储能装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电能存储装置，特别是涉及一种储能装置。


背景技术：

[0002]
随着科技的发展，锂电池的应用越来越普遍。由于各种意外因素，锂电池充电引起的火灾事件也此起彼伏。部分具备充放电功能的储能设备利用锂电池作为主要电能存储元件，且为了应对锂电池起火燃烧的意外情况，现有的储能设备内部存储有气雾剂型灭火材料，如七氟丙烷、气溶胶等，气雾剂型灭火材料存储量有限，且容易挥发出储能设备外。
[0003]
由于锂电池着火是能量型的放电着火，具有一定的延时性或较长的放电发热时间，在存储有限的气雾剂型灭火材料喷射用完后，因锂电池的能量没有泄放完毕，故着锂电池内部依然存在放电发热，只是在氧气被气雾剂型灭火材料隔离的情况下，锂电池外表没有明火燃烧。但随着气雾剂型灭火材料的挥发，氧气慢慢恢复，锂电池将会出现次燃烧，最后引起严重火灾。


技术实现要素：

[0004]
基于此，有必要针对锂电池的持续放电放热特性导致在灭火材料喷射用完后再次燃烧的问题，提供一种储能装置。
[0005]
一种储能装置，包括：主柜体、设置在所述主柜体中的锂电单元、设置在所述锂电单元上方的分流机构、用于存储灭火液的第一储液机构、用于向所述分流机构提供灭火液的供液机构、用于检测所述主柜体内温度异常情况的检测模组、及用于控制所述供液机构的主控模组；所述分流机构用于将所述灭火液分散喷淋至所述锂电单元表面；所述第一储液机构还用于回收浇淋过所述锂电单元的灭火液；所述供液机构将所述第一储液机构中的灭火液供应至所述分流机构；所述主控模组根据所述检测模组的反馈启动供液机构。
[0006]
上述储能装置，通过在锂电单元产生温度异常时，主控模组根据检测模组的反馈而启动供液机构的运行，让第一储液机构中存储的灭火液被输送至分流机构，并经分流机构喷发到锂电单元表面，从而对锂电单元起到灭火作用，另外，由于浇淋过锂电单元的灭火液被第一储液机构所回收及存储，从而可持续或在较长时间内对锂电单元进行灭火或降温，直至锂电单元的电量耗尽，停止放电发热，防止锂电单元在被灭火后再次复燃。
[0007]
在其中一个实施例中，所述第一储液机构包括设置在所述主柜体中的集液箱、连接所述集液箱的引流组件、及设置在所述集液箱下侧第一储液池；所述锂电单元容置在所述集液箱中；所述引流组件用于将所述集液箱中的灭火液引导至所述第一储液池；所述供液机构从所述第一储液池吸取灭火液；从而让储能装置中的灭火液被循环利用，方便实现对锂电单元的持续喷淋直至电量耗尽，避免锂电单元在灭火后再次复燃。
[0008]
在其中一个实施例中，所述检测模组包括设置在所述集液箱附近的温度检测单元；所述温度检测单元在预定温度条件下，向所述主控模组输出温度报警信号；所述主控模组在接收到温度报警信号后，启动所述供液机构的运行，使所述供液机构从所述第一储液
池中抽吸所述灭火液。
[0009]
在其中一个实施例中，所述储能装置还包括连接所述锂电单元的充放电模组；所述充放电模组用于向所述锂电单元输入充电电流或将所述锂电单元的电能向外部输出。
[0010]
在其中一个实施例中，所述检测模组还包括设置在所述集液箱附近的烟雾检测单元；所述烟雾检测单元在预定烟雾条件下，向所述主控模组输出烟雾报警信号；所述主控模组在接收到温度报警信号后，通过所述充放电模组切断所述锂电单元的充电回路或放电回路；从而在出现异常高温时可自行启动持续的循环喷淋，及有效减少锂电单元异常而对外部供电设备或外部用电设备造成的影响。
[0011]
在其中一个实施例中，所述供液机构包括用于从所述第一储液机构抽取灭火液的水泵、及连通所述水泵的输出口的送液管道；所述分流机构从所述送液管道获取灭火液；从而能将分流机构设置在锂电单元的上方，方便让分流机构实现较大的喷淋范围。
