用于固定电池的火焰淬火室的制作方法
未命名
09-16
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用于固定电池的火焰淬火室
1.引言
2.本公开涉及一种用于降低来自电池的热流中的温度和/或压力的装置,并且更具体地涉及一种用于降低来自固定储能系统中的电池的热流中的温度和/或压力的装置。
技术实现要素:
3.在至少一些示例性图示中,一种装置包括淬火室,该淬火室被构造成将热流从电池单元隔室引导至排气口。该淬火室可以被构造成在该热流到达该排气口之前熄灭存在于该热流中的火焰。
4.在至少一些示例性装置中,提供挡板,该挡板可定位在该淬火室内。
5.在这些示例性装置中的至少一些示例性装置中,该挡板限定穿过淬火室的波状流动路径。在一些示例中,该波状流动路径可限定超过从该电池单元隔室到该排气口的距离的路径长度。
6.在至少一些示例性装置中,挡板包括对热失控热流的多个障碍物。在这些示例的至少一个子集中,该淬火室由多个壁构件限定,其中该障碍物由该壁构件中的相应一个壁构件支撑。该障碍物可以与该相应的壁构件限定倾斜角。
7.在至少一些示例性装置中,该排气口是包括可移动阀构件的泄压阀。例如,该可移动阀构件可被构造成响应于该淬火室的内部压力超过阈值压力而移动。
8.在至少一些示例性装置中,该淬火室被构造成当该热失控热流行进至该排气口时耗散该热失控热流的温度和压力中的一者。
9.在至少一些示例性装置中,该淬火室限定被构造成允许该热失控热流的膨胀的封闭体积。
10.在至少一些示例性装置中,该淬火室可包括从对应的多个电池单元隔室入口位置到该排气口的多个流动路径。
11.在至少一些示例中,装置的排气口被构造成将该热失控热流引导至该装置的外室,并且该装置的该外室被构造成将该热失控热流通过出口引导出该装置。
12.一些示例性装置可以是包括该电池单元隔室的住宅电池模块。在这些示例的至少一个子集中,该装置包括电池室壁,该电池室壁将该电池单元隔室与定位在该电池单元隔室和该淬火室上方的外室分开。在这些示例中的至少一些示例中,该排气口可定位在该电池室壁中,其中该外室包括定位在该外室的侧壁中的出口。
13.在至少一些示例性图示中,一种方法包括在淬火室处接收来自包括多个电池单元的电池单元隔室的热流。该方法还包括引导该热失控热流通过该淬火室至排气口。该淬火室可在该热流到达该排气口之前熄灭存在于该热流中的火焰。
14.在至少一些示例性方法中,引导该热流通过该淬火室包括围绕淬火室内的多个障碍物传递热流。
15.在至少一些示例性方法中,引导该热流通过该淬火室包括沿着波状路径传递该热失控热流。
16.在至少一些示例性方法中,该排气口是包括可移动阀构件的泄压阀,并且该方法还包括响应于该淬火室的内部压力超过阈值压力而经由该可移动阀构件从该淬火室排出该热流。
附图说明
17.在结合附图考虑以下具体实施方式时,本公开的上述和其他特征结构、其性质和各种优点将更加显而易见,其中:
18.图1示出了根据本公开的一些实施方案的例如用于住宅的例示性固定储能系统的剖面图;
19.图2a示出了根据本公开的一些实施方案的例示性泄压阀的透视图;
20.图2b示出了根据本公开的一些实施方案的图2a的泄压阀沿线2b-2b截取的剖视图;
21.图3示出了根据本公开的一些实施方案的例如用于住宅的另一示例性固定储能系统的剖面图;
22.图4a示出了根据本公开的一些实施方案的例如用于住宅的另一示例性固定储能系统的剖面图;
23.图4b示出了根据一个示例的图4a的固定储能系统的剖面图的放大部分;
24.图4c示出了根据示例性方法的另一固定储能系统的剖面图;
25.图4d示出了根据一些示例性方法的另一固定储能系统的剖面图;并且
26.图5示出了根据本公开的一些实施方案的用于处理电池系统的热流的例示性过程的流程图。
具体实施方式
