ES3053747T3

ES3053747T3 - Battery module having a gas-based fire extinguishing agent guide blade for extinguishing battery cell unit, and battery rack and energy storage system including the battery module

Info

Publication number: ES3053747T3
Application number: ES22749996T
Authority: ES
Inventors: Hong-Jae Park; Yo-Hwan Kim; Tae-Shin Cho
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2026-01-26
Anticipated expiration: 2042-01-28
Also published as: KR20220111819A; JP2023528504A; EP4167365A4; EP4167365A2; KR102718427B1; JP7442687B2; WO2022169247A2; WO2022169247A3; EP4167365B1; CN115699429A; US20230291070A1

Abstract

Según la presente invención, se puede proporcionar un módulo de batería, comprendiendo el módulo de batería: un conjunto de celdas que incluye celdas de batería dispuestas para enfrentarse entre sí en una dirección; un conjunto de barra colectora acoplado a una porción lateral del conjunto de celdas en la que se ubican los cables de los electrodos de las celdas de batería; y alas de guía dispuestas delante del conjunto de barra colectora a lo largo de una dirección que coincide con una dirección en la que están dispuestas las celdas de batería, en donde cada una de las alas de guía tiene una superficie de placa dispuesta para enfrentarse a al menos una de las celdas de batería, y está acoplada al conjunto de barra colectora para girar en un ángulo predeterminado debido a una presión de gas cuando se genera gas en la al menos una celda de batería correspondiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería que tiene una paleta de guía de agente de extinción de incendios a base de gas para extinguir una unidad de celda de batería, y bastidor de baterías y sistema de almacenamiento de energía que incluye el módulo de batería

[0003] Campo técnico

[0004] La presente divulgación se refiere a un módulo de batería, y más particularmente, a un módulo de batería capaz de inyectar de manera eficaz un agente de extinción de incendios a base de gas en una celda de batería específica en la que se produce un acontecimiento de entre una pluralidad de celdas de batería, y a un bastidor de baterías o a un sistema de almacenamiento de energía que incluye el módulo de batería.

[0005] Antecedentes de la técnica

[0006] Debido a que las baterías secundarias pueden reducir radicalmente el uso de combustibles fósiles y no generan ningún subproducto que provenga del consumo de energía, las baterías secundarias están ganando atención como una nueva fuente de energía alternativa para mejorar la ecocompatibilidad y la eficiencia energética.

[0007] Los tipos de baterías secundarias que se usan ampliamente en la actualidad incluyen baterías de iones de litio, baterías de polímeros de litio, baterías de níquel-cadmio, baterías de hidruro de níquel, y baterías de níquel-zinc. Una tensión de funcionamiento por celda de batería unitaria oscila desde aproximadamente 2,5 V hasta aproximadamente 4,5 V. Cuando se requieren una tensión de salida y una capacidad energética más altas, un módulo de batería se configura conectando una pluralidad de celdas de batería en serie y en paralelo. Además, un bloque de baterías o un bastidor de baterías está configurado conectando los módulos de batería en serie y/o en paralelo.

[0008] Debido a que una batería secundaria está acompañada por una reacción química durante la carga/descarga, el rendimiento de la batería secundaria puede degradarse cuando la batería secundaria se usa en un entorno con una temperatura más alta que la apropiada, y existe un riesgo de incendio o explosión cuando una temperatura aumenta significativamente por encima de la temperatura apropiada. En particular, en el caso de un módulo de batería que tiene una estructura en la que un gran número de baterías secundarias se alojan intensamente, puede producirse fácilmente una fuga térmica en la que el calor de una batería secundaria se propaga a otras baterías secundarias circundantes debido a la estructura. Por este motivo, un sistema de enfriamiento y un sistema de extinción de incendios se incluyen habitualmente cuando se configuran un módulo de batería y un bloque de baterías.

[0009] En la técnica, un método de inyección de agua para inyectar agua en un bloque de baterías o un módulo de batería se usa habitualmente como un sistema de extinción de incendios. Sin embargo, cuando se inyecta agua en el módulo de batería para apagar un incendio de una celda de batería específica, las celdas de batería restantes se dañarán inevitablemente por inundación y pueden no reutilizarse.

[0010] Por consiguiente, existe una demanda para un método de aplicación de un agente de extinción a base de gas de compuesto de halógeno adecuado para un incendio eléctrico y que tiene menos daño que el agua después de la extinción de incendios en un incendio de un módulo de batería y que guía de manera eficaz el agente de extinción de incendios a base de gas hasta una celda de batería específica en la que se produce un acontecimiento.

[0011] El documento JP 2013 037873 A se refiere a un módulo de batería que incluye una trayectoria de escape para descargar gas generado desde las baterías secundarias del módulo de batería.

[0012] El documento US 2005/174092 A1 se refiere a un sistema de baterías que incluye una estructura que está configurada para recoger gas expulsado de las celdas de batería.

