CN210583451U - 储能电池包的灭火降温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能电池包的灭火降温装置，其包括容器，容器包括骨架主体和安装在骨架主体上的形状记忆部件；骨架主体和形状记忆部件围成用于封装液体灭火剂的容置腔；形状记忆部件用于在预设温度时释放预应力而产生变形，使容器破裂。该储能电池包的灭火降温装置利用形状记忆部件的变形功能在高温或火情发生时释放液体灭火剂，省去了进行信号采集、处理、控制等环节的装置，简化了结构，于降低成本有利。

Description

储能电池包的灭火降温装置

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，更具体地说，涉及储能电池降温灭火技术领域。

背景技术

目前，多种装置在应用过程中存在火灾隐患，如储能电池包等。储能电池包的起火原因分内因与外因，内因为电池的热失控，外因为电气火灾。热失控时电池会释放大量的热量、可燃蒸汽或可燃气体，易诱发火灾或加剧火灾；电气火灾可直接点燃储能电池包中的可燃材料，同时会加热储能电池包使之温度上升，电池温度持续上升会诱发热失控。

储能电池包采用如下主动灭火方式：先检测火情，然后软件逻辑判断，再控制灭火，使火灾灭除。但是，实现这种主动灭火方式需设置信号采集与处理系统，同时需要设置控制回路，整个装置系统较复杂。

另外，在信号采集、处理、控制过程中，经历的环节、采用的元器件均较多，在大规模与大范围应用时，整个装置系统的可靠性与灭火效率存在较大问题。

再者，信号采集常为分布式的，控制为集中式，难以实现精准灭火，灭火损失常较大。

综上所述，如何简化储能电池包的灭火装置系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种储能电池包的灭火降温装置，其利用形状记忆部件的变形功能在有高温或火情发生时释放液体灭火剂，省去了信号采集、处理、控制等环节，简化了结构。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种储能电池包的灭火降温装置，包括：

容器，所述容器包括骨架主体和安装在所述骨架主体上的形状记忆部件；所述骨架主体和所述形状记忆部件围成用于封装液体灭火剂的容置腔；所述形状记忆部件用于在预设温度时释放预应力而产生变形，使所述容器破裂。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述预设温度的范围为40℃ -400℃。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述容器还包括密封件，所述密封件密封所述形状记忆部件与所述骨架主体之间的缝隙。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述形状记忆部件嵌在所述密封件内部。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述形状记忆部件为多个，且各所述形状记忆部件间隔布置。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述形状记忆部件是由记忆合金或高分子材料制成的形状记忆部件。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述变形为弯曲、扭曲、收缩、膨胀中的一种或多种。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述液体灭火剂是水或卤代化合物。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述容器为所述储能电池包的结构件，或者所述容器与所述储能电池包相互独立。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述容器为所述储能电池包的盖板，或者为所述储能电池包的箱壳。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，所述容器与所述储能电池包相互独立，且所述容器呈长方体状或椭圆状。

本实用新型提供一种储能电池包的灭火降温装置，其包括容器，容器包括骨架主体和安装在骨架主体上的形状记忆部件；骨架主体和形状记忆部件围成用于封装液体灭火剂的容置腔；形状记忆部件用于在预设温度时释放预应力而产生变形，使容器破裂。

本实用新型提供的储能电池包的灭火降温装置利用形状记忆部件的变形功能在高温或火情发生时释放液体灭火剂，省去了进行信号采集、处理、控制等环节的装置，简化了结构，于降低成本有利。

另外，本实用新型提供的储能电池包的灭火降温装置省去了信号采集、处理、控制等环节，省去了多种元器件，提高了整个储能电池包的灭火降温装置的可靠性和灭火效率，尤其适合在大规模、大范围内应用。

再者，本实用新型提供的储能电池包的灭火降温装置在应用中，火情或高温直接导致与之临近的形状记忆部件升温继而变形并释放液体灭火剂，相比于现有装置系统采用分布式信号采集，集中式控制的灭火方式，更能实现精准灭火，防止出现过大的灭火损失。

同时，本实用新型提供的储能电池包的灭火降温装置中形状记忆部件与密封件结合构成一个可靠的灭火剂释放装置，可防止灭火剂失活与泄漏等，同时可实现该灭火剂释放装置的灵活布置，具体可布置在热源与火源附近，实现定点灭火；采用液体灭火剂，不需要高压容器，容器可以做成任意形状，储能电池包的灭火降温装置可以成为某些产品或系统的结构件，灵活布置，同时，采用液体灭火剂，在隔绝空气或氧气的同时，可以实现降温，并且单位空间灭火剂载量高，灭火装置与热源或火源就近布置，可以实现精准灭火具有极高的灭火效率。通过形状记忆部件中的内应力，减低其发生作用的起始温度或所需热量，实现在热失控或火灾早期降温与灭火，可以避免热失控造成的火灾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的储能电池包的灭火降温装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的储能电池包的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的储能电池包中盖板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的盖板中形状记忆部件释放预应力后的结构示意图；

