CN117293433B - 浸没式液冷电池***以及防爆方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浸没式液冷电池***以及防爆方法，该浸没式液冷电池***包括电池柜、多个电芯、监测模块、划破结构和控制模块。其中，电池柜具有存放腔，存放腔内存放有多个电芯和浸没液，多个电芯浸没在浸没液中。多个电芯均与监测模块连接，监测模块用于对多个电芯的工作参数进行检测。划破结构可活动地设置在电池柜内，划破结构的划破部用于对电芯的防爆阀进行刺破，以使没液经刺破口进入电芯内。监测模块和划破结构均与控制模块连接，以使控制模块根据监测模块检测到的工作参数对划破结构的运行进行控制。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的浸没式液冷电池***中的电芯安全性较差的技术问题。

Description

浸没式液冷电池***以及防爆方法

技术领域

本发明涉及浸没式储能技术领域，具体而言，涉及一种浸没式液冷电池***以及防爆方法。

背景技术

目前，现有技术中的浸没式液冷电池***在使用过程中，当电芯出现异常工作时，电芯易出现***或起火的情况，这样将带来严重的安全隐患。且对于浸没式液冷电池***而言，由于浸没式液冷电池***一般为封闭结构，即使内部电芯发生了***或变化也很难被发现，难以及时消除安全隐患，而导致浸没式液冷电池***的安全性较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种浸没式液冷电池***以及防爆方法，以解决现有技术中的浸没式液冷电池***中的电芯安全性较差的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种浸没式液冷电池***，该浸没式液冷电池***包括：电池柜和多个电芯，电池柜具有存放腔，存放腔内存放有多个电芯和浸没液，多个电芯浸没在浸没液中；监测模块，多个电芯均与监测模块连接，监测模块用于对多个电芯的工作参数进行检测；划破结构和控制模块，划破结构可活动地设置在电池柜内，划破结构的划破部用于对电芯的防爆阀进行刺破，以使浸没液经刺破口进入电芯内；监测模块和划破结构均与控制模块连接，以使控制模块根据监测模块检测到的工作参数对划破结构的运行进行控制。

进一步地，划破结构包括：主体部，主体部均有安装腔以及与安装腔连通的安装开口；划破刀片，划破刀片形成划破结构的划破部，划破刀片可伸缩地设置在安装开口处，以通过控制模块控制划破刀片运动至伸出于安装开口的划破位置以及缩回至安装腔内的避让位置。

进一步地，划破结构还包括：伸缩驱动组件，设置在主体部上，伸缩驱动组件与划破刀片驱动连接；其中，伸缩驱动组件具有第一驱动状态和第二驱动状态；当伸缩驱动组件处于第一驱动状态时，伸缩驱动组件带动划破刀片运动至划破位置或避让位置；当伸缩驱动组件处于划破位置时，伸缩驱动组件处于第二驱动状态，伸缩驱动组件的驱动部在预设高度范围内上下往复运动。

进一步地，驱动组件包括：移动驱动组件，移动驱动组件的驱动部沿防爆阀的周缘的方向移动，移动驱动组件的驱动部与伸缩驱动组件驱动连接，以带动伸缩驱动组件沿防爆阀的周缘方向移动。

进一步地，浸没式液冷电池***还包括：位置检测件，设置在划破结构上，位置检测件与控制模块连接，位置检测件的检测部朝向电芯设置，位置检测件用于对电芯的位置以及防爆阀的位置进行检测；其中，当位置检测件检测到电芯后，位置检测件对电芯的防爆阀的位置进行检测和识别并将防爆阀的周缘位置信息以及周缘形状信息发送至控制模块，以使控制模块控制划破结构沿防爆阀的周缘移动。

进一步地，浸没式液冷电池***还包括：驱动模块，驱动模块与控制模块连接，驱动模块可活动地设置在存放腔内，驱动模块与划破结构驱动连接，以带动划破结构在存放腔内运动。

进一步地，驱动模块包括：第一驱动结构，第一驱动结构的驱动部沿第一预设方向可移动地设置在存放腔内，第一驱动结构的驱动部与划破结构驱动连接；第二驱动结构，第二驱动结构的驱动部沿第二预设方向可移动地设置在存放腔内，第二驱动结构的驱动部与第一驱动结构驱动连接；第三驱动结构，第三驱动结构的驱动部沿第三预设方向可移动地设置在存放腔内，第三驱动结构的驱动部与第二驱动结构驱动连接。

