一、本發(fā)明應(yīng)用于能源行業(yè)，特別是在固定電池儲能系統(tǒng)(bess)中用于儲存電力，以及在交通領(lǐng)域中，其中電動車使用電池模塊，以及在電動車充電系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)不支持快速充電時，本發(fā)明的電池模塊不斷從電網(wǎng)或主要電源的功率和容量中積累能量，并在為電動車充電時通過能量累積器進(jìn)行快速模塊化放電，最終將能量從電網(wǎng)傳輸?shù)诫妱雍徒煌üぞ?，其中電網(wǎng)需要儲存或緩沖以實現(xiàn)快速或超快速充電。本發(fā)明適用于可再生能源的能量儲存，用于電力再平衡，以及在電網(wǎng)之間或不同階段的電網(wǎng)之間，或者在消費(fèi)者與電網(wǎng)之間和/或消費(fèi)者與電力生產(chǎn)者之間的平衡水平上進(jìn)行能量儲存，其中最常見的是可再生能源的生產(chǎn)。本發(fā)明中至少一個系統(tǒng)的應(yīng)用范圍包括電力生產(chǎn)與消費(fèi)無法同步的情況，產(chǎn)能和/或功率無法在生產(chǎn)和/或分配與消費(fèi)之間同步或重新平衡的情況，以及本發(fā)明中至少一個技術(shù)解決方案介入了主要生產(chǎn)和/或分配與消費(fèi)者之間的能量積累和供應(yīng)過程。同樣，它也用于低價格積累和高價格排放的目的，以補(bǔ)償生產(chǎn)過剩與消費(fèi)和需求過剩與生產(chǎn)不足之間的關(guān)系。

背景技術(shù)：

0、二、背景技術(shù)

1、本發(fā)明是發(fā)明和專利申請編號為a/00352/2022的延續(xù)，該申請于2022年6月20日提交，標(biāo)題為“具有電極、導(dǎo)電和導(dǎo)熱收集器以及內(nèi)部和外部換熱器的電池組電池”。

2、目前，電池等電氣能量儲存系統(tǒng)，特別是基于鋰的系統(tǒng)，因其存在高風(fēng)險、無法控制的快速加熱、連鎖反應(yīng)甚至燃燒和爆炸的風(fēng)險而被認(rèn)為是危險的。如果出現(xiàn)火災(zāi)和/或爆炸情況，保護(hù)和干預(yù)系統(tǒng)通常是通過容器化和模塊組裝的方式來進(jìn)行，這些系統(tǒng)對整個系統(tǒng)起作用，而不是直接作用于電池單元的層面。這種方式無法阻止火災(zāi)源頭的撲滅過程，也無法阻止火勢的蔓延。

3、在當(dāng)前的情況下，由兩個或更多鋰電池單元組成的電池模塊通常配備有冷卻和強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)，但存在重大問題，因為它們無法將熱量傳遞到輻射和過熱的部件或表面上，無法進(jìn)行熱傳遞，特別是無法將熱量從一個單元傳遞到另一個單元，使它們相互加熱，也無法將熱量從一個表面?zhèn)鬟f到另一個表面，從一個單元傳遞到另一個單元，或從一個模塊傳遞到另一個模塊。目前的冷卻系統(tǒng)不能均勻地冷卻，也不能單獨(dú)從電池外殼中去除熱量。

4、此外，電池中的電能儲存系統(tǒng)，特別是鋰電池，會產(chǎn)生無法控制的熱量，冷卻系統(tǒng)無法提供恒定且直接作用于熱源的冷卻效果，而實際上熱源就是電池單元本身。由于無法為每個電池單元提供直接冷卻，因此當(dāng)其中一個電池單元過熱、過充或不平衡時，就會出現(xiàn)問題，與模塊中的其他電池單元相比較。這種情況可能導(dǎo)致電池系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，并增加火災(zāi)、爆炸等風(fēng)險。因此，確保每個電池單元都能得到直接冷卻非常重要。

