高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置的制作方法

1.本发明属于储能系统灭火探测启动设备领域，尤其是涉及一种高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置。


背景技术：

2.2025年我国新型储能装机规模将达 3000万千瓦以上。锂离子电池储能技术是构建新型电力系统，实现这一目标的重要支撑，储能系统是大量锂离子电池的集合体，内部有大量锂离子电池进行储放电运行。电池由于电滥用或热滥用，以及储能系统长期运行后，造成电池一致性变差，受“木桶效应”影响，出现一致性变差的电池会在运行过程中发生热失控，电池内部则会产生大量热并发生爆喷，释放大量易燃易爆气体，致使储能系统有发生火灾甚至爆炸的风险。国内外均已发生过多例储能系统燃烧爆炸的事故案例，研究人员都在积极探索研究能够快速、准确、可靠探测储能系统火灾的火灾探测装置和火灾抑制装置。
3.目前储能系统锂离子电池火灾探测装置大多数是基于一氧化碳、氢气等特征气体，以及温度、烟雾等参量建立的火灾探测装置，探测到可能发生火灾时会将探测信号输送至控制器，通过控制器发出命令启动与电池箱相对应的灭火系统。该火灾探测装置中使用的传感器寿命通常少于5年，且随着使用年限的增加，传感器的可靠性也随之下降，使得探测器对火灾的误报率增大。而目前储能系统锂离子电池箱防护等级都在ip67以上，火灾探测装置一旦安装在电池箱内部，电池箱则无法进行拆卸，很难进行设备维保和更换。且火灾探测装置需要外部电源持续供电，安装前需要进行电磁兼容试验，才能保装置工作的可靠性，操作较繁琐。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中上述问题的不足之处，提出一种高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置，包括外壳和位于外壳内部的热电池、撞击件、支撑块和顶块，以及露出外壳的消防玻璃球，热电池固接在外壳内部，在热电池上方设有撞击件，撞击件顶部通过竖直设置的第一弹性件与外壳内壁连接在一起，支撑块一端抵紧在撞击件顶部的端帽下侧处，另一端通过水平设置的第二弹性件与顶块连接在一起，顶块另一侧与消防玻璃球相抵紧，且第一弹性件和第二弹性件均处于压缩状态。
7.进一步的，外壳包括第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体，第二壳体固接于第一壳体顶部且第二壳体内部和第一壳体内部相连通，第三壳体固接于第二壳体侧壁上，第四壳体与第三壳体固接在一起且第四壳体内部和第三壳体内部相连通，热电池固接在第一壳体内部，撞击件和第一弹性件位于第二壳体内，且第一弹性件顶部固接于第二壳体顶壁，支撑块、第二弹性件与顶块均位于第二壳体内，且支撑块远离第二弹性件的一端穿出第三壳体并伸入第二壳体内抵接在撞击件的端帽下侧，消防玻璃球位于第四壳体内且一端抵
紧顶块，且顶块和第二弹性件能沿第四壳体与第三壳体内部相连通的通道进入到第四壳体内，在第四壳体侧壁上开设有与第四壳体内部相连通的通孔，消防玻璃球在通孔处呈外露状态。
8.进一步的，第二壳体侧壁上对应第三壳体处开设有带有内螺纹的连接孔，第三壳体上与第二壳体连接的一端外侧壁上设有外螺纹，第三壳体通过螺纹连接在第二壳体的连接孔中。
9.进一步的，第一壳体和第二壳体焊接在一起。
10.进一步的，在第一壳体底部开口设置，热电池经开口处放置在第一壳体内部，并与第一壳体内壁之间粘接固定在一起。
11.进一步的，第三壳体上对应支撑块的一侧中间处开设有贯穿孔，支撑块为倒t型结构，且支撑块的水平段穿过贯穿孔并抵在撞击件上，支撑块的竖直段位于第三壳体内部并与贯穿孔所在侧壁相抵。
12.进一步的，第四壳体与第三壳体螺纹连接在一起。
13.进一步的，第一弹性件顶部与第二壳体顶部焊接在一起，底部与撞击件焊接在一起，第二弹性件两端分别与相应的支撑块和顶块焊接在一起。
