一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全領(lǐng)域，尤其涉及動(dòng)力電池安全領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球新能源革命快速發(fā)展的趨勢(shì)下，世界各國(guó)都在競(jìng)相發(fā)展光伏、風(fēng)電、電動(dòng)汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)，其核心技術(shù)之一是儲(chǔ)能系統(tǒng)，尤其是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。但是在現(xiàn)有的電池技術(shù)條件下，電池在充電和放電的工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，在過(guò)充、過(guò)熱以及短路等情況下還可能燃燒和爆炸。作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池組，電池密集在一起，使用過(guò)程中熱量容易累積，發(fā)生電池燃燒爆炸時(shí)容易引起連鎖反應(yīng)。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是能量密集的物體，發(fā)生燃燒和爆炸時(shí)釋放的能量巨大，危害性也極大。安全是新能源發(fā)展的必要基礎(chǔ)條件，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全管理是目前新能源革命中的一項(xiàng)核心技術(shù)。
[0003]要解決目前電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全問(wèn)題，主要是要解決電池組的熱失控問(wèn)題，尤其是弓I起熱失控連鎖反應(yīng)的電池燃燒問(wèn)題。
[0004]要解決引起熱失控連鎖反應(yīng)的電池燃燒問(wèn)題，阻燃是最好的辦法。燃燒的必要條件之一是氧氣，當(dāng)電芯的包裝完好時(shí)，電池是不會(huì)劇烈燃燒的，當(dāng)電芯的包裝破裂時(shí)，電池箱體內(nèi)的空氣進(jìn)入電芯，發(fā)生劇烈燃燒。如果電池箱體內(nèi)沒(méi)有空氣，或者電池箱體內(nèi)沒(méi)有氧氣，電芯破裂時(shí)就不會(huì)劇烈燃燒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決目前電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全問(wèn)題，本發(fā)明提出一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法和裝置，阻止電池劇烈燃燒，最大程度阻止熱失控連鎖反應(yīng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法，包括下述幾個(gè)步驟:先將電池組安裝在密封的電池箱內(nèi)；然后使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降到一定的程度；當(dāng)電池箱內(nèi)產(chǎn)生了可燃?xì)怏w時(shí)，將可燃?xì)怏w排出到電池箱外的安全區(qū)域。使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的方法有:第一種方法，往電池箱內(nèi)填充惰性氣體，使電池箱內(nèi)的空氣排出；第二種方法，燃燒電池箱內(nèi)的氧氣，然后補(bǔ)充惰性氣體;第三種方法，將電池箱抽真空，然后填充惰性氣體。在電池箱內(nèi)放入易氧化材料包，用來(lái)捕捉電池箱內(nèi)殘余的氧氣和日積月累滲入電池箱內(nèi)的氧氣。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述阻燃方法的一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，包括電池箱、充氣口、排氣口、泄壓閥和排氣管道。電池箱為密封的箱體，電池箱壁上安裝有充氣口、排氣口和泄壓閥，充氣口和排氣口在電池箱壁上對(duì)稱安裝，并盡量保持最遠(yuǎn)距離。充氣口和排氣口上安裝有閥門(mén)。充氣口的末端安裝有擋流板，用于引導(dǎo)氣流貼近電池箱內(nèi)壁流動(dòng)。排氣管道安裝在電池箱外部，排氣管道的一端與泄壓閥相連接，另一端延伸到安全區(qū)域。電池箱內(nèi)還安裝有壓力傳感器和氧氣濃度監(jiān)測(cè)器，能將電池箱內(nèi)的氣體狀態(tài)及時(shí)反饋給電池管理系統(tǒng)。電池箱內(nèi)還安裝有易氧化材料包，用來(lái)捕捉電池箱內(nèi)殘余的氧氣和日積月累滲入電池箱內(nèi)的氧氣。
[0008]實(shí)現(xiàn)使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的第一種方法的過(guò)程是，通過(guò)充氣口往電池箱內(nèi)填充惰性氣體，使電池箱內(nèi)的空氣從排氣口排出，檢測(cè)排氣口的氧氣濃度，當(dāng)排氣口排出的氧氣濃度穩(wěn)定達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，關(guān)閉排氣口和充氣口。實(shí)現(xiàn)使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的第二種方法的過(guò)程是，將電池箱的充氣口與惰性氣體倉(cāng)連接，在排氣口燃燒電池箱內(nèi)的氧氣，當(dāng)燃燒反應(yīng)停止后，關(guān)閉排氣口和充氣口。實(shí)現(xiàn)使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的第三種方法的過(guò)程是，將排氣口與真空栗連接，啟動(dòng)真空栗，將電池箱內(nèi)的空氣抽到一定程度的真空，然后通過(guò)充氣口往電池箱內(nèi)填充惰性氣體，然后關(guān)閉排氣口和充氣口。
[0009]實(shí)現(xiàn)將可燃?xì)怏w排出到電池箱外的安全區(qū)域的過(guò)程是，當(dāng)電池箱內(nèi)發(fā)生電芯包裝破裂或者爆炸時(shí)，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w使電池箱內(nèi)的氣壓增加，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)泄壓閥打開(kāi)，氣體排向排氣管道，隨后泄壓閥關(guān)閉?？扇?xì)怏w通過(guò)排氣管道，排向安全區(qū)域，與空氣接觸，有序燃燒。