[0013] Divulgación

[0014] Problema técnico

[0015] La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un módulo de batería capaz de que, cuando un acontecimiento (ventilación de gas o incendio) se produce en una celda de batería específica en un módulo de batería, se guía de manera intensiva un agente de extinción de incendios a la celda de batería específica sin introducirse en otras celdas de batería.Solución técnica

[0016] En la reivindicación 1 se define un módulo de batería según la presente invención e incluye: un conjunto de celdas que incluye celdas de batería dispuestas unas frente a las otras en una dirección; un conjunto de barras ómnibus acopladas a una superficie lateral del conjunto de celdas en el que están ubicados los conectores de electrodo de las celdas de batería; y paletas de guía dispuestas delante del conjunto de barras ómnibus en una dirección correspondiente a una dirección de disposición de las celdas de batería, en el que cada una de las paletas de guía tiene una superficie de placa que está orientada hacia al menos una celda de batería, y está acoplada al conjunto de barras ómnibus para, cuando se genera gas en al menos una celda de batería, rotar en un ángulo determinado debido a la presión del gas.

[0017] El módulo de batería incluye además una carcasa de módulo en la que el conjunto de celdas y el conjunto de barras ómnibus están alojados de manera solidaria, en el que la carcasa de módulo incluye, en un lado de la misma, una válvula de inyección de agente de extinción de incendios configurada para inyectar un agente de extinción de incendios en la carcasa de módulo, en el que un espacio vacío, en el que se inyecta el agente de extinción de incendios, se forma entre las paletas de guía y una pared interior de la carcasa de módulo que está orientada hacia las paletas de guía.

[0018] Puede proporcionarse una paleta de guía por celda de batería.

[0019] Cada celda de batería puede ser una celda de batería de tipo bolsa con una porción de guía de ventilación de gas en un lado de la misma, en la que cada paleta de guía se proporciona en una posición que está orientada hacia la porción de guía de ventilación de gas de cada celda de batería.

[0020] Cada paleta de guía puede incluir: una porción de placa de guía proporcionada como cuerpo similar a una placa capaz de apantallar una porción delantera de la porción de guía de ventilación de gas; y una porción de eje de articulación que sobresale desde un extremo superior y un extremo inferior de la porción de placa de guía e insertada en un orificio de inserción formado en el conjunto de barras ómnibus.

[0021] Cada paleta de guía puede acoplarse al conjunto de barras ómnibus de modo que la porción de placa de guía es normalmente paralela a la superficie lateral del conjunto de celdas.

[0022] La porción de eje de articulación puede incluir: un eje que pasa verticalmente a través del orificio de inserción; y un elemento de enclavamiento que sobresale horizontalmente desde una superficie circunferencial exterior del eje, en la que el conjunto de barras ómnibus incluye un elemento de tope que se proporciona dentro de un radio de rotación del elemento de enclavamiento para entrar en contacto con el elemento de enclavamiento cuando el elemento de enclavamiento rota y está configurado para limitar un ángulo de rotación del elemento de enclavamiento.

[0023] El elemento de enclavamiento puede incluir una porción convexa que tiene forma de arco en una superficie del mismo, y el elemento de tope puede incluir una porción cóncava que tiene forma cóncava conforme a la porción convexa.

[0024] Al menos una de la porción convexa y la porción cóncava puede ser magnética.

[0025] El conjunto de barras ómnibus puede incluir un armazón de barra ómnibus que incluye: una porción de cuerpo que incluye ranuras a través de las cuales pasan los conectores de electrodo y que está orientada hacia la superficie lateral del conjunto de celdas; una porción de placa superior que sobresale hacia delante desde un extremo superior de la porción de cuerpo; y una porción de placa inferior que sobresale hacia delante desde un extremo inferior de la porción de cuerpo, y una pluralidad de barras ómnibus montadas en la porción de cuerpo y conectadas en un patrón predeterminado a los conectores de electrodo, en el que un extremo superior y un extremo inferior de cada paleta de guía están articulados respectivamente en la porción de placa superior y la porción de placa inferior.

[0026] Según otro aspecto de la presente invención, un bastidor de baterías, que se define en la reivindicación 10, incluye: un alojamiento de bastidor; la pluralidad de módulos de batería dispuestos en capas en el alojamiento de bastidor; un tanque de agente de extinción de incendios ubicado dentro del alojamiento de bastidor o alrededor del alojamiento de bastidor; una tubería que conecta el tanque de agente de extinción de incendios a cada uno de la pluralidad de módulos de batería; al menos un sensor proporcionado en el alojamiento de bastidor y configurado para detectar si se genera gas en cada uno de los módulos de batería; y un controlador configurado para generar una señal de control para, cuando se detecta mediante el sensor que se genera gas en un módulo de batería de la pluralidad de módulos de batería, guiar un agente de extinción de incendios al módulo de batería a través de la tubería.

[0027] El agente de extinción de incendios puede ser un agente de extinción de incendios de compuesto de halógeno. Según todavía otro aspecto de la presente invención, un sistema de almacenamiento de energía, que se define en la reivindicación 12, incluye el uno o más bastidores de batería.

