浸没式储能包、储能簇、储能厢和储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种浸没式储能包，包括包级外壳，包级外壳上设有包级进液口、包级出液口和包级防爆口；包级进液口上连接有第一进液管和第二进液管；包级出液口上设有气液分离器，气液分离器包括气体出口和液体出口，液体出口上连接有第一出液管和第二出液管。本实用新型专利技术还公开了一种储能簇，包括簇级外壳，簇级外壳内设有至少一个浸没式储能包。本实用新型专利技术还公开了一种储能厢，包括厢体，厢体内设有至少一个储能簇。本实用新型专利技术还公开了一种储能系统，包括总循环管路系统和至少一个储能厢。本实用新型专利技术的浸没式储能包、储能簇、储能厢和储能系统，能够实现均温、液冷和抑制热失控反应并防止燃爆的技术目的。并防止燃爆的技术目的。并防止燃爆的技术目的。

【技术实现步骤摘要】
浸没式储能包、储能簇、储能厢和储能系统


[0001]本技术属于电能储能
，具体的为一种浸没式储能包、储能簇、储能厢和储能系统。

技术介绍

[0002]目前，随着我国能源消费结构的不断改善，储能电池行业呈现爆发式发展，储能系统的安全性及稳定性越来越引起大家的重视。储能电池在充放电应用的过程中由于欧姆热、极化热的存在，会产生大量的热量，这些热量如果不能及时扩散，堆积在电池内部一方面会造成储能电池界面副反应的速度增加，另一方面热量过度积累可能会引起电池热失控，因此高效的散热措施是储能电池设计必须要考虑的问题。
[0003]目前储能系统的散热方式主要有风冷和液冷两种。其中，风冷式主要通过空调制冷，冷却介质为空气，能效比低，设备占地面积大，储能电池温度一致性较差。液冷采用以水为冷却介质的冷却板，通过冷却板内流通的冷却介质与储能电池之间换热，热量需要通过电池外壳、冷却板后最终传递到冷却介质，再由冷却介质通过散热器将热量散出，其热传递的环节多，热阻大，换热效率低，导致对散热器性能要求较高。
[0004]为了提高储能系统的散热性能，以液体介质浸没储能电池的浸没式储能系统得到了快速发展。如公开号为CN112103594A的中国专利申请公开了一种浸没式液冷电池包，不仅将电池组浸没在绝缘冷却液内，而且通过在电池包内部的电池组之间设置流道的方式提高换热效率。公开号为CN114497802A的中国专利申请公开了一种浸没式液冷电池储能系统及其工作方法，其在电池模组在设置电池箱，在电池箱内注入浸没电池模组的调温绝缘液，而后再通过循环系统模块以驱动调温绝缘液在电池包内循环流动，以此提高换热效率。
[0005]现有的浸没式储能系统虽然在一定程度上能够提高电池包内部的换热效率，但仍然仅能够满足储能电池正常工况下的换热要求，当储能电池发生热失控时，由于电池包内部空间远大于液体介质管路的横截面积，液体介质进入电池包内后，其流速会急速下降，导致其换热效率远远低于电池热失控时的生热效率；另外，为了提高体积能量密度，电池包内部空间间隙较少，电池包仅能够存储较少的液体介质，当储能电池发生热失控时，液体介质吸热后会快速升温，达不到冷却降温的效果；如此，在液体介质流速慢以及容量少的综合作用下，现有的浸没式储能系统在储能电池发生热失控时存在热管理失效的风险，随着电池热失控的继续发展，甚至存在电池燃爆的风险。即现有的浸没式储能系统虽然能够满足正常工况下的散热要求，但当电池发生热失控后，无法满足抑制热失控反应的要求。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种浸没式储能包、储能簇、储能厢和储能系统，能够实现均温、液冷和抑制热失控反应并防止燃爆的技术目的。
[0007]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0008]本技术首先提出了一种浸没式储能包，包括包级外壳，所述包级外壳内设有
用于存储电能的储能组件；所述包级外壳上设有包级进液口、包级出液口和包级防爆口；
[0009]所述包级进液口上连接有第一进液管和第二进液管；所述第一进液管和第二进液管上分别设有第一进液控制阀和第二进液控制阀，或所述第一进液管和第二进液管之间设有进液控制切换阀；
[0010]所述包级出液口上设有气液分离器，所述气液分离器包括位于上方的气体出口和位于下方的液体出口，所述气液分离器的液体出口上连接有第一出液管和第二出液管；所述第一出液管和第二出液管上分别设有第一出液控制阀和第二出液控制阀，或，所述第一出液管和第二出液管上分别设有排液切换阀。
[0011]进一步，所述包级进液口设置在所述包级外壳的底部，所述包级出液口设置在所述包级外壳的顶部；或，所述包级进液口设置在所述包级外壳的顶部，所述包级出液口设置在所述包级外壳的底部。
[0012]进一步，所述包级外壳的顶面相对于水平面倾斜设置，所述包级防爆口和气液分离器均设置在所述包级外壳顶面高度较高的一侧。
[0013]进一步，所述储能组件包括阵列布置的m*n个储能单体；其中，每一行包括m个储能单体，且m≥1；每一列包括n个储能单体，且n≥2；*表示乘积运算；相邻两行所述储能单体之间具有第一间隙，所述第一间隙内设有起到压力支撑作用的支撑垫或板状结构组件；当m≥2时，相邻两列所述储能单体之间具有第二间隙；所述第二间隙内填充有支撑垫或板状结构组件；所述支撑垫采用绝缘导热材料制成，所述板状结构组件内设有用于液体介质流通的通道。
[0014]进一步，所述储能组件顶面和底面分别设有上部支撑件和下部支撑件，所述上部支撑件和下部支撑件的长度方向与每一列所述储能组件的排布方向平行。
[0015]进一步，所述上部支撑件的数量设为im+1个，i为大于等于1的正整数；其中的m
‑
1个上部支撑件分别位于相邻两列所述储能单体的顶面之间，其中的2个所述上部支撑件位于所述储能组件顶面的两侧边缘；每一列所述储能单体的顶面上间隔设有i
‑
1个上部支撑件。
[0016]进一步，所述下部支撑件的数量设为jm+1个，j为大于等于1的正整数；其中的m
‑
1个下部支撑件分别位于相邻两列所述储能单体的底面之间，其中的2个所述下部支撑件位于所述储能组件底面的两侧边缘；每一列所述储能单体的底面上间隔设有j
‑
1个上部支撑件。
[0017]进一步，所述包级外壳内设有包内进液管和包内出液管；
[0018]至少一个所述下部支撑件内设有进液通道，至少一个所述上部支撑件内设有出液通道；或，至少一个所述上部支撑件内设有进液通道，至少一个所述下部支撑件内设有出液通道；
[0019]所述进液通道的侧壁上间隔设有进液出口，所述出液通道的侧壁上间隔设有出液入口；
[0020]所述进液通道与所述包内进液管相连通，所述出液通道与所述包内出液管相连通；
[0021]未设置所述进液通道和所述出液通道的所述下部支撑件和上部支撑件内间隔设有用于液体介质流过的过流孔。
[0022]进一步，所述进液通道的内径沿着其中一端指向另一端的方向逐渐减小；所述出液通道的内径沿着其中一端指向另一端的方向逐渐减小。
[0023]进一步，所述进液通道的液体介质入口设置在其内径较大的一端，所述出液通道的液体介质出口设置在其内径较大的一端；或，所述进液通道的液体介质入口设置在其内径较小的一端，所述出液通道的液体介质出口设置在其内径较小的一端。
[0024]进一步，所述储能单体的极耳设置在顶面或底面上。
[0025]进一步，位于两端的两行所述储能单体相背的侧面上分别设有端压板。
[0026]进一步，所述端压板与相邻的所述储能单体之间具有所述第一间隙，所述第一间隙内设有起到压力支撑作用的所述绝缘导热材料或板状结构组件。
[0027]进一步，两个所述端压板之间间隔设有第一绑扎带。
[0028]进一步，所述第一绑扎带上设有至少一个第一张紧机构。
[0029]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸没式储能包，其特征在于：包括包级外壳，所述包级外壳内设有用于存储电能的储能组件；所述包级外壳上设有包级进液口、包级出液口和包级防爆口；所述包级进液口上连接有第一进液管和第二进液管；所述第一进液管和第二进液管上分别设有第一进液控制阀和第二进液控制阀，或所述第一进液管和第二进液管之间设有进液控制切换阀；所述包级出液口上设有气液分离器，所述气液分离器包括位于上方的气体出口和位于下方的液体出口，所述气液分离器的液体出口上连接有第一出液管和第二出液管；所述第一出液管和第二出液管上分别设有第一出液控制阀和第二出液控制阀，或，所述第一出液管和第二出液管上分别设有排液切换阀。