CN117594890A - 具有消防灭火功能的储能柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有消防灭火功能的储能柜，包括储能机柜、推料组件、电池模块、感应组件和转移组件。储能机柜具有多个储能腔，储能腔其中一侧开设有电池槽口，储能机柜底部邻近电池槽口的一侧设有灭火仓；推料组件包括多个推料机构，推料机构具有朝向电池槽口的推料端；多个电池模块一一对应地设于储能腔，并位于推料端朝向电池槽口的一侧；转移组件包括导轨、升降驱动机构、以及转移机构，转移机构滑动配合于导轨，并位于灭火仓的上方。本发明通过感应组件、推料组件和转移组件共同作用，能够及时发现热失控的电池模块，并将其转移到灭火仓内进行隔离降温，既能够及时扑灭明火，阻止火势蔓延，又能够防止电池模块复燃。

Description

具有消防灭火功能的储能柜

技术领域

本发明属于电池储能柜技术领域，具体涉及一种具有消防灭火功能的储能柜。

背景技术

电池储能柜是一种电力储能设备，可以用作光伏电站储能、备用电源、换电柜等。储能柜的特点是由多个单体电池或电池模块构成，其数量根据实际对电能的需求有多有少。电池在充放电时会产生热量，热量如果不能及时散发，会导致电池高温起火等事故，因此储能柜内通常设有散热装置，常见的有风冷和液冷散热两种形式，其作用是对工作中的电池进行冷却降温。

导致电池发热的原因不仅限于电池正常使用，还有产品制造、安装环境、过度充电等因素也会导致电池出现热失控现象。热失控一般是发自某个电池组内部，并逐渐向外蔓延，时间久了会危及整个电池柜，甚至危及整个储能站。因此，对储能柜设置消防灭火措施是必要的。

现有的针对电池储能柜的灭火模式大多采用向柜内释放灭火剂(如干粉、惰性气体等)，灭火剂的释放采取全域覆盖的原则，会散布到整个电池储能柜内部，灭火剂的使用量大，后期清理成本高昂。此外，针对锂电池起火后的扑灭，灭火剂仅仅能扑灭明火，由于锂电池内部的高温反应仍在进行，存在复燃的可能性，无法完全消除起火风险。

发明内容

本发明提供一种具有消防灭火功能的储能柜，旨在解决现有技术中储能柜在内部锂电池起火后无法有效灭火，仍存在复燃风险的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种具有消防灭火功能的储能柜，包括：

储能机柜，具有自上至下依次设置的多个储能腔，相邻的所述储能腔之间设有防火隔板，所述储能腔的其中一侧开设有电池槽口，所述储能机柜底部邻近所述电池槽口的一侧设有灭火仓；

推料组件，包括与所述储能腔一一对应的多个推料机构，所述推料机构设于所述储能机构背离所述电池槽口的一侧，并具有朝向所述电池槽口的推料端；

多个电池模块，一一对应地设于所述储能腔，并位于所述推料端朝向所述电池槽口的一侧；

多个感应组件，一一对应地设于所述储能腔，所述感应组件与所述推料组件通讯连接；以及

转移组件，包括导轨、升降驱动机构、以及转移机构，所述导轨沿竖向设于所述储能机柜，所述转移机构滑动配合于所述导轨，并位于所述灭火仓的上方，所述转移机构用于托载所述电池模块，所述升降驱动机构用于驱动所述转移机构沿所述导轨上下移动。

