ES3030958T3

ES3030958T3 - Power storage device

Info

Publication number: ES3030958T3
Application number: ES20843688T
Authority: ES
Inventors: Jin-Kyu Lee
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2025-07-02
Anticipated expiration: 2040-07-10
Also published as: EP3975321A1; US20250132418A1; PL3975321T3; CN114175356B; US12288859B2; EP3975321B1; KR20210011262A; WO2021015469A1; AU2020317839B2; EP3975321A4; CN114175356A; AU2020317839A1; US20220359931A1; HUE071188T2; JP2022536405A; KR102767147B1; JP7199581B2

Abstract

Un dispositivo de almacenamiento de energía, según una realización de la presente invención, comprende: un contenedor de bastidor que tiene un espacio de alojamiento predeterminado; una pluralidad de bastidores de batería que están dispuestos en el contenedor de bastidor y tienen un tanque de refrigerante que incluye un refrigerante predeterminado; y al menos una unidad de suplementación de flujo que conecta los tanques de refrigerante de la pluralidad de bastidores de batería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de almacenamiento de energía

Campo técnico de la invención

La presente divulgación se refiere a un sistema de almacenamiento de energía.

Antecedentes de la invención

Las pilas secundarias, que son muy aplicables a diversos productos y presentan propiedades eléctricas superiores, tal como una alta densidad energética, etc., se utilizan habitualmente no sólo en dispositivos portátiles, sino también en vehículos eléctricos (VE) o vehículos eléctricos híbridos (VEH) impulsados por fuentes de energía eléctrica. La pila secundaria está llamando la atención como una nueva fuente de energía para mejorar el respeto al medio ambiente y la eficiencia energética, ya que se puede reducir en gran medida el uso de combustibles fósiles y no se genera ningún subproducto durante el consumo de energía.

Entre las baterías secundarias más utilizadas en la actualidad se encuentran las baterías de iones de litio, las baterías de polímero de litio, las baterías de níquel-cadmio, las baterías de níquel-hidrógeno, las baterías de níquezinc y similares. La tensión de funcionamiento de la celda de batería secundaria unitaria, es decir, una célula de batería unitaria, es de aproximadamente 2,5 V a 4,5 V. Por lo tanto, si se requiere una tensión de salida superior, se puede conectar en serie una pluralidad de celdas de batería para configurar un paquete de baterías. Además, en función de la capacidad de carga/descarga requerida para el paquete de baterías, pueden conectarse en paralelo una pluralidad de celdas de batería para configurar un paquete de baterías. De este modo, el número de celdas de batería incluidas en el paquete de baterías puede ajustarse de forma diversa en función de la tensión de salida requerida o de la capacidad de carga/descarga exigida.

Mientras tanto, cuando una pluralidad de celdas de batería se conectan en serie o en paralelo para configurar un paquete de baterías, es habitual configurar primero un módulo de baterías que incluya al menos una celda de batería y, a continuación, configurar un paquete de baterías o una estante de baterías utilizando al menos un módulo de baterías y añadiendo otros componentes. Aquí, de acuerdo con diversos requisitos de tensión y capacidad, un sistema de almacenamiento de energía puede configurarse para incluir al menos un estante de baterías que incluya al menos un módulo de baterías.

En el estante de baterías del sistema convencional de almacenamiento de energía, cuando se produce una situación anómala en al menos un módulo de baterías entre una pluralidad de módulos de baterías dentro de la carcasa del estante, puede producirse un encendido en el módulo de baterías en donde se produce la situación anormal.

En el caso de que se produzca un incendio en uno de los módulos de baterías, si el fuego y el calor se propagan a los módulos de baterías adyacentes, puede producirse un encendido adicional, con el resultado de graves daños materiales o grandes lesiones personales.

Por lo tanto, existe la necesidad de encontrar una manera de proporcionar un sistema de almacenamiento de energía que pueda prevenir más rápidamente la propagación del fuego y el calor a los módulos de baterías adyacentes cuando se produce un incendio en al menos un módulo de baterías entre módulos de baterías. US 2019/077275 A1 divulga un sistema de almacenamiento de energía que tiene un sistema de gestión de la batería que envía a cada placa fría, una señal de control para controlar la válvula de la placa fría de acuerdo con la tasa de flujo objetivo.

Divulgación

Problema Técnico

La presente divulgación está dirigida a proporcionar un sistema de almacenamiento de energía que pueda prevenir más rápidamente la propagación del fuego y el calor a los módulos de baterías adyacentes cuando se produce un incendio en al menos uno de los módulos de baterías.

