浸默阀总成和具有其的浸默式二次电池装置的制作方法

本发明属于电池的热失控，尤其是一种浸默阀总成和具有其的浸默式二次电池装置。

背景技术：

1、近年来，随着风电光伏等可再生能源的大规模发展，可再生能源越来越多地接入电网，储能的发展将成为维持电力系统安全稳定的重要支撑。而随着电化学储能产业的节节增长，储能电池引发火灾事故也越来越多。

2、目前市场上关于电池箱层级的消防方法及装置大多是通过消防药剂输送管路和喷头将消防抑制剂储存罐连通并运输到电池箱内，例如专利文献cn115105772a中公开的一种用于储能系统的自动灭火方法及系统，其通过将消防管路与伸入电池架上的壳体内的喷头连接，并根据各储能单元的温感探测器、烟感探测器的监测数据判断各储能单元是否热失控，并在储能单元出现热失控时控制流量喷头控制计及对应喷头对热失控的储能单元进行自动灭火。但是其存在以下缺点：1）电池发生热失控时，需要经过温感探测器、烟感探测器、控制终端以及流量控制计一系列反应和操作后才能触发喷头，有一定延迟性，反应不灵敏，2）若温感探测器和烟感探测器出现故障，则喷头无法启动，存在潜在安全风险；3）较长的消防管路会导致抑制剂需要一定的时间才能到达指定喷头，延迟性高，在一定程度上会影响灭火和控制热失控蔓延的效果。因此，在电化学储能设备中，如何能在电池发生热失控初期，及时、有效地遏制热失控是目前亟需解决的问题。

3、基于此，本发明针对上述技术问题旨在提供一种浸默阀总成和具有其的浸默式二次电池装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种浸默阀总成和具有其的浸默式二次电池装置。本发明能够及时在电池防爆阀开始产气至出现明火之前做出响应，反应灵敏，进一步提升了电池在热失控时的浸默效果。

2、为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：

3、一种浸默阀总成，所述浸默阀总成包括消防液存储仓和浸默阀，所述消防液存储仓上设置有朝向电芯模组的消防液出口，所述消防液出口与所述浸默阀之间形成开闭配合关系，所述浸默阀被设置为：当所述电芯模组发生热失控时，所述浸默阀用于在气压作用下移动以打开所述消防液出口。

4、优选地，所述浸默阀总成还包括排气仓，所述排气仓的进气口与所述浸默阀之间形成开闭配合关系，所述排气仓被设置为：当所述电芯模组发生热失控时，所述浸默阀用于在气压作用下移动以打开所述进气口。

5、进一步优选地，所述排气仓设置于所述消防液存储仓邻近所述电芯模组的一侧，所述进气口朝向与所述消防液出口朝向相同。

6、进一步优选地，所述进气口包括排气通道和分别位于所述排气通道两侧的消防液通道，所述排气通道位于所述电芯模组的防爆阀上方。

7、进一步优选地，所述排气通道和所述消防液通道之间设置有防水结构。

8、进一步优选地，所述消防液存储仓和所述排气仓中间设置有隔板，所述浸默阀贯穿设置于所述隔板上；所述浸默阀上部向外侧延伸形成上密封板，所述上密封板与所述消防液出口之间形成密封；所述浸默阀下部向外侧延伸形成下密封板，所述下密封板与所述进气口之间形成密封。

9、进一步优选地，所述浸默阀相对的两侧面均设置为内凹面，所述内凹面包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面用于与所述隔板止抵或分离，所述第二斜面用于引导消防液流向所述消防液通道处。

10、进一步优选地，所述浸默阀端面设置有相交的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽用于连通所述消防液存储仓和所述排气仓，所述第二凹槽用于连通所述浸默阀两侧的所述排气仓，所述第一凹槽和所述第二凹槽均与所述进气口避让设置。

11、进一步优选地，所述下密封板与所述进气口之间通过设置密封胶形成密封。

12、优选地，所述浸默阀顶部设置有止动装置，所述止动装置用于限制所述浸默阀被顶起后的最大位移。

13、优选地，所述浸默阀总成包括多个阵列分布的分段式浸默阀，所述浸默阀与所述电芯模组中的单电芯一一对应设置。

14、一种浸默式二次电池装置，包括箱盖、箱体、电芯模组以及如前所述的浸默阀总成，所述浸默阀总成设置于所述箱盖内部。

15、优选地，所述电芯模组中的顶盖采用弧形设计，所述顶盖中部的防爆阀区域设置为最低点。

16、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

17、本发明无需额外设置电子器件（温感探测器和烟感探测器），通过浸默阀和消防液存储仓的联动设置，当热失控气体达到开启压力时，浸默阀在气压作用下移动即可打开消防液存储仓，能够及时遏制电池热失控，反应灵敏；同时，浸默阀的设置也避免了因电子器件容易故障失效而无法启动灭火的缺陷。

18、本发明通过浸默阀、消防液存储仓和排气仓的联动设置，当热失控气体达到开启压力时，浸默阀在气压作用下移动可以同时打开消防液存储仓和排气仓，在对电池浸默的同时可以减少内部压力，降低爆炸的风险；此外，浸默阀一阀两用，浸默阀总成的集成度高，占用空间小，对电芯模组的容纳空间及产品能量密度影响较小。

19、本发明将浸默阀总成采用分段式的浸默阀，其沿二次电池装置长度方向通长固定于箱盖内部，浸默阀总成仅占据了箱盖的内部空间，不会影响电芯模组的容纳空间及产品能量密度；同时，分段式的浸默阀与下方的单电芯一一对应设置，能够及时在电池防爆阀开始产气至出现明火之前做出响应，且能够实现精准浸默，进一步提升了电池在热失控时的浸默效果。

