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具有事故应急处置功能的电池系统和多级电池系统

摘要

本发明涉及一种具有事故应急处置功能的电池系统和多级电池系统,具有事故应急处置功能的电池系统包括:壳体、冷却模块和电池;壳体用于将电池封闭于其中;壳体设有事故烟气输出接口;冷却模块包括:腔体、烟气接入管道、烟气处理部和烟气输出结构;腔体用于储存用于冷却事故烟气的工作介质;烟气接入管道连通事故烟气输出接口和烟气处理部;烟气处理部设置于工作介质中被工作介质覆盖以通过冷却模块对电池事故所产生的烟气进行降温处理;烟气输出结构用于将经过冷却模块降温处理后的烟气向外排出。本发明的有益之处在于,可以通过冷却模块对事故状态下电池模块逸出的大量高温烟气进行集中快速处置,消除由高温烟气引发次生事故的风险。

著录项

  • 公开/公告号CN114899507A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-12

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 南京酷朗电子有限公司;

    申请/专利号CN202111637688.0

  • 发明设计人 朱杰;

    申请日2021-12-30

  • 分类号H01M10/42(2006.01);H01M10/613(2014.01);H01M10/6563(2014.01);H01M10/6567(2014.01);H01M50/24(2021.01);

  • 代理机构南京鸥和专利代理事务所(普通合伙) 32670;

  • 代理人王迪

  • 地址 210031 江苏省南京市江北新区滨江大道396号1号楼A01

  • 入库时间 2023-06-19 16:20:42

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-08-30

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01M10/42 专利申请号:2021116376880 申请日:20211230

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有事故应急处置功能的电池系统和多级电池系统,属于电池和电能储存系统的技术领域。

背景技术

随着储能行业的高速发展,锂电池储能系统做为一种重要的技术方案得以大量的应用,锂电池的使用量也迅速增加。由于锂电池本身属于本征不安全体系,并且在集中大量使用的情况下,如果发生恶性事故后果无法预料。因此,行业内的一致观点是应加强系统安全预警和防护,以防为主,避免事故的发生,阻断事故的蔓延。然而,对于概率较低的突发恶性事故,极有可能突破现有的多级防护措施而导致严重后果,所以也应该有针对性的设计高可靠性的处置方案、从而形成全面的安全体系。

电池模块和由大量电池模块组合而成的储能系统的特点都是具有很高的能量密度。当电池模块内部发生剧烈的失控反应时,会从一个相对狭小的空间内部形成大量的可燃性烟气(高温烟气)并产生大量的反应热。而这些高温的可燃性烟气在迅速扩散的过程中,若与空气接触则将导致燃烧甚至爆炸、使得事故更加严重或导致事故蔓延。高温的可燃性烟气的特点是具有不确定性和潜在的高危险性,增加了事故处置的复杂度。

由于电池系统为带电体,尤其是对于大型的电池系统,并不建议直接用大量的水进行事故处置,因为水的导电特性有可能会加剧事故反应。并且由于电池系统的能量密度极高,因此从外部喷水的消防措施对水的利用率是很低的,存在大量的损耗。而现有技术无法高效率的利用廉价的水作为消防介质处置电池事故,无疑将大幅提高处置成本,也会增加事故风险。

现有的消防措施,采取的是对电池系统的事故位置进行直接处置的措施,但由于电池系统能量密度高、处置空间受限,导致处置过程并不能完全遏制事故的蔓延扩散;其中虽然有将烟气集中定向排放的结构,但并不能有效的降低高温烟气的危险性,容易造成次生灾害和环境污染。所以说,现有的消防措施很难及时消除在短时间内所产生的巨大热量、同时也不能够有效的降低高温的可燃性烟气的危险性,因此有必要对现有的电池模块应急处置系统进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有事故应急处置功能的电池系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种具有事故应急处置功能的电池系统,包括:壳体、冷却模块和电池;壳体用于将电池封闭于其中;壳体设有事故烟气输出接口;在电池事故状态下,电池事故产生的烟气通过事故烟气输出接口从壳体之中排出;