[0012]
在其中一个实施例中，所述供液机构还包括设置在所述分流机构上方的第二储液池、及连通在所述第二储液池与所述分流机构之间的下液管道；所述送液管道的一端延伸至所述第二储液池中；当水泵本身或其供电电源故障、又或者是送液管道出现堵塞时，第二储液池中的储备的灭火液在重力的作用下流动至分流机构，对出现高温或燃烧的锂电单元提供了及时的喷淋，为用户的维护处理提供了关键的缓冲准备时间。
[0013]
在其中一个实施例中，所述分流机构包括至少一喷淋头；所述喷淋头内设有自碎式温度检测件；当锂电单元附近出现高温异常时，自碎式温度检测件在内部材料的膨胀下而破裂并使喷洒口露出，第二储液池中的灭火液从喷洒口流出，并在喷淋头的溅水盘的分散作用下，均匀地喷淋到锂电单元上。
[0014]
在其中一个实施例中，所述检测模组包括设置在所述第二储液池中的第一水位检测单元；所述第一水位检测单元用于在所述第二储液池中的灭火液液位高度小于第一预定高度值时，向所述主控模组发出第一水位提示信号；所述主控模组根据第一水位提示信号控制所述水泵启动运行；通过检测第二储液池中灭火液的深度，在第二储液池中液位过低时，及时启动水泵对第二储液池进行注液，从而可保证第二储液池的应急能力，提高整体的安全等级。
[0015]
在其中一个实施例中，所述储能装置为充电柜、换电柜、或储能柜。
附图说明
[0016]
图1为本实用新型的第一实施例的储能装置的结构示意图；
[0017]
图2为本实用新型的第二实施例的储能装置的结构示意图；
[0018]
图3为图1所示的储能装置的灭火过程的流程示意图。
[0019]
附图中各标号与含义之间的对应关系为：
[0020]
100a、储能装置；100b、储能装置；20、锂电单元；30、分流机构；40、第一储液机构；41、集液箱；42、引流组件；421、下水器；422、回液管道；43、第一储液池；50、供液机构；51、水泵；52、送液管道；53、第二储液池；54、下液管道；61、温度检测单元；62、烟雾检测单元；63、第一水位检测单元；64、第二水位检测单元；70、主控模组；80、通信模块。
具体实施方式
[0021]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0024]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0025]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0026]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0027]
请参阅图1及图2，为本实用新型一实施方式的储能装置100a，用于电能的存储及释放，同时具备内部消防灭火功能。该储能装置100a包括主柜体、设置在主柜体中的锂电单元20、设置在锂电单元20上方的分流机构30、用于存储灭火液的第一储液机构40、用于向分流机构30提供灭火液的供液机构50、用于检测主柜体内温度异常情况的检测模组、及用于控制供液机构50的主控模组70；分流机构30用于将灭火液分散喷淋至锂电单元20表面；第一储液机构40还用于回收浇淋过锂电单元20的灭火液；供液机构50将第一储液机构40中的灭火液供应至分流机构30；主控模组70根据检测模组的反馈启动供液机构50。
[0028]
通过在锂电单元20产生温度异常时，主控模组70根据检测模组的反馈而启动供液
