CN221057622U - 储能单元及储能装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能单元及储能装置，储能单元包括储能件和集气件，储能件包括连通部件以及至少一个电池包，集气件设置有容纳烟气的腔体，集气件包括连通腔体的入气口和出气口，入气口通过连通部件连通至少一个电池包的内部，出气口用于连通外界环境，因此，当电池包内电池单体发生热失控时，其产生的烟气可以通过连通部件排至集气件的腔体中，并通过出气口排至外界环境，从而可以降低烟气在集气件中的聚积而导致集气件发生爆炸的风险，提高安全性能。

Description

储能单元及储能装置

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能单元及储能装置。

背景技术

储能装置为电能储存与转移设备，其内部放置有多个电池包，具有安装运输方便、集成度高、占地面积小以及扩展性好的特点，是储能系统中分布式能源、智能电网、能源互联网发展的重要组成部分。

通常情况下，电池包内的电池单体在发生热失控时，会产生大量的高温高压烟气，当烟气聚积时可能会发生爆炸，严重影响安全性能。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种储能单元及储能装置，其能降低烟气聚积而发生爆炸的风险，提高安全性能。

第一方面，本申请实施例提供了一种储能单元，包括储能件和集气件，储能件包括连通部件以及至少一个电池包；集气件设置有容纳烟气的腔体，集气件包括连通腔体的入气口和出气口，入气口通过连通部件连通至少一个电池包的内部，出气口用于连通外界环境。

上述方案中，储能单元包括储能件和集气件，储能件包括连通部件以及至少一个电池包，集气件设置有容纳烟气的腔体，集气件包括连通腔体的入气口和出气口，入气口通过连通部件连通至少一个电池包的内部，出气口用于连通外界环境，因此，当电池包内电池单体发生热失控时，其产生的烟气可以通过连通部件排至集气件的腔体中，并通过出气口排至外界环境，从而可以降低烟气在集气件中的聚积而导致集气件发生爆炸的风险，提高安全性能。

在一些实施例中，储能单元还包括用于储存惰性气体的储气件，储气件与集气件的腔体连通。

上述方案中，储气件用于储存惰性气体，并且储气件与集气件的腔体连通，当电池包发生热失控时，储气件可以向腔体输入惰性气体，以进一步降低腔体内由于高温烟气聚积而发生爆炸的风险。

在一些实施例中，电池包包括电池箱体以及设置在电池箱体上的第一防爆阀，连通部件通过第一防爆阀连通电池箱体的内部。

上述方案中，连通部件通过第一防爆阀连通电池箱体的内部，相较于通过连通部件直接插入电池箱体内部或者通过其他的阀门与电池箱体内部连通而言，可以减少电池箱体上的密封失效点的数量，提高电池箱体的密封性。

在一些实施例中，储能件的数量为多个，多个储能件的连通部件分别与入气口连通。

上述方案中，多个储能件共用同一个集气件，其连通部件分别与集气件的入气口连通，相较于设置多个集气件一对一地与储能件连通而言，可以有效节约成本。

在一些实施例中，储能单元还包括汇流件，入气口通过汇流件分别与多个储能件的连通部件连通。

上述方案中，多个储能件的连通部件通过汇流件汇流后再连通至入气口，相较于设置多个连通部件直接连通入气口而言，可以减小入气口的尺寸，提高集气件的密封性。

在一些实施例中，连通部件包括连通管和第二防爆阀，入气口通过连通管连通至少一个电池包的内部，第二防爆阀设置在连通管上。

上述方案中，连通管连通入气口以及至少一个电池包的内部，并且，连通管上设置有第二防爆阀，因此，当电池包内发生热失控时，其产生的高温烟气可以经第二防爆阀泄压后再排入集气件的腔体中，以进一步降低集气件的腔体内由于高温烟气聚积而发生爆炸的风险。

在一些实施例中，储能单元还包括用于检测烟气的预警传感器，预警传感器设置于连通管上，并位于的电池包和第二防爆阀之间。

上述方案中，通过在连通管上设置用于检测烟气的预警传感器，预警传感器位于电池包的第二防爆阀之间，因此，当电池包内发生热失控且烟气排至第二防爆阀靠近电池包的一侧连通管时，预警传感器可以提前报警，以便于提前打开集气件的出气口或者作其他预先处理操作，同时，当储能件中的电池包的数量为多个时，多个电池包可以通过一个预警传感器即可实现预警，可以有效降低成本。