冷却模块包括:腔体、烟气接入管道、烟气处理部和烟气输出结构;腔体用于储存用于冷却事故烟气的工作介质;烟气接入管道连通事故烟气输出接口和烟气处理部;烟气处理部设置于工作介质中,以对电池事故所产生的烟气进行降温处理;烟气输出结构用于将经过冷却模块降温处理后的烟气向外排出。

所述的壳体是具有防护功能的结构体,在事故状态下能够维持自身的稳定、与烟气接入管道相结合实现事故烟气的定向排出;所述的壳体可以是固定式结构,如电池包壳体、电池柜体等;也可以是活动式结构,如防火卷闸门、平时卷起、事故时展开实现隔离防护;或者,在电池发生事故时临时将其移动到所述的壳体之中,以实现事故处置。

作为本发明进一步的方案:烟气处理部设有将电池事故所产生的烟气排入至工作介质中的排烟口;排烟口设置于工作介质中;由工作介质进行降温处理后的烟气经由烟气输出结构向外排出。

作为本发明进一步的方案:烟气处理部设置于腔体的底部;烟气处理部设有若干个排烟口。

作为本发明进一步的方案:具有事故应急处置功能的电池系统还包括单向阀或流体流向控制装置;单向阀或流体流向控制装置与所述烟气输出接口、烟气接入管道、烟气处理部中的一个或多个连接。

作为本发明进一步的方案:具有事故应急处置功能的电池系统还包括强制排烟装置;强制排烟装置与所述烟气输出接口、烟气接入管道、烟气处理部中的一个或多个连接。

作为本发明进一步的方案:烟气输出接口和/或所述烟气接入管道上开设有消防剂注入口。

作为本发明进一步的方案:烟气处理部包括:烟气换热器;烟气换热器被工作介质至少部分覆盖;烟气通过烟气换热器与烟气换热器外部的工作介质进行热交换后经由烟气输出结构向外排出。

作为本发明进一步的方案:烟气输出结构设置在冷却模块的上部。

作为本发明进一步的方案:烟气输出结构中设有向上伸展的用于排烟的烟囱。

作为本发明进一步的方案:腔体的下部存储工作介质;腔体的上部为空气腔,用于起到平衡气体压力的缓冲作用。

作为本发明进一步的方案:冷却模块还设有送风装置;送风装置用于将经过处理的烟气与空气混合降低烟气中可燃物的浓度。

作为本发明进一步的方案:具有事故应急处置功能的电池系统还包括工作介质循环系统,工作介质循环系统包括工作介质注入口与工作介质排出口,工作介质循环系统用于更换和/或冷却工作介质。

作为本发明进一步的方案:工作介质注入口位于冷却模块的上方,工作介质排出口位于冷却模块的底部。

一种用于车辆电池的具有事故应急处置功能的电池系统,在车辆中设置上述具有事故应急处置功能的电池系统,烟气输出结构连接有用于引导烟气排出可以连接外置冷却模块对烟气进行二次处理的外部排烟管道。

一种具有事故应急处置功能的多级电池系统,包括:若干级上述具有事故应急处置功能的电池系统;

各级的具有事故应急处置功能的电池系统的壳体采用分级嵌套式架构,高级别的具有事故应急处置功能的电池系统的壳体内封闭若干个低级别的具有事故应急处置功能的电池系统的壳体。

作为本发明进一步的方案:冷却模块可以设置为固定式冷却模块,冷却模块与壳体固定连接。

作为本发明进一步的方案:冷却模块可以设置为移动式冷却模块,在发生电池事故的情况下通过烟气接入管道与事故烟气输出接口对接以实现冷却模块与壳体的连接。

作为本发明进一步的方案:低级别的电池系统的烟气接入管道至少一部分被包裹在高级别的电池系统的壳体之中,该部分的烟气接入管道设有泄压接口,在泄压接口打开时,事故烟气可以直接导入至高级别的电池系统的壳体中。