5、電池壽命用充放電周期表示。如果在運(yùn)行過程中存在溫度變化，電池中的電極、隔膜和/或電解質(zhì)會失去其性能，導(dǎo)致充放電循環(huán)次數(shù)顯著減少，進(jìn)而降低使用壽命和/或使其降解，甚至可能引發(fā)燃燒等危險情況。保持電池的恒定工作溫度，特別是在電池單元之間沒有變化的均勻溫度，無論它們在電池模塊中的位置如何，或者在機(jī)架中的電池模塊，或者在容器中的機(jī)架中，這些都是本發(fā)明的創(chuàng)新系統(tǒng)和解決方案的組成部分。

6、目前，電池單元在模塊中的組裝并沒有通過固定沒有自己夾緊系統(tǒng)的電池單元來提供高能量密度。電池單元被組合成模塊，而在本發(fā)明之前的系統(tǒng)中，沒有將組裝系統(tǒng)與本發(fā)明的系統(tǒng)相結(jié)合，以實現(xiàn)對每個表面的均勻冷卻，并通過連接到電池單元表面的換熱器進(jìn)行冷卻。此外，還采用了一個外殼系統(tǒng)，包裹住電池單元的上部和下部，特別是在角落處進(jìn)行固定，電池單元的機(jī)械強(qiáng)度最高，非常適合鋰電池單元。此外，還在模塊中直接應(yīng)用了防火系統(tǒng)，并直接應(yīng)用于每個電池單元，這些解決方案是本發(fā)明的組成部分，解決了上述問題。

7、迄今為止，關(guān)于機(jī)架中模塊的組裝的技術(shù)解決方案是通過開放、非絕緣和開放的電池模塊的乘法，其中沒有提供熱、電和個別隔離，并且對于任何問題，燃燒或火災(zāi)的傳播，以及可燃和/或爆炸性氣體的普遍污染以及它們從一個模塊傳播到另一個模塊或從一個機(jī)架傳播到另一個機(jī)架是不可避免的，無法被遏制或停止，盡管問題僅來自一個電池單元，一個機(jī)架中的一個電池模塊，而火災(zāi)和排氣和/或吸氣系統(tǒng)在容器化水平上起作用，經(jīng)過傳播和連鎖反應(yīng)影響整個系統(tǒng)之后。這些問題通過本發(fā)明中應(yīng)用的系統(tǒng)、流程和解決方案得到解決。同樣，該模塊的作用是將有缺陷的電池保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，知道在有缺陷的電池中，?xì)胞壁會膨脹，從而影響周圍的電池。通過將有問題的電池單元固定在原位，周圍的電池單元受到的影響將較小，并將繼續(xù)運(yùn)行。而電池單元之間的空間可以使用銅毛氈或其他導(dǎo)熱材料制成的換熱器，這將允許有問題的電池單元膨脹。

8、鋰電池(特別是棱柱形電池)沒有固定結(jié)構(gòu)來將它們組裝成兩個或多個電池的模塊。他們只有一個鋁盒封裝陽極-陰極輥。因此，在組裝、運(yùn)輸和物理(機(jī)械)應(yīng)力和/或振動過程中，它們沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且易碎。需要注意的是，它們的重量為2000千克/立方米，處理、振動和慣性對其所屬的電極產(chǎn)生負(fù)面影響，而這些電極在微米級別運(yùn)行。在變形或開裂的情況下，有火災(zāi)和爆炸的危險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