27.电池系统已经被开发以在住宅应用和商业应用中提供按需电力。通常,这些固定电池系统的电池单元可选择性地储存和供应电能到例如住宅。仅仅示例性地,一个或多个固定电池系统可以具有多个,并且在一些情况下具有大量电池单元。电池单元被构造成储存从电网接收的电能并且根据需要从电池单元提供电力,例如,当电网不可用、经历断电等时。在一些应用中,固定电力储存系统通过允许暂时储存由太阳能电池单元或太阳能电池板产生的电力(仅作为一个示例)来促进替代能量的部署。
28.热失控事件可能发生在电池单元中,例如,诸如锂离子(“li-离子”)、锂-镍-锰-钴-氧化物(“nmc”)或锂-镍-钴-铝氧化物(“nca”)电池单元的锂基电池单元,这些电池单元可用于固定电力储存系统中。在这些热失控事件中,由于电池故障、误用或热事件引起的升高的温度可能导致一个或多个电池单元的操作温度快速升高。这些热失控事件可能导致过热,并且在极端情况下可能潜在地导致财产损害或其他损害。此外,就电力储存系统安装或固定在给定位置(诸如在固定应用中)处而言,需要电力储存系统抑制潜在的热失控事件,例如以防止过量的热逸出系统。在一个示例中,锂离子电池单元在大约400摄氏度下可能变成气态,并且因此具有经受热失控事件的一个或多个电池单元的电池系统可能变得不稳定。此外,锂离子电池单元中一些典型的热失控事件气体的自燃温度可低至450摄氏度,并且因此温度的任何进一步升高可进一步使系统不稳定,从而潜在地导致对邻近财产的损
害。如本文所用,热失控热流被定义为由于电池单元达到足以引起电池单元内的化学反应的温度而导致的来自电池单元的气体排放,从而产生气体排放。
29.因此,本文所公开的示例性图示通常采用被构造成抑制电力储存系统内的热失控事件的装置,诸如用于住宅应用或商业应用的电池模块。示例性方法可采用一个或多个室或隔室,该室或该隔室通常淬火来自电池模块的热失控热流。当使热流通过淬火室传递时,在该淬火室处接收的热流的温度和/或压力可能会降低。热流的温度和/或压力可以在淬火室内以任何方便的方式降低。在一些示例性方法中,允许热流在淬火室内膨胀,从而降低室内的热流的温度和/或压力。在一些示例中,淬火室内的障碍物导致热流沿循淬火室内的迂回或波状路径,从而降低室内的温度和/或压力。在一些示例性方法中,挡板可存在于淬火室内,以促进通过淬火室的热流的温度和/或压力的降低。因此,在各种示例性方法中,就在淬火室处接收的热流中可能存在火焰而言,例如由于电池模块的热失控或其他事件,火焰可能会在热流到达排气口之前熄灭。
30.现在转向图1,示出了示例性固定电源系统100。系统100可用作住宅电源,例如用于住宅,或用于任何其他可能方便的应用中。系统100包括电池模块102,该电池模块通常提供电力和能量,并且该电池模块封闭多个电池单元104。电池单元104可以是任何方便的类型,例如2170型圆柱形锂离子电池单元。电池单元104可以以任何方便的方式电连接或系在一起。在一个示例中,电池模块102包括上子模块和下子模块,其中每个子模块具有432个圆柱形电池单元。因此,在该示例中,电池模块104包括总共864个圆柱形电池单元。电池单元104可以以特定的串并联组合布置以优化能量密度。在一个示例中,电池模块102的最大能量吞吐量是15.55千瓦时(kwh),具有13.2kwh的相对减少的可用能量以增加电池模块102的操作寿命。电池单元104被图示为安装成使得每个电池单元相对于系统100以水平构型对齐(使得每个电池单元104的顶部在系统100的侧剖面图中是可见的),然而,可以采用电池模块102内的电池单元104的方便的任何其他定位或构型。可以在电池模块102或电池单元104周围提供绝缘材料,例如云母。在一个示例中,云母片被定位成使得它们在电池模块102的子模块上方和之间间隔开,例如在顶部电池子模块和底部电池子模块上方20mm。云母片/材料通常可防止烧穿邻近电池模块102的内部部件,例如系统100的盖或其他结构构件。