作为本发明进一步的方案:当事故范围控制在低级别的电池系统内时,启动低级别的电池系统的应急处置功能;

当事故范围突破低级别的电池系统时,启动高级别的电池系统的应急处置功能。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、可以通过冷却模块对事故状态下电池逸出的大量高温烟气进行集中快速处置,消除由高温烟气引发次生事故的风险。冷却模块能够蓄积大量的冷量,足以将短期集中爆发的高温烟气冷却到常温再排放,杜绝烟气排放时引发次生事故。由于烟气始终处于封闭的环境之中,在被冷却和排放之前接触氧气的机会很低,从而使得电池模块的事故主要体现为热解而不是热解加燃烧,从而大幅的降低了事故的危害程度和持续时间。通过对电池事故的处理能够克服室内电站不利于消防管理的缺陷,保障室内储能电站的安全运行。

2、由于首先对电池模块进行了隔热封闭处理,因此,只要事故烟气能够顺利排出并能够被及时处理、电池模块的封闭结构就不会因为内部压力升高而被破坏,从而能够达到阻断事故的蔓延的效果。

3、工作介质为液态或固态的水或以水为主的溶液、当然也可以在水中适当添加能够抑制事故的消防药剂。本发明的技术方案不仅可以充分发挥水的比热容大、相变潜热大的优势,大幅提高水的利用效率、减少用水量,并且避免了具有导电性的水直接与电池系统接触加剧事故反应的风险。

4、与现有技术中通常采用的灭火剂相比,水具有成本低、不受保质期限制、可靠性高的优点。

5、在系统设有循环过滤子系统,通过循环过滤子系统能够滤出被液态的工作介质所吸附的杂质(如大量的颗粒物和部分VOCs成分等),并进行无害化处理,大幅降低了对环境的污染。

6、对于包含大量电池的储能系统,由于事故处置系统的利用率极低,仅当发生事故时才有作用,因此业主对于这方面的设备投资非常谨慎。由于储能系统常年需要对电池进行冷却,本发明的冷却模块在平时可以做为冷源使用,采取类似于建筑的蓄冷空调系统的“移峰填谷”的运行模式以节省运行电费。

附图说明

图1是作为本发明的第一实施例的一种具有事故应急处置功能的电池系统的示意图;

图2是作为本发明的第二实施例的一种具有事故应急处置功能的电池系统的示意图;

图3是作为本发明的另一实施例的一种具有事故应急处置功能的电池系统的示意图;

图4是作为本发明的又一实施例的一种具有事故应急处置功能的电池系统的示意图;

图5是作为本发明的一种包含蓄冷模块的具有事故应急处置功能的电池系统的示意图;

图6是作为本发明的包含移动式冷却模块的具有事故应急处置功能的一种预制舱式储能电站的全景示意图;

图7是具有事故应急处置功能的电池系统应用到车辆上的示意图;

图8是包含移动式冷却模块的具有事故应急处置功能的电池系统应用到车辆上的示意图;

图9是应用电池事故多级应急处置系统的一种预制舱式储能电站的单个储能预制舱全景示意图。

标号清单:壳体10、冷却模块20、电池30、工作介质40、蓄冷模块60、腔体21、烟气接入管道22、烟气处理部23、烟气输出结构24、烟气换热器25、烟囱26、送风装置27、水源51、进水口52、出水口53、过滤装置54。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

