一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜的制作方法

本发明涉及储能电池柜，尤其涉及一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜。

背景技术：

1、储能柜作为储能电池集群集成布置与安全运行的核心载体，电池热失控是储能系统运行过程中最主要的安全隐患，单节电芯过热极易通过热传导、热对流引发相邻电芯连锁热失控，造成起火、爆炸等重大安全事故。而常规储能柜多采用固定隔断或整体开放式通风结构，常态通风与高温隔离无法兼顾，正常工况下通风散热效果有限，单节电芯异常高温时无法快速实现独立隔离，高温热量极易快速扩散至周边电芯，引发连锁热失控风险；同时，传统灭火结构多为单点喷射、集中喷淋方式，灭火降温均匀性差，局部降温不彻底易导致电芯复燃，且灭火过程中灭火剂无针对性密闭防护结构，大量灭火剂外泄扩散，易对正常工作的其他电池模组造成腐蚀、浸润损伤，且缺乏灭火剂液位自动启停控制逻辑，极易出现灭火剂过量喷射、资源浪费、柜内积液过多等问题，无法实现分区隔热、精准均匀灭火、防外泄、防复燃的一体化安全防护，难以满足储能电池集群高安全性运行的防护需求。

2、针对上述问题，本发明提出了一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决常规储能柜多采用固定隔断或整体开放式通风结构，常态通风与高温隔离无法兼顾，单节电芯异常高温时无法快速实现独立隔离；同时，传统灭火结构多为单点喷射、集中喷淋方式，灭火降温均匀性差，且灭火过程中灭火剂无针对性密闭防护结构，大量灭火剂外泄扩散，易对正常工作的其他电池模组造成腐蚀、浸润损伤，且缺乏灭火剂液位自动启停控制逻辑，极易出现灭火剂过量喷射、资源浪费、柜内积液过多等问题的缺点，而提出的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，包括储能机构，所述储能机构中设置有灭火机构；

4、所述储能机构包括电池箱，所述电池箱中设置有多个分隔组件，所述分隔组件的内壳中设置有电芯；

5、所述灭火机构包括灭火组件和多个灭火启动组件，多个灭火组件设置在分隔组件中，且灭火组件还与电芯连接，所述灭火组件的一侧与两个分流组件连接，所述分流组件延伸进入电池箱并与分隔组件连接，所述分流组件的每个齿轮分别与多个液位联动启控组件的齿板啮合。

6、优选的，所述电池箱的一侧设置有出线孔，所述电池箱上还设置有提手，所述电池箱的上方设置有爆破阀。

7、优选的，所述灭火组件包括灭火盒，所述灭火盒内部填充灭火剂，所述灭火盒固定连接在安装板上，所述安装板通过螺栓固定在电池箱上。

8、优选的，所述灭火盒与两个控制阀连通，所述灭火盒上设置有气阀和注入端。

9、优选的，所述分流组件包括主管道，所述主管道通过接头与控制阀连通，所述主管道与多个分管道连通，所述分管道上设置有阀门，所述阀门的一端固定安装有齿轮，所述分管道与软管连通。

10、优选的，所述分隔组件包括外壳，所述外壳的上方安装有横梁，所述外壳上设置有多个分腔，并在多个分腔中设置有内壳，所述内壳中设置有内腔，所述内腔与软管连通。

11、优选的，所述外壳和内壳的外表均开设有若干个矩形孔，所述内壳的腔壁上开设有多组散热孔，所述散热孔和矩形孔与内腔接通，且每组散热孔分别与多个矩形孔相对应，且每组散热孔的数量为多个。

12、优选的，所述液位联动启控组件包括安装套，所述安装套固定连接在内壳的内壁上，所述安装套上穿设有活动杆，所述活动杆的顶端与安装套之间固定连接有第二弹簧，所述活动杆的底端固定连接有锥形头，所述锥形头的下方固定连接有浮板。

13、优选的，所述安装套上还穿设有滑杆，所述滑杆的顶端固定连接有齿板，所述滑杆的顶端与安装套之间固定连接有第一弹簧，所述滑杆的下方开设有销口，所述销口内卡合有锁销，所述锁销固定连接在环架上，所述环架的一侧固定连接有凸起，所述凸起能够受到锥形头的挤压进行移动；

14、所述安装套上固定连接有固定件，所述固定件上固定连接有第一弹性结构，所述第一弹性结构与环架固定连接。

15、优选的，所述灭火启动组件包括导热壳和两个第二弹性结构，所述导热壳固定连接在电芯上，所述导热壳通过管道与外筒连通，所述外筒中设有活塞杆，所述活塞杆穿出外筒并与三角板固定连接，所述三角板固定连接在内壳的内壁上；

16、所述第二弹性结构的两端均固定连接有铰接件，其中两个铰接件均通过销轴分别与两个支架铰接，两个支架固定连接在导热壳上，另外两个铰接件均通过销轴分别与双头铰接架的两侧铰接，所述双头铰接架与三角板固定连接。

17、与现有技术相比，本发明提供了一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，具备以下有益效果：