Solución técnica

En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un sistema de almacenamiento de energía, que comprende: un contenedor de estantes que tiene un espacio de alojamiento predeterminado; una pluralidad de estantes de baterías dispuestos en el contenedor de estantes y que tienen respectivamente un depósito de refrigerante en el que se contiene un refrigerante predeterminado; y al menos una unidad de suplemento de flujo configurada para conectar los depósitos de refrigerante de la pluralidad de estantes de baterías.

Cada uno de la pluralidad de estantes de baterías puede incluir una pluralidad de módulos de baterías apilados el uno sobre el otro a lo largo de una dirección superior e inferior del estante de baterías y respectivamente teniendo por lo menos una celda de batería; una carcasa del estante configurada para acomodar la pluralidad de módulos de batería; el depósito de refrigerante proporcionado a un lado superior de la carcasa del estante; una unidad de tuberías configurada para conectar el depósito de refrigerante y la pluralidad de módulos de baterías; y una unidad de válvula proporcionada entre la unidad de tuberías y el depósito de refrigerante y configurada para abrirse cuando al menos un módulo de baterías tenga una temperatura superior a una temperatura predeterminada entre la pluralidad de módulos de baterías para descargar el refrigerante del depósito de refrigerante a la unidad de tuberías de modo que el refrigerante se suministre al módulo de baterías por encima de la temperatura predeterminada.

Cuando se abre la unidad de válvula, la unidad de al menos un suplemento de flujo puede suministrar el refrigerante al depósito de refrigerante conectado a la unidad de válvula abierta para evitar que el flujo de entrada de refrigerante al módulo de baterías por encima de la temperatura predeterminada disminuya al reducirse la cantidad de refrigerante en el depósito de refrigerante.

La al menos una unidad de suplemento de flujo puede tener una trayectoria de flujo interna para el flujo del refrigerante y conectar el depósito de refrigerante del estante de baterías con el depósito de refrigerante de al menos un estante de baterías adyacente al mismo.

La al menos una unidad de suplemento de flujo puede incluir una tubería de conexión que tenga la trayectoria de flujo interna y esté formada en una longitud predeterminada; y al menos una válvula de flujo proporcionada a la tubería de conexión para abrir o cerrar la trayectoria de flujo interna.

Cada una de la pluralidad de estantes de baterías puede incluir al menos un sensor de temperatura proporcionado a la carcasa del estante para detectar la temperatura de la pluralidad de módulos de baterías.

Cada una de la pluralidad de estantes de baterías puede incluir una unidad de control conectada eléctricamente al menos un sensor de temperatura, la unidad de válvula y la al menos una unidad de suplemento de flujo para controlar las operaciones de la unidad de válvula y la unidad de suplemento de flujo.

La unidad de suplemento de flujo puede suministrarse en plural para conectar los depósitos de refrigerante de la pluralidad de estantes de baterías.

La pluralidad de unidades de suplemento de flujo puede estar dispuesta a lo largo de al menos una dirección de la pluralidad de estantes de baterías.

La unidad de tuberías puede incluir una tubería principal conectada a la unidad de válvulas; y una pluralidad de tuberías de módulo conectadas a la tubería principal y respectivamente conectadas a los módulos de baterías.

El refrigerante puede ser agua.

Efectos ventajosos

De acuerdo con diversas realizaciones como las anteriores, es posible proporcionar un sistema de almacenamiento de energía, que puede prevenir más rápidamente la propagación del fuego y el calor a los módulos de baterías adyacentes cuando se produce un incendio en al menos uno de los módulos de baterías.

Descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.

La FIG. 1 es un diagrama para ilustrar un sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 2 es un diagrama para ilustrar un estante de baterías del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1.

La FIG. 3 es un diagrama para ilustrar una unidad de tuberías del estante de baterías del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 2.

La FIG. 4 es una vista parcialmente en sección que muestra la unidad de tuberías de la FIG. 3.

La FIG. 5 es una vista en sección que muestra la unidad de tuberías de la FIG. 3, tomada a lo largo de la línea A-A'.

Las FIG. 6 y 7 son diagramas para ilustrar las unidades de ajuste de la presión hidráulica de acuerdo con diversas realizaciones de la unidad de tuberías de la FIG. 3.

La FIG. 8 es un diagrama para ilustrar una unidad de válvula del estante de baterías de la FIG. 2.

La FIG. 9 es un diagrama para ilustrar una unidad de suplemento de flujo del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1.

