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CN220290972U - 能量存储系统 - Google Patents

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CN220290972U
CN220290972U CN202290000180.1U CN202290000180U CN220290972U CN 220290972 U CN220290972 U CN 220290972U CN 202290000180 U CN202290000180 U CN 202290000180U CN 220290972 U CN220290972 U CN 220290972U
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CN
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energy storage
storage system
battery rack
explosion
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CN202290000180.1U
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洪祥于
李贤愍
朴同浩
柳志昊
李镕太
李宗洙
李知远
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Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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Abstract

根据本实用新型的一个实施例的能量存储系统的特征在于包括：至少一个电池架，所述至少一个电池架用于在发生火灾或爆炸的情形中增加所述电池架的安全性；和防爆外罩，所述防爆外罩用于密封地容纳所述至少一个电池架。

Description

能量存储系统
技术领域
本公开涉及一种能量存储系统。
本申请要求2021年3月25日在韩国提交的韩国专利申请10-2021-0039191号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
由于二次电池具有能够容易应用于各种产品的特性以及诸如高能量密度的电气性质，因此二次电池不仅通常被应用于便携式装置，而且还普遍地应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或者混合动力电动车辆(HEV)。由于二次电池具有显著减少化石燃料的使用、不会由于能量的使用而产生副产品这样的主要优点，因此二次电池成为新型的环境友好并且具有能量效率的能源，从而这种二次电池正在获得关注。
目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单元二次电池单体、即单元电池单体具有大约2.5V到4.5V的工作电压。相应地，当要求更高的输出电压时，多个电池单体可以被串联连接以形成电池组。另外地，可以通过根据电池组所要求的充电/放电容量而并联连接多个电池单体来制造电池组。相应地，可以取决于所要求的输出电压或者充电/放电容量来不同地设定电池组中所包括的电池单体的数目。
同时，当通过串联/并联连接多个电池单体来制造电池组时，通常制造包括至少一个电池单体的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并且添加任何其他部件来制造电池组或电池架。同时，能量存储系统包括至少一个电池架作为能源。
通常，传统的能量存储系统包括多个电池架。这里，所述多个电池架包括：彼此堆叠的多个电池模块，每一个电池模块包括至少一个电池单体；和电池架外壳，该电池架外壳容纳所述多个电池单体。
在传统的能量存储系统的情形中，由于电池单体或系统中的缺陷，存在电池架中发生火灾或者甚至电池架爆炸的风险。当发生火灾或爆炸时，可能发生更大的二次损坏。
因此，需要一种方案来提供一种能量存储系统，该能量存储系统改进了电池架的火灾或爆炸安全性。
实用新型内容
技术问题
因此，本公开旨在提供一种能量存储系统，该能量存储系统改进了电池架的火灾或爆炸安全性。
技术方案
