一种阻燃型储能装置及其阻燃方法与流程

本发明涉及储能装置，具体涉及一种阻燃型储能装置及其阻燃方法。

背景技术：

1、随着可再生能源的快速发展和电动交通工具的广泛应用，目前工商业储能装置大多采用锂电池储能系统，锂电池储能系统已成为现代能源存储的主要形式之一。锂电池在充电和放电过程中，当故障导致电池温度超过800℃时，电池正极材料分解导致热失控，存在一定的火灾风险，一旦发生火灾，可能会造成严重的损失，而且储能装置的火灾往往会出现复燃，较一般火灾控制难度大。

2、传统储能装置虽然采取了控制电芯温度、多级电气保护和消防措施，旨在降低储能系统火灾风险或减轻事故不良影响，但并未从根源解决储能装置燃烧起火的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种阻燃型储能装置，该装置可以有助于从根源上杜绝储能装置的火灾隐患，提高安全性。

2、本发明所提供的具体技术方案如下：

3、装置包括：微型制氮机、电池模块、无线通信模块、中央处理器和干接点控制阀；

4、电池模块包括壳体和壳体内部的电芯，壳体内部还设置有氧气浓度传感器和无线通信模块；壳体上设置有出气接口和入气接口，其中，出气接口和入气接口相对设置；

5、微型制氮机通过第一气体管路与入气接口连接，以将微型制氮机产生的氮气经由第一气体管路和入气接口输送到电池模块的壳体内部；

6、控制阀通过气体管路与出气接口连接，以将电池模块壳体内的氧气排出；

7、氧气浓度传感器通过无线通信模块与中央处理器连接，以将检测到的电池模块壳体内的氧气浓度发送至中央处理器；

8、中央处理器与微型制氮机和干接点控制阀连接，判断所接收到的氧气浓度是否大于预设氧气浓度阈值时，若是，则控制微型制氮机和干接点控制阀同时开启；若否，则控制微型制氮机和干接点控制阀同时关闭。

9、进一步地，所述装置还包括设置在壳体内的压力传感器以及安装在壳体上的泄爆阀；

10、压力传感器，用于检测壳体内的压力；

11、压力传感器通过无线通信模块与中央处理器连接，以将检测到压力发送至中央处理器；

12、中央处理器与泄爆阀连接，以基于接收到的压力传感器检测到的压力，控制泄爆阀打开和关闭。

13、进一步地，所述装置还包括液冷机组和设置在壳体内电芯底部的液冷板；

14、液冷机组包括机组冷却液入口和机组冷却液出口；

15、液冷板包括液冷板冷却液入口、液冷板冷却液出口以及穿过壳体的第一液体管路和第二液体管路；

16、机组冷却液出口通过第一液体管路与液冷板冷却液入口连接；液冷板冷却液出口通过第二液体管路与机组冷却液入口连接，实现冷却液循环，从而带走壳体内电芯产生的热量。

17、进一步地，所述壳体内还设置有温度传感器；

18、温度传感器通过无线通信模块与中央处理器连接，以将采集到的壳体内的温度发送至中央处理器；

19、中央处理器与液冷机组连接，以基于接收到的壳体内的温度，控制液冷机组的流速。

20、进一步地，所述壳体采用防护等级为ip67的不锈钢壳体；

21、所述出气接口和入气接口采用cqc14型管路接口；

22、所述第一气体管路和所述第二气体管路采用dn15尼龙管路；

23、所述无线通信模块采用rs485无线通信模块。

24、另一方面，提供了一种应用于以上所述的阻燃型储能装置的阻燃方法，包括以下步骤：

25、步骤一、氧气浓度传感器检测电池模块壳体内的氧气浓度，并将检测到的氧气浓度发送至中央处理器；

26、步骤二、中央处理器判断所接收到的氧气浓度是否大于预设氧气浓度阈值时，若是，则控制微型制氮机和干接点控制阀同时开启，从而使得微型制氮机生成氮气，并将生成的氮气通过第一气体管路输入到壳体内，壳体内的氧气通过第二气体管路和干接点控制阀排出；

27、若否，则控制微型制氮机和干接点控制阀同时关闭。

28、进一步地，所述步骤还包括：

29、压力传感器检测壳体内的压力，并将检测到的压力发送至中央处理器；

30、中央处理器判断所接收到的压力是否大于预设的压力阈值，若是，则控制泄爆阀打开，以释放压力；

31、若否，则控制泄爆阀关闭。

32、进一步地，所述方法还包括：

33、温度传感器采集壳体内的温度，并将采集到的壳体内的温度发送至中央处理器；

34、中央处理器判断所接收到的壳体内的温度是否大于预设阈值，若是，则增大液冷机组的流速；若否，则保持或液冷机组的流速。

35、本发明的有益效果在于：

36、（1）本发明通过检测电池模块壳体内部氧气浓度，并在氧气浓度高于预设阈值时，控制微型制氮机开启生成氮气，将氧气排除，由氮气覆盖电池模块中的电芯，从而消除了燃烧所需的助燃物必要条件，即使电芯发生热失控，也不会导致燃烧起火现象，有助于从根源上杜绝储能装置的火灾隐患，提高安全性。

37、（2）氮气是一种惰性气体，相较于空气，氮气绝缘性能更好。由氮气覆盖电池芯，有助于增加储能装置的绝缘强度，降低储能系统因绝缘老化造成的短路故障，增加储能装置的绝缘性能和可靠性。

38、（3）通过压力传感器检测电池模块壳体内的压力，并在检测到压力超过预设压力阈值时，控制泄爆阀打开，释放压力，从而可有效防止爆炸，进一步提高了安全性。

39、（4）通过温度传感器检测电池模块壳体内的温度，并在检测到的温度超过预设温度阈值时，增大冷却液的流速，使得有助于避免由于电池芯温度过高带来的隐患。

40、此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种阻燃型储能装置，其特征在于，包括：微型制氮机、电池模块、无线通信模块、中央处理器和干接点控制阀；

2.根据权利要求1所述的阻燃型储能装置，其特征在于，所述装置还包括设置在壳体内的压力传感器以及安装在壳体上的泄爆阀；

3.根据权利要求1所述的阻燃型储能装置，其特征在于，所述装置还包括液冷机组和设置在壳体内电芯底部的液冷板；

4.根据权利要求3所述的阻燃型储能装置，其特征在于，所述壳体内还设置有温度传感器；

5.根据权利要求1所述的阻燃型储能装置，其特征在于，所述壳体采用防护等级为ip67的不锈钢壳体。

6.根据权利要求1所述的阻燃型储能装置，其特征在于，所述出气接口和入气接口采用cqc14型管路接口；

7.一种应用于权利要求1至6中任一项所述的阻燃型储能装置的阻燃方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的阻燃方法，其特征在于，所述步骤还包括：

9.根据权利要求7所述的阻燃方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明涉及储能装置技术领域，具体涉及一种阻燃型储能装置及其阻燃方法，本发明通过检测电池模块壳体内部氧气浓度，并在氧气浓度高于预设阈值时，控制微型制氮机开启生成氮气，将氧气排除，由氮气覆盖电池模块中的电芯，从而消除了燃烧所需的助燃物必要条件，即使电芯发生热失控，也不会导致燃烧起火现象，有助于从根源上杜绝储能装置的火灾隐患，提高安全性。

技术研发人员：吴英杰,王国岩,周庆庆,石天宇,张阳阳,闫海威,孔维汉,颜鑫
受保护的技术使用者：山东电工时代能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12