18、1、该储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，通过分隔组件的散热孔与矩形孔保持对应，满足电池常态散热需求，避免积热升温，当内壳内部某一个电芯出现热量异常升高，通过热胀冷缩原理，使灭火启动组件带动内壳移动，确保矩形孔错开封闭内壳，从而可将异常高温电芯与其余正常电芯快速物理隔离，有效阻断高温热量向周边正常电芯传导、扩散，实现故障独立隔离、隐患单独管控的目的。

19、2、该储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，通过内壳上升可联动液位联动启控组件打开分流组件，使灭火组件输送灭火剂进入内壳，使电芯完全浸入灭火剂中，从而可实现针对单个电芯进行针对性灭火，同时极大抑制余热堆积，并降低电芯复燃隐患，而且液位联动启控组件跟随灭火剂液位上升，进而可根据灭火剂液面高度关闭分流组件，避免灭火剂过量喷射与资源浪费。

20、3、该储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，通过设置可调节的分隔组件可在常态下保障电芯稳定散热，避免被动积热，从源头降低热失控概率，当出现电芯过热异常时，灭火启动组件利用热胀冷缩原理控制分隔组件实现闭合，一方面阻断热量蔓延，另一方面形成独立密闭灭火腔，防止灭火剂外泄，使灭火作业仅针对故障电芯独立开展，且分隔组件闭合调节时，可联动液位联动启控组件自动打开分流组件，使灭火组件释放灭火剂进入内壳中，从而使电芯浸泡在灭火剂中起到抑复燃的功能，本装置采用物理隔离在前，灭火剂浸泡在后，使单电芯故障不具备向相邻电芯传导热量的条件，从根本上阻断热失控链式反应，而且即使该电芯发生剧烈热失控甚至喷阀，高温气体和电解液也被限制在内腔中，不会向其他电芯蔓延，其次采用机械联动灭火的方式，不依赖电控系统，在电芯热失控导致断电的极端场景下依然可靠动作。

1.一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，包括储能机构（100），其特征在于，所述储能机构（100）中设置有灭火机构（200）；

2.根据权利要求1所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述电池箱（101）的一侧设置有出线孔（103），所述电池箱（101）上还设置有提手（102），所述电池箱（101）的上方设置有爆破阀（104）。

3.根据权利要求2所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述灭火组件（201）包括灭火盒（2011），所述灭火盒（2011）内部填充灭火剂，所述灭火盒（2011）固定连接在安装板（202）上，所述安装板（202）通过螺栓固定在电池箱（101）上。

4.根据权利要求3所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述灭火盒（2011）与两个控制阀（2014）连通，所述灭火盒（2011）上设置有气阀（2013）和注入端（2012）。

5.根据权利要求4所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述分流组件（203）包括主管道（2031），所述主管道（2031）通过接头与控制阀（2014）连通，所述主管道（2031）与多个分管道（2032）连通，所述分管道（2032）上设置有阀门（2033），所述阀门（2033）的一端固定安装有齿轮（2034），所述分管道（2032）与软管（2035）连通。

6.根据权利要求5所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述分隔组件（106）包括外壳（1061），所述外壳（1061）的上方安装有横梁（105），所述外壳（1061）上设置有多个分腔，并在多个分腔中设置有内壳（1063），所述内壳（1063）中设置有内腔（1065），所述内腔（1065）与软管（2035）连通。

7.根据权利要求6所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述外壳（1061）和内壳（1063）的外表均开设有若干个矩形孔（1062），所述内壳（1063）的腔壁上开设有多组散热孔（1064），所述散热孔（1064）和矩形孔（1062）与内腔（1065）接通，且每组散热孔（1064）分别与多个矩形孔（1062）相对应，且每组散热孔（1064）的数量为多个。

8.根据权利要求6所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述液位联动启控组件（204）包括安装套（2044），所述安装套（2044）固定连接在内壳（1063）的内壁上，所述安装套（2044）上穿设有活动杆（2046），所述活动杆（2046）的顶端与安装套（2044）之间固定连接有第二弹簧（2045），所述活动杆（2046）的底端固定连接有锥形头（2047），所述锥形头（2047）的下方固定连接有浮板（2049）。

9.根据权利要求8所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述安装套（2044）上还穿设有滑杆（2042），所述滑杆（2042）的顶端固定连接有齿板（2041），所述滑杆（2042）的顶端与安装套（2044）之间固定连接有第一弹簧（2043），所述滑杆（2042）的下方开设有销口（20414），所述销口（20414）内卡合有锁销（20411），所述锁销（20411）固定连接在环架（20413）上，所述环架（20413）的一侧固定连接有凸起（20412），所述凸起（20412）能够受到锥形头（2047）的挤压进行移动；

10.根据权利要求6所述的一种储能电池热失控多参数耦合预警与灭火功能储能柜，其特征在于，所述灭火启动组件（205）包括导热壳（2051）和两个第二弹性结构（2057），所述导热壳（2051）固定连接在电芯（107）上，所述导热壳（2051）通过管道与外筒（2053）连通，所述外筒（2053）中设有活塞杆（2054），所述活塞杆（2054）穿出外筒（2053）并与三角板（2052）固定连接，所述三角板（2052）固定连接在内壳（1063）的内壁上；