一种浸没式安全储能电池制造技术

本申请涉及一种浸没式安全储能电池，涉及储能电池的技术领域，包括电池箱体，内部填充有冷却液；若干电芯，呈阵列排布在电池箱体内并浸没在冷却液中，相邻的电芯之间留有间隙，电芯的外壳上设置有电芯泄压阀；以及流道隔板，设置在相邻电芯之间的间隙内，并与相邻的两个电芯相抵接，流道隔板内设置有中空的流道以及朝向电芯的镂空槽，流道和镂空槽内均填充有冷却液。本申请能够打断或者抑制单体电池的热失效过程，防止其他电池被连锁反应，提高储能电池的安全性和使用寿命。能电池的安全性和使用寿命。能电池的安全性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种浸没式安全储能电池


[0001]本申请涉及储能电池技术的领域，尤其是涉及一种浸没式安全储能电池。

技术介绍

[0002]储能蓄电池主要是指使用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源的蓄电池。
[0003]储能蓄电池分为以下三类:1、排气式储能用铅酸蓄电池
‑
电池盖上有能够补液和析出气体装置的蓄电池。2、阀控式储能用铅酸蓄电池
‑
各个电池是密封的，但都带有在内压超出一定值时允许气体溢出的阀的蓄电池。3、胶体储能用铅酸蓄电池
‑
使用胶体电解质的蓄电池。
[0004]随着充放电次数增加，储能电池面临容量下降甚至失效的风险，轻则影响储能电池能效发挥，重则可能引发火灾事故。储能电池的电芯失效后，内部电解液会剧烈反应，产生热量温度升高，电池外壳发生形变，安全阀打开，气体及浓烟喷出，有明火等；进而影响周边电池继续失效，引起连锁反应、直至爆炸。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种浸没式安全储能电池，能够打断或者抑制单体电芯的热失效过程，防止其他电芯被连锁反应，提高储能电池的安全性和使用寿命。
[0006]本申请提供的一种浸没式安全储能电池采用如下的技术方案：一种浸没式安全储能电池，包括：电池箱体，内部填充有冷却液；若干电芯，呈阵列排布在电池箱体内并浸没在冷却液中，相邻的电芯之间留有间隙，电芯的外壳上设置有电芯泄压阀；以及流道隔板，设置在相邻电芯之间的间隙内，并与相邻的两个电芯相抵接，流道隔板内设置有中空的流道以及朝向电芯的镂空槽，流道和镂空槽内均填充有冷却液。
[0007]通过采用上述技术方案，电芯在电池箱体中被冷却液浸没，电芯失效内部温度升高，产生大量烟气，突破电芯泄压阀向外喷发，冷却液通过电芯泄压阀流入电芯内部，进行相变冷却，从电芯内部进行冷却更有效率，电芯两侧受隔板支撑固定几乎没有形变，会比有形变的状况压力升高快而提前失效；同时冷却液对电芯内的电解液进行快速中和稀释及冷却，防止其他电池被连锁反应。
[0008]可选的，所述流道隔板包括两个相对设置的零件板，两个零件板之间设置有组合支撑块，两个零件板通过组合支撑块抵接连接，中间形成流道。
[0009]通过采用上述技术方案，流道隔板由两个零件板组成，并用过组合支撑块支撑在两个零件板之间，能够控制两个零件板之间的距离，进而控制电芯之间的合理距离。
[0010]可选的，所述零件板抵接在电芯的外壳上，镂空槽均匀分布在零件板上。
[0011]通过采用上述技术方案，流道隔板的镂空槽内存有冷却液，冷却液受热发生相变
可阻止失效电芯热量传导给周边电芯；而电芯正常工作时，冷却液会有一定温升，这部分热量经由冷却液循环系统带走，可以保证冷却液温度适中，进而满足电芯的工作环境温度要求。
[0012]可选的，所述电池箱体的底部设置有电池支架，电池支架可拆卸连接在电池箱体上，电芯可拆卸连接在电池支架上。
[0013]通过采用上述技术方案，电池支架方便安装到电池箱体中，电芯方便安装在电池支架上，使电芯安装位置更规则。
[0014]可选的，所述电池箱体上连接有冷却液循环系统，冷却液循环系统包括两端均连接到电池箱体内的循环管路和依次连接在循环管路上的循环阀、换热装置、冷却液罐和循环泵；循环管路包括出口循环管路和进口循环管路，所述出口循环管路连接在电池箱体一端与循环阀之间，所述进口循环管路连接在电池箱体另一端与循环泵之间；所述进口循环管路上还设置有供液单向阀。
[0015]所述出口循环管路与电池箱体连接的一端位于冷却液液位之下且位于电芯泄压阀之上，所述进口循环管路与电池箱体连接的另一端位于冷却液液位之下且位于电池支架之上。
[0016]通过采用上述技术方案，冷却液循环系统是在失效电芯没有喷发时和电芯正常工作时运行。当电芯正常工作时，电芯散发少量热，使冷却液产生一定温升，循环泵将产生温升的冷却液带到换热装置中发生热量交换，再把温度降低的冷却液供应返回电池箱体。可以保证电池箱体内冷却液的液位。以此达到满足电芯工作的环境温度。当电芯失效产生喷发时，控制系统加大循环泵转速、关闭循环阀，可以迅速加大冷却液供应，保证电池箱体内冷却液的液位，就可以提前介入打断电芯热失效过程，进而隔离保护周边电池不受影响。
