CN219959317U - 烟气处理装置、电池及储能仓 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种烟气处理装置、电池及储能仓，储能仓包括电池，电池包括烟气处理装置，烟气处理装置包括输送管道，输送管道包括第一端口和第二端口，第一端口用于与电池的泄压部连通，以使经泄压部排出的喷发物进入输送管道，并由第二端口排出。通过设置输送管道，将泄压部释放的喷发物经第一端口进入输送管道，然后由输送管道输送到第二端口释放，可以大大减小对电池附近环境温度的影响，进而减小对电池结构件的损害，降低电池内部发生热蔓延的概率，减小对电池性能的影响。

Description

烟气处理装置、电池及储能仓

技术领域

本申请涉及一种烟气处理领域，尤其涉及一种烟气处理装置、电池及储能仓。

背景技术

近些年，新能源领域有着飞跃式的发展，在新能源领域，电池作为能量来源起着不可替代的作用，电池的应用也越加广泛。目前电池的性能问题是消费者普遍关心的问题之一。

电池使用环境复杂，工况多变，当出现滥用、恶劣环境或异常破坏时，会触发电池单体热失控，电池内部压力剧增，需通过电池的泄压部释放电池内部的高温气体、可燃颗粒、电解液等喷发物以释放电池的内部压力。经泄压部释放的喷发物直接排放到电池附近，会加热电池附近的环境温度，高温环境会导致电池结构件受损，还会引发电池内部其他电池单体之间的热蔓延，进而影响电池的性能。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种烟气处理装置、电池及储能仓，用以减小电池热失控对电池性能产生的影响

本申请实施例提供了一种烟气处理装置，用于电池，包括输送管道，输送管道包括第一端口和第二端口，第一端口用于与电池的泄压部连通，以使经泄压部排出的喷发物进入输送管道，并由第二端口排出。

在本申请实施例中，通过设置输送管道，将泄压部释放的喷发物经第一端口进入输送管道，然后由输送管道输送到第二端口释放，可以大大减小对电池附近环境温度的影响，进而减小对电池结构件的损害，降低电池内部发生热蔓延的概率，减小对电池性能的影响。

根据本申请的一些实施例，还包括阻火器，阻火器布置在第一端口和第二端口之间，阻火器用于阻止火焰由阻火器朝向第一端口的方向蔓延。

在本申请实施例中，通过在第一端口和第二端口之间设置阻火器，在经第二端口排出的喷发物燃烧时，可以预防经输送管道回火，降低因回火导致电池环境温度升高的概率，同时降低因回火导致的电池结构件受损的情况

根据本申请的一些实施例，还包括引射装置，引射装置置于阻火器与第二端口之间，引射装置用于引射空气，以使喷发物与空气混合。

在本申请实施例中，通过设置引射装置使空气与喷发物进行预混合，可以使喷发物的燃烧更充分，减少碳烟等污染物的产生。

根据本申请的一些实施例，引射装置为引射口，引射口置于输送管道外壁上。

在本申请实施例中，在输送管道上设置引射口，结构简化，有利于提高加工制造效率。

根据本申请的一些实施例，还包括点火装置，点火装置设置在第二端口，点火装置用于点燃经第二端口排出的可燃喷发物。

在本申请实施例中，通过在第二端口设置点火装置，将第二端口排出的可燃物点燃，可以对可燃气体进行集中燃烧处理，从而降低空气中可燃喷发物的含量，减小了可燃气体对大气产生的污染。

根据本申请的一些实施例，点火装置为等离子发生器，等离子发生器被配置为产生电弧的装置。

在本申请实施例中，通过设置等离子发生装置，可以提高喷发物的燃烧效率，使喷发物在等离子体作用下更加稳定的燃烧，从而降低喷发物不充分燃烧对空气造成的污染。

根据本申请的一些实施例，点火装置被配置为与电池的管理系统通信连接，并由电池的管理系统控制点火装置启动。

在本申请实施例中，通过电池管理系统控制点火装置启动，有利于在发生热失控时及时启动点火装置，降低第二端口排出的喷发物未经处理直接排放的概率。

根据本申请的一些实施例，还提供一种电池，包括上述实施例中的烟气处理装置。

根据本申请的一些实施例，还提供一种储能仓，包括上述实施例中的电池，电池置于储能仓内。

根据本申请的一些实施例，第二端口位于储能仓外。

在本申请实施例中，将第二端口置于储能仓外壁上，可以使经第二端口排出的喷发物排出到储能仓外，从而减小喷发物对电池及储能仓内结构件的影响。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一些实施例的烟气处理装置的示意图；