[0028] Efectos ventajosos

[0029] Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un módulo de batería capaz de que, cuando se produce un acontecimiento (ventilación de gas o incendio) en una celda de batería específica en un módulo de batería, guiar de manera intensiva un agente de extinción de incendios a la celda de batería específica sin introducirse en otras celdas de batería.

[0030] Por ejemplo, cuando se produce un acontecimiento en una celda de batería específica en un módulo de batería, sólo se abre una paleta de guía que cubre la celda de batería específica y, por tanto, puede guiarse un agente de extinción de incendios a base de gas a una celda de batería objetivo, y puede no introducirse en otras celdas de batería o puede minimizarse su influencia. Según la presente divulgación, puede impedirse fácilmente que un incendio de una celda de batería específica y una fuga térmica rodee las celdas de batería inyectando un agente de extinción de incendios a base de gas, e incluso cuando el agente de extinción de incendios a base de gas se inyecta en un módulo de batería, pueden reutilizarse celdas de batería distintas de la celda de batería específica.

[0031] Descripción de dibujos

[0032] La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un bastidor de baterías según una realización de la presente divulgación.

[0033] La figura 2 es una vista de referencia para describir un sistema de extinción de incendios del bastidor de baterías de la figura 1.

[0034] La figura 3 es una vista que ilustra una configuración de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

[0035] La figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra un conjunto de celdas al que está acoplada una paleta de guía según una realización de la presente divulgación.

[0036] La figura 5 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcial que ilustra un conjunto de celdas según una realización de la presente divulgación.

[0037] La figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra el funcionamiento de una paleta de guía cuando se produce un acontecimiento en una celda de batería específica.

[0038] La figura 7 es una vista parcial ampliada de la figura 6.

[0039] La figura 8 es una vista correspondiente a la figura 7 según otra realización de la presente divulgación.

[0040] Mejor modo

[0041] A continuación en el presente documento, se describirán con detalle realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntadas no deben interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que se le permite al inventor definir términos de manera apropiada para la mejor explicación. Por tanto, la descripción propuesta en el presente documento es sólo un ejemplo preferible ejemplo únicamente con propósitos ilustrativos, no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otros equivalentes y modificaciones a la misma dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0042] La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un bastidor de baterías según una realización de la presente divulgación. La figura 2 es una vista de referencia para describir un sistema de extinción de incendios del bastidor de baterías de la figura 1. La figura 3 es una vista que ilustra una configuración de un módulo de batería según una realización de la presente divulgación.

[0043] Haciendo referencia a la figura 1, un bastidor de baterías según una realización de la presente divulgación incluye un alojamiento 10 de bastidor y una pluralidad de módulos 20 de batería.

[0044] El alojamiento 10 de bastidor puede incluir una pluralidad de armazones, y puede estar configurado de modo que una pluralidad de módulos 20 de batería y un controlador 50 están montados en el alojamiento 10 de bastidor. La pluralidad de módulos 20 de batería están ubicados en capas en el alojamiento 10 de bastidor. Por ejemplo, puesto que los módulos 20 de batería están alojados en el alojamiento 10 de bastidor tal como se muestra en la figura 1, puede mejorarse la utilización del espacio del bastidor de baterías, la conveniencia de la conexión eléctrica, y la densidad de energía.

[0045] Cada módulo 20 de batería incluye un ventilador soplador F para introducir aire externo en el módulo 20 de batería como dispositivo de enfriamiento. Cuando el ventilador soplador F está en funcionamiento, puede introducirse aire externo en el módulo 20 de batería a través de una entrada de aire proporcionada en una porción izquierda de una superficie delantera del módulo 20 de batería y puede fluir a través de canales de enfriamiento proporcionados en el conjunto 100 de celdas descrito a continuación en una dirección el eje Y para enfriar la celda 110 de batería. El aire que pasa a través de los canales de enfriamiento puede descargarse a través de una salida 402a de aire de una placa 402 trasera proporcionada en una superficie trasera de una carcasa 400 de módulo al exterior del módulo 20 de batería.

[0046] Debido a una estructura del bastidor de baterías, cuando se produce un incendio en un módulo 20 de batería, las llamas se extienden rápidamente a otros módulos 20 de batería, y existe el riesgo de que se extienda el incendio y de explosión. Por consiguiente, es muy importante hallar el módulo 20 de batería en el que se produce el incendio en primer lugar y extinguir rápidamente el incendio.

[0047] Por consiguiente, el bastidor de baterías según la presente divulgación incluye un sistema de extinción de incendios que incluye un tanque 30 de agente de extinción de incendios, una tubería 40, el controlador 50, y un sensor 60. Tal como se muestra en la figura 1, el tanque 30 de agente de extinción de incendios puede estar ubicado alrededor del alojamiento 10 de bastidor, y está conectado a través de la tubería 40 a cada módulo 20 de batería. Aunque no se muestra en detalle por motivos de conveniencia de ilustración, una porción de la tubería 40 conectado al bastidor de baterías puede estar conectado en un tipo de colector a cada módulo 20 de batería.