[0017]通过采用上述技术方案，冷却液供液单向阀，可以防止电芯失效喷发后电池箱体内压力增大将冷却液回压返液，造成电池箱体内冷却液的液位降低。
[0018]可选的，还包括补液控制系统，其包括设置在电池箱体内的液位传感器、设置在电池箱体内并位于冷却液液位之上的烟感探测器以及与液位传感器和烟感探测器二者均电性连接的控制器，控制器分别与循环阀和循环泵二者均电性连接，控制循环阀开闭状态及循环泵开度增减。当冷却液液位降低低过冷却液液位传感器时，需反馈控制器，加大循环泵转速，调大冷却液供应流量，保障电池箱体内冷却液的液位。
[0019]通过采用上述技术方案，电芯失效反应内部气体喷发后有杂质污染冷却液，并触发烟感探测器，控制器接收感应信号并关闭循环阀，停止冷却液导出，保证电芯喷出杂质不会污染换热装置中的冷却液，供液管端的供液单向阀也会保证冷却液不会回流，也能保证电芯喷出的杂质不会进入外部冷却液循环系统。
[0020]可选的，所述电池箱体上设置有箱体安全阀，箱体安全阀的高度高于冷却液液位高度。
[0021]通过采用上述技术方案，电池箱体内如果气体压力过大时，可以通过箱体安全阀进行泄压，避免电池箱体内气压过大而发生爆炸。
[0022]可选的，所述冷却液的沸点温度为45℃
‑
110℃。
[0023]通过采用上述技术方案，冷却液吸热容易发生相变，进而快速对电芯内部进行冷
却，一方面可以控制失效电芯周边温度不影响到其他电芯，另一方面同时可以满足冷却液循环冷却全年都可以运行。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.本申请中冷却液通过电芯泄压阀流入电芯内部，进行相变冷却，从电芯内部进行冷却更有效率，电芯两侧受隔板支撑固定几乎没有形变，会比有形变的状况压力升高快而使电芯失效更早显现；同时冷却液对电芯内的电解液进行快速中和稀释及冷却，防止其他电池被连锁反应。
[0025]2.电池上设置冷却液循环系统，是在失效电芯没有喷发和电芯正常工作时运行，冷却液吸收热量产生一定温升，沿循环管路进入换热装置，释放热量，冷却液降温，沿管路进入冷却液罐，然后经由循环泵，通过供液单向阀沿循环管路回流至电池箱体，实现对电池箱体内冷却液温度调节，进而保证电芯的工作环境温度。
[0026]3.电池上设置补液控制系统，是在失效电芯喷发后打开，烟感探测器反馈控制系统，关闭循环阀，防止电芯喷发杂质进入冷却液循环系统，由于电芯喷发还会造成电池箱体内压力增大，可能有冷却液回流现象存在，因此设置的供液单向阀就是防止电池箱内压力增大而使电芯喷发杂质回流到冷却液循环系统中，另一方面冷却液从电芯泄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸没式安全储能电池，其特征在于，包括：电池箱体（1），内部填充有冷却液；若干电芯（2），呈阵列排布在电池箱体（1）内并浸没在冷却液中，相邻的电芯（2）之间留有间隙，电芯（2）的外壳上设置有电芯泄压阀（21）；以及流道隔板（3），设置在相邻电芯（2）之间的间隙内，并与相邻的两个电芯（2）相抵接，流道隔板（3）内设置有中空的流道（31）以及朝向电芯（2）的镂空槽（32），流道（31）和镂空槽（32）内均填充有冷却液。2.根据权利要求1所述的一种浸没式安全储能电池，其特征在于，所述流道隔板（3）包括两个相对设置的零件板（33），两个零件板（33）之间设置有组合支撑块（34），两个零件板（33）通过组合支撑块（34）抵接连接，中间形成流道（31）。3.根据权利要求2所述的一种浸没式安全储能电池，其特征在于，所述零件板（33）抵接在电芯（2）的外壳上，镂空槽（32）均匀分布在零件板（33）上。4.根据权利要求1所述的一种浸没式安全储能电池，其特征在于，所述电池箱体（1）的底部设置有电池支架（11），电池支架（11）可拆卸连接在电池箱体（1）上，电芯（2）可拆卸连接在电池支架（11）上。5.根据权利要求1所述的一种浸没式安全储能电池，其特征在于，所述电池箱体（1）上连接有冷却液循环系统，冷却液循环系统包括两端均连接到电池箱体（1）内的循环管路和依次连接在循环管路上的循环阀（42）、换热装置（43）、冷却液罐（44）...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海青，余强，张德军，张文政，
申请(专利权)人：突破电气天津有限公司，
类型：发明
国别省市：