31.系统100可安装或固定在用于储存例如来自住宅电网、太阳能电池板安装等的电力的安装位置中。电池单元104因此可储存电能,其可随后例如在住宅电网不可用的时段期间提供。系统100包括被构造成允许系统100搁置在地板表面(图1中未示出)上的支撑件150。另选地,系统100可安装到墙壁或以其他方式悬挂在地板表面上方。系统100通常可在图1所示的竖直取向上安装,即,其电池室114定位在外室118下方。
32.电池模块102通常可从电池单元104排放气体和/或热流,例如,由于电池单元104中的一个或多个电池单元中的操作温度和/或热事件的增加。可提供模块102的孔106以允许由压力和/或温度的变化引起的热流逸出电池模块102进入相邻的淬火室108中。在图1所示的示例中,为模块102提供单个电池单元隔室入口位置,即,孔106,该孔将模块102的内部与淬火室108流体连接。孔106被示出为沿着模块102的后壁定位,尽管可以采用任何其他方便的位置。因此,电池模块102通常自由地将压力流/温度流排放到淬火室108中。
33.淬火室108被构造成将热流从电池单元隔室(即,模块102)引导至排气口110。通常,热流可进入淬火室108并在室108内扩散。来自热流的压力可快速累积,特别是对于失控
热事件,并且压力的累积可迫使打开淬火室108的排气口110。如下文将进一步描述的,淬火室108还可包括定位在淬火室108内的挡板,该挡板被构造成促进从模块102接收在淬火室108内的热流的温度和/或压力的降低。此外,就电池模块102内的电池单元104可能发生热失控事件而言,热流通常可被淬火室108抑制。因此,当热失控热流行进至排气口110时,淬火室108通常可降低或耗散热失控热流的温度或压力中的一者。在图1所示的示例中,淬火室108限定封闭体积v1,该封闭体积被构造成允许来自电池模块102的热流的膨胀。因此,热流的气体通常可在淬火室108内膨胀和冷却,并且因此抑制或“淬火”热流,从而防止至少超过淬火室108的封闭体积v1的系统100的气体或部件的自燃。
34.在一个示例中,热流(诸如由模块102的电池单元104产生的热失控热流)的温度可通过由进入淬火室108中的热流的膨胀导致的压力下降而降低。如下文将在其他示例中进一步描述的,挡板可存在于淬火室108内以促进热流的温度和/或压力的降低。
35.在淬火室108内处理的热流可在排气口110处接收。在图1所示的示例中,来自热流的气体可经由端口112离开淬火室108并进入周围室114中。室114通常围绕电池模块102并且部分地由电池室壁116限定。排气口110因此允许过量压力和/或热量逸出室114进入定位在电池模块102和室114上方的外室118中。在离开淬火室108时,由于淬火室108的作用,热流的压力和/或温度可显著降低,如下文将进一步讨论的。然而,离开淬火室108的热流仍可具有相对于围绕系统100的环境空气升高的温度和/或压力。因此,由于离开淬火室108的热流,室114的内部可具有升高的温度和/或压力。
36.排气口110可以是泄压阀,该泄压阀被构造成在室114达到预定内部压力时允许从室114排气。因此,正常操作和/或预期的操作温度波动不会导致排气口110从室114释放压力。此外,排气口110通常可阻止空气从室114外部进入/侵入。如果发生热失控事件,该热失控事件导致在电池模块102内累积足够的温度和/或压力并且行进通过淬火室108并且进入室114中,使得达到排气口110的阈值压力,则排气口110可打开以允许从室114释放过量压力。
37.现在转向图2a,进一步详细地示出和描述示例性排气口110。排气口100被示出为具有两个可移动阀构件120。排气口110在图2b中被示出定位在电池室壁116中。可移动阀构件120中的每个可移动阀构件可被构造成响应于淬火室108的内部压力超过阈值压力而移动。例如,如以上在图1的图示中所指出的,淬火室108可从电池模块102接收热失控热流,该热失控热流被淬火以降低温度和/或压力,并且然后传递到电池室114中。所导致的电池室114内的压力的增加可能会导致可移动阀构件120偏转,从而将过量压力排放到外室118中。可移动阀构件120可相对于固定在电池室壁116的孔中的阀支撑件122移动。