机构50的运行，让第一储液机构40中存储的灭火液被输送至分流机构30，并经分流机构30喷发到锂电单元20表面，从而对锂电单元20起到灭火作用，另外，由于浇淋过锂电单元20的灭火液被第一储液机构40所回收及存储，从而可持续或在较长时间内对锂电单元20进行灭火或降温，直至锂电单元20的电量耗尽，停止放电发热，防止锂电单元20在被灭火后再次复燃。
[0029]
具体地，灭火液为水，或其他可降温阻燃、不易挥发、及无毒的液体。
[0030]
在其中一个实施方式中，第一储液机构40包括设置在主柜体中的集液箱41、连接集液箱41的引流组件42、及设置在集液箱41下侧第一储液池43；锂电单元20容置在集液箱41中；引流组件42用于将集液箱41中的灭火液引导至第一储液池43；供液机构50从第一储液池43吸取灭火液。由于锂电单元20容置集液箱41中，在温度异常处理过程中，喷淋过锂电单元20的灭火液会流到集液箱41中，另外，集液箱41中的灭火液通过引流组件42流动至第一储液池43，供液机构50从第一储液池43吸取灭火液后，让灭火液通过分流机构30再次对锂电单元20进行喷淋，从而让储能装置100a中的灭火液被循环利用，方便实现对锂电单元20的持续喷淋直至电量耗尽，避免锂电单元20在灭火后再次复燃。
[0031]
可选地，集液箱41可以为敞开设置，分流机构30处于集液箱41的开口侧；集液箱41还可以是封闭设置，以避免灭火液溅出集液箱41或灭火液蒸发，分流机构30容置在封闭的集液箱41中，且集液箱41上部留有调节气压的气流进出口。
[0032]
具体地，为将集液箱41底部的灭火液引流至第一储液池43中，集液箱41底部设有排液口，引流组件42包括连接集液箱41的下水器421、及连通下水器421的回液管道422；下水器421靠近排液口设置，回液管道422延伸至第一储液池43的开口上方或延伸至第一储液池43中。进一步地，为减少集液箱41底部的积水同时使集液箱41底部的灭火液充分流入下水器421，集液箱41的底面以排液口为最低点进行下凹变形，以将集液箱41底部的灭火液充分引流至排液口。
[0033]
进一步地，为避免灭火液大量蒸发出主柜体后，导致无法利用充足的灭火液对锂电单元20进行有效喷淋，影响灭火效果，第一储液机构40还包括延伸至第一储液池43中的注液管，注液管连通至外部供液设备，以及时向第一储液池43补充蒸发掉的灭火液；在本实施方式中，注液管向第一储液池43注入自来水。
[0034]
在本实施方式中，为保证主柜体的重力平衡保证储液量，第一储液池43设置在集液箱41的下方；在其他实施方式中，为了节约空间，还可以是省去第一储液池43，让供液机构50直接从集液箱41底部吸取喷淋过锂电单元20的灭火液。
[0035]
在其中一个实施方式中，检测模组包括设置在集液箱41附近的温度检测单元61；温度检测单元61在预定温度条件下，向主控模组70输出温度报警信号；主控模组70在接收到温度报警信号后，启动供液机构50的运行，使供液机构50从第一储液池43中抽吸灭火液；
[0036]
储能装置100a还包括连接锂电单元20的充放电模组；充放电模组用于向锂电单元20输入充电电流或将锂电单元20的电能向外部输出；检测模组还包括设置在集液箱41附近的烟雾检测单元62；烟雾检测单元62在预定烟雾条件下，向主控模组70输出烟雾报警信号；主控模组70在接收到温度报警信号后，通过充放电模组切断锂电单元20的充电回路或放电回路。
[0037]
通过温度检测单元61的温度检测作用，配合主控模组70的控制，在出现异常高温
时可自行启动持续的循环喷淋，直至人工停止或喷淋到达预定时间。
[0038]
相对于高温，锂电单元20刚开始燃烧时所产生的烟雾能更早地反映出锂电单元20的异常情况，通过烟雾检测单元62检测到烟雾情况下及时切断充电回路或放电回路，能有效减少锂电单元20异常而对外部供电设备或外部用电设备造成的影响，及避免锂电单元20的燃烧进一步蔓延。
[0039]
具体地，当锂电单元20的温度大于68℃时，即为到达预定的温度条件；可选地，温度检测单元61可以设置在集液箱41的内侧或外侧，当温度检测单元61设置在集液箱41的外侧时，可避免温度检测单元61的检测准确性受到灭火液的喷淋影响，当温度检测单元61设置在集液箱41的内侧时，可减少集液箱41壁对温度传递的影响；进一步地，还可以是将温度检测单元61设置在集液箱41的内侧，同时将温度检测单元61容置在防水壳盖中或容置在锂电单元20的壳盖内，从而既能保证温度检测的准确性，也能避免收到灭火液喷淋的影响。具体地，温度检测单元61可利用红外、或热电偶等元件进行温度检测。
[0040]
具体地，当集液箱41为封闭式设置时，烟雾检测单元62设置在集液箱41内，当集液箱41为敞开式设置时，还可以是将烟雾检测单元62设置在集液箱41的开口上方。
[0041]
进一步地，为提高主控模组70的处理能力，主控模组70具备多种类型的数据接口，如di输入接口、do输出接口、rs232、rs485、can、hdmi、或usb接口等，以便与不同的电气装置进行对接；进一步地，为在出现异常的情况下及时通知用户对储能装置100a进行维护，储能装置70还包括用于为主控模组70对外发出通知信号，通信模块80具体可以是无线路由模块或lan口网络模块，当出现高温或烟雾时，主控模组70首先切断充放电回路，若是高温异常，主控模组70还启动供液机构，以对锂电单元20进行喷淋；同时，主控模组70还会通过通信模块80远程通知用户及时进行维护处理，具体地，无线路由模块可以是5g路由器、4g路由器、3g路由器、2g路由器、或其他无线通信产品。
[0042]
在其中一个实施方式中，供液机构50包括用于从第一储液机构40抽取灭火液的水泵51、及连通水泵51的输出口的送液管道52；分流机构30从送液管道52获取灭火液。
[0043]
通过水泵51的吸力从而可使灭火液克服重力而抬升，因而能将分流机构30设置在锂电单元20的上方，方便让分流机构30实现较大的喷淋范围。
[0044]
具体地，水泵51的吸液口从第一储液池43吸入灭火液。
[0045]
在其中一个实施方式中，供液机构50还包括设置在分流机构30上方的第二储液池53、及连通在第二储液池53与分流机构30之间的下液管道54；送液管道52的一端延伸至第二储液池53中。
[0046]
为分流机构30提供灭火液的水泵51本身或其供电电源可能在关键危急情况出现故障，导致在刚开始出现高温异常时无法利用灭火液对锂电单元20进行喷淋，引起火情快速蔓延，在加入处于分流机构30上方的第二储液池53后，当水泵51本身或其供电电源故障、又或者是送液管道52出现堵塞时，第二储液池53中的储备的灭火液在重力的作用下流动至分流机构30，对出现高温或燃烧的锂电单元20提供了及时的喷淋，为用户的维护处理提供了关键的缓冲准备时间。
[0047]
具体地，第二储液池53的底侧设有出液口，下液管道54的上端连通至出液口，下页管道的下端连通至分流机构30。
[0048]
在其中一个实施方式中，分流机构30包括至少一喷淋头；喷淋头内设有自碎式温
度检测件。在锂电单元20的状态正常时，自碎式温度检测件对喷淋头的喷洒口进行堵塞，防止第二储液池53内的灭火液滴漏；当锂电单元20附近出现高温异常时，自碎式温度检测件在内部材料的膨胀下而破裂并使喷洒口露出，第二储液池53中的灭火液从喷洒口流出，并在喷淋头的溅水盘的分散作用下，均匀地喷淋到锂电单元20上。进一步地，由于分流机构30利用机械方式启动对锂电单元20的喷淋，从而可避免由于电气故障而无法开始灭火液的喷出。
[0049]
