RO137986A0 - Modul baterie şi rack de stocare de energie - Google Patents

Modul baterie şi rack de stocare de energie Download PDF

Info

Publication number
RO137986A0
RO137986A0 ROA202300209A RO202300209A RO137986A0 RO 137986 A0 RO137986 A0 RO 137986A0 RO A202300209 A ROA202300209 A RO A202300209A RO 202300209 A RO202300209 A RO 202300209A RO 137986 A0 RO137986 A0 RO 137986A0
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
battery
module
fire
battery module
cooling
Prior art date
Application number
ROA202300209A
Other languages
English (en)
Inventor
Raul Ioan Rişco
Original Assignee
Raul Ioan Rişco
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raul Ioan Rişco filed Critical Raul Ioan Rişco
Priority to ROA202300209A priority Critical patent/RO137986A0/ro
Priority to EP23724419.9A priority patent/EP4702609A2/en
Priority to CN202380010054.3A priority patent/CN119096400A/zh
Priority to PCT/RO2023/050005 priority patent/WO2023113632A2/en
Priority to AU2023204056A priority patent/AU2023204056A1/en
Publication of RO137986A0 publication Critical patent/RO137986A0/ro
Priority to IL324197A priority patent/IL324197A/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un modul de baterie cuprinzând cel puţin o celulă de baterie (101) şi la un rack de module de baterii, pentru stocarea energiei electrice, celulele de baterie fiind montate împreună prin intermediul plăcilor (103) din material compozit, tijelor (104) şi elementelor de legătură, rezultând un ansamblu rigid, modulul de baterie având un sistem de răcire şi/sau încălzire forţată, la nivelul celulei de baterie (101) răcirea şi/sau încălzirea realizându-se prin convecţie şi conducţie, convecţia fiind asigurată de un ventilator cu turbină (114) şi radiatoare laterale (130) prin care circulă lichidul de răcire, iar conducţia, la nivelul celulei, printr-un schimbător de căldură din vată de cupru sau alte materiale conductoare termic, în contact direct cu suprafeţele celulelor de baterie (101), cu umiditate controlată, modulul având un sistem anti-incendiu format dintr-un sistem de evacuare a gazelor inflamabile şi injectarea sau pulverizarea cu gaz inert şi/sau lichid anti-incendiu şi din fiole (154) cu lichid anti-incendiu.

Description

RO 137986 AO
MODUL BATERIE SI RACK DE STOCARE DE ENERGIE
Prezenta invenție este aplicata in industria energetica, in special in stocare de energie electrica in baterii staționare Sistem de Stocare de Energie in Baterii (eng. Battery Energy Storage System - BESS) si / sau in domeniul transportului unde vehicule electrice utilizează module de baterii cat si in sistemele de încărcare ale vehiculelor electrice acolo unde rețeaua electrica nu suporta încărcare rapida iar modulele de baterie ale prezentei invenții acumulează energia constant de la puterea si capacitatea rețelei sau sursei primare, si descarcă modulabil rapid la incarcarea vehiculelor electrice, prin acumulatoare de energie, original de la rețea si în final la vehicule electrice si de transport, acolo unde rețeaua are nevoie de stocare sau buffer pentru încărcare rapida sau ultra-rapida. Prezenta invenție are aplicație in stocare de energie din surse regenerabile, in reechilibrare de energie electrica, cat si stocare energetica la nivel de echilibrare intre rețele sau intre diferite trepte ale rețelelor energetice, sau intre consumatori si rețele si / sau intre consumatori si producători de energie electrică care cea mai des întâlnită este producția de energie regenerabila. Prezenta invenție, cu cel puțin unul din sistemele care vor fi prezentate sunt aplicabile acolo unde producția de energie electrica nu poate fi sincronizată cu consumul, acolo unde capacitatea si / sau puterea nu pot fi sincronizate sau reechilibrate intre producție si / sau distribuție, cu consumul, iar cel puțin o soluție tehnica a prezentei invenții intervine la acumulare si furnizare intre producție si / sau distribuție primara, cu consumatorul. De asemenea, are utilizare și în scop de acumulare la preturi joase și descărcare la preturi ridicate pentru compensare intre supra producție vs consum și supra cerere vs producție insuficienta.
Prezenta invenție este o continuare a invenției si aplicației de brevet Nr: A/00352/2022 din 20/06/2022 cu titlu Celula de baterie cu electrod, colector conductor electric și termic, cu schimbător de căldura interior și exterior”.
In prezent, sistemele de stocare de energie electrica in baterii in special cele pe litiu, au reputația de a fi periculoase deoarece au un risc ridicat de incendiu, încălzire rapidă necontrolabila, reacții în lanț pana la ardere și explozie. La ardere si / sau explozie, sistemele de protecție si intervenție sunt la nivel de containerizare si al ansamblului de module care actioneaza pe ansamblu si nu direct la nivel de celula de baterie, care nu împiedica procesul de stingere a incendiului la sursa și nu oprește propagarea acestuia.
RO 137986 AO în situațiile actuale, modulele de baterii compuse din doua sau mai multe celule de bateri pe litiu sunt prevăzute cu sisteme de răcire si ventilație fortata dar cu probleme majore deoarece nu au transferul căldurii pe părțile sau suprafețele radiante și de supra încălzite, fara transfer termic si in special, care transfera căldură de la o celula la alta, incalzindu-se de la una la alta, fără a evacua căldura cu variațiile ei de la o suprafața la alta, de la o celula la alta sau de la un modul la altul. Sistemele de răcire actuale nu răcesc uniform și omogen și nu scot căldura din incinta bateriilor individual.
In continuare, sistemele de stocare de energie electrica in baterii, in special cele pe litiu, generează căldură care nu poate fi controlata, sistemele de răcire nu asigura o răcire constanta si direct la sursa, iar sursele de încălzire care sunt de fapt celulele de baterie individuale in general, unde problemele apar de la o singura celula supra-incalzita sau supra incarcata sau debalansata, in comparație cu alte celule de baterie dintr-un modulul din care face parte, pentru ca nu se asigura o răcire directa la fiecare celula de baterie.
Durata de viata a celulelor de baterii este exprimata in cicluri de încărcare / descărcare. Daca pe timpul funcționarii exista variatii de temperatura, electrozii si separatoarele si / sau electolitul din baterii isi pierde proprietățile, ceea ce duce la scăderea semnificativa a ciclurilor de încărcare / descărcare si implicit asupra duratei de exploatare și / sau degradarea lor devenind periculoasa pana la ardere. Menținerea unei temperaturi constante de exploatare a bateriilor, în special uniforma și fără variatii intre celulele de baterie, indiferent de poziția lor în modul de baterie, sau al modulelor de baterie in rack-uri sau a rack-urilor în containerizare, reprezintă sisteme și soluții inovatoare care fac parte integranta a acestei invenții.
în prezent asamblarea celulelor de baterii in module, în prezent, nu oferă densitate ridicata de energie prin fixarea celulelor care nu au sistem de prindere propriu zis al lor, celule de baterie care sunt multiplicate in module, unde sistemele dinaintea prezentei invenții nu au asamblare combinata cu un sistem al prezentei invenții de răcire omogen la fiecare suprafața si printr-un schimbător de căldură atașat suprafețelor celulelor de baterie, in plus cu un sistem de lacas care anvelopeaza partea superioara si inferioara a celulelor de baterii in special in colturi pentru fixare, acolo unde rezistenta mecanica a celulelor de baterii este cea mai mare și ideala pentru celulele de baterii pe litiu, la care se aplica si un sistem de incendiu direct in modul si direct la fiecare celula de baterie, reprezentând soluții care fac parte integranta a prezentei invenții care rezolva problemele menționate.
RO 137986 AO
Soluțiile tehnice de pana în prezent referitoare la asamblarea modulelor in rack-uri este o multiplicare de module de baterii cu deschidere, neizolate si deschise, unde nu au izolație termica, electrica si compartimentata individual, iar la orice problema, propagarea arderii sau focului, contaminarea generala cu gaz combustibil si / sau explozibil si transmiterea lor de la un modul la altul sau de la un rack la altul este inevitabila si care nu poate fi conținuta sau oprita, cu toate ca o problema apare doar de la o celula de baterie, dintr-un modul de celule de baterii al unui rack, iar sistemele de incendiu si de evacuare si / sau aspirație actioneaza la nivel de containerizare, după propagarea si reacția in lanț care a afectat întregul sistem, unde aceste probleme sunt rezolvate prin sistemele, procesele și soluțiile aplicate în prezenta invenție.
De asemenea, modulul are si rol de menținere pe poziție a celulelor de baterii defecte, știind faptul ca la o celula defecta, pereții celulei se dilata, afectând celulele din jurul acesteia. Mentinandu-le pe poziție, celulele din jurul celei defecte vorfi mai puțin afectate si vor continua sa funcționeze, iar spatiile dintre celulele de baterie cu schimbătoare de căldura care pot fi din vata de cupru sau alt material conductor termic, vor permite marirea volumului celulei de baterie defecta.
Celulele de litiu, in special prismatice, nu sunt prevăzute cu structura de fixare pentru a le asambla in module de doua sau mai multe celule. Au doar o cutie de aluminiu de încapsulare a rulourilor de anod - catod. In consecința, nu au structura mecanica si sunt fragile la asamblare, transport si stres fizic (mecanic) și / sau vibrații, ținând cont ca au și o greutate de 2000 Kg/m3 unde manipularea, vibrațiile și inerția au un impact negativ asupra electrozilor din care fac parte și care sunt rulati la nivel de microni. In situația de deformare sau crapare prezintă un risc de incendiu si de explozie. In prezenta invenție, modulul de ansamblu de doua sau mai multe celule este prevăzut cu o structura compozit care poate fi formata din una sau mai multe placi superioare si inferioare, in care celulele de baterii sunt încastrate, cu tije verticale intre placi pentru a crea o structura de rezistenta si de protecție la celule de litiu de la un capat la altul, si de la o suprafața la alta, rezistenta mecanica pe 3 axe si oblic, pe lungime / lățime / înălțime / diagonala.
Sistemul de module al prezentei invenții este prevăzut cu răcire fortata cu aer rece cu temperatura controlata la fiecare celula independent si / sau la fiecare suprafața din cele 6 suprafețe, unde este exclusa încălzirea unei celule de la alta celula. Fiecare celula este răcită omogen si independent iar ieșirea aerului fortat dintre celule este in circuit
RO 137986 AO închis si răcit imediat de la ieșirea aerului fortat dintre celule este dirijat si in circuit închis spre schimbătoarele de căldură, radiatoarele care pot fi radiatoare pe lichid amplasate in apropierea și / sau lângă sursei de căldură. La suprafețele celulelor de baterii sunt aplicate si / sau atașate schimbătoare de căldură conform invenției si aplicației de brevet Nr: A/00352/2022 din 20/06/2022 specific revendicările 7,8, 9,10.