如图2b中最佳可见,可移动阀构件120可以是包括杆124和可移动伞126的伞形阀。杆124被接收在阀支撑件122的中心孔128中,并且伞126从杆124径向延伸以覆盖阀支撑件122中的孔130。伞126的偏转(例如,响应于电池室114内的过量压力)可使伞126偏转并且允许排放到外室118中。只要电池室114内的压力不超过预定或期望的阈值压力,伞126就可以被构造成保持关闭。在一个示例中,伞126是相对宽松的并且被构造成保持关闭直到电池室114内的压力达到0.14磅每平方英寸(psi),尽管预期在热失控期间电池室114内可能存在显著更大的压力。可移动阀构件120还可以是如图2所示的单向阀,即,使得通常防止流体从外室118进入电池室114中。
38.再次参见图1,如上所述,例如在电池室114和/或淬火室108达到阈值压力时,过量压力可能会流动穿过排气口110进入外室118中。该装置的外室118被构造成引导热流通过出口132流出系统100。通常,外室118可为系统100的电子器件(例如,控制器、处理器等)提供通气外壳。外室118还包括风扇134。可操作风扇134以促进外室118、外室118内的部件或系统100的其他部件的排气或冷却。
39.系统100被图示为具有从电池模块102的单个电池单元隔室入口位置(即,孔106)至排气口110的单个流动路径。现在转向图3,在另一示例性固定电源系统300中,提供从电池模块302至排气口310的多个流动路径。更具体地,两个电池单元隔室入口位置由电池模块302的相对侧上的孔306提供。淬火室308围绕电池模块302的整个周边延伸。因此,从电池模块302至排气口310的热流可沿着多个流动路径行进,例如,分别对应于从孔306至排气口310的路径。
40.与系统100一样,系统300的淬火室308被构造成将热流从电池单元隔室(即,模块302)引导至排气口310。如下文将进一步描述的,淬火室308还可包括定位在其中的挡板,该挡板被构造成促进从模块302接收在淬火室308内的热流的温度和/或压力的降低。此外,就电池模块302内的电池单元304可能发生热失控事件而言,热流通常可被淬火室308抑制。因此,与系统100的淬火室108一样,当热失控热流行进至排气口310时,系统300的淬火室308通常可降低或耗散热失控热流的温度或压力中的一者。在图3所示的示例中,淬火室308限定封闭体积v2,该封闭体积被构造成允许来自电池模块302的热流的膨胀。体积v2围绕电池模块302的周边延伸。在一个示例中,热流(诸如由模块302的电池单元304产生的热失控热流)的温度可通过由进入淬火室308中的热流的膨胀导致的压力下降而降低。如下文将在其他示例中进一步描述的,挡板可存在于淬火室308内以促进热流的温度和/或压力的降低。
41.在淬火室308内处理的热流可在排气口310处接收。通常,当热流从电池模块302通过孔306中的每个孔进入淬火室308时,压力可能会在淬火室308内累积,最终达到排气口310的阈值压力,从而打开排气口310。由于淬火室308的作用,淬火室308可显著降低从电池模块302传递的热流的压力和/或温度。例如,就火焰例如由于气体达到自燃温度而可能在离开孔306的热流中传播而言,温度降低并且火焰通常在热流到达排气口310之前熄灭。在图3所示的示例中,淬火室308的体积v2部分地由室壁316限定。来自热流的气体可经由排气口310离开淬火室308并传递至外室318中。与系统100的排气口310一样,排气口310可以是诸如图2所示的泄压阀。排气口310可被构造成例如在淬火室308达到阈值压力时通过排气口310将过量压力排放到外室318中。与电池模块302的热失控事件相比,阈值压力可对应于相对低的压力,例如,使得当淬火室308内的压力达到0.14psi时,与热失控事件典型的相对较高的压力(在一些示例中可达到10kpa)相比,排气口310偏转。该装置的外室318被构造成引导热流通过出口332流出系统300。通常,外室318可为系统300的电子器件(例如,控制器、处理器等)提供通气外壳。外室318还包括风扇334。可操作风扇334以促进外室318或系统300的其他部件的排气或冷却。
