一种防止电池热失控扩散的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术给出一种防止电池热失控扩散的方法及装置，所述方法包括：将电池单元布置在方桶形内壳体内，将含有电池单元的方桶形内壳体以桶口先入的方式置入方桶形外壳体内，使得内外壳体构成具有封闭的六面体气缸结构的电池包；将所述具有封闭的六面体气缸结构的电池包置于电池包放置舱内，并且让电池包内壳体的桶底朝向与电池包放置舱舱口的朝向相同；将处于热失控状态的电池单元作为热动力源模块，利用电池单元热失控产生的气压作为动力驱动内壳体及热失控电池单元向电池包放置舱舱口外移动，从而阻断热失控电池包向其周围的电池包的热传递。可有效阻断电池包热失控扩散，可靠性高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种防止电池热失控扩散的方法及装置


[0001]本专利技术涉及储能安全领域，尤其涉及一种防止电池热失控扩散的方法及装置。

技术介绍

[0002]电池热失控包括电池自身发热超出正常工作发热范围并且存在潜在燃烧风险或已经导致燃烧出现。
[0003]电池热失控的扩散会导致电设备燃烧，或导致储电站内的储能电池阵列大规模燃烧，造成严重的经济损失。
[0004]防止热失控发生或将发生热失控的范围控制在一个电池包范围内不向更大范围扩散是目前解决热失控问题的基本处置途径。热失控的处置涉及热失控监测技术、隔热设计技术、自动灭火技术、热失控气体处置技术和电池抛出技术。
[0005]目前在专利申请领域出现的热失控监测技术如下：申请号为CN110635182A,专利技术名称为“电池热失控的预警方法和装置、电子设备、存储介质”的专利申请，通过获取电池的环境监测数据，根据环境监测数据、预设安全数值表及预设时间阈值综合判断电池是否处于热失控临界状态，确保判断结果的准确性和可靠性；同时，在判定电池处于热失控临界状态时执行预警动作，从而通过预警防止电池热失控扩散，降低损失。
[0006]目前在专利申请领域出现的隔热设计技术如下：申请号为CN112266795A, 专利技术名称为“一种防火隔热材料及电池模组、电池包”的专利申请，涉及一种防火隔热材料，包括玻璃纤维层和陶瓷纤维层，所述玻璃纤维层复合于所述陶瓷纤维层的至少一面，所述玻璃纤维层和所述陶瓷纤维层的厚度比为1:3～1:5。另外，本专利技术还提供一种设置有该防火隔热材料的电池模组和一种包括该防火隔热材料的电池包。相比于现有技术，本专利技术的防火隔热材料能在大于500℃下起到防火隔热作用且抗冲击性好，适用于防止电池模组和电池包的热失控扩散。
[0007]目前在专利申请领域出现的自动灭火技术如下：申请号为CN201810972151.1，专利技术名称为“一种动力电池自动消防装置及汽车”的专利申请，其动力电池自动消防装置，包括：传感器，用于采集动力电池箱体内的动力电池的着火信号；水泵电机，用于抽取冷却液管路中的冷却液；分别与所述传感器和水泵电机连接的自动消防控制模块，用于获取所述传感器采集的着火信号，并在所述着火信号表示动力电池着火时，控制所述水泵电机抽取冷却液管路中的冷却液对所述动力电池箱体进行喷射。通过设置充电控制单元和唤醒控制单元，可在车辆上电和断电状态下对电池箱体内是否发生自燃进行监测，并在发生自燃时快速响应，抽取冷却液实施灭火。
[0008]目前在专利申请领域出现的热失控气体处置技术如下：申请号为CN201780038164.5， 专利技术名称为“用于管理电池系统中的热失控气体的方法和设备”的专利申请，包括安装在机架组件中的一个或多个电池模块的系统具有限定冷却空气通路的结构，该冷却空气通路用于使冷却空气流动穿过每个电池模块的侧面和/