Modulele de baterie compuse din doua sau mai multe celule de baterie sunt răcite pe suprafața sau suprafețele lor cu aer fortat, bazandu-se nu doar pe conductivitatea termica a aerului ci si prin schimbător sau schimbătoare de căldură si hibrid aer - lichid, sisteme si procese care fac parte din prezenta invenție.
Sistemul de module al prezentei invenții este prevăzut cu schimbător de căldură atașat suprafețelor celulelor din material termo conductibil care poate fi din schimbătoare de căldură pe suprafețele celulelor de baterii, care transfera căldură de pe suprafețele de celule si prin material nu numai prin aerul fortat prin convectie dar cuprinzând și prin conductibilitate de material.
Modulele de baterie, compuse din doua sau mai multe celule de baterie, sunt ventilate cu aer fortat, cu ventilator de circulația aerului, cu distributor si control al curentului de aer, printre celule la toate suprafețele, fara excepție.
Sistemul de răcire a modulului, al prezentei invenții, este prevăzut cu ventilator turbina care dirijează si distribuie curentul de aer prin doua fante rezultate din construcția modulului, una la nivel superior si cealalta la nivel inferior, creeaza cel puțin o camera sub presiune dar ideal și reprezentând parte integranta al prezentei invenții, creeaza doua camere sub presiune in oglinda si opuse, si distribuie uniform si controlat, întregul flux de aer la fiecare suprafața a celulelor care compun un modul de baterie. Camera sau camerele de presiune, distribuie uniform sau uniform crescător spre partea mai distantata de sursa, aerul fortat, pentru o răcire constanta si omogena la nivel de modul.
Sistemul prezentei invenții este si un circuit închis unde avem presiune, evacuare, distribuție, absorbție si aspirație, unde combinația lor mărește si amplifica viteza aerului fortat si distribuit uniform si controlat prin toate vilozitatile modulului de baterie sau fetele tuturor celulelor. Pentru a ajunge si raci eficient in căpătui opus, sistemul este prevăzut cu orificii suplimentare in număr crescător pentru o răcire proporționala ΔΤ vs debit, iar acolo unde diferența de temperatura ΔΤ este mai mare, debitul de aer fortat este mai mic, iar
RO 137986 AO acolo unde diferența de temperatura ΔΤ este mai mica, debitul de aer fortat este mai mare pentru compensare, iar rezultatul este obținerea unui sistem de răcire omogen.
Modulele de baterie compuse din doua sau mai multe celule de baterie, sunt prevăzute cu sistem anti incendiu si / sau de evacuare ale gazelor inflamabile si combustibile in situatii de probleme si / sau reacție electrochimica al sau ale celulelor defectuoase.
Sistemul prezentei invenții de module de baterii este prevăzut cu sistem de aspirație a gazelor inflamabile si combustibile in situatii de probleme si / sau reacție electrochimica al sau ale celulelor defecte, care trece dintr-un sistem cu circuit închis, la un sistem deschis cu circuit de aspirație si evacuare.
înaintea prezentei invenții, modulele de baterie compuse din doua sau mai multe celule de baterie au sisteme anti incendiu si / sau de anti foc la nivel de grupuri de module sau la nivel de containerizare, acționa asupra ansamblului dar și cu efect atunci când incendiul este declanșat si propagat la ansamblu, ceea ce este foarte târziu si periculos, ținând cont ca declanșarea se face numai de la o singura si prima celula defectata, care este la originea problemei.
Sistemul prezentei invenții este prevăzut sa acționeze direct si prompt asupra oricărei celule de baterie cu probleme, de la primele semne de defectare sau pericol, direct la celula de baterie, in interiorul oricărui modul din care face parte celula de baterie defectuoasa, atat prin răcire, stingere si evacuare, iar compartimentarea modulelor izolate nu permit propagarea intre module sau extinderea la rack sau rackuri, sistem de ansamble, subansamble si procese fiind parte integranta a prezentei invenții.
Sistemul prezentei invenții poate fi prevăzut si cu fiole de lichid anti-foc, in interiorul modulelor de baterii, care sunt in vecinătatea imediata a fiecărei celule de baterie, unde fiecare din celulele de baterie are un stingator de foc si / sau anti incendiu, si care actioneaza direct la sursa si / sau direct asupra flamei sau asupra reacției produsa de defectarea celulei sau celulelor de baterie, fara a permite propagarea sau extinderea lui, menține astfel problema închisa si izolata la nivelul modulului cu pricina fara a contamina / afecta de celelalte module de baterii sanatoase.
Sistemul anti-incendiu al prezentei invenții actioneaza direct asupra modulului de baterie al prezentei invenții și în interiorul modulului de bateriii cuprinzând sisteme anti foc,
RO 137986 AO și / sau bariera termica și / sau bariere de propagare a incendiului la alte module din grupul de module de baterii al prezentei invenții.
Sistemul prezentei invenții este prevăzut si cu sistem de declanșare controlat al fiolelor anti incendiu sau anti foc, atunci când este detectat foc si /sau flacara deschisa si / sau gaz combustibil si / sau inflamabil, pentru ca acesta sa acționeze direct asupra focului sau flăcării deschise prin reacție electrochimica inflamabila.
Sistemul prezentei invenții poate fi prevăzut si cu un dispozitiv de rețea, distribuție si injecție de gaz inert care poate fi amestecat cu un agent de stingere de flacara direct la fiecare modul de baterie, in interiorul lui, care poate fi declanșat independent de un actuator care declanșează admisia si injecția agentului anti foc și / sau amestecului de gaz inert cu agent anti-foc, dar si care deschide trapele si incintele de la modulul închis, compartimentat si izolat, spre evacuare si / sau evacuare cu aspirația gazelor combustibile si / sau fumului produs de celula sau celulele defectuoase. Injecția de intervenție in procesul anti-foc aduce si o furnizare de materie anti-inflamabila, de răcire si de diluare a materiei combustibile, direct in interiorul modulului de baterii si exact deasupra celulelor de baterie, deci exact la sursa, pentru intervenția de stingere, evacuare si oprirea propagării.
Problema tehnica pe care o rezolva invenția consta în structura compozit pentru celule și module de baterii, de răcire uniforma și / sau omogena și de anti foc și / sau anti incendiu cu soluție de stingere, propagare și / sau evacuare și / sau aspirație.
Soluția de rezolvare a problemelor tehnice este prezentata în revendicările independente 1, 2 și 3, creând preferințe ale invenției de soluție și de execuție în revendicările dependente 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11,12,13,14,15 și 16, și fac obiectul de care depind.
Se va aprecia că unul sau mai multe dintre elementele descrise în desene/figuri pot fi, de asemenea, implementate într-o manieră mai separată sau mai integrată sau chiar eliminate în anumite cazuri, după cum este util în conformitate cu o anumită aplicație.
De asemenea, cotele, dimensiunile, distanțele, scara, mărimile și proporțiile din figuri, dar nu limitate la acestea, sunt doar pentru înțelegerea și explicația prezentei invenții, pentru prezentarea soluțiilor la probleme.
RO 137986 AO
Termenii folosiți singular pot fi aplicați plural și viceversa, la obiecte, ansamble, subansamble, procese, substanțe, în orice descriere, figuri și revendicări al prezentei invenții.
Legenda (termeni, explicații și modificări)
L1. Modul de baterie - ansamblu format din doua sau mai multe baterii, asamblate prin intermediul unor placi din material compozit, cu locașuri special destinate si tije, rezultând un ansamblu rigid, care rezista la deformare mecanica, legate intre ele din punct de vedere electric si care este utilizat pentru stocarea / furnizarea de energie electrica.
L2. Celule de baterie pot fii de tip prismatic, pouch sau cilindric - și reprezintă forma sub care pot fi produse celulele de baterie.
L3. Sistem de răcire - ansamblu format din unul sau mai multe elemente care au ca scop racirea celulelor din interiorul modulului, format din ventilator turbina, elemente metalice si radiatoare, racirea realizandu-se prin conductibilitate si convectie.
L4. Sistem hibrid aer / apa - se refera la combinarea a doua sisteme de răcire format dintr-un circuit de aer, complementar cu un circuit cu apa.
L5. Vata de cupru sau din alt material cu calitati termoconductibile - fire de cupru / alt material, a căror dispunere si mărime formează un corp compact sub forma de strat compact, moale si cu proprietăți termoconductibile.
L6. Sistem de evacuare a fumului - este un ansamblu format din supapa / clapeta, tuburi de evacuare a fumului, motor aspirație, senzor de fum (spre exemplu hidrogen - H2, dar nu limitat), circuit electric de comanda, piston acționat de presiune cu funcție de actuator și injector pulverizator, trapa metalica detașabila, care are ca scop evacuarea fumului in cazul defectării unei celule si emiterii de fum de către aceasta.
L7. Sisteme antiincendiu -
a. sistem format din fiole cu lichid de stingere a focului, montate in interiorul modulului de baterii la nivel de celula;
b. sistem de injecție si dispersie de gaz inert, care are ca scop diluarea si menținerea gazelor / fumului emanate de celula defecta pana la nivelul la care nu este inflamabil si posibilitatea de injecție de lichid / vapori de stingere a incendiului prin același sistem.
RO 137986 AO
L8. Ventilare fortata - acțiunea ventilatorului asupra aerului prin crearea unui curent cu viteza mai mare in interiorul modulului.
L9. Sistem de Management de Baterii (eng. Battery Management System - BMS) sistem electronic care asigura incarcarea / descărcarea uniforma a bateriilor din interiorul modulului si prin intermediul caruia se monitorizează / transmit date primite de la senzorii amplasati pe celule, referitoare la presiune, umiditate, temperatura si prezenta gaz / fum.
L10. Rack - dulap, cadru metalic compozit pe care se pot fixa mai multe module de baterii, cu scopul de a forma un sistem de mărime si putere mai mare.
L11. Stare de repaus - stare intermediara in care celulele de baterie, nu se afla nici la incarcat si nici la descărcat.
L12. Comunicarea datelor - transmiterea in sistem analog / digital a datelor furnizate de senzorii BMS sau alte elemente componente ale modulului / rackului de baterii.
L13. Monitorizare - supravegherea prin intermediul unei rețele de transmitere de date / Internet, a informațiilor transmise de diferiti senzori.
L14. Dispecerizare - acțiunea de control și reglementare operativă și permanentă a unui modul, rack / dulap sau container de la distanta.
L15. Stocarea de energie - acțiunea de încărcare a unei baterii / modul / rack / dulap cu energie electrica in vederea utilizării ulterioare.
L16. Fiole anti incendiu - fiole din sticla sau material compozit asemanator, care se sparg la temperatura înalta prin acțiunea unui factor extern.
L17. Pereți din fibrociment sau alte materiale (ex. silicat) - placi întărite cu fibre din diferite materiale care au ca scop ignifugarea si izolarea termica intre module si asigurarea etanșeității unui modul.