进一步地，监测模块包括：温度监测结构，多个电芯均与温度监测结构连接，以通过温度监测结构对多个电芯的温度进行监测；和/或，内阻监测结构，多个电芯均与内阻监测结构连接，以通过内阻监测结构对多个电芯的内阻进行监测。

进一步地，浸没液由磷酸三甲酯制成。

根据本发明的另一方面，提供了一种浸没式液冷电池***的防爆方法，防爆方法包括：获取多个电芯的工作参数，将多个电芯的工作参数与预设参数进行比较；根据多个电芯的工作参数与预设参数的比较结果，确定待爆电芯；获取待爆电芯的位置情况，根据待爆电芯的位置情况控制划破结构运动，并控制划破结构对待爆电芯的防爆阀进行划破操作，以使浸没液经防爆阀的划破口进入待爆电芯内。

进一步地，根据多个电芯的工作参数与预设参数的比较结果，确定待爆电芯，包括：当电芯的电压突变值大于预设电压值时，或当电芯的内阻突变值大于预设内阻值时，判断电芯为待爆电芯。

进一步地，根据多个电芯的工作参数与预设参数的比较结果，确定待爆电芯，包括：当电芯的电压突变值大于0.1V/S时，或当电芯的内阻突变值大于1mΩ时，判断电芯为待爆电芯。

应用本发明的技术方案，监测模块对电池柜内的各个电芯的实时监控，控制模块根据监测模块检测到的工作参数，对划破结构进行控制，在检测模块检测到工作参数出现异常时，控制模块控制划破结构的划破部刺破电芯的防爆阀，浸没液经刺破口进入电芯内，以对电芯内部进行降温和降压，从而实现主动地消除安全隐患，避免出现起火或***情况。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例一提供的浸没式液冷电池***的结构示意图；

图2示出了根据本发明的实施例二提供的浸没式液冷电池***的防爆方法流程示意图；

图3示出了根据本发明的实施例二提供的浸没式液冷电池***的防爆方法总体控制流程示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、电芯；11、防爆阀；20、划破结构；21、主体部；22、划破刀片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的实施例一提供了一种浸没式液冷电池***，该浸没式液冷电池***包括电池柜、多个电芯10、监测模块、划破结构20和控制模块。其中，电池柜具有存放腔，存放腔内存放有多个电芯10和浸没液，多个电芯10浸没在浸没液中。多个电芯10均与监测模块连接，监测模块用于对多个电芯10的工作参数进行检测。划破结构20可活动地设置在电池柜内，划破结构20的划破部用于对电芯10的防爆阀11进行刺破，以使没液经刺破口进入电芯10内。监测模块和划破结构20均与控制模块连接，以使控制模块根据监测模块检测到的工作参数对划破结构20的运行进行控制。

应用本实施例提供的浸没式液冷电池***，监测模块对电池柜内的各个电芯10的实时监控，控制模块根据监测模块检测到的工作参数，对划破结构20进行控制，在检测模块检测到工作参数出现异常时，控制模块控制划破结构20刺破电芯10的防爆阀11，浸没液经刺破口进入电芯10内，以对电芯10内部进行降温和降压，从而消除安全隐患，避免出现起火或***的情况。因此，通过本实施例提供的浸没式液冷电池***，能够解决现有技术中的浸没式液冷电池***中的电芯10安全性较差的技术问题。

在本实施例中，划破结构20包括主体部21和划破刀片22。其中，主体部21均有安装腔以及与安装腔连通的安装开口；划破刀片22形成划破结构20的划破部，划破刀片22可伸缩地设置在安装开口处，以通过控制模块控制划破刀片22运动至伸出于安装开口的划破位置以及缩回至安装腔内的避让位置。在电芯10正常工作时，控制模块控制划破刀片22缩回避让位置，从而能够避免划破刀片外漏而对电芯10造成损坏；在电芯10工作异常时，控制模块控制划破刀片22伸出划破位置，以刺破防爆阀11解除隐患。采用这样的设置，既能够避免划破结构20对正常工作运行的电芯10造成损坏，又能够及时对异常运行的电芯10消除隐患，提高了浸没式液冷电池***的安全性。