或底部，由此冷却电池模块，或者可替代地，流动穿过电池模块中的能量单元。此外，该系统具有限定热失控气体通路的结构，该热失控气体通路用于使来自电池模块的热失控气体流出该系统。该系统结构被构造为确保冷却空气通路和热失控气体通路物理分离，由此最小化热失控气体与冷却空气在大程度上混合而可能导致自燃和爆炸的风险。
[0009]申请号为CN110335973B，专利技术名称为“一种固态电池用的防火装置”的专利申请，把众多的电池区隔成较小的模组,并放置在气密的电池箱内,以利有效地进行防火措施。还设置共享的排气管和冷却液槽,它们经由管道连通到各个电池箱内。当任何一个电池发生自燃产生废气和温升时,该电池箱的气压和温度会升高,于是便可利用止回弁或薄膜爆破弁使排气管和冷却液的通道适时地打通,把废气排到大气，同时灌注冷却液到电池箱内,起到扩散热集中点温度的作用。另外,利用冷却液的气化和气化热把热能通过排气管带走,起到降温和防止电池发生过剧反应。利用以上措施,就可防止电池箱外表温度过高引燃周遭物体,也可防止废气在电池箱内发生燃烧爆炸,并让废气在排气管的扩散、缓冲、降温、引导、定向地排到大气,达到防火的目的。
[0010]目前在专利申请领域出现的热失控电池抛出技术如下：申请号为CN202011087932.6，专利技术名称为“一种换电式电动汽车的电池舱抛离结构”的专利申请，公开了一种换电式电动汽车的电池舱抛离结构，包括底盘，所述底盘的底部镶嵌有电池舱，所述电池舱的一侧设有排气管，所述电池舱内设有用于监测电池是否燃烧的感应器。该换电式电动汽车的电池舱抛离结构，在检测到电池发生自燃的时候，通过气体生产装置的点燃瞬间释放大量的氮气，通过气压的急剧变化，将电池舱和连接舱整体抛出，避免电池起火点燃汽车，引起更大的人员财产损失，其次，可以快速熄灭明火，同时抑制电池舱内温度，有效避免电池的二次复燃，为电池的抛出预留足够的时间，将电池抛出后，使电池远离车辆但又不与车辆完全脱离，便于控制电池抛出位置，减少额外造成的影响。
[0011]申请号为CN201910635903.X，专利技术名称为“电动汽车电池组防爆脱落结构”的专利申请，在汽车底盘上内卡设有电池箱，电池箱的底部由两块底板封闭所述电池，两块底板上设置有电池，两块底板之间设有锁紧机构，当电池箱内温度＞T时锁紧机构解锁，两块底板打开电池脱离对应的电池箱，本专利技术可通过抽负压机构及时的将电池释放出的易燃易爆气体排出，从而为驾驶员提供宝贵的缓冲时间，当电池温度持续升高至可能自燃时，即可通过锁紧机构的解锁使该电池脱离汽车，从而有效保证了汽车的安全。
[0012]现有的电池灭火技术及隔热技术，并不能从根本上消除电池的热失控或确保热失控电池的燃烧不可逆地进入灭火和降温状态，只能起到延缓电池热失控扩散速度的作用。
[0013]现有的热失控电池抛出技术具有彻底阻断热失控电池向用电设备或相邻电池包的热扩散的潜能，但是，现有技术都是以电动汽车电池热失控后被抛出的场景给出，其抛出电池箱的具体方法和结构形态并不适用于储能站中使用的电池箱在支架上以阵列形式多层叠放的场景。
[0014]使用电池作为储能介质的储能站中，电池包以阵列形式多层叠放，每一个电池包都有相邻放置的电池包，一旦某个的电池包出现热失控燃烧，就会引燃其相邻电池包，为了避免因一个电池包燃烧第次引燃整个储能站内的电池包，需要快速阻断作为热扩散源头的第一个热失控电池包与其相邻电池包之间的热传播路径。
[0015]本专利技术给出一种防止电池热失控扩散的方法和装置，用于解决储能站中以阵列形
式多层叠放的电池包之间的热失控扩散问题。

