CN214043784U - 一种可有效防止热失控的锂电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可有效防止热失控的锂电池储能系统，包括箱体和盖设在一侧的面板，箱体内设置有容纳空间，容纳空间内设置有电池模组，面板将容纳空间包围成密闭空间，箱体至少包括两层保护壳体，保护壳体内放置有灭火药剂，灭火药剂的沸点温度远低于模组热失控的温度，灭火药剂热分解产生的自由基与燃烧中的活性自由基反应可中断燃烧的链式反应，面板上还设置有电池管理系统和正、负极柱，电池管理系统和正、负极柱均与电池模组电性连接；保护壳体中的灭火药剂，汽化温度低，保证箱体内均温，通过汽化第一时间吸收热失控电池的热量。减少热量的传递，保证电池系统安全的同时消耗密闭空间内有限的氧气。另外该类型储能系统的部件少，安全性能好。

Description

一种可有效防止热失控的锂电池储能系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池储能系统，特别是可有效防止热失控的锂电池储能系统。

背景技术

现在集装箱式的锂电池储能，大多采用风冷式电池热管理系统，锂电池的隔膜的在受到一定量的热量时，经常收缩，进而导致电池热失控，与箱体内的空气中的氧气反应，形成大范围火灾，现有的集中式灭火式器对早期热失控缺少有效干预手段。不能提供第一时间的安全预防。当通过温感、烟感确认火灾时，往往已经发生大面积蔓延，再配上传统火灾释放技术，灭火剂无法第一时间到达热失控的电芯附近实现灭火，且锂电池热失控最大的问题是由于其会持续产生热量，极易引起复燃，传统释放技术将灭火剂在整个空间内均匀释放，随着灭火剂受到重力的作用往下沉，在热失控电池附近很难在较长的一段时间内保持较高的抑制浓度，没法将有限的灭火剂资源充分精准利用。

实用新型内容

本实用新型目的是要提供一种可有效防止热失控的锂电池储能系统，解决了现有的集装箱式锂电池的热管理系统不能对早期热失控进行预防和处理的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供了一种可有效防止热失控的锂电池储能系统，其中，包括箱体，所述箱体内设置有容纳空间，所述容纳空间内设置有电池模组，所述箱体的一侧盖设有面板，所述面板将所述容纳空间包围成密闭空间，所述箱体内装设有灭火药剂，所述灭火药剂的沸点温度远低于所述电池模组热失控的温度，所述灭火药剂汽化是吸收一定热量，所述灭火药剂热分解产生的自由基与燃烧中的活性自由基反应可中断燃烧的链式反应，所述面板上还设置有电池管理系统（BMS）和正负极柱，所述电池管理系统（BMS）和正负极柱均与所述电池模组电性连接。

优选地，所述灭火药剂的体积大于所述容纳空间去除所述电池模组后体积的10%。

优选地，所述灭火药剂的成分为七氟丙烷或六氟丙烷。

优选地，还包括注液口和液位计，所述注液口和所述液位计位于所述面板或所述箱体的外围。

优选地，所述电池模组通过限位块与所述箱体固定，所述限位块和所述电池模组之间还设置有弹性缓冲材料。

优选地，所述箱体优选为铝型材箱体或铸铝箱体。

优选地，所述箱体和所述面板之间还设有密封圈；所述密封圈设于所述箱体的开口处。

优选地，所述密封圈为三元乙丙材料，所述密封圈与所述面板的接触表面为波浪形。

优选地，所述电池模组和所述箱体底部之间设有弹性缓冲件。

优选地，所述箱体包括至少两层保护壳体，所述灭火药剂装设在所述保护壳体之间。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的可有效防止热失控的锂电池储能系统，包括箱体和盖设在箱体一侧的面板，箱体内设置有容纳空间，容纳空间内设置有电池模组，面板将该容纳空间盖设成密闭空间，箱体内还装设有灭火药剂，灭火药剂的沸点温度远低于电池模组热失控的温度，一般灭火药剂的沸点在40~50℃之间，且当灭火的药剂进行挥发时吸收一定的热量，且灭火药剂热分解产生时的自由基与燃烧中的活性自由基反应可中断燃烧的链式反应，即消耗氧气。面板上还设置有电池管理系统（BMS）和正、负极柱，电池管理系统（BMS）和正、负极柱均与电池模组电性连接，电池管理系统（BMS）可以对模组内的电芯进行一定的控制，正负极柱可以用于电池的充放电；灭火药剂，汽化温度低，形成热管效应的，保证箱体内均温性能，通过汽化第一时间吸收热失控电池的热量。减少热量的传递，保证电池系统安全的同时消耗密闭空间内有限的氧气。另外该类型储能系统的部件少，成本低，安全性能好。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的另一视角的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、箱体；2、电池模组；3、面板；4、限位块；5、弹性缓冲件；6、密封圈；7、正极柱、8、负极柱；9、液位计；10注液口；11、通讯插孔； 12、散热鳍片；13、缓冲弹性材料。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1，本实用新型实施例包括箱体1，箱体1的一侧盖设有面板3，面板3和箱体1之间通过螺钉连接，可进行拆卸组装。箱体1内设置有容纳空间，面板3的盖设使得容纳空间成为密闭空间，容纳空间内设置有电池模组2，电池模组2由多个电芯构成，电池模组2通过限位块4与箱体1进行固定，限位块4设置在电池模组2靠近面板3的一侧，限位块4上设置有多个螺钉，螺钉连接在箱体1上，将电池模组2进行限定，限位块4和电池模组2之间还设置有弹性缓冲材料，为了防止限位块刮伤电池模组2，造成损坏。电池模组2远离面板3的一侧，在箱体1和电池模组2之间也设置有弹性缓冲件5，也为了防止箱体1刮伤电池模组2，还可以使得发生碰撞时有一定的缓冲。箱体1的外保护壳体优选为铝型材箱体或铸铝箱体，铝制箱体散热性能较好。

