储能系统的制作方法

本发明涉及储能系统，尤其涉及一种可有效实现包括多个中空型二次电池的电池模块的灭火或制冷/制热的储能系统。

背景技术：

近来开发出利用高能量密度的非水电解液的高输出二次电池，而且，为了用于需要大电力的机器，例如电动汽车等的马达驱动，串联多个上述高输出二次电池构成大容量的二次电池。

如上所述，一个二次电池通常由串联的多个二次电池构成，而上述各单位电池，包括：电极组装体，阳极板和阴极板隔着隔离板而设；外壳，具备供上述电极组装体内置的空间部；盖组装体，结合于上述外壳并密封外壳；阳/阴极端子，向上述盖组装体突出并与具备于上述电极组装体的阳/阴极板的集电体电连接。

在此，上述电池模块连接数个乃至数十个单位电池构成一个电池模块，因此，需要容易排出各单位电池产生的热。另外，在低温状态下，电池因其高的内部电阻，电池的充电和放电特性明显降低，因此，如果在低温状态下持续使用电池，则电池的寿命也明显缩短。

若不能顺利散热，则例如产生于各单位电池的热将导致电池模块的温度上升，从而使用上述电池模块的机器的运行不正常。尤其是，用于车辆的HEV用电池模块，因以大电流充放电，根据使用状态因二次电池的内部反应而发热并达到一定的温度，而这将影响电池的固有特性，降低电池固有的性能。另外，在低温状态下，电池因其高的内部电阻，电池的充电和放电特性明显降低，因此，如果在低温状态下持续使用电池，则电池的寿命也明显缩短。

因此，在用于车辆等的HEV用电池模块的情况下，为将电池模块的温度维持在适当的状态，防止电池的损伤及由此引起的安全事故，使用电池管理系统。

但是，现有技术的电池模块在电池管理系统正常运行时，可防止电池的过度充电，确保电池的正常运行，但在电池管理系统运行不正常时，存在过度充电会导致电池的损伤或高温、火灾、爆炸等安全事故的危险，而且，在现有技术中，在电池模块发生火灾时，没有适当的措施。

即现有技术的电池模块，可通过所具备的电池管理系统管理电池的温度，但在发生火灾等安全事故时，因不具备灭火手段，无法迅速扑灭火灾。

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种包括可增加从空调供应的热气或冷气的空气调节效率的新的中空型二尺电池的储能系统。

用于解决问题的方案

为解决上述课题，本发明的第一实施例提供一种储能系统，包括：电池模块，由在内部各具备中空的管子的多个中空型二次电池连接而成；安全模块，包括存储制冷/制热媒介的制冷/制热部，及存储灭火媒介的灭火部；第一循环通道，相互连接上述电池模块和安全模块，以使上述制冷/制热媒介或灭火媒介在电池模块和安全模块之间循环；及电池管理系统，测量上述电池模块的温度及压力，以在电池模块的温度及压力达到预设值时，开放上述制冷/制热部或灭火部向第一循环通道供应制冷/制热媒介或灭火媒介。

在此，上述第一循环通道，包括：第一通道，相互连接上述安全模块的一端和位于电池模块的一端的中空型二次电池的管子；及第二通道，连接上述安全模块的另一端和位于电池模块的另一端的中空型二次电池的管子。

另外，本发明的第二实施例提供一种储能系统，包括：外壳；电池模块，包括在内部各具备中空的多个中空型二次电池，并在上述外壳内部以一定间隔具备多个；空调，具备于上述电池模块之间并产生经温度调节的空气；及第二循环通道，各连接上述空调和多个电池模块，以使空调产生的空气在电池模块和空调之间循环。

在此，上述第二循环通道，包括：第三通道，在上述空调的一侧分为多个连接于各电池模块一侧；及第四通道，在上述各电池模块的另一侧各向空调延长。

在此，在上述第四通道的一侧具备向外壳外部延长的第五通道，而在上述第五通道具备选择性地开闭第五通道的出口部。

在此，上述第四通道为实现结构简化及空气顺利的流动，在一定位置合并为一个管连接至空调。

另外，在上述外壳的内部具备火灾传感器。

另外，本发明的第二实施例还包括具备于上述空调的一侧，以在发生火灾等时，将存储于内部的灭火媒介供应至空调，以使空调将灭火媒介与空气一起供应至电池模块的灭火部。

另外，上述制冷/制热媒介可以是制冷/制热空气及制冷/制热溶液中的一种，而上述灭火媒介可以是水、抑火剂、化学泡沫、空气泡沫、二氧化碳、卤化物、碳酸氢钠及碳酸氢钙、尿素碳酸氢钾、磷酸铵、水性膜泡沫中的一种。

