一种储能集装箱电池热管理及消防系统技术方案

本发明专利技术公开一种储能集装箱电池热管理及消防系统，热管理系统将电池维持在一定工作温度范围内，且当电池温度过高时，及时通过冷却装置对电池进行快速降温；当温度超过设定阈值时进行火灾预警；当热失控造成火灾事故时，可通过消防系统及时灭火。储能集装箱的电池热管理策略，根据环境温度、电池模块温度以及集装箱内部环境湿度，进行逻辑判断，将储能集装箱内电池模块温度控制在目标温度。当电池温度过高时，及时通过冷却装置对电池进行快速降温，降温效率高，满足电池模块的降温要求，保证电池有效工作，避免电池模块温度较高影响储能集装箱的使用寿命。装箱的使用寿命。装箱的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种储能集装箱电池热管理及消防系统


[0001]本专利技术属于电池储能
，具体涉及一种储能集装箱电池热管理及消防系统。

技术介绍

[0002]基于国家电力改革、可再生能源发电装机数量大幅度提升的背景下，储能技术在电力系统的发、输、变、配、用五大环节中都将起到重要作用。电池储能系统在新能源、智能电网、节能技术等领域应用的越来越广泛，其作用包括传统电网的升级改造、削峰填谷、提高可再生能源并网能力。储能集装箱作为电池储能系统中的重要组成部分，其中的动力电池受温度的影响很大，动力电池的温度过高会影响储能集装箱的寿命。因此，必须采取措施对动力电池进行热管理。
[0003]储能集装箱由于占地面积小、调节负荷能力强、运行成本低等优点得到迅速发展。储能集装箱在运行过程中，双向逆变器、配电柜、汇流柜、电池组等各部件均会产生大量的热量且电池组的充放电需要电池组的温度维持在一定的范围内。
[0004]随着电池在工作过程中产生的热量，储能集装箱中由于放置了大量的电池，若散热不及时，热量会积聚在集装箱内，造成箱内温度不断升高。温度过高对电池各方面性能都有很大的影响，轻则影响电池性能和循环寿命，重则引发热失控，造成火灾、爆炸等事故。
[0005]为了让储能集装箱内的电池工作在适宜的温度范围内，目前大部分采用的热管理方式是给集装箱装空调，利用空调调节集装箱过道内的空气温度，但是，在这种热管理方式中，空气流动性差，且由于热空气密度小，冷空气密度大，密度小的热空气聚集于集装箱顶部，密度大的冷空气聚集于集装箱底部，进一步增大集装箱顶部与底部的温差，严重影响储能系统的性能和寿命。
[0006]此外，现有的热管理方式的散热速度慢，当部分电池模组温度快速升高有热失控风险时，这种热管理方式无法快速冷却电池模组，只能任由电池模组的温度不断升高，引发热失控，造成火灾、爆炸等事故。
[0007]鉴于此，实有必要提供一种新的储能集装箱电池热管理及消防系统以解决上述问题。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种储能集装箱电池热管理及消防系统，热管理系统将电池维持在一定工作温度范围内，且当电池温度过高时，及时通过冷却装置对电池进行快速降温；当温度超过设定阈值时进行火灾预警；当热失控造成火灾事故时，可通过消防系统及时灭火。
[0009]本专利技术采用如下的技术方案。
[0010]一种储能集装箱电池热管理及消防系统，包括电池热管理系统和消防系统，
[0011]所述电池热管理系统包括控制装置和冷却装置；冷却装置包括制冷器以及风道，
制冷器的出风口与风道的进风口连通，风道的出风口设置在电池模块上；
[0012]还包括温度探测器、湿度探测器；设置在电池模块上的温度探测器，采集电池模块温度并发送给控制装置；布置在储能集装箱内的温度探测器、湿度探测器，分别采集环境温度、环境湿度，并发送给控制装置；
[0013]控制装置根据电池模块温度、环境温度、环境湿度，进行逻辑判断，进而控制制冷器工作，产生冷却气体通过风道释放到电池模块上。
[0014]进一步地，控制装置根据电池模块温度、环境温度、环境湿度，进行逻辑判断，控制储能集装箱内电池模块温度在目标温度。
[0015]进一步地，所述电池热管理系统还包括预警装置，包括高温预警和特殊气体预警。
[0016]进一步地，所述高温预警为，
[0017]控制装置根据温度探测器采集的电池模块温度判断，当温度超过设定阈值时，控制预警装置进行火灾报警。
[0018]进一步地，所述特殊气体预警为，
[0019]还包括布置在储能集装箱内的特殊气体探测器，特殊气体探测器探测的特殊气体密度数据，通过储能集装箱外部的显示器显示。
[0020]进一步地，预警装置通过位于储能集装箱外部的火灾声光警报器实现预警，工作人员接到预警时，可以按下储能集装箱外部的紧急停动按钮，进行设备停机。