0、三、
技術(shù)實現(xiàn)要素：

1、在本發(fā)明中，組裝兩個或更多電池單元的模塊采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以由一個或多個上下板組成，電池單元嵌入其中，板之間有垂直桿，以創(chuàng)建從一端到另一端、從一表面到另一表面的強(qiáng)度和保護(hù)結(jié)構(gòu)，具有沿長度/寬度/高度/對角線的3個軸線和斜向的機(jī)械強(qiáng)度。本發(fā)明的模塊系統(tǒng)采用強(qiáng)制冷風(fēng)冷卻，可以獨(dú)立地控制每個電池單元和/或每個表面的溫度，從而排除了一個電池單元受到另一個電池單元加熱的情況。每個電池單元都得到均勻且獨(dú)立的冷卻，電池單元之間的強(qiáng)制空氣出口處于封閉回路中，并立即進(jìn)行冷卻。從電池單元之間的強(qiáng)制空氣出口處，它被引導(dǎo)并在封閉回路中流向換熱器、散熱器，這些散熱器可以是位于附近和/或靠近熱源的液體散熱器。根據(jù)本發(fā)明和專利申請編號a/00352/2022(2022年6月20日)，熱交換器被應(yīng)用和/或附著在電池單元的表面上，特別是根據(jù)第7、8、9和10項權(quán)利要求。

2、根據(jù)本發(fā)明，由兩個或更多電池單元組成的電池模塊通過強(qiáng)制空氣冷卻其表面或表面，不僅依靠空氣的熱導(dǎo)性，還通過熱交換器以及以空氣-液體混合方式進(jìn)行冷卻。這些系統(tǒng)和過程是本發(fā)明的一部分。

3、本發(fā)明的模塊系統(tǒng)配備了一個熱交換器，該熱交換器附著在由導(dǎo)熱材料制成的電池單元表面上，可以通過電池單元表面上的熱交換器傳遞熱量，并通過材料傳導(dǎo)，不僅通過強(qiáng)制對流通過空氣，還包括通過材料的導(dǎo)熱性。

4、所有的電池模塊，由兩個或更多電池單元組成，在所有表面上都通過強(qiáng)制空氣通風(fēng)，使用空氣循環(huán)風(fēng)扇、分配器和氣流控制，沒有例外地在電池單元之間進(jìn)行通風(fēng)。

5、本發(fā)明的模塊冷卻系統(tǒng)配備了一個渦輪風(fēng)扇，通過模塊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的兩個縫隙將空氣流引導(dǎo)和分配，一個位于上層，另一個位于下層，它至少創(chuàng)建一個增壓室，但理想情況下，并且作為本發(fā)明的一個組成部分，它創(chuàng)建了兩個鏡像和相反的增壓室，并將整個氣流均勻且可控地分配到組成電池模塊的每個單元的表面上。壓力室或多個壓力室將強(qiáng)制空氣均勻或均勻地向上分布到遠(yuǎn)離源的一側(cè)，以便在模塊水平上進(jìn)行恒定和均勻的冷卻。

6、本發(fā)明的系統(tǒng)也是一個閉路系統(tǒng)，其中包括壓力、排氣、分配、吸收和抽吸，它們的組合增加并放大了強(qiáng)制空氣通過電池模塊的所有絨毛或所有細(xì)胞表面均勻分布和控制的速度。為了在相反的端部高效冷卻，該系統(tǒng)配備了越來越多的附加孔，以實現(xiàn)與流量成比例的冷卻，并且在溫度差at較高的地方，強(qiáng)制空氣流速較低，而在溫度差at較低的地方，強(qiáng)制空氣流速較高以進(jìn)行補(bǔ)償，從而實現(xiàn)了均勻的冷卻系統(tǒng)。

7、由兩個或多個電池單元組成的電池模塊，在有缺陷的電池單元出現(xiàn)問題和/或發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時，設(shè)有防火系統(tǒng)和/或可燃?xì)怏w排氣系統(tǒng)。

8、本文中的電池模塊系統(tǒng)在出現(xiàn)問題和/或有缺陷的電池的電化學(xué)反應(yīng)時，配備了可燃易燃?xì)怏w抽吸系統(tǒng)，該系統(tǒng)從閉路系統(tǒng)切換為具有抽吸和排氣回路的開放系統(tǒng)。