[0048] El tanque 30 de agente de extinción de incendios contiene un agente de extinción de incendios de compuesto de halógeno. Los ejemplos del agente de extinción de incendios de compuesto de halógeno pueden incluir agentes de extinción de incendios a base de FK-5112 y HFC que están disponibles comercialmente. El agente de extinción de incendios de FK-5112 extingue un incendio usando un método de extinción de incendios por enfriamiento/sofocación, y el agente de extinción de incendios a base de HFC extingue un incendio usando un método de extinción de incendios por enfriamiento/anticatalítico. Estos agentes de extinción de incendios de compuesto de halógeno son eléctricamente aislantes y pueden minimizar un daño secundario adicional (explosión eléctrica, parada de emergencia, etc.).

[0049] Un sistema de extinción de incendios de un bastidor de baterías según la presente divulgación se describirá brevemente con referencia a la figura 2 de la siguiente manera.

[0050] El controlador 50 del bastidor de baterías según la presente divulgación puede tener una función como sistema de gestión de baterías (BMS) para gestionar la carga/descarga de los módulos 20 de batería, está conectado al sensor 60 y al tanque 30 de agente de extinción de incendios, y está configurado para emitir una señal de control para controlar el funcionamiento del tanque 30 de agente de extinción de incendios.

[0051] El controlador 50 monitoriza la generación de gas o la temperatura de todos los módulos 20 de batería. Cuando se detecta gas o se detecta una temperatura anómalamente alta en un módulo 20 de batería específico, el controlador emite una señal de funcionamiento al tanque 30 de agente de extinción de incendios. Para la detección de gas o temperatura del módulo 20 de batería, puede proporcionarse una pluralidad de sensores 60 dentro y fuera de cada módulo 20 de batería. El sensor 60 detecta una elevación de la temperatura y/o expulsión de gas del módulo 20 de batería y transmite una señal de detección al controlador 50. Por ejemplo, el sensor 60 puede ser un sensor 60 de temperatura, un sensor 60 de detección de gas, o una combinación del sensor 60 de temperatura y el sensor 60 de detección de gas.

[0052] Puede proporcionarse una válvula de apertura/cierre entre la tubería 40 y una válvula 500 de inyección de agente de extinción de incendios de cada módulo 20 de batería. La válvula de apertura/cierre puede permitir que un agente de extinción de incendios se suministre o bloquee a o desde cada módulo 20 de batería. Por ejemplo, cuando se genera gas en un módulo 20 de batería específico de entre la pluralidad de módulos 20 de batería, puede abrirse una válvula 70 de control conectada al módulo 20 de batería específico bajo el control del controlador 50, para inyectar un agente de extinción de incendios en el módulo 20 de batería específico.

[0053] A continuación, el módulo 20 de batería según una realización de la presente divulgación se describirá con detalle con referencia a las figuras 3 a 7.

[0054] El módulo 20 de batería incluye un conjunto 100 de celdas, un conjunto 200 de barras ómnibus, paletas 300 de guía, la carcasa 400 de módulo, y la válvula 500 de inyección de agente de extinción de incendios.

[0055] Puede proporcionarse una pluralidad de conjuntos 100 de celdas, y puede alojarse en la carcasa 400 de módulo tal como se muestra en la figura 3. Cada uno de los conjuntos 100 de celdas puede incluir celdas 110 de batería dispuestas unas frente a las otras en una dirección (dirección del eje X) y cartuchos 120 que soportan las celdas 110 de batería.

[0056] Las celdas 110 de batería son una batería secundaria de tipo bolsa en la que un conjunto de electrodos (no mostrado) y una disolución de electrolito se sellan con una lámina de bolsa.

[0057] La lámina de bolsa puede incluir una lámina de bolsa superior y una lámina de bolsa inferior. La batería secundaria de tipo bolsa puede fabricarse ubicando el conjunto de electrodos y la disolución de electrolito en una porción central de la lámina de bolsa inferior, que cubre la misma con la lámina de bolsa superior, y que sella los bordes de las láminas de bolsa superior e inferior a través de fusión térmica. En este caso, un conector 111 de electrodo puede extenderse al interior y el exterior de la lámina de bolsa y una porción del conector 111 de electrodo puede fijarse entre los bordes de la lámina de bolsa superior y la lámina de bolsa inferior a través de fusión térmica. El conector 111 de electrodo incluye un conector de electrodo positivo y un conector de electrodo negativo y funciona como terminal de electrodo de la batería secundaria de tipo bolsa.

[0058] Una porción de borde de la lámina de bolsa sometida a fusión térmica se define como una porción 112 de sellado. La celda 110 de batería de tipo bolsa de la presente divulgación incluye una porción 113 de guía de ventilación de gas en la porción 112 de sellado (véase la figura 5). La porción 113 de guía de ventilación de gas, que es una porción donde la resistencia de fusión de la lámina de bolsa es más débil que la de otras porciones, se proporciona adyacente al electrodo 111. Cuando se genera gas en la celda 110 de batería y aumenta la presión interna, la porción 113 de guía de ventilación de gas en la porción 112 de sellado puede dañarse en primer lugar y puede fugarse gas a través de la misma.

