【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能电站领域，具体是一种基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统。
技术介绍
1、近年来，各类因化石燃料使用带来的环境问题不断加剧，发展可再生能源如风能、太阳能等变得迫在眉睫。然而风能与太阳能存在的间歇性、不稳定能源供给问题，往往与稳点连续的电力需求相矛盾，储能技术是解决这个矛盾不可或缺的关键纽带。基于数个储能电池集装箱组建的储能电站既可作为可再生能源与电网之间的纽带，也可作为电网中用于削峰填谷的电能缓冲模块。此外储能电池集装箱有安装方便、占地面积小的优点。
2、然而，由于储能电站所采用的储能电池多为电动汽车退役电池，其在使用过程中，更容易因过度充电、内短路、机械损伤等诱发热失控问题，甚至会引发火灾或爆炸事故，严重影响储能电站的安全性。因此，为了保证储能电站平稳安全运行，需要对储能电站中的电池组进行实时监测，通过热管理保证电池处于正常的工作温度，并且还要有能力及时扑灭火情。
3、目前，对于储能电池集装箱的热管理方式以风冷为主，其原理与小型家用空调类似，风冷空调核心零部件包括压缩机、冷凝器、风扇电机、铜管等，主要缺点如下：(1)制冷效果低下，无法实现精准控温；(2)维持风冷系统运行的电力来自其所在的储能电池集装箱，带来很大的自耗电；(3)风冷供电和储能供电工作内容的不同会带来储能电池集装箱内电池充放电的不同步，易导致部分电池老化更加严重，使得箱内各电池容量、内阻、温度等参数的不一致性增大，更容易出现热失控问题。
4、目前，对于储能电池集装箱的常用灭火方式是采用七氟丙烷、全氟
5、基于数个储能电池集装箱组建的集装箱式储能电站在储能与供电上是一个统一协调的有机整体，但是在热管理和消防上则局限于一个个独立的储能电池集装箱，主要缺点如下：(1)不同储能电池集装箱对于制冷量需求的不同，造成了各个箱内风冷供电消耗能量的不同，与此同时，储能电池集装箱内风冷供电会使电池之间的不一致性增大，故而此种风冷方式会使整个集装箱式储能电站内电池间的不一致性加剧，热失控风险增加；(2)单个储能电池集装箱所储存的灭火剂量有限，当发生复燃情况时，无法从其他正常工作的储能电池集装箱调用灭火剂，再灭火难度大。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统。
2、本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，所述集装箱式储能电站由若干个储能电池集装箱组成；每个储能电池集装箱的内部均放置有若干个用于储存电能的电池堆；每个电池堆由若干个电池模组组成；每个电池模组由若干个电池单体采用串联、并联或串并联的连接方式组成；每个电池模组周边设置有液冷组件，且液冷组件与电池模组紧密接触；
3、其特征在于，该系统包括制冷/供暖模块、清洁能源储能模块、电气模块、清洁能源发电装置和控制模块；
4、所述制冷/供暖模块包括制冷机组、换热器、冷却塔、换热灭火介质存储箱、电动阀门、泵一、三通阀一、三通阀二、泵二、三通阀三、三通阀四、泵三、三通阀五和换热灭火介质回路总管路；所述清洁能源储能模块包括保温储热水箱、泵四、电热装置和太阳能集热器；
5、每个储能电池集装箱的内部均设置有换热灭火介质管路；换热灭火介质管路的始端为换热灭火介质入口，换热灭火介质入口伸出储能电池集装箱的外部；换热灭火介质管路上设置有若干个闭式喷头，用于对电池堆喷射换热灭火介质，起到灭火的作用；换热灭火介质管路上分出若干个灭火旁路和若干个热管理旁路；灭火旁路上设置有电控喷嘴；电控喷嘴对向各自的电池模组，用于对各自的电池模组喷射换热灭火介质，起到灭火的作用；每个液冷组件中均与各自的热管理旁路连通，用于换热灭火介质自热管理旁路进入液冷组件内，对电池模组内的电池进行冷却或加热；所有热管理旁路的末端汇集至换热灭火介质出口处；换热灭火介质出口伸出储能电池集装箱的外部；
6、制冷机组的冷却水出口与冷却塔的进水口通过管路连通，管路上设置有泵二；制冷机组的冷却水进口与冷却塔的出水口连通；制冷机组的冷端换热灭火介质出口和换热器的吸热端换热灭火介质出口通过三通阀三均与换热灭火介质存储箱的入口连通；制冷机组的热端出水口和换热器的供热端出水口通过三通阀二和管路均与保温储热水箱的冷水进口连通；
7、保温储热水箱的热水出口管路上设置有泵一，管路末端通过三通阀一分别与制冷机组的热端进水口和换热器的供热端进水口连通；保温储热水箱的冷水出口与太阳能集热器的进水口通过管路连通，管路上设置有泵四；太阳能集热器的出水口与保温储热水箱的热水进口连通；保温储热水箱内部安装有电热装置，用于对保温储热水箱内的水进行加热；
