一种模块化储能系统技术方案

本申请涉及一种模块化储能系统，包括集成箱体、顺序设置在集成箱体内的多个储能单元、设在集成箱体内的液冷模组、设在储能单元内的液冷降温板、配置为将储能单元和液冷降温板连入到回路中的液冷管道组、设在集成箱体内并与储能单元电连接的充放电模组以及设在储能单元的顶面上的击穿式检测传感器，储能单元内自上而下顺序设有多个储能电池模组，每一个液冷降温板的下方均存在一个储能电池模组。本申请公开的模块化储能系统，使用模块化、液冷降温与物理监控的手段来对储能系统进行安全管理，通过物理监测手段发现储能系统的热失控倾向，这种监测方式具有前置性，能够有效缩短热失控倾向被发现的时间。倾向被发现的时间。倾向被发现的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化储能系统


[0001]本申请涉及能源存储
，尤其是涉及一种模块化储能系统。

技术介绍

[0002]电网负荷在不同时间点不同，存在峰值和峰谷，以往的调峰多使用火电机组。碳中和背景下，绿色能源发电（风能、太阳能）的占比不断提高，但是也加剧了调峰难度，核心原因在于绿色能源发电的稳定性偏低，发电量与需求端消耗量匹配难度大。
[0003]储能系统能够将绿色能源发出的电能存储起来，然后将其稳定的输入电网，还能够参与系统调峰。在另一个方面，可以吸收电动汽车淘汰下来的电池，提高资源的利用率。
[0004]但是在使用安全性上需要提出更高的要求，因为储能系统是一个化学反应过程。目前的解决方案有物理降温和算法测算等方式，物理降温方式有风冷与液冷两种，算法测算的目的是通过数据分析和预测来判断单个电池组的运行情况，算法测算的核心是拥有海量数据、准确的判断方式和快速的反应速度，但是考虑到电池组热失控时极快的失控速度，算法测算还是存在一定的滞后性。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种模块化储能系统，使用模块化、液冷降温与物理监控的手段来对储能系统进行安全管理，通过物理监测手段发现储能系统的热失控倾向，这种监测方式具有前置性，能够有效缩短热失控倾向被发现的时间。
[0006]本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：本申请提供了一种模块化储能系统，包括：集成箱体；多个储能单元，顺序设置在集成箱体内，储能单元内自上而下顺序设有多个储能电池模组；液冷模组，设在集成箱体内；液冷降温板，设在储能单元内，每一个液冷降温板的下方均存在一个储能电池模组；液冷管道组，配置为将储能单元和液冷降温板连入到回路中；充放电模组，设在集成箱体内并与储能单元电连接；以及击穿式检测传感器，设在储能单元的顶面上，击穿式检测传感器的信号输出端与充放电模组的信号输入端电连接；其中，储能单元与液冷模组的连接方式为并联。
[0007]在本申请的一种可能的实现方式中，液冷降温板倾斜设置；属于同一个储能单元的多块液冷降温板向相同的方向倾斜。
[0008]在本申请的一种可能的实现方式中，液冷降温板上的通孔朝向位于液冷降温板上方的储能电池模组。
[0009]在本申请的一种可能的实现方式中，储能单元的冷却液输入端处设有流量阀，储能单元的冷却液输出端处设有温度传感器；流量阀与温度传感器的控制端均与液冷模组电连接。
[0010]在本申请的一种可能的实现方式中，击穿式检测传感器包括：检测主体，设在储能单元的顶面上，检测主体内设有检测腔，检测腔与储能单元内的空间连通；正电极与负电极，分别设在检测腔的一组相邻面上；以及检测电路，与正电极和负电极电连接并组成回路；其中，检测电路的信号输出端与充放电模组的信号输入端电连接。
[0011]在本申请的一种可能的实现方式中，击穿式检测传感器的数量为多个，多个击穿式检测传感器在储能单元的顶面上顺序设置。
[0012]在本申请的一种可能的实现方式中，还包括设在储能单元内的击穿式检测传感器；击穿式检测传感器包括：检测主体，设在液冷降温板的较高侧；检测主体内设有检测通道；正电极与负电极，分别设在检测通道的一组相邻面上；以及检测电路，与正电极和负电极电连接并组成回路；其中，检测电路的信号输出端与充放电模组的信号输入端电连接。
[0013]在本申请的一种可能的实现方式中，检测通道包括收容段和检测段，正电极与负电极均位于检测段；靠近检测段的方向上，收容段的流通面积趋于减小。
[0014]在本申请的一种可能的实现方式中，液冷管道组与充放电模组进行数据通讯。
[0015]在本申请的一种可能的实现方式中，液冷管道组的权限等级低于充放电模组的权限等级。
附图说明
[0016]图1是本申请提供的一种集成箱体的结构示意图。
[0017]图2是本申请提供的一种模块化储能系统充电时的示意图。
[0018]图3是本申请提供的一种模块化储能系统放电时的示意图。