为了解决上述问题，本公开提供一种能量存储系统，所述能量存储系统包括：至少一个电池架；和防爆外罩，所述防爆外罩气密性地容纳所述至少一个电池架。
所述防爆外罩可以包括预定厚度的钢板。
所述防爆外罩可以包括：底盖，所述底盖被构造成覆盖所述至少一个电池架的底部；成对的侧盖，所述成对的侧盖被联接到所述底盖，并且被构造成覆盖所述至少一个电池架的两侧；门单元，所述门单元被联接到所述成对的侧盖，其中，所述门单元在所述至少一个电池架的前侧上被打开/关闭；后盖，所述后盖被设置在所述门单元的后侧上，以覆盖所述至少一个电池架的后侧；和顶盖，所述顶盖被设置在所述后盖和所述门单元上，以覆盖所述至少一个电池架的顶部。
所述防爆外罩可以包括基板，以支撑所述底盖的底部。
所述基板可以在上表面上包括至少一个增强肋，以增强所述基板的强度。
所述成对的侧盖可以包括：第一侧盖，所述第一侧盖覆盖所述至少一个电池架的一侧；和第二侧盖，所述第二侧盖被定位成与所述第一侧盖相反，以覆盖所述至少一个电池架的相反侧。
所述第一侧盖和所述第二侧盖中的每一个可以包括多个侧面板，所述多个侧面板彼此堆叠。
所述第一侧盖和所述第二侧盖可以包括绝热面板，所述绝热面板被定位成面对所述至少一个电池架的一侧。
所述绝热面板可以包括超级棉(superwool)。
所述门单元可以被可枢转地铰链连接至所述成对的侧盖。
可以设置成对的所述门单元，并且每一个门单元可以被连接到每一个侧盖。
所述后盖可以包括：至少一个后面板，所述至少一个后面板被定位成面对所述至少一个电池架的所述后侧；和空调单元，所述空调单元被设置在所述至少一个后面板中，以控制从所述至少一个电池架产生的热量总量。
当在所述至少一个电池架中发生异常情况时，所述空调单元可以检测从所述至少一个电池架产生的热量或烟雾并且停止所述至少一个电池架的运行。
所述防爆外罩可以包括至少一个引导杆，所述至少一个引导杆位于所述门单元和所述后盖之间，以引导所述至少一个电池架的支撑。
有利效果
根据如上所述的各种实施例，能够提供一种能量存储系统，所述能量存储系统改进了电池架的火灾或爆炸安全性。
附图说明
附图示出本公开的示例性实施例，并且与以下详细描述一起用于提供本公开的技术特征的进一步的理解，因此本公开不被解释为限于绘图。
图1是示出根据本公开实施例所述的能量存储系统的视图。
图2是示出图1所示能量存储系统的电池架的视图。
图3是示出图2所示电池架的电池模块的视图。
图4是图1所示能量存储系统的防爆外罩的分解立体图。
图5是示出图4所示防爆外罩的基板的视图。
图6和图7是示出当在图1的能量存储系统中发生异常情况时、用于通过防爆外罩确保安全性的机制的视图。
图8是示出与图1所示能量存储系统的防爆外罩有关的爆炸压力的计算的曲线图。
图9是示出施加到图1所示能量存储系统的防爆外罩的内壁的爆炸压力的计算的曲线图。
图10是示出施加到图1所示能量存储系统的防爆外罩的内壁的最大位移和最大应力的计算的曲线图。
图11和图12是示出相对于图1所示能量存储系统的防爆外罩的厚度的最大应力和最大位移的计算的曲线图。
具体实施方式
通过参考附图详细地描述本公开的示例性实施例，本公开将变得显而易见。所公开的实施例以说明的方式来提供，以帮助理解本公开，并且应该理解，本公开可以被实施为很多其他形式。另外，为了帮助理解本公开，附图可能以夸大的尺寸而非实际尺寸示出一些元件。
图1是示出根据本公开实施例所述的能量存储系统的视图。
参考图1，能量存储系统1可以用作家用或工业能源。所述能量存储系统1可以包括电池架10和防爆外罩50。
所述能量存储系统1可以包括至少一个电池架10来作为所述能量存储系统1的能源。在下文中，基于多个电池架10来描述该实施例。
在下文中，将更详细地描述所述电池架10。
图2是示出图1所示能量存储系统的电池架的视图，图3是示出图2所示电池架的电池模块的视图。
参考图2和图3，所述电池架10可以包括至少一个电池模块15。在下文中，基于多个电池模块15沿着所述电池架10的高度方向彼此堆叠的情形来描述该实施例。
所述多个电池模块15可以包括至少一个电池单体17。在下文中，基于彼此堆叠并电连接的多个电池单体17的情形来描述该实施例。
所述多个电池单体17可以包括锂离子电池。具体地，所述多个电池单体17可以包括二次电池，例如袋型二次电池、圆柱形二次电池或者棱柱形二次电池。在下文中，基于所述多个电池单体17包括袋型二次电池的情形来描述该实施例。
回过来参考图1，通过气密性地覆盖至少一个电池架10或多个电池架10，所述防爆外罩50可以气密性地接收至少一个电池架10，在该实施例中是接收多个电池架10。