Las FIG. 10 y 11 son diagramas para ilustrar diversos patrones de conexión de la unidad de suplemento de flujo del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1.

Las FIG. 12 a 17 son diagramas para ilustrar un funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía cuando al menos un módulo de baterías del estante de baterías del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1 está anormalmente caliente.

Mejor modo

La presente divulgación se hará más evidente describiendo en detalle las realizaciones de la presente divulgación con referencia a los dibujos que la acompañan. Debe entenderse que las realizaciones divulgadas en la presente son sólo ilustrativas para una mejor comprensión de la presente divulgación, y que la presente divulgación puede modificarse de diversas maneras. Además, para facilitar la comprensión de la presente divulgación, los dibujos adjuntos no están dibujados a escala real, pero las dimensiones de algunos componentes pueden estar exageradas.

La FIG. 1 es un diagrama para ilustrar un sistema de almacenamiento de energía de acuerdo con una realización de la presente divulgación, la FIG. 2 es un diagrama para ilustrar un estante de baterías del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1, la FIG. 3 es un diagrama para ilustrar una unidad de tuberías del estante de baterías del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 2, la FIG. 4 es una vista parcialmente en sección que muestra la unidad de tuberías de la FIG. 3, la FIG. 5 es una vista en sección que muestra la unidad de tuberías de la FIG. 3, tomadas a lo largo de la línea A-A', FIGS. 6 y 7 son diagramas para ilustrar las unidades de ajuste de la presión hidráulica de acuerdo con diversas realizaciones de la unidad de tuberías de la FIG. 3, la FIG. 8 es un diagrama para ilustrar una unidad de válvula del estante de baterías de la FIG. 2, la FIG. 9 es un diagrama para ilustrar una unidad de suplemento de flujo del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1, y FIGS. 10 y 11 son diagramas para ilustrar diversos patrones de conexión de la unidad de suplemento de flujo del sistema de almacenamiento de energía de la FIG. 1.

Con referencia a las FIG. 1 a 11, un sistema de almacenamiento de energía 1 es una fuente de energía y puede utilizarse para uso doméstico o industrial. El sistema de almacenamiento de energía 1 puede incluir una pluralidad de estantes de baterías 10, un contenedor de estantes 50 y una unidad de suplemento de flujo 70.

La pluralidad de estantes de baterías 10 puede disponerse en un contenedor de estantes 50, que se explicará más adelante. La pluralidad de estantes de baterías 10 puede incluir dos o más estantes de baterías.

Cada una de la pluralidad de estantes de baterías 10 puede incluir un módulo de baterías 100, una carcasa del estante 200, un depósito de refrigerante 300, una unidad de tuberías 400, una unidad de válvulas 500, un sensor de temperatura 600 y una unidad de control 700.

El módulo de baterías 100 puede suministrarse en plural. La pluralidad de módulos de baterías 100 pueden apilarse unos sobre otros a lo largo de una dirección superior e inferior del estante de baterías 10. Cada uno de la pluralidad de módulos de baterías 100 puede incluir al menos una célula de batería 110. En lo sucesivo, en esta realización, se describirá que cada uno de la pluralidad de módulos de baterías 100 incluye una pluralidad de celdas de batería 110.

La pluralidad de celdas de batería 110 pueden proporcionarse como baterías secundarias, respectivamente. Específicamente, la pluralidad de celdas de batería 110 puede incluir al menos una de las baterías secundarias tipo bolsa, baterías secundarias rectangulares y baterías secundarias cilíndricas. A continuación, en esta realización, se describirá que la pluralidad de celdas de batería 110 son baterías secundarias de tipo bolsa.

La carcasa del estante 200 puede alojar la pluralidad de módulos de baterías 100. La carcasa del estante 200 puede alojar la pluralidad de módulos de baterías 100 para apilarlos unos sobre otros en dirección superior e inferior.

El depósito de refrigerante 300 puede estar situado en la parte superior de la carcasa del estante 200. El depósito de refrigerante 300 puede contener en su interior un refrigerante predeterminado. Por consiguiente, en el depósito de refrigerante 300 puede haber un espacio de alojamiento capaz de alojar el refrigerante. En este caso, el refrigerante puede suministrarse como un refrigerante líquido. A modo de ejemplo, el refrigerante puede ser agua. En lo sucesivo, en esta realización, el refrigerante se describirá como agua.

La unidad de tuberías 400 puede conectar el depósito de refrigerante 300 y la pluralidad de módulos de baterías 100. La unidad de tuberías 400 puede guiar el refrigerante del depósito de refrigerante 300, específicamente el agua, para suministrarlo a la pluralidad de módulos de baterías 100.