42.如上所述,系统100和300的淬火室108和308分别可包括挡板,该挡板被构造成促进通过淬火室108/308的热流的温度和/或压力的降低。现在转向图4a和图4b,在另一示例性固定储能系统400的背景下更详细地示出和描述了示例性挡板。系统400可用作住宅电源,例如用于住宅,或用于任何其他可能方便的应用中。
43.与上述系统100和300一样,系统400包括电池模块402,该电池模块封闭多个电池单元404,例如,2170型圆柱形锂离子电池单元。电池单元404可以被电连接或系在一起,并且被安装成使得每个电池单元相对于系统400以水平构型对齐,尽管可以采用电池模块402内的电池单元404的任何其他方便的定位或构型。
44.系统400安装或固定在用于储存例如来自住宅电网、太阳能电池板安装等的电力的安装位置中。电池单元404因此可储存电能,该电能可随后例如在住宅电网不可用的时段期间提供。系统400包括被构造成允许系统400搁置在地板表面(图4a和图4b中未示出)上的支撑件450,其中系统400处于竖直取向,即电池模块402定位在外室418下方。
45.电池模块402通常可从电池单元404排放气体和/或热流,例如,由于电池单元404中的一个或多个电池单元中的操作温度和/或热事件的增加。示出了模块402的孔406,该孔通常允许由压力和/或温度的变化引起的热流逸出电池模块402进入相邻的淬火室408中。在图4a和图4b所示的示例中,为模块402提供单个孔406,该单个孔将模块402的内部与淬火室408流体连接。孔406被示出为沿着模块402的下壁定位,尽管可以采用任何其他方便的位置。因此,电池模块402通常自由地将压力流/温度流排放到淬火室408中。
46.淬火室408被构造成将热流从电池单元隔室(即,模块402)引导至排气口410。如上所述,淬火室408还可包括定位在淬火室408内的挡板,如下文将进一步讨论的。更具体地,如图4b所见,挡板可由多个障碍物或流动转向构件444形成,如下文将进一步讨论的。从模块402接收在淬火室408内的热流的温度和/或压力的降低可由于热流从孔406行进至排气口410的延伸距离而发生,类似于由上述系统100/300的淬火室108/308提供的效果。因此,当热失控热流行进至排气口410时,淬火室408通常可降低或耗散热失控热流的温度或压力中的一者。在图4a和图4b所示的示例中,淬火室408限定封闭体积v3,该封闭体积被构造成允许来自电池模块402的热流的膨胀。在一个示例中,热流(诸如由模块402的电池单元404产生的热失控热流)的温度可通过由进入淬火室408中的热流的膨胀导致的压力下降而降低。另外,挡板440可进一步增强行进穿过淬火室408的热流的温度和/或压力的耗散。因此,就电池模块402内的电池单元404可能发生热失控事件而言,热流通常可被淬火室408抑制。
47.如在图4b的放大视图中最佳可见,流动转向构件444可大致限定穿过淬火室408的波状流动路径。流动路径的起伏通常可增加热流从孔406至排气口410行进的距离(与从孔406至排气口410的直线距离d相比),在图4a和图4b中表示为路径长度p。因此,通过淬火室408的热流的路径长度p可超过从电池单元模块402至排气口410的距离d。在一个示例中,路径长度p基本上大于距离d。在另一个示例中,路径长度p至少是距离d的两倍。通常,期望在淬火室408内提供足够的体积或空间,以促进存在于通过淬火室408循环的热流中的火焰的淬火。在一个示例中,体积v3至少与从经受热失控的电池单元104排出的气体的体积一样大。
