集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，属于集装箱式锂离子电池储能系统技术领域。本发明专利技术的集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置包括：箱体，箱体包括电池舱室，电池舱室内设有电池架，电池架用于放置电池模块；电池管理系统，电池管理系统包括采集单元和控制单元，采集单元设置在电池模块上，采集单元包括电池电压采集模块和电池温度采集模块，采集单元与控制单元通讯连接；烟气分析仪，热电偶，玻璃观察窗，高速摄影仪，充放电测试仪。该装置可将电池模块根据需要进行串并联，形成待测试的集装箱式锂离子电池储能系统，进而研究待测试的集装箱式锂离子电池储能系统的火灾燃烧特性。

Test device for energy storage system of lithium ion battery with container

The invention relates to a test device of a container type lithium-ion battery energy storage system, which belongs to the technical field of the container type lithium-ion battery energy storage system. The test device of the container type lithium ion battery energy storage system of the invention includes: a box body, a box body including a battery compartment, a battery rack is arranged in the battery compartment, and the battery rack is used to place the battery module; a battery management system, the battery management system including a collection unit and a control unit, the collection unit being arranged on the battery module, the collection unit including a battery voltage collection module and a battery temperature collection module Degree acquisition module, communication connection between acquisition unit and control unit; flue gas analyzer, thermocouple, glass observation window, high-speed camera, charge and discharge tester. The battery modules can be connected in series and parallel according to the needs of the device to form a container type lithium-ion battery energy storage system to be tested, and then the fire and combustion characteristics of the container type lithium-ion battery energy storage system to be tested can be studied.

【技术实现步骤摘要】
集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置
本专利技术涉及一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，属于集装箱式锂离子电池储能系统

