一种具有消防功能的水系储能柜的制作方法

1.本实用新型涉及蓄能设备技术领域，具体的说，涉及一种具有消防功能的水系储能柜。


背景技术：

2.近年来，可再生能源在世界范围内得到迅速发展，传统的以有机溶剂为电解液的锂离子电池能量密度高，但存在安全性低和成本高的问题。与之相比，水系储能电池具有原料来源广泛、成本低、无环境污染和安全性高等优点，在储能领域具有广泛的应用前景。
3.现有新型水系储能电池以锂/钠电化学反应为基础构建，电解液采用水系溶液，最终制成方形塑壳电芯。以方形塑壳电芯为基本储能单元，设计开发了新型实用的电池包。再以新型实用的电池包为基本储能单元，制成大容量的储能设备，如水系储能柜。因水系储能电池的相比于锂电池热失效引起的事故概率较小，发生起火爆炸概率较小，具备更好的安全性能，若在水系储能柜上设置传统的多重复杂消防系统会造成浪费，提高了成本，现有技术中还没有针对水系储能电池设置消防系统的技术。
4.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种具有消防功能的水系储能柜。
6.本技术提供以下技术方案：
7.一种具有消防功能的水系储能柜，包括：
8.柜体，所述柜体具有第一侧腔体和第二侧腔体，所述第一侧腔体用于容纳电池包，所述第二侧腔体用于设置储能逆变器、高压箱和电气设备中的任意一者或多者，所述柜体具有连通所述第一侧腔体的进风口和排风口；
9.空调设备，所述空调设备设置于所述柜体，所述空调设备的冷气出口朝向所述进风口；
10.第一自感温贴片式气溶胶，所述第一自感温贴片式气溶胶设置于电池包内；
11.第二自感温贴片式气溶胶，所述第二自感温贴片式气溶胶设置于所述柜体内。
12.可选的，所述电池包包括上盖板，所述第一自感温贴片式气溶胶贴合于所述上盖板的内表面。
13.可选的，所述第二自感温贴片式气溶胶至少设置于所述第一侧腔体的内表面。
14.可选的，所述第二侧腔体具有储能逆变腔、高压腔和电气腔；
15.部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述储能逆变腔的内壁；
16.部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述高压腔的内壁；
17.部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述电气腔的内壁。
18.可选的，所述柜体顶部设置水消防喷淋接口和温度报警器。
19.可选的，所述柜体包括前侧壳体和背侧壳体，所述前侧壳体和背侧壳体间隔设置；
20.所述进风口和所述排风口均设置于所述柜体的背侧壳体上，所述空调设备安装于所述背侧壳体。
21.可选的，所述第一侧腔体内设置安装架，各所述电池包安装于所述安装架上；
22.所述柜体内位于所述安装架的顶部设置顶置风道，所述顶置风道连通所述第一侧腔体；
23.所述进风口连通所述顶置风道；
24.空调设备排出的冷空气经顶置风道进入第一侧腔体后，通过所述排风口排出。
25.可选的，所述顶置风道内设置分流板，各分流板沿安装架的长度方向依次布置。
26.可选的，各所述电池包沿垂直柜体的前侧壳体的方向延伸；
27.所顶置风道沿垂直柜体的前侧壳体的方向延伸；
28.所述电池包上设置风进口和抽风口，所述抽风口朝向所述柜体的背部壳体，所述抽风口上设置抽风风扇。
29.可选的，所述电池包具有前端壁、后端壁和周侧壁；
30.所述前端壁朝向所述柜体的前侧壳体，所述后端壁朝向所述柜体的背侧壳体；
31.所述前端壁和所述周侧壁上均设置风进口；
32.所述后端壁上设置抽风口和抽风风扇。
33.通过采用上述技术方案，使得本实用新型具有以下有益效果：
34.本技术的具有消防功能的水系储能柜分别在电池包和体内设置自感温贴片式气溶胶，在热失控条件下，对外喷射气溶胶，实现电池包内的全淹没灭火，将事故控制在单个电池包内。若事故持续蔓延至柜体层面上，柜体关键部位的第二自感温贴片式气溶胶，可对外喷射气溶胶进行进一步全淹没灭火动作。通过分层次的消防方案设计，确保了水系储能电池柜的安全性。
35.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
36.附图作为本技术的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
37.图1为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的正面结构示意图；
38.图2为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的背面结构示意图；
39.图3为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的纵向剖视图；
40.图4为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的横向剖视图；
41.图5为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜内冷却空气流动轨迹示意图；
42.图6为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的空调顶置风道结构示意图；
43.图7为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的第一自感温贴片式气溶胶安装在电池包上的结构示意图；
44.图8为本技术实施例提供的具有消防功能的水系储能柜的电池包冷却空气流动轨迹示意图。
45.图中，柜体1、第一侧腔体11、进风口111、安装架112、顶置风道1121、分流板1121a、排风口112、第二侧腔体12、储能逆变腔121、高压腔122、电气腔123、前侧壳体13、背侧壳体14、消防喷淋接口15、温度报警器16、空调设备2、第一自感温贴片式气溶胶3、电池包5、上盖板51、前端壁52、周侧壁53、风进口a、后端壁54、抽风风扇541、储能逆变器6、高压箱7、电气设备8。