在由所述多个电池架10中发生的异常情况引起的火灾以及还有例如所述电池架10发生爆炸的危险情况的情形中，所述防爆外罩50可以被构造成承受火灾或爆炸压力。
为此目的，所述防爆外罩50可以包括钢板以承受爆炸压力。这里，可以考虑在1.2和2.0之间的安全因子来设计钢板的预定厚度。具体地，考虑到安全因子，所述预定厚度可以是至少200mm。
进而，所述防爆外罩50可以包括镀锌钢板。另外地，所述防爆外罩50可以包括电镀锌钢板。
在下文中，将更详细地描述所述防爆外罩50。
图4是图1的能量存储系统的防爆外罩的分解立体图，图5是示出图4所示防爆外罩的基板的视图。
参考图1、图4和图5，所述防爆外罩50可以包括底盖100、侧盖200、300、门单元400、500、后盖600和顶盖700。
所述底盖100可以覆盖至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的底部。所述底盖100可以具有足够的尺寸来覆盖所述多个电池架10的底部，并且可以包括钢板。进而，所述底盖100可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。
成对的侧盖200、300可以被设置并联接到所述底盖100，并且可以覆盖至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的两侧。
所述侧盖200、300可以包括第一侧盖200和第二侧盖300。
所述第一侧盖200可以覆盖至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的一侧。
所述第一侧盖200可以包括侧面板210、220、230和绝热面板250。
可以设置多个侧面板210、220、230，并且所述多个侧面板210、220、230可以包括钢板。进而，所述多个侧面板210、220、230可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。所述多个侧面板210、220、230可以在所述防爆外罩50的横向方向上彼此堆叠并连接。
所述绝热面板250可以被定位成面对至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的一侧。具体地，所述绝热面板250可以位于所述多个电池架10的一侧与所述侧面板230之间。
所述绝热面板250可以包括具有预定厚度的绝热材料，例如玻璃棉或者超级棉，以防止热传递。在下文中，基于包括厚度至少为100mm的超级棉的绝热面板250来描述该实施例。
所述第二侧盖300可以被定位成与所述第一侧盖200相反，并且可以覆盖至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的另一侧。
所述第二侧盖30可以包括侧面板310、320、330和绝热面板350。
可以设置多个侧面板310、320、330，并且所述多个侧面板310、320、330可以包括钢板。进而，所述多个侧面板310、320、330可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。所述多个侧面板310、320、330可以在所述防爆外罩50的横向方向上彼此堆叠并连接。
所述绝热面板350可以被定位成面对至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的另一侧。具体地，所述绝热面板350可以位于所述多个电池架10的另一侧与所述侧面板330之间。
所述绝热面板350可以包括预定厚度的绝热材料，例如玻璃棉或者超级棉，以防止热传递。在下文中，基于包括厚度至少为100mm的超级棉的绝热面板350来描述该实施例。
所述门单元400、500可以被联接到所述成对的侧盖200、300，并且可以在至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的前侧上被打开/关闭。通过所述门单元400、500的打开/关闭，能够在所述至少一个电池架10的管理或调查中增加操作员的工作效率。
所述门单元400、500可以被可枢转地铰链连接至所述成对的侧盖200、300。可以设置所述成对的门单元400、500，并且所述成对的门单元400、500被分别地连接到所述侧盖200、300。
所述成对的门单元400、500可以包括第一门400和第二门500。