[0021]进一步地，储能集装箱电池温度过高发生火灾时，开启消防系统；消防系统包括气体灭火系统和水消防系统。
[0022]进一步地，储能集装箱内还布置有感烟探测器，其探测数据信号发送给控制装置，控制装置根据内部环境温度和烟雾综合判断检测到火灾初期时，控制气体灭火系统开启。
[0023]进一步地，气体灭火系统包括存储于储能集装箱内部的七氟丙烷灭火器，并在储能集装箱内部各个位置均匀布置喷头，通过管道连接七氟丙烷灭火器；当控制装置检测到火灾时，控制气体灭火系统开启，灭火气体通过管道从各个喷头喷出，进行灭火。
[0024]进一步地，水消防系统包括在储能集装箱内各个电池模块处设置的喷头，通过管道统一连接，并对外设置接口；平时喷头以及管道内部没有水，当发生火灾时，将接口连接至外部消防栓，进行内部喷水灭火。
[0025]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比：
[0026]本专利技术储能集装箱电池热管理及消防系统，热管理系统将电池维持在一定工作温度范围内，且当电池温度过高时，及时通过冷却装置对电池进行快速降温，降温效率高，满足电池模块的降温要求，保证电池有效工作，避免电池模块温度较高影响储能集装箱的使用寿命。
[0027]储能集装箱的电池热管理策略，根据环境温度、电池模块温度以及集装箱内部环境湿度，进行逻辑判断，选择不同的工作模式，将储能集装箱内电池模块温度控制在25℃左右的目标温度。
[0028]当温度超过设定阈值时进行火灾预警，以及当特殊气体密度超过设定阈值时进行火灾报警；防范未然，工作人员接收到报警发生时，可以按下储能集装箱外部的紧急停动按钮，进行设备停机。
[0029]当热失控造成火灾事故时，可通过消防系统及时灭火。火灾初期，采用气体灭火系
统，及早采取措施，消灭于萌芽；火灾后期，采用水消防系统，防止事故扩大。为了适应储能电池系统对消防的特殊需求，进一步地采用了人工控制的水消防系统，能有效控制扑灭后期火灾。
附图说明
[0030]图1是本专利技术所述的储能集装箱电池热管理及消防系统示意图；
[0031]图2是消防流程图；
[0032]图3是预警装置安装示意图；
[0033]图4是气体灭火系统安装示意图；
[0034]图5是水消防系统安装示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0036]本专利技术所述的储能集装箱电池热管理及消防系统，包括电池热管理系统和消防系统。
[0037]如图1和图3所示，电池热管理系统，包括控制装置、冷却装置以及温度探测器。冷却装置包括制冷器以及风道，制冷器的出风口与风道的进风口连通，风道的出风口设置在电池模块上。控制装置分别与温度探测器和制冷器电连接。
[0038]温度探测器设置在电池模块上，用于采集电池模块的温度，并发送温度信号给控制装置，控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能集装箱电池热管理及消防系统，包括电池热管理系统和消防系统，其特征在于，所述电池热管理系统包括控制装置和冷却装置；冷却装置包括制冷器以及风道，制冷器的出风口与风道的进风口连通，风道的出风口设置在电池模块上；还包括温度探测器、湿度探测器；设置在电池模块上的温度探测器，采集电池模块温度并发送给控制装置；布置在储能集装箱内的温度探测器、湿度探测器，分别采集环境温度、环境湿度，并发送给控制装置；控制装置根据电池模块温度、环境温度、环境湿度，进行逻辑判断，进而控制制冷器工作，产生冷却气体通过风道释放到电池模块上。2.根据权利要求1所述的储能集装箱电池热管理及消防系统，其特征在于，控制装置根据电池模块温度、环境温度、环境湿度，进行逻辑判断，控制储能集装箱内电池模块温度在目标温度。3.根据权利要求1所述的储能集装箱电池热管理及消防系统，其特征在于，所述电池热管理系统还包括预警装置，包括高温预警和特殊气体预警。4.根据权利要求3所述的储能集装箱电池热管理及消防系统，其特征在于，所述高温预警为，控制装置根据温度探测器采集的电池模块温度判断，当温度超过设定阈值时，控制预警装置进行火灾报警。5.根据权利要求3所述的储能集装箱电池热管理及消防系统，其特征在于，所述特殊气体预警为，还包括布置在储能集装箱内的特殊气体探测器，特殊气体探测器探测的特殊气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：若普自动化技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：