46.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
47.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.参见图1至图8所示，本技术实施例提供一种具有消防功能的水系储能柜，包括：柜体1、空调设备2、第一自感温贴片式气溶胶3和第二自感温贴片式气溶胶(未图示)。所述柜体1具有第一侧腔体11和第二侧腔体12，所述第一侧腔体11用于容纳电池包5，所述第二侧腔体12用于设置储能逆变器6、高压箱7和电气设备8中的任意一者或多者，所述柜体1具有连通所述第一侧腔体11的进风口111和排风口112。所述空调设备2设置于所述柜体1，所述空调设备2的冷气出口朝向所述进风口111。便于对所述柜体1内进行空调散热作用。所述第一自感温贴片式气溶胶3设置于电池包5内，所述第二自感温贴片式气溶胶设置于所述柜体1内。本技术的具有消防功能的水系储能柜分别在电池包5和体内设置自感温贴片式气溶胶，在热失控条件下，对外喷射气溶胶，实现电池包5内的全淹没灭火，将事故控制在单个电池包5内。若事故持续蔓延至柜体1层面上，柜体1关键部位的第二自感温贴片式气溶胶，可对外喷射气溶胶进行进一步全淹没灭火动作。通过分层次的消防方案设计，确保了水系储能电池柜的安全性。
51.如图7所示，所述电池包5包括上盖板51，所述第一自感温贴片式气溶胶3贴合于所述上盖板51的内表面。在电池包5内热失控条件下，随着电池包5内的温度升高到一定温度，所述电池包5上盖板51上的第一自感温贴片式气溶胶3会对外喷射气溶胶，气溶胶将电池包5内全淹没进行灭火，将事故控制在单个电池包5内，保护了柜体1内其他电池包5及设备的安全性。
52.所述第二自感温贴片式气溶胶至少设置于所述第一侧腔体11的内表面。当电池包5内发生事故，所述第一自感温贴片式气溶胶3无法控制事故蔓延，事故持续蔓延至柜体1层面上时，柜体1所述第一侧腔体11的内表面的第二自感温贴片式气溶胶，立即对外喷射气溶胶进行进一步全淹没灭火动作，及时迅速的将事故控制，使火灾发生概率更小。
53.如图3所示，所述第二侧腔体12具有储能逆变腔121、高压腔122和电气腔123，储能逆变腔121内用于设置逆变器，高压腔122内用于设置高压箱7，电气腔123内用于设置电气设备8。部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述储能逆变腔121的内壁，部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述高压腔122的内壁，部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述电气腔123的内壁。
54.如图4所示，在一种可能的实施方案中，所述柜体1顶部设置水消防喷淋接口15和温度报警器16，可实现火灾报警和水喷淋消防。当柜体1温度不断继续上升，触发温感感应器发出报警信号通知相关人员，到场的消防人员通过将消防水连接至水消防接口，对柜体1内进行持续的喷淋，直至柜体1内的热失控得到控制。
55.在一种可能的实施方案中，如图1和图2所示，所述柜体1包括前侧壳体13和背侧壳体14，所述前侧壳体13和背侧壳体14间隔设置，所述进风口111和所述排风口112均设置于所述柜体1的背侧壳体14上，所述空调设备2安装于所述背侧壳体14。所述空调设备2为所述柜体1内的电池包5和设备进行降温冷却，设置于背侧壳体14，有利于柜体1正面的美观。
56.如图4和图5所示，所述第一侧腔体11内设置安装架112，各所述电池包5安装于所述安装架112上，所述柜体1内位于所述安装架112的顶部设置顶置风道1121，所述顶置风道1121连通所述第一侧腔体11，所述进风口111连通所述顶置风道1121，空调设备2排出的冷空气经顶置风道1121进入第一侧腔体11后，通过所述排风口112排出。空调制冷后释放的冷空气通过顶置风道1121进入柜体1，然后流向各列安装架112的风道，再通过各电池包5内电芯换热后从排风口112排出柜体1外。
57.如图6所示，所述顶置风道1121内设置分流板1121a，各分流板1121a沿安装架112的长度方向依次布置。分流板1121a将进入所述顶置风道1121内的冷气分流导流到安装架112上的各电池包5上，使各电池包5能充分接收到空调冷气冷却，达到更好的降温效果。
58.如图7所示，各所述电池包5沿垂直柜体1的前侧壳体13的方向延伸，所顶置风道1121沿垂直柜体1的前侧壳体13的方向延伸，所述电池包5上设置风进口a和抽风口(未图示)，所述抽风口朝向所述柜体1的背部壳体，所述抽风口上设置抽风风扇541。
59.如图7和图8所示，所述电池包5具有前端壁52、后端壁54和周侧壁53，所述前端壁52朝向所述柜体1的前侧壳体13，所述后端壁54朝向所述柜体1的背侧壳体14，所述前端壁52和所述周侧壁53上均设置风进口a，多方向的设置进风口111，可使空调吹进的冷却风充分流入各电池包5内，与电芯进行充分换热。所述后端壁54上设置抽风口和抽风风扇541。用于抽出电池包5内换热后的空气，并通过柜体1所述柜体1的背部壳体的排出。本技术的具有消防功能的水系储能柜采用风冷方式实现了柜体1内的热量管理，空调吹出的冷空气通过柜体1内的顶置风道1121与电池包5进行充分接触换热，并将热量带出柜体1，确保电池柜内的稳定温度，控制温升和温差在一定范围内，有效提升了电池的性能和寿命。
60.本技术的具有消防功能的水系储能柜集成了直流储能系统、逆变转换系统、热管理系统及消防系统等功能。水系储能电池的反应机理有别于常规的锂离子电池，因而在热
量管理、消防控制两个方面进行了特殊的设计。在柜体1结构设计方面，采用风冷的热管理方式实现柜体1内的温度均匀。在消防控制方面，因水系储能电池的起火概率相比于锂电池较小，针对性地采用简单有效的分层次的消防方案设计，确保水系储能电池柜的安全使用，填补了水系储能技术领域的空白。
61.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