14.进一步的，撞击件顶部的端帽下侧中间处设有撞块，支撑块外端面抵紧撞块，且上表面抵紧撞击件的端帽。
15.进一步的，第一弹性件和第二弹性件均为弹簧。
16.进一步的，消防玻璃球内部充装有乙二醚液体。
17.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
18.本发明所述的高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置将一个或多个该装置固定安装在电池箱内，用于对电池箱内发生火灾时触发灭火系统，当电池箱内发生火灾，且温度升高到消防玻璃球爆裂所需温度时，消防玻璃球爆裂，此时第二弹性件失去消防玻璃球的挤压力，在自身弹力作用下带动支撑块和顶块向原先的消防玻璃球侧移动，使支撑块与撞击件分离开，撞击件在第一弹性件的弹力作用下向下撞击热电池顶部的发火部件，使热电池被激活向外输出电流；该装置可长期储备且不丧失可靠性，对电池箱内的火灾监测更准确，当一次性使用后，还能将部分零部件回收，重新装好热电池和消防玻璃球再次投入火灾监测使用中。
附图说明
19.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为本发明实施例所述的高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置结构示意图；
21.图2为本发明实施例所述的外壳结构示意图。
22.附图标记说明：
23.1、外壳；11、第一壳体；12、第二壳体；13、第三壳体；14、第四壳体；141、通孔；2、热电池；3、撞击件；31、端帽；32、撞块；4、第一弹性件；5、支撑块；51、水平段；52、竖直段；6、第二弹性件；7、顶块；8、消防玻璃球。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
28.如图所示，高可靠储能系统灭火抑爆探测启动装置，包括外壳1 和位于外壳1内部的热电池2、撞击件3、支撑块5和顶块7，以及露出外壳1的消防玻璃球8，热电池2固接在外壳1内部，在热电池 2上方设有撞击件3，撞击件3顶部通过竖直设置的第一弹性件4与外壳1内壁连接在一起，支撑块5一端抵紧在撞击件3顶部的端帽 31下侧处，另一端通过水平设置的第二弹性件6与顶块7连接在一起，顶块7另一侧与消防玻璃球8相抵紧，且第一弹性件4和第二弹性件6均处于压缩状态。将一个或多个该装置固定安装在电池箱内，用于对电池箱内发生火灾时触发灭火系统，当电池箱内发生火灾，且温度升高到消防玻璃球8爆裂所需温度时，消防玻璃球8爆裂，此时第二弹性件6失去消防玻璃球8的挤压力，在自身弹力作用下带动支撑块5和顶块7向原先的消防玻璃球8侧移动，使支撑块5与撞击件 3分离开，撞击件3在第一弹性件4的弹力作用下向下撞击热电池2 顶部的发火部件，使热电池2被激活向外输出电流。本实施例中，消防玻璃球8的最高受热温度可以选择68摄氏度或79摄氏度的，如装有乙二醚液体的消防玻璃球8，当达到破裂温度时，内部的液体受热膨胀使玻璃壳体破裂。
29.外壳1包括第一壳体11、第二壳体12、第三壳体13和第四壳体 14，第二壳体12固接于第一壳体11顶部且第二壳体12内部和第一壳体11内部相连通，第三壳体13固接于第二壳体12侧壁上，第四壳体14与第三壳体13固接在一起，第四壳体14内部和第三壳体13 内部相连通，热电池2固接在第一壳体11内部，撞击件3和第一弹性件4位于第二壳体12内，且第一弹性件4顶部固接于第二壳体12 顶壁，支撑块5、第二弹性件6与顶块7均位于第二壳体12内，且支撑块5远离第二弹性件6的一端穿出第三壳体13并伸入第二壳体 12内抵接在撞击件3的端帽31下侧，消防玻璃球8位于第四壳体14 内且一端抵紧顶块7，且顶块7和第二弹性件6能沿第四壳体14与第三壳体13内部相连通的通道进入到第四壳体14内，在第四壳体 14侧壁上开设有与第四壳体14内部相连通的通孔141，消防玻璃球 8在通孔141处呈外露状态，方便受电池箱内温度的变化影响。