具体地，划破结构20可以为多个，多个划破结构20能够便于同步对多个异常运行的电芯10进行划破操作，从而有效降低多个异常电芯10的安全隐患。

在本实施例中，划破结构20还包括伸缩驱动组件，该伸缩驱动组件设置在主体部21上，伸缩驱动组件与划破刀片22驱动连接。其中，伸缩驱动组件具有第一驱动状态和第二驱动状态；当伸缩驱动组件处于第一驱动状态时，伸缩驱动组件带动划破刀片22运动至划破位置或避让位置；当伸缩驱动组件处于划破位置时，伸缩驱动组件处于第二驱动状态，伸缩驱动组件的驱动部在预设高度范围内上下往复运动。采用这样的设置，结构简单，能够稳定地控制划破刀片22的位置。且在伸缩驱动组件处于划破位置时，伸缩驱动组件的驱动部在预设高度范围内上下往复运动，从而带动划破刀片22往复运动，便于划破刀片22更好地刺破防爆阀11。

具体地，划破刀片22靠近电芯10的一端可以为尖端结构，以便于更好地对防爆阀11进行刺破。

在本实施例中，驱动组件包括移动驱动组件，移动驱动组件的驱动部沿防爆阀11的周缘的方向移动，移动驱动组件的驱动部与伸缩驱动组件驱动连接，以带动伸缩驱动组件沿防爆阀11的周缘方向移动。这样，能够便于更好地适应于防爆阀11的周缘，且防爆阀11的周缘处的结构强度较弱，也便于进行刺破操作，便于有效形成较大的刺破口，从而便于使得浸没液更好地经该刺破口进入电芯10内部。

具体地，防爆阀11的周缘形成了跑道形的划痕区域。采用这样的设置，能够快速地划开防爆阀11的整个跑道形划痕区，以增大刺破口的面积，使得更多的浸没液能够更快地经刺破口进入电芯10内，从而更快地消除安全隐患。

在本实施例中，浸没式液冷电池***还包括位置检测件，该位置检测件设置在划破结构20上，并与控制模块连接，位置检测件的检测部朝向电芯10设置，用于对电芯10的位置以及防爆阀11的位置进行检测。其中，当检测到电芯10后，位置检测件对电芯10的防爆阀11的位置进行检测和识别，并将防爆阀11的周缘位置信息以及周缘形状信息发送至控制模块，以使控制模块控制划破结构20沿防爆阀11的周缘移动。这样，能够更加精准地识别防爆阀11的位置和形状，从而及时控制划破刀片22刺破防爆阀11，更加精准地消除安全隐患。

在本实施例中，浸没式液冷电池***还包括驱动模块。驱动模块与控制模块连接，驱动模块可活动地设置在存放腔内，驱动模块与划破结构20驱动连接，以带动划破结构20在存放腔内运动。这样，通过单个划破结构20能够刺破不同的电芯10，在电芯10工作异常时，控制模块控制划破结构20划破出现异常的电芯10，既能够满足消除安全隐患的需要，又能够节约制造成本。

在本实施例中，驱动模块包括：第一驱动结构、第二驱动结构、第三驱动结构。其中，第一驱动结构的驱动部沿第一预设方向可移动地设置在存放腔内，第一驱动结构的驱动部与划破结构20驱动连接；第二驱动结构的驱动部沿第二预设方向可移动地设置在存放腔内，第二驱动结构的驱动部与第一驱动结构驱动连接；第三驱动结构的驱动部沿第三预设方向可移动地设置在存放腔内，第三驱动结构的驱动部与第二驱动结构驱动连接。具体地，第一预设方向、第二预设方向、第三预设方向两两垂直。这样，能够通过驱动模块控制划破结构20在整个存放腔内自由移动，使得划破结构20能够移动到工作异常的电芯10处，从而及时消除安全隐患。

在本实施例中，监测模块包括温度监测结构和内阻监测结构中的至少之一。其中，多个电芯10均与温度监测结构连接，以通过温度监测结构对多个电芯10的温度进行监测；多个电芯10均与内阻监测结构连接，以通过内阻监测结构对多个电芯10的内阻进行监测。电芯10在内阻过大或温度过高时，容易发生起火或***的情况。通过这样的设置，能够实时地对电芯10进行检测，在电芯10的温度和内阻发生异常时，能够及时将异常信息发送到控制结构，从而提高了浸没式液冷电池***的安全性。

