本发明涉及储能电站,具体为一种储能电站中电池模组热失控预警控制方法及装置。
背景技术:
1、储能电站中是一种用来储存电能并在特定的时间进行释放的设备,常见的储能电站由大量电池模组构成,为了保证能量密度,大多数储能电站都会采用磷酸铁锂电池或三元锂电池,上述电池在使用中内部短路或隔膜破损等情况下,均可能出现热失控问题,其原理是电池内部的放热反应导致温度升高,超出可控范围,从而引发爆炸、爆燃的一系列事故;
2、为了应对热失控引发的事故,现有技术中,电池模块的每个电池单体中均设置有温度传感器等监控元件,在出现异常升温的热失控前兆时,及时警报预警,提示工作人员,随着电池异常升温,电解液分解伴随着气体产生会导致电池内部压力增加,现有技术中电池单体上设置有泄压口,在电池单体内部压力升高到一定程度时能够顶开泄压口进行泄压;但是该方法存在一定的局限性,为了保证电池单体的密封稳定性,泄压口需要足够的压力才能开启,在达到泄压的压力前,电池单体内部压力的增加也会加剧热失控的过程,因此留给工作人员处理的时间更少。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种储能电站中电池模组热失控预警控制方法及装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种电池模组热失控预警控制装置,包括电池单体外壳和移动控制框,所述移动控制框通过移动控制臂驱动能够相对于电池单体外壳移动,所述电池单体外壳上开设有泄压口,所述泄压口中设置有泄压堵片和连接环页,所述泄压堵片通过连接环页与泄压口封闭连接,所述泄压堵片的上表面固定设置有对接圆罩,所述泄压堵片中上下贯穿开设有主动气孔,所述对接圆罩与所述主动气孔相互连通,所述主动气孔的下方设置有锥形塞,所述锥形塞上移到位后能够将主动气孔的下端封闭,所述锥形塞上固定设置有连接塞杆,所述连接塞杆穿插经过主动气孔,所述连接塞杆和所述主动气孔之间具有间隙,所述对接圆罩中设置有具有自锁功能的转换结构,所述转换结构能够将旋转驱动转换为带动连接塞杆轴向移动的直线驱动,所述移动控制框上设置有对接配合结构,所述对接配合结构能够与对接圆罩对接配合,所述对接配合结构用于旋转驱动转换结构。
3、所述转换结构包括内壁滑槽、升降块、螺纹栓、端头盘和阻挡立杆,所述内壁滑槽设置在对接圆罩的内壁表面位置,所述内壁滑槽用于对升降块进行限位,使得升降块在对接圆罩的内部只能沿着连接塞杆的轴线方向移动,所述升降块中螺旋配合设置有螺纹栓,所述螺纹栓的下端与泄压堵片限位连接,所述螺纹栓的上端固定设置有端头盘,所述端头盘的上表面固定设置有阻挡立杆,所述升降块与所述连接塞杆固定安装。
4、所述对接配合结构包括压持滑块、弹簧轴和压持弹簧,所述压持滑块限位滑动设置在移动控制框的内部,所述移动控制框的内部固定设置有弹簧轴,所述弹簧轴穿插经过压持滑块,所述弹簧轴的外部套设有压持弹簧,所述压持弹簧位于压持滑块的上方,对压持滑块施加向下的弹性压力,所述压持滑块的表面固定设置有延伸臂,所述延伸臂的下方固定设置有对接套管,所述对接套管能够与对接圆罩对接配合。
5、所述延伸臂上固定设置有旋转驱动模块,所述对接套管中设置有控制拧轴,所述旋转驱动模块驱动控制拧轴旋转,所述控制拧轴的端部固定设置有垂直拨板,所述对接套管的外部连通设置有活动连管。
6、所述移动控制框的表面固定设置有切换台体,所述切换台体中开设有灭火剂输入腔和常开排气腔,所述灭火剂输入腔与所述常开排气腔相互平行,所述灭火剂输入腔与所述常开排气腔的端部均与活动连管连通,所述切换台体中开设有中断立腔,所述中断立腔将灭火剂输入腔和常开排气腔分隔切断,所述中断立腔中设置有圆柱塞体,所述圆柱塞体的外壁表面与中断立腔的内壁表面密封接触,初始状态下,圆柱塞体与灭火剂输入腔对应,将灭火剂输入腔阻隔中断,此时常开排气腔处于连通状态。
7、所述圆柱塞体中上下观察开设有气压均衡孔,所述圆柱塞体的上部固定设置有塞体控制轴,所述塞体控制轴伸出到切换台体的外部,所述塞体控制轴与所述切换台体之间密封接触,所述塞体控制轴的上端固定设置有弹片压板,所述移动控制框的表面固定设置有限位外框,所述限位外框对弹片压板进行限位。
8、所述弹片压板中设置有拨动锁件,所述拨动锁件上固定设置有锁定轴,所述限位外框中开设有配合锁孔,所述锁定轴插设在配合锁孔中,使得弹片压板与限位外框相互锁定,所述移动控制框的表面固定设置有固定上压板,所述固定上压板的下方设置有下压弹片,所述下压弹片对弹片压板提供向下的弹性压力,所述移动控制框的外部设置有触发撬板,所述触发撬板通过支点与移动控制框摆动安装,当所述触发撬板摆动时,触发撬板的下端能够推动拨动锁件移动,使得锁定轴从配合锁孔中拔出。