[0059] El cartucho 120 es un producto de moldeo por inyección para apilar y empaquetar las celdas 110 de batería. El cartucho 120 puede incluir cuatro armazones que forman una forma de armazón sustancialmente cuadrangular, y una placa 130 de enfriamiento puede unirse a un espacio interior del armazón cuadrangular.

[0060] Puesto que una o dos celdas 110 de batería están ubicadas entre dos cartuchos 120 a los que se une la placa 130 de enfriamiento, la celda 110 de batería puede alojarse de manera fija mediante los dos cartuchos 120 con una o ambas superficies en contacto con la placa 130 de enfriamiento. En este caso, los cartuchos 120 pueden ensamblarse de manera continua entre sí con la celda 110 de batería entre los mismos, y el conector 111 de electrodo de cada celda 110 de batería puede salir de un hueco entre los dos cartuchos 120 ensamblados.

[0061] La placa 130 de enfriamiento es una placa metálica delgada que tiene alta conductividad térmica tal como aluminio, y tiene una estructura hueca para proporcionar un canal de enfriamiento a través del cual puede fluir un refrigerante. Cuando la placa 130 de enfriamiento está unida al cartucho 120, el canal de enfriamiento puede comunicar con una porción de aberturas O que pasa a través de dos armazones (lados cortos) del cartucho 120. En esta configuración, puede introducirse aire externo a través de una porción de abertura O en un lado del cartucho 120 en el canal de enfriamiento para enfriar la celda 110 de batería, y puede descargarse a través de la porción de abertura en el lado opuesto del cartucho 120 al exterior del cartucho 120.

[0062] Aunque el conjunto 100 de celdas según la presente realización incluye los cartuchos 120, sin usar los cartuchos 120, las celdas 110 de batería pueden apilarse directamente y pueden fijarse a la carcasa 400 de módulo a través de un adhesivo térmicamente conductor o similar. Además, puede formarse un canal de enfriamiento en una porción superior o una porción inferior del conjunto 100 de celdas, de modo que fluye aire externo a lo largo de un borde de extremo superior o extremo inferior de las celdas 110 de batería. Es decir, el alcance de la presente divulgación no se limita a usar el cartucho 120 cuando está configurado el conjunto de celdas.

[0063] El conjunto 200 de barras ómnibus es un componente eléctrico que incluye una barra 220 ómnibus y un armazón 210 de barra ómnibus, y está montado en una superficie lateral del conjunto 100 de celdas. La superficie lateral del conjunto 100 de celdas se refiere a una porción en la que están ubicados los conectores 111 de electrodo de las celdas 110 de batería.

[0064] El armazón 210 de barra ómnibus puede incluir una porción 211 de cuerpo, una porción 212 de placa superior, y una porción 213 de placa inferior.

[0065] La porción 211 de cuerpo es una porción que está orientada hacia la superficie lateral del conjunto 100 de celdas, puede desconectarse del/unirse al conjunto 100 de celdas de una manera con ajuste a presión, puede permitir que las barras 220 ómnibus se monten en una superficie delantera de la porción 211 de cuerpo, y puede incluir ranuras (no mostradas) a través de las cuales pueden pasar los conectores 111 de electrodo.

[0066] Aunque no se muestra en detalle por motivos de conveniencia de ilustración, las celdas 110 de batería pueden conectarse en serie y/o en paralelo conectando los conectores 111 de electrodo en un patrón predeterminado a la barra 220 ómnibus. Por ejemplo, se superponen conectores de electrodo positivo de una o dos celdas 110 de batería, se sacan a la parte delantera de la porción 211 de cuerpo a través de las ranuras, se doblan, y se sueldan a cualquier barra 220 ómnibus y, de manera similar, se sueldan conectores de electrodo negativo de otra una o dos celdas 110 de batería a la barra 220 ómnibus para conectar eléctricamente las celdas 110 de batería.

[0067] La porción 212 de placa superior y la porción 213 de placa inferior son partes para ensamblar las paletas 300 de guía, y la porción 212 de placa superior puede sobresalir hacia delante desde un extremo superior de la porción 211 de cuerpo y la porción 213 de placa inferior puede sobresalir hacia delante desde un extremo inferior de la porción 211 de cuerpo.

[0068] Las paletas 300 de guía están configuradas para guiar de manera selectiva un agente de extinción de incendios a base de gas a la celda 110 de batería en la que se produce un acontecimiento de entre las celdas 110 de batería. Tal como se muestra en la figura 4, las paletas 300 de guía están dispuestas delante del conjunto 200 de barras ómnibus en una dirección (dirección del eje ±X) correspondiente a una dirección de disposición de las celdas 110 de batería, y están configuradas de modo que cada paleta 300 de guía tiene una superficie de placa que está orientada hacia al menos una celda 110 de batería y está articulada al conjunto 200 de barras ómnibus para, cuando se genera gas en al menos una celda 110 de batería, rotar en un ángulo determinado debido a la presión del gas. Es preferible que se proporcione una paleta 300 de guía por celda 110 de batería. En este caso, puesto que, cuando se produce un acontecimiento, se abre una paleta 300 de guía por celda 110 de batería objetivo y un agente de extinción de incendios a base de gas puede guiarse a la celda 110 de batería objetivo, otras celdas 110 de batería circundantes pueden verse menos afectados por el agente de extinción de incendios a base de gas.