48.示例性挡板可包括对通过淬火室408的热失控热流的多个流动转向件或障碍物。在图4a和图4b所示的示例中,淬火室408由形成淬火室408的封闭体积v3的多个壁构件442限定。一个或多个挡板440可设置在淬火室408内。在所示的示例中,挡板440由多个障碍物或流动转向构件444限定,该多个障碍物或流动转向构件在淬火室408内相对紧密地定位在一起,使得通过淬火室408的热流被迫通过相对较长的流动路径。在其他示例性方法中,多个挡板可设置有例如多组相对紧密间隔的障碍物444,该障碍物由相对无障碍物的体积分
开。在图4a和图4b所示的示例中,障碍物444中的每个障碍物从壁构件442延伸,使得障碍物444大体上使通过淬火室408的热流的流动转向。例如,当热流向排气口410行进时,障碍物444各自迫使通过淬火室408的热流成为多个流动反向或波动。如图4b中最佳可见,障碍物444中的每个障碍物可与其相应的壁构件442限定倾斜角α。在其他示例中,该角α可以是垂直的。例如,现在参见图4c,障碍物444'被示出为相对于壁构件442在垂直方向上延伸。此外,可采用方便的任何其他构型的流动转向构件或障碍物。在图4b和图4c所示的示例中,障碍物444/444'通常是平面构件,该平面构件在其单个端部处由壁构件442支撑。然而,在其他方法中,障碍物可在两个端部处由相对的壁构件支撑,其中孔或开口由障碍物限定。在图4d所示的又一个示例中,障碍物444
″
自身是成角度的并且与相邻的障碍物444
″
协作以大致限定用于热流的蜿蜒路径。
49.通常,热流通过淬火室408传递到排气口410。在图4a和图4b所示的示例中,来自热流的气体可经由排气口410离开淬火室408。在离开淬火室408时,由于淬火室408和/或挡板440的作用,热流的压力和/或温度可显著降低。然而,离开淬火室408的热流仍可具有相对于围绕系统400的环境空气升高的温度和/或压力。因此,离开淬火室408的热流仍可具有相对升高的温度和/或压力。
50.与上述排气口110和310一样,排气口410可以是泄压阀,该泄压阀被构造成在淬火室408达到预定内部压力时允许从室408排气。因此,正常操作和/或预期的操作温度波动不会导致排气口410从淬火室408释放压力。此外,排气口410通常可阻止空气从淬火室408外部进入/侵入。如果发生热失控事件,该热失控事件导致在电池模块402内累积足够的温度和/或压力并且行进通过淬火室408中,使得达到排气口410的阈值压力,则排气口410可打开以允许释放过量压力。排气口410可以是包括可移动阀构件的泄压阀,例如,如以上在图2中所示出和描述的。因此,例如,在淬火室408达到阈值压力时,过量压力可流动穿过排气口410进入外室418中。该装置的外室418通常被构造成引导热流通过出口432流出系统400。更具体地,提供了翅片438,当热流经由出口432离开系统400时,该翅片通常向下引导热流。通常,外室418可为系统400的电子器件(例如,控制器、处理器等)提供通气外壳。外室418还包括风扇434。可操作风扇434以促进外室418或系统400的其他部件的排气或冷却。
51.淬火室108、308和408各自通常可防止其中的气体因热失控热流而自燃。在一个示例中,热失控热流可以被淬火,使得就在淬火室108/308/408内达到锂电池单元热发射中所包括的典型气体的自燃温度而言,任何所产生的火焰都被保持在淬火室108/308/408内。换句话说,在热流到达排气口110/310/410时火焰熄灭,分别防止系统100/300/400外部的损坏。更具体地,典型地包括在来自电池单元104/304/404的热发射中的气体可以包括以下气体中的一者或多者,具有以下列出的相应自燃温度:
52.表1