La unidad de tuberías 400 puede incluir una tubería principal 410, una tubería de módulo 430 y una unidad hidráulica de ajuste de la presión 450.

La tubería principal 410 está conectada a una unidad de válvula 500, explicada más adelante, y puede ser alargada para tener una longitud predeterminada a lo largo de una dirección superior e inferior de la carcasa del estante 200. La tubería principal 200 puede estar separada de la carcasa del estante 200 por un intervalo predeterminado.

La tubería del módulo 430 está conectada a la tubería principal 410 y puede estar dispuesta en dirección horizontal desde la tubería principal 410. La tubería de módulo 430 se proporciona en plural, y la pluralidad de tuberías de módulo 430 puede conectarse a los módulos de baterías 100, respectivamente.

La pluralidad de tuberías del módulo 430 pueden estar dispuestas para estar separadas entre sí por una distancia predeterminada a lo largo de la dirección superior e inferior de la carcasa del estante 200. La pluralidad de tuberías de módulo 430 puede conectar entre sí la tubería principal 410 y la pluralidad de módulos de baterías 100.

Cada una de la pluralidad de tuberías de módulo 430 puede incluir una válvula de módulo 435.

La válvula de módulo 435 puede proporcionarse a una trayectoria de flujo interna de cada tubería de módulo 430 para abrirse y cerrarse. La válvula del módulo 435 puede estar conectada eléctricamente a una unidad de control 700, que se explicará más adelante. Cada válvula de módulo 435 puede accionarse para abrir o cerrar la trayectoria de flujo interna de la tubería de módulo 430 de acuerdo con el control de la unidad de control 700, que se explicará más adelante.

Mientras tanto, la válvula de módulo 435 también puede estar configurada para abrirse o cerrarse de forma distinta al control de la unidad de control 700. A modo de ejemplo, la válvula de módulo 435 puede proporcionarse como un miembro que se funde o se corta a una temperatura preestablecida o superior para abrir la trayectoria de flujo interna de la tubería de módulo 430 cuando el módulo de baterías 100 se calienta anormalmente, en un estado de montaje en la tubería de módulo 430 para cerrar la trayectoria de flujo interna de la tubería de módulo 430.

La unidad de ajuste de la presión hidráulica 450 sirve para ajustar una presión hidráulica en función de la altura de la tubería principal 410, y puede estar provista en una pared interior de la tubería principal 410. Específicamente, la unidad de ajuste de la presión hidráulica 450 puede proporcionarse en plural, y la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 pueden estar dispuestas entre la pluralidad de tuberías de módulo 430, respectivamente, en la dirección superior e inferior de la tubería principal 410.

La pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 puede estar formada para sobresalir una longitud predeterminada de la pared interior de la tubería principal 410 hacia una porción central de la misma. El diámetro interior de la tubería principal 410 que tiene la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 puede reducirse relativamente menos que el diámetro interior de la tubería principal 410 que no tiene la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450. En consecuencia, puede producirse una pérdida de tubería en el espacio de la tubería principal 410 que tiene la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 entre la pluralidad de tuberías de módulo 430. Cuando el agua fluye a través de la tubería principal 410, ésta pérdida en la tubería compensa la presión aumentada por la gravedad, de modo que el agua puede suministrarse de forma más uniforme independientemente de la altura en cualquier lugar de la pluralidad de tuberías de módulo 430.

Es decir, dado que la presión hidráulica se ajusta en función de la altura de la tubería principal 410 mediante la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450, cuando se suministra el agua, ésta puede alimentarse uniformemente en cualquier lugar de la pluralidad de módulos de baterías 100, incluyendo un lado superior, un lado inferior y un lado central de la pluralidad de módulos de baterías 100. En consecuencia, la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 puede guiar la entrada de agua con un flujo uniforme independientemente de la altura de los módulos de baterías 100.

Mientras tanto, la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 también puede tener otras estructuras capaces de provocar una pérdida de tubería de la tubería principal 410. Es decir, como se muestra en la FIG. 6, se puede proporcionar una pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 460 como una pluralidad de nervaduras que sobresalen de la pared interior de la tubería principal 410 hacia el centro de la tubería principal 410 en dirección radial y, como se muestra en la FIG. 7, una pluralidad de unidades hidráulicas de ajuste de la presión 470 pueden estar provistas en una forma de disco en la que se forman una pluralidad de orificios.