[0010]本發(fā)明中所述的惰性氣體還可以用其他阻燃?xì)怏w代替。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，該技術(shù)方案將電池箱內(nèi)的氧氣濃度降低到一定的程度，避免電池在電池箱內(nèi)劇烈燃燒，從而掐斷了電池組熱失控連鎖反應(yīng)的關(guān)鍵一環(huán)，能夠較大程度的延遲和避免熱失控連鎖反應(yīng);該技術(shù)方案當(dāng)電池箱內(nèi)產(chǎn)生了可燃?xì)怏w時(shí)，通過(guò)泄壓閥和排氣管道，將可燃?xì)怏w排出到電池箱外的安全區(qū)域，有序燃燒，能夠更大程度和更長(zhǎng)時(shí)間的控制電池組熱失控反應(yīng)，降低其危害程度。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1.電池箱，2.充氣口，3.排氣口，4.泄壓閥，5.排氣管道，6.閥門(mén)，7.擋流板，
8.壓力傳感器，9.氧氣濃度監(jiān)測(cè)器，10.易氧化材料包，11.電池管理系統(tǒng)，12.安全區(qū)域，13.電池。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示:一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，包括電池箱1、充氣口2、排氣口 3、泄壓閥4和排氣管道5。電池箱1為密封的箱體，箱內(nèi)安裝有電池13，電池箱壁上安裝有充氣口2、排氣口 3和泄壓閥4，充氣口 2和排氣口 3在電池箱壁上對(duì)稱安裝，并盡量保持最遠(yuǎn)距離。充氣口2和排氣口 3上安裝有閥門(mén)6。充氣口 2的末端安裝有擋流板7，用于引導(dǎo)氣流貼近電池箱1內(nèi)壁流動(dòng)。排氣管道5安裝在電池箱1外部，排氣管道5的一端與泄壓閥4相連接，另一端延伸到安全區(qū)域12。電池箱1內(nèi)還安裝有壓力傳感器8和氧氣濃度監(jiān)測(cè)器9，能將電池箱1內(nèi)的氣體狀態(tài)及時(shí)反饋給電池管理系統(tǒng)11。電池箱1內(nèi)還安裝有易氧化材料包10，用來(lái)捕捉電池箱1內(nèi)殘余的氧氣和日積月累滲入電池箱內(nèi)的氧氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法，包括下述幾個(gè)步驟:先將電池組安裝在密封的電池箱內(nèi)；然后使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降到一定的程度；當(dāng)電池箱內(nèi)產(chǎn)生了可燃?xì)怏w時(shí)，將可燃?xì)怏w排出到電池箱外的安全區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法，其使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的方法是:往電池箱內(nèi)填充惰性氣體，使電池箱內(nèi)的空氣排出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法，其使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的方法是:燃燒電池箱內(nèi)的氧氣，然后補(bǔ)充惰性氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法，其使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的方法是:將電池箱抽真空，然后填充惰性氣體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法，其使電池箱內(nèi)的氧氣濃度下降的方法是:在電池箱內(nèi)放入易氧化材料包，用來(lái)捕捉電池箱內(nèi)殘余的氧氣和日積月累滲入電池箱內(nèi)的氧氣。6.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法的一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，其特征是:包括電池箱、充氣口、排氣口、泄壓閥和排氣管道，所述電池箱為密封的箱體，所述電池箱壁上安裝有所述充氣口、所述排氣口和所述泄壓閥，所述排氣管道安裝在所述電池箱外部，所述排氣管道的一端與所述泄壓閥相連接，另一端延伸到安全區(qū)域。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，其特征是:所述充氣口和排氣口在所述電池箱壁上對(duì)稱安裝，并盡量保持最遠(yuǎn)距離;所述充氣口的末端安裝有擋流板，用于引導(dǎo)氣流貼近電池箱內(nèi)壁流動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，其特征是:所述充氣口和排氣口上安裝有閥門(mén)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，其特征是:所述電池箱內(nèi)安裝有易氧化材料包，用來(lái)捕捉電池箱內(nèi)殘余的氧氣和日積月累滲入電池箱內(nèi)的氧氣。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃裝置，其特征是:所述電池箱內(nèi)安裝有壓力傳感器和氧氣濃度監(jiān)測(cè)器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)安全領(lǐng)域，尤其涉及動(dòng)力電池安全領(lǐng)域。一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)阻燃方法和裝置，將電池箱內(nèi)的氧氣濃度降低到一定的程度，避免電池在電池箱內(nèi)劇烈燃燒，從而掐斷了電池組熱失控連鎖反應(yīng)的關(guān)鍵一環(huán)，能夠較大程度的延遲和避免熱失控連鎖反應(yīng)；當(dāng)電池箱內(nèi)產(chǎn)生了可燃?xì)怏w時(shí)，能通過(guò)泄壓閥和排氣管道，將可燃?xì)怏w排出到電池箱外的安全區(qū)域，有序燃燒，能夠更大程度和更長(zhǎng)時(shí)間的控制電池組熱失控反應(yīng)，降低其危害程度。
【IPC分類】H01M2/10, H01M2/12, H01M10/52, H01M10/48, H01M10/42
【公開(kāi)號(hào)】CN105470424
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510984231
【發(fā)明人】周哲明
【申請(qǐng)人】周哲明
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日