2.根据权利要求1所述的浸没式储能包，其特征在于：所述包级进液口设置在所述包级外壳的底部，所述包级出液口设置在所述包级外壳的顶部；或，所述包级进液口设置在所述包级外壳的顶部，所述包级出液口设置在所述包级外壳的底部。3.根据权利要求1所述的浸没式储能包，其特征在于：所述包级外壳的顶面相对于水平面倾斜设置，所述包级防爆口和气液分离器均设置在所述包级外壳顶面高度较高的一侧。4.根据权利要求1所述的浸没式储能包，其特征在于：所述储能组件包括阵列布置的m*n个储能单体；其中，每一行包括m个储能单体，且m≥1；每一列包括n个储能单体，且n≥2；*表示乘积运算；相邻两行所述储能单体之间具有第一间隙，所述第一间隙内设有起到压力支撑作用的支撑垫或板状结构组件；当m≥2时，相邻两列所述储能单体之间具有第二间隙；所述第二间隙内填充有支撑垫或板状结构组件；所述支撑垫采用绝缘导热材料制成，所述板状结构组件内设有用于液体介质流通的通道。5.根据权利要求4所述的浸没式储能包，其特征在于：所述储能组件顶面和底面分别设有上部支撑件和下部支撑件，所述上部支撑件和下部支撑件的长度方向与每一列所述储能组件的排布方向平行。6.根据权利要求5所述的浸没式储能包，其特征在于：所述上部支撑件的数量设为im+1个，i为大于等于1的正整数；其中的m
‑
1个上部支撑件分别位于相邻两列所述储能单体的顶面之间，其中的2个所述上部支撑件位于所述储能组件顶面的两侧边缘；每一列所述储能单体的顶面上间隔设有i
‑
1个上部支撑件。7.根据权利要求5所述的浸没式储能包，其特征在于：所述下部支撑件的数量设为jm+1个，j为大于等于1的正整数；其中的m
‑
1个下部支撑件分别位于相邻两列所述储能单体的底面之间，其中的2个所述下部支撑件位于所述储能组件底面的两侧边缘；每一列所述储能单体的底面上间隔设有j
‑
1个上部支撑件。8.根据权利要求5所述的浸没式储能包，其特征在于：所述包级外壳内设有包内进液管和包内出液管；至少一个所述下部支撑件内设有进液通道，至少一个所述上部支撑件内设有出液通道；或，至少一个所述上部支撑件内设有进液通道，至少一个所述下部支撑件内设有出液通道；所述进液通道的侧壁上间隔设有进液出口，所述出液通道的侧壁上间隔设有出液入口；所述进液通道与所述包内进液管相连通，所述出液通道与所述包内出液管相连通；
未设置所述进液通道和所述出液通道的所述下部支撑件和上部支撑件内间隔设有用于液体介质流过的过流孔。9.根据权利要求8所述的浸没式储能包，其特征在于：所述进液通道的内径沿着其中一端指向另一端的方向逐渐减小；所述出液通道的内径沿着其中一端指向另一端的方向逐渐减小。10.根据权利要求8所述的浸没式储能包，其特征在于：所述进液通道的液体介质入口设置在其内径较大的一端，所述出液通道的液体介质出口设置在其内径较大的一端；或，所述进液通道的液体介质入口设置在其内径较小的一端，所述出液通道的液体介质出口设置在其内径较小的一端。11.根据权利要求4
‑
10任一项所述的浸没式储能包，其特征在于：所述储能单体的极耳设置在顶面或底面上。12.根据权利要求5所述的浸没式储能包，其特征在于：位于两端的两行所述储能单体相背的侧面上分别设有端压板。13.根据权利要求12所述的浸没式储能包，其特征在于：所述端压板与相邻的所述储能单体之间具有所述第一间隙，所述第一间隙内设有起到压力支撑作用的所述绝缘导热材料或板状结构组件。14.根据权利要求12所述的浸没式储能包，其特征在于：两个所述端压板之间间隔设有第一绑扎带。15.根据权利要求14所述的浸没式储能包，其特征在于：所述第一绑扎带上设有至少一个第一张紧机构。16.根据权利要求12
‑
15任一项所述的浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛民昌，江守鑫，元金石，
申请(专利权)人：九环储能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：