53.54.在示例性图示中,在热失控事件的三秒内在淬火室108/308/408的排气口110、310和410处测量的温度未能达到450℃。因此,淬火室108/308/408各自抑制了淬火室内的热失控热流,从而防止在它们各自的系统100/300/400外部的损坏。此外,已发现使用挡板(例如挡板440)的淬火室在淬火热失控事件方面甚至更有效。在一个示例中,发现挡板440与没有挡板330的淬火室相比,效率提高了26%。更具体地,挡板440的添加增加了必须被通过淬火室的热流消耗或行进的体积,并且增加了热流的气体围绕障碍物流动所需要的时间,从而降低了在出口或排气口410处的热流的温度。还应当注意的是,上述示例性系统100、300和400各自通常具有用于它们各自的淬火室108、308和408的不同体积。例如,图3所示的淬火室308的体积v2相对大于图1所示的淬火室108的体积v1。因此,淬火室308通常可为来自电池室的热流提供更大的体积/空间,从而提供对热流中的火焰进行淬火的额外能力。根据给定应用的要求,示例性淬火室可被构造成具有合适的体积或空间并且在淬火室内具有或不具有挡板。
55.现在转向图5,示出了管理来自电池的热流的示例性过程500。过程500可在框505处开始,其中在淬火室处接收来自包括多个电池单元的电池单元隔室的热失控热流。例如,如上所讨论,示例性系统100、300和400中的热失控热流可分别由一个或多个电池单元104/304/404产生。热流可被传导至淬火室108/308/408。然后,过程500可前进到框510。
56.在框510处,热失控热流可被引导通过淬火室至排气口。如上所讨论,示例性淬火室108、308和/或408通常可提供用于热流的膨胀和冷却的体积。此外,淬火室108、308和/或408的挡板可包括障碍物和/或迫使热流沿着波状路径行进通过淬火室,从而进一步增强淬火室可抑制热流的温度和/或压力的程度。
57.前进到框515,可将经处理的热流从淬火室引导至排气口。例如,如上所讨论,排气口110、310和/或410可以是泄压阀,该泄压阀被构造成响应于超过阈值压力的内部压力,从而在达到阈值压力时允许经处理的热流通过排气口。此外,示例性泄压阀可采用可移动阀构件,例如,如图2a和图2b所示以及如上所述。虽然热流可具有相对于系统100、300和400的环境条件升高的温度和/或压力,但是淬火室108、308和408可各自通过减少或完全防止系统100、300和400内的气体的自燃来防止热失控事件的传播。更具体地,如上所述,热流的气体通常可在淬火室108、308和408内膨胀和冷却,并且因此热流被限制以防止系统100、300和400的气体或部件的自燃。然后,过程500可前进到框520。
58.在框520处,可在装置的外室处从排气口接收热失控热流。例如,如上所述,系统100、300和400的外室118、318和418通常可各自分别经由排气口110、310和410接收热流。此外,热流可经由各自的出口132、332和432传导出外室和系统100、300和400。排气口110、310和410可分别定位在电池室壁(例如,壁116、316和418)中,该电池室壁将电池单元隔室与外室分开。虽然热流可以是可见的(例如,来自烟颗粒),或可从额外的热量注意到,但是由于在淬火室108、308、408内的热流的淬火,可以减少或消除对邻近财产的潜在损害。此外,就由电池单元排放的气体可能达到自燃温度或者在系统100、300或400内的热失控事件期间可能以其他方式导致火焰而言,示例性淬火室通常防止在淬火室外部发生火焰或燃烧。
59.前进到框525,可任选地产生热失控事件的警报。例如,系统100、300和/或400可各自包括位于它们各自的电池模块和/或淬火室内的温度和/或压力传感器。系统100、300和/或400的控制器可例如经由系统100、300和/或400的报警器传达警报。另选地或除此之外,
就系统100、300和400可例如经由wifi网络、蓝牙等与交换机或移动设备通信而言,系统100、300和/或400可提供热失控事件的警报。然后,过程500可终止。
60.上述说明包括根据本公开的示例性实施方案。提供这些示例仅是出于说明的目的,而不是出于限制的目的。应当理解,本公开可以与本文明确描述和示出的那些不同的形式实现,并且本领域的普通技术人员可实现符合以下权利要求的各种修改、优化和变型。
技术特征:
1.一种装置,包括:淬火室,所述淬火室被构造成将热流从电池单元隔室引导至排气口,所述淬火室被构造成在所述热流到达所述排气口之前熄灭存在于所述热流中的火焰。2.根据权利要求1所述的装置,还包括位于所述淬火室内的一个或多个挡板。3.根据权利要求1所述的装置,其中所述一个或多个挡板限定穿过所述淬火室的波状流动路径。4.根据权利要求3所述的装置,其中所述波状流动路径限定超过从所述电池单元隔室到所述排气口的距离的路径长度,所述路径长度是所述距离的至少两倍大。5.根据权利要求1所述的装置,其中所述一个或多个挡板包括对热失控热流的多个障碍物。6.根据权利要求5所述的装置,其中所述淬火室由多个壁构件限定,并且所述多个障碍物由所述壁构件中的一个壁构件支撑,所述障碍物中的每个障碍物与所述障碍物的所述壁构件限定倾斜角。7.根据权利要求1所述的装置,其中所述排气口是泄压阀,所述泄压阀包括可动阀构件,所述可动阀构件被构造成响应于所述淬火室的内部压力超过阈值压力而移动。8.根据权利要求1所述的装置,其中所述淬火室被构造成当所述热失控热流行进至所述排气口时耗散所述热失控热流的温度和压力中的一者。9.根据权利要求1所述的装置,其中所述淬火室限定被构造成允许所述热失控热流的膨胀的封闭体积。10.根据权利要求1所述的装置,其中所述淬火室包括从对应的多个电池单元隔室入口位置到所述排气口的多个流动路径。11.根据权利要求1所述的装置,其中所述排气口被构造成将所述热失控热流引导至所述装置的外室,所述装置的所述外室被构造成将所述热失控热流通过出口引导出所述装置。12.根据权利要求1所述的装置,其中所述装置是包括所述电池单元隔室的住宅电池模块。13.根据权利要求12所述的装置,还包括电池室壁,所述电池室壁将所述电池单元隔室与定位在所述电池单元隔室和所述淬火室上方的外室分开。14.根据权利要求13所述的装置,其中:所述排气口定位在所述电池室壁中;并且所述外室包括定位在所述外室的侧壁中的出口。15.一种住宅电池模块,包括:电池模块,所述电池模块封闭在电池单元隔室内,所述电池模块包括被构造成储存电能的一个或多个电池单元;淬火室,所述淬火室被构造成将热流从所述电池单元隔室引导至排气口,所述淬火室被构造成在所述热流到达所述排气口之前熄灭存在于所述热流中的火焰;和电池室壁,所述电池室壁将所述电池单元隔室与定位在所述电池单元隔室和所述淬火室上方的外室分开,所述排气口定位在所述电池室壁中,并且所述外室限定用于所述热失控热流的出口。
16.根据权利要求15所述的住宅电池模块,还包括定位在所述淬火室内的一个或多个挡板,所述一个或多个挡板包括对所述热失控热流的多个障碍物。17.一种方法,包括:在淬火室处接收来自包括多个电池单元的电池单元隔室的热流;并且将所述热流通过所述淬火室引导至排气口,所述淬火室在所述热流到达所述排气口之前熄灭存在于所述热流中的火焰。18.根据权利要求17所述的方法,其中引导所述热失控热流通过所述淬火室包括通过所述淬火室内的一个或多个挡板传递所述热失控热流,所述一个或多个挡板包括多个障碍物。19.根据权利要求17所述的方法,其中引导所述热失控热流通过所述淬火室包括通过波状流动路径传递所述热失控热流。20.根据权利要求17所述的方法,其中所述排气口是包括可移动阀构件的泄压阀,所述方法还包括响应于所述淬火室的内部压力超过阈值压力而经由所述可移动阀构件从所述淬火室排出所述热流。
技术总结
装置的示例性示例可包括淬火室,该淬火室被构造成将热流从电池单元隔室引导至排气口。该淬火室可以被构造成在该热流到达该排气口之前熄灭存在于该热流中的火焰。在其他示例中,一种方法包括在淬火室处接收来自包括多个电池单元的电池单元隔室的热流。该方法还包括引导热失控热流通过该淬火室至排气口。引导热失控热流通过该淬火室至排气口。引导热失控热流通过该淬火室至排气口。
技术研发人员:A
受保护的技术使用者:瑞维安知识产权控股有限责任公司
技术研发日:2022.11.17
技术公布日:2023/9/13
版权声明
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