发明效果

本发明具备连通电池模块和空调的循环通道，以使从空调供应的热气或冷气只在多个中空型二次电池中循环。从而不仅提高空调效率，而且可节省空调及空调运营的费用。

另外，本发明包括火灾传感器及出口部，以在电池模块内部发生异常时，通过空调将制冷/制热媒介及灭火媒介供应至电池模块内部，从而从火灾或冒烟中有效地保护电池。

附图说明

图1及图2为本发明第一实施例的储能系统的整体结构示意图。

图3为本发明第二实施例的储能系统的整体结构示意图。

图4为通过本发明的出口部闭合第五通道的状态下的空气流动示意图。

图5为通过本发明的出口部开放第五通道的状态下的空气流动示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对可具体实现本发明的目的的本发明的较佳实施例进行说明。在说明本实施例的过程中，相同的结构使用相同的名称及相同的附图标记，并省略对其进行的附加说明。

图1及图2为本发明第一实施例的储能系统的整体结构示意图.

如图1及图2所示，本发明的第一实施例的储能系统包括电池模块100、安全模块200、第一循环通道300、电池管理系统400。

上述电池模块100由在内部各具备中空的管子111的多个中空型二次电池110连接而成。中空型二次电池110是指本申请的发明人在2014年6月13日申请的专利申请(申请号10-2014-0071943)中公开的在内部形成有中空部的二次电池，但非限制。

在此，如图1所示，多个中空型二次电池110可串联，以使各管子111相互连通。当然，当多个中空型二次电池110设置成如图2所示时，也可利用第一、第二连接管子A、B各连通位于电池模块100的两端的中空型二次电池110的管子111。

上述安全模块200包括制冷/制热部210和灭火部220。

上述制冷/制热部210保存在由多个中空型二次电池110连接而成的电池模块100中发生过热、起火、冒烟等时用于降低温度的制冷/制热媒介。制冷/制热媒介的种类可以是制冷/制热空气或制冷/制热溶液中的一种，但也可根据需要两种一起使用。

上述灭火部220保存在电池模块100中发生过热、起火、冒烟等时用于灭火的灭火媒介。灭火媒介可根据需要使用水、抑火剂、化学泡沫、空气泡沫、二氧化碳、卤化物、碳酸氢钠及碳酸氢钙、尿素碳酸氢钾、磷酸铵、水性膜泡沫中的一种，但非限制。

上述第一循环通道300相互连接电池模块100和安全模块200，以使存储于上述安全模块200的制冷/制热媒介或灭火媒介在电池模块100和安全模块200之间循环。

上述第一循环通道300包括第一通道310和第二通道320。

上述第一通道300相互连接安全模块200的一端和位于电池模块100的一端的中空型二次电池的管子111，以使制冷/制热媒介或灭火媒介从制冷/制热部210或灭火部220供应至相互连通的中空型二次电池的管子111。

上述第二通道320连接安全模块200的另一端和位于电池模块的另一端的中空型二次电池的管子111，以使依次通过中空型二次电池的管子111的制冷/制热媒介或灭火媒介回收至安全模块200，即制冷/制热部210或灭火部220。

因此，制冷/制热媒介或灭火媒介从安全模块300沿第一通道310流入中空型二次电池的管子111之后，依次通过中空型二次电池的管子111对电池模块100进行制冷/制热之后，沿第二通道320重新回收至安全模块200，即制冷/制热部210或灭火部220。

在此，当相邻于电池模块100的两端的中空型二次电池110的管子111各通过第一、第二连接管子A、B连通，则第一通道310连接于第一连接管子A，而第二通道320连接于第二连接管子B(请参考图2)。

上述电池管理系统(Battery management system)400实时监测电池模块100的温度及压力，并在电池模块100中发生过热、起火、冒烟等现象时，使存储在安全模块200的灭火媒介或制冷/制热媒介供应至第一循环通道300。

具体而言，电池管理系统400在电池模块100的温度及压力达到预设值(运行基准温度：125℃，运行基准压力：18.5kgf/cm2)时，控制阀门(未图示)等开放制冷/制热部210或灭火部220，以向第一循环通道300供应制冷/制热媒介或灭火媒介。