所述第一门400可以被可枢转地铰链连接到所述第一侧盖200。所述第一门400可以包括锁定单元，当所述第一门400被关闭时，通过用户操控或自动控制来锁定或解锁所述锁定单元。
所述第一门400可以包括钢板。进而，所述第一门400可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。
所述第二门500可以被可枢转地铰链连接到所述第二侧盖30。当所述门单元400、500关闭时，所述第二门500和第一门400可以被气密性地彼此联接。所述第二门500可以包括锁定单元，当所述第二门500关闭时，通过用户操控或自动控制来锁定或解锁所述锁定单元。
所述第二门500可以包括钢板。进而，所述第二门500可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。
所述后盖600可以被设置在所述门单元400、500的后侧上，以覆盖至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的后侧。
所述后盖600可以包括后面板610、620和空调单元650。
所述后面板610、620可以被定位成面对至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的后侧。可以沿着所述防爆外罩50的前后方向设置和堆叠多个后面板610、620。
所述多个后面板610、620可以包括钢板。进而，所述多个后面板610、620可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。
所述空调单元650可以被构造成控制从至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10产生的热量总量，并且可以被设置在至少一个后面板610、620中。
当至少一个电池架10中发生异常情况时，所述空调单元650可以检测从所述至少一个电池架10产生的热量或烟雾，并且停止所述至少一个电池架10的运行。
所述顶盖700可以被设置在所述后盖600和门单元400、500上，以覆盖至少一个电池架10、在该实施例中为多个电池架10的顶部。所述顶盖700可以包括至少一个气体出口750(见图7)，以迫使内部气体排出。
所述顶盖700可以包括钢板。进而，所述顶盖700可以包括镀锌钢板或者电镀锌钢板。
所述顶盖700可以被联接到所述侧盖300、400和后盖600。这里，所述顶盖700可以被凸缘联结到所述侧盖300、400和后盖600，并且当被凸缘联结时，至少一个气体出口750可以被另外地形成在所述顶盖700的顶部上。
在所述底盖100、侧盖300、400和后盖600之间的联接情形中，可以实施凸缘联结。在此情形中，所述底盖100可以具有气体出口。在该实施例中，可以经由凸缘联结而形成的气体出口来形成火焰通道，并且当所述防爆外罩50中的电池架10产生火焰或发生爆炸时，可以迫使高温和高压内部气体G(见图7)从所述防爆外罩50排出，由此有效地降低所述防爆外罩50的内部压力。
所述防爆外罩50可以进一步包括基板800。
所述基板800可以支撑所述底盖100的底部。
所述基板800可以包括传送引导件820和增强肋850。
所述传送引导件820可以被设置在所述基板800的至少一侧上，以引导所述基板800的传送以及整个防爆外罩50或能量存储系统1的传送。
所述增强肋850可以被设置在所述基板800的上表面上，以增强所述基板800的强度。可以设置至少一个增强肋850。在下文中，基于多个增强肋850的情形来描述该实施例。
所述防爆外罩50可以进一步包括引导杆900。
可以设置至少一个引导杆900。在下文中，基于多个引导杆900的情形来描述该实施例。
所述多个引导杆900可以被设置在所述门单元400、500和后盖600之间，以引导所述至少一个电池架10的支撑。所述多个引导杆900可以在所述防爆外罩50的前后方向上彼此间隔开预定距离。
同时，所述防爆外罩50可以进一步包括密封垫片950。
所述密封垫片950可以位于所述门单元400、500的后侧上，以当所述门单元400、500被关闭时，增强门单元400、500的边缘区域的密封性。
在下文中，将更详细地描述当在根据该实施例所述的能量存储系统1中发生异常情况时、用于通过所述防爆外罩50来确保安全性的机制。
图6和图7是示出当在图1的能量存储系统中发生异常情况时、用于通过所述防爆外罩来确保安全性的机制的图。
