隔热件70装配后,第二弹性部39与第二隔热件70的配合关系图17及图18所示,图17是本申请又一实施例的储能装置100的结构示意图,图中省略了盖板40;图18是图17中虚线框IV的放大图。),从而使得隔离板30、第二隔热件70及盖板40之间过盈配合,从而可以在发生热失控时,更好的防止储能装置100排出的高温、高压可燃气体流动至第二隔热件70背离引流通道101的一侧,损坏第二隔热件70背离引流通道101的一侧线束或电连接件表面的绝缘层。这样可以更好的防止储能装置100发生热失控时,热失控的蔓延,防止储能装置100产生火花,被点燃,提高储能装置100使用的安全性。
如图15所示,可选地,所述第二安装部34还具有第一开槽341,第一弹性部31还部分位于所述第一开槽341内。这样可以进一步使得第一弹性部31具有更好的机械强度。
如图16所示,可选地,第三安装部35还具有第二开槽351,第二弹性部39还部分位于所述第二开槽351内。这样可以进一步使得第二弹性部39具有更好的机械强度。
请参见图19至图21,图19是图17中虚线框V的放大图。图20是图17中虚线框VI的放大图。图21是本申请隔离板30、第一隔热件50及第二隔热件70的装配图。
可选地,所述引流通道101具有位于其相对两端的第一引流口1011及第二引流口1013,框体20具有沿第一方向相背设置的第一排气孔23及第二排气孔25,所述第一排气孔23连通所述第一引流口1011,所述第二排气孔25连通第二引流口1013。这样在储能装置100发生热失控时,高温可燃气体通过引流通道101被引流至第一引流口1011及第二引流口1013,最后通过第一排气孔23及第二排气孔25排出储能装置100外。
在一些实施例中,所述储能装置100还包括排气装置60,所述排气装置60设置于所述第一排气孔23,用于将引流通道101内的气体排至储能装置100的外部,以便在储能装置100发生热失控时,可以加速将引流通道101内的高温可燃气体快速排出储能装置100外。
可选地,所述排气装置60可以为但不限于为风扇、鼓风机等。
请参见图22,图22是图15中虚线框VII的放大图。在一些实施例中,所述第一弹性部31包括第一支撑子部311及第一凸出子部313,所述第一支撑子部311连接所述本体部32面向所述第一隔热件50的表面,所述第一凸出子部313凸设于所述第一支撑子部311背离所述本体部32的表面,用于抵持所述第一隔热件50,沿第一支撑子部311及第一凸出子部313的排布方向上,所述第一凸出子部313的高度h1的范围:0.5mm≤h1≤1.5mm。具体地,第一凸出子部313的高度h1可以为但不限于为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等。所述第一凸出子部313的高度太小,则难以和第一隔热件50及盖板40发生过盈配合,容易使得第一隔热件50与盖板40之间存在间隙,从而在储能装置100发生热失控时,高温可燃气体从该间隙排出至第一隔热件50背离引流通道101的一侧,提高了热失控蔓延的风险,降低了储能装置100使用的安全性;所述第一凸出子部313的高度太大,提高了盖板40装配的难度。
可选地,第一支撑子部311与第一凸出子部313沿第三方向(图未示)排布,其中,所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两相交。在一具体实施例中,所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两相互垂直,第三方向为储能单元10、隔离板30及第一隔热件50(或第二隔热件70)的层叠方向或排布方向。
可选地,沿所述第一方向上,所述第一支撑子部311的相对两端均凸出于所述第一凸出子部313。