L18. Senzori de presiune, temperatura, umiditate, prezenta gaz / fum - senzori conectati la BMS care au ca scop monitorizarea funcționarii corecte a celulelor si de avertizare in caz de defecțiune.
s
RO 137986 AO
L19. Legaturi electrice - totalitatea cablurilor care asigura legaturile intre sursa / sursele de curent, consumatori si rackuri / module.
L20. Elemente de îmbinare - totalitatea elementelor care asigura îmbinarea si menținerea pe poziție a elementelor metalice / nemetalice din modul / rack / container.
L21. Umidificator: dispozitiv de pulverizare apa care are ca scop menținerea unui anumit procentaj de umiditate in modul / rack / container, pentru buna funcționare a celulelor.
L22. Melc de dirijare al curentului de aer forțat din ventilator turbina prin divizare în sensuri contrare al și / sau spre zonele de compresie.
Modulul de baterie al prezentei invenții poate folosi celule de baterie pe litiu de tip prismatic, pouch sau cilindrice, modul de baterie al prezentei invenții care are:
- structura si / sau / cu sistem de asamblare a celulelor de baterie;
- structura de rezistenta cu cel puțin una din dispozitive de materiale compozite ale prezentei invenții pentru protecție mecanica, impact, vibrații, rezistenta la deformare, la presiune, la torsiune, la impact si la vibrații;
- sistem de răcire si / sau cu sistem de ventilare fortata multi-directional in circuit închis si in conversie (hibrid) cu sistem de răcire pe lichid adiacent;
- sistem de schimbătoare de căldură la suprafețele tuturor celulelor de baterie cu sistem de intrări si ieșiri ale fluxului de aer, dirijat si reglat la fiecare suprafața de răcire si ale fiecărui schimbător de căldură, cu ventilație proaspata, fara a încălzi de la o celula la alta, si cu răcire uniforma atat in centru cat si pe margini, uniform si calibrat;
- sistem de umidificare pentru a permite răcirea prin circuit de aer închis forțat cu umiditate controlata;
- sistem anti incendiu si / sau / cu sistem de evacuare a fumului, care poate fi si cu sistem de aspirație direct la nivel de celule de baterii si / sau in interiorul modulului de baterie compus din cel puțin doua celule de baterie de tip prismatic, pouch sau cilindric, reprezentând modul de baterie al prezentei invenții;
RO 137986 AO
- sistem anti-incendiu si / sau sistem de stingere prin aportul produsului anti incendiu la nivel de celula de baterie sau la nivel de modul de baterie compus din cel puțin doua celule de baterie, prin sistem de fiole pre-instalate la si intre celulele de baterie sau in modulele de baterie, si / sau prin injecția produsului anti incendiu direct la celula de baterie sau in interiorul modulului de baterie, printr-un sistem anti-incendiu in rețea de distribuție al produsului anti-incendiu, cu sistem de actuare si injecție in interiorul modulului de baterie al prezentei invenții;
- sistem de actuare si declanșare a procesului anti incendiu, prin actuatori si trape de deschidere de coloana de fum si / sau de evacuare si / sau aspirație, care fac parte integranta a prezentei invenții;
- sistem de admisie si injecție a produsului anti-incendiu care poate fi amestecat si cu un gaz inert pentru aplicația procesului de anti incendiu in etape de intervenție si / sau evacuare;
- sistem de control si senzori de presiune, temperatura, umiditate, gaz combustibil si / sau exploziv (H2) și / sau alte gaze relevante / care indica incendiul;
- sistem de compartimentare si izolare electrica, termica, de ventilație proprie, de izolație a propagării incendiului, etanșeitate si rezistenta mecanica, ale modulelor de baterie al prezentei invenții.
Rack-ul de module de baterie al prezentei invenții poate fi compus din module prezentate anterior, care are:
- sistem de structura si asamblare cu proprietăți de rezistenta mecanica si dispozitive de instalatii de rețea de răcire pe lichid si rețea de distribuție si alimentare in produs anti incendiu;
- sistem de etanșeitate mecanica, izolație termica si izolație de propagare a incendiului si / sau a focului;
- sisteme de chei si prinderi intre rack-uri sau in containerizare;
- sistem de răcire pe lichid cu schimbătoare de căldură si / sau radiatoare la fiecare compartiment si / sau modul de baterie;
io
RO 137986 AO
- sistem de evacuare si / sau aspirație a fumului de la fiecare compartiment si / sau modul prin trapa de evacuare a modulului de baterie și trapa de evacuare a rack-ului la nivel de compartiment de modul de baterie, cu cel puțin un actuator si / sau valvă de acționare sau de deschidere pentru continuitatea coloanei de fum;
- coloane de evacuare a fumului care pot fi cu aspirație fortata centrala sau pe coloane la fiecare rack, si care fac parte integranta a prezentei invenții.
- sistem de umidificare al mediului modulelor, deoarece prin diferența de temperatura se creaza condens, iar prin condens mediul se usucă, iar transferul termic nu are loc in mediu uscat si menținerea mediului la o umiditate constanta propice sistemului de răcire este esențiala, iar aportul controlat prin umidificare direct la nivel de modul, prin rețea de umidificare care aparține rack-ului, este unul din sistemele integrate in rack-ul de module de baterii si face parte integranta al prezentei invenții.
DESCRIEREA DESENELOR
Fig1 - ilustrează modul de baterie cuprinzând una sau mai multe celule de baterie 101, cu suprafața de refulare 167, cu perimetrul superior și inferior cu colturile 121 al celulelor de baterie, cu schimbător de căldura 102 atașat la suprafețele celulelor de baterie, unde 102a poate reprezenta fetele laterale, 102b fata superioara și respectiv 102c fata inferioara, cu placa de fixare 103 superioara și / sau inferioara, cu tije 104 intre placi, și zona de camera de compresie 111 cu capacul 120.
Fig2 - ilustrează placa de fixare cu sistem compozit de structura care poate fi prin baza 105 de structura si încastrare a celulelor de baterie, cu lonjeroanele de structura și rezistenta 106 și capetele lor 107, și / sau la capetele plăcilor și al modulului de baterii și / sau cu invelitoarea 110 exterioara bazei, cu orificii de distribuție 108 al aerului forțat printre celulele de baterie, cu lacasul de încastrare și fixare 109 al celulelor de baterie, fixare prin părțile de rezistenta al celulelor de baterie care sunt perimetrele superioare și inferioare, și cuprinzând colturile celulelor de baterie în plăcile inferioare și / sau superioare 103, ffind reprezentata și suprafața de refulare 167. Sunt ilustrate de asemenea îmbinări și chei de încleștare 119, intre baza și invelitoare la nivel de lonjeroane.
Fig3 - ilustrează placa de fixare superioara și / sau inferioara cu zona ermetica 111 la, pentru, pe, și / sau sub celule de baterii, de presurizare a aerului de răcire și de distribuție a debitului prin orificiile 108 care dirijează aerul de răcire printre celulele de baterie și direct
RO 137986 AO la și fortat prin schimbătoarele de căldura ale celulelor de baterie, cu orificii de prindere structurala 112 pentru tijele 104, cu bordura de etanșeitate 113 la care se poate atașa subansamblu de ventilație, su unde sunt ilustrate rezistenta la compresiune A, și / sau rezistenta la încovoiere B, și / sau rezistenta la forfecare C, și / sau rezistenta la întindere D. Sunt reprezentate și zona sau zonele de îmbinare 122 prin fixare și strângere cu placa de baza 103, inferioara și / sau superioara, prin tijele 104, cu umerii 123, intre baze 105 și invelitoare 110, reprezentând structura și chei de fixare a prezentei invenții.
Fig4 - ilustrează subansamblu) frontal 117 cu ventilator turbina 114, care aspira aerul din părți opuse exterior modulului de baterie, care pot fi laterale 115, la care ventilator turbina 114 și prin cercul exterior al turbinei 129 poate să-l presurizeze și forțeze unghiular admisiei, prin cel puțin o zona, dar de preferința multi zona 116, care pot fi opuse, unde 116 reprezentând aerul forțat de răcire prin melcii 127-128, la și în interiorul modulului de baterie al prezentei invenții. Subansamblu! frontal 117 poate fi fixat cu corpul modulului de baterii prin orificiile 118 direct la lonjeroanele 106. Melcii 127-128 sunt proiectati prin tangentele TX al unei laturi la cercul exterior al ventilatorului turbina.
Fig5 - ilustrează modul de baterie al prezentei invenții cu subansamblu frontal 117 compus din ventilator turbina 114, cu admișii laterale 115, cu zone de camera de presiune 124, si capacele exterioare modulului 120 și fantele și / sau ferestre de dirijare a aerului cald 125. Sunt reprezentate de asemenea și orificiile de distribuție 108 a aerului rece sub presiune 126. în sistemul prezentei invenții este prezentat și un schimbător de căldura 153 direct la barile electrozilor celulelor de baterie.
Fig6 - ilustrează circuitul de răcire al aerului forțat, controlat și distribuit compus din admisia și sau admisiile 115, separarea și presurizarea în zonele 116 care pot fii opuse, comprimat în camerele de presiune și / sau zonele ermetice de presurizare 124, de preferința sus 124a și respectiv 124b, formate din bazele modulului prezentei invenții și capacele exterioare 120 caracterizate prin volumul 111, de unde se injectează aerul rece prin orificiile 108 direct intre celulele de baterie.
Fig7 - ilustrează circuitul de aer rece forțat, de la admisia 115 prin ventilatorul turbina 114, orientat și forțat opus prin melcii 127-128, prin subansamblul frontal 117, cu continuare prin camere de presiune și dirijat sa traverseze schimbătoarele de căldura ale celulelor de baterie unde este încălzit, și unde în continuare este redirijat printre deschiderile capacelor
RO 137986 AO prin fante și / sau ferestre 125, forțat și ghidat sa treacă prin radiatoarele cu răcire pe lichid 130 unde este răcit, și aspirat prin exteriorul radiatoarelor 131 care continua să fie aspirat prin admisia 115, și care formează un circuit închis, sistem care este parte integranta a prezentei invenții.
F|g8 - ilustrează Sistem de Management al Bateriilor (eng. Battery Management System BMS) reprezentat în 169 cu izolație și compartimentare prin perete de fibrociment 133, răcit prin orificiile 132 instalat opus ventilatorului turbina dar răcit prin camerele de presiune și zonele 124/Fig.5/Fig.6, cu aer rece și circulat prin același sistem de răcire închis al modulului de baterie al prezentei invenții cuprinzând și senzor de hidrogen 163, senzor de presiune 164, senzor de temperatura 165 senzor de umiditate 166.