9、所述移动控制框中开设有框内竖槽,所述框内竖槽中设置有换向轴,所述移动控制框上固定设置有发条复位盒,所述发条复位盒的外部设置有收卷辊,当收卷辊转动时,发条复位盒能够进行弹性蓄力,使得收卷辊具有弹性回转功能,所述换向轴的外部绕设有同步拉带,所述同步拉带的一端与压持滑块连接,另一端与收卷辊连接,所述收卷辊的端部同轴设置有同步轴体,所述同步轴体上固定设置有弧弯弹片,所述弧弯弹片上固定设置有配重锤块,所述配重锤块与所述触发撬板的位置相互对应。
10、所述移动控制框上固定设置有安装固定页,所述移动控制框通过安装固定页与移动控制臂固定安装,所述连接环页上开设有断裂预留槽。
11、一种储能电站中电池模组热失控预警控制方法,该方法采用电池模组热失控预警控制装置,包括以下步骤:
12、步骤一:当检测到电池模组中某一块电池单体热失控时,控制移动控制框移动到对应的电池单体处,使得对接套管罩设在对接圆罩上完成对接;
13、步骤二:旋转驱动模块驱动控制拧轴旋转,通过转换结构使得锥形塞下移,进行主动排气;
14、步骤三:通过对接套管和活动连管收集电池中的胀气,延缓电池单体内部升压,并避免有害气体逸散。
15、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
16、本发明电池模组热失控预警控制装置,能够在电池模组出现电池单体热失控问题时,主动对电池单体进行泄压,使得热失控过程中产生的胀气能够及时排出,无需等待达到泄压压力,延缓电池内部压力升高引发的链式反应,争取到更多的工作人员处理时间,并同时能够对电池内部的毒害气体进行收集,避免逸散在狭小的储能电站仓室中被工作人员吸入,并且在误判时,能够完全恢复泄压口的关闭。
17、本发明通过结构设置,能够在对接套管和对接圆罩对接配合进行主动泄压排气的过程中,不影响泄压堵片的工作,当电池单体出现更进一步的爆燃时,泄压堵片在压力冲击下仍能够开启,此时对接套管会弹性上移躲避。
18、通过设置的同步拉带、触发撬板和切换台体等结构配合,能够自动判别对接套管的上移情况,当对接套管被爆燃冲击推动快速上移时,触发撬板会被触发动作,使得弹片压板解锁,切换台体内部进行自动切换,此时灭火剂输入腔与对接套管连通,使得对接套管直接喷出灭火剂。
1.一种电池模组热失控预警控制装置,包括电池单体外壳(1)和移动控制框(2),所述移动控制框(2)通过移动控制臂驱动能够相对于电池单体外壳(1)移动,所述电池单体外壳(1)上开设有泄压口(3),其特征在于:所述泄压口(3)中设置有泄压堵片(4)和连接环页(5),所述泄压堵片(4)通过连接环页(5)与泄压口(3)封闭连接,所述泄压堵片(4)的上表面固定设置有对接圆罩(6),所述泄压堵片(4)中上下贯穿开设有主动气孔(7),所述对接圆罩(6)与所述主动气孔(7)相互连通,所述主动气孔(7)的下方设置有锥形塞(8),所述锥形塞(8)上移到位后能够将主动气孔(7)的下端封闭,所述锥形塞(8)上固定设置有连接塞杆(9),所述连接塞杆(9)穿插经过主动气孔(7),所述连接塞杆(9)和所述主动气孔(7)之间具有间隙,所述对接圆罩(6)中设置有具有自锁功能的转换结构,所述转换结构能够将旋转驱动转换为带动连接塞杆(9)轴向移动的直线驱动,所述移动控制框(2)上设置有对接配合结构,所述对接配合结构能够与对接圆罩(6)对接配合,所述对接配合结构用于旋转驱动转换结构。
2.根据权利要求1所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述转换结构包括内壁滑槽(601)、升降块(602)、螺纹栓(603)、端头盘(604)和阻挡立杆(605),所述内壁滑槽(601)设置在对接圆罩(6)的内壁表面位置,所述内壁滑槽(601)用于对升降块(602)进行限位,使得升降块(602)在对接圆罩(6)的内部只能沿着连接塞杆(9)的轴线方向移动,所述升降块(602)中螺旋配合设置有螺纹栓(603),所述螺纹栓(603)的下端与泄压堵片(4)限位连接,所述螺纹栓(603)的上端固定设置有端头盘(604),所述端头盘(604)的上表面固定设置有阻挡立杆(605),所述升降块(602)与所述连接塞杆(9)固定安装。
3.根据权利要求1所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述对接配合结构包括压持滑块(201)、弹簧轴(202)和压持弹簧(203),所述压持滑块(201)限位滑动设置在移动控制框(2)的内部,所述移动控制框(2)的内部固定设置有弹簧轴(202),所述弹簧轴(202)穿插经过压持滑块(201),所述弹簧轴(202)的外部套设有压持弹簧(203),所述压持弹簧(203)位于压持滑块(201)的上方,对压持滑块(201)施加向下的弹性压力,所述压持滑块(201)的表面固定设置有延伸臂(204),所述延伸臂(204)的下方固定设置有对接套管(205),所述对接套管(205)能够与对接圆罩(6)对接配合。