20、本发明将排气仓的进气口设置为三个通道：一个排气通道和两个消防液通道，并在排气通道和消防液通道之间设置防水结构；当电池发生热失控需要向外排气时，三个通道同时分离，排气通道位于防爆阀的正上方处于一直排气状态，两个消防液通道可以辅助排气通道一起向排气仓排气，增加了排气量；此外，由于两个消防液通道受到高温气体的影响较小，因此消防液可以顺着浸默阀壁面和消防液通道流向下方的电芯上延缓热失控，而且由于防水结构的存在，消防液不会流向排气通道，不影响排气通道的排气效果。

21、本发明对顶盖采用弧形设计，让浸默后的消防液能够汇聚到电池顶盖的防爆阀区域，使消防液能够优先进入电池内部，改善对热失控抑制的效果。

22、本发明在浸默阀端面设置有十字交叉的第一凹槽和第二凹槽，可以确保电池腔和浸默腔之间的气压平衡，保证气体可以进入到消防液存储仓和排气仓，有利于消防液的顺利下流。

技术特征：

1.一种浸默阀总成，其特征在于：所述浸默阀总成包括消防液存储仓（41）和浸默阀（43），所述消防液存储仓（41）上设置有朝向电芯模组（3）的消防液出口（411），所述消防液出口（411）与所述浸默阀（43）之间形成开闭配合关系，所述浸默阀（43）被设置为：当所述电芯模组（3）发生热失控时，所述浸默阀（43）用于在气压作用下移动以打开所述消防液出口（411）。

2.根据权利要求1所述的浸默阀总成，其特征在于：所述浸默阀总成还包括排气仓（42），所述排气仓（42）的进气口（421）与所述浸默阀（43）之间形成开闭配合关系，所述排气仓（42）被设置为：当所述电芯模组（3）发生热失控时，所述浸默阀（43）用于在气压作用下移动以打开所述进气口（421）。

3.根据权利要求2所述的浸默阀总成，其特征在于：所述排气仓（42）设置于所述消防液存储仓（41）邻近所述电芯模组（3）的一侧，所述进气口（421）朝向与所述消防液出口（411）朝向相同。

4.根据权利要求2所述的浸默阀总成，其特征在于：所述进气口（421）包括排气通道（4211）和分别位于所述排气通道（4211）两侧的消防液通道（4212），所述排气通道（4211）位于所述电芯模组（3）的防爆阀（312）上方。

5.根据权利要求4所述的浸默阀总成，其特征在于：所述排气通道（4211）和所述消防液通道（4212）之间设置有防水结构（45）。

6.根据权利要求2所述的浸默阀总成，其特征在于：所述消防液存储仓（41）和所述排气仓（42）中间设置有隔板（46），所述浸默阀（43）贯穿设置于所述隔板（46）上；所述浸默阀（43）上部向外侧延伸形成上密封板（434），所述上密封板（434）与所述消防液出口（411）之间形成密封；所述浸默阀（43）下部向外侧延伸形成下密封板（435），所述下密封板（435）与所述进气口（421）之间形成密封。

7.根据权利要求6所述的浸默阀总成，其特征在于：所述浸默阀（43）相对的两侧面均设置为内凹面（436），所述内凹面（436）包括第一斜面（4361）和第二斜面（4362），所述第一斜面（4361）用于与所述隔板（46）止抵或分离，所述第二斜面（4362）用于引导消防液流向所述消防液通道（4212）处。

8.根据权利要求6所述的浸默阀总成，其特征在于：所述浸默阀（43）端面设置有相交的第一凹槽（437）和第二凹槽（438），所述第一凹槽（437）用于连通所述消防液存储仓（41）和所述排气仓（42），所述第二凹槽（438）用于连通所述浸默阀（43）两侧的所述排气仓（42），所述第一凹槽（437）和所述第二凹槽（438）均与所述进气口（421）避让设置。

9.根据权利要求6所述的浸默阀总成，其特征在于：所述下密封板（435）与所述进气口（421）之间通过设置密封胶形成密封。

10.根据权利要求1所述的浸默阀总成，其特征在于：所述浸默阀（43）顶部设置有止动装置（47），所述止动装置（47）用于限制所述浸默阀（43）被顶起后的最大位移。

11.根据权利要求1所述的浸默阀总成，其特征在于：所述浸默阀总成（4）包括多个阵列分布的分段式浸默阀（43），所述浸默阀（43）与所述电芯模组（3）中的单电芯（31）一一对应设置。

12.一种浸默式二次电池装置，其特征在于：包括箱盖（1）、箱体（2）、电芯模组（3）以及权利要求1-11任一项所述的浸默阀总成（4），所述浸默阀总成（4）设置于所述箱盖（1）内部。

13.根据权利要求12所述的浸默式二次电池装置，其特征在于：所述电芯模组（3）中的顶盖（311）采用弧形设计，所述顶盖（311）中部的防爆阀（312）区域设置为最低点。

技术总结
本发明公开一种浸默阀总成和具有其的浸默式二次电池装置，所述浸默阀总成包括消防液存储仓和浸默阀，所述消防液存储仓上设置有朝向电芯模组的消防液出口，所述消防液出口与所述浸默阀之间形成开闭配合关系，所述浸默阀被设置为：当所述电芯模组发生热失控时，所述浸默阀用于在气压作用下移动以打开所述消防液出口；浸默式二次电池装置包括箱盖、箱体、电芯模组以及浸默阀总成，所述浸默阀总成设置于所述箱盖内部。本发明装置能够及时在电池防爆阀开始产气至出现明火之前做出响应，且能够实现精准浸默，提升电池热失控时的浸默效果。

技术研发人员：罗懿,蒋远富,孙海明
受保护的技术使用者：楚能新能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13