Fig 9 - ilustrează sistem anti foc și anti incendiu cu actuare și / sau activator, injecție și trapa de fum la nivel de module cu rețea de distribuție și injecție 134 de gaz inert și amestec anti foc, cu actuator injector și cilindru de activare 135, care prin tija 136, împinge și deschide trapa de evacuare a fumului 137, putând fi si susținuta de magneții 152 și care se desprinde de modul și culiseaza 138 pentru deschiderea și continuitatea coloanei de fum și evacuarea fumului în special din celulele de baterie care au supape de refulare 139 în partea lor superioara. Sunt prezentate de asemenea și schimbătoare de căldura 162, direct la bornele electrozilor si sau barele electrozilor 161 ale celulelor de baterie. Este 1 reprezentata de asemenea și suprafața supapei de refulare 139 pe suprafața de refulare 167 a celulelor de baterie.
Fig 10 - ilustrează sistem de declanșare la nivel de modul de baterie, cu rețea 141 de distribuție de gaz inert și / sau amestec de agent anti foc, care poate fii la nivel de rack, de distribuție de gaz inert și amestec cu agent anti foc prin 134, declanșat prin pistonul 135 care prin presiunea din rețea se deplasează până la orificiile 140 care injectează gazul inert și în amestec cu agentul anti foc direct la suprafața zonei camerei 124a și concomitent împinge tija 136 care deplasează trapa 137 care se poate roti 138 în jurul axului 142 și care deschide și transforma zona 124a din camera sub presiune într-o zona deschisă de evacuare a coloanei de fum care poate conține dar separata și rețeaua de umidificare 146.
Fig 11 - ilustrează sistem de trapa de fum 143 de deschidere a coloanei de fum la nivel de rack și de etaj, susținuta în poziție închisă de magneții 145, cu cârligul 144 de deschidere
RO 137986 AO și smulgere din poziția închisă prin trapa 137 a modulului de baterie putând fi si susținuta de magneții 152/Fig.l 0, care prin deplasare și rotire verticala după împingerea de tija 136, cade pe cârligul 144 care la rândul Iul, smulge și deschide trapa 143, iar coloana de fum este deschisa atât la nivel de modul cât și la nivel de etaj și / sau rack iar fumul se poate evacua fără obstrucție.
Fig12 - ilustrează rack-ul de module al prezentei invenții, care este prevăzut cu pereți din fibrociment 148, structura metalica 149, coloana de evacuare a fumului 147, rețea de răcire prin lichid 150, radiatoare de răcire prin lichid 151 la fiecare modul și / sau etaj și de preferința pe doua părți laterale.
Fig 13 - ilustrează rack de module de baterii 155, cu structura metalica 160 prin care pot fi încastrate rețelele de circuit de răcire prin lichid tur și retur 157 -158 și rețelele de gaz inert și în amestec cu agent anti foc 141 respective care pot fii încastrate 156 în structura, și în continuare rack-ul poate fi prevăzut cu sistemul subansamblu 159 de pereți din foi de fibrociment formând subansamblu cu radiatoarele de răcire pe lateralele modulelor 159. Sunt prezentate și geometria cadrului rack-ului 160 conceput pentru încastrarea rețelelor de răcire și de gaz inert cu amestec de agent anti incendiu, și cu chei de îmbinare 168 și fixare intre rack-uri și / sau rack-uri în containerizare BESS (Battery Energy Storrage System).
In prezenta invenție, modulul de baterie Fig 1 format din celulele de baterie 101/Fig.1, sunt încastrate in partea inferioara si superioara ca baza 105/Fig.1 cu adâncime de 2 - 40 milimetri în placa de fixare 103/Fig.1. prin baza 105/Fig.2. acolo unde celulele de baterie au rezistenta mecanica cea mai mare, ramanand deschisa suprafața de răcire pe tot perimetrul celulelor cu cele 6 fete ale lor și a schimbătoarelor de căldura 102/Fig.1.
Placa de fixare 103/Fig.1/Fig.3, poate cuprinde atât placa de baza cu placa invelitoare dar și / sau dispozitiv dintr-unul sau mai multe materiale plin uzinat, și / sau prin material topit și / sau injectat, cum ar fi aluminiu, fier, feroase și / sau ne-feroase, și / sau plastic, fibra de sticla, rasina, polimeri, PU expandat, sau combinație de materiale enumerate, acoperite și sau stratificate intre ele prin operatii și procedee industriale cunoscute, care reprezintă parte integranta a prezentei invenții.
Tijele 104/Fig.i. respectiv 104/Fig.2. traversează vertical sistemul, de la un capat la altul, toata presiunea si stresul mecanic fiind suportat de ansamblul descris și reprezentat
RO 137986 AO în Fig.1/Fig2./Fig.3 și unde în plăcile de fixare 103/Fig.2. baza 105/Fig.2, este încastrata în invelitoarea 110/Fig.2. care formează o structura compozita, si care face parte integranta a prezentei invenții, protejând de orice stres mecanic direct asupra celulelor de baterie 101/Fig.1. Plăcile superioare si inferioare 103/FIG.1, in părțile exterioare ale celulelor de baterie, sunt prevăzute cu zone deschise 108/FIG2. care formează o camera utilizata sub presiune 111/Fig.1, respectiv 111/Fig.,. pentru a distribui uniform deasupra si dedesubtul celulelor fluxul de aer de răcire. Pentru a realiza sistemul in circuit închis, fantele sunt închise cu capac inferior si superior 120/Fig,2, respectiv 120/Fig.3, pentru a asigura presiune pozitiva si flux uniform prin găurile transversale ale plăcilor 108/Fig.2 respectiv 108/Fig.3.
Structura modulului de baterie a prezentei invenții este compusa din placa de fixare superioara si / sau inferioara 103/Fig.1/ Fig.2 / Fig.3, care la rândul ei este din material plin sau compozit format din doua sau mai multe placi, cum ar fi invelitoare 110/Fig.2/Fig.3. cu baza 105/Fig2./Fig,3, in care celulele de baterie sunt încastrate 121/Fig1, unde placa sau plăcile la rândul lor, pot avea si o forma îndoita, stratificata, decupata ca sa poată sa intre una intr-alta, găurită și / sau găurite pentru orificiile 108/Fig.2/Fig.3, cu placa sau placi de baza 103/Fig.1Z Fig.2 / Fig.3. care sa formeze lonjeroan 106/Fig.2/Fig.4. cu / prin zona de îmbinare de structura 122/Fig.3. compozite prin cheile și îmbinările 119/Fig.3 dintre baza 105/Fig.3 cu invelitoarea 110/Fig.2 si tijele 104/Fig.1, îmbinate și / sau îmbinări închise în axele și I sau structura sau structurile de rezistenta A/B/C/D/ reprezentate în Fig.3. Găurile din lonjeroane 112/Fig.3. pot fi prevăzute cu distantiere cilindrice în interiorul lonjeroanelor, sau găurile din lonjeroane 112/Fig.3. pot avea diametru diferit iar tijele 104/Fig1 ./Fig.3. au diametre cilindrice diferite la capete 123/Fig3, pentru a strânge plăcile de fixare 103/Fig1/Fig2/Fig3. prin intermediul lonjeroanelor 122/Fig.3 cu toate suprafețele, atât cu placa de baza 105/Fig.2/Fig.3 cât și cu placa invelitoare 110/Fig2/Fig.3 pentru ranforsarea si rigidizarea plăcii sau plăcilor superioare / inferioare in care sunt încastrate celulele de baterie.
Structura verticala a modulului de baterie al prezentei invenții este compusa din tijele 104/Fig.1/Fig.3. care pot fi calculate în funcție de înălțimea celulelor de baterie minus încastrarea lor plus un coeficient de offset sau toleranța, tije care sunt încastrate in lonjeroanele plăcilor superioare si inferioare, care la rândul lor sunt așezate și strânse pe umerii tijelor 123/Fig.1/Fig.3, care asigura rezistenta la solicitare mecanica laterala dar si
RO 137986 AO axiala (sau la compresie), si nu lașa efort asupra celulelor de baterie, creând un spațiu protejat vertical, orizontal si diagonal. Tijele asigura continuitatea si rezistenta ansamblului de la capacele exterioare 120/Fig.1/Fig.2.
Modulul de baterie al prezentei invenții cuprinzând cel puțin unul din elementele compozit ale structurii au particularitățile de rezistenta reprezentata în Fig3 cu cel puțin una din: rezistenta la compresiune A/Fig.3, și / sau rezistenta la încovoiere B/Fig.3, și / sau rezistenta la forfecare C/Fig.3, și / sau rezistenta la întindere D/Fig.3.
Celulele de litiu, prin funcționarea lor la incarcare si descărcare inclusiv prin rezistenta lor interna generează căldură. Sistemul prezentei invenții, prin modulul descris, permite o răcire omogena constanta la fiecare suprafața deschisa a celulelor. Prezentate anterior, celulele sunt încastrate in placa inferioara si superioara dar cu fetele laterale deschise. Spatiile alocate intre celule permit implementarea unui material termoconductibil care la rândul lui absoarbe si transfera căldură generata de celule si o transfera mai departe in funcție de fluxul de aer. Modulul de baterie a prezentei invenții poate fi dotat cu un ventilator turbina ce asigura fluxul de aer necesar răcirii constante si uniforme, in circuit închis.
In domeniul de stocare de energie electrica modulele de baterii sunt asamblate cu doua sau mai multe celule. Acestea degajeaza căldură care pune in pericol funcționalitatea bateriilor si creste rezistenta interna. Modulul prezentei invenții este dotat cu un sistem de răcire hibrid, aer - lichid unde aerul reprezintă un circuit închis si unde sursa de căldură si sursa de răcire sunt foarte apropiate, cu transfer termic ridicat prin intermediul vatei de cupru sau alt material termoconductibil atașata asupra tuturor suprafețelor de baterie si cu circuit pe lichid care preia căldură din circuitul de aer asigurând transferul de căldură la exteriorul modulelor de baterii.
în Fig.7 este reprezentata rețeaua de răcire cu lichid care este compusa din radiatoare laterale la fiecare modul de sine statatoare a dulapului, iar aerul fortat de la turbinele modulului de baterii asigura un debit constant: turbine IN, turbine OUT, melc de distribuție sus-jos, fanta si volum de presiune al plăcilor sus-jos, distribuție de aer rece prin orificii intre celule, forțat și ghidat prin și traversând schimbătoare de căldură pe suprafețele celulelor de baterii, după care este dirijat prin radiatoare laterale, iar la pereții
RO 137986 AO //^ laterali se face partea de aspirație, după care se ajunge continuare la turbina IN fiind sistem circular în circuit închis.
Capacele exterioare 120/Fig.1/Fig.2. ale modulului de baterie al prezentei invenții, asigura etanșeitatea fantelor de răcire 124/Fig.5. dar si protecția electrica si mecanica a modulelor de baterie ale prezentei invenții. Capacele inferioare si superioare obstructioneaza lateral ferestrele și / sau fantele de evacuare 125/Fig.5. a aerului cald si forteaza fluxul de aer sa traverseze radiatoarele laterale pentru racirea sistemului, sistem de ghidare si răcire care face parte integranta a prezentei invenții.
Circuitul de aer forțat al prezentei invenții este reprezentat în Fig.5 și Fig.6 unde aerul rece este aspirat și cu admisie din laterale 115/Fig.5 / Fig.6. împins și ghidat în cel puțin un sens dar de preferat în doua sensuri opuse prin fantele 124/Fig.5/Fig.6. în zonele ermetice de presurizare și / sau camerele de compresie 111/Fig.2/Fig.2/Fig.6 și distribuit sau injectat controlat prin orificiile 108/Fig.2/Fig.3/Fig.5/Fig.6 care la rândul lor sunt distribuite în mod crescător ca sa asigure o răcire eficienta pana in căpătui opus, unde sistemul prezentei invenții este prevăzut cu orificii suplimentare in număr crescător pentru o răcire proporționala ΔΤ vs debit, iar acolo unde diferența de temperatura ΔΤ este mai mare, debitul de aer fortat este mai mic, iar acolo unde diferența de temperatura ΔΤ este mai mica, debitul de aer fortat este mai mare pentru compensare, iar rezultatul este obținerea unui sistem de răcire omogen.
Găurile sunt dispuse in geometrie trapezoidala 126/Fig.5. pentru a asigura racirea uniforma pe toata lungimea modulului de baterie, prin creșterea fluxului si distribuirea crescătoare a debitului de aer spre partea cea mai departata de sursa, respectiv de ventilator turbina, considerând ca aerul se încălzește pe măsură ce traversează suprafețele celulelor precedente.
Aerul rece este fortat prin orificiile 108/Fig.6. și dirijat sa pătrundă schimbătoarele de căldura de pe suprafețele celulelor de baterii, iar prin injecția opusa de sus și jos de la zonele 124a și 124b/Fig.6, sistemul prezentei invenții răcește toate celulele de baterie, direct pe toate suprafețele lor și nu permite nicio încălzire de la o celula la alta, ci doar o răcire individuala absolută.
în prezenta invenție, este prezentat un sistem de răcire în circuit închis cu o circulație de aer fortat și hibrid aer/lichid prin cel puțin un schimbător de căldura, dar de
RO 137986 AO preferința doua schimbătoare de căldura, unul intre aerul rece și suprafețele celulelor de baterie care generează căldura, și altul, intre aerul cald și radiatoare de răcire pe lichid pentru a scoate căldura afara din sistem și / sau din modulele de baterii respectiv rack-uri de module. Circuitul de aer rece forțat este aspirat prin admisia 115/Fig.5/Fig.6, prin ventilatorul turbina 114/Fig5/Fig.6, orientat și forțat opus prin melcii 127-128/Fig.4, prin subansamblul 117/Fig.5, cu continuare prin camere de presiune și dirijat sa traverseze schimbătoarele de căldura ale celulelor de baterie unde este încălzit, și unde în continuare este redirijat printre deschiderile capacelor respectiv a fantelor și / sau ferestrelor 125/Fig.5/Fig.7, forțat și ghidat sa treacă prin radiatoarele cu răcire pe lichid 130/Fig.7. unde este răcit, și aspirat prin exteriorul radiatoarelor 131/Fig.7. care continua să fie aspirat prin admisia 11 S/Fig.7. și care formează un circuit închis, sistem care este parte integranta a prezentei invenții și aerul este fortat si împins numai prin fanta superioara 124a/Fig.5/Fig,6. respectiv 124bFig.5/Fig.6. si inferioara a modulului, cu debit de aer echilibrat.
Circuitul de răcire forțat închis al prezentei invenții poate fii antrenat de un sistem de ventilație fortata, prin pornire, oprire și turatie variabila și / sau reglabila a ventilatorului turbina 114/Fig.S, prin senzor de temperatura, unde ventilatorul turbina în chestiune, poate fii controlat de un sistem generator Modulator de Unda Pulsatorie (eng. Pulsed Wave Modulation - PWM) și / sau de Sistemul de Management al Bateriilor 169/Fig.8. (Battery Management System - BMS).
Pentru fluxul de aer bidirecțional, care poate fi de preferința sus, jos și opuși, modulul de baterie este dotat cu doi melci 127-128/Fig.4. în subansamblul frontal 117/Fig.4/Fig.5, conceput sa forțeze aerul egal atât sus 124aFig.4/Fig.6 cât și jos 124bFig.4/Fig.6. din zona sau zonele 116/Fig.3/Fig4/Fig.6, opus conform desenului din 127/Fig.4 prin care aerul este fortat si împins numai prin fanta superioara si inferioara a modulului 111 /Fig.6, cu debit de aer echilibrat. Melcii 127-128/Fig.4. prezentei invenții sunt conceputi prin tangenta punctului TX/Fig.4, la cercul turbinei 129/Fig4, și de preferința aproape de circumferința exterioara a turbinei, deoarece cu cât punctul TX/Fig.4. este mai aproape de elicea turbinei, cu atât presiunea este mai mare și distribuția de răcire este mai forțată și eficiența cu răspuns prompt în cicluri rapide de încălzire ale celulelor de baterie.
Modulul prezentei invenții, asigura un flux de aer închis hibrid prin presiunea pozitiva al ventilatorului turbine, în direcția capilara sus si jos cuprinzând melci de dirijare al
RO 137986 AO //A curentului de aer forțat din ventilator turbina prin divizare în sensuri contrare al și / sau spre zonele de compresie, prin plăcile inferioare si superioare dar si presiune negativa de aspirație la admisia turbinei care mărește viteza aerului in circuit prezentat în Fig.7, după care poate fii transferat prin circuit separat de lichid si pompat la nivel central al rack-urilor printr-o alta rețea de schimbătoare de căldură cu mediul exterior.
Sistemul de răcire al prezentei invenții poate avea si un sistem de răcire direct la bornele anod catod ale celulelor de baterie. Acesta este compus din barile și / sau radiatoare 153/Fig.5. de cupru sau ăluminiu care inseriaza sau conectează celulele de baterie intre ele, borne care se afla in camera de răcire sub presiune sub fluxul si debitul de aer rece de la ventilatorul turbina. Barile din 153/Fig.5. pot fi izolate electric cu materiale termoconductibile cum poate fi Boron Nitrade, care devine schimbător de căldură prin barile din 153/Fjg.5. direct la anodul si catodul celulelor de baterii, acolo unde se face schimbul de căldură cu bateria interna si fluxul de aer rece de la evacuarea ventilatorului turbina, fiind locul cel mai scurt intre sursa de căldură si sursa de răcire cu diferența de temperatura cea mai mare intre aerul rece de la ieșirea de la turbina si căldură generata de celulele de baterii, si pe deasupra, cu viteza cea mai mare a fluxului de aer rece care este si cel mai proaspăt.
Sistemul hibrid aer-lichid de răcire ale prezentei invenții cuprinde radiatoarele pe lichid 130/Fig.7. care pot fi parte integranta al unui sistem de răcire pe lichid cu schimbătoarele de căldura cu mediul exterior modulului de baterie al prezentei invenții, antrenat de compresor cu refrigeranti și radiatoare exterioare in mediul exterior.
Din cauza diferentelor de temperatura dintre sursele reci și sursele calde, mediul din interiorul modulului devine uscat și reduce conductibilitatea termica care este factor esențial al sistemului de răcire forțat de aer în circuit închis.
Sistemul de răcire al prezentei invenții care conține sursa rece și sursa calda, este prevăzut cu un sistem de umidificare deoarece la diferența de temperatura, usucă aerul și mediul de circulație cu termodinamica lui, având efect direct de reducere a conductibilitatii termice a aerului în special în circuit închis, unde sistemul de umidificare al prezentei invenții, pulverizează direct la nivel de module, din rețea de umidificare 146/Fig.11, rețea care poate fii separata, dar integrata și ne limitata la și în coloana de evacuare a fumului
RO 137986 AO
147/Fig.11, umidificare controlata de senzori de umiditate 166/Fig.8. instalati la fiecare modul de baterie al prezentei invenții.
Senzorii prezentei invenții pot fii independenți în dispozitive separate și / sau combinati în dispozitiv comun, iar atâta timp cât sunt determinati prin descrierea prezentei invenții și / sau sunt parte din sisteme și / sau subansamble ale revendicărilor prezentei invenții, senzorii în chestiune și / sau sistemele de detecție prezentate, fac parte integranta a prezentei invenții.
în sistemul de răcire prezentat, pot face parte si schimbătoare de căldura 162/Fig.9, direct la bornele și / sau barele electrozilor celulelor de baterie 161/Fig.9, răcite prin aerul forțat din fantele de răcire 124a/Fig.5/Fig.6.
Modulul de baterie al prezentei invenții este prevăzut cu un 169/BMS / Fig.8, care este poziționat esențial in căpătui opus ventilatorului turbina, si care la rândul lui este răcit prin fluxul de aer sub presiune din fanta superioara si inferioara 124/Fig.5, prin orificiile 132/Fig.8. BMS-ul este compartimentat separat incintei celulelor de baterie, răcit separat cu flux controlat prin găurile 132/Fig.8, izolat electric, termic si de incendiu prin pereții de fibrociment 133/Fig.8. și / sau placi / materiale pe baza de silicat, al modulelor de baterie al prezentei invenții. Protejat de supra-incalzire, soc electric, gaz combustibil inflamabil si incendiu care poate proveni de la celulele de baterie. Protecția BMS-ului descrisa, face parte integranta din prezenta invenție si asigura funcționalitatea electrica si comunicația datelor, esențiala la monitorizare, dispecerizarea, automatizarea, si controlul modulelor de baterie in condiții de accident / defecțiune si / sau foc.
Sistemele de stocare de energie electrica in baterii sunt prevăzute cu sisteme de detecție de incendiu la nivel de container si de stingere tot la nivel de container si in incaperea dulapurilor. Acestea detectează hidrogen la nivel de volum mare după ce fumul a contaminat mai multe module si / sau mai multe dulapuri. Sistemul antiincendiu detectează flacara deschisa unde deja focul este propagat la nivel de module sau la nivel de dulapuri.
In prezenta invenție, soluția reprezintă o detecție la nivel de celula interior modulelor si un sistem de stingere de flacara deschisa tot la nivel de celula, totul in stadiul embrionar de la început după cum urmeaza.
RO 137986 AO
Modulele prezentei invenții sunt prevăzute cu un sistem antifoc si antincendiu care declanșează specific la etapele corespunzătoare de deteriorare etapizata a celulelor de baterii. In etapa unu 1 de deteriorare a celulelor de baterii, la una sau doua baterii rezistenta interna creste semnificativ si /sau are loc un scurt circuit intern intre anod si catod. Aceasta creeaza o reactivitate electrochimica cu degajare de căldură si gaz combustibil cu concentrație de hidrogen inflamabil. In consecința are loc o reacție închisa in capsula de aluminiu sub presiune, care degajeaza fum si gaz inflamabil. In prezenta invenție, modulul si dulapul sunt prevăzute cu trape de deschidere de evacuare dar și de aspirație printr-un circuit de aspirație extern modulului care declanșează la detecția hidrogenului sau / și al altor gaze, fumului in / si la înalta temperatura, conducând la o intervenție de stingere, izolație, răcire, oprirea propagării și evacuarea fumului / gazului combustibil generat de reacție. Acest sistem nu lașa sa aiba loc contaminarea cu fum / gaz combustibil de la un modul la altul, in același dulap sau in același sistem.
Aceasta etapa si acest sistem care reprezintă parte integranta a acestei invenții, elimina fumul generat, iar în etapa a doua 2 a deteriorării celulei de baterie o reprezintă creșterea temperaturii pana la deformarea termofizica a bateriei si apariția flăcării deschise. In acest stadiu, modulul prezentei invenții este prevăzut cu, dar nelimitat, la fiole de lichid antifoc care poate fi 154/Fig.9, care poate declanșa controlat prin spargerea fiolelor la flacara deschisa sau / si la temperaturi ridicate. Aceste fiole sunt poziționate specific in contact direct cu fiecare celula de baterie, unde, in consecința oricare din celulele modulului care pot avea flacara deschisa pot fi stinse de fiolele antifoc.
Fiolele antifoc reprezentate in 154/Fig.9. pot fi declanșate potrivit invenției cu / sau ajutorul rezistentelor incandescente conform figurii 154/Fig.9, alimentate prin propria energie a modulului. Rețeaua de aspirație a fumului si fiolele anticendiu fac parte integranta a prezentei invenții prin faptul ca, fumul este detectat si aspirat direct de la sursa fara a contamina alte module iar flacara deschisa este stinsa prin fiole antifoc direct la interiorul modulului, direct langa orice celula de baterie a modulelor. In consecința, sistemul permite acțiune la sursa si in interior.
In prezenta invenție, fiolele de lichid anti incendiu sunt dispuse axial median, intre rândurile de celule de baterie, asa încât fiecare fiola este langa sau atașata de cel puțin o celula de baterie si / sau fiecare celula este atașata langa cel puțin o fiola conform 154/Fig.9.
RO 137986 AO
Modulul de baterie al prezentei invenții este prevăzut cu sistem anti incendiu și anti foc de intervenție directa asupra celulelor de baterie și direct în interiorul modulelor de baterii. Sistemul este prezentat în Fig.9 unde prin rețeaua de gaz inert și de amestec cu agent anti-foc, sub presiune prin tubul 134/Fig.9. care alimentează pistonul 135/Fig.9. care este și activator prin împingerea tijei 136/Fig.9/Fig10. deschide trapa 137/Fig.9/Fig10. putând fi si susținuta de magneții 152/Fig.1O. care prin deplasare și rotatia 138/Fig.9/Fig.10, deschide lanțul de evacuare și nu obstructioneaza atât evacuarea cât și aspirația fumului, ținând cont ca înainte de activare a procesului anti foc și anti incendiu, modulul de baterie se afla în circuit închis, ermetic și etanș.
Sistemul anti-incendiu al prezentei invenții, cuprinde aparat actuator-cilindru-injector 135/Fig,9. care poate fi acționat de presiunea și energia gazului inert în amestec cu agent anti foc din rețeaua 141/Fig.9. respectiv încastrate 156/Fig.13, sau / și acționat electric, electro-magnetic, elastic prin arc sau resort, termodinamic prin încălzire și / sau dilatare, cu particularitățile lui de a schimba și / sau transforma modulul de baterie al prezentei invenții, dintr-un modul ermetic închis cu circuit forțat închis, într-un modul de baterie deschis.
Sistemul anti-incendiu poate cuprinde și sistem de evacuare și aspirație a fumului si trecerea libera la coloana de evacuare a fumului 145/Fig.11, prin deschiderea trapei 137/Fig.9/Fig.1O. a modulului, care la rândul ei poate deschide trapa 143/Fig.11. a rackului etajului modulului articulata sau fixata intr-un slot, etanseaza prin presiunea unui resort, a unei încuietori mecanice sau electromagnetice, iar modulul de baterie al prezentei invenții, poate cuprinde dar nelimitat si un sistem anti incendiu prevăzut si cu cel puțin o fiola antiincendiu 154/Fig.9. in interiorul modulului de baterie, atașate pe langa sau in vecinătatea fiecărei celule de baterie, unde sistemul de fiole poate fi dispus pe axul central al modulului de baterii care pot acționa direct asupra fiecărei celule de baterie.
Sistemul anti-incendiu al prezentei invenții poate avea si/sau particularitatea de aparare anti-incendiu în interiorul modulului de baterii al prezentei invenții, reprezentat prin dar nelimitat la sistem de fiole de agent anti-foc, cuprinzând și springlere, pulverizatoare, pastile și sau buzunare de nisip, care pot acționa direct asupra reacției, incendiului, temperaturii de ardere, și / sau acționa direct prin a elimina unul din cei 3 factori ai incendiului, cum ar fii, diluarea sau anihilarea combustibilului, a oxigenului și /sau reducerea temperaturii de ardere.
RO 137986 AO
Etansietatea modulului de baterie al prezentei invenții prevăzut și cu circuitul închis de răcire, este un sistem esențial de funcționare a modulelor de baterie, iar in situația de urgența când modulul de baterie este compromis în special de la o celula defecta, sistemul devine deschis și în același timp aporta și gaz inert în amestec cu agent anti-foc adaugat la o aspirație de fum pentru a nu lașa propagarea de la un modul la altul.
în continuarea procesului de intervenție asupra celulei sau celulelor defectuoase, rackul prezentei invenții este prevăzut cu o coloana de evacuare a fumului 147/Fig.11. conectată la fiecare modul și / sau etaj, și / sau / cu rețea de distribuție 141 ZFig.10. respectiv 156/Fig.13. de gaz inert și / sau amestec de agent anti foc iar la fiecare modul, sistemul prezentei invenții este prevăzut cu o a doua trapa de evacuare a fumului, care aparține rack-ului, și care la rândul ei este deschisa și / sau declansata de prima trapa de fum care aparține modulului, prezentata anterior și care face parte integranta a prezentei invenții.
Perimetrul celor 6 fete ale modulului de baterie al prezentei invenții este compus din panouri de fibrociment conform 148/Fig.12. care asigura etanșeitatea circuitului închis in modul de răcire pe aer, etanșeitate electrica, termica si de incendiu si de propagare a gazelor inflamabile in caz de pericol, de la un modul la altul.
La detecția celulei sau celulelor defectuoase dintr-un modul al prezentei invenții, modulul în chestiune și modulele învecinate sunt oprite de sub tensiune, se deschide presiunea din circuitul de gaz inert și amestec cu agent anti foc, împinge pistonul actuator în modulul cu problema și modulele învecinate, cilindrul prin actuarea lui împinge tija care deschide trapa modulului, în același timp pistonul cilindrului depășește orificiile de injecție a gazului inert și amestec cu agent anti foc care sunt injectate pe suprafețele superioare ale celulelor de baterie acolo unde sunt localizate supapele de refulare 139/Fig.9. pe suprafața de refulare 167/Fig.2. ale celulelor de baterie, acționând direct asupra fumului, iar trapa modulului se deschide și se rotește prin împingerea tijei cilindrului, deschizând după ea și trapa rack-ului, deschizând complet toată coloana de evacuare a fumului pentru evacuare și aspirație, sistem cu elementele și procesul care fac parte integranta a prezentei invenții.
Modulele prezentei invenții sunt asamblate in rackuri si cabinete, care pot avea structura metalica 149/Fig.12, cu pereți din foi de fibrofibrociment 148/Fig.12. și / sau placi
RO 137986 AO //^ / materiale pe baza de silicat, etanșe pentru a asigura fluxul de răcire intern in circuit închis, unde radiatoarele 151/Fig.12. si circuitul de răcire cu lichid 150/Fig.12. pot face parte integranta a cabinetelor, cu rețea de coloane de lichid central de fiecare parte al radiatoarelor cu răcire pe lichid. Rackurile si cabinetele pot fi asamblate separat cu sistemul de răcire pe lichid, modulele de baterie pot fi asamblate separat cu sistemul de răcire pe aer și cu partea electrica cu Sistem de Management al Bateriilor, BMS 169/Fig.8, iar sistemul de stocare de energie electrica care reprezintă prezenta invenție poate fi reprezentat prin introducerea modulelor de baterie in rackurile cabinet, ca si sertarele intr-un dulap, modular Fig.12. Rackurile si cabinetele sunt atașate la rândul lor in grupuri care pot fi containerizate cu circuit de răcire si pompare central și / sau individual, si inseriate si / sau legate electric in paralel la nivel de grupuri, ansamblu care reprezintă parte integranta a prezentei invenții.
Sistemul de module al prezentei invenții este reprezentat prin circuitul de aer care aparține modulului de sine stătător “ca un sertar intr-un dulap” iar sistemul de răcire prin lichid aparține rackului de sine stătător atașat la pereții laterali ai acestuia. Avantajul de separare intre cele doua circuite este ca modulul poate fi asamblat si produs separat si asamblat ca un sertar in dulap, iar sistemul de răcire cu lichid in radiatoare, conducte si pompa aparține rackului ca sistem de sine stătător care poate fii central. Sistemul de răcire cu mediul exterior poate fii conectat și / sau atașat la rețeaua de țevi asamblate separat de etajele de la nivel de module, care pot fii pe vertical fara contacte directe cu modulele și cu o sursa electrica atașata la un sistem de răcire care pot fi cu refrigerant si compresoare cu freon și / sau mediu ambient exterior bateriilor, dacă temperatura exterioara este sub temperatura de răcire al modulelor de baterii și / sau ale celulelor de baterii.
Sistemul prezentei invenții este prevăzut cu pereți exteriori laterali si separate de module prin foi de fibrociment și / sau placi / materiale pe baza de silicat, pentru o izolație a curentului de aer termic si un antifoc a propagării gazelor inflamabile care pot fi din fibrofibrociment și / sau placi / materiale pe baza de silicat.
Rackul de module al prezentei invenții poate fi compus din doua sau mai multe module de baterii reprezentat în Fig.12, unde modulele de baterie sunt încastrate ca sertarele într-un dulap, unde rackul poate fii prevăzut cu structura metalica 149/Fig.12, coloana de evacuare a fumului 147/Fig.12, pereți din foi de fibrofibrociment 148/Fig.12, rețea de răcire prin lichid 150/Fig1.2, cu tur 157/Fig.13, și retur 158/Fig.13. care pot fi
RO 137986 AO încastrate în sasiul rack-ului, radiatoare de răcire prin lichid 151/Fig.12, iar toate componentele, materialele, ansamble și subansamblele pot fi din materiale ne-inflamabile și care nu intretin arderea, unde toate elementele menționate constituie parte integranta a prezentei invenții.
Sistemul de rack 155/Fig.13. al prezentei invenții, poate fii prevăzut cu un cadru 160/Fig.13. care prin geometria lui poate sa preia prin interior, coloanele 157-158/Fig.13. și rețelele încastrate de lichid de răcire cât și de gaz inert cu amestec de anti foc 156/Fig.13, are rezistenta mecanica cel puțin la fel cu o structura în geometrie patrata sau dreptunghiulara, primește inserția la etaje pentru structura perimetrica pe care la rândul ei se vor așeza traversele, și reprezintă și o cheie unde doua sau mai multe rack-uri se pot fixa și solidifica împreuna, intre rack-uri, cât și în interiorul unui container de Sistem de Stocare de Energie in Baterii (eng. Battery Energy Storrage System - BESS) care poate avea capacitati de peste 2MWh. Aceasta geometrie specifica cadrului 160/Fig.13. a prezentei invenții, prezintă și o bordura verticala care aliniata cu bordura perimetrelor, reprezintă o banda dreapta la nivel, cu scopul de a fi ermetica la asamblarea subansamblului 159/Fig.13. care se instalează prin pereți verticali, reprezentând subansamble de perete de foaie de fibrofibrociment cu radiator de răcire pe lichid ca subansamblu 159/Fig.i 3, iar etansietatea este o necesitate absolută pentru sistemul de răcire de aerfortat în circuit închis și hibrid cu radiatoarele pe lichid, fiind sisteme, ansamble, subansamble, geometrii, procese și funcții ca parte integranta a prezentei invenții.
Etansietatea absolută la nivel de modul și etaj, izolează modulele intre ele atât termic, electric cât și o bariera de propagare de foc, incendiu, fum, gaz combustibil și rezistenta la o eventuala explozie interna. Aceasta etanșeitate, permite și evacuarea fumului, injecția de gaz inert și amestec anti foc si aspirația la modul de intervenție care se transforma în modul cu etaj al rack-ului deschis la coloana de fum, descris anterior prin deschiderea celor doua trape de evacuare a fumului 137/Fig.9/Fig.1O. respectiv 143/Fig.11, iar celelalte module și etaje rămân închise, ermetice și izolate ca bariera de propagare și protecția, conform sistemelor și descrierilor prezentate anterior, reprezentând parte integranta a prezentei invenții care rezolva problemele BESS-urilor anterioare prezentei invenții.
RO 137986 AO
Asamblarea și atașarea rack-urilor se poate face prin soluția geometriei cadrelor 160/Fig.13. prin fixarea cu cheie 168/Fig.13. utilizata la fixarea intre rack-uri și / sau intre rack și structura containerului care poate reprezenta un ansamblu de rack-uri în BESS Battery Energy Storrage System.

Claims (16)

  1. RO 137986 AO
    REVENDICĂRI
    1. Modul de baterie compus din cel puțin o celula de baterie sau mai multe cuprinzând: sistem de structura compozit din cel puțin o placa sau mai multe placi de fixare 103 care poate cuprinde cel puțin o baza 105 șt / cu invelitoare 110, care pot fii îmbinate și încastrate cu lacas 109, care pot forma lonjeroanele 106 de structura, cu placa de fixare 103 care poate fi și / sau dintr-unul sau mai multe materiale plin uzinat, și / sau prin material topit și / sau injectat, cum ar fii de aluminiu, fier, feroase și / sau ne-feroase, și / sau plastic, fibra de sticla, rasina, polimeri, PU expandat, sau combinație de materiale enumerate, acoperite și sau stratificate intre ele prin operatii și procedee industriale cunoscute, în care cel puțin o celula de baterie 101 este încastrata prin perimetrele sale care pot fii cele orizontale și / sau cu colturile lor 121, inserate in placa sau in plăcile de baza 103, cuprinzând sistem de structura si coloane 104 de fixare introduse in placa si / sau intre plăcile de baza 103, care la rândul lor pot fi coloane încastrate prin umerii lor 123 direct in baza 105 și / sau în invelitoare 110, sistem cuprinzând cel puțin o celulele de baterie 101, expusa de la o suprafața pana la toate suprafețele 102 ale celulelor de baterie, expunere la sistem de răcire care poate fii pasiv si / sau forțat, pe aer sau hibrid aer-lichid.
  2. 2. Modul de baterie compus din cel puțin o celula de baterie sau mai multe, cuprinzând: sistem de răcire in circuit închis cu aer forțat rece, cuprinzând și provenit de la radiatoarele laterale 130, aspirat si fortat prin ventilator turbina 114, cu jet bi-directional care poate fi dirijat sus și jos prin melcii 127-128, cu zona de forțare 116 și de schimb de direcție sus și jos de la vertical la orizontal prin fantele 124a-124b, aer forțat și / sau acumulat sub presiune în camerele de compresie 111, distribuit și / sau injectat uniform prin orificiile 108 printre celulele de baterie 101 direct la schimbătoarele de căldura 102, redirectionat și / sau aspirat prin fantele și / sau ferestrele de evacuare 125 ale modulul de baterie al prezentei invenții, traversat în continuare prin radiatoarele laterale 130, fiind un circuit închis și hibrid aer-lichid unde radiatoarele pe lichid 130 pot fi schimbătoarele de căldura cu mediul exterior modulului de baterie al prezentei invenții.
  3. 3. Modul de baterie compus din cel puțin o celula de baterie sau mai multe, cuprinzând: sistem anti-incendiu, cuprinzând aparat actuator-cilindru-injector 135, care poate fii acționat de presiunea și energia gazului inert în amestec și / sau / cu agent anti foc din rețeaua 141, și / sau acționat electric, electro-magnetic, elastic prin arc sau resort,
    RO 137986 AO termodinamic prin încălzire, cu particularitățile lui de a schimba și / sau transforma modulul de baterie al prezentei invenții, dintr-un modul ermetic închis cu circuit forțat închis, într-un modul de baterie deschis, cuprinzând sistem de evacuare și aspirație a fumului si trecerea libera la coloana de evacuare a fumului 145 prin deschiderea trapei 137 a modulului, care la rândul ei poate deschide trapa 143 al rack-ului etajului modulului, modul de baterie care poate cuprinde dar nelimitat la un sistem anti incendiu prevăzut si cu cel puțin dar ne limitat doar o fiola antiincendiu 154 in interiorul modulului de baterie, atașate pe langa sau in vecinătatea fiecărei celule de baterie, unde sistemul de fiole poate fi dispus pe axul central al modulului de baterii care pot acționa direct asupra fiecărei celule de baterie cuprinzând sisteme de neutralizare și / sau diluare, și /sau eliminare a gazelor la nivel de celula de baterie în interiorul modulului de baterii.
  4. 4. Modul de baterie de la revendicarea 1) cuprinzând o structura compozita compusa din placa de fixare superioara si inferioara 103 cu tije verticale 104, cuprinzând capacul 120 care închide și etanseaza camera de compresie 111 și formează fantele și / sau ferestrele de evacuare 125 care dirijează aerul cald sa traverseze radiatoarele 130 cu răcire pe lichid, prin care actioneaza atât forțarea prin împingere de la orificiile de distribuție 108 dar și forțarea prin aspirația 131 de la admisia 115 a ventilatorului turbina 114.
  5. 5. Modul de baterie de la revendicarea 2) cuprinzând sistem de răcire a aerului distribuit uniform și / sau proporțional prin orificiile 108, unde numărul geometria lor este crescător, trapezoidal și / dau triunghiular, pentru o răcire proporționala ΔΤ vs debit, iar acolo unde diferența de temperatura ΔΤ este mai mare, debitul de aer fortat este mai mic, iar acolo unde diferența de temperatura ΔΤ este mai mica si debitul de aer fortat este mai mare, pentru compensare proporționala, sistem de răcire convertit in hibrid aer-lichid, cu și prin radiatoare 130 care sunt la rândul lor răcite prin circuit separat de lichid si pompat la nivel central al rackurilor printr-o alta rețea de schimbătoare de căldură cu mediul exterior.
  6. 6. Modul de baterie de la revendicarea 2) cuprinzând celule de baterie unde fetele laterale au schimbătoare de căldura 102a pe suprafețele celulelor de baterii și / sau fetele superioare 102b si inferioare 102c sunt răcite direct prin aerul fortat rece proaspăt provenit din fantele 124a si 124b de la ventilatorul turbina 114, distribuit bi-directional sus și jos de melcii 127-128, și forțat în zonele 116, și cu sistem de răcire direct la BMS-ul 169 al modulului de baterie prin orificiile 132 de răcire forțată dedicate BMS-ului.
    RO 137986 AO
  7. 7. Modul de baterie de la revendicarea 2) cuprinzând fata superioara 102b a celulelor de baterie este expusa la răcire directa a fluxului de aer rece proaspăt iar celula de baterie în chestiune este răcită direct și la electrodul ei prin schimbătorul de căldură constituit din electozi și / sau barile 161 ale legaturilor electrice de la bornele celulelor de baterie legate in serie sau paralel, care por cuprinde radiatoare 162 și / sau care pot fi izolate electric, dar conductibile termic si cu schimbător de căldură printr-un material electric izolând dar conductibil termic, cum ar fi materialul Boron Nitrade pe radiatoarele electrozilor și / sau pe barele la bornele celulelor de baterii 161 de legătură ale acestuia (acestora).
  8. 8. Modul de baterie de la cel puțin una din revendicările 1), 2), 3), cuprinzând senzori 163-166 cuprinzând senzor de hidrogen 163 și / sau alte gaze relevante care indica incendiul, senzor de presiune 164, senzor de temperatura 165, senzor de umiditate 166, prin care se controlează si detectează direct la nivel de modul și direct pe celulelor de baterie, cuprinzând:
    a- răcirea forțată a circuitului închis, prin pornire, oprire și turatia variabila și / sau reglabila a ventilatorului turbina 114 prin senzor de temperatura care poate fi controlat și / sau de BMS;
    b- detectarea celulei de baterie defectuoasa prin supra încălzire prin senzor de temperatura, și / sau detectarea de gaz combustibil și / sau exploziv prin senzor de hidrogen și / sau alte gaze relevante care indica incendiul și / sau detectarea fumului și / sau deschiderea supapei de refulare 139 pe suprafața de refulare 167 a celulei de baterie prin cel puțin un senzor care poate senzorul de presiune, și sau detecția temperaturii, presiunii și / sau gazului combustibil inflamabil prin singularitatea sau combinațiile lor de detecție și / sau măsurare cuprinzând cel puțin un senzor de temperatura și / sau presiune și / sau gaz combustibil inflamabil, continuat prin actuarea și / sau sistemul anti foc / anti incendiu la cel puțin una din detecțiile menționate;
    c- detecția aerului uscat prin senzorul de umiditate și declanșarea umidificatoarelor în rețeaua 146 controlata prin injecție de vapori direct la nivelele și / sau etajele rack-ului și care poate fi încastrata în coloana de evacuare a fumului 147.
