一种电池防火系统、储能电池模组及梯次利用系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及大型储能技术领域，具体涉及一种电池防火系统、储能电池模组及梯次利用系统。


背景技术：

[0002]
目前在兆瓦级的大型储能领域中，随着大规模电池储能技术的推广和应用，大规模电池系统的火灾防范是目前该领域面临的一个难题。由于现在的电池系统都放在电池架上由隔板围成的空间中，隔板通常由钢化玻璃构成，玻璃上有用于电池系统散热的散热孔。
[0003]
由于在火灾发生时，无法对大规模电池系统进行及时的火灾预警，以及在火灾发生后无法及时对电池系统进行隔离，导致在火灾发生后电池系统被烧毁，并且电池系统爆炸产生的冲击波会损坏电池架，并对其他空间的电池系统造成损坏，从而造成较大的经济损失。另一方面，由于电池系统自身特性，如果无法及时进行灭火，会导致火灾不断向附近的没有空间保护或空间损坏的电池系统蔓延，造成损失扩大化。


技术实现要素：

[0004]
因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中存在的大规模电池系统在火灾发生之后，造成的经济损失较大的问题。从而提供一种电池防火系统、储能电池模组及梯次利用系统。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电池防火系统，该电池防火系统包括：电池架，所述电池架上设置有适于放置储能电池模组的电池仓；所述电池仓由防火隔板构成；所述防火隔板，由多层所述柔性防火板和防火格栅构成。
[0006]
可选地，所述电池仓仅在上下两端和两侧设置有所述仓壁。
[0007]
可选地，所述柔性防火板和所述防火格栅复合而成，并与所述电池架通过螺栓固定。
[0008]
可选地，所述防火隔板的最外层为所述柔性防火板。
[0009]
可选地，所述柔性防火板为石棉板。
[0010]
可选地，所述防火格栅为具有抗冲击强度的金属网。
[0011]
可选地，多层柔性防火板和多层防火格栅的边缘铆接连接。
[0012]
可选地，所述柔性防火板上开设有通孔。
[0013]
本实用新型实施例还提供了一种储能电池模组，该储能电池模组包括：多个储能电池模块，所述储能电池模块由若干储能电池单体串并联构成；正极汇流排，与多个所述储能电池模块的正极输出端连接；负极汇流排，与多个所述储能电池模块的负极输出端连接。
[0014]
可选地，所述正极输出端与所述负极输出端相对设置于所述储能电池模块的两侧。
[0015]
可选地，该储能电池模组还包括：保护器，设置于所述正极输出端与所述正极汇流排之间，和/或设置于所述负极输出端与所述负极汇流排之间。
[0016]
可选地，所述保护器为断路器或熔断器。
[0017]
本实用新型实施例还提供了一种梯次利用系统，该梯次利用系统包括：如上述任一项所述的电池防火系统和如上述任一项所述的储能电池模组。
[0018]
本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
[0019]
1.本实用新型实施例提供了一种电池防火系统，该电池防火系统包括：电池架，所述电池架上设置有适于放置储能电池模组的电池仓；所述电池仓的仓壁由防火隔板构成；所述防火隔板，由多层所述柔性防火板和防火格栅构成。
[0020]
如此设置，可以在储能电池模组发生火灾或者爆炸时，防火隔板能够很好地将火灾范围或者爆炸范围控制在一定范围内，能够防止火灾向其他附近的电池仓中的储能电池模组蔓延。并且，在产生爆炸时，柔性防火板和防火格栅能够对局部火灾热源和爆燃冲击加以缓冲，能够将火灾产生的能量进行释放，将火灾进行限制，从而保护其他储能电池模组不受损坏，从而减小经济损失。
[0021]
2.本实用新型实施例通过在所述电池架在所述电池仓的前侧和/或后侧设置有开放通道，可以将爆炸产生的能量以及热辐射对前后进行充分释放，从而对火灾进行限制，可以保护相邻的其他储能电池模组不受侵害，最大限度减少火灾损失。
[0022]