在本实施例中，浸没液由磷酸三甲酯制成。磷酸三甲酯具有良好的冷却效果和阻燃能力，既能够满足冷却电芯10的需求，又能够在电芯10工作异常时，能够阻止电芯10起火或***，从而提高了浸没式液冷电池***的安全性。

如图2所示，本发明的实施例二提供了一种浸没式液冷电池***的防爆方法，该防爆方法包括：获取多个电芯10的工作参数，将多个电芯10的工作参数与预设参数进行比较；根据多个电芯10的工作参数与预设参数的比较结果，确定待爆电芯10；获取待爆电芯10的位置情况，根据待爆电芯10的位置情况控制划破结构20运动，并控制划破结构20对待爆电芯10的防爆阀11进行划破操作，以使浸没液经防爆阀11的划破口进入待爆电芯10内。

采用本实施提供的浸没式液冷电池***的防爆方法，通过对电池柜内的各个电芯10的实时监控，并根据电芯10的工作参数与预设参数的比较结果对划破结构20进行控制，在电芯10工作参数出现异常时，控制划破结构20划破防爆阀11，及时将外部的浸没液通过刺破口引入至电芯10内，以对电芯10内部进行降温和降压，从而消除安全隐患，避免出现起火或***的情况。因此，通过本实施例提供的浸没式液冷电池***的防爆方法，能够解决现有技术中的浸没式液冷电池中的电芯10安全性较差的技术问题。

在本实施例中，根据多个电芯10的工作参数与预设参数的比较结果，确定待爆电芯10，包括：当电芯10的电压突变值大于预设电压值时，或当电芯10的内阻突变值大于预设内阻值时，判断电芯10为待爆电芯10。在电芯10电压突变值或内阻突变值过大时，容易发生起火或***的情况，通过这样的方法，能够实时地对电芯10进行检测，在电芯10的电压或内阻发生异常时，能够及时控制划破结构20划破待爆电芯10，从而阻止电池起火或***。

如图3所示，在本实施例中，根据多个电芯10的工作参数与预设参数的比较结果，确定待爆电芯10，包括：当电芯10的电压突变值大于0.1V/S时，或当电芯10的内阻突变值大于1mΩ时，判断电芯10为待爆电芯10，此时，***发出主动划破防爆阀11的指令，划破刀片22刺破防爆阀11，并对防爆阀11的划痕区域进行切割，浸没液通过刺破口引入至电芯10内，以对电芯10内部进行降温和降压。通过这样的设置，能够及时发现并处理待爆电芯10，从而提高了浸没式液冷电池的安全性。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：在电芯10工作异常时，采用划破结构20主动划破电芯10防爆阀11，及时将外部的浸没液通过刺破口引入至电芯10内，以对电芯10内部进行降温和降压，以防止电池起火或***，提高了电芯10的使用安全性，从而提高了浸没式液冷电池***的安全性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浸没式液冷电池***，其特征在于，包括：

电池柜和多个电芯（10），所述电池柜具有存放腔，所述存放腔内存放有所述多个电芯（10）和浸没液，所述多个电芯（10）浸没在所述浸没液中；

监测模块，所述多个电芯（10）均与所述监测模块连接，所述监测模块用于对所述多个电芯（10）的工作参数进行检测；

划破结构（20）和控制模块，所述划破结构（20）可活动地设置在所述电池柜内，所述划破结构（20）的划破部用于对电芯（10）的防爆阀（11）进行刺破，以使所述浸没液经刺破口进入所述电芯（10）内；所述监测模块和所述划破结构（20）均与所述控制模块连接，以使所述控制模块根据所述监测模块检测到的工作参数对所述划破结构（20）的运行进行控制；

所述浸没式液冷电池***还包括：位置检测件，设置在所述划破结构（20）上，所述位置检测件与所述控制模块连接，所述位置检测件的检测部朝向所述电芯（10）设置，所述位置检测件用于对所述电芯（10）的位置以及所述防爆阀（11）的位置进行检测；其中，当所述位置检测件检测到所述电芯（10）后，所述位置检测件对所述电芯（10）的防爆阀（11）的位置进行检测和识别并将所述防爆阀（11）的周缘位置信息以及周缘形状信息发送至所述控制模块，以使所述控制模块控制所述划破结构（20）沿所述防爆阀（11）的周缘移动；