[0069] Además, las celdas 110 de batería de la presente realización son celdas 110 de batería de tipo bolsa bidireccionales que incluyen conectores de electrodo positivo y negativo ubicados en sentidos opuestos, e incluyen la porción 113 de guía de ventilación de gas únicamente en una dirección. Por consiguiente, cuando se produce un acontecimiento, puede guiarse gas al lado derecho del conjunto 100 de celdas. Por consiguiente, en la presente realización, cada paleta 300 de guía puede estar ubicada en una posición de cada celda 110 de batería que está orientada hacia la porción 113 de guía de ventilación de gas, es decir, en el lado derecho del conjunto 100 de celdas, y puede no estar ubicado en el lado izquierdo del conjunto 100 de celdas donde no hay ninguna porción 113 de guía de ventilación de gas.

[0070] Sin embargo, a diferencia de en la presente realización, el conjunto 100 de celdas puede incluir las celdas 110 de batería sin la porción 113 de guía de ventilación de gas, o debido a otros factores, las paletas 300 de guía puede aplicarse a ambos lados del conjunto 100 de celdas.

[0071] Cuando las paletas 300 de guía se describen con más detalle con referencia a las figuras 6 a 8, cada paleta 300 de guía puede incluir una porción 310 de placa de guía y una porción 320 de eje de articulación.

[0072] La porción 310 de placa de guía puede proporcionarse como cuerpo similar a una placa capaz de apantallar una porción delantera de una porción 113 de guía de ventilación de gas correspondiente (o porción de conexión entre una barra ómnibus y un conector de electrodo de una celda de batería correspondiente). La porción 320 de eje de articulación que es una porción ensamblada en el armazón 210 de barra ómnibus puede proporcionarse en una forma cilíndrica que sobresale verticalmente desde un extremo superior y a extremo inferior de la porción 310 de placa de guía.

[0073] Tal como se muestra en la figura 7, una porción 320 de eje de articulación superior puede insertarse en un orificio de inserción formado en la porción 212 de placa superior del armazón 210 de barra ómnibus, y una porción de eje de articulación inferior (no mostrado) puede insertarse en un orificio de inserción formado en la porción 213 de placa inferior del armazón 210 de barra ómnibus. Por consiguiente, la porción 310 de placa de guía puede rotar hacia adelante y hacia atrás alrededor de la porción 320 de eje de articulación.

[0074] Además, una proyección 213a de fijación para limitar la rotación cuando la porción 310 de placa de guía alcanza una posición paralela a la superficie lateral del conjunto 100 de celdas puede proporcionarse en la porción 213 de placa inferior del armazón 210 de barra ómnibus. La proyección 213a de fijación es un cuerpo magnético, y un cuerpo magnético puede estar ubicado en una porción de la porción 310 de placa de guía que está en contacto con la proyección 213a de fijación de modo que la porción 310 de placa de guía está normalmente en contacto con la proyección 213a de fijación, es decir, en un estado cerrado.

[0075] En esta configuración, la porción 310 de placa de guía es normalmente paralela a la superficie lateral del conjunto 100 de celdas, para apantallar la porción delantera de la porción 113 de guía de ventilación de gas (o porción de conexión entre la barra ómnibus y el conector de electrodo de la celda de batería correspondiente).

[0076] Sin embargo, tal como se muestra en la figura 6, cuando se ventila gas a través de una determinada celda 110 de batería, la paleta 300 de guía que está orientada hacia la celda 110 de batería rota para abrirse debido a la presión del gas durante la ventilación. En la configuración de la figura 3, puesto que la válvula 500 de inyección de agente de extinción de incendios está en una dirección X, un agente de extinción de incendios expulsado desde la válvula 500 de inyección de agente de extinción de incendios se mueve en la carcasa 400 de módulo en una dirección indicada con una flecha de la figura 6. En este caso, la paleta 300 de guía que está orientada hacia una celda de batería en la que no se produce ventilación de gas impide que un agente de extinción de incendios se mueva en una dirección Y, y la paleta 300 de guía que está orientada hacia una celda de batería en la que se produce ventilación de gas se abre en un ángulo determinado, cambia la dirección de un agente de extinción de incendios, y guía el agente de extinción de incendios que va a inyectarse en la celda de batería específica en la que se produce el acontecimiento. Es decir, puesto que el módulo 20 de batería de la presente divulgación está configurado de modo que cuando se ventila gas en una celda 110 de batería específica, sólo se abre una paleta 300 de guía específica que está orientada hacia la celda 110 de batería específica, puede inyectarse un agente de extinción de incendios en la celda 110 de batería específica, es decir, una celda de batería objetivo.

[0077] En otro ejemplo, un ángulo en el que se abre la paleta 300 de guía por la presión del gas cuando se produce un acontecimiento puede limitarse a un ángulo específico.