技术介绍
集装箱式锂离子电池储能系统的工作环境相对密闭，散热条件有限，锂离子电池在充放电过程容易造成热量的积聚，特别是在极端工况条件下(如过充、短路、过温等)，热量的积累易导致电池温度的急剧升高并发生热失控，从而引发锂离子电池起火事故。近年来，国内外锂离子电池储能电站火灾事件时有发生。目前，锂离子电池火灾特性及消防灭火介质研究方面，仅针对单个电池或电池模块进行试验研究。但集装箱式锂离子电池储能系统通常由大量电池模块串并联而成，集装箱式锂离子电池储能系统的火灾燃烧特性、火灾蔓延发展情况及火灾燃烧规律更为复杂，不同于单个电池或电池模块。针对单个电池或电池模块的起火分析结果并不完全适用于集装箱式锂离子电池储能系统。为了提高集装箱式锂离子电池储能系统的整体安全性，避免储能电站火灾连锁事故的发生，有必要开展集装箱式锂离子电池储能系统火灾特性试验研究，弄清集装箱式锂离子电池储能系统的火灾特性，同时，为了开发适用于集装箱式锂离子电池储能系统火灾的灭火介质，有必要开发一种试验装置，以便于研究一种灭火介质或多种灭火介质耦合的灭火效果。但针对整个储能系统的试验研究成本极高，因此，需要提供的是一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，利用该试验装置能够检测箱体式锂离子电池储能系统火灾特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，该装置可用于研究待测试的集装箱式锂离子电池储能系统的火灾燃烧特性、火灾蔓延发展情况。本专利技术的技术方案如下：一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，包括：箱体，所述箱体包括电池舱室，所述电池舱室内设有电池架，所述电池架用于放置电池模块；电池管理系统，所述电池管理系统包括采集单元和控制单元，所述采集单元设置在所述电池模块上，所述采集单元包括电池电压采集模块和电池温度采集模块，所述采集单元与所述控制单元通讯连接；烟气分析仪，所述烟气分析仪用于测量烟气成分及含量；热电偶，所述热电偶设置在电池架上，对应于用于要放置的电池模块周围，用于采集电池模块周围的温度；观察窗，所述观察窗设置在电池舱室正对所述电池架的一侧；高速摄影仪，所述高速摄影仪设在所述箱体外部，对准所述观察窗用于对电池架进行拍摄；充放电测试仪，所述充放电测试仪用于对电池模块内放置的电池进行充电。可以理解的是，所述箱体的底部和顶部对角处分别开设进风口和出风口，所述进风口和出风口的开口面积能够调节。关闭进风口和出风口，可提供密闭环境，打开风口和出风口，可用于换气，用于排出起火后的烟气。充放电测试仪可对某一个电池模块内放置的电池进行过充电，也可以对多个电池模块内放置的电池进行过充电。将待测试电池模块上设置采集单元，利用电池电压采集模块和电池温度采集模块采集电池模块起火前的电压和温度信息，得到电池模块起火前的电压和温度的变化情况，并将采集到的电压和温度信息上传到控制单元，进而用于分析电池模块起火前的电压和温度值的变化情况。电池管理系统可以是三级架构，采集单元为从控单元，控制单元为主控单元和总控单元，即由从控单元、主控单元和总控单元组成的三级架构，此时，从控单元用于采集电池模块起火前的电压和温度信息，主控单元用于接收所有从控单元信息，并将信息上传至总控单元，总控单元可以实现对电池模块的全面管理，并实现对外信息交互；也可以是两级架构，采集单元为从控单元，控制单元为主控单元，即由从控单元和主控单元组成的两级架构，此时，从控单元用于采集电池模块起火前的电压和温度信息，主控单元用于接收所有从控单元信息，同时对电池模块的全面管理，并实现对外信息交互。本专利技术的集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置的箱体内设有电池架，电池架可放置电池模块，若将放置的电池模块根据需要进行串并联，形成待测试的集装箱式锂离子电池储能系统，利用充放电测试仪对某一个电池模块或多个电池模块进行过充电，触发电池起火，用于研究过充的集装箱式锂离子电池储能系统的火灾燃烧特性、火灾蔓延发展情况及火灾燃烧规律；也可以将放置的电池模块根据需要进行短路连接，触发电池起火，用于研究短路的集装箱式锂离子电池储能系统的火灾燃烧特性、火灾蔓延发展情况及火灾燃烧规律；也可以将电池模块的环境温度提高，如利用电热板加热，触发电池起火，用于研究高温的集装箱式锂离子电池储能系统的火灾燃烧特性、火灾蔓延发展情况及火灾燃烧规律。本专利技术的集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置中的采集单元可采集电池模块起火前的电压和温度的变化情况，烟气分析仪可采集电池模块起火后的烟气成分及含量信息，热电偶可采集电池模块起火前后电池模块周围温度变化信息，高速摄影仪可用于观察和记录电池起火蔓延过程，进而用于分析待测试的集装箱式锂离子电池储能系统的火灾蔓延发展情况，也可进一步对电池起火蔓延过程进行分析，得到待测试的集装箱式锂离子电池储能系统的火焰高度等火灾燃烧特性信息。烟气分析仪可以放置在箱体外，此时，可将烟气分析仪的采样器伸入箱体内，测量烟气成分及含量。烟气分析仪的数量可根据需要设置一个或两个以上。增加烟气分析仪的数量，检测箱体内多个位置的烟气成分及含量，有利于得到更全面的信息，但不会使得成本降低。优选地，所述箱体还包括电气舱室，所述充放电测试仪和控制单元设在电气舱室内。为了进一步提高采集信息的全面性，得到电池起火前后电池模块周围温度变化信息，优选地，所述热电偶的数量为8个以上，用于对应在电池模块表面的不同位置。热电偶的数量可根据需要进行调整，可根据需要将热电偶设置在电池模块表面，如在电池模块的上下表面各对称设置四个热电偶。为了进一步提高起火前后电池模块周围温度的精确度，得到更全面的信息，优选地，所述热电偶对应于要放置电池模块的上下表面对称均匀分布。为了能够适应各种集装箱式锂离子电池储能系统，为种排列方式的集装箱式锂离子电池储能系统提供试验装置，优选地，所述电池架为3排以上，每排电池架为3层以上。优选地，所述电池架为3排，每排电池架为3～7层。为了灭火和检测灭火介质的灭火效果，优选地，所述集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置还包括消防灭火装置，所述消防灭火装置包括用于存放灭火介质的储罐和用于传送灭火材料的延伸管，所述储罐设在电池舱室外，通过延伸管接入电池舱室内。优选地，所述消防灭火装置为用于存放一种灭火介质的一套装置或用于存放两种以上不同灭火介质的两套以上装置。当灭火介质为单一灭火介质时，消防灭火装置可以是一套，当灭火介质时两种或两种以上的耦合灭火介质时，消防灭火装置可以是对应的两套或两套以上，每套灭火装置内存放一种灭火介质，用于检测消防单一灭火介质或两种以上灭火介质耦合的灭火效果。附图说明图1为集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置图；图2为电池架中电池模块内电池的放置方式图；图3为铠装热电偶布置图；图中，1-箱体，2-电池舱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，其特征在于，包括：/n箱体，所述箱体包括电池舱室，所述电池舱室内设有电池架，所述电池架用于放置电池模块；/n电池管理系统，所述电池管理系统包括采集单元和控制单元，所述采集单元设置在所述电池模块上，所述采集单元包括电池电压采集模块和电池温度采集模块，所述采集单元与所述控制单元通讯连接；/n烟气分析仪，所述烟气分析仪用于测量烟气成分及含量；/n热电偶，所述热电偶设置在电池架上，对应于用于要放置的电池模块周围，用于采集电池模块周围的温度；/n观察窗，所述观察窗设置在电池舱室正对所述电池架的一侧；/n高速摄影仪，所述高速摄影仪设在所述箱体外部，对准所述观察窗用于对电池架进行拍摄；/n充放电测试仪，所述充放电测试仪用于对电池模块内放置的电池进行充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体包括电池舱室，所述电池舱室内设有电池架，所述电池架用于放置电池模块；
电池管理系统，所述电池管理系统包括采集单元和控制单元，所述采集单元设置在所述电池模块上，所述采集单元包括电池电压采集模块和电池温度采集模块，所述采集单元与所述控制单元通讯连接；
烟气分析仪，所述烟气分析仪用于测量烟气成分及含量；
热电偶，所述热电偶设置在电池架上，对应于用于要放置的电池模块周围，用于采集电池模块周围的温度；
观察窗，所述观察窗设置在电池舱室正对所述电池架的一侧；
高速摄影仪，所述高速摄影仪设在所述箱体外部，对准所述观察窗用于对电池架进行拍摄；
充放电测试仪，所述充放电测试仪用于对电池模块内放置的电池进行充电。


2.根据权利要求1所述的集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，其特征在于，所述箱体还包括电气舱室，所述充放电测试仪和控制单元设在电气舱室内。


3.根据权利要求1所述的集装箱式锂离子电池储能系统的试验装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗军，田刚领，张柳丽，牛哲荟，李娟，白亚平，王磊，李占军，曹增立，杨帆，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41