30.第二壳体12侧壁上对应第三壳体13处开设有带有内螺纹的连接孔，第三壳体13上与第二壳体12连接的一端外侧壁上设有外螺纹，第三壳体13通过螺纹连接在第二壳体12的连接孔中。
31.第一壳体11和第二壳体12焊接在一起。
32.在第一壳体11底部开口设置，热电池2经开口处放置在第一壳体11内部，并与第一壳体11内壁之间粘接固定在一起。本实施例中，热电池2周向外侧壁和第一壳体11的内壁之间通过胶黏剂或双面胶固接在一起。
33.第三壳体13上对应支撑块5的一侧中间处开设有贯穿孔，支撑块5为倒t型结构，且支撑块5的水平段51穿过贯穿孔并抵在撞击件3上，支撑块5的竖直段52位于第三壳体13内部并与贯穿孔所在侧壁相抵，对支撑块5起到限位作用，避免支撑块5在第二弹性件6 的左右下穿出第三壳体13。
34.第四壳体14与第三壳体13螺纹连接在一起。本实施例中，第四壳体14与第三壳体13相连的一端开口处设有外螺纹，第四壳体14 开口处设有内螺纹，第三壳体13和第四壳体14螺纹连接在一起。
35.第一弹性件4顶部与第二壳体12顶部焊接在一起，底部与撞击件3焊接在一起，第二弹性件6两端分别与相应的支撑块5和顶块7 焊接在一起。
36.撞击件3顶部的端帽31下侧中间处设有撞块32，通过撞块32 撞击热电池2顶部的发火部件，支撑块5外端面抵紧撞块32，且上表面抵紧撞击件3的端帽31。
37.第一弹性件4和第二弹性件6均为弹簧。
38.消防玻璃球内部充装有乙二醚液体，为热启动元件，消防玻璃球受热后，内部乙二醚液体膨胀使玻璃球破裂，储能系统的电池箱内电池热失控会产生可燃气体，存在发生燃烧或爆炸的潜在风险，消防玻璃球受热爆破属于物理变化过程，不会产生电火花，不会引发电池箱内可燃气体燃烧或爆炸，消防玻璃球是应用于爆炸环境中探测火灾的一种可靠的探测元件，且消防玻璃球受热达到设定温度以上才会动作，爆破动作温度可靠，能够可靠探测电池箱内火灾。
39.本实施例的工作过程如下：
40.热电池2是一种用固态无机盐作为电解质的一次贮备电池，贮备状态下几乎无自放电。使用时用撞击件3机构引燃其内部的加热药剂，利用自动激活机构点燃热源产生热量，使热电池2内部温度快速上升到600℃以上，电解质熔融成导电状态并输出电能。热电池2具有长贮备(15年以上免维护)、响应时间短、可靠性高等特点，使其在应急救援、被动安全领域具有一定应用的潜力。
41.将一个或多个该装置固定安装在电池箱内容易起火的部位，固定时，使热电池2底部抵住电池箱的箱壁，并通过粘接剂将第一壳体 11底部开口四周处与电池箱的箱壁固接在一起，用于对电池箱内发生火灾时触发灭火系统，当然，在安装时，会将热电池2底部的正负电极与电池箱外部的灭火系统进行连接。
42.当电池箱内发生火灾，且温度升高到消防玻璃球8爆裂所需温度时，消防玻璃球8爆裂，此时第二弹性件6失去消防玻璃球8的挤压力，在自身弹力作用下带动支撑块5和顶块7向原先的消防玻璃球8 侧移动，具体地，当消防玻璃球8破裂后，顶块7在第二弹性件6压缩的弹力作用下向第四壳体14内移动，此时支撑块5在第二弹性件 6压缩的弹力和撞击件3向
下的压力作用下仍会保持原位不动，当第二弹性件6向外伸展至自由伸长量后，顶块7会在惯性作用下继续向前移动，此时第二弹性件6处于拉伸状态，具有反向的拉伸力，该拉伸力能够使支撑块5克服撞击件3的压力并向第二弹性件6侧移动直至移开撞击件3的端帽31，甚至可以继续向第二弹性件6侧移动使撞击件3完全进入第三壳体13内；第二弹性件6带动支撑块5移开撞击件3后，撞击件3在第一弹性件4的弹力作用下向下撞击热电池 2顶部的发火部件，使热电池2被激活向外输出电流，最终导通电池箱外部灭火系统的电流回路，使灭火系统进行灭火作业即可。
43.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。