图2为本申请一些实施例的烟气处理装置的示意图；

图3为图2中A区域的放大的示意图；

图4为本申请一些实施例的烟气处理装置的示意图；

图5为本申请一些实施例的电池的示意图；

图6为本申请一些实施例的储能仓的示意图。

其中，图中各附图标记：

1-烟气处理装置；10-输送管道；11-第一端口；12-第二端口；13-阻火器；14-引射装置；15-点火装置；16-等离子发生器；2-电池；21-泄压部；3-储能仓。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定，“两个以上”包含两个。相应地，“多组”的含义是两组以上，包含两组。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本申请中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

电池使用环境复杂，工况多变，当出现滥用、恶劣环境或异常破坏时，会触发电池单体热失控，例如高温环境会引起电池单体内部正负极的剧烈反应，反应会向可燃的电解液中释放大量的能量，并析出氧气，导致热失控；物理性破坏导致电池单体内部正负极直接接触时，会使得电池单体内短路，短时间内释放大量电能(可转换成热能)，导致电池单体热失控；电池单体过充、过放会导致的内部结构损坏，从而引发电池的热失控。

电池单体发生热失控，电池内部压力剧增，需通过电池的泄压部释放电池内部的高温气体、可燃颗粒、电解液等喷发物以释放电池的内部压力。经泄压部释放的喷发物直接排放到电池附近，会加热电池附近的环境温度，高温环境会导致电池结构件受损，还会引发电池内部其他电池单体之间的热蔓延，进而影响电池的性能。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种烟气处理装置，用于电池，包括输送管道，输送管道包括第一端口和第二端口，第一端口用于与电池的泄压部连通，以使经泄压部排出的喷发物进入输送管道，并由第二端口排出。

在本申请实施例中，通过设置输送管道，将泄压部释放的喷发物经第一端口进入输送管道，然后由输送管道输送到第二端释放，可以大大减小对电池附近环境温度的影响，进而减小对电池结构件的损害，降低电池内部发生热蔓延的概率，减小对电池性能的影响。

本申请施例公开的烟气处理装置可以用于电池，电池可以是动力电池包、储能电池箱、户外便携电源等。可以使用具备本申请公开的电池组成电源系统，电源系统可以是家用储能柜、工业储能柜、储能仓等，电源系统可以用于电动汽车、飞机、轮船、充电站等用电设备，这样有利于提高对用电设备的防护作用，从而能够有效减小热失控对用电设备性能的影响。

本申请实施例提供了一种烟气处理装置，如图1-4所示，用于电池2，包括输送管道10，输送管道10包括第一端口11和第二端口12，第一端口11用于与电池2的泄压部21连通，以使经泄压部21排出的喷发物进入输送管道10，并由第二端口12排出。

输送管道10用于输送经电池2泄压部21排出的喷发物，输送管道10的选材可以选择不与泄压部21排出的喷发物发生反应的材料，输送管道10的选材也可以选择高阻燃的材料，还可以选择热传递性能好的材料。例如输送管道10可以是铸铁管、铜管、不锈钢管、合金管、复合管、塑料管等。输送管道10可以使直管，也可以是弯管。输送管道10还可以是板体的内腔形成的管道，例如可以是经挤出工艺成型的口琴管的管道，也可以是板材经钎焊形成的管道。

第一端口11与泄压部21连通，第一端口11可以罩设在泄压部21上，与泄压部21所在的电池2结构件密封连接。例如泄压部21为防爆阀，防爆阀安装在电池2壳体上，输送管道10的第一端口11可以罩设在防爆阀外围的壳体上，并与壳体密封连接。第一端口11也可以直接与泄压部21的泄压出口相互连接。电池2的泄压部21可以是防爆阀、泄压阀、刻痕结构、薄弱结构、泄压开关等结构。

第二端口12所在区域可以与电池2间隔设置，第二端口12所在区域还可以设置为腔体与电池2隔离，以降低释放的喷发物对电池的影响。第二端口12所在区域可以设置燃烧条件，例如设置氧气、点火源、可燃物等使经第二端口12排出的喷发物燃烧。第二端口12所在区域还可以设置阻燃的条件，例如设置降温装置、无氧环境等，阻止经第二端口12排出的喷发物燃烧。

在本申请实施例中，通过设置输送管道10，将泄压部21释放的喷发物经第一端口11进入输送管道10，然后由输送管道10输送到第二端口12释放，可以大大减小对电池2附近环境温度的影响，进而减小对电池2结构件的损害，降低电池2内部发生热蔓延的概率，减小对电池2性能的影响。

