一种储能系统的制作方法

本发明属于电池领域，具体涉及一种储能系统。

背景技术：

1、随着太阳能、风能等新能源的发展，储能技术也随之发展，由于锂电池具有能量高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率低等优点，逐渐成为储能的主流产品。锂电池储能系统的大规模应用，有效提升了可再生能源的利用率，对于保障电网安全稳定运行做出了突出贡献。

2、随着锂电池储能系统规模应用，其火灾危险性也逐渐显现，由于储能系统的电池组高度聚集，在电池过充过放、过热、机械碰撞等因素影响下，容易引起电池隔膜崩溃和内部短路，从而导致热失控，可能最终导致电池内部着火，严重时引发爆炸，造成安全隐患。

3、目前，锂电池储能系统采用消防装置来杜绝以上安全隐患的发生，当出现热失控现象时，通过消防装置来降低储能系统中电池的温度和实现灭火，从而解决电池的热失控。例如，cn216497209u公开了一种集装箱储能系统的消防装置，cn217391443u公开了一种储能电站的消防系统，cn217548833u公开了一种隔热与喷雾组合的储能电池消防装置，以上储能系统中均通过消防装置中的水或灭火剂在电池发生热失控时对其进行灭火或降温。使用消防装置虽然可靠性高，但储能系统中的电池遇到水或灭火剂后可能会损坏，严重时导致整个储能系统报废。

技术实现思路

1、为解决现有电池储能系统采用水或灭火剂进行消防时可能会会损坏电池，严重时可能导致整个储能系统报废的问题，本发明提供一种储能系统。该系统中的热失控烟气处理装置能够对只发生热失控的电池进行处理，避免对未发生热失控的电池产生损坏，确保了储能系统的安全性。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是：

3、本发明提供的储能系统包括箱体、热失控烟气处理装置和多个电池，多个电池设置在箱体内；所述热失控烟气处理装置包括吸附单元、过流单元、触发单元和点火单元；所述吸附单元包括n个依次串联的吸附罐,每个吸附罐内填充有吸附介质，用于对热失控烟气进行吸附处理，n为大于等于1的整数；所述过流单元包括多个泄压管和汇流管，多个泄压管的进口分别与多个电池的泄压口一一对应连接，出口均与汇流管连接，所述汇流管的出口与第1个吸附罐的进口连通；所述触发单元用于电池热失控时启动点火单元；所述点火单元设置在箱体外，并与第n个吸附罐的出口连接，用于将吸附处理后残留的热失控烟气在箱体外进行点燃处理。以上热失控烟气处理装置能对储能系统中发生热失控电池进行处理，对未发生热失控的电池不产生影响，进而解决现有电池储能系统采用水或灭火剂进行消防时可能会会损坏电池，严重时可能导致整个储能系统报废的问题。

4、吸附过程与压力有关。压力高，吸附进行得快。当压力升高时，吸附现象开始显著。所以憋压后，被吸附的物质就会吸附于吸附剂表面。基于此，可在第n个吸附罐的出口管路上设置压力阀，该压力阀设置有打开阈值，在未打开时，对吸附单元中的热失控烟气进行憋压，增加吸附单元的吸附效果，当热失控烟气的压力超过阈值时，压力阀打开，热失控烟气进入后续的点火单元进行点火处理。更进一步的，将吸附罐的进口设置在吸附罐的顶端，出口设置在吸附罐的底端。同时，吸附罐设置为承压罐体，优选为耐压较好的圆形罐体，该罐体能够承受比较大的压力，从而增加吸附效果。

5、多个吸附罐通过软管依次串联，使得多个吸附罐可进行不同位置和方向的排布，满足箱体内或箱体外各器件的合理布置。

6、为同时满足吸附效果和成本的要求，吸附介质优选为活性炭、分子筛或氧化铝，相对于石墨、蒙脱石、硅酸盐、磷酸盐、多孔玻璃等吸附材料，活性炭、分子筛或氧化铝等吸附介质的使用，使得整个储能系统的成本进一步降低。

7、上述热失控烟气处理装置还包括冷却单元，该冷却单元包括m个冷却罐和至少一个回流罐，m个冷却罐依次串联，第1个冷却罐的进口与汇流管的出口连通，第m个冷却罐的出口或第m个冷却罐所连接的回流罐的出口与第1个吸附罐的进口连通，每个冷却罐内设置有冷却介质，m为大于等于1的整数；热失控烟气经过冷却罐后可以充分降低温度，从而有助于提高后方吸附罐对热失控烟气的吸附量，使得吸附罐的吸附处理更加彻底。所述回流罐设置在至少一个冷却罐的出口处，且回流罐的安装高度低于冷却罐出口的高度，该回流罐能够将热失控烟气冷凝后的液态介质进行收集，由于该液态介质中主要物质为液态的电解液，将其收集后，可防止高温热失控烟气中的电解液经过冷却液化后，又被新的高温烟气汽化而重新带入烟气通道，将其收集后使得吸附剂所要处理的介质变少，也避免电解液后续在点火单元点燃处理时使得火焰更大。