可选地，自碎式温度检测件在68℃至98℃范围内破裂。具体地，喷淋头可以为单个，在其他实施方式中，还可以是根据锂电单元20的数量、分别密集情况、或体积而调整喷淋头与锂电单元20之间的数量对应情况。具体地，喷淋头还可替换为其他具有喷射发散作用的部件。
[0050]
在其中一个实施方式中，检测模组包括设置在第二储液池53中的第一水位检测单元63；第一水位检测单元63用于在第二储液池53中的灭火液液位高度小于第一预定高度值时，向主控模组70发出第一水位提示信号；主控模组70根据第一水位提示信号控制水泵51启动运行。由于第二储液池53中的灭火液需要用于应急处理，若第二储液池53中的灭火液储备不足，则会使第二储液池53无法在关键时刻起到灭火作用，通过检测第二储液池53中灭火液的深度，在第二储液池53中液位过低时，及时启动水泵51对第二储液池53进行注液，从而可保证第二储液池53的应急能力，提高整体的安全等级。
[0051]
具体地，第一水位检测单元63可以是利用浮体在下降到第一预定高度值时通过杠杆触发相应的开关而产生第一水位提示信号，也可以是通过红外器件对液位高度进行监测。进一步地，为在第一储液池43中的灭火液被过量蒸发后及时利用注液管向第一储水池补充灭火液，检测模组还包括设置在第一储液池43中的第二水位检测单元64；第二水位检测单元64用于在第一储液池43中的灭火液液位高度小于第二预定高度值时，向主控模组70发出第二水位提示信号；主控模组70根据第二水位提示信号控制注液管的阀门开通。
[0052]
请参阅图2，在第二实施方式的储能装置100b中，分流机构30与送液管道52的端部连接。从而可将水泵51输出的灭火液从分流机构30流出。
[0053]
具体地，储能装置100a可以是充电柜、换电柜、或储能柜。
[0054]
请参阅图3，本实用新型的储能装置的灭火过程，包括如下步骤：
[0055]
s10：检测主柜体内的温度异常状况；
[0056]
s20：将第一储液机构40中的灭火液输送至分流机构30；
[0057]
s30：分流机构30对存在温度异常的锂电单元20进行喷淋；
[0058]
s40：回收流过锂电单元20的灭火液至第一储液机构40。
[0059]
通过在锂电单元20产生温度异常时，根据检测反馈而让第一储液机构40中存储的灭火液被输送至分流机构30，并经分流机构30喷发到锂电单元20表面，从而对锂电单元20起到灭火作用，另外，由于浇淋过锂电单元20的灭火液被第一储液机构40所回收及存储，从而可持续或在较长时间内对锂电单元20进行灭火或降温，直至锂电单元20的电量耗尽，停止放电发热，防止锂电单元20在被灭火后再次复燃。
[0060]
在其中一个实施方式中，在步骤s10，检测主柜体内的温度异常状况中，包括：若在主柜体内检测到温度异常或烟雾时，则切断锂电单元20的充放电回路，向用户发出远程维护通知。
[0061]
在步骤s30分流机构30对存在温度异常的锂电单元20进行喷淋中，包括：分流机构30从位于分流机构30上方的第二储液池53获取灭火液。
[0062]
本实施例中，通过在锂电单元20产生温度异常时，主控模组70根据检测模组的反馈而启动供液机构50的运行，让第一储液机构40中存储的灭火液被输送至分流机构30，并经分流机构30喷发到锂电单元20表面，从而对锂电单元20起到灭火作用，另外，由于浇淋过锂电单元20的灭火液被第一储液机构40所回收及存储，从而可持续或在较长时间内对锂电单元20进行灭火或降温，直至锂电单元20的电量耗尽，停止放电发热，防止锂电单元20在被灭火后再次复燃。
[0063]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0064]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。