一种储能电池热安全管理系统的制作方法

本发明涉及储能电池热安全管理，尤其涉及一种储能电池热安全管理系统。

背景技术：

1、目前，在整个储能系统中，均需配备独立温控系统与消防系统，其中储能电池温度控制系统对电池使用的安全性及其寿命有很重要的意义。然而电化学储能属于能量高度密集的化学集成设备，一旦发生热失控，会在电池模块、电池柜、乃至储能电池舱间迅速传播，电池燃烧时释放的可燃气体将进一步延长燃烧时间，增加扑灭难度，甚至造成爆炸，最终导致严重的经济和人员损伤，消防系统在储能系统的不可或缺性不言而喻。

2、然而储能系统实际使用中，温控系统与消防系统均需深入到pack内部，独立的温控系统与消防系统，意味着需要两套封闭的管路系统与阀门控制系统，如附图1所示。随着储能电站及集装箱单体容量持续上升，意味着单个集装箱的pack数量持续增多，进而对整个系统造成以下影响：系统软件节点与信息接口增加，集成难度加大，增加失效风险点，同时增加维护保养难度；温控系统与消防系统均需布置封闭管路与节点阀门，硬件成本增加，联接链路复杂，增加泄露风险；软件节点增多，抗干扰能力降低，误动作风险增加，可靠性降低，响应时间延迟。

3、因此，需要一种能够将主动安全和被动安全相结合，降低系统复杂度和成本的热安全管理系统。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种储能电池热安全管理系统。

2、本发明提出的一种储能电池热安全管理系统，包括：热失控监测机构、热安全管理机构和热安全处置机构；

3、热失控监测机构和热安全处置机构分别与热安全管理机构电连接；

4、热失控监测机构用于实时采集电池包内的相关参数；

5、热安全处置机构用于对电池包进行循环冷却，或用于产生降温灭火二合一介质并通过降温灭火二合一介质对电池包实施全浸没式控温灭火；

6、热安全管理机构用于根据采集到的相关参数判断电池包处于正常运行状态或热失控状态，并在电池包处于正常状态时控制热安全处置机构对电池包进行循环冷却，或在电池包处于热失控状态时控制热安全处置机构产生降温灭火二合一介质并通过降温灭火二合一介质对电池包实施全浸没式控温灭火。

7、进一步地，热安全处置机构包括：换热器、循环水泵、储液空间、灭火剂存储空间、加压水泵和液冷板；

8、液冷板用于安装在电池包的箱体和电池模组之间，液冷板内开设有冷却液流道，液冷板开设有与冷却液流道的连通的进水口和出水口，液冷板面向电池模组的一面设有与流道连通的压力爆破阀门；

9、液冷板的出水口与换热器的载冷介质进口连通，液冷板的出水口与换热器的载冷介质进口之间连接有回水阀门；

10、换热器的载冷介质出口与循环水泵的进水口连通，循环水泵的出水口与储液空间的进水口连通，储液空间的出水口与液冷板的进水口连通；

11、加压水泵的进水口用于连接水源，加压水泵的出水口与储液空间的进水口连通；灭火剂存储空间的出口与储液空间的进水口连通，且灭火剂存储空间的出口与储液空间的进水口之间连接有灭火剂阀门。

12、其中，当电池包处于正常状态时，热安全管理机构控制关闭灭火阀和加压水泵，同时打开回水阀门和循环水泵，实现对电池包进行循环冷却；

13、当电池包处于热失控状态时，热安全管理机构控制关闭循环水泵和回水阀门，同时开启灭火阀和加压水泵，使得灭火剂和水在储液空间中形成降温灭火二合一介质，降温灭火二合一介质由储液空间、液冷板的进水口流入液冷板的冷却液流道内；

14、当流入液冷板的冷却液通道中的降温灭火二合一介质的压力瞬间到达压力爆破阀门的爆破压力，压力爆破阀门爆破；降温灭火二合一介质通过爆破的压力爆破阀门对电池包内的电池模组进行全浸没式控温灭火。