在一种可能的实现方式中，所述电池模块包括：

托架，包括底板以及沿周向设于所述底板的多个夹持件，所述底板和所述夹持件共同围合形成夹持空间；以及

电池单体，设于所述夹持空间。

在一种可能的实现方式中，所述转移机构包括：

第一支撑臂，滑动配合于所述导轨；

第一托板，转动配合于所述第一支撑臂，且转轴沿水平方向延伸；以及

第一驱动机构，设于所述第一支撑臂，用于驱动所述第一托板绕水平方向的轴线转动。

在一种可能的实现方式中，所述第一托板的承托面设有电磁吸盘，所述电池模块用于与所述承托面接触的一侧设有磁吸块。

在一种可能的实现方式中，所述储能机柜的相对两侧分别设有进风管和回风管，所述进风管和所述回风管分别与多个所述储能腔一一连通。

在一种可能的实现方式中，所述电池模块的底部设有多个支撑轮；所述储能腔的顶壁在邻近所述电池槽口的一侧设有上封条，所述储能腔的底壁在邻近所述电池槽口的一侧开设有第一滑动槽，所述第一滑动槽内设有封堵单元，所述封堵单元包括滑动配合设于所述第一滑动槽内的下封条，以及用于驱动所述下封条上下移动的第二驱动机构，所述下封条具有上端伸出所述第一滑动槽的第一状态，以及上端与所述储能腔的底壁平齐的第二状态。

在一种可能的实现方式中，所述电池模块邻近所述电池槽口的一侧设有封板，当所述电池模块容置于对应的所述储能腔时，所述封板的上部与所述上封条背离所述推料端的一侧密封接触，所述封板的下部与所述下封条背离所述推料端的一侧密封接触。

在一种可能的实现方式中，所述封板与所述上封条之间、所述封板与所述下封条之间分别通过磁吸密封条密封配合。

在一种可能的实现方式中，所述转移机构包括：

第二支撑臂，滑动配合于所述导轨；

第二托板，设于所述第二支撑臂，所述第二托板的上表面沿所述电池槽口的开口方向开设有贯通的第二滑动槽，所述第二滑动槽与所述支撑轮相对应，且所述第二滑动槽的深度大于所述支撑轮的支撑高度；

斜托架，设于所述第二滑动槽，所述斜托架的上表面为斜面；以及

第三驱动机构，设于所述第二滑动槽，用于驱动所述斜托架上下移动。

在一种可能的实现方式中，所述感应组件包括温度传感器和烟雾传感器。

与现有技术相比，本发明提供的具有消防灭火功能的储能柜的有益效果是：

本发明提供的具有消防灭火功能的储能柜包括储能机柜、推料组件、电池模块、感应组件和转移组件，储能机柜自上至下形成多层储能腔，用于容置电池模块，储能机柜的底部设有灭火仓，灭火仓内存放有冷却水。推料组件设置在储能机柜背离电池槽口的一侧，感应组件设置在储能腔内，转移组件包括设置在储能机构的导轨，以及设置在电池槽口的一侧，并能够沿导轨上下移动转移机构。使用期间，当感应组件检测到其中一个储能腔内的电池模块温度异常时，升降驱动机构驱动转移机构移动到对应电池槽口的位置，推料组件将热失控的电池模块从电池槽口推出，使热失控的电池模块从储能腔内转移到转移组件上，然后升降驱动机构驱动转移组件下降，使其上托载的电池模块浸没至灭火仓的冷却水中，利用冷却水对电池模块进行灭火和降温。

本发明通过感应组件、推料组件和转移组件共同作用，能够及时发现热失控的电池模块，并将其转移到灭火仓内进行隔离降温，既能够及时扑灭明火，阻止火势蔓延，又能够防止电池模块复燃。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例提供的具有消防灭火功能的储能柜的结构示意图一；