3.本实用新型实施例通过将所述柔性防火板和所述防火格栅交替设置，可以加强防火隔板的强度，使得在火灾发生时，防火隔板足以抵挡储能电池模组爆炸产生的能量，从而保护其他储能电池模组不受损坏，从而减小经济损失。
[0023]
4.本实用新型实施例通过将防火隔板的最外层设置为柔性防火板，可以直接以柔性缓冲的方式改变热源的辐射方向，从而可以保护附近的储能电池模组。
[0024]
5.本实用新型实施例通过在柔性防火板上开设有通孔，可以起到对电池仓中的储能电池模组散热的作用，能够在起到防火防爆作用的同时，还能保证储能电池模组的正常工作。
[0025]
6.本实用新型实施例提供了一种储能电池模组，该储能电池模组包括：多个储能电池模块，所述储能电池模块由若干储能电池单体串并联构成；正极汇流排，与多个所述储能电池模块的正极输出端连接；负极汇流排，与多个所述储能电池模块的负极输出端连接。
[0026]
如此设置，通过将储能电池模块的正极输出端与正极汇流排连接，负极输出端与负极汇流排连接，使得多个储能电池模块之间无需通过软导线连接。在多个储能电池模块均通过正极汇流排和负极汇流排连接后，由于正极汇流排与负极汇流排之间存在一定距离不会发生短路情况，从而解决了储能电池模块正负极之间的短路故障。
[0027]
7.本实用新型通过将正极输出端与负极输出端相对设置于储能电池模块的两侧，可以在最大程度上增加正极汇流排与负极汇流排之间的距离，从而保证储能电池模块正负极之间不会发生短路故障。
[0028]
8.本实用新型通过设置保护器，可以在储能电池模块内部发生故障时，将电路断开，从而对储能电池模块起到保护作用。并且，由于本申请的储能电池模块相较于现有技术中的电池插箱为开放式的，在储能电池模块内部发生故障时，可以对发生故障的储能电池单体进行更换，无需对储能电池模块整体进行更换。而且，在储能电池单体的电池容量衰减至额定容量的预设值以下时，直接将保护器断开，对储能电池单体进行更换，从而可以对被更换的储能电池单体进行资源化处理，实现储能电池单体的梯次利用。
[0029]
9.本实用新型还提供了一种梯次利用系统，该梯次利用系统包括：如上述任一项所述的电池防火系统和如上述任一项所述的储能电池模组。
[0030]
如此设置，可以将储能电池单体放于现场装配的电池架上，技术人员可以按不同应用场景的需求以及根据实际情况对储能电池单体进行灵活串并联，组成不同功率的储能电池模块。并且，还可以方便技术人员在后期随时对储能电池单体进行更换。从而可以对被更换的储能电池单体进行资源化处理，实现储能电池单体的梯次利用。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，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。
[0032]
图1为本实用新型实施例电池架的结构示意图；
[0033]
图2为本实用新型实施例防火隔板的示意图；
[0034]
图3为本实用新型实施例储能电池模组的结构示意图。
[0035]
附图标记：
[0036]
1-储能电池单体；2-储能电池模块；3-保护器；4-正极汇流排；5-负极汇流排；6-用电负荷；7-电池架；8-防火隔板；9-通孔；10-柔性防火板；11-防火格栅。
具体实施方式
[0037]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]
在本实用新型的描述中，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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0040]
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0041]
目前在兆瓦级的大型储能领域中，随着大规模电池储能技术的推广和应用，大规模电池系统的火灾防范是目前该领域面临的一个难题。由于现在的电池系统都放在电池架上由隔板围成的空间中，隔板通常由钢化玻璃构成，玻璃上有用于电池系统散热的散热孔。