作为本发明的第一实施例,如图1所示,一种具有事故应急处置功能的电池系统,包括:壳体10、冷却模块20和电池30。

壳体10用于将电池30封闭于其中。壳体10设有事故烟气输出接口。在电池事故状态下,事故烟气输出接口被打开从而定向排出电池事故所产生的烟气。

冷却模块20包括:腔体21、烟气接入管道22、烟气处理部23和烟气输出结构24。腔体21用于储存用于冷却事故烟气的工作介质40。烟气接入管道22连通事故烟气输出接口和烟气处理部23。烟气处理部23设置于工作介质40中被工作介质40覆盖以通过冷却模块20对电池事故所产生的烟气进行降温处理。烟气输出结构24用于将经过冷却模块20降温处理后的烟气向外排出。壳体10和烟气接入管道22均可以采用耐高温隔热材料制成,具有耐高温隔热效果。

作为一种具体的实施方式,烟气处理部23设有将电池事故所产生的烟气排入至工作介质40中的排烟口。排烟口设置于工作介质40中。由工作介质40进行降温处理后的烟气经由烟气输出结构24向外排出。烟气处理部23设置于腔体21的底部。烟气处理部23设有若干个排烟口。使得高温事故烟气能够与工作介质进行充分的热交换、快速降低至常温状态。

作为可选的实施方式,设置单向阀或类似的流体流向控制装置,防止工作介质40倒灌入壳体内部。单向阀或类似的流体流向控制装置与烟气输出接口、烟气接入管道、烟气处理部中的一个或多个连接。

作为可选的实施方式,设置与烟气输出接口、烟气接入管道、烟气处理部中的一个或多个连通的强制排烟装置,如风扇等,用于在发生事故的情况下将事故烟气定向、快速地导流。

作为可选的实施方式,在烟气输出接口、烟气接入管道中的一个或两个上开设消防剂注入口,通过该消防剂注入口能够将消防剂注入壳体内部,进一步避免事故的扩散。

烟气输出结构24设置在冷却模块20的上部。作为本发明进一步的方案:腔体21的下部存储工作介质40。腔体21的上部为空气腔,用于起到平衡气体压力的缓冲作用。

当电池发生热失控事故时,在电池内部发生的主要是热解反应、其结果是快速的产生大量的高温可燃烟气;在电池内部完全分解的过程中所产生的热量(电化学能+反应热)约为事故前电池SOC的2-3倍,瞬时的释热功率很高。但是若高温可燃烟气与外部氧气接触发生燃烧甚至爆炸并且蔓延到周围的物品,则所释放的热量将呈现几何级数的增加。具有事故应急处置功能的电池系统可以对电池事故产生的高温可燃烟气进行有效的降温处理,及时吸收事故过程产生的全部热量(按最大值可设计为有能力吸收等同于电池额定电量3倍的热量),能够使得降温后的可燃烟气即使与氧气混合也不会燃烧更不会爆炸。

作为本发明的第二实施例如图2所示,壳体10、冷却模块20、电池30、工作介质40,腔体21、烟气接入管道22和烟气输出结构24与图1所示的第一实施例相同。与图1所示的第一实施例不同的是,第二实施例中,烟气处理部23包括:烟气换热器25。烟气换热器被工作介质40覆盖。烟气通过烟气换热器25与烟气换热器25外部的工作介质进行热交换后经由烟气输出结构24向外排出。第一实施例的方式,烟气直接排入工作介质中,冷却效果好,可以利用工作介质吸附烟气中的部分物质。而采用第二实施例的方式,烟气通过烟气换热器间接与工作介质进行换热,烟气不会污染工作介质,运行条件稳定。

作为一种可选的实施方式,如图3所示,系统中配置工作介质循环系统,工作介质循环系统包括工作介质源51,工作介质注入口52位于冷却模块的上部,工作介质排出口53位于冷却模块的底部,更接近于烟气处理部的位置,便于排出高温热工作介质可以利用常温循环工作介质进行降温。作为可选的实施方式,工作介质为水,工作介质源51为水源,可以市政消防水源、自然界或人工水源。在事故状态下,将冷却模块与水源连通、从通过腔体上的注水口不断的注入常温冷水。同时,将与高温烟气热交换之后的高温热水从腔体上的排水口排出。作为可选的实施方式,水循环系统还可以包括过滤装置54,对排出的热水进行无害化处理之后再排放。