根据本申请的一些实施例，如图2-4所示，还包括阻火器13，阻火器13布置在第一端口11和第二端口12之间，阻火器13用于阻止火焰由阻火器13朝向第一端口11的方向蔓延。

阻火器13为阻止传播火焰通过的装置，阻火器13设置输送管道10上，布置在第一端口11和第二端口12之间，用于阻止第二端口12燃烧的火焰朝向第一端口11蔓延。

阻火器13设置有滤芯，滤芯是阻止火焰传播的主要构件，常用的有金属网滤芯、波纹型滤芯等。火焰通过滤芯的细小通道并在通道内降温，当火焰被分割小到一定程度时,经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。

在喷发物经第二端口12排出时，喷发物与空气中的足够氧气接触，可能发生燃烧或爆炸的情况，而喷发物经点然后，火焰可能会输送管道10蔓延，传播到电池2，可能导致第一端口11、泄压部21、电池2结构件等发生燃烧，进而影响电池2环境温度，对电池2结构件造成损坏。

在本申请实施例中，通过在第一端口11和第二端口12之间设置阻火器13，在经第二端口12排出的喷发物燃烧时，可以预防经输送管道10回火，降低因回火导致电池2环境温度升高的概率，同时降低因回火导致的电池2结构件受损的情况。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，还包括引射装置14，引射装置14置于阻火器13与第二端口12之间，引射装置14用于引射空气，以使喷发物与空气混合。

引射装置14通过泄压部21排出的喷发物引射空气，以使泄压部21排出的喷发物与空气进行混合。引射装置14利用射流的紊动扩散作用，使不同压力的两股流体相互混合。由于电池2热失控产生的压力，位于输送管道10内的喷发物压力较高，喷发物作为工作流体，而周围的空气压力较低，为引射流体。引射流体以较高的速度经过引射装置14，在引射装置14内形成低压区，使引射流体流向低压区，并与工作流体混合，通过动量交换，工作流体的动能传给引射流体，两种流体的速度逐渐均衡，形成混合流体。

引射装置14置于阻火器13和第二端口12之间，引射装置14可以作为单独的零件，与阻火器13或输送管道10连接；也可以将输送管道10设置为引射装置14。

在本申请实施例中，通过设置引射装置14使空气与喷发物进行预混合，可以使喷发物的燃烧更充分，减少碳烟等污染物的产生。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，引射装置14为引射口，引射口置于输送管道10外壁上。

引射装置14为开在输送管道10外壁上的引射口，通过设置引射口，输送管道10可以引射外部空气，使喷发物与空气在输送管道10内混合。引射口可以设置一个或多个。

在本申请实施例中，在输送管道10上设置引射口，结构简化，有利于提高加工制造效率。

根据本申请的一些实施例，如图3-4所示，还包括点火装置15，点火装置设置在第二端口12，点火装置15用于点燃经第二端口12排出的可燃喷发物。

点火装置15为能够提供足够能量点燃可燃物的装置。点火装置15置于第二端口12附近，用于点燃经第二端口12排出的可燃喷发物。点火装置15可以是脉冲式点火器、高频高压点火器、热敏点火器、压电陶瓷点火器、电火花点火器等。点火装置15可以安装在输送管道10上，作用于第二端口12；点火装置15也可以与输送管道10间隔设置。

在本申请实施例中，通过在第二端口12设置点火装置15，将第二端口12排出的可燃物点燃，可以对可燃气体进行集中燃烧处理，从而降低空气中可燃喷发物的含量，减小了可燃气体对大气产生的污染。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，点火装置15为等离子发生器16，等离子发生器16被配置为产生电弧的装置。

等离子发生装置为产生电弧的装置，其可以具备点火功能和/或稳定燃烧的功能。可以由线圈、阴极、阳极组成，其拉弧原理：首先设定输出电流，当阴极前进与阳极接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下，将两极之间的空气、喷发物等电离为高温等离子体，为点燃喷发物创造了良好的条件。