15、进一步地，还包括制冷机构，换热器的载热介质进口与制冷机构的出口连通。

16、进一步地，还包括加热机构，换热器的载热介质进口与加热机构或者制冷机构的出口选择性连通。

17、进一步地，降温灭火二合一介质有水和灭火剂混合而成。

18、进一步地，热安全管理机构内预设有热失控报警策略，热安全管理机构用于根据采集到的相关参数和热失控报警策略进行复合判断，判断电池包处于正常运行状态或热失控状态。

19、进一步地，在电池包处于热失控状态时，热安全管理机构还用于根据采集到的相关参数和热失控报警策略进行风险评估，并根据风险评估的结果进行报警。

20、进一步地，报警包括一级报警、二级报警和三级报警；

21、当热安全管理机构进行三级报警时，热安全管理机构控制热安全处置机构产生降温灭火二合一介质并通过降温灭火二合一介质对电池包实施全浸没式控温灭火。

22、进一步地，热失控监测机构包括箱内多元复合监测组件、电参数识别组件、可燃气体监测组件、舱级多元复合气体监测组件、电站级视频火灾智能监测组件和温烟感监测组件。

23、进一步地，热安全管理机构还用于全程记录热失控事件。

24、本发明中，所提出的储能电池热安全管理系统，本发明将原来的温控管理控制与灭火抑制消防控制系统融合成一套热安全处置机构，并利用热安全处置机构在电池包处于热失控状态时进行被动安全防护，利用热失控监测机构对储能电站的运行状态进行全生命周期的安全监管，以进行主动安全防护，能够将主动安全和被动安全相结合，降低了系统的复杂度和成本，提高了集成度。

技术特征：

1.一种储能电池热安全管理系统，其特征在于，包括：热失控监测机构、热安全管理机构和热安全处置机构；

2.根据权利要求1所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，热安全处置机构包括：换热器（2）、循环水泵（3）、储液空间（4）、灭火剂存储空间（6）、加压水泵（5）和液冷板（1）；

3.根据权利要求2所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，还包括制冷机构（9），换热器（2）的载热介质进口与制冷机构（9）的出口连通。

4.根据权利要求3所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，还包括加热机构（10），换热器（2）的载热介质进口与加热机构（10）或者制冷机构（9）的出口选择性连通。

5.根据权利要求1所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，降温灭火二合一介质有水和灭火剂混合而成。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，热安全管理机构内预设有热失控报警策略，热安全管理机构用于根据采集到的相关参数和热失控报警策略进行复合判断，判断电池包处于正常运行状态或热失控状态。

7.根据权利要求6所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，在电池包处于热失控状态时，热安全管理机构还用于根据采集到的相关参数和热失控报警策略进行风险评估，并根据风险评估的结果进行报警。

8.根据权利要求7所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，报警包括一级报警、二级报警和三级报警；

9.根据权利要求1所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，热失控监测机构包括箱内多元复合监测组件、电参数识别组件、可燃气体监测组件、舱级多元复合气体监测组件、电站级视频火灾智能监测组件和温烟感监测组件。

10.根据权利要求1所述的储能电池热安全管理系统，其特征在于，热安全管理机构还用于全程记录热失控事件。

技术总结
本发明公开了一种储能电池热安全管理系统，包括：热失控监测机构、热安全管理机构和热安全处置机构；热失控监测机构用于实时采集电池包内的相关参数；热安全处置机构用于对电池包进行循环冷却，或用于产生降温灭火二合一介质并通过降温灭火二合一介质对电池包实施全浸没式控温灭火；热安全管理机构用于根据采集到的相关参数判断电池包处于正常运行状态或热失控状态，并在电池包处于正常状态时控制热安全处置机构对电池包进行循环冷却，使电池处于最佳环境温度状态，或在电池包处于热失控状态时控制热安全处置机构对电池包实施全浸没式控温灭火。本发明将主动安全和被动安全相结合，降低了系统的复杂度和成本，提高了集成度。

技术研发人员：朱兴国,林健鹏,廖延鹏,姜可尚,胡庆节,宋亮,卢军义,吕梦强
受保护的技术使用者：安徽中科中涣智能装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13