La unidad de válvula 500 se proporciona entre la unidad de tuberías 400 y el depósito de refrigerante 300, y cuando por lo menos un módulo de baterías 100 entre la pluralidad de los módulos de baterías 100 tiene una temperatura predeterminada o arriba, la unidad de válvula 500 se puede abrir para alimentar el agua en el depósito de refrigerante 300 a la unidad de tuberías 400 de modo que el agua se suministre a la pluralidad de los módulos de baterías 100.

La unidad de válvula 500 puede incluir un cuerpo de la válvula 510 y una válvula de apertura/cierre 530.

El cuerpo de la válvula 510 puede conectar el depósito de refrigerante 300 y la unidad de tuberías 400. En el interior del cuerpo de la válvula 510 puede haber un paso de flujo de la válvula 515 para el flujo del agua.

La válvula de apertura/cierre 530 está provista para abrirse y cerrarse en el cuerpo de la válvula 510, y puede estar dispuesta cerca del depósito de refrigerante 300. La válvula de apertura/cierre 530 puede cerrar el paso de flujo de la válvula 515 cuando la temperatura de la pluralidad de módulos de baterías 100 sea inferior a una temperatura predeterminada, y abrir el paso de flujo de la válvula 515 cuando la temperatura de al menos un módulo de baterías 100 entre la pluralidad de módulos de baterías 100 sea superior a la temperatura predeterminada.

El sensor de temperatura 600 se suministra a la carcasa del estante 200, y puede detectar la temperatura de la pluralidad de módulos de baterías 100. El sensor de temperatura 600 puede suministrarse en plural. La pluralidad de sensores de temperatura 600 puede estar dispuesta cerca de los módulos de baterías 100, respectivamente.

La unidad de control 700 puede estar conectada eléctricamente a varios de la pluralidad de módulos de baterías 100, el depósito de refrigerante 300, la pluralidad de sensores de temperatura 600, la válvula de módulo 435, la unidad de válvula 500, una válvula de flujo 75 de la unidad de suplemento de flujo 70, explicada más adelante, y varios componentes eléctricos del estante de baterías 10 para controlar las operaciones del estante de baterías 10 y de la unidad de suplemento de flujo 70. Por ejemplo, cuando se produce un incendio debido a la generación anormal de calor de al menos un módulo de baterías 100 entre la pluralidad de módulos de baterías 100, la unidad de control 700 puede controlar el funcionamiento de la válvula de apertura/cierre 530 de la unidad de válvula 500, el funcionamiento de la válvula de módulo 435 de la tubería de módulo 430 conectada al menos un módulo de baterías 100 en el que se produce la generación anormal de calor, y el funcionamiento de la válvula de flujo 75 de la unidad de suplemento de flujo 70.

Viendo de nuevo la configuración del sistema de almacenamiento de energía 1, el contenedor de estantes 50 puede alojar la pluralidad de estantes de baterías 10. Para ello, el contenedor de estantes 50 puede tener un espacio de alojamiento predeterminado capaz de alojar la pluralidad de estantes de baterías 10.

La unidad de suplemento de flujo 70 puede conectar entre sí los depósitos de refrigerante 300 de la pluralidad de estantes de baterías 10. Cuando se abre la unidad de válvula 500 del al menos un estante de baterías 10, la unidad de suplemento de flujo 70 puede guiar el agua que debe suministrarse al depósito de refrigerante 300 conectado a la unidad de válvula 500 abierta, con el fin de evitar que el flujo de agua que fluye hacia el módulo de baterías 100 a la temperatura predeterminada o superior disminuya a medida que se reduce el agua del depósito de refrigerante 300 del al menos un estante de baterías 10 en donde está abierta la unidad de válvula 500.

La unidad de suplemento de flujo 70 puede conectar entre sí el depósito de refrigerante 300 de al menos un estante de baterías 10 entre la pluralidad de estantes de baterías 10 y el depósito de refrigerante 300 de al menos otro estante de baterías 10 adyacente al depósito de refrigerante 300 del al menos un estante de baterías 10.

En este caso, la unidad de suplemento de flujo 70 puede estar conectada a un extremo inferior de los depósitos de refrigerante 300 del estante de baterías 10. En consecuencia, cuando se abre la unidad de suplemento de flujo 70, el flujo de agua de un depósito de refrigerante 300 a otro depósito de refrigerante 300 puede realizarse de forma natural mediante energía potencial debida a la gravedad.