其中，图1-图4中：

骨架主体101；形状记忆部件102；密封件103。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种储能电池包的灭火降温装置，其利用形状记忆部件的变形功能在有高温或火情发生时释放液体灭火剂，省去了信号采集、处理、控制等环节，简化了结构。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图4，本实用新型实施例提供一种储能电池包的灭火降温装置，其包括容器，容器包括骨架主体101和安装在骨架主体101上的形状记忆部件 102；骨架主体101和形状记忆部件102围成用于封装液体灭火剂的容置腔；形状记忆部件102用于在预设温度时释放预应力而产生变形，使容器破裂。

通过将容器与需要降温或灭火的部位进行合理布置，热失控或火灾等温度升高的情况使得形状记忆部件102发生形变而释放出容器中的液体灭火剂，进行降温或灭火。显然，本实用新型实施例提供的储能电池包的灭火降温装置利用形状记忆部件102的变形功能在高温或火情发生时释放液体灭火剂，省去了进行信号采集、处理、控制等环节的装置，简化了结构，于降低成本有利。

另外，本实用新型实施例提供的储能电池包的灭火降温装置省去了信号采集、处理、控制等环节，省去了多种元器件，提高了整个储能电池包的灭火降温装置的可靠性和灭火效率，尤其适合在大规模、大范围内应用。

再者，本实用新型实施例提供的储能电池包的灭火降温装置在应用过程中，火情或高温直接导致与之临近的形状记忆部件102升温继而变形并释放液体灭火剂，相比于现有装置系统采用分布式信号采集，集中式控制的灭火方式，更能实现精准灭火，防止出现过大的灭火损失。

同时，本实施例提供的储能电池包的灭火降温装置应用液体灭火剂，在隔绝空气或氧气的同时，可以实现降温，并且单位空间灭火剂载量高，于提高灭火效率有利。

如上预设温度的范围为40℃-400℃，保证形状记忆部件102在温度稍有升高时及时感知并发生变形，释放液体灭火剂，实现在电池热失控早期或电气火灾发生初期进行灭火降温。形状记忆部件在加工过程中存在预应力，减低其发生变形的起始温度或所需热量，能够实现在热失控或火灾早期降温与灭火，可以避免热失控造成的火灾。

优选的，上述储能电池包的灭火降温装置中，容器还设有密封件103，密封件103密封形状记忆部件102与骨架主体101之间的缝隙。密封件103能提高容器的密封性能，在灭火剂未释放前辅助保持形状记忆部件102的形状不变、提供或提高容器的绝缘性能。

具体的，形状记忆部件102嵌在密封件103内部。形状记忆部件102与密封件103相互结合构成一个可靠的灭火剂释放装置，可防止灭火剂失活与泄漏等，同时可实现该灭火剂释放装置的灵活布置，其可布置在热源与火源附近，可以实现定点灭火。形状记忆部件102为多个，且各形状记忆部件102间隔布置。

形状记忆部件102是由记忆合金或高分子材料制成的形状记忆部件，其在加工过程存在预应力，在足够热量的作用下预应力释放发生形变使得容器破裂而后释放灭火剂。形状记忆部件102主要由镍钛系、铜镍系、铜铝系、铜锌系、铁系(Fe-Mn-Si与Fe-Pd等)形状记忆合金中的一种或多种制成，或者由聚降冰片烯、反式聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氨酯、聚己内酯等具有物理交联或化学交联结构和软硬段结构的高分子材料中的一种或多种制成。形状记忆部件102的变形为弯曲、扭曲、收缩、膨胀中的一种或多种，本实施例对其变形方式不做限定。

液体灭火剂具有高比热容或汽化能够大量吸热，具体可设置水或卤代化合物，如全氟己酮、十二氟-2-甲基-3-戊酮、全氟己烷、全氟庚烷等。

下面对储能电池包的灭火降温装置在实际应用中的设置进行说明：

(1)容器的骨架主体101提供结构支撑，保证能够盛装足够量的液体灭火剂，同时提供一个灵活的形状；骨架主体101可以具有一层或多层结构，骨架主体101的材料可以由一种或多种材料构成，跟液体灭火剂直接接触的内层材料不会与液体灭火剂发生明显作用；容器的形状可以根据实际应用场景需要进行灵活调整以确保良好的降温灭火效果；