技术实现思路

[0016]本专利技术给出一种防止电池热失控扩散的方法和装置，用于克服现有电池热失控消防技术存在的难以可靠阻断储能站中以阵列形式多层叠放的电池包之间的热失控扩散的缺点。
[0017]本专利技术给出一种防止电池热失控扩散的方法,包括如下步骤：将电池单元布置在方桶形内壳体内，将含有电池单元的方桶形内壳体以桶口先入的方式置入方桶形外壳体内，使得内外壳体构成具有封闭的六面体气缸结构的电池包；将所述具有封闭的六面体气缸结构的电池包置于电池包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止电池热失控蔓延的方法，包括如下步骤：将电池单元布置在方桶形内壳体内，将含有电池单元的方桶形内壳体以桶口先入的方式置入方桶形外壳体内，使得内外壳体构成具有封闭的六面体气缸结构的电池包；将所述具有封闭的六面体气缸结构的电池包置于电池包放置舱内，并且让电池包内壳体的桶底朝向与电池包放置舱舱口的朝向相同；将处于热失控状态的电池单元作为热动力源模块， 利用电池单元热失控产生的气压作为动力驱动内壳体及热失控电池单元向电池包放置舱舱口外移动，从而阻断热失控电池包向其周围的电池包的热传递。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述使得内外壳体构成具有封闭的六面体气缸结构的电池包，进一步包括：在电池包内壳体上设置电池热能解锁组件，该组件将热失控电池产生的热能转换为驱动解锁组件中部件位移的动力，利用该部件位移驱动电池包位置锁定部件解锁。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述在电池包内壳体上设置电池热能解锁组件，具体包括：在电池包内壳体内布设包含膨胀工质的热压力管，所述热压力管与波纹管元件相连通，波纹管元件布设在电池包的外部，在内壳体内温度超过预定的预推出温度值后，膨胀工质在热失控电池产生的热能作用下发生膨胀驱动波纹管作直线伸缩移动并通过解锁连杆驱动电池包位置锁定部件；或在电池包内壳体内布设热压力管，所述热压力管与瞬时增压剂存储腔相连通，并且与气缸或波纹管存在导气连通，在出现电池热失控并且内壳体内温度超过预定的预推出温度值后，瞬时增压剂存储腔内的瞬时增压剂被电池失控热能激活，被激活的瞬时增压剂在热压力管内膨胀产生的压力用于推动气缸或波纹管做直线移动，该直线移动通过解锁连杆驱动电池包位置锁定部件。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述将处于热失控状态的电池单元作为热动力源模块， 利用电池单元热失控产生的气压作为动力驱动内壳体及热失控电池单元向电池包放置舱舱口外移动，具体包括：用热失控电池单元的异常温升或燃烧在电池包内外壳体构成的封闭的六面体空间内产生的气压升高作为动力直接驱动电池包内壳体向电池包放置舱舱口外移动；或用热失控电池单元的异常温升或燃烧来激活瞬时增压剂，瞬时增压剂产生高压气体来驱动电池包内壳体向电池包放置舱舱口外移动;或利用热失控电池单元的燃烧所产生的气体压力，以及瞬时增压剂产生的压力和储能外推弹簧产生的推力中的至少一种，来推动电池包内壳体及安装其上的热失控电池单元移出电池包外壳体。5.如权利要求1所述的方法，还包括，在电池包放置舱内设置储能外推弹簧，具体包括：在电池包放置舱的侧壁上设置储能外推弹簧，在电池包正常工作时，在电池包位置锁定部件限位作用下，储能外推弹簧保持压缩状态，在电池包热失控后，电池包位置锁定部件解锁，储能外推弹簧从压缩状态进入伸展状态，推动电池包向电池包放置舱舱口移动；或在电池包放置舱的侧壁上设置储能外推弹簧，该储能外推弹簧的一端与电池包放置舱
的侧壁相连接，一端与电池包放置舱侧的电极相连接，在电池包正常工作时，在电池包位置锁定部件限位作用下，该储能外推弹簧保持压缩状态，并且将电池包放置舱侧的电极挤压在电池包侧的电极上，在电池包热失控后，电池包位置锁定部件解锁，该储能外推弹簧从压缩状态进入伸展状态，推动电池包向电池包放置舱舱口移动，并且在电池包移出电池包放置舱的过程中实现电池包放置舱侧的电极与电池包侧的电极相分离。6.如权利要求1所述的方法，还包括，在电池包上设置重力助推机构，具体包括：在内壳体的桶底处安装内壳体移动轮；在外壳体的桶底处设置外壳体桶口下倾转轴；利用热动力源模块产生的动力，或利用热动力源模块产生的动力以及储能外推弹簧的动力，驱动内壳体向外壳体外移动，在内壳体移动轮移出电池包放置舱侧舱口后，内壳体的桶底端在重力作用下下倾，内壳体的桶底端下倾带动外壳体绕所述外壳体桶口下倾转轴转动，该转动使得外壳体的桶口端在电池包放置舱侧舱口处下倾，该下倾使得内壳体在壳体重力及电池重力助推下向电池包放置舱侧舱口外移动。7.一种防止电池热失控蔓延的装置，包含：电池包1，电池包放置舱2和热动力源模块5；其中，电池包1，包含方桶形内壳体11和方桶形外壳体12，将电池单元布置在方桶形内壳体11内，将含有电池单元的方桶形内壳体11以桶口13先入的方式置入方桶形外壳体12内，使得内外壳体构成具有封闭的六面体气缸结构的电池包；电池包放置舱2，用于放置所述具有封闭的六面体气缸结构的电池包1，并且让电池包内壳体11的桶底15朝向与电池包放置舱舱口21的朝向相同，包含舱口21和舱室；热动力源模块5，利用电池单元热失控产生的气压作为动力驱动内壳体11及热失控电池单元向电池包放置舱舱口21外移动，从而阻断热失控电池包向其周围的电池包的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡淼龙，
申请(专利权)人：浙江维思无线网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：