一种电池模组、储能机柜及储能系统的制作方法

本申请涉及电子设备，尤其涉及到一种电池模组、储能机柜及储能系统。

背景技术：

1、储能系统可作为负荷平衡装置和备用电源应用于数据中心中，为服务器、超级计算机等电子设备进行供电。储能系统通常可设置于集装箱或者机房内，其可包括多个储能机柜，每个储能机柜内又可包括多个电池模组，而每个电池模组又可由多个电池单体连接形成。储能机柜内部的电池单体普遍使用磷酸铁锂，其在使用过程中存在一定概率的热失控风险，而当前锂电类储能产品基本未采用防热失控扩散方案，若其中一个电池单体发生热失控，热量会很快传递到相邻的电池单体，诱发相邻的电池单体也发生热失控。热量一旦扩散，整个电池模组、甚至整个储能机柜都会相继发生热失控，严重影响储能系统的使用安全性。

技术实现思路

1、本申请提供了一种电池模组、储能机柜及储能系统，以降低热失控扩散的风险，提高电池模组的使用安全性。

2、第一方面，本申请提供了一种电池模组，该电池模组可包括机箱、多个电池单体以及第一排气管道，多个电池单体以及第一排气管道设置于机箱内，且机箱可设置有第一排气口。电池单体可包括电池盖板和防爆阀，电池盖板上设置有通孔，该通孔可将电池单体的内部与外部连通，防爆阀覆盖于该通孔并将其封堵。第一排气管道可通过第一排气口与机箱的外部连通，且第一排气管道设置有与各个电池单体的通孔连通的进气口，每个进气口处覆盖有耐热膜，且耐热膜的开启压力小于防爆阀的开启压力。这样，当防爆阀在电池单体内部的压力作用下开启后，该压力也必然会将耐热膜打开，从而使得电池单体内部的高温气体顺利进入第一排气管道内，并通过第一排气管道排至机箱的外部，减小热量在机箱内的扩散。并且，对于整个电池模组来说，即使同个电池模组内的一个或多个电池单体出现故障而向第一排气管道内排气，第一排气管道内的高温气体在流经正常的电池单体时，耐热膜可以减少高温气体通过进气口传递给正常的电池单体的热量，从而可以有效减小热失控扩散的风险，提高电池模组的使用安全性。

3、在一些可能的实施方案中，耐热膜可以粘接固定于进气口处。耐热膜的材质可以包括但不限于为玻璃纤维、石棉、岩棉等绝热材料。

4、在一些可能的实施方案中，相邻的电池单体之间可以设置有隔热垫，以减少电池单体之间的热量传递，降低电池模组内部热失控扩散的风险。

5、示例性地，隔热垫可以但不限于为玻璃纤维、石棉、岩棉、气凝胶毡、真空板等等。

6、在一些可能的实施方案中，电池模组还可以包括绝缘支架，该绝缘支架可连续覆盖于多个电池单体的电池盖板，第一排气管道可固定在绝缘支架上，以提高其在机箱内的安装便利性。

7、在一些可能的实施方案中，绝缘支架还可包括背向电池盖板凸起的拱起部，拱起部朝向电池盖板的一侧设置有底壁，该底壁可与电池盖板接触设置，且底壁对应各个电池单体的通孔的位置分别设置有避让孔，第一排气管道可嵌设于拱起部与底壁内，这样既方便第一排气管道的安装固定，也可以利用底壁将电池盖板与第一排气管道进行电气隔离，从而提高电池模组的使用安全性。

8、在一些可能的实施方案中，耐热膜具体可设置于底壁的内壁，并覆盖避让孔设置。

9、在一些可能的实施方案中，绝缘支架还可以包括位于拱起部两侧的第一固定部和第二固定部。每个电池单体的电池盖板设置有第一极柱和第二极柱，第一固定部位于第一极柱背离电池单体的一侧，且第一固定部与每个电池单体的第一极柱对应的位置分别设置有第一开孔；第二固定部位于第二极柱背离电池单体的一侧，且第二固定部与每个电池单体的第二极柱对应的位置分别设置有第二开孔。电池模组还可以包括汇流排，汇流排设置于绝缘支架背离电池盖板的一侧，其可包括多个导电部，每个导电部可用于电连接相邻的两个电池单体，对于该相邻的两个电池单体，导电部可与其中一个电池单体的第一极柱通过第一开孔电连接，以及与另外一个电池单体的第二极柱通过第二开孔电连接，如此即可利用多个导电部将电池模组内的各个电池单体进行串联。

10、在一些可能的实施方案中，第一排气管道的材质可以为镀锌钢材。镀锌钢材具有较强的耐腐蚀性，因而可以提高第一排气管道的使用寿命。

11、第二方面，本申请还提供了一种储能机柜，该储能机柜可包括柜体、第二排气管道以及多个如前述第一方面任一可能的实施方案中的电池模组，多个电池模组和第二排气管道设置于柜体内。柜体可设置有第二排气口，第二排气管道可通过第二排气口与柜体的外部连通，且第二排气管道分别与各个电池模组的第一排气口连通。这样，电池模组内的电池单体将高温气体排至第一排气管道后，可由第一排气管道通过第一排气口输送向第二排气管道，进一步由第二排气管道通过第二排气口排至柜体的外部。在这个过程中，储能机柜内的各个电池模组排出的高温气体被限制在第二排气管道内，因此各个电池模组之间的热量传递有限，这样可以有效减小储能机柜内部热失控扩散的风险。

12、在一些可能的实施方案中，第二排气管道可设置有与各个电池模组的第一排气口分别对应的连接管，且第二排气管道可通过对应的连接管与各个第一排气口连通。示例性地，延伸管的端部可以焊接于对应的电池模组的第一排气口处。或者，延伸管的端部可设置有凸缘，凸缘与对应的电池模组的机箱可通过紧固件连接，这时，各个连接管端部的凸缘与对应的电池模组的机箱之间可以挤压设置有密封圈，以减小高温气体在连接处泄露的风险。

13、第三方面，本申请还提供了一种储能系统，该储能系统可包括集装箱、第三排气管道以及多个如前述第二方面任一可能的实施方案中的储能机柜，多个储能机柜及第三排气管道设置于集装箱内。集装箱可设置有第三排气口，第三排气管道可通过第三排气口与集装箱的外部连通，且第三排气管道分别与各个储能机柜的第二排气口连通。这样，第二排气管道通过第二排气口将高温气体输送向第三排气管道后，可进一步由第三排气管道通过第三排气口排至集装箱的外部。在这个过程中，集装箱内的各个储能机柜排出的高温气体被限制在第三排气管道内，因此各个储能机柜之间的热量传递有限，这样可以有效减小集装箱内部热失控扩散的风险。

14、在一些可能的实施方案中，第三排气管道可以包括主路管道和多个支路管道，多个支路管道与多个储能机柜一一对应设置，支路管道的一端与储能机柜的第二排气口连通，另一端与主路管道连通，主路管道与第三排气口连通，这种设计有利于简化第三排气管道的结构，节省第三排气管道在集装箱内的占用空间。

技术特征：

1.一种电池模组，其特征在于，包括机箱、设置于所述机箱内的多个电池单体以及第一排气管道，其中，

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，相邻的所述电池单体之间设置有隔热垫。

3.如权利要求1或2所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括绝缘支架，所述绝缘支架连续覆盖于多个所述电池单体的电池盖板，所述第一排气管道固定于所述绝缘支架。

4.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述绝缘支架包括背向所述电池盖板凸起的拱起部，所述拱起部朝向所述电池盖板的一侧设置有底壁，所述底壁与所述电池盖板接触设置，且所述底壁对应所述通孔的位置设置有避让孔；

5.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述耐热膜设置于所述底壁的内壁，且所述耐热膜覆盖所述避让孔。

6.如权利要求3至5任一项所述的电池模组，其特征在于，所述绝缘支架还包括位于所述拱起部两侧的第一固定部和第二固定部；

7.如权利要求1至6任一项所述的电池模组，其特征在于，所述第一排气管道的材质为镀锌钢材。

8.一种储能机柜，其特征在于，包括柜体、设置于所述柜体内的第二排气管道以及多个如权利要求1至7任一项所述的电池模组，其中，

9.如权利要求8所述的储能机柜，其特征在于，所述第二排气管道设置有与各个所述电池模组的第一排气口分别对应的连接管，且所述第二排气管道通过对应的连接管与各个所述第一排气口连通；

10.一种储能系统，其特征在于，包括集装箱设置于所述集装箱内的第三排气管道以及多个如权利要求8或9所述的储能机柜，其中，

技术总结
本申请公开了一种电池模组、储能机柜及储能系统，以降低热失控扩散的风险，提高电池模组的使用安全性。电池模组包括机箱、设置于机箱内的多个电池单体以及第一排气管道，其中，机箱设置有第一排气口；电池单体包括电池盖板和防爆阀，电池盖板设置有通孔，防爆阀用于封堵该通孔；第一排气管道通过第一排气口与机箱的外部连通，且第一排气管道设置有与各个电池单体的通孔连通的进气口，每个进气口处覆盖有耐热膜，耐热膜的开启压力小于防爆阀的开启压力。

技术研发人员：陈少镇,周建兵,刘承勇,邓小邑,陈诚
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12