等离子发生装置可以设置在阻火器13与第二端口12之间，靠近第二端口12设置；等离子发生装置还可以与第二端口12连接，使喷发物经第二端口12传递到等离子发生装置。

在本申请实施例中，通过设置等离子发生装置，可以提高喷发物的燃烧效率，使喷发物在等离子体作用下更加稳定的燃烧，从而降低喷发物不充分燃烧对空气造成的污染。

根据本申请的一些实施例，点火装置15被配置为与电池2的管理系统通信连接，并由电池2的管理系统控制点火装置15启动。

管理系统(Battery Management System，BMS)为电池2的监控管理中心，用于监控和/或判断电池2是否发生热失控，在电池2发生热失控时，电池2的管理系统可以控制点火装置15启动。电池2的管理系统可以通过对电池2的温度、电压、充放电电流等参数进行实时监控来判断是否发生热失控，从而控制点火装置15启动；电池2的管理系统还可以通过用电设备或用户给出的指令来控制点火装置15启动；

在本申请实施例中，通过电池2管理系统控制点火装置15启动，有利于在发生热失控时及时启动点火装置15，降低第二端口12排出的喷发物未经处理直接排放的概率。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，还提供一种电池2，包括上述实施例中的烟气处理装置。

根据本申请的一些实施例，如图6所示，还提供一种储能仓3，包括上述实施例中的电池2，电池2置于储能仓3内。

储能仓3可以是户外储能柜、储能集装箱、储能电站、储能车等电源系统。储能仓3内包含有电池2，还可以有变压器、变流器、PCS交换器等换电或控制设备。储能仓3可以用来储存电能、分配电能、运输电能。

根据本申请的一些实施例，如图6所示，第二端口12位于储能仓3外。

第二端口12置于储能仓3外，可以是第二端口12置于储能仓3的外壁上，也可以是第二端口12直接引出到储能仓3外壁外侧。

在本申请实施例中，将第二端口12置于储能仓3外壁上，可以使经第二端口12排出的喷发物排出到储能仓3外，从而减小喷发物对电池2及储能仓3内结构件的影响。

根据本申请的一些实施例，输送管道10的第一端口11与电池2的泄压部21连通，第二端口12远离电池2设置，第一端口11与第二端口12之间设置有阻火器13，阻火器13与第二端口12之间设置由点火器，点火器靠近第二端口12设置，用于点燃经第二端口12排出的喷发物。点火器与阻火器13之间还设置有引射口，引射口用于引射空气到输送管道10，引射的空气在引射口与点火器之间与喷发物混合，点火器与电池2的管理系统连接，通过电池2的管理系统控制点火器启动，当电池2内发生热失控时，喷发物经泄压部21排出至输送管道10，由于电池2内部压力增大，喷发物以较高的速度流向第二端口12，从引射口引射空气到输送管道10，喷发物与空气混合，达到预混燃烧的状态，经点火器点燃后充分燃烧，阻火器13阻止燃烧的火焰向第一端口11蔓延。

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

Claims (10)

1.一种烟气处理装置，用于电池(2)，其特征在于，包括：

输送管道(10)，所述输送管道包括第一端口(11)和第二端口(12)，所述第一端口(11)用于与所述电池(2)的泄压部(21)连通，以使经所述泄压部(21)排出的喷发物进入所述输送管道(10)，并由所述第二端口(12)排出。

2.根据权利要求1所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气处理装置还包括阻火器(13)，所述阻火器(13)布置在所述第一端口(11)和所述第二端口(12)之间，所述阻火器(13)用于阻止火焰由所述阻火器(13)朝向所述第一端口(11)的方向蔓延。

3.根据权利要求2所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气处理装置还包括引射装置(14)，所述引射装置(14)置于所述阻火器(13)与所述第二端口(12)之间，所述引射装置(14)用于引射空气，以使所述喷发物与空气混合。

4.根据权利要求3所述的烟气处理装置，其特征在于，所述引射装置(14)包括引射口，所述引射口设置于所述输送管道(10)外壁上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的烟气处理装置，其特征在于，所述烟气处理装置还包括点火装置(15)，所述点火装置(15)设置在所述第二端口(12)，所述点火装置(15)用于点燃经所述第二端口(12)排出的喷发物。

6.根据权利要求5所述的烟气处理装置，其特征在于，所述点火装置(15)包括等离子发生器(16)，所述等离子发生器(16)被配置为产生电弧以点燃经所述第二端口(12)排出的喷发物。

7.根据权利要求5或6所述的烟气处理装置，其特征在于，所述点火装置(15)被配置为与所述电池(2)的管理系统通信连接，并由所述电池(2)的管理系统控制所述点火装置(15)启动。

8.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的烟气处理装置。

9.一种储能仓，其特征在于，包括权利要求8所述的电池(2)，所述电池置于所述储能仓(3)内。

10.根据权利要求9所述的储能仓，其特征在于，所述第二端口(12)位于所述储能仓(3)外。