由于在火灾发生时，无法对大规模电池系统进行及时的火灾预警，以及在火灾发生后无法及时对电池系统进行隔离，导致在火灾发生后电池系统被烧毁，并且电池系统爆炸产生的冲击波会损坏电池架，并对其他空间的电池系统造成损坏，从而造成较大的经济损失。另一方面，由于电池系统自身特性，如果无法及时进行灭火，会导致火灾不断向附近的没有空间保护或空间损坏的电池系统蔓延，造成损失扩大化。
[0042]
本实用新型实施例提供的一种电池防火系统、储能电池模组及梯次利用系统可以解决现有技术中存在的大规模电池系统在火灾发生之后，造成的经济损失较大的问题。
[0043]
实施例1
[0044]
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种电池防火系统，该电池防火系统包括电池架7以及电池仓。
[0045]
电池仓设置在电池架7上，电池仓适于放置储能电池模组。电池仓由防火隔板8包围形成。防火隔板8柔性防火板10和防火格栅11构成。当然，为保证防火隔板8的强度，防火隔板8可以由多层柔性防火板10和多层防火格栅11构成。
[0046]
如此设置，可以在储能电池模组发生火灾或者爆炸时，防火隔板8能够很好地将火灾范围或者爆炸范围控制在一定范围内，能够防止火灾向其他附近的电池仓中的储能电池模组蔓延。并且，在产生爆炸时，柔性防火板10和防火格栅11能够对局部火灾热源和爆燃冲击加以缓冲，能够将火灾产生的能量进行释放，将火灾进行限制，从而保护其他储能电池模组不受损坏，从而减小经济损失。
[0047]
在本实用新型实施例中，电池仓的前侧和后侧未设置防火隔板8，仅在上下和左右部位设置了防火隔板8。电池架7还在电池仓的前侧和后侧设置有开放通道。具体地，在该电池防火系统中，电池架7为并排设置，每排电池架7之间设置有一定的安全距离，用于在该安全距离之间设置上述开放通道。
[0048]
如此设置，可以将爆炸产生的能量以及热辐射在电池仓的前后位置进行充分释放，从而对火灾进行限制，可以保护相邻的其他储能电池模组不受侵害，最大限度减少火灾损失。
[0049]
可选地，在本实用新型实施例中，防火隔板8由柔性防火板10和防火格栅11复合而成，并且防火隔板8与电池架7通过螺栓固定。
[0050]
如此设置，可以加强防火隔板8的强度，使得在火灾发生时，防火隔板8足以抵挡储能电池模组爆炸产生的能量，从而保护其他储能电池模组不受损坏，从而减小经济损失。
[0051]
具体地，可以将最外层的材料设置为柔性防火板10，可以直接以柔性缓冲的方式改变热源的辐射方向，从而可以保护附近的储能电池模组。
[0052]
如图2所示，在本实用新型实施例中，防火隔板8由三层材料构成，第一层为柔性防火板10，第二层为防火格栅11，第三层为柔性防火板10。柔性防火板10是与刚性防火材料相对而言的，例如可以为石棉板、玻璃丝棉等材料，而刚性防火板可以为混凝土、水泥砂浆等材料。防火格栅11可以为具有一定强度的金属网，保证在火灾的高温和冲击条件下，防火格栅11不会熔化和损坏。
[0053]
防火隔板8的边缘开设有过孔，多层柔性防火板10和多层防火格栅11直接通过铆钉铆接。
[0054]
可选地，在本实用新型实施例中，柔性防火板10上开设有通孔9，可以起到对电池
仓中的储能电池模组散热的作用，能够在起到防火防爆作用的同时，还能保证储能电池模组的正常工作。
[0055]
实施例2
[0056]
如图3所示，本实用新型实施例提供了一种储能电池模组，该储能电池模组包括：多个储能电池模块2、正极汇流排4和负极汇流排5，以及如上述任一实施例所述的电池防火系统。
[0057]
储能电池模块2由若干储能电池单体1串并联构成，储能电池模块2上成型有正极输出端和负极输出端，并且正极输出端与负极输出端存在有一定的距离。所有储能电池模块2的正极输出端全部连接到正极汇流排4，所有储能电池模块2的负极输出端全部连接到负极汇流排5。由于正极输出端与负极输出端存在有一定的距离，使得正极汇流排4与负极汇流排5之间也存在有一定的距离。该距离本领域技术人员可根据实际情况进行确定。
