一种带机械式消防触发的储能电池系统的制作方法

本发明涉及电池，尤其涉及一种带机械式消防触发的储能电池系统。

背景技术：

1、目前在锂离子电池储能系统中，消防设计是以药剂喷洒（七氟丙烷或全氟己酮等）加水喷淋为主，其他还有细水雾、液氮等方案相辅，当消防药剂喷洒完毕后，将很难再起到消防效果，最后的消防手段是水喷淋。以上都只是做到了整体或局部喷洒为主，既当单体电池发生热失控等安全问题时，消防系统采用的措施是对整舱或单电池簇或单电池模块进行喷洒动作。该方案实际实施性较简单，确无法做到对单体电池进行精准消防，从而导致消防效果往往不理想或消防成本增加。

2、在电池使用过程中，操作不当或其他某些原因，导致出现热失控等安全问题，如严重过充的情况下，导致电池内部温度以及压力持续不断升高，当超过其本身的安全阈值时，便会爆炸；其他如电池短路、严重过温、热失控、撞击或挤压变形以及刺穿等问题也可能会引起电池爆炸。电池安全阀是电池本身最后一道防爆屏障，当电池内部压力达到安全阀的开阀阈值时，为避免爆炸，电池安全阀被冲开进行泄气减压。此时，电池内部的气体向外大量排出，同时电池内部电解液也会随压力的释放喷出。虽然安全阀开启避免了爆炸，但随气体一同泄露的电池内部化学物质在高温条件下，也存在与空气中氧气发生化学反应后起火的可能。同时，问题电池也影响着周边电池的安全，需要被及时告警进行干预，以及后续替换等等，否则将严重影响系统整体安全运行。

3、电池安全阀开启可以视为电池严重故障，具有燃烧或者爆炸的可能，应该采取针对性消防措施，避免进一步扩大危险。可以采用获取此信号针对单体电池进行消防措施。本发明的安全阀检测信号可采用中国发明专利（申请号为202211634585.3；公布日为2023-5-30）获得。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种带机械式消防触发的储能电池系统，该储能电池系统能够通过机械控制的方式实现，对单体电池进行精准的消防喷洒。

2、为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

3、一种带机械式消防触发的储能电池系统，该储能电池系统包括若干单体电池、控制模块、电池模块以及温度检测装置，单体电池设置有安全阀，该储能电池系统还包括消防装置供水模块和消防触发模块；

4、所述消防触发模块设有若干个且与若干单体电池对应设置，所述的消防触发模块包括喷淋头和刺破组件，喷淋头连接消防装置供水模块，并在喷淋头内设置有封闭喷淋头出液的密封组件，所述的刺破组件设置在密封组件的下游，在某一单体电池发生异常，单体电池的安全阀打开，单体电池中的气体随电解液一起从安全阀中喷出推动刺破组件刺破密封组件，使喷淋头出液对该单体电池进行消防动作；

5、所述的控制模块与消防装置供水模块、温度检测装置通信相连，在消防装置供水模块的消防液体药剂全部发送完毕或温度降低至安全范围，控制模块获得检测信号，向消防装置供水模块发送信号，使消防装置供水模块停止对喷淋头供液。

6、作为优选，所述电池模块包括电池壳体和所述若干单体电池，若干单体电池并排安装于电池壳体内，每块单体电池均设置所述安全阀。

7、作为优选，所述消防装置供水模块包括消防水箱、水泵和水管路，通过水管路连接消防水箱和水泵并为单体电池进行消防处理，水管路设置在单体电池的上方，对应每个单体电池均设置有连接头。

8、作为优选，所述水管路包括第一管路和第二管路，第一管路设于电池壳体的外部并且其两端分别连接消防水箱和水泵，第二管路的一端连通于水泵，另一端穿设过电池壳体并固定在其内部，第二管路设于单体电池的正上方，而连接头设置在第二管路上并位于安全阀的正上方。

9、作为优选，所述水管路内部还包括设置液体液位变化传感器，液体液位变化传感器与控制模块通信相连。

10、作为优选，刺破组件设于喷淋头内部，喷淋头对应设置在单体电池上方，喷淋头上设置有水管固定口和喷淋口，水管固定口和喷淋口之间设置有空腔，水管固定口连接所述的连接头，水管固定口内设有用于密封水管固定口的封闭片，构成所述密封组件。

11、作为优选，所述刺破组件包括锥形壳体，锥形壳体设于空腔内且锥形壳体的锥尖正对封闭片，通过两者的相对运动能够刺破封闭片连通水管固定口；

12、锥形壳体包括冲锥部和冲锥壳体，冲锥壳体固定连接于空腔内，冲锥壳体的顶部设有凹槽，冲锥部插接于冲锥壳体的顶部凹槽内，并且冲锥部的锥尖正对于封闭片；

13、其中，冲锥壳体为中空状，并且冲锥壳体的锥面上设有若干个均匀分布的孔洞。

14、作为优选，所述喷淋头内设有卡扣，卡扣一体设置于空腔的内壁处，设有四组且每个卡扣之间的间距角度为90°。

15、作为优选，所述冲锥部为金属材质，且其包括椎体和圆柱体，圆柱体一体设于椎体的底面，且圆柱体的顶部端面直径小于椎体的底部端面直径，冲锥部通过圆柱体插接于凹槽中。