  9. 9. Modul de baterie de la revendicarea 3) cuprinzând actuator, cilindru, injector 135 cuprinzând sisteme de:
    RO 137986 AO a- aparat actuator care deschide trapa 137 de fum a modulului prezentei invenții prin tija 136, actuator care poate fi cilindru pneumatic sau / și actuator electric, electromagnetic, elastic sau arc, sau termo-dilatator, unde trapa 137 care la rândul ei deschide trapa 143 a etajului rack-ului;
    b- cilindru cu piston ce poate fii acționat de energia și / sau presiunea gazului inert în amestec cu agent anti foc din rețeaua 141 și sau sistemele de acționare electrice, electro-magnetice, elastice prin arc sau resort, si/ sau termodinamic prin încălzire și / sau dilatare;
    c- aparat injector și / sau pulverizator cu orificii 140 de injecție de gaz inert și amestec de agent anti foc direct prin cilindrul 135 după ce pistonul a împins tija 136 și deschide orificiile 140 prin care pulverizează gaz inert și amestec de agent anti foc direct pe sursa de fum și gaz combustibil și / sau gaz explozibil, pe suprafețele celulelor de baterie la supapele de refulare 139 pe suprafața de refulare 167, în zona 111 și sau 124a care se deschide la evacuare și aspirație.
  10. 10. Rack de module de baterii de la revendicările 1 și / sau 2 și / sau 3, cuprinzând sistem anti incendiu cu coloana de evacuare a fumului 147 deschisă la evacuare și aspirație direct și independent la fiecare modul și etaj al rack-ului prin trapa 137 al modulului de baterii de la revendicarea 3), susținuta în stare de etanșeitate prin magneții 152, care este deplasata și care se rotește 138 în jurul axului 142 și care la rândul ei, prin gravitație deschide trapa 143 al rack-ului de module de baterie, susținuta în stare de etanșeitate prin magneții 145, trapa 143 în chestiune care poate aparține la rack și / sau la etajul modulului de baterii de la revendicarea 3), smulsa și dislocuita prin cârligul 144 cu umărul sau de pârghie și / sau articulata sau fixata intr-un slot, etanseaza prin presiunea unui resort, a unei încuietori mecanice sau electromagnetice.
  11. 11. Modul de baterie de la revendicarea 3 cuprinzând sistem anti incendiu cu fiole 145 și / sau sistem de dispersare de agent anti foc declanșate prin temperatura sau rezistente incandescente care pot acționa în interiorul modulului de baterie și direct asupra celulei de baterie defectuoase pe flacara deschisa sau pe reacție electro-chimica cu dispersie a lichidului anti-incendiu direct la, si pe oricare din celulele de baterie a modulului prezentei invenții care compun modulul de baterie a prezentei invenții, care la rândul lor
    RO 137986 AO pot fii sisteme anti incendiu, și / sau bariera termica și / sau bariere de propagare a incendiului la alte module din grupul de module de baterii al prezentei invenții.
  12. 12. Modul de baterie de la revendicarea 1 și / sau revendicarea 2 și / sau revendicarea 3, cuprinzând subansamblul frontal 117 care poate fii compus din ventilator turbina 114, melci 127-128 de orientare și concentrare al aerului forțat doar sus și jos in zona de forțare a aerului 116, cu trapa de evacuare a fumului 137 a modulului și cu sistemul de deplasare și rotire prin sau cu axul 142, subansamblul 117 în chestiune fixat de, și cu modulul prezentei invenții prin lonjeroanele 106 și capetele lor 107 în cele 4 colturi, cu etansietatea fantei 124 la zona camerei sub presiune 111 prin bordura 113.
  13. 13. Rack 155 de module de baterii de la revendicările 1 și / sau 2 și / sau 3, cuprinzând grup de module de baterie cu structura 160 în care se încastrează rețeaua de răcire prin lichid cu tur 157 și retur 158, și rețeaua de gaz inert și amestec cu gaz anti foc 156 respectiv 141.
  14. 14. Rack 155 de module de baterii de la revendicările 1 și / sau 2 și / sau 3, cuprinzând pereți din foi de fibrofibrociment și / sau placi / materiale pe baza de silicat 148 cu compartimente separate, izolate și etanșe, care pot fi la toate fetele etajelor și al modulelor de baterii a prezentei invenții.
  15. 15. Rack de module de baterii de la revendicările 1 și / sau 2 și / sau 3, cuprinzând subansamblu 159 cuprinzând perete din foaie fibrociment și / sau placi / materiale pe baza de silicat, etanșa și cu radiator pe lichid, conectat la rețeaua de răcire pe lichid cuprinzând tur 157 și retur 158 care poate fii încastrat în structura rack-ului de module de baterii al prezentei invenții.
  16. 16. Rack de module de baterii de la revendicările 1 și / sau 2 și / sau 3, cuprinzând structura 149 care se încheie și unește cu 2 sau mai multe rack-uri, și cu ranforsare 168, și sau cheie și fixare a rack-urilor în containere și / sau cu sistem de fixare cu structura containerelor de BESS (Battery Energy Storrage System).
ROA202300209A 2023-04-27 2023-04-27 Modul baterie şi rack de stocare de energie RO137986A0 (ro)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA202300209A RO137986A0 (ro) 2023-04-27 2023-04-27 Modul baterie şi rack de stocare de energie
EP23724419.9A EP4702609A2 (en) 2023-04-27 2023-05-08 Battery module and energy storage rack
CN202380010054.3A CN119096400A (zh) 2023-04-27 2023-05-08 电池模组及储能架
PCT/RO2023/050005 WO2023113632A2 (en) 2023-04-27 2023-05-08 Battery module and energy storage rack
AU2023204056A AU2023204056A1 (en) 2023-04-27 2023-05-08 Battery module and energy storage rack
IL324197A IL324197A (en) 2023-04-27 2025-10-24 Battery module and energy storage rack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA202300209A RO137986A0 (ro) 2023-04-27 2023-04-27 Modul baterie şi rack de stocare de energie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO137986A0 true RO137986A0 (ro) 2024-02-28

Family

ID=86387282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA202300209A RO137986A0 (ro) 2023-04-27 2023-04-27 Modul baterie şi rack de stocare de energie

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4702609A2 (ro)
CN (1) CN119096400A (ro)
AU (1) AU2023204056A1 (ro)
IL (1) IL324197A (ro)
RO (1) RO137986A0 (ro)
WO (1) WO2023113632A2 (ro)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117077556B (zh) * 2023-07-07 2024-04-16 中国石油大学(华东) 一种耦合网络模型锂离子电池储能系统火蔓延建模方法
CN117039297B (zh) * 2023-08-08 2025-01-03 深圳市思科能特电源科技有限公司 一种具有稳定结构的锂电池
RO138404A0 (ro) 2024-04-09 2024-09-30 Raul Ioan Rişco Sistem de protecţie antiincendiu pentru sisteme de energie electrică (ees)
CN118693410B (zh) * 2024-08-27 2024-11-01 启东沃太新能源有限公司 一种液冷储能系统及控制方法
CN119297472B (zh) * 2024-10-22 2025-09-30 山东鲁源电器设备有限公司 一种快速充电的储能装置
CN119381628B (zh) * 2024-10-31 2025-10-28 无锡佳龙换热器股份有限公司 一种新能源汽车电池散热系统
CN119231070B (zh) * 2024-12-02 2025-02-07 厦门厦工众力兴智能科技有限公司 一种电池模组防护结构及其使用方法
CN119650944B (zh) * 2024-12-18 2025-09-23 宁波共盛能源科技有限公司 一种用于海洋发电的液冷储能系统
CN120581794B (zh) * 2025-08-04 2025-11-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池装置及用电装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100612305B1 (ko) * 2004-06-25 2006-08-11 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP2006216303A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Denso Corp 発熱機器の冷却構造
US10720683B2 (en) * 2014-09-30 2020-07-21 Cps Technology Holdings Llc Battery module thermal management features for internal flow
EP3496180A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-12 Atnom S.R.L. Ultra-lightweight fireproof battery assembly with passive cooling and optional active temperature control
CN114946078B (zh) * 2020-07-29 2023-08-08 株式会社东芝 电池模块及电池系统
CN113540649A (zh) * 2021-08-13 2021-10-22 中国华电科工集团有限公司 一种液冷ctr储能电池系统
CN114284628B (zh) * 2021-12-17 2023-12-05 上海瑞浦青创新能源有限公司 箱式储能电池系统
KR102416007B1 (ko) * 2022-02-23 2022-07-01 주식회사 한국방염기술 친환경 소화액을 이용한 배터리 소화시스템
US11631918B2 (en) * 2022-05-05 2023-04-18 Nan Ya Plastics Corporation Ventilating container
RO136068A0 (ro) * 2022-06-20 2022-10-28 Raul Ioan Rişco Celulă de baterie cu electrod, colector conductor electric şi termic, cu schimbător de căldură interior şi exterior
WO2024065210A1 (zh) * 2022-09-27 2024-04-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 储能装置
CN115395168B (zh) * 2022-10-27 2023-01-03 运易通科技有限公司 一种仓库顶棚太阳能风能复合式发电机用自防护储能装置

Also Published As

Publication number Publication date
IL324197A (en) 2025-12-01
CN119096400A (zh) 2024-12-06
AU2023204056A1 (en) 2025-12-11
WO2023113632A3 (en) 2024-08-15
WO2023113632A4 (en) 2024-11-07
EP4702609A2 (en) 2026-03-04
WO2023113632A2 (en) 2023-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RO137986A0 (ro) Modul baterie şi rack de stocare de energie
CN112448077B (zh) 储能模块
EP3496180A1 (en) Ultra-lightweight fireproof battery assembly with passive cooling and optional active temperature control
JPWO2012015002A1 (ja) 蓄電システム及び二次電池収納システムラック
WO2017152843A1 (zh) 一种电池系统、具有该电池系统的电动汽车及储能系统
CN110649201A (zh) 一种机车用动力电池模块结构
JP6936923B2 (ja) 蓄電池用コンテナ
WO2012015001A1 (ja) 二次電池収納システムラック
CN108767945A (zh) 安全充电柜
AU2022354509A1 (en) Battery storage system comprising at least two battery modules
WO2024104278A1 (zh) 一种电池组及储能设备
WO2012015004A1 (ja) 二次電池収納システムラック
CN214713903U (zh) 一种应用在电池包内的灭火板及电池包
CN220138558U (zh) 电池包箱体和电池包
CN109473598A (zh) 带有阻燃装置的动力电池包及其实现阻燃的方法
CN110350139A (zh) 一种储能电池的灭火装置
CN210136955U (zh) 一种储能电池的灭火装置
CN210577822U (zh) 储能系统设备
CN217562737U (zh) 一种软包电池模块
CN118543053A (zh) 一种潜伏式叉车充电间
CN223925264U (zh) 一种烘箱
CN116365135A (zh) 一种电池箱、储能组和储能单元
CN211208619U (zh) 一种具有阻燃装置的防爆锂电池
CN114464918A (zh) 一种电池包
TWI705638B (zh) 儲能系統設備