在一些实施例中，连通管包括第一支管、第二支管以及转接部，第一支管与至少一个电池包连通，第二支管与入气口连通，第一支管和第二支管通过转接部连通，预警传感器设置于转接部内。

上述方案中，第一支管和第二支管通过转接部连通，预警传感器设置在转接部内，以便于预警传感器的装配、检修及更换。

在一些实施例中，第二防爆阀嵌设于转接部，转接部通过第二防爆阀与第二支管连通。

上述方案中，第二防爆阀嵌设于转接部中，转接部通过第二防爆阀与第二支管连接，因而可以减小储能单元的整体体积，使储能单元的结构更加紧凑。

在一些实施例中，储能单元还包括用于检测烟气的至少一个预警传感器，至少一个预警传感器一对一地设置在至少一个电池包的内部。

上述方案中，至少一个预警传感器一对一地设置在至少一个电池包的内部，当电池包内发生热失控时，预警传感器可以快速检测到烟气并进行报警，以提高预警传感器的预警速度，便于提前打开集气件的出气口或者作其他预先处理操作。

第二方面，本申请实施例提供一种储能装置，包括以上任一项的储能单元。

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的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一些实施例提供的电池包的爆炸图；

图2是本申请一些实施例提供的储能单元的结构示意图；

图3是本申请一些实施例提高的储能单元的另一结构示意图；

图4是本申请一些实施例提供的又一结构示意图；

图5是本申请一些实施例提供的连通部件的局部放大图；

图6是本申请一些实施例提供的电池包的另一爆炸图。

标记名称：

电池包42；上盖10；电池单体20；箱体30；储能件40；连通部件41；连通管411；第二防爆阀412；第一支管413；第二支管414；转接部415；电池包42；电池箱体421；第一防爆阀422；集气件50；出气口51；储气件60；汇流件70；预警传感器80。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“实施例”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该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。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

储能装置为电能储存与转移设备，其内部放置有多个电池包，具有安装运输方便、集成度高、占地面积小以及扩展性好的特点，是储能系统中分布式能源、智能电网、能源互联网发展的重要组成部分。

本发明人注意到，当电池包内部的电池单体发生热失控时，其会产生大量的高温高压烟气，如果高温高压烟气在电池包内聚积，将影响电池包运行甚至导致电池包炸裂，因而需要及时对烟气进行处理。

传统的电池包内部可以设置气体收集处理室，用于收集并集中处理上述烟气，但是，该气体收集处理室通常会占用电池包内部空间，影响电池包内部的空间利用率。

目前，可以在电池包外侧设置集气件，使集气件与电池包内部连通，使得电池包热失控时产生的烟气可以排至集气件中，故能够减少电池包内的气体收集处理室的体积甚至去除该气体收集处理室。但是，上述集气件通常需要在收集大量烟气后再集中进行处理，因此，集气件可能会因为内部聚积有大量烟气而发生爆炸，严重影响安全性能。

鉴于此，为了解决集气件中因聚积大量烟气而可能发生爆炸，进而影响安全性能的问题，本申请实施例提供一种储能单元及储能装置，储能单元包括储能件和集气件，储能件包括连通部件以及至少一个电池包，集气件设置有容纳烟气的腔体，集气件包括连通腔体的入气口和出气口，入气口通过连通部件连通至少一个电池包的内部，出气口用于连通外界环境，因此，当电池包内电池单体发生热失控时，其产生的烟气可以通过连通部件排至集气件的腔体中，并通过出气口排至外界环境，从而可以降低烟气在集气件中的聚积而导致集气件发生爆炸的风险，提高安全性能。