箱体1的保护壳体至少包括有两层，灭火药剂装在两层保护壳体之间，灭火药剂将密闭空间进行了包围，灭火药剂的铺设面积大大增加，保护壳体的开口处还设置有密封圈6，密封圈6的设置将保护壳体进行覆盖，再盖设上面板3将保护壳体进行密封。防止灭火药剂的泄漏和外界氧气的进入，同时也防止灭火药剂产生的气体向外挥发。密封圈6采用三元乙丙材料，三元乙丙材料的特性为耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力强。同时密封圈6与面板3接触表面为波浪形，波浪形的结构使得密封性能更加的优越。

面板3上还包括有注液口10，注液口10位于面板3上，当面板3盖设在箱体1上时，方便灭火药剂的注射，灭火药剂的沸点低，容易汽化，灭火药剂一方面可以在汽化时吸收一定的热量，另一方面可以在热分解产生的自由基与燃烧中的活性自由基反应可中断燃烧的链式反应，即吸收密闭空间内的氧气，燃烧的条件通常为两个，具有合适的温度和具有一定量的氧气，本实用新型同时解决了这两个问题，在早期就避免了电池模组2的热失控，可以将密闭空间内的温度控制在一个合理的范围内。一个箱体内灭火药剂的体积含量大于容纳空间去除电池模组2后的体积的10%。过少含量的灭火药剂吸收的热量较少，不能满足需求。灭火药剂的成分为七氟丙烷和六氟丙烷的其中一种或几种。七氟丙烷和六氟丙烷均为良好的化学灭火剂，七氟丙烷和六氟丙烷的快速反应和极好的燃烧抑制能力能够避免灾难性火灾的发生。此外，七氟丙烷和六氟丙烷释放后不含有颗粒或油污残余物，在大气中完全汽化不留残渣，不导电，灭火时不会损坏器件。

面板3上还设置有用于检测保护壳体内的灭火药剂计量多少的液位计9，以便观察并及时的注射灭火药剂，避免火灾。面板3上还设置有电池管理系统（BMS）、正极柱7和负极柱8，电池管理系统（BMS）的通讯插孔11还位于面板3的外端面，电池管理系统（BMS）用于对电池进行一系列的管理，正极柱7和负极柱8用于电池模组2的充放电。面板3上还设置有散热鳍片12，用于对箱体1内进行散热。

具体使用时，整体装配完成后，集装箱式的锂电池正常工作，当电池模组2开始发生热失控时，保护壳体内的灭火药剂吸热汽化发生热管反应，将箱体1内的温度降低，当热量上升到一定温度时，灭火药剂就会消耗密闭空间内有限的氧气，防止热失控引起明火。可根据需要定期检查添加灭火药剂的含量。及时添加。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于，包括箱体，所述箱体内设置有容纳空间，所述容纳空间内设置有电池模组，所述箱体的一侧盖设有面板，所述面板将所述容纳空间包围成密闭空间，所述箱体内装设有灭火药剂，所述灭火药剂的沸点温度远低于所述电池模组热失控的温度，所述灭火药剂汽化时吸收一定热量，所述灭火药剂热分解产生的自由基与燃烧中的活性自由基反应可中断燃烧的链式反应，所述面板上还设置有电池管理系统（BMS）和正负极柱，所述电池管理系统（BMS）和正负极柱均与所述电池模组电性连接。

2.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述灭火药剂的体积大于所述容纳空间去除所述电池模组后体积的10%。

3.根据权利要求1或 2所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述灭火药剂的成分为七氟丙烷或六氟丙烷。

4.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：还包括注液口和液位计，所述注液口和所述液位计位于所述面板或所述箱体的外围。

5.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述电池模组通过限位块与所述箱体固定，所述限位块和所述电池模组之间还设置有弹性缓冲材料。

6.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述箱体优选为铝型材箱体或铸铝箱体。

7.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述箱体和所述面板之间还设有密封圈；所述密封圈设于所述箱体的开口处。

8.根据权利要求7所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述密封圈为三元乙丙材料，所述密封圈与所述面板的接触表面为波浪形。

9.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述电池模组和所述箱体底部之间设有弹性缓冲件。

10.根据权利要求1所述的可有效防止热失控的锂电池储能系统，其特征在于：所述箱体至少包括两层保护保护壳体，所述灭火药剂装设在所述保护保护壳体之间。

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