作为另一种可选的实施方式,也可以用低温介质进行降温,此时,则需要在系统中配置蓄冷模块60(参考图4),具体可以是冰蓄冷或水蓄冷等。该模式的优点是换热能力强,与常温水方案相比能够在单位空间内承受更猛烈的高温事故烟气的冲击,有利于事故的处置。并且,在冷却模块60中存储冰或冰浆,能够更有效的降低烟气温度,若能够将其中的VOCs成分的温度降低至其沸点之下,则可以大幅的减少其挥发量,进一步降低事故风险和减少污染物的排放。

如图4和图5所示,对于有日常制冷需求的系统,在绝大部分时间系统处于正常状态时,可以采用“移峰填谷”的运行模式降低运行成本。在正常状态下,通过制冷循环系统对冷却模块中的水进行冷却,蓄积冷量;并且,可以采用“移峰填谷”的运行模式,通过释冷循环系统释放冷量,对有日常制冷需求的系统提供冷量。为了实现对有日常制冷需求的系统提供冷量的目标,蓄冷模块的体量通常很大。在事故状态下,由冷却模块中蓄积的冷量对高温烟气进行冷却。一般情况下,所蓄积的冷量足以完成对事故的全程处置。当然,也可以启动制冷循环系统对冷却模块补充冷量,以增强其处置事故的能力。参考图4,制冷循环系统和释冷循环系统在冷却模块中采用一个换热器61实现热交换,当然也可以分别采用不同的换热器或混水装置完成热交换过程。对于冰蓄冷系统,在换热器及其翅片上会结冰,将换热器置于烟气处理部的上方,一方面可以使得高温事故烟气与冰层充分接触、快速降温,另一方面可以防止冰堵塞烟气处理部的排烟口、避免排气不畅。制冷循环和释冷循环通常由供、回两组管道构成工质的循环,并采用换热器换热,或/和直接混合的方式实现热交换。冷却模块可以与蓄冷模块相互独立也可以相互结合。

作为一种可选的实施方式,如图4所示,烟气输出结构中设有向上伸展的用于排烟的烟囱26。具体而言,冷却模块可以设置用于将经过工作介质处理后的烟气排出的排烟子系统。排烟子系统设有一个向上伸展的烟囱。通过设置烟囱结构可以引导处理后的气体远离事故现场,进一步降低危险性。冷却模块还设有送风装置27。送风装置用于将经过处理的烟气与空气混合降低烟气中可燃物的浓度。送风装置导入外部新鲜空气从而降低烟气中可燃物的浓度从而降低风险。

作为一种具体的实施方式,如图1所示,冷却模块20可以设置为固定式冷却模块20,冷却模块20与壳体10固定连接。

作为一种可选的实施方式,如图6所示,冷却模块可以设置为移动式冷却模块,此时冷却模块为独立的单元通过烟气接入管道接入烟气进行处理,在发生电池事故的情况下通过烟气接入管道与事故烟气输出接口对接以实现冷却模块与壳体的连接。

上述内容主要陈述了技术方案的各种框架结构、组织形式和冷却模块的设计细节进行了阐述。为了进一步便于利于,以实际的应用场景为例进行说明。

如图7所示,一种用于车辆电池的具有事故应急处置功能的电池系统,在车辆中设置上述具有事故应急处置功能的电池系统。即在车辆中安装壳体10与冷却模块20。通过壳体10封闭车辆电池。