图2为本发明其中一个实施例提供的具有消防灭火功能的储能柜的结构示意图二；

图3为本发明其中一个实施例提供的具有消防灭火功能的储能柜的结构示意图三；

图4为图3中A部的局部放大图；

图5为本发明其中一个实施例中转移机构和电池模块的结构示意图；

图6为本发明其中另一个实施例中转移机构和电池模块的结构示意图一；

图7为本发明其中另一个实施例中转移机构和电池模块的结构示意图二；

图8为本发明其中一个实施例提供的电池模块的结构示意图。

附图标记说明：

1、具有消防灭火功能的储能柜；

10、储能机柜；11、防火隔板；111、第一滑动槽；112、电池槽口；12、灭火仓；13、进风管；14、回风管；15、上封条；16、下封条；

20、推料机构；21、推料端；

30、电池模块；31、托架；311、底板；312、夹持件；32、电池单体；33、支撑轮；34、封板；

40、转移组件；41、导轨；42、转移机构；421、第一支撑臂；422、第一托板；423、第一驱动机构；424、第二托板；425、第二滑动槽；426、斜托架。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”、“固设”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。“多个”指两个及以上数量。“至少一个”指一个及以上数量。“若干”指一个及以上数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请一并参阅图1至图8，下面对本发明实施例提供的具有消防灭火功能的储能柜1进行说明。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种具有消防灭火功能的储能柜1，包括储能机柜10、推料组件、电池模块30、感应组件和转移组件40。储能机柜10具有自上至下依次设置的多个储能腔，相邻的储能腔之间设有防火隔板11，储能腔的一侧开设有电池槽口112，储能机柜10底部邻近电池槽口的一侧设有灭火仓12；推料组件包括与储能腔一一对应的多个推料机构20，推料机构20设于储能机构背离电池槽口的一侧，并具有朝向电池槽口的推料端21；多个电池模块30一一对应地设于储能腔，并位于推料端21朝向电池槽口的一侧；多个感应组件一一对应地设于储能腔，感应组件与推料组件通讯连接；转移组件40包括导轨41、升降驱动机构、以及转移机构42，导轨41沿竖向设于储能机柜10，转移机构42滑动配合于导轨41，并位于灭火仓12的上方，转移机构42用于托载对应的电池模块30，升降驱动机构用于驱动转移机构42沿导轨41上下移动。

与现有技术相比，本发明实施例提供的具有消防灭火功能的储能柜1的有益效果是：

本发明实施例提供的具有消防灭火功能的储能柜1包括储能机柜10、推料组件、电池模块30、感应组件和转移组件40，储能机柜10自上至下形成多层储能腔，用于容置电池模块30，储能机柜10的底部设有灭火仓12，灭火仓12内存放有冷却水。推料组件设置在储能机柜10背离电池槽口的一侧，感应组件设置在储能腔内，转移组件40包括设置在储能机构的导轨41，以及设置在电池槽口的一侧，并能够沿导轨41上下移动转移机构42。使用期间，感应组件与推料组件通讯连接，当感应组件检测到电池起火后，将信号传输至对应的推料组件，使推料组件的推料端动作。当感应组件检测到其中一个储能腔内的电池模块30温度异常时，升降驱动机构驱动转移机构42移动到对应电池槽口的位置，推料组件将热失控的电池模块30从电池槽口推出，使热失控的电池模块30从储能腔内转移到转移组件40上，然后升降驱动机构驱动转移组件40下降，使其上托载的电池模块30浸没至灭火仓12的冷却水中，利用冷却水对电池模块30进行灭火和降温。

本发明实施例通过感应组件、推料组件和转移组件40共同作用，能够及时发现热失控的电池模块30，并将其转移到灭火仓12内进行隔离降温，既能够及时扑灭明火，阻止火势蔓延，又能够防止电池模块30复燃。

本发明实施例中储能机柜10可以是金属或其他材质的柜体结构，柜体的存储空间通过防火隔板11分隔为上下多层设置的储能腔。储能腔的一侧形成有电池槽口，用于供电池模放入和取出。相邻的储能腔之间采用防火隔热材质的防火隔板11分隔开，能够在电池起火时起到阻隔火势的作用。储能机柜10的底部设置有灭火仓12，灭火仓12可以固定设置，也可以如图1所示采用抽拉滑动的方式设置。灭火仓12内存储有冷却水，用于扑灭起火的电池模块30(锂电池)并对其持续降温，防止其复燃。