[0019]图4是本申请提供的一种储能电池模组在储能单元内的部署示意图，图中箭头表示冷却液的流动方向。
[0020]图5是本申请提供的一种储能电池模组内部的结构示意图。
[0021]图6是基于图5给出的冷却液的流动方向示意图。
[0022]图7是图6中A部分的放大示意图。
[0023]图8是本申请提供的一种击穿式检测传感器的结构性示意图。
[0024]图9是基于图8给出的击穿式检测传感器的原理性示意图。
[0025]图10是本申请提供的另一种击穿式检测传感器的结构性示意图。
[0026]图11是本申请提供的一种检测电路的原理性示意图。
[0027]图中，1、集成箱体，2、储能单元，3、储能电池模组，4、液冷模组，5、液冷降温板，6、
液冷管道组，7、充放电模组，8、击穿式检测传感器，21、流量阀，22、温度传感器，81、检测主体，82、检测腔，83、正电极，84、负电极，85、检测通道，86、检测电路，851、收容段，852、检测段。
具体实施方式
[0028]以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
[0029]本申请公开了一种模块化储能系统，系统由集成箱体1、储能单元2、储能电池模组3、液冷模组4、液冷降温板5、液冷管道组6、充放电模组7和击穿式检测传感器8等组成。
[0030]请参阅图1，为在一些可能的实现方式中，集成箱体1使用集装箱，例如20尺货柜（内径：5898*2352*2390mm）和40尺货柜（内径：12024*2352*2390mm）。使用集装箱的优势在于可以进行标准化设计，每一个集装箱的存储容量固定，根据使用需求可以反算需要使用的集装箱数量。并且，集装箱在运输和部署上也具有优势，可以在工厂组装完成后直接运输至使用场所后进行并网，如图2和图3所示，多个模块化储能系统可以直接组成局域网，参与到蓄能和调峰工作中。
[0031]请参阅图4，集成箱体1内部署有多个储能单元2，这些储能单元2顺序设置在集成箱体1内，例如从左到右顺序设置。
[0032]请参阅图5，储能单元2内自上而下顺序设有多个储能电池模组3，储能电池模组3使用电池封装，例如目前在电动汽车上广泛使用的三元锂电池和磷酸铁锂电池，以及后续随着技术发展可能使用的固态电池、钠离子电池等。对于储能电池模组3中使用何种电池，在本申请中并不限制。
[0033]储能电池模组3放置在支架上，支架放置在储能单元2内。
[0034]请参阅图4，图4中的箭头表示冷却液的流动方向。液冷模组4部署在集成箱体1内，在一些例子中，液冷模组4主要由散热器、水泵、水箱和控制器等组成，散热器、水泵、水箱和储能单元2通过液冷管道组6组成回路，水箱的冷却液通过水泵和液冷管道组6流入到每一个储能单元2内，从储能单元2内流出的冷却液通过液冷管道组6流入到散热器内进行降温，然后在流回到水箱内。
[0035]冷却液在上述回路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化储能系统，其特征在于，包括：集成箱体（1）；多个储能单元（2），顺序设置在集成箱体（1）内，储能单元（2）内自上而下顺序设有多个储能电池模组（3）；液冷模组（4），设在集成箱体（1）内；液冷降温板（5），设在储能单元（2）内，每一个液冷降温板（5）的下方均存在一个储能电池模组（3）；液冷管道组（6），配置为将储能单元（2）和液冷降温板（5）连入到回路中；充放电模组（7），设在集成箱体（1）内并与储能单元（2）电连接；以及击穿式检测传感器（8），设在储能单元（2）的顶面上，击穿式检测传感器（8）的信号输出端与充放电模组（7）的信号输入端电连接；其中，储能单元（2）与液冷模组（4）的连接方式为并联。2.根据权利要求1所述的模块化储能系统，其特征在于，液冷降温板（5）倾斜设置；属于同一个储能单元（2）的多块液冷降温板（5）向相同的方向倾斜。3.根据权利要求1或2所述的模块化储能系统，其特征在于，液冷降温板（5）上的通孔朝向位于液冷降温板（5）上方的储能电池模组（3）。4.根据权利要求1所述的模块化储能系统，其特征在于，储能单元（2）的冷却液输入端处设有流量阀（21），储能单元（2）的冷却液输出端处设有温度传感器（22）；流量阀（21）与温度传感器（22）的控制端均与液冷模组（4）电连接。5.根据权利要求1或4所述的模块化储能系统，其特征在于，击穿式检测传感器（8）包括：检测主体（81），设在储能单元（2）的顶面上，检测主体（81）内设有检测腔（82），检测腔（82）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王堉，张佳婧，揭念兵，
申请(专利权)人：深圳市远信储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：