请参见图23,图23是图16中虚线框VIII的放大图。在一些实施例中,所述第二弹性部39包括第二支撑子部391及第二凸出子部393,所述第二支撑子部391连接所述本体部32面向所述第二隔热件70的表面,所述第二凸出子部393凸设于所述第二支撑子部391背离所述本体部32的表面,用于抵持所述第二隔热件70,沿第二支撑子部391及第二凸出子部393的排布方向上,所述第二凸出子部393的高度h2的范围:0.5mm≤h2≤1.5mm。具体地,第二凸出子部393的高度h2可以为但不限于为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等。所述第二凸出子部393的高度太小,则难以和第二隔热件70及盖板40发生过盈配合,容易使得第二隔热件70与盖板40之间存在间隙,从而在储能装置100发生热失控时,高温可燃气体从该间隙排出至第二隔热件70背离引流通道101的一侧,提高了热失控蔓延的风险,降低了储能装置100使用的安全性;所述第二凸出子部393的高度太大,提高了盖板40装配的难度。
可选地,第二支撑子部391与第二凸出子部393沿第三方向排布,其中,所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两相交。在一具体实施例中,所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两相互垂直,第三方向为储能单元10、隔离板30及第二隔热件70(或第一隔热件50)的层叠方向或排布方向。
可选地,沿所述第一方向上,所述第二支撑子部391的相对两端均凸出于所述第二凸出子部393。
请再次参见图22,可选地,所述第一支撑子部311与所述第一凸出子部313的连接处具有第一弧形过渡面315,所述第一弧形过渡面315的曲率半径R1的范围为:0.5mm≤R1≤1.5mm。具体地,所述第一弧形过渡面315的曲率半径R1可以为但不限于为0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm等。这样可以使得所述第一支撑子部311与所述第一凸出子部313的连接处弧形平滑过渡连接,这样利于增加第一弹性部31的机械强度,防止在第一隔热件50及盖板40组装时,第一弹性部31的局部机械强度太弱,导致断裂,无法形成过盈配合。
可选地,第一弧形过渡面315可以为但不限于为圆弧过渡面。
在一具体实施例中,第一弧形过渡面315的数量为两个,两个第一弧形过渡面315沿第一方向上间隔设置,两个第一弧形过渡面315均朝向相向的方向凹陷,即每个第一弧形过渡面315朝向另一个圆弧过渡面的方向凹陷。
请再次参见图23,可选地,所述第二支撑子部391与所述第二凸出子部393的连接处具有第二弧形过渡面395,所述第二弧形过渡面395的曲率半径R2的范围为:0.5mm≤R2≤1.5mm。具体地,所述第二弧形过渡面395的曲率半径R2可以为但不限于为0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm等。这样可以使得所述第二支撑子部391与所述第二凸出子部393的连接处弧形平滑过渡连接,这样利于增加第二弹性部39的机械强度,防止在第二隔热件70及盖板40组装时,第二弹性部39的局部机械强度太弱,导致断裂,无法形成过盈配合。
可选地,第二弧形过渡面395可以为但不限于为圆弧过渡面。
在一具体实施例中,第二弧形过渡面395的数量为两个,两个第二弧形过渡面395沿第二方向上间隔设置,两个第二弧形过渡面395均朝向相向的方向凹陷,即每个第二弧形过渡面395朝向另一个圆弧过渡面的方向凹陷。
可选地,所述第一弹性部31的弹性模量E1的范围为:2.0GPa≤E1≤2.5GPa。具体地,第一弹性部31的弹性模量可以为但不限于为2.0GPa、2.1GPa、2.2GPa、2.3GPa、2.4GPa、2.5GPa等。所述第一弹性部31的弹性模量太大,则第一弹性部31容易断裂,且在进行第一隔热件50及盖板40的安装时,难以挤压第一弹性部31,第一隔热件50与盖板40的装配。所述第一弹性部31的弹性模量太小,则第一弹性部31的弹力不足,难以与第一隔热件50及盖板40形成过盈配合,使得第一隔热件50与盖板40之间容易留空(即存在间隙),使得储能装置100发生热失控时,高温可燃气体从该间隙排出至第一隔热件50背离引流通道101的一侧,提高了热失控蔓延的风险,降低了储能装置100使用的安全性。
