储能装置压力保护系统的制作方法

1.本实用新型涉及储能装置的监测和保护技术领域，特别涉及一种储能装置压力保护系统。


背景技术：

2.储能装置是储存能量的装置。电化学储能指的是以锂电池为代表的各类二次电池储能。相比抽水蓄能等机械储能，电化学储能受地形等因素影响较小，可灵活运用于发电侧、输配电侧和用电侧。相比电磁储能，电化学储能的技术更为成熟、成本更低。同时，随着近年来成本的下降、技术与应用逐渐成熟，电化学储能的优势愈实用新型显，开始逐渐成为储能新增装机的主流。
3.储能装置的电池通常是多串并组合使用，随着电池组总能量的增加，单只或者整组电池在充电过程中如有过充，则容易引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。
4.现有技术中储能装置电池防爆方法通常有断路防护和泄压防护两种。断路防护是指在电池内密封片与极芯之间设置特殊的断路焊点，当电池内因产气而使内气压增大到一定值时，密封片受压变形，与极芯之间的焊点被拉断，彻底切断电路。泄压防护指的是在电池密封体上设置泄气阀，当内气压升高到足够大时，泄气阀被顶开，内部气体向外排放减压。对与大容量电池而言，常在电池盖帽上集成断路防护与泄压防护两种功能，实现防爆保护。
5.然而，现有技术中的储能电池组防爆保护主要依靠防爆片、断路翻转片等电池盖帽组件。这些组件涉及的以冷冲压精密加工为基础的膜片制造工艺难以保证精度以及产品寿命期内的可靠性，此外，正负极极柱的选材及其结合方式影响电池电性能的稳定性。还存在着因结构不合理导致内阻过大和易发生次生灾害的问题，以及因制造过程中生产参数选择不当而导致防爆启动压强控制不稳定的问题。
6.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的之一在于，提供一种储能装置压力保护系统，从而克服现有技术中存在的内阻过大和易发生次生灾害等问题。
8.本实用新型的另一目的在于，提供一种储能装置压力保护系统，从而改善防爆启动压强控制不稳定的问题。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了一种储能装置压力保护系统，储能装置包括储能电池组和变流器，储能装置通过断路器与电网相连接，该储能装置压力保护系统包括：密封箱，其内部充满绝缘冷却液并容纳储能电池组和变流器，密封箱底部设有泄油阀；压力
传感器，其用于监测密封箱的压力值；压力释放阀，其设置在密封箱的顶部；以及充氮装置，其向密封箱充入氮气，其中，当所监测的压力值大于或等于预设压力值时，压力释放阀、充氮装置和泄油阀开启，断路器断开。
10.进一步，上述技术方案中，储能装置压力保护系统还包括：泄油箱，其通过泄油阀与密封箱相连接。
11.进一步，上述技术方案中，泄油箱设有灭火装置。
12.进一步，上述技术方案中，当泄油阀开启时，灭火装置开启。
13.进一步，上述技术方案中，灭火装置为喷淋灭火装置。
14.进一步，上述技术方案中，储能装置压力保护系统还包括：散热器，其设置在密封箱外部并与密封箱相连通以调节绝缘冷却液的温度。
15.进一步，上述技术方案中，散热器与密封箱之间设有换流泵，换流泵控制绝缘冷却液的循环速率。
16.进一步，上述技术方案中，储能装置压力保护系统还包括：一个或多个温度监测仪，其与储能电池组的距离小于或等于1cm。
17.进一步，上述技术方案中，绝缘冷却液为矿物绝缘油或硅基阻燃油。
18.进一步，上述技术方案中，密封箱采用金属材料制成。
19.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
20.1.本实用新型的储能装置压力保护系统将储能电池组置于充满绝缘冷却液的密封箱中，并设置联动保护机构，当密封箱内发生电弧放电或储能电池组发生爆炸破裂时，绝缘冷却液压力突然上升，压力释放阀动作，断路器断开使储能电池组停止充放电，充氮装置和泄油阀开启，密封箱充氮排油，防止储能电池组发生进一步的氧化反应。
21.2.本实用新型密封箱中的绝缘冷却液通过泄油阀排至泄油箱中，同时启动灭火装置向泄油箱中喷洒灭火剂防止绝缘冷却液起火。
22.3.利用流体的强流动性及传热快的特点，通过绝缘冷却液的循环将储能电池组和变流器的发热引出到外部散热器，降低储能电池组因散热问题而产生爆炸的风险；同时，通过绝缘冷却液密封，隔绝空气防止储能电池组内部出现隔膜破裂等问题后与空气中的氧接触产生剧烈反应。
23.4.绝缘冷却液可以根据气候条件进行选择，适用范围广。
24.5.通过设置温度监测仪，能够实现对储能电池组的温度监测，从而及时发现安全隐患，实时、全面保护储能装置。
25.6.本实用新型的储能装置压力保护系统结构简单有效，不过分依赖制造工艺，避免发生次生灾害。
26.上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