Puede proporcionarse al menos una unidad de suplemento de flujo 70 o una pluralidad de unidades de suplemento de flujo 70. En lo sucesivo, en esta realización, la unidad de suplemento de flujo 70 se describirá como provista en plural.

La pluralidad de unidades de suplemento de flujo 70 pueden estar provistas para conectar los depósitos de refrigerante 300 de la pluralidad de estantes de baterías 10, y pueden estar dispuestas a lo largo de al menos una dirección. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 10, la pluralidad de unidades de suplemento de flujo 70 puede estar dispuesta de forma unidimensional a lo largo de una dirección de la pluralidad de estantes de baterías 10, específicamente, la dirección superior y la inferior. Mientras tanto, como se muestra en la FIG. 11, la pluralidad de unidades de suplemento de flujo 80 también puede estar dispuesta de forma bidimensional en una dirección superior e inferior y en una dirección izquierda y derecha de acuerdo con la forma de disposición de la pluralidad de estantes de baterías 10. Esto no es más que un ejemplo, y la pluralidad de unidades de suplemento de flujo 70 pueden disponerse en patrones más diversos y flexibles de acuerdo con la forma de disposición de la pluralidad de estantes de baterías 10.

A continuación, se describirá con más detalle la pluralidad de unidades de suplemento de flujo 70.

Cada una de la pluralidad de unidades de suplemento de flujo 70 puede incluir una tubería de conexión 71 y una válvula de flujo 75.

El tubo de conexión 71 está formado con una longitud predeterminada y puede tener una trayectoria de flujo interna 73 para el flujo del agua. La tubería de conexión 71 puede conectarse a los depósitos de refrigerante 300 de los estantes de baterías 10 adyacentes para comunicarse con ellos.

Se puede proporcionar al menos una válvula de flujo 75, y la al menos una válvula de flujo 75 se puede proporcionar a la tubería de conexión 71 para abrir y cerrar la trayectoria de flujo interna 73. La válvula de flujo 75 puede estar conectada eléctricamente a la unidad de control 700, y puede abrirse y cerrarse de acuerdo con el control de la unidad de control 700.

A continuación, se describirá con más detalle el funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía 1 cuando al menos un módulo de baterías 100 de los estantes de baterías 10 del sistema de almacenamiento de energía 1 de acuerdo con esta realización se calienta de forma anormal.

Con referencia a las FIG. 12 a 14, en el sistema de almacenamiento de energía 1, la temperatura puede aumentar rápidamente debido a una generación anormal de calor en al menos un módulo de baterías 100 de entre la pluralidad de módulos de baterías 100 de la pluralidad de estantes de baterías 10. Cuando se produce un incendio en el módulo de baterías 100 que se calienta de forma anormal, si el fuego se transfiere a los módulos de baterías 100 adyacentes, puede producirse un riesgo mayor, tal como la explosión de todos los estantes de baterías 10, por lo que es necesario bloquear rápidamente la transferencia del fuego. Es decir, cuando al menos uno de los módulos de baterías 100 se incendia, es necesario bloquear más rápidamente la propagación del fuego y el calor hacia los módulos de baterías 100 adyacentes.

En esta realización, cuando la temperatura aumenta debido a una generación anormal de calor en al menos un módulo de baterías 100 de entre la pluralidad de módulos de baterías 100 del estante de baterías 10, en primer lugar, el sensor de temperatura 600 cercano al módulo de baterías 100 cuya temperatura aumenta debido a una generación anormal de calor o similar puede detectar el aumento de temperatura. Después, si la temperatura detectada por el sensor de temperatura 600 es superior a una temperatura predeterminada preestablecida, la unidad de control 700 puede abrir la válvula de apertura/cierre 530 de la unidad de válvula 500 y la válvula de módulo 435 de la tubería de módulo 430 conectada al módulo de baterías 100 que se calienta por encima de la temperatura predeterminada preestablecida.

Al abrirse la válvula de apertura/cierre 530 de la unidad de válvula 500, el agua W contenida en el depósito de refrigerante 300 puede suministrarse a la unidad de tuberías 400 a lo largo de la vía de flujo de la válvula 515 del cuerpo de la válvula 510 de la unidad de válvula 500.

Después de eso, el agua W suministrada a la tubería principal 410 de la unidad de tuberías 400 puede fluir hacia la tubería de módulo 430 en la que se abre la válvula de módulo 435, entre la pluralidad de tuberías de módulo 430, y ser suministrada al módulo de baterías 100 que está anormalmente caliente.