9、在本發(fā)明之前，由兩個或更多電池單元組成的電池模塊在模塊組或容器化的級別上具有防火和/或抗火系統(tǒng)，這些系統(tǒng)對整個組裝起作用，并且在火災(zāi)被觸發(fā)并傳播到組裝時產(chǎn)生效果，當(dāng)火災(zāi)非常晚和危險時，考慮到觸發(fā)僅來自一個第一個有缺陷的電池單元，該單元是問題的起源。

10、本發(fā)明的系統(tǒng)旨在直接并迅速地對任何有問題的電池單元進(jìn)行作用，從第一次故障或危險的跡象開始，直接作用于電池單元，無論該有缺陷的電池單元是模塊的一部分，通過冷卻、滅火和排氣，以及隔離模塊的隔離，不允許模塊之間的傳播或擴(kuò)展到機(jī)架或機(jī)架，這些組裝、子組裝和過程的系統(tǒng)是本發(fā)明的組成部分。

11、本發(fā)明的系統(tǒng)還可以在電池模塊內(nèi)部提供防火液體安瓿，這些安瓿位于每個電池單元的附近，每個電池單元都配備了一個滅火器，直接作用于火源和/或直接作用于火焰或由電池單元故障引起的反應(yīng)，不允許火災(zāi)傳播或擴(kuò)展，從而將問題封閉和隔離在特定模塊的級別，而不會污染/影響其他健康的電池模塊。

12、本發(fā)明的防火系統(tǒng)直接作用于本發(fā)明的電池模塊以及包括防火系統(tǒng)、熱障和/或防火傳播障礙物的電池模塊內(nèi)部，以及本發(fā)明的電池模塊組中其他模塊之間的防火傳播障礙物。本發(fā)明的系統(tǒng)還配備了一個受控觸發(fā)系統(tǒng)，用于防火或防火安瓿的觸發(fā)，當(dāng)檢測到火災(zāi)和/或明火和/或可燃物和/或易燃?xì)怏w時，通過可燃電化學(xué)反應(yīng)直接作用于火災(zāi)或明火。

13、本發(fā)明的系統(tǒng)還可以配備一個網(wǎng)格、分配和惰性氣體注入裝置，該裝置可以直接與每個電池模塊內(nèi)的滅火劑混合，并可以由觸發(fā)器獨(dú)立觸發(fā)，觸發(fā)進(jìn)入和注入防火劑和/或惰性氣體與防火劑的混合物，同時打開封閉、分隔和隔離模塊的艙口和圍護(hù)結(jié)構(gòu)，向外排放和/或通過吸入可燃?xì)怏w和/或由有缺陷的電池單元產(chǎn)生的煙霧。在防火過程中的干預(yù)注入還會帶來防火材料的供應(yīng)，用于直接在電池模塊內(nèi)部并準(zhǔn)確地位于電池單元上方的可燃材料的冷卻和稀釋，因此準(zhǔn)確地在源頭進(jìn)行滅火干預(yù)、排放和阻止傳播。

14、本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種用于電池單元和電池模塊的復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有均勻和/或均質(zhì)的冷卻、防火和/或滅火解決方案，以及傳播和/或排放和/或吸入的功能。

15、在獨(dú)立權(quán)利要求1、2和3中提出技術(shù)問題的解決方案，在從屬權(quán)利要求4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15和16中創(chuàng)建解決方案發(fā)明和執(zhí)行的偏好，并制造它們所依賴的對象。

16、可以預(yù)測的是，根據(jù)特定應(yīng)用的需要，圖示中的一個或多個元素可以以更獨(dú)立或集成的方式實施，甚至在某些情況下可以被省略。

17、此外，圖中的速率、尺寸、距離、比例、大小和比例，但不限于此，僅用于本發(fā)明的理解和說明，用于提出問題的解決方案。

18、單數(shù)使用的術(shù)語可以復(fù)數(shù)使用，反之亦然，適用于本發(fā)明的任何描述、圖和權(quán)利要求中的物體、組件、子組件、過程、物質(zhì)。