[0078] Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 8., la porción 320 de eje de articulación de la paleta 300 de guía según otro ejemplo incluye un eje 321 que pasa verticalmente a través de un orificio de inserción del armazón 210 de barra ómnibus y un elemento 322 de enclavamiento que sobresale horizontalmente desde una superficie circunferencial exterior del eje 321, y el conjunto 200 de barras ómnibus puede incluir además un elemento 215 de tope que está dentro de un radio de rotación del elemento de enclavamiento cuando el elemento 322 de enclavamiento rota y entra en contacto con el elemento 322 de enclavamiento en una posición correspondiente a un ángulo específico.

[0079] Además, el elemento 322 de enclavamiento puede incluir una porción 323 convexa que tiene forma de arco en una superficie del mismo, el elemento 215 de tope puede incluir una porción 217 cóncava que tiene una forma cóncava conforme a la porción 323 convexa, y al menos una de la porción 323 convexa y la porción 217 cóncava puede proporcionarse como cuerpo magnético.

[0080] En esta configuración, la paleta 300 de guía puede no abrirse completamente por la presión del gas cuando se produce un acontecimiento y un estado abierto puede fijarse en un ángulo específico. Por ejemplo, el elemento 322 de enclavamiento de la paleta 300 de guía puede capturarse por el elemento 215 de tope del armazón 210 de barra ómnibus para limitar el ángulo de apertura, y la porción 323 convexa del elemento 322 de enclavamiento puede insertarse en la porción 217 cóncava del elemento 215 de tope para mantener el ángulo de apertura mientras que un agente de extinción de incendios a base de gas se inyecta en la celda 110 de batería objetivo. Puede ser preferible que el ángulo de apertura sea de aproximadamente 45º para inyectar fácilmente el agente de extinción de incendios. La carcasa 400 de módulo incluye una placa 401 delantera (véase la figura 3), la placa 402 trasera, un par de placas 403 laterales, una placa 404 superior, y una placa inferior (no mostrada), y puede tener una forma paralelepipédica sustancialmente rectangular para alojar de manera solidaria una serie de componentes que incluyen los conjuntos 100 de celdas.

[0081] En la presente realización, un espacio vacío P, en el que se inyecta un agente de extinción de incendios, se forma entre las paletas 300 de guía y una pared interior de la carcasa 400 de módulo que está orientada hacia las paletas 300 de guía, es decir, la placa 403 de lado derecho. Cuando se detecta gas en una celda 110 de batería específica, puede inyectarse un agente de extinción de incendios en la carcasa 400 de módulo a través de la válvula 500 de inyección de agente de extinción de incendios proporcionada en un lado derecho de la placa 402 trasera. El agente de extinción de incendios puede fluir desde atrás hacia adelante de la carcasa 400 de módulo en el espacio vacío P (en la dirección del eje X) y el flujo del agente de extinción de incendios puede guiarse a través de la paleta 300 de guía a la celda 110 de batería específica.

[0082] Según la configuración del módulo 20 de batería según una realización de la presente divulgación tal como se describió anteriormente, cuando se produce un acontecimiento en una celda de batería específica, sólo puede abrirse la paleta 300 de guía que cubre la celda 110 de batería específica y, por tanto, un agente de extinción de incendios a base de gas puede guiarse a la celda 110 de batería específica, es decir, una celda 110 de batería objetivo, y puede no introducirse en otras celdas 110 de batería o puede reducirse su influencia. Por consiguiente, incluso cuando se inyecta el agente de extinción de incendios a base de gas en el módulo 20 de batería, pueden reutilizarse celdas de batería distintas de la celda 110 de batería específica.

[0083] Un sistema de almacenamiento de energía según la presente divulgación incluye uno o más bastidores de batería que incluyen los módulos 20 de batería.

[0084] El sistema de almacenamiento de energía puede incluir además un sistema de gestión de baterías principal (no mostrado) para controlar de manera solidaria los módulos 20 de batería y los bastidores de batería.

[0085] Aunque una o más realizaciones de la presente divulgación se han descrito con referencia a las realizaciones y las figuras, la presente divulgación no se limita a las mismas, y un experto habitual en la técnica entenderá que pueden realizarse diversos cambios en la forma y los detalles en las mismas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

[0086] Un experto habitual en la técnica entenderá que cuando se usan términos que indican direcciones tales como superior, inferior, izquierdo, derecho, delantero, y trasero, estos términos se usan únicamente por motivos de conveniencia de la explicación y pueden variar según la posición de un objeto objetivo, la posición de un observador, etc.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Módulo de batería que comprende:

un conjunto (100) de celdas que comprende celdas (110) de batería dispuestas unas frente a las otras en una dirección;

un conjunto (200) de barras ómnibus acoplado a una superficie lateral del conjunto (100) de celdas en el que están ubicados conectores de electrodo de las celdas (110) de batería; y

paletas (300) de guía dispuestas delante del conjunto (200) de barras ómnibus en una dirección correspondiente a una dirección de disposición de las celdas (110) de batería,

en el que cada una de las paletas (300) de guía tiene una superficie de placa que está orientada hacia al menos una celda (110) de batería, y está acoplada al conjunto (200) de barras ómnibus para, cuando se genera un gas en al menos una celda (110) de batería, rotar en un ángulo determinado debido a la presión del gas,

en el que el módulo de batería comprende además una carcasa (400) de módulo en la que el conjunto (100) de celdas y el conjunto (200) de barras ómnibus están alojados de manera solidaria,

en el que la carcasa (400) de módulo comprende, en un lado de la misma, una válvula (500) de inyección de agente de extinción de incendios configurada para inyectar un agente de extinción de incendios en la carcasa (400) de módulo,

en el que un espacio vacío (P), en el que se inyecta el agente de extinción de incendios, se forma entre las paletas (300) de guía y una pared interior de la carcasa (400) de módulo que está orientada hacia las paletas (300) de guía.