技术特征：
1.一种具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，包括：柜体，所述柜体具有第一侧腔体和第二侧腔体，所述第一侧腔体用于容纳电池包，所述第二侧腔体用于设置储能逆变器、高压箱和电气设备中的任意一者或多者，所述柜体具有连通所述第一侧腔体的进风口和排风口；空调设备，所述空调设备设置于所述柜体，所述空调设备的冷气出口朝向所述进风口；第一自感温贴片式气溶胶，所述第一自感温贴片式气溶胶设置于电池包内；第二自感温贴片式气溶胶，所述第二自感温贴片式气溶胶设置于所述柜体内。2.根据权利要求1所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述电池包包括上盖板，所述第一自感温贴片式气溶胶贴合于所述上盖板的内表面。3.根据权利要求1所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述第二自感温贴片式气溶胶至少设置于所述第一侧腔体的内表面。4.根据权利要求1所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述第二侧腔体具有储能逆变腔、高压腔和电气腔；部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述储能逆变腔的内壁；部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述高压腔的内壁；部分所述第二自感温贴片式气溶胶贴合于所述电气腔的内壁。5.根据权利要求1所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述柜体顶部设置水消防喷淋接口和温度报警器。6.根据权利要求1所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述柜体包括前侧壳体和背侧壳体，所述前侧壳体和背侧壳体间隔设置；所述进风口和所述排风口均设置于所述柜体的背侧壳体上，所述空调设备安装于所述背侧壳体。7.根据权利要求6所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述第一侧腔体内设置安装架，各所述电池包安装于所述安装架上；所述柜体内位于所述安装架的顶部设置顶置风道，所述顶置风道连通所述第一侧腔体；所述进风口连通所述顶置风道；空调设备排出的冷空气经顶置风道进入第一侧腔体后，通过所述排风口排出。8.根据权利要求7所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述顶置风道内设置分流板，各分流板沿安装架的长度方向依次布置。9.根据权利要求7所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，各所述电池包沿垂直柜体的前侧壳体的方向延伸；所顶置风道沿垂直柜体的前侧壳体的方向延伸；所述电池包上设置风进口和抽风口，所述抽风口朝向所述柜体的背部壳体，所述抽风口上设置抽风风扇。10.根据权利要求9所述的具有消防功能的水系储能柜，其特征在于，所述电池包具有前端壁、后端壁和周侧壁；所述前端壁朝向所述柜体的前侧壳体，所述后端壁朝向所述柜体的背侧壳体；所述前端壁和所述周侧壁上均设置风进口；
所述后端壁上设置抽风口和抽风风扇。

技术总结
本申请提供一种具有消防功能的水系储能柜，包括：柜体、空调设备、第一自感温贴片式气溶胶和第二自感温贴片式气溶胶。柜体具有第一侧腔体和第二侧腔体，第一侧腔体用于容纳电池包。第一自感温贴片式气溶胶设置于电池包内，第二自感温贴片式气溶胶设置于柜体内。本申请的具有消防功能的水系储能柜分别在电池包和柜体内设置自感温贴片式气溶胶，在热失控条件下，对外喷射气溶胶，实现电池包内的全淹没灭火，将事故控制在单个电池包内。若事故持续蔓延至柜体层面上，柜体关键部位的第二自感温贴片式气溶胶，可对外喷射气溶胶进行进一步全淹没灭火动作。通过分层次的消防方案设计，提高了水系储能电池柜的安全性。了水系储能电池柜的安全性。了水系储能电池柜的安全性。


技术研发人员：范文博 阮嵩钜 化云 胡洋
受保护的技术使用者：上海融和元储能源有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/9/19