En consecuencia, el agua se suministra al módulo de baterías 100 que está anormalmente caliente, de modo que el módulo de baterías 100 que tiene el calor anormal puede enfriarse más rápidamente. Es decir, en esta realización, al utilizar el agua del depósito de refrigerante 300, cuando se produce una situación como un calentamiento anormal, se puede implementar una refrigeración de emergencia suministrando el agua al módulo de baterías 100 que está anormalmente caliente. De este modo, cuando al menos uno de los módulos de baterías 100 se incendia, puede evitarse más rápidamente la propagación del fuego y el calor a los módulos de baterías 100 adyacentes.

Mientras tanto, cuando se suministra el agua, la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 proporcionadas a la tubería principal 410 pueden ajustar la presión hidráulica de acuerdo con la altura de la tubería principal 410 para que se suministre el mismo flujo en cualquier lugar de la pluralidad de módulos de baterías 100. Es decir, en esta realización, es posible guiar la entrada de agua W de manera uniforme independientemente de la altura de los módulos de baterías apilados 100 mediante la pluralidad de unidades de ajuste de la presión hidráulica 450.

En otras palabras, al suministrar agua para refrigerar el módulo de baterías 100 anormalmente caliente, se puede guiar la entrada de agua con un flujo uniforme por medio de las unidades de ajuste de la presión hidráulica 450 independientemente de la altura de la pila, aunque la altura de la pila sea diferente, por ejemplo en un caso en el que un módulo de baterías 100 en un lado superior esté anormalmente caliente entre los módulos de baterías 100 apilados, en un caso en el que un módulo de baterías 100 en un lado inferior esté anormalmente caliente, en un caso en el que un módulo de baterías 100 en el centro esté anormalmente caliente, o similares.

Mediante el uso de la pluralidad de unidades hidráulicas de ajuste de la presión 450 descritas anteriormente, el agua suministrada cuando el módulo de baterías 100 apilado en un lado superior se calienta de forma anormal, el agua suministrada cuando el módulo de baterías 100 apilado en un lado inferior se calienta de forma anormal y el agua suministrada cuando el módulo de baterías 100 apilado en el centro puede suministrarse con un flujo uniforme.

Con referencia a las FIG. 15 a 17, cuando el agua W se suministra al módulo de baterías 100 que está anormalmente caliente, la cantidad de agua W dentro del depósito de refrigerante 300 que suministra el agua W puede reducirse.

Cuando se realiza una refrigeración de emergencia al módulo de baterías 100 que está anormalmente caliente, es importante que el agua se introduzca con el mismo flujo durante un cierto periodo de tiempo para mantener el rendimiento de la refrigeración. Si la cantidad de agua contenida en el depósito de refrigerante 300 que suministra el agua W disminuye, la presión hidráulica disminuye y el flujo de agua suministrado al módulo de baterías 100 anormalmente caliente también puede disminuir.

En esta realización, en este caso, la unidad de control 700 puede detectar la cantidad de agua W en el depósito de refrigerante 300 que suministra el agua W. Si la cantidad de agua W en el depósito de refrigerante 300 que suministra el agua W al módulo de baterías 100 anormalmente caliente o es inferior a una cantidad predeterminada preestablecida, se puede suministrar agua W desde el depósito de refrigerante 300 de una estante de baterías 10 adyacente al depósito de refrigerante 300 en el que la cantidad de agua es inferior a la cantidad predeterminada preestablecida.

Específicamente, la unidad de control 700 puede abrir la válvula de flujo 75 de la unidad de suplemento de flujo 70 para comunicar el depósito de refrigerante 300 en el que la cantidad de agua es inferior a la cantidad predeterminada preestablecida con un depósito de refrigerante 300 adyacente. En consecuencia, el agua W del depósito de refrigerante adyacente 300 puede fluir a lo largo de la trayectoria de flujo interna 73 de la tubería de conexión 71 de la unidad de suplemento de flujo 70 y suministrarse al depósito de refrigerante 300 en el que la cantidad de agua es inferior a la cantidad predeterminada preestablecida.

En consecuencia, el depósito de refrigerante 300, que descarga el agua W para la refrigeración de emergencia, puede complementarse con el agua W del depósito de refrigerante adyacente 300 a través de la unidad de suplemento de flujo 70, de modo que el agua W pueda suministrarse continuamente al módulo de baterías 100 anormalmente caliente durante un cierto periodo de tiempo con el mismo flujo.