参考图6和图7，可能由于在所述能量存储系统1的所述多个电池架10中的至少一个电池架中的过热而发生异常情况。在此情形中，取决于过热的程度，所述电池架10中可能着火或者甚至电池架10发生爆炸。
在该实施例中，包括钢板的所述防爆外罩50被构造成将所述多个电池架10密封起来，并且在发生火灾或爆炸的情形中，所述防爆外罩50可以承受所述电池架10的爆炸压力，由此防止从所述防爆外罩50另外向外爆炸传播的风险。
在此情形中，因为通过所述防爆外罩50的气体出口750有效地迫使高温和高压气体G排出，所以能够降低所述防爆外罩50的内部压力、减小爆炸气体的膨胀速度并且充分地降低内部温度，由此更有效地防止另外的二次爆炸风险。
图8是示出与图1所示能量存储系统的防爆外罩有关的爆炸压力的计算的曲线图。
参考图8，首先，用于爆炸压力计算的模拟条件如下。该分析方法使用瞬态分析，并且应用了在弹性范围中具有高准确度的线性弹性模型。
进而，应用了瑞利阻尼模型。具体地，当在爆炸的情形中响应于冲量而发生振动时，应用与防爆外罩的质量和刚度成比例的阻尼系数。这由以下等式定义。
C＝αM+βK(α：质量阻尼系数，β：刚度阻尼系数)
在上述等式中，C表示阻尼系数，M表示质量，并且K表示刚度。
另外地，在该模拟中，以大约0.0075m的单元尺寸和5，557，725EA的单元数目来应用网格。
最后，在该模拟中应用的防爆外罩的物理性质如下。
【表1】
下文描述爆炸压力计算理论。
爆破荷载被划分成压力高于大气压力的正相以及压力低于大气压力的负相，并且当冲击波到达时，正压力即刻大大地增加，随后，正压力的量值快速降低。随后，负压力跟随，直至压力等于周边大气压力。然而，通常，因为在爆炸分析中负相的影响较小而可以忽略不计，所以仅仅考虑正相。进而，随着氢气浓度更高或者压力容器更小时，则施加了更高的压力。
可以考虑图8和以下等式来计算爆破荷载。
使用比例距离作为关键变量来计算爆破荷载。
[等式1]
在上述等式1中，Z表示比例距离，R表示从爆炸物到物体的距离，W表示爆炸物量。
以如下方式，作为入射压力和反射压力之和来计算爆破荷载的压力，并且考虑入射角的正压力的最大值。
[等式2]
Pmax＝PincX(1+cosθ-2 cos2θ)+PrefX cos2θ
Pmax是最大正压力，Pinc是最大入射压力，Pref是最大反射压力。
可以通过与最大正压力相同的方法来计算爆破荷载的总冲量。
[等式3]
Imax＝IincX(1+cosθ-2 cos2θ)+IrefX cos2θ
Imax是总冲量，Iinc是总入射压力冲量，Iref是总反射压力冲量。
正压力持续时间T0如下。
[等式4]
T0是正压力持续时间，Pmax是最大正压力，Imax是总冲量。
考虑到这些内容，最终计算的爆破荷载等式如下。
[等式5]
这里，t是爆炸发生之后的时间，Pmax是最大正压力，Ta是正压力到达时间，T0是正压力持续时间。
图9是示出施加到图1的能量存储系统的防爆外罩的内壁的爆炸压力的计算的曲线图。
参考图9，首先，爆炸压力计算条件如下。假设从爆炸物到物体的最短距离为0.84m，爆炸物量为0.59kg，并且爆炸压力到壁表面上的入射角为垂直于表面的0°。进而，时间步长如下：
Ta≤Time≤Ta+T0:0.005ms，
Time>Ta+T0:0.1ms，
作为计算爆炸压力的结果，施加到壁的最大爆炸压力为5.01MPa，正压力到达时间Ta为0.45ms，并且正压力持续时间T0为0.19ms。
图10是示出施加到图1的能量存储系统的防爆外罩的内壁的最大位移和最大应力的计算的曲线图。
参考图10，首先，在测试中，防爆外罩的钢板的厚度为1.6mm。在正压力持续时间T0期间，发生冲量形式的爆炸压力，并且由于该爆炸压力，最大位移被改变至183mm，并且该位移通过振动衰减而减小并且会聚到0mm。能够看到，最大应力为12.0GPa，这是屈服应力(175MPa)的69倍之大。进而，在最大位移时间(6.3ms)时，在防爆外罩的门的附近发生峰值位移和应力。
图11和图12是示出相对于图1的能量存储系统的防爆外罩的厚度的最大应力和最大位移的计算的曲线图。具体地，图11和图12示出在改变防爆外罩的钢板的厚度的情况下与最大应力和最大位移有关的测试结果。
参考图11和图12，首先，在改变厚度的情况下使用钢板执行测试。在该测试中，电镀锌钢板(SECC)被用于所述钢板，并且对于每一个钢板，改变厚度，例如为1.6mm、10mm、20mm、30mm、40mm、100mm、200mm。
作为该测试的结果，能够看到，随着钢板的厚度增加，则防爆外罩的最大位移和最大应力减小。另外地，能够看到最大应力不超过屈服应力(0.175GPa)的SECC的最小厚度为109mm，并且当应用该最小厚度时，最大位移为0.5mm。