电池模块30一一对应地设于储能腔内，电池模块30可以是单个的锂电池，也可以是多个锂电池组成的装配体。多个电池模块30之间可以通过线缆连接，用于对外充放电，考虑到电池模块30在起火后需要推出储能腔，与电池模块30连接的线缆应当采用可插拔式的结构，能够在外力的作用下与储能柜分离。

推料组件包括多个推料机构20，推料机构20用于将热失控的电池模块30从对应的电池槽口推送到转移机构42上。推料机构20具有能够朝向电池槽口伸缩的伸缩端，推料机构20可以是气缸、电动伸缩杆、液压油缸等。

感应组件设置在储能腔内，感应组件可以包括温度传感器、烟雾传感器中的至少一种，温度传感器可以监测电池模块30的温度，当电池温度异常时，能够及时发现。烟雾传感器能够在电池模块30冒烟时及时发生。

转移组件40包括导轨41、升降驱动机构和转移机构42，转移机构42能够沿导轨41上下移动，升降驱动机构可以是竖向设置的气缸、剪叉式升降机、液压油缸等。

请参阅图8，在一些可能的实施例中，电池模块30包括托架31和电池单体32，托架31包括底板311以及沿周向设于底板311的多个夹持件312，底板311和夹持件312共同围合形成夹持空间；电池单体32设于夹持空间。

本实施例中电池模块30包括托架31和电池单体32，托架31一般采用金属结构，用于支撑和保护电池单体32，温度传感器和烟雾传感器可以安装在托架31上，并根据需要设置一个或多个。

请参阅图1、图2和图5，在一些可能的实施例中，转移机构42包括第一支撑臂421、第一托板422和第一驱动机构423。第一支撑臂421滑动配合于导轨41；第一托板422转动配合于第一支撑臂421，且转轴沿水平方向延伸；第一驱动机构423设于第一支撑臂421，用于驱动第一托板422绕水平方向的轴线转动。

本实施例中转移机构42包括第一支撑臂421、第一托板422和第一驱动机构423，第一支撑臂421与导轨41滑动配合，能够沿导轨41上下滑动，第一托板422如图5所示为平板状，并能够绕水平方向的轴线转动。第一驱动机构423可以是电机等旋转驱动件，能够驱动第一托板422绕轴线旋转。当需要承载电池模块30时，第一托板422保持水平姿态，当需要将电池模块30转移至灭火仓12内时，升降驱动机构驱动转移机构42移动至灭火仓12上方较低位置，防止电池模块30掉落时磕碰或溅起较多水花。然后第一驱动机构423驱动第一托板422旋转至倾斜姿态，使电池模块30沿斜面滑落至灭火仓12内。

上述实施例中电池模块30沿斜面滑落至灭火仓12内，灭火仓12需要做得较大。为了解决上述问题，在一些可能的实施例中，第一托板422用于托载电池模块30的承托面设有电磁吸盘，电池模块30用于与承托面接触的侧面(即底部)设有磁吸块。

本实施例中第一托板422的承托面设有电磁吸盘，当承载电池模块30时，电磁吸盘通电产生磁力，与磁吸块吸附，能够防止电池模块30掉落。当需要将电池模块30转移至灭火仓12内时，通过第一驱动机构423驱动第一托板422绕轴线旋转180°，使电池模块30朝下，然后电磁吸盘断电，电池模块30在重力的作用下落入下方的灭火仓12内。本实施例与电池模块30沿斜面滑落的方式相比，灭火仓12可以做得较小，有助于减小占地面积。

请参阅图1和图2，在一些可能的实施例中，储能机柜10的相对两侧分别设有进风管13和回风管14，进风管13和回风管14分别与多个储能腔一一连通，进风管13和回风管14分别与空调机组的出风口和回风口连通，空调机组通过进风管13和回风管14产生循环流动的冷风，用于对电池模块30日常散热。