所述浸没式液冷电池***还包括：驱动模块，所述驱动模块与所述控制模块连接，所述驱动模块可活动地设置在所述存放腔内，所述驱动模块与所述划破结构（20）驱动连接，以带动所述划破结构（20）在所述存放腔内运动。

2.根据权利要求1所述的浸没式液冷电池***，其特征在于，所述划破结构（20）包括：

主体部（21），所述主体部（21）均有安装腔以及与所述安装腔连通的安装开口；

划破刀片（22），所述划破刀片（22）形成所述划破结构（20）的划破部，所述划破刀片（22）可伸缩地设置在所述安装开口处，以通过所述控制模块控制所述划破刀片（22）运动至伸出于所述安装开口的划破位置以及缩回至所述安装腔内的避让位置。

3.根据权利要求2所述的浸没式液冷电池***，其特征在于，所述划破结构（20）还包括：

伸缩驱动组件，设置在所述主体部（21）上，所述伸缩驱动组件与所述划破刀片（22）驱动连接；

其中，所述伸缩驱动组件具有第一驱动状态和第二驱动状态；当所述伸缩驱动组件处于所述第一驱动状态时，所述伸缩驱动组件带动所述划破刀片（22）运动至所述划破位置或所述避让位置；当所述伸缩驱动组件处于所述划破位置时，所述伸缩驱动组件处于所述第二驱动状态，所述伸缩驱动组件的驱动部在预设高度范围内上下往复运动。

4.根据权利要求3所述的浸没式液冷电池***，其特征在于，所述驱动组件包括：

移动驱动组件，所述移动驱动组件的驱动部沿所述防爆阀（11）的周缘的方向移动，所述移动驱动组件的驱动部与所述伸缩驱动组件驱动连接，以带动所述伸缩驱动组件沿所述防爆阀（11）的周缘方向移动。

5.根据权利要求1所述的浸没式液冷电池***，其特征在于，所述驱动模块包括：

第一驱动结构，所述第一驱动结构的驱动部沿第一预设方向可移动地设置在所述存放腔内，所述第一驱动结构的驱动部与所述划破结构（20）驱动连接；

第二驱动结构，所述第二驱动结构的驱动部沿第二预设方向可移动地设置在所述存放腔内，所述第二驱动结构的驱动部与所述第一驱动结构驱动连接；

第三驱动结构，所述第三驱动结构的驱动部沿第三预设方向可移动地设置在所述存放腔内，所述第三驱动结构的驱动部与所述第二驱动结构驱动连接。

6.根据权利要求1所述的浸没式液冷电池***，其特征在于，所述监测模块包括：

温度监测结构，所述多个电芯（10）均与所述温度监测结构连接，以通过所述温度监测结构对所述多个电芯（10）的温度进行监测；和/或，

内阻监测结构，所述多个电芯（10）均与所述内阻监测结构连接，以通过所述内阻监测结构对所述多个电芯（10）的内阻进行监测。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的浸没式液冷电池***，其特征在于，所述浸没液由磷酸三甲酯制成。

8.一种浸没式液冷电池***的防爆方法，其特征在于，应用于权利要求1至7中任一项所述的浸没式液冷电池***，所述防爆方法包括：

获取多个电芯的工作参数，将所述多个电芯的工作参数与预设参数进行比较；

根据所述多个电芯的工作参数与所述预设参数的比较结果，确定待爆电芯；

获取所述待爆电芯的位置情况，根据所述待爆电芯的位置情况控制所述划破结构运动，并控制所述划破结构对所述待爆电芯的防爆阀进行划破操作，以使浸没液经所述防爆阀的划破口进入所述待爆电芯内。

9.根据权利要求8所述的浸没式液冷电池***的防爆方法，其特征在于，所述根据所述多个电芯的工作参数与所述预设参数的比较结果，确定待爆电芯，包括：

当电芯的电压突变值大于预设电压值时，或当所述电芯的内阻突变值大于预设内阻值时，判断所述电芯为待爆电芯。

10.根据权利要求8所述的浸没式液冷电池***的防爆方法，其特征在于，所述根据所述多个电芯的工作参数与所述预设参数的比较结果，确定待爆电芯，包括：

当所述电芯的电压突变值大于0.1V/S时，或当所述电芯的内阻突变值大于1mΩ时，判断所述电芯为待爆电芯。