2. Módulo (20) de batería según la reivindicación 1, en el que se proporciona una paleta (300) de guía por celda (110) de batería.

3. Módulo (20) de batería según la reivindicación 1, en el que cada celda (110) de batería es una celda de batería de tipo bolsa con una porción (113) de guía de ventilación de gas en un lado de la misma, en el que cada paleta (300) de guía se proporciona en una posición que está orientada hacia la porción (113) de guía de ventilación de gas de cada celda (110) de batería.

4. Módulo (20) de batería según la reivindicación 3, en el que cada paleta (300) de guía comprende:

una porción (310) de placa de guía proporcionado como cuerpo similar a una placa capaz de apantallar una porción delantera de la porción (113) de guía de ventilación de gas; y

una porción (320) de eje de articulación que sobresale desde un extremo superior y un extremo inferior de la porción (310) de placa de guía e insertada en un orificio de inserción formado en el conjunto (200) de barras ómnibus.

5. Módulo (20) de batería según la reivindicación 4, en el que cada paleta (300) de guía está acoplada al conjunto (200) de barras ómnibus de modo que la porción (310) de placa de guía es normalmente paralela a la superficie lateral del conjunto (100) de celdas.

6. Módulo (20) de batería según la reivindicación 4, en el que la porción (320) de eje de articulación comprende:

un eje (321) que pasa verticalmente a través del orificio de inserción; y

un elemento (322) de enclavamiento que sobresale horizontalmente de una superficie circunferencial exterior del eje (321),

en el que el conjunto (200) de barras ómnibus comprende un elemento (215) de tope que se proporciona dentro de un radio de rotación del elemento (322) de enclavamiento para entrar en contacto con el elemento (322) de enclavamiento cuando el elemento (322) de enclavamiento rota y está configurado para limitar un ángulo de rotación del elemento (322) de enclavamiento.

7. Módulo (20) de batería según la reivindicación 6, en el que el elemento (322) de enclavamiento comprende una porción (323) convexa que tiene forma de arco en una superficie del mismo, y

el elemento (215) de tope comprende una porción (217) cóncava que tiene una forma cóncava conforme a la porción (323) convexa.

8. Módulo (20) de batería según la reivindicación 7, en el que al menos una de la porción (323) convexa y la porción (217) cóncava es magnética.

9. Módulo (20) de batería según la reivindicación 1, en el que el conjunto (200) de barras ómnibus comprende un armazón (210) de barra ómnibus que comprende: una porción (211) de cuerpo que comprende ranuras a través de las cuales pasan los conectores (111) de electrodo y que están orientadas hacia la superficie lateral del conjunto (100) de celdas; una porción (212) de placa superior que sobresale hacia delante desde un extremo superior de la porción (211) de cuerpo; y una porción (213) de placa inferior que sobresale hacia delante desde un extremo inferior de la porción (211) de cuerpo, y

una pluralidad de barras (220) ómnibus montadas en la porción (211) de cuerpo y conectadas en un patrón predeterminado a los conectores (111) de electrodo,

en el que un extremo superior y un extremo inferior de cada paleta (300) de guía están articuladas respectivamente en la porción (212) de placa superior y la porción (213) de placa inferior.

10. Bastidor de baterías que comprende:

un alojamiento (10) de bastidor;

una pluralidad de módulos (20) de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, dispuestos en capas en el alojamiento (10) de bastidor;

un tanque (30) de agente de extinción de incendios ubicado dentro del alojamiento (10) de bastidor o alrededor del alojamiento (10) de bastidor;

una tubería (40) que conecta el tanque (30) de agente de extinción de incendios a cada una de la pluralidad de módulos (20) de batería;

al menos un sensor (60) proporcionado en el alojamiento (10) de bastidor y configurado para detectar si se genera gas en cada uno de los módulos (20) de batería; y

un controlador (50) configurado para generar una señal de control para, cuando se detecta mediante el sensor (60) que se genera gas en un módulo (20) de batería de la pluralidad de módulos (20) de batería, guiar un agente de extinción de incendios al módulo (20) de batería a través de la tubería (40).

11. Bastidor de baterías según la reivindicación 10, en el que el agente de extinción de incendios es un agente de extinción de incendios de compuesto de halógeno.

12. Sistema de almacenamiento de energía que comprende uno o más bastidores de batería según la reivindicación 10.