27.图1是根据本实用新型的一实施方式的储能装置压力保护系统的结构示意图。
28.主要附图标记说明：
29.11-储能电池组，13-断路器，14-电源，21-密封箱，211-泄油阀，22-绝缘冷却液，23-压力释放阀，24-充氮装置，30-泄油箱，31-灭火装置，40-散热器。
具体实施方式
30.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
31.除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
32.在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
33.在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
34.如图1所示，储能装置包括储能电池组11和变流器(图中未示出)，储能装置通过断路器13与电源14相连接，断路器13位于储能电池组11与电源整流器相连的电路中，储能装置正常工作时断路器13处于闭合状态。根据本实用新型具体实施方式的储能装置压力保护系统将储能电池组11和变流器外部设置密封箱21，并且密封箱21内部充满绝缘冷却液22。密封箱21底部设有泄油阀211，储能装置正常工作时，泄油阀211处于关断状态。密封箱21中设有监测压力值的压力传感器(图中未示出)，密封箱21的顶部嵌设压力释放阀23和能够向密封箱充入氮气的充氮装置24。本实用新型的储能装置压力保护系统设置联动保护机构，储能装置正常工作时压力释放阀23处于关断状态；当压力传感器所监测的压力值大于或等于预设压力值时，压力释放阀23动作，断路器13断开，切断储能电池组11与外部电路，停止储能电池组11的充放电动作；压力释放阀23动作时，开启充氮装置24和泄油阀211，充氮装置24向密封箱21内充氮排油，将密封箱21的绝缘冷却液22经泄油阀211排出。在此过程中绝缘冷却液22和氮气起到隔绝空气的作用，防止储能电池组11与空气中的氧接触产生剧烈反应。
35.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，储能装置压力保护系统中，密封箱21通过泄油阀211排出的绝缘冷却液进入泄油箱30。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，泄油箱30设有灭火装置31。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，压力释放阀23动作时，同时开启充氮装置24、泄油阀211和灭火装置31，充氮装置24向密封箱21内充氮排油，将密封箱21的绝缘冷却液22经泄油阀211排至泄油箱30，灭火装置31开启向泄油箱30喷洒灭火剂防止绝缘冷却液起火。示例性地，灭火装置31可以为喷淋灭火装置，本实用新型并不以此为限。
36.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，储能装置压力保护系统还包括：散热器40，其设置在密封箱21外部以调节绝缘冷却液22的温度。示例性地，密封箱21外部设置散热器40，且密封箱21与散热器相连通，绝缘冷却液22在密封箱21与散热器40之间形成循环以调节绝缘冷却液22的温度，进而将储能电池组11和变流器的发热引出到外部的散热器40。示例性地，散热器40可以采用空冷式散热器或液冷式散热器，散热器40与密封箱21之间可以设置换流泵(图中未示出)，通过换流泵控制绝缘冷却液22的循环速率。应了解的是，图中散热器包围在密封箱外，本实用新型并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况选择散热器的设置方式及种类。
37.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，储能装置压力保护系统还包括：一个或多个温度监测仪(图中未示出)，从而采集绝缘冷却液的温度信息，如温度和温升速率等，应了解的是，本实用新型并不以此为限。示例性地，温度监测仪与储能电池组的距离小于或等于1cm，以确保及时监测到储能电池组的异常。
38.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，绝缘冷却液22为矿物绝缘油或硅基阻燃油，可以根据气候条件选择，本实用新型并不以此为限。
39.进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，密封箱21采用金属或其他材料，起到防护和容纳绝缘冷却液22的作用。
40.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。