本申请实施例公开的储能单元可以但不限于用于储能装置中。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的电池包42的爆炸图。电池包42包括电池箱体和电池单体20。在一些实施例中，电池箱体可以包括上盖10和箱体30，上盖10与箱体30相互盖合，上盖10和箱体30共同限定出用于容纳电池单体20的容纳腔。箱体30可以为一端开口的空心结构，上盖10可以为板状结构，上盖10盖合于箱体30的开口侧，以使上盖10与箱体30共同限定出容纳腔；上盖10和箱体30也可以是均为一侧开口的空心结构，上盖10的开口侧盖合于箱体30的开口侧。当然，上盖10和箱体30形成的电池箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池包42中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体内；当然，电池包42也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。电池包42还可以包括其他结构，例如，该电池包42还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。

其中，每个电池单体20可以为二次电池单体或一次电池单体；还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

图2是本申请一些实施例提供的储能单元的结构示意图。

如图2所示，第一方面，本申请实施例提供了一种储能单元，包括储能件40和集气件50，储能件40包括连通部件41以及至少一个电池包42；集气件50设置有容纳烟气的腔体，集气件50包括连通腔体的入气口和出气口51，入气口通过连通部件41连通至少一个电池包42的内部，出气口51用于连通外界环境。

储能件40中，电池包42的数量可以为一个，也可以为多个，当电池包42的数量为多个时，多个电池包42可以堆叠设置，并在连通部件41处汇流后通过连通部件41连通至入气口。连通部件41可以包括连通管道，还可以包括阀门等其他器件，本实施例不作限定。连通部件41连通电池包42的内部是指连通部件41与电池包42内部用于容纳电池单体20的空间相互连通，当电池包42内的电池单体20发生热失控时，其产生的烟气可以流通至连通部件41中。连通部件41可以插入电池包42内部以直接地连通电池包42内部，也可以通过阀门或其他结构间接地连通电池包42内部，本实施例不作限定。集气件50可以包括外壁，腔体可以由外壁围合形成，入气口和出气口51形成于外壁上。

上述方案中，储能单元包括储能件40和集气件50，储能件40包括连通部件41以及至少一个电池包42，集气件50设置有容纳烟气的腔体，集气件50包括连通腔体的入气口和出气口51，入气口通过连通部件41连通至少一个电池包42的内部，出气口51用于连通外界环境，因此，当电池包42内电池单体20发生热失控时，其产生的烟气可以通过连通部件41排至集气件50的腔体中，并通过出气口51排至外界环境，从而可以降低烟气在集气件50中的聚积而导致集气件50发生爆炸的风险，提高安全性能。

可选地，储能单元还包括出气阀门，出气阀门设置在出气口51处，以控制出气口51的开启及关闭，当电池包42发生热失控时，出气阀门开启以使集气件50的腔体与外界环境连通，当电池包42未发生热失控时，出气阀门可以保持关闭，以防止外界环境中的杂气进入集气件50。

可选地，储能单元还包括控制器，控制器可以与出气阀门通信连接，以控制出气阀门的开启及关闭。

请继续参照图2，在一些实施例中，储能单元还包括用于储存惰性气体的储气件60，储气件60与集气件50的腔体连通。

集气件50的外壁上还可以开设连通腔体的气孔，储气件60可以通过连通管道以及气孔间接地连通腔体。控制器可以与储气件60体通信连接，以控制储气件60的开启、关闭以及储气件60向集气件50的腔体中排入的惰性气体的流量。

上述方案中，储气件60用于储存惰性气体，并且储气件60与集气件50的腔体连通，当电池包42发生热失控时，储气件60可以向腔体输入惰性气体，以进一步降低腔体内由于高温烟气聚积而发生爆炸的风险。

请继续参照图2，在一些实施例中，电池包42包括电池箱体421以及设置在电池箱体421上的第一防爆阀422，连通部件41通过第一防爆阀422连通电池箱体421的内部。

第一防爆阀422的入口与电池箱体421的内部连通，第一防爆阀422的出口与连通部件41连接，可选地，第一防爆阀422的出口可以通过转接法兰与连通部件41连通，以便于装配。

上述方案中，连通部件41通过第一防爆阀422连通电池箱体421的内部，相较于通过连通部件41直接插入电池箱体421内部或者通过其他的阀门与电池箱体421内部连通而言，可以减少电池箱体421上的密封失效点的数量，提高电池箱体421的密封性。