8、为进一步提高储能系统的安全性，可在汇流管的出口处增加感应单元，该感应单元能够在电池发生热失控时发送信号给电池管理系统(bms)，电池管理系统控制箱体内的电池停止充放电，进一步保证整个系统的安全性。

9、可将上述冷却单元、吸附单元设置在箱体外，避免箱体内热量对热失控烟气的冷却、吸附处理产生影响，同时，将上述部件设置在箱体外，可便于各器件的布置和安装，同时便于集成化，此外，还可大幅提升箱体内部的空间利用率，进而可提高储能系统的容量。

10、为进一步进行集成化安装，上述冷却单元、吸附单元可设置在集成柜内，所述点火单元设置在集成柜外部，集成柜设置在箱体外侧壁上。集成柜的设置，不仅使得冷却单元、吸附单元的集成化程度进一步提高，还可以提高冷却单元、吸附单元的防护等级，从而提高各单元的使用寿命。

11、为实现残余热失控烟气的可靠处理，上述点火单元包括排气管和点火器；所述排气管的进口与第n个吸附罐的出口连通，所述触发单元设置在排气管上，所述点火器设置在排气管的出口端，用于点燃排气管排出的热失控烟气，上述点火器优选为脉冲点火器，此外，还可在排气管上设置有阻火器，阻火器优选为管道阻火器，用于防止火焰通过排气管向下传输，对触发单元等器件产生损坏。

12、和现有技术相比，本发明技术方案具有如下优点：

13、本发明储能系统中的热失控烟气处理装置能够对整个储能系统的电池进行安全性防护，当系统中个别电池发生热失控时，可对发生热失控的电池进行处理，将热失控电池产生的热失控烟气通过泄压管排出，阻止其热扩散，可避免个别电池热失控时因热扩散而造成其他电池甚至整个储能系统失控爆炸的情况发生，同时，还可避免高温高压气体在有限空间聚集而产生危险，从而将储能系统的损失减少到最小，减少用户的损失。此外，热失控烟气处理装置中的吸附单元和点火单元能够对热失控电池的烟气进行彻底和及时处理，避免热失控烟气在箱体周围聚集，产生二次爆炸，进一步提高了整个储能系统的安全性。

14、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种储能系统，其特征在于，包括箱体、热失控烟气处理装置和多个电池；

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述热失控烟气处理装置还包括压力阀；所述压力阀设置在第n个吸附罐的出口管路上，用于对吸附单元中的热失控烟气进行憋压。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述吸附罐的进口设置在吸附罐的顶端，出口设置在吸附罐的底端。

4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，多个吸附罐通过软管依次串联，且吸附罐采用承压罐体。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述吸附介质为活性炭、分子筛或氧化铝。

6.根据权利要求1至5任一所述的储能系统，其特征在于，所述热失控烟气处理装置还包括冷却单元；所述冷却单元包括m个冷却罐和至少一个回流罐，m个冷却罐依次串联，第1个冷却罐的进口与汇流管的出口连通，第m个冷却罐的出口或第m个冷却罐所连接的回流罐的出口与第1个吸附罐的进口连通，每个冷却罐内设置有冷却介质，m为大于等于1的整数；所述回流罐设置在至少一个冷却罐的出口处，且回流罐的安装高度低于冷却罐出口的高度。

7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述热失控烟气处理装置还包括感应单元；所述感应单元设置在汇流管的出口处，用于在电池热失控时输出信号给电池管理系统。

8.根据权利要求7所述的储能系统，其特征在于：所述冷却单元、吸附单元设置在箱体外。

9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述冷却单元、吸附单元设置在集成柜内，所述点火单元设置在集成柜外，所述集成柜设置在箱体侧壁上。

10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述点火单元包括排气管和点火器；所述排气管的进口与第n个吸附罐的出口连通，所述触发单元设置在排气管上，所述点火器设置在排气管的出口端，用于点燃排气管排出的热失控烟气。

11.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述点火器为脉冲点火器，所述排气管上还设置有阻火器，所述阻火器为管道阻火器。

技术总结本发明提供一种储能系统，主要解决现有储能系统维护成本较高的问题。该储能系统包括箱体、热失控烟气处理装置和多个电池，多个电池设置在箱体内；热失控烟气处理装置包括吸附单元、过流单元、触发单元和点火单元；吸附单元包括N个依次串联的吸附罐；过流单元包括多个泄压管和汇流管，多个泄压管的进口分别与多个电池的泄压口一一对应连接，出口与汇流管连接，汇流管的出口与第1个吸附罐的进口连通；触发单元用于电池发生热失控时启动点火单元；点火单元设置在箱体外，并与第N个吸附罐的出口连接。以上热失控烟气处理装置能对储能系统中发生热失控的电池进行处理，避免影响整个储能系统。技术研发人员：张三学,翟腾飞受保护的技术使用者：陕西奥林波斯电力能源有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1