[0058]
如此设置，通过将储能电池模块2的正极输出端与正极汇流排4连接，负极输出端与负极汇流排5连接，使得多个储能电池模块2之间无需通过软导线连接。在多个储能电池模块2均通过正极汇流排4和负极汇流排5连接后，由于正极汇流排4与负极汇流排5之间存在一定距离，所以不会发生短路情况，从而解决了储能电池模块2正负极之间的短路故障。
[0059]
可选地，在本实用新型的一些实施例中，储能电池模块2的正极输出端与负极输出端相对设置于储能电池模块2的两侧。
[0060]
该种汇流方法使得储能电池模块2正负极之间的距离被扩宽，进而使得引出的汇流排之间的距离也相应扩宽，汇流排的安全距离和强度提升，规避了载体间相互搭接的情况，降低了短路风险。
[0061]
本实用新型通过将正极输出端与负极输出端相对设置于储能电池模块2的两侧，可以在最大程度上增加正极汇流排4与负极汇流排5之间的距离，从而保证储能电池模块2正负极之间不会发生短路故障。
[0062]
可选地，在本实用新型的一些实施例中，储能电池模组还包括保护器3，保护器3设置在正极输出端与正极汇流排4之间，以及负极输出端与负极汇流排5之间。
[0063]
当然，保护器3还可以仅设置在正极输出端与正极汇流排4之间或者是负极输出端与负极汇流排5之间。本实施例仅仅是举例说明，并不对保护器3的设置位置加以限制。本领域技术人员可以根据实际情况，对保护器3的设置位置进行改变，能够起到相应的保护作用即可。
[0064]
保护器3可以为串联的断路器和熔断器。当然，保护器3还可以为单独设置的断路器或熔断器。
[0065]
本实用新型通过设置保护器3，可以在储能电池模块2内部发生故障时，将电路断开，从而对储能电池模块2起到保护作用。并且，由于本申请的储能电池模块2相较于现有技术中的电池插箱为开放式的，在储能电池模块2内部发生故障时，可以对发生故障的储能电池单体1进行更换，无需对储能电池模块2整体进行更换。
[0066]
而且，在储能电池单体1的电池容量衰减至额定容量的预设值以下时，直接将保护器3断开，可以直接对储能电池单体1进行更换，从而可以对被更换的储能电池单体1进行资源化处理，实现储能电池单体1的梯次利用。从而起到降低储能电池模块2故障率，提高储能电池模组的稳定性、组装灵活性的效果，最终能提升储能电池模组的安全性和整体发电效
率。
[0067]
实施例3
[0068]
本实用新型还提供了一种梯次利用系统，该梯次利用系统包括：如上述实施例所述的电池防火系统以及储能电池模组。
[0069]
如此设置，技术人员可以在现场施工时，将储能电池单体1放于现场装配的电池架7上，技术人员还可以按不同应用场景的需求以及根据实际情况对储能电池单体1进行灵活串并联，组成不同功率的储能电池模块2。并且，还可以方便技术人员在后期随时对储能电池单体1进行更换。从而可以对被更换的储能电池单体1进行资源化处理，实现储能电池单体1的梯次利用。避免了储能电池模块2一旦损坏，无需以电池插箱为单元进行整体替换。从而提高了储能电池模块2的灵活性。
[0070]
可选地，在本实用新型的一些实施例中，每个所述电池仓中与所述储能电池单体1相对应的部位设置有拆装口。技术人员可以通过拆装口对储能电池单体1进行更换和安装。
[0071]
正极汇流排4与负极汇流排5设置在电池架7上。为了保证正极汇流排4与负极汇流排5之间的间距最大，只能将每个储能电池模块2的正极输出端与负极输出端分别从电池架7上相对或相邻的两侧引出，然后并联引接到正极汇流排4与负极汇流排5上，汇流后的大电流再经独立电缆接至用电负荷6。正极汇流排4与负极汇流排5为汇流硬母线排。
[0072]
本实用新型通过将所述正极汇流排4与所述负极汇流排5设置在所述电池架7上，能够在最大程度上扩宽储能电池模块2正极与负极之间的距离，也能够避免储能电池模块2正负极之间容易出现短路的故障。
[0073]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。