此时，电池管理系统400根据需要选择性地只开放制冷/制热部210或灭火部220或同时开放灭火部220及制冷/制热部210，以使制冷/制热媒介或灭火媒介通过第一通道111同时供应至中空型二次电池管子111。

因此，当电池模块100的温度或压力上升至一定值以上或发生火灾时，通过电池管理系统400自动开放制冷/制热部210或灭火部220，将制冷/制热媒介或灭火媒介供应至电池模块100，从而防止电池模块100的过热及火灾，预防安全事故。

图3为本发明第二实施例的储能系统的整体结构示意图。

如图3所示，本发明的第二实施例的储能系统包括外壳500、电池模块100、空调600、第二循环通道700、安全模块200。

上述外壳500在内部收容电池模块100、第二循环通道700、安全模块200、空调600。为了预防因电池模块100的火灾导致的爆炸或其他安全事故，上述外壳500由刚性高的材质制作为宜。

上述电池模块100包括在内部各具备中空111的多个中空型二次电池110，并在外壳500内部以一定间隔具备多个。上述电池模块100的结构与第一实施例相同，因此，在此不再赘述。

上述空调600具备于多个电池模块100之间并产生经温度调节的空气。

上述第二循环通道700各连接空调600和多个电池模块100，以使空调600产生的空气在电池模块100和空调600之间循环。

上述第二循环通道700包括第三通道710和第四通道720。

上述第三通道710在空调600的一侧分为多个连接于各电池模块100一侧。因此，空调600产生的空气沿第三通道710移动至各电池模块100内部。

上述第四通道720在各电池模块100的另一侧各向空调600延长。因此，通过各电池模块100内部的空气沿第四通道720移动至空调600。

在此，从各电池模块100延长的第四通道720为实现结构简化及空气顺利的流动，在一定位置合并为一个管连接至空调600为宜。

上述安全模块200具备于空调600的一侧，在发生火灾等时，将如图5所示存储于内部的制冷/制热媒介及/或灭火媒介B供应至空调600，以使空调600将制冷/制热媒介及/或灭火媒介与空气一起供应至电池模块100。上述安全模块200的内部结构与第一实施例相同，因此，在此不再赘述。

另外，在上述第四通道720的一侧具备向外壳500外部延长的第五通道730，而在上述第五通道730具备选择性地开闭第五通道730的出口部800。

上述出口部800在电池模块100中发生火灾等时，开放第五通道730以使包括烟和制冷/制热媒介及灭火媒介等的混合空气排出至外壳500外部，从而起到因有毒气体造成的对财产及人命的危害。

当然，出口部800也可在未发生火灾时，开放第五通道730使在通过电池模块100的过程中温度上升的高温的空气排出至外壳500外部，以提高冷却效率。

另外，在外壳500的内部可具备火灾传感器900。火灾传感器900可具备于中空型二次电池110和第三通道710之间，或如图所示可具备于中空型二次电池110和第四通道720之间，以检测火灾的发生与否。上述火灾传感器900可使用利用空气的膨胀的差动传感器和利用热的积蓄的热传感器等。

上述结构的本发明的第二实施例的储能系统的运行过程简述如下：

图4为通过本发明的出口部闭合第五通道的状态下的空气流动示意图，而图5为通过本发明的出口部开放第五通道的状态下的空气流动示意图。

首先，平时即没有来自火灾传感器900的信号时，如图4所示，利用出口部800闭合第五通道730之后，运行空调600产生空气。因闭合第五通道730，空调600产生的空气依次沿第三通道710、电池模块100、第四通道720、空调600移动。

在此，沿第三通道710流入电池模块100内部的空气，在通过各中空型二次电池110的管子111的同时冷却电池模块100之后，流入第四通道。

另外，在电池模块100中发生火灾时，即从火灾传感器900接收火灾信号时，如图5所示，利用出口部800开放第五通道730之后，同时运行安全模块200及空调600，以使制冷/制热媒介及/或灭火媒介B与空气一起通过第三通道710供应至各电池模块100内部。

此时，在通过电池模块100内部的过程中携带有毒气体和烟等的空气不会通过第四通道720移动至空调600，而是如图5所示，通过第五通道730排出至外壳500外部。

上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换。而在不脱离本发明的精神和范围之内，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。