请参阅图3和图4，在一些可能的实施例中，电池模块30的底部设有多个支撑轮33；储能腔的顶壁在邻近电池槽口的一侧设有上封条15，储能腔的底壁在邻近电池槽口的一侧开设有第一滑动槽111，第一滑动槽111内设有封堵单元，封堵单元包括滑动配合设于第一滑动槽111内的下封条16，以及用于驱动下封条16上下移动的第二驱动机构，下封条16具有上端伸出第一滑动槽111的第一状态，以及上端与储能腔的底壁平齐的第二状态。

本实施例中电池模块30的底部设有多个支撑轮33，当推料组件的推料端21伸长以推动电池模块30时，支撑轮33有助于减小摩擦阻力，使电池模块30更容易被推动。储能腔的顶壁和底壁分别设有上封条15和下封条16，下封条16日常处于第一状态用于对电池模块30进行阻挡，防止电池模块30脱离储能腔。当需要推出电池模块30时，第二驱动机构驱动下封条16向第一滑动槽111内收缩，使下封条16上端与储能腔的底壁平齐，电池模块30通过底部的支撑轮33能够顺利沿储能腔的底壁移出。

请参阅图3和图4，在一些可能的实施例中，电池模块30邻近电池槽口的一侧设有封板34，当电池模块30容置于对应的储能腔时，封板34的上部与上封条15背离推料端21的一侧密封接触，封板34的下部与下封条16背离推料端21的一侧密封接触。

本实施例中封板34的上部与上封条15背离推料端21的一侧密封接触，封板34的下部与下封条16背离推料端21的一侧密封接触，封板34、上封条15、下封条16能够将电池槽口112封闭，防止空调机组通过进风管13流入储能腔的冷气从电池槽口排出造成浪费，能够在保证电池模块30能够顺利被推出的同时，也保证了电池槽口112的封闭，兼顾了消防灭火和日常冷却降温两种需求。

请参阅图4，在一些可能的实施例中，封板34与上封条15之间、封板34与下封条16之间分别通过磁吸密封条密封配合，磁吸密封条能够实现密封，防止冷气泄露，且结构简单，可以直接选用市场上现有的磁吸密封条产品，使用方便。当需要推出电池模块30时，只需要保证推料组件通过推料端21施加于电池模块30的推力大于磁吸密封条的吸力即可。

上述实施例中通过在电池模块30的底部设置支撑轮33，减小电池模块30的摩擦阻力，通过第一驱动机构423调节第一托板422的倾斜角度，以使电池模块30能够通过第一托板422形成的斜面滑落到灭火仓12内。这种结构设计要求转移机构42在带动电池模块30向下移动时，第一托板422需要保持水平姿态，这就对第一驱动机构423的控制精度有了较高的要求，实际应用时需要选用较高精度的第一驱动机构423，会导致设备成本增高。

为了解决上述问题，请参阅图6和图7，在一些可能的实施例中，提供另一种转移机构42的实现方式，具体结构如下：转移机构42包括第二支撑臂、第二托板424、支撑斜托426和第三驱动机构。第二支撑臂滑动配合于导轨41；第二托板424设于第二支撑臂，第二托板424的上表面沿电池槽口的开口方向开设有贯通的第二滑动槽425，第二滑动槽425与支撑轮33相对应，且第二滑动槽425的深度大于支撑轮33的支撑高度；支撑斜托426设于第二滑动槽425，支撑斜托426的上表面为斜面；第三驱动机构设于第二滑动槽425，用于驱动支撑斜托426上下移动。