图3是本申请一些实施例提高的储能单元的另一结构示意图。

如图3所示，在一些实施例中，储能件40的数量为多个，多个储能件40的连通部件41分别与入气口连通。

多个储能件40中的每一个均包括连通部件41以及至少一个电池包42，其中，每个储能件40中的连通部件41均连通对应的至少一个电池包42的内部，多个储能件40的连通部件41均与集气件50的入气口连通。

上述方案中，多个储能件40共用同一个集气件50，其连通部件41分别与集气件50的入气口连通，相较于设置多个集气件50一对一地与储能件40连通而言，可以有效节约成本。

请继续参照图3，在一些实施例中，储能单元还包括汇流件70，入气口通过汇流件70分别与多个储能件40的连通部件41连通。

汇流件70可以包括汇流管道，汇流管道分别与集气件50的入气口以及多个储能件40的连通部件41连通，当连通部件41包括连通管道时，汇流管道与连通管道可以为一体成型结构，或者，汇流管道与连通管道也可以通过转接法兰进行连通或者其他方式连通，本实施例不作限定。

上述方案中，多个储能件40的连通部件41通过汇流件70汇流后再连通至入气口，相较于设置多个连通部件41直接连通入气口而言，可以减小入气口的尺寸，提高集气件50的密封性。

图4是本申请一些实施例提供的又一结构示意图。

如图4所示，在一些实施例中，连通部件41包括连通管411和第二防爆阀412，入气口通过连通管411连通至少一个电池包42的内部，第二防爆阀412设置在连通管411上。

第二防爆阀412的入口可以靠近电池包42设置，第二防爆阀412的出口可以靠近集气件50设置。第二防爆阀412设置在连通管411上，当电池包42发生热失控时，其产生的烟气可以先聚积在第二防爆阀412靠近电池包42的一侧的连通管411中，当第二防爆阀412靠近电池包42的一侧的连通管411中的气压到达阈值时，第二防爆阀412开启，烟气流经第二防爆阀412后排至集气件50的入气口。

上述方案中，连通管411连通入气口以及至少一个电池包42的内部，并且，连通管411上设置有第二防爆阀412，因此，当电池包42内发生热失控时，其产生的高温烟气可以经第二防爆阀412泄压后再排入集气件50的腔体中，以进一步降低集气件50的腔体内由于高温烟气聚积而发生爆炸的风险。

图5是本申请一些实施例提供的连通部件的局部放大图。

如图4和图5所示，在一些实施例中，储能单元还包括用于检测烟气的预警传感器80，预警传感器80设置于连通管411上，并位于的电池包42和第二防爆阀412之间。

预警传感器80可以与控制器通信连接，预警传感器80设置在连通管411上，且位于第二防爆阀412背离集气件50的一侧，当电池包42热失控所产生的烟气排入连通管411时，预警传感器80可以在第二防爆阀412开启之前检测到烟气，以提前报警，使控制器可以提前控制集气件50的出气口51打开或者提前控制储气件60向集气件50的腔体中通入惰性气体。需要明确的是，在第二防爆阀412开启之前，控制器可以控制储气件60以第一流量向集气件50的腔体中通入惰性气体，当第二防爆阀412开启之后，控制器可以控制储气件60以第二流量向集气件50的腔体中通入惰性气体，第一流量小于第二流量，并且，第二流量可以为能够使集气件50的腔体内的烟气不可燃的流量，从而可以节约惰性气体的使用，同时防止集气件50爆炸。

上述方案中，通过在连通管411上设置用于检测烟气的预警传感器80，预警传感器80位于电池包42的第二防爆阀412之间，因此，当电池包42内发生热失控且烟气排至第二防爆阀412靠近电池包42的一侧连通管411时，预警传感器80可以提前报警，以便于提前打开集气件50的出气口51或者作其他预先处理操作，同时，当储能件40中的电池包42的数量为多个时，多个电池包42可以通过一个预警传感器80即可实现预警，可以有效降低成本。

请继续参照图4和图5，在一些实施例中，连通管411包括第一支管413、第二支管414和转接部415，第一支管413与至少一个电池包42连通，第二支管414与入气口连通，第一支管413和第二支管414通过转接部415连通，预警传感器80设置于转接部415内。