同时，期望的是在最终厚度的选择中应用安全因子。如上所述，安全因子是根据结构的安全性要求而在设计之前由设计者设定的值，并且在机械的情形中，通常使用在1.2和2.0之间的值。当应用安全因子2.0以确保更高的安全性时，钢板的最终厚度可以是218mm，这是通过将109mm乘以安全因子2.0而获得的。
通过上文描述的模拟能够看到，当将大约200mm或更厚的钢板应用于防爆外罩时，能够实现能量存储系统的防爆外罩的内部压力防爆设计。相应地，在该实施例中，大约200mm或更厚的钢板被应用于防爆外罩，能够显著地增加防爆外罩的内部压力防爆性能。
根据上文描述的各种实施例，能够提供能量存储系统1，该能量存储系统1具有改进的电池架10的火灾或爆炸安全性。
虽然上文已经示出并且描述了本公开的示例性实施例，但是本公开不限于上文描述的具体实施例，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离在所附权利要求中要求保护的本公开的主题的情况下对其做出各种修改和改变，并且不应该相对于本公开的技术方面或范围单独地理解这些修改和改变。

Claims (14)

1.一种能量存储系统，其特征在于，包括：
至少一个电池架；和
防爆外罩，所述防爆外罩气密性地容纳所述至少一个电池架。
2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其特征在于，所述防爆外罩包括具有预定厚度的钢板。
3.根据权利要求1所述的能量存储系统，其特征在于，所述防爆外罩包括：
底盖，所述底盖被构造成覆盖所述至少一个电池架的底部；
成对的侧盖，所述成对的侧盖被联接到所述底盖，并且被构造成覆盖所述至少一个电池架的两侧；
门单元，所述门单元被联接到所述成对的侧盖，其中，所述门单元在所述至少一个电池架的前侧上被打开/关闭；
后盖，所述后盖被设置在所述门单元的后侧上，以覆盖所述至少一个电池架的后侧；和
顶盖，所述顶盖被设置在所述后盖和所述门单元上，以覆盖所述至少一个电池架的顶部。
4.根据权利要求3所述的能量存储系统，其特征在于，所述防爆外罩包括基板，以支撑所述底盖的底部。
5.根据权利要求4所述的能量存储系统，其特征在于，所述基板在上表面上包括至少一个增强肋，以增强所述基板的强度。
6.根据权利要求3所述的能量存储系统，其特征在于，所述成对的侧盖包括：
第一侧盖，所述第一侧盖覆盖所述至少一个电池架的一侧；和
第二侧盖，所述第二侧盖被定位成与所述第一侧盖相反，以覆盖所述至少一个电池架的相反侧。
7.根据权利要求6所述的能量存储系统，其特征在于，所述第一侧盖和所述第二侧盖中的每一个包括多个侧面板，所述多个侧面板彼此堆叠。
8.根据权利要求6所述的能量存储系统，其特征在于，所述第一侧盖和所述第二侧盖包括绝热面板，所述绝热面板被定位成面对所述至少一个电池架的一侧。
9.根据权利要求8所述的能量存储系统，其特征在于，所述绝热面板包括超级棉。
10.根据权利要求3所述的能量存储系统，其特征在于，所述门单元被可枢转地铰链连接至所述成对的侧盖。
11.根据权利要求3所述的能量存储系统，其特征在于，设置有成对的所述门单元，并且每个门单元被连接到每个侧盖。
12.根据权利要求3所述的能量存储系统，其特征在于，所述后盖包括：
至少一个后面板，所述至少一个后面板被定位成面对所述至少一个电池架的所述后侧；和
空调单元，所述空调单元被设置在所述至少一个后面板中，以控制从所述至少一个电池架产生的热量。
13.根据权利要求12所述的能量存储系统，其特征在于，当所述至少一个电池架中发生异常情况时，所述空调单元检测从所述至少一个电池架产生的热量或烟雾，并且停止所述至少一个电池架的运行。
14.根据权利要求3所述的能量存储系统，其特征在于，所述防爆外罩包括至少一个引导杆，所述至少一个引导杆位于所述门单元和所述后盖之间，以引导所述至少一个电池架的支撑。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102666721B1 (ko) * 2023-08-31 2024-05-16 이강용 내진구조를 갖는 배터리 보관용 컨테이너
CN117080619B (zh) * 2023-10-16 2023-12-15 上海北开科技发展有限公司 一种新能源汽车电池散热管理方法与系统
KR20250098766A (ko) * 2023-12-22 2025-07-01 주식회사 엘지에너지솔루션 컨테이너 모듈