(2)液体灭火剂的用量根据降温或灭火要求与灭火剂本身性质计算得到，可灵活调整；液体灭火剂的性质由热源性质与需求的目的共同确定；液体灭火剂不需要高压容器，便于容器做成任意形状；

(3)形状记忆材料的选择由热源性质确定形状记忆转变点(即预设温度) 进而确定材料选择，形状记忆部件102的形状和大小取决于需求；形状记忆部件102的变形量或预应力在保证能够正常释放灭火剂的前提下确定；形状记忆部件102的变形形式可以是弯曲、扭曲、收缩、膨胀中的一种或多种，只要能够实现灭火剂从该装置位置释放就可以；

(4)密封件103的材料在液体灭火剂作用下不会失去密封作用，密封件 103的形状与大小根据形状记忆部件102与骨架主体101决定；密封件103与形状记忆部102构成了灭火剂释放装置，为系统中最重要的装置，其布置的数量与位置不限，取决于热源或火源。

为了避免在如储能电池包中额外设置灭火降温装置，上述容器可设置为储能电池包的结构件，例如容器设置为储能电池包的盖板，或者设置为储能电池包的箱壳，该方案中，骨架主体101优选为塑料骨架主体101，优选采用吹塑成形方式形成中空结构，下面详细介绍：

塑料骨架主体101的壁厚介于0.5mm-5mm；液体的全氟己酮作为液体灭火剂盛装在其内部，液体灭火剂的剂量是根据储能电池包热失控与起火特征、储能电池包空间结构等计算得出；盖板靠近电芯的下表面上布置有一定数量的灭火剂释放装置，灭火剂释放装置由硅胶密封圈与记忆合金片组成；记忆合金片嵌在硅胶密封圈内，控制其形状记忆温度(即预设温度)在50℃-70℃；硅胶密封圈保证了盖板的密封性，保障液体灭火剂不泄漏、不与空气接触，防止液体灭火剂失效。

电池因内短路等原因发生失效后，温度上升，电芯在失控前温度约50℃ -200℃，热失控后温度会急剧上升到200℃-700℃，热失控严重时会导致起火。电池失效后维持在50℃-200℃一段时间，这段时间中离失控电芯最近的盖板温度会逐渐上升，当温度上升到形状记忆温度，形状记忆合金动作发生膨胀破坏灭火剂释放装置或者发生收缩产生空隙从而释放液体灭火剂到热失控电芯的位置，液体灭火剂气化吸热给电池降温从而可阻断热失控的发生。灭火剂释放装置动作后的示意图如图4。

当然，如上容器还可设置为与储能电池包相互独立，并且布置在储能电池包内部或外周，该方案中容置可设置为呈长方体状或椭圆状等，本实施例不做限定。骨架主体可设置为金属骨架主体，或者设置为由金属和塑料材料制成的骨架主体，本实施例对容器的应用场景，材质、制备方式不做限定。本实用新型实施例提供的灭火装置可灵活布置，且可以成为其他装置的结构件，方便应用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，包括：

容器，所述容器包括骨架主体和安装在所述骨架主体上的形状记忆部件；所述骨架主体和所述形状记忆部件围成用于封装液体灭火剂的容置腔；所述形状记忆部件用于在预设温度时释放预应力而产生变形，使所述容器破裂。

2.根据权利要求1所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述预设温度的范围为40℃-400℃。

3.根据权利要求1所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述容器还包括密封件，所述密封件密封所述形状记忆部件与所述骨架主体之间的缝隙。

4.根据权利要求3所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述形状记忆部件嵌在所述密封件内部。

5.根据权利要求1所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述形状记忆部件为多个，且各所述形状记忆部件间隔布置。

6.根据权利要求1所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述形状记忆部件是由记忆合金或高分子材料制成的形状记忆部件。

7.根据权利要求1或6所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述变形为弯曲、扭曲、收缩、膨胀中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述液体灭火剂是水或卤代化合物。

9.根据权利要求1所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述容器为所述储能电池包的结构件，或者所述容器与所述储能电池包相互独立。

10.根据权利要求9所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述容器为所述储能电池包的盖板，或者为所述储能电池包的箱壳。

11.根据权利要求9所述的储能电池包的灭火降温装置，其特征在于，所述容器与所述储能电池包相互独立，且所述容器呈长方体状或椭圆状。

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