16、作为优选，所述水管固定口内设有螺纹，与封闭片之间设有密封圈；所述孔洞的直径为φ1mm-φ3mm；所述封闭片的厚度在0.1～0.5mm。

17、作为优选，该储能电池系统还包括其他检测装置，其他检测装置为储能电池系统电池管理标准检测量，包括电压、电流的检测。

18、综上所述，本发明的优点如下：

19、当储能电池系统中的某个单体电池处于热失控时，单体电池中的电解液会随气体一起从安全阀中喷出，此时气体会给予锥形壳体一个向上的力，使其脱离卡扣并向上刺破封闭片，当水管路通水时由于只有热失控单体电池上方的封闭片被破坏，因此能够对热失控的单体电池进行精准消防喷洒。

技术特征：

1.一种带机械式消防触发的储能电池系统，该储能电池系统(50)包括若干单体电池(62)、控制模块、电池模块(51)以及温度检测装置，单体电池(62)设置有安全阀(65)，其特征在于，该储能电池系统(50)还包括消防装置供水模块(52)和消防触发模块(53)；

2.根据权利要求1所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述电池模块(51)包括电池壳体(61)和所述的若干单体电池(62)，若干单体电池(62)并排安装于电池壳体(61)内，每块单体电池(62)均设置有所述的安全阀(65)。

3.根据权利要求1所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述消防装置供水模块(52)包括消防水箱(71)、水泵(72)和水管路(73)，通过水管路(73)连接消防水箱(71)和水泵(72)并为单体电池(62)进行消防处理，水管路(73)设置在单体电池(62)的上方，对应每个单体电池(62)均设置有连接头(76)。

4.根据权利要求3所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述水管路(73)包括第一管路(74)和第二管路(75)，第一管路(74)设于电池壳体(61)的外部并且其两端分别连接消防水箱(71)和水泵(72)，第二管路(75)的一端连通于水泵(72)，另一端穿设过电池壳体(61)并固定在其内部，第二管路(75)设于单体电池(62)的正上方，而连接头(76)设置在第二管路(75)上并位于安全阀(65)的正上方。

5.根据权利要求3所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述水管路(73)内部还包括设置液体液位变化传感器，液体液位变化传感器与控制模块通信相连。

6.根据权利要求3所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述刺破组件设于喷淋头(101)内部，喷淋头(101)对应设置在单体电池(62)上方，喷淋头(101)上设置有水管固定口(113)和喷淋口(114)，水管固定口(113)和喷淋口(114)之间设置有空腔，水管固定口(113)连接所述的连接头(76)，水管固定口(113)底部设有用于密封水管固定口(113)的封闭片(115)，构成所述密封组件。

7.根据权利要求6所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述刺破组件包括锥形壳体(151)，锥形壳体(151)设于空腔内且锥形壳体(151)的锥尖正对封闭片(115)，通过两者的相对运动能够刺破封闭片(115)连通水管固定口(113)；

8.根据权利要求6所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述喷淋头(101)内设有卡扣(154)，卡扣(154)一体设置于空腔的内壁处，设有四组且每个卡扣(154)之间的间距角度为90°。

9.根据权利要求7所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述冲锥部(152)为金属材质，且其包括椎体(156)和圆柱体(157)，圆柱体(157)一体设于椎体(156)的底面，且圆柱体(157)的顶部端面直径小于椎体(156)的底部端面直径，冲锥部(152)通过圆柱体(157)插接于凹槽(155)中。

10.根据权利要求7所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，所述水管固定口(113)内设有螺纹(141)，与封闭片(115)之间设有密封圈(142)；所述孔洞(158)的直径为φ1mm-φ3mm；所述封闭片(115)的厚度在0.1～0.5mm。

11.根据权利要求1所述的一种带机械式消防触发的储能电池系统，其特征在于，该储能电池系统(50)还包括其他检测装置，其他检测装置为储能电池系统电池管理标准检测量，包括电压、电流的检测。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种带机械式消防触发的储能系统。该储能电池系统包括若干单体电池、控制模块、电池模块、温度检测装置、消防装置供水模块和消防触发模块，单体电池设置有安全阀，消防触发模块与单体电池对应设置，消防触发模块包括喷淋头和刺破组件，喷淋头连接消防装置供水模块，并在喷淋头内设置有封闭喷淋头出液的密封组件，的刺破组件设置在密封组件的下游，在某一单体电池发生异常，单体电池的安全阀打开，单体电池中的气体随电解液一起从安全阀中喷出推动刺破组件刺破密封组件，使喷淋头出液对该单体电池进行消防动作。该储能系统能够通过机械控制的方式实现，对内部热失控的单体电芯进行精准的消防喷洒。

技术研发人员：朱煜凯,潘超,郑益,夏晨强
受保护的技术使用者：杭州高特电子设备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15