4.根据权利要求3所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述延伸臂(204)上固定设置有旋转驱动模块(206),所述对接套管(205)中设置有控制拧轴(207),所述旋转驱动模块(206)驱动控制拧轴(207)旋转,所述控制拧轴(207)的端部固定设置有垂直拨板(208),所述对接套管(205)的外部连通设置有活动连管(209)。
5.根据权利要求4所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述移动控制框(2)的表面固定设置有切换台体(210),所述切换台体(210)中开设有灭火剂输入腔(211)和常开排气腔(212),所述灭火剂输入腔(211)与所述常开排气腔(212)相互平行,所述灭火剂输入腔(211)与所述常开排气腔(212)的端部均与活动连管(209)连通,所述切换台体(210)中开设有中断立腔(213),所述中断立腔(213)将灭火剂输入腔(211)和常开排气腔(212)分隔切断,所述中断立腔(213)中设置有圆柱塞体(214),所述圆柱塞体(214)的外壁表面与中断立腔(213)的内壁表面密封接触,初始状态下,圆柱塞体(214)与灭火剂输入腔(211)对应,将灭火剂输入腔(211)阻隔中断,此时常开排气腔(212)处于连通状态。
6.根据权利要求5所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述圆柱塞体(214)中上下观察开设有气压均衡孔(215),所述圆柱塞体(214)的上部固定设置有塞体控制轴(216),所述塞体控制轴(216)伸出到切换台体(210)的外部,所述塞体控制轴(216)与所述切换台体(210)之间密封接触,所述塞体控制轴(216)的上端固定设置有弹片压板(217),所述移动控制框(2)的表面固定设置有限位外框(218),所述限位外框(218)对弹片压板(217)进行限位。
7.根据权利要求6所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述弹片压板(217)中设置有拨动锁件(219),所述拨动锁件(219)上固定设置有锁定轴(220),所述限位外框(218)中开设有配合锁孔(221),所述锁定轴(220)插设在配合锁孔(221)中,使得弹片压板(217)与限位外框(218)相互锁定,所述移动控制框(2)的表面固定设置有固定上压板(222),所述固定上压板(222)的下方设置有下压弹片(223),所述下压弹片(223)对弹片压板(217)提供向下的弹性压力,所述移动控制框(2)的外部设置有触发撬板(224),所述触发撬板(224)通过支点与移动控制框(2)摆动安装,当所述触发撬板(224)摆动时,触发撬板(224)的下端能够推动拨动锁件(219)移动,使得锁定轴(220)从配合锁孔(221)中拔出。
8.根据权利要求7所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述移动控制框(2)中开设有框内竖槽(225),所述框内竖槽(225)中设置有换向轴(226),所述移动控制框(2)上固定设置有发条复位盒(227),所述发条复位盒(227)的外部设置有收卷辊(228),当收卷辊(228)转动时,发条复位盒(227)能够进行弹性蓄力,使得收卷辊(228)具有弹性回转功能,所述换向轴(226)的外部绕设有同步拉带(229),所述同步拉带(229)的一端与压持滑块(201)连接,另一端与收卷辊(228)连接,所述收卷辊(228)的端部同轴设置有同步轴体(230),所述同步轴体(230)上固定设置有弧弯弹片(231),所述弧弯弹片(231)上固定设置有配重锤块(232),所述配重锤块(232)与所述触发撬板(224)的位置相互对应。
9.根据权利要求1所述的一种电池模组热失控预警控制装置,其特征在于:所述移动控制框(2)上固定设置有安装固定页(233),所述移动控制框(2)通过安装固定页(233)与移动控制臂固定安装,所述连接环页(5)上开设有断裂预留槽(501)。
10.一种储能电站中电池模组热失控预警控制方法,该方法采用权利要求4-8中任一项所述的电池模组热失控预警控制装置,其特征在于,包括以下步骤:
