一种用于大型储能系统的电池罐技术方案

本申请提供一种用于大型储能系统的电池罐，包括壳体、锂电池模组、隔板、定位板，其特征在于，通过所述隔板和定位板将电池罐分为电气腔、冷却腔和消防腔，所述锂电池模组包括外壳、上盖、下盖和至少一个电芯。所述冷却腔内有多根热管，所述热管位于锂电池模组内，紧贴所述电芯的外壳，所述热管的冷凝段伸入所述消防腔中。所述锂电池模组下盖中心设置有泄爆部件，所述隔板与所述泄爆装置之间有泄爆通道，发生热失控时，所述泄爆部件会发生破裂，使消防液通过所述泄爆通道进入所述锂电池模组内，通过非能动的手段达到降温、泄压和终止热失控及热失控蔓延的效果，杜绝了锂电池模组的热失控风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型储能系统的电池罐


[0001]本申请涉及电池领域，尤其涉及一种用于大型储能系统的电池罐。

技术介绍

[0002]近年来，锂电池技术得到快速发展，已用于越来越多的领域。但是由于锂电池的原理和构造特性，在反复使用过程中常因内阻发热产生较大热量，而且热量会逐渐增加。温度进一步升高，里面的电解液和溶剂就会分解、燃烧、爆炸。
[0003]传统的散热系统主要采用强制通风、水冷和自然对流散热三种，均存在一定应用缺陷：强制通风和水冷由于需要风机、泵、管线以及其它附件而使结构庞大复杂，此外，风冷会影响锂电池模块封装的密封性，水冷成本过高且需要对应绝缘处理，它们也消耗了电池能量，降低了电池的实际功率密度和能量密度。自然对流散热是通过优化电池组结构进行最大效率的空冷，在空气对流状况不佳的情况散热效果非常有限。
[0004]CN112421159A中公开了一种高能量锂电池及包括该锂电池的大型储能系统，锂电池浸泡于导热液中进行液冷散热，锂电池壳体下方设置有泄爆部件，发生热失控时泄爆部件破裂，使电池内易燃物质迅速被引导至消防腔内。本申请的电池罐支撑板与泄爆部件之间有泄爆通道，锂电池模组在泄爆部件破裂后，使消防液通过泄爆通道进入锂电池模组内，用非能动的方式终止热失控和热失控蔓延；本申请通过定位板、支撑板将电池罐分为电气腔、冷却腔和消防腔三个腔体，锂电池模组的正负极由导线连入电气腔，电气腔内设有控制单元，结构更加优良；本申请冷却腔内有多根热管，热管位于锂电池模组内，紧贴电芯的外壳，热管的冷凝段伸入消防腔中，利用热管达到良好的散热效果。
[0005]CN105633509A、CN106935937A均利用热管进行散热，热管冷凝段伸入冷却液中，但均未设置泄爆装置和泄爆通道，在电池发生热失控时无法及时阻止和控制，也未分离不同功能的腔体。本申请的技术手段与上述专利文件都有较大区别，达到的散热和消防效果更好。

技术实现思路

[0006]本申请的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0007]本申请提供一种用于大型储能系统的电池罐，包括壳体、锂电池模组、隔板、定位板，其特征在于，通过所述隔板和定位板将电池罐分为电气腔、冷却腔和消防腔，所述锂电池模组包括外壳、上盖、下盖和至少一个电芯。
[0008]可选地，所述定位板上方为电气腔，所述定位板与所述隔板之间为冷却腔，所述隔板下方为消防腔。其中，所述消防腔设置于电池罐下部，所述消防腔通过进液管连通有高位液箱，所述高位液箱设置于所述电气腔内，所述高位液箱中注有消防液。
[0009]可选地，所述定位板下方为电气腔，所述定位板与所述隔板之间为冷却腔，所述隔板上方为消防腔。其中，所述消防腔设置于电池罐上部，所述消防腔中注有消防液。
[0010]进一步地，在所述定位板上与所述锂电池模组对应位置处设置有定位装置。
[0011]进一步地，所述消防腔底部有泄压阀。
[0012]进一步地，所述连通消防腔的进液管上设有检修阀。
[0013]进一步地，所述壳体为铝合金，或与铝合金强度相当的金属材质或非金属材质。
[0014]进一步地，所述冷却腔内有多根热管，所述热管位于锂电池模组内，紧贴所述电芯的外壳，所述热管的冷凝段伸入所述消防腔中。
[0015]进一步地，所述锂电池模组下盖中心设置有泄爆部件，所述隔板与所述泄爆部件之间有泄爆通道，所述锂电池模组下盖的横截面面积大于所述泄爆通道的横截面面积，使所述锂电池模组在自身重力作用下密封于所述隔板上。
[0016]当发生热失控时，所述泄爆部件会发生破裂，使消防液通过所述泄爆通道进入所述锂电池模组内。进一步地，所述锂电池模组内的每个电芯上还设有第一泄爆单元；当电芯发生热失控时，所述电芯上的第一泄爆单元启动，热失控的产生的物质喷出电芯，在所述锂电池模组内缓冲，当该锂电池模组内的压力达到阈值时，所述锂电池模组下盖中心处的泄爆部件启动，打开泄爆通道，使消防液在所述高位液箱的液位差作用下通过泄爆通道进入所述锂电池模组内。
[0017]进一步地，发生热失控时，所述泄爆部件破裂后，所述消防液倒灌进入锂电池模组内，可以吸收热失控产生的热量，还可与电解质发生惰化反应，进而终止热失控。
[0018]进一步地，所述锂电池模组与所述泄爆通道连接处在水平方向有端面密封垫，所述锂电池模组与所述泄爆通道连接处在竖直方向有径向密封圈。
[0019]与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
[0020]1、本申请提供的用于大型储能系统的电池罐，所述锂电池模组在自身重力作用下实现密封；所述锂电池模组与所述泄爆通道连接处的水平方向设有端面密封件和径向密封圈，加强密封效果。
[0021]2、本申请提供的用于大型储能系统的电池罐，冷却腔内有多根热管，所述热管位于锂电池模组内，紧贴所述电芯的外壳，所述热管的冷凝段伸入所述消防腔中，利用热管及时将锂电池模组产生的热量导出。
[0022]3、本申请提供的用于大型储能系统的电池罐，所述支撑板与所述泄爆部件之间有泄爆通道，该泄爆通道的横截面积较大，发生热失控时，可使泄爆气体顺畅排出的同时，消防液也可倒灌入锂电池模组内。
[0023]4、本申请提供的用于大型储能系统的电池罐，所述消防腔和所述高位液箱内有消防液，发生热失控时，所述泄爆部件会发生破裂，使消防液在所述高位液箱液位差的作用下通过泄爆通道进入所述锂电池模组内，通过非能动的手段达到降温、泄压和终止热失控及热失控蔓延的效果，杜绝了锂电池模组的热失控风险。
[0024]本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本申请实施例提供的电池罐的结构示意图之一。
[0027]图2为本申请实施例提供的电池罐的结构示意图之二。
[0028]图3为本申请实施例提供的电池罐的结构示意图之三。
[0029]图4为本申请实施例提供的电池罐的锂电池模组局部结构示意图。
[0030]图5为本申请实施例提供的电池罐的泄爆处和密封处局部结构示意图之一。
[0031]图6为本申请实施例提供的电池罐的泄爆处和密封处局部结构示意图之二。
[0032]附图标记说明：
[0033]1‑
壳体，2
‑
定位板，3
‑
隔板，4
‑
径向密封圈，5
‑
端面密封件，6
‑
泄爆部件，7
‑
锂电池模组，8
‑
电气腔，9
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大型储能系统的电池罐，包括壳体、锂电池模组、隔板、定位板，其特征在于，通过所述隔板和定位板将电池罐分为电气腔、冷却腔和消防腔，所述锂电池模组包括外壳、上盖、下盖和至少一个电芯。2.根据权利要求1所述的电池罐，其特征在于，所述定位板上方为电气腔，所述定位板与所述隔板之间为冷却腔，所述隔板下方为消防腔。3.根据权利要求1所述的电池罐，其特征在于，所述定位板下方为电气腔，所述定位板与所述隔板之间为冷却腔，所述隔板上方为消防腔。4.根据权利要求2所述的电池罐，其特征在于，所述消防腔设置于电池罐下部，所述消防腔通过进液管连通有高位液箱，所述高位液箱设置于所述电气腔内，所述高位液箱中注有消防液。5.根据权利要求3所述的电池罐，其特征在于，所述消防腔设置于电池罐上部，所述消防腔中注有消防液。6.根据权利要求2或3所述的电池罐，其特征在于，在所述定位板上与所述锂电池模组对应位置处设置有定位装置。7.根据权利要求2或3所述的电池罐，其特征在于，所述消防腔底部有泄压阀。8.根据权利要求4或5所述的电池罐，其特征在于，所述消防腔的进液管上设有检修阀。9.根据权利要求1所述的电池罐，其特征在于，所述壳体为铝合金，或与铝合金强度相当的金属材质或非金属材质。10.根据权利要求1所述的电池罐，其特征在于，所述冷却腔内有多根热管，所述热管位于锂电池模组内，紧贴所述电芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷政军，郭鸿香，
申请(专利权)人：陕西奥林波斯电力能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：