可选地,所述第二弹性部39的弹性模量E2的范围为:2.0GPa≤E2≤2.5GPa。具体地,第二弹性部39的弹性模量可以为但不限于为2.0GPa、2.1GPa、2.2GPa、2.3GPa、2.4GPa、2.5GPa等。所述第二弹性部39的弹性模量太大,则第二弹性部39容易断裂,且在进行第二隔热件70及盖板40的安装时,难以挤压第二弹性部39,第二隔热件70与盖板40的装配。所述第二弹性部39的弹性模量太小,则第二弹性部39的弹力不足,难以与第二隔热件70及盖板40形成过盈配合,使得第二隔热件70与盖板40之间容易留空(即存在间隙),使得储能装置100发生热失控时,高温可燃气体从该间隙排出至第二隔热件70背离引流通道101的一侧,提高了热失控蔓延的风险,降低了储能装置100使用的安全性。
请再次参见图20,在一些实施例中,所述储能装置100还包括线束80,所述线束80用于将所述多个储能单元10电连接,所述线束80设置于所述第一隔热件50与第二隔热件70中的至少一者背离所述防爆阀11的一侧。
可以理解地,线束80可以仅设在第一隔热件50背离防爆阀11的一侧,或者仅设在第二隔热件70背离防爆阀11的一侧,或者,第一隔热件50背离防爆阀11的一侧与第二隔热件70背离防爆阀11的一侧均设有线束80。
在本实施例中,将线束80设置在所述第一隔热件50与第二隔热件70中的至少一者背离所述防爆阀11的一侧,这样可以将线束80与引流通道101隔开,在储能装置100的部分储能单元10发生热失控,部分储能单元10的防爆阀11发生爆破,储能单元10内大量高温、高压可燃气体从防爆阀11位置冲出时,可以将线束80与高温可燃气体隔开,避免线束80的绝缘层被融化,发生短路,从而导致热失控加剧和蔓延。
请再次参见图20,在一些实施例中,所述储能装置100还包括电连接件90,所述电连接件90设置于所述第一隔热件50与第二隔热件70中的至少一者背离所述防爆阀11的一侧且承载于隔离板30,用于将所述多个储能单元10与所述线束80电连接。电连接件90可以使得多个储能单元之间的电连接更为稳定。
可以理解地,电连接件90可以仅设在第一隔热件50背离防爆阀11的一侧,或者仅设在第二隔热件70背离防爆阀11的一侧,或者,第一隔热件50背离防爆阀11的一侧与第二隔热件70背离防爆阀11的一侧均设有电连接件90。
可选地,电连接件90可以为但不限于为铜排、铜板、铝片等中的至少一种。
请参见图24,在一些实施例中,所述储能装置100还包括电池管理单元102,所述电池管理单元102电连接所述线束80,并通过所述线束80采集所述储能单元10的参数并控制所述储能单元10进行工作。
换言之,电池管理单元102通过所述线束80与电连接件90电连接,并通过电连接件90与所述多个储能单元10电连接。
可选地,所述储能单元10的参数可以为但不限于为电流、电压、充放电速率、电容量等参数信息。
可选地,所述电池管理单元102可以为但不限于为控制器、处理器等。处理器包括一个或者多个通用处理器,其中,通用处理器可以是能够处理电子指令的任何类型的设备,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及ASIC等等。处理器用于执行各种类型的数字存储指令,例如存储在存储器中的软件或者固件程序,它能使计算设备提供较宽的多种服务。
在一些实施例中,所述储能装置100还包括温度传感器103,所述温度传感器103靠近所述储能单元10设置,所述温度传感器103电连接所述电池管理单元102,用于在电池管理单元102的控制下,采集储能单元10的温度,并将采集到的温度信息传输给电池管理单元102,以便所述电池管理单元102根据所述温度信号控制所述多个储能单元10的工作状态;例如,在温度超过阈值时,控制储能装置100停止充放电等,以避免温度过高。
在一具体实施例中,温度传感器103设置于电连接件90背离储能单元10的表面。
可选地,温度传感器103的数量可以为一个或多个,当温度传感器103的数量为多个时,多个温度传感器103间隔设置于所述多个储能单元10的外周。
在本申请中提及“实施例”“实施方式”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外,还应该理解的是,本申请各实施例所描述的特征、结构或特性,在相互之间不存在矛盾的情况下,可以任意组合,形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。