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3128531U (ja) * 2006-10-02 2007-01-18 株式会社マエショウ 蓄電池等収納箱
JP2008170077A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加熱装置
JP5402426B2 (ja) * 2009-09-09 2014-01-29 株式会社村田製作所 電池試験装置、電池搬送・保管用ケース
KR101303010B1 (ko) * 2011-08-18 2013-09-03 삼성중공업 주식회사 방폭랙
US20130288096A1 (en) * 2011-09-16 2013-10-31 General Electric Company Modular battery
JP6102541B2 (ja) * 2013-06-13 2017-03-29 住友電気工業株式会社 収納装置および蓄電池交換方法
WO2015110613A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-30 Spark Racing Technology Sas Protective battery casing
CN104001297B (zh) * 2014-05-21 2016-08-24 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 一种自带自动报警及灭火系统的锂离子电池消防试验柜
JP6657581B2 (ja) * 2015-03-30 2020-03-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電設備
US10522801B2 (en) * 2015-09-11 2019-12-31 Younicos, Inc. Modular energy storage system
CN106848123A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 重庆益峰新能源装备股份有限公司 一种防水式蓄电池箱
SG10202010361QA (en) * 2016-04-20 2020-11-27 Corvus Energy Inc Method and apparatus for managing thermal runaway gases in a battery system
JP6722534B2 (ja) * 2016-07-21 2020-07-15 河村電器産業株式会社 蓄電池キャビネット
AU2019405440A1 (en) * 2018-12-17 2021-08-12 Ambri, LLC High temperature energy storage systems and methods
KR102709974B1 (ko) * 2019-07-10 2024-09-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
KR20210039191A (ko) 2019-10-01 2021-04-09 (주)경성그린에너지 보일러 폐열 회수장치
CN210778745U (zh) * 2019-11-12 2020-06-16 深圳未名七号新能源有限公司 储能装置
KR102822609B1 (ko) * 2019-11-14 2025-06-18 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 랙
KR102191291B1 (ko) * 2020-03-12 2020-12-16 인셀(주) 화재 방지, 폭연 방지 및 효율적인 냉각을 위한 배터리 함체 및 이를 포함하는 실내 장치
CN111416083A (zh) * 2020-04-22 2020-07-14 深圳安易控新能源科技有限公司 一种带有双管道的锂离子电池架
CN112259894B (zh) * 2020-09-14 2022-11-18 广州智光储能科技有限公司 高压锂电储能均温系统

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