事故烟气输出接口在非事故状态下处于封闭状态。在电池发生故障后,气压升过高、温度升高,可以通过压力信号或/和温度信号开启。事故烟气输出接口开启后将烟气通过排烟管道进入到冷却模块进行冷却降温。可以通过车辆空调系统对工作介质补充冷量,采用车辆空调系统作为冷却模块的蓄冷循环子系统,承担制冷作业。对于电动汽车而言,采用具有事故应急处置功能的电池系统,可以使得事故早期不会产生明火,能够有效的抑制事故的危害性。但由于车辆空间有限,车载的冷却模块20一般仅能处理30分钟之内的事故烟气,随后冷却模块的冷量将耗尽,该时间足够驾乘人员逃生并采取进一步的处置措施。

当停车场中相邻位置停泊着若干辆电动车辆时,若其中一辆电动车辆发生事故、很容易蔓延到周围的车辆,将造成严重的连锁反应。这种情况尤其对于地下停车场是灾难性的。此时,可以在停车场配备移动式冷却模块,当车辆处于停泊状态并发生电池事故时、首先由车载的冷却模块进行初期处置,然后将移动式冷却模块移动至发生事故的车辆位置附近并与伸展至车辆外部的排烟管道相连接,实现对事故烟气进行持续的处置,避免事故蔓延至周围车辆。上述连接过程,可以人工完成、或通过自动连接机器人自动完成。烟气输出结构连接有外部排烟管道。外部排烟管道用于引导烟气排出可以连接外置冷却模块对烟气进行二次处理的外部排烟管道。例如参考图8所示,在车辆中设置壳体10与冷却模块20的基础上,还可以通过外部排烟管道连接独立的冷却模块的烟气接入管道。利用移动式冷却模块作为外置冷却模块对烟气进行二次处理。

具有事故应急处置功能的电池系统可以应用在大型的电池系统中,例如储能电站、电动车辆换电站等。在大型的电池系统中,密集存储了大量的电池模块;为了实现对事故的分级定位、精确处置,就需要采用电池事故多级应急处置系统。以图6的预制舱式储能电站为例进行说明。

一种电池事故多级应急处置系统,包括:若干级上述具有事故应急处置功能的电池系统。

各级的电池系统的壳体采用分级嵌套式架构,高级别的电池系统的壳体内封闭若干个低级别的电池系统的壳体。当事故范围控制在低级别的电池系统内时,由低级别的电池系统进行处置。当事故范围突破低级别的电池系统时,启动高级别的电池系统进行处置。

具体而言,图6为一个预制舱式储能电站,其中包括制冷主机系统、集中蓄冷模块、移动式冷却模块和若干个储能预制舱。在正常运行时,采取移峰填谷的运行模式,即由制冷主机系统在谷电时段运行,通过制冷循环对集中蓄冷模块补充冷量;然后,由集中蓄冷模块通过释冷循环对各个储能预制舱提供冷量、主要用于电池系统的日常冷却。在发生事故时,将移动式冷却模块移动到发生事故的储能预制舱附近并与其对接、然后待命或进行事故处置,移动式冷却模块通过循环管道与集中蓄冷模块保持连接,由集中蓄冷模块为移动式冷却模块持续提供冷却烟气所需的冷量。

其中,图9的储能电池预制舱,包括预制舱空调主机、控制汇流柜和六个电池簇。每个电池簇包括三个电池柜、每个电池柜包括七个主要用于放置电池模块的格子、也可以放入控制模块;一般情况下一个电池簇配置一个控制模块。图9的储能预制舱可以设置三级具有事故应急处置功能的电池系统。电池模块级(第一级)、电池柜级(第二级)和电池簇/预制舱级(第三级)。每一级都有对应的壳体和冷却模块。各个电池模块放置在电池柜的隔板上,电池模块被封闭在电池柜的壳体之中,电池模块采用封闭式的壳体(一般标准为防护等级IP67)作为第一级的壳体。第一级排烟管道采用Φ50mm的圆形管道、截面积约0.002㎡,第二级排烟管道采用Φ150mm的圆形管道、截面积约0.018㎡,第三级排烟管道采用矩形扁管、截面积约0.14㎡。为了安全起见,防止局部压力过大破坏防护结构,也可以适当增大各级管道的截面积。电池模块的壳体上设有第一级单向安全阀,在事故状态下打开。第一级排烟管道分别连接各个第一级单向安全阀,汇总后向外延伸,并与第一级冷却模块连接。第一级冷却模块设置在预制舱之中,用于处置电池模块级的初级事故。