Por lo tanto, en esta realización, cuando se realiza una refrigeración de emergencia al módulo de baterías 100 que está anormalmente caliente, se puede introducir agua con el mismo flujo durante un cierto periodo de tiempo mediante la unidad de suplemento de flujo 70, de modo que se puede mantener el rendimiento de refrigeración durante un cierto tiempo durante la refrigeración de emergencia.

De acuerdo con diversas realizaciones como las anteriores, es posible proporcionar un sistema de almacenamiento de energía 1, que puede prevenir más rápidamente la propagación del fuego y el calor a los módulos de baterías 100 adyacentes cuando se produce un incendio en al menos uno de los módulos de baterías 100.

Aunque se han mostrado y descrito las realizaciones de la presente divulgación, debe entenderse que la presente divulgación no se limita a las realizaciones específicas descritas, y que pueden efectuarse diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de almacenamiento de energía (1), que comprende:

un contenedor de estantes (50) con un espacio de alojamiento predeterminado;caracterizado porque

una pluralidad de estantes de baterías (10) dispuestos en el contenedor de estantes (50) y que tienen respectivamente un depósito de refrigerante (300) en el que se contiene un refrigerante predeterminado; y al menos una unidad de suplemento de flujo (70, 80) configurada para conectar los depósitos de refrigerante (300) de la pluralidad de estantes de baterías (10).

2. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada uno de la pluralidad de estantes de baterías (10) incluye:

una pluralidad de módulos de baterías (100) apilados unos sobre otros a lo largo de una dirección superior e inferior del estante de baterías (10) y que tengan respectivamente al menos una celda de batería (110);

una carcasa del estante (200) configurada para alojar la pluralidad de módulos de baterías (100);

el depósito de refrigerante (300) provisto a un lado superior de la carcasa del estante (200);

una unidad de tuberías (400) configurada para conectar el depósito de refrigerante (300) y la pluralidad de módulos de baterías (100); y

una unidad de válvula (500) proporcionada entre la unidad de tuberías (400) y el depósito de refrigerante (300) y configurada para abrirse cuando al menos un módulo de baterías (100) tenga una temperatura superior a una temperatura predeterminada entre la pluralidad de módulos de baterías (100) para descargar el refrigerante del depósito de refrigerante (300) a la unidad de tuberías (400) de modo que el refrigerante se suministre al módulo de baterías (100) por encima de la temperatura predeterminada.

3. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde cuando se abre la unidad de válvula (500), la al menos una unidad de suplemento de flujo (70, 80) suministra el refrigerante al depósito de refrigerante (300) conectado a la unidad de válvula abierta (500) para evitar que el flujo de entrada de refrigerante al módulo de baterías (100) por encima de la temperatura predeterminada disminuya al reducirse la cantidad de refrigerante en el depósito de refrigerante (300).

4. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la al menos una unidad de suplemento de flujo (70, 80) tiene una trayectoria de flujo interna (73) para el flujo del refrigerante y conecta el depósito de refrigerante (300) del estante de baterías con el depósito de refrigerante (300) de al menos un estante de baterías adyacente al mismo.

5. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la al menos una unidad de suplemento de flujo (70, 80) incluye:

una tubería de conexión (71) que tenga la trayectoria de flujo interna (73) y esté formada en una longitud predeterminada; y

al menos una válvula de flujo provista a la tubería de conexión (71) para abrir o cerrar la trayectoria de flujo interna (73).

6. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cada una de la pluralidad de estantes de baterías (10) incluye al menos un sensor de temperatura (600) provisto a la carcasa del estante (200) para detectar la temperatura de la pluralidad de módulos de baterías (100).

7. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde cada una de la pluralidad de estantes de baterías (10) incluye una unidad de control (700) conectada eléctricamente al menos un sensor de temperatura (600), la unidad de válvula (500) y la al menos una unidad de suplemento de flujo (70, 80) para controlar las operaciones de la unidad de válvula (500) y la unidad de suplemento de flujo (70, 80).

8. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la unidad de suplemento de flujo (70, 80) se proporciona en plural para conectar los depósitos de refrigerante (300) de la pluralidad de estantes de baterías (10).

9. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la pluralidad de unidades de suplemento de flujo (70, 80) están dispuestas a lo largo de al menos una dirección de la pluralidad de estantes de baterías (10).

10. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la unidad de tuberías (400) incluye:

una tubería principal (410) conectada a la unidad de válvula (500); y

una pluralidad de tuberías de módulo conectadas a la tubería principal (410) y respectivamente conectadas a los módulos de baterías (100).

11. El sistema de almacenamiento de energía (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el refrigerante es agua.