转接部415至少沿第一支管413或第二支管414的延伸方向开设有过孔，该过孔分别与第一支管413和第二支管414连通，并且，预警传感器80设置在该过孔内。

上述方案中，连通管411通过转接部415连通，预警传感器80设置在转接部415内，以便于预警传感器80的装配、检修及更换。

请继续参阅图4和图5，在一些实施例中，第二防爆阀412嵌设于转接部415，转接部415通过第二防爆阀412与第二支管414连通。

上述方案中，第二防爆阀412嵌设于转接部415中，转接部415通过第二防爆阀412与第二支管414连接，因而可以减小储能单元的整体体积，使储能单元的结构更加紧凑。

图6是本申请一些实施例提供的电池包的另一爆炸图。

如图6所示，在一些实施例中，储能单元还包括用于检测烟气的至少一个预警传感器80，至少一个预警传感器80一对一地设置在至少一个电池包42的内部。

本实施例中，预警传感器80的数量与电池包42的数量一一对应，其一对一地设置在电池包42的内部，当电池包42内发生热失控时，预警传感器80可以更加快速地检测到烟气的产生，并提前报警。

上述方案中，至少一个预警传感器80一对一地设置在至少一个电池包42的内部，当电池包42内发生热失控时，预警传感器80可以快速检测到烟气并进行报警，以提高预警传感器80的预警速度，便于提前打开集气件50的出气口51或者作其他预先处理操作。

需要明确的是，本申请中的其他预先处理操作可以包括但不限于通过储气件60向集气件50的腔体中提前通入惰性气体。

第二方面，本申请实施例提供一种储能装置，包括以上任一项的储能单元。

本申请实施例提供的储能单元及储能装置中，储能单元包括储能件40和集气件50，储能件40包括连通部件41以及至少一个电池包42，集气件50设置有容纳烟气的腔体，集气件50包括连通腔体的入气口和出气口51，入气口通过连通部件41连通至少一个电池包42的内部，出气口51用于连通外界环境，因此，当电池包42内电池单体20发生热失控时，其产生的烟气可以通过连通部件41排至集气件50的腔体中，并通过出气口51排至外界环境，从而可以降低烟气在集气件50中的聚积而导致集气件50发生爆炸的风险，提高安全性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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。

Claims (11)

1.一种储能单元，其特征在于，包括：

储能件，包括连通部件以及至少一个电池包；

集气件，设置有容纳烟气的腔体，所述集气件包括连通所述腔体的入气口和出气口，所述入气口通过所述连通部件连通至少一个所述电池包的内部，所述出气口用于连通外界环境。

2.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述储能单元还包括用于储存惰性气体的储气件，所述储气件与所述集气件的所述腔体连通。

3.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述电池包包括电池箱体以及设置在所述电池箱体上的第一防爆阀，所述连通部件通过所述第一防爆阀连通所述电池箱体的内部。

4.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述储能件的数量为多个，多个所述储能件的连通部件分别与所述入气口连通。

5.根据权利要求4所述的储能单元，其特征在于，所述储能单元还包括汇流件，所述入气口通过所述汇流件分别与多个所述储能件的所述连通部件连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的储能单元，其特征在于，所述连通部件包括连通管和第二防爆阀，所述入气口通过所述连通管连通至少一个所述电池包的内部，所述第二防爆阀设置在所述连通管上。

7.根据权利要求6所述的储能单元，其特征在于，所述储能单元还包括用于检测烟气的预警传感器，所述预警传感器设置于所述连通管上，并位于所述的电池包和所述第二防爆阀之间。

8.根据权利要求7所述的储能单元，其特征在于，所述连通管包括第一支管、第二支管以及转接部，所述第一支管与至少一个所述电池包连通，所述第二支管与所述入气口连通，所述第一支管和所述第二支管通过所述转接部连通，所述预警传感器设置于所述转接部内。

9.根据权利要求8所述的储能单元，其特征在于，所述第二防爆阀嵌设于所述转接部，所述转接部通过所述第二防爆阀与所述第二支管连通。

10.根据权利要求1-5任一项所述的储能单元，其特征在于，所述储能单元还包括用于检测烟气的至少一个预警传感器，至少一个所述预警传感器一对一地设置在至少一个所述电池包的内部。

11.一种储能装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的储能单元。