低级别的电池系统的烟气接入管道至少一部分被包裹在高级别的电池系统的壳体之中,该部分的烟气接入管道设有泄压接口,在泄压接口打开时,事故烟气可以直接导入至高级别的电池系统的壳体中。

电池模块的壳体可以设计为具有耐高温和隔热功能做为第一级壳体,还可以将电池柜的壳体和隔板设置为具有耐高温和隔热功能,以电池柜的壳体和隔板和电池模块的壳体共同构成第一级壳体。此时,对隔板无气密性要求,隔板主要用于阻挡热辐射、降低热对流。当事故高温烟气能够被及时排出时,电池模块的封闭式壳体就不需要承受过高的大气压力,可以降低制造难度和成本。

在第一级排烟管道穿过电池柜的壳体向外延伸前,设置第一级泄压接口,该泄压接口用于监测汇总后的第一级排烟管道的内部压力,当事故发生扩散导致第一级排烟管道的内部压力升高时,泄压装置打开将事故烟气导入电池柜的空间之中。

泄压接口包括三个接口,进气口、排气口和泄压口;进气口连接处于高一级别的壳体之中的同级的烟气接入管道。排气口连接处于高一级别的壳体之外的外部排烟管道。泄压口连通高一级别的壳体的内部空间。正常状态下排气口和泄压口均关闭,事故状态下,进气口侧的压力升高使得排气口打开,向排气口排出事故烟气。当事故发生扩散,内部烟气量大幅增加导致压力持续上升时,泄压口打开,将事故烟气导入高一级别的壳体再排出。同时,可将排气口关闭,停止向同级的外部排烟管道输出事故烟气。排气口的常闭状态是为了防止其他位置产生的事故烟气的倒灌。

三个电池柜被封闭在电池簇的壳体之中,或者也可以采用动态防护体结构,例如在各个电池簇之间设置防火卷闸门,正常状态下处于收卷状态,发生事故时将防火卷闸门完全展开,实现各个电池簇之间的防火隔热的隔离。三个电池柜的顶部设有第二级单向安全阀,在事故状态下打开。第二级排烟管道分别连接三个第二级单向安全阀,汇总后向外延伸,并与第二级冷却模块连接。第二级冷却模块采用外置的移动式冷却模块。

在第二级排烟管道穿过电池簇的壳体向外延伸前,设置第二级泄压接口,该泄压接口用于监测汇总后的第二级排烟管道的内部压力,当事故发生扩散导致第二级排烟管道的内部压力升高时,泄压装置打开将事故烟气导入电池簇的空间之中。第二级泄压接口的结构形式与上述的第一级泄压接口相同。

六个电池簇被封闭在预制舱的壳体之中,六个电池簇的顶部分别设有第三级单向安全阀,在事故状态下打开。第三级排烟管道分别连接三个第三级单向安全阀,采用两路汇总,分三个汇总通道从预制舱的顶部向外延伸,并与第三级冷却模块连接。三个汇总通道采用上下排列的方式,与设置于预制舱顶部一侧的总排烟管道接口连接。同时,第二级排烟通道也与总排烟管道接口。第三级冷却模块与第二级冷却模块共同使用图6所示的移动式冷却模块。各级单向阀的设置能够避免某个发生事故的壳体中释放的烟气灌入其他未发生事故的壳体的空间中。

对于室内布置的储能电站系统,系统设置和处置流程与预制舱式储能电站系统大致相同,只需要严格做到分区、分级防火隔离和预留移动式冷却模块的行进路线即可。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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