一种储能电池包热失控预警抑制装置的制作方法

本技术涉及电池安全，尤其涉及一种储能电池包热失控预警抑制装置。

背景技术：

1、电化学储能系统（尤其是锂离子电池）已广泛应用于电网侧、用户侧大规模储能场景，但其安全运行面临电池热失控的严重威胁。电池热失控具有链式反应剧烈、蔓延速度快的特点，过程中会释放大量有毒可燃气体，极易引发火灾、爆炸等恶性事故，成为制约储能系统规模化应用的核心安全瓶颈。

2、现有热失控防控技术难以满足实际需求，存在诸多显著缺陷：其一，响应滞后问题突出，多数方案依赖温度、烟雾传感器，仅能在明火或高温出现后触发预警，此时热失控已进入不可逆阶段，错失最佳抑制时机；其二，防控措施单一，传统全淹没式气体灭火或喷水方式，虽能扑灭表面明火，但无法解决电池内部“死灰复燃”问题，还可能对电气设备造成二次损害；其三，缺乏协同联动机制，预警、抑制、隔离、泄压等子系统多独立工作，无统一的协同控制策略，导致防控效率低下；其四，未能阻断链式反应，现有方法侧重“灭火”而非“抑源”，无法从根本上切断单个电芯热失控向相邻电芯的蔓延路径，易造成事故扩大化。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型设计一种能够实现早期预警、分级响应、多级协同，且有效阻断热失控蔓延的储能电池包热失控预警抑制装置，进而有效解决背景技术中固定问题。

2、本实用新型采用以下技术方案实现：一种储能电池包热失控预警抑制装置，包括电池包壳体，设置于电池包壳体内部的中央控制单元，以及电连接中央控制单元的感知单元和抑制组件，所述感知单元包括设置于电池包壳体内部的内部感知单元、气体探测单元、气压监测单元，以及设置于电池包壳体外部的烟雾与火焰探测单元，所述抑制组件包括一级抑制组件、二级抑制组件、三级抑制组件、四级抑制组件，所述电池包壳体内壁环绕设置有内置管路，所述内置管路外壁均匀设置有喷嘴，所述抑制组件配合内置管路在中央控制单元控制下执行分级热失控抑制。

3、优选的，所述一级抑制组件由微正压保持管道和主动冷却系统组成，所述微正压保持管道贯穿电池包壳体并连接外部氮气源，所述主动冷却系统包括设置于电池包壳体内部的液冷板组件、设置于电池包壳体外部的水箱和水泵，并通过连接管实现冷却液循环。

4、优选的，所述二级抑制组件包括连接于内置管路的主管道、以及连接于主管道的全氟己酮管路，所述全氟己酮管路外侧连接全氟己酮存储罐和加压喷射装置。

5、优选的，所述三级抑制组件由氮气管路、泄压通道和电气连接线路的快速切断装置组成，所述氮气管路连接于主管道，所述泄压通道贯穿电池包壳体且外侧设置有防爆阀，所述电气连接线路集成快速断路器并由中央控制单元控制。

6、优选的，所述四级抑制组件由相邻电池包壳体之间设置的通风管道，以及通风管道外侧的防火阀、以及通信模块组成；所述防火阀部署于通风管道接口处，所述通信模块通过can总线连接储能电站管理系统。

7、优选的，所述中央控制单元配置为基于感知单元信号执行分级响应：当气体探测单元检测到vocs/co浓度轻微异常时，触发一级抑制；当co浓度升至一级阈值时，触发二级抑制；当烟雾与火焰探测单元检测到明火或气压监测单元监测到压力急剧升高时，触发三级抑制；当热失控无法局部控制时，触发四级抑制。

8、优选的，所述全氟己酮管路、氮气管路外侧均设置有阀门，且阀门由中央控制单元电信号控制实现开闭。

9、在此基础上，本实用新型具备如下有益效果：

10、本实用新型采用四级抑制措施，根据热失控发展阶段动态调整响应策略，实现从局部降温到系统级隔离的递进式防控，分级响应机制精准，提高资源利用效率。

11、在此基础上，本实用新型通过内部感知单元、气体探测单元等多参数传感器，在热失控初期即可触发预警，克服了传统方案依赖温度或烟雾传感器的响应滞后问题，早期预警能力突出。

12、在此基础上，通过中央控制单元配合电连接的传感器以及电池包壳体内部的电器元件实现自动化控制抑制，统一协调预警、抑制、隔离等子系统，解决传统方案独立工作导致的防控效率低下问题。

13、在此基础上，本实用新型通过全氟己酮化学抑制、氮气降氧、防火阀隔离等措施，不仅扑灭表面明火，更切断电芯间热失控链式反应，有效防止“死灰复燃”和事故扩大化。

1.一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，包括电池包壳体（1），设置于电池包壳体（1）内部的中央控制单元（2），以及电连接中央控制单元（2）的感知单元和抑制组件；

2.根据权利要求1所述的一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，所述一级抑制组件由微正压保持管道（5）和主动冷却系统（6）组成，所述微正压保持管道（5）贯穿电池包壳体（1）并连接外部氮气源，所述主动冷却系统（6）包括设置于电池包壳体（1）内部的液冷板组件（601）、设置于电池包壳体（1）外部的水箱（602）和水泵（603），并通过连接管（604）实现冷却液循环。

3.根据权利要求2所述的一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，所述二级抑制组件包括连接于内置管路（3）的主管道（7）、以及连接于主管道（7）的全氟己酮管路（8），所述全氟己酮管路（8）外侧连接全氟己酮存储罐和加压喷射装置。

4.根据权利要求3所述的一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，所述三级抑制组件由氮气管路（9）、泄压通道（11）和电气连接线路（10）的快速切断装置组成，所述氮气管路（9）连接于主管道（7），所述泄压通道（11）贯穿电池包壳体（1）且外侧设置有防爆阀，所述电气连接线路（10）集成快速断路器并由中央控制单元（2）控制。

5.根据权利要求4所述的一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，所述四级抑制组件由相邻电池包壳体（1）之间设置的通风管道（14），以及通风管道（14）外侧的防火阀（1401）、以及通信模块（12）组成；所述防火阀（1401）部署于通风管道（14）接口处，所述通信模块（12）通过can总线连接储能电站管理系统。

6.根据权利要求5所述的一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，所述中央控制单元（2）配置为基于感知单元信号执行分级响应：当气体探测单元（202）检测到vocs/co浓度轻微异常时，触发一级抑制；当co浓度升至一级阈值时，触发二级抑制；当烟雾与火焰探测单元（204）检测到明火或气压监测单元（203）监测到压力急剧升高时，触发三级抑制；当热失控无法局部控制时，触发四级抑制。

7.根据权利要求6所述的一种储能电池包热失控预警抑制装置，其特征在于，所述全氟己酮管路（8）、氮气管路（9）外侧均设置有阀门（13），且阀门（13）由中央控制单元（2）电信号控制实现开闭。