本实施例中转移机构42包括第二支撑臂、第二托板424、支撑斜托426和第三驱动机构，第二支撑臂与导轨41滑动配合，其结构形式可以与第一支撑臂421相同，第二托板424与第二支撑臂连接，第二托板424的上表面开设第二滑动槽425，且第二滑动槽425的深度大于支撑轮33的支撑高度，当电池模块30转移到第二托板424上方时，第二滑动槽425用于容置支撑轮33，从而使得电池模块30的底面能够与第二托板424的上表面接触，摩擦阻力大，即便第二托板424有较小的倾斜度也不会出现相对滑动。当需要使电池模块30滑动时，通过第三驱动机构(如气缸、电动推杆等)驱动支撑斜托426上升，支撑斜托426在上升过程中能够将支撑轮33顶起，支撑轮33能够带动电池模块30沿支撑斜托426形成的斜面向下移动，进入灭火仓12中。

可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本发明说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，包括：

储能机柜，具有自上至下依次设置的多个储能腔，相邻的所述储能腔之间设有防火隔板，所述储能腔的一侧开设有电池槽口，所述储能机柜底部邻近所述电池槽口的一侧设有灭火仓；

推料组件，包括与所述储能腔一一对应的多个推料机构，所述推料机构设于所述储能机构背离所述电池槽口的一侧，并具有朝向所述电池槽口的推料端；

多个电池模块，一一对应地设于所述储能腔；

多个感应组件，一一对应地设于所述储能腔，所述感应组件与所述推料组件通讯连接；以及

转移组件，包括导轨、升降驱动机构、以及转移机构，所述导轨沿竖向设于所述储能机柜，所述转移机构滑动配合于所述导轨，并位于所述灭火仓的上方，所述转移机构用于托载所述电池模块，所述升降驱动机构用于驱动所述转移机构沿所述导轨上下移动。

2.根据权利要求1所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述电池模块包括：

托架，包括底板以及沿周向设于所述底板的多个夹持件，所述底板和所述夹持件共同围合形成夹持空间；以及

电池单体，设于所述夹持空间内。

3.根据权利要求1所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述转移机构包括：

第一支撑臂，滑动配合于所述导轨；

第一托板，转动配合于所述第一支撑臂，且转轴沿水平方向延伸；以及

第一驱动机构，设于所述第一支撑臂，用于驱动所述第一托板转动。

4.根据权利要求3所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述第一托板的承托面设有电磁吸盘，所述电池模块用于与所述承托面接触的一侧设有磁吸块。

5.根据权利要求1所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述储能机柜的相对两侧分别设有进风管和回风管，所述进风管和所述回风管分别与多个所述储能腔一一连通。

6.根据权利要求5所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述电池模块的底部设有多个支撑轮；所述储能腔的顶壁在邻近所述电池槽口的一侧设有上封条，所述储能腔的底壁在邻近所述电池槽口的一侧开设有第一滑动槽，所述第一滑动槽内设有封堵单元，所述封堵单元包括滑动配合设于所述第一滑动槽内的下封条，以及用于驱动所述下封条上下移动的第二驱动机构，所述下封条具有上端伸出所述第一滑动槽的第一状态，以及上端与所述储能腔的底壁平齐的第二状态。

7.根据权利要求6所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述电池模块邻近所述电池槽口的一侧设有封板，当所述电池模块容置于对应的所述储能腔时，所述封板的上部与所述上封条背离所述推料端的一侧密封接触，所述封板的下部与所述下封条背离所述推料端的一侧密封接触。

8.根据权利要求7所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述封板与所述上封条之间、所述封板与所述下封条之间分别通过磁吸密封条密封配合。

9.根据权利要求6所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述转移机构包括：

第二支撑臂，滑动配合于所述导轨；

第二托板，设于所述第二支撑臂，所述第二托板的上表面沿所述电池槽口的开口方向开设有贯通的第二滑动槽，所述第二滑动槽与所述支撑轮相对应，且所述第二滑动槽的深度大于所述支撑轮的支撑高度；

斜托架，设于所述第二滑动槽，所述斜托架的上表面为斜面；以及

第三驱动机构，设于所述第二滑动槽，用于驱动所述斜托架上下移动。

10.根据权利要求1所述的具有消防灭火功能的储能柜，其特征在于，所述感应组件包括温度传感器和烟雾传感器。