8、换热灭火介质存储箱的出口管路上设置有泵三，管路末端通过三通阀五分别与冷却介质返回管路的入口和每个储能电池集装箱的换热灭火介质入口连通；每个换热灭火介质入口前方的管路上均设置有电动阀门；每个储能电池集装箱的换热灭火介质出口均与冷却介质返回管路的入口连通；冷却介质返回管路的出口通过三通阀三分别与制冷机组的冷端换热灭火介质入口和换热器的吸热端换热灭火介质入口连通；
9、若干个储能电池集装箱根据工作内容的不同分为第一类储能电池集装箱和第二类储能电池集装箱；第一类储能电池集装箱用于为制冷/供暖模块和清洁能源储能模块供电；第二类储能电池集装箱用于储存外界的电网和可再生能源发电厂的电能，且能够在第一类储能电池集装箱无法正常安全输入输出电能的情况下转换为第一类储能电池集装箱；
10、清洁能源发电装置、第一类储能电池集装箱和电网通过电气模块与制冷/供暖模块和清洁能源储能模块电连接，用于为制冷/供暖模块和清洁能源储能模块供电；清洁能源发电装置和电网通过电气模块与第一类储能电池集装箱电连接，将所产生的电能经电气模块处理后存储在第一类储能电池集装箱中；
11、电网通过电气模块与第二类储能电池集装箱电连接，电网的电能经过电气模块处理后存储在第二类储能电池集装箱中，第二类储能电池集装箱内的电能经过电气模块处理后输送至电网；可再生能源发电厂通过电气模块与第二类储能电池集装箱电连接，可再生能源发电厂所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，所述集装箱式储能电站由若干个储能电池集装箱(5)组成；每个储能电池集装箱(5)的内部均放置有若干个用于储存电能的电池堆(59)；每个电池堆(59)由若干个电池模组(515)组成；每个电池模组(515)由若干个电池单体采用串联、并联或串并联的连接方式组成；每个电池模组(515)周边设置有液冷组件(514)，且液冷组件(514)与电池模组(515)紧密接触；
2.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，泵一(106)、泵二(109)、泵三(112)、泵四(22)的出口处设置有流量探测器；流量探测器与控制模块通讯连接，采集管路内介质的流量并发送给控制模块。
3.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，太阳能集热器(24)内设置有温度探测器；温度探测器与控制模块通讯连接，采集太阳能集热器(24)内水的温度发送给控制模块。
4.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，保温储
5.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，每个储能电池集装箱(5)还包括箱体外壳(51)、可开合栅叶组(52)、风扇组(55)、第一探测组件(56)、过滤组件(57)、第二探测组件(511)和第三探测组件；
6.根据权利要求5所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，第一探测组件(56)包括温度探测器、烟雾探测器、危险气体探测器、湿度探测器和光学探测器，分别采集环境温度、环境湿度、环境烟雾浓度、环境危险气体浓度和环境光学影像数据并发送给控制模块。
7.根据权利要求5所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，第二探测组件(511)和第三探测组件均包括温度探测器、烟雾探测器和危险气体探测器，分别采集环境温度、环境烟雾浓度和环境危险气体浓度数据并发送给控制模块。
8.根据权利要求7所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，第三探测组件和第二探测组件(511)还均包括光学传感器，采集环境光学影像数据并发送给控制模块。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，所述集装箱式储能电站由若干个储能电池集装箱(5)组成；每个储能电池集装箱(5)的内部均放置有若干个用于储存电能的电池堆(59)；每个电池堆(59)由若干个电池模组(515)组成；每个电池模组(515)由若干个电池单体采用串联、并联或串并联的连接方式组成；每个电池模组(515)周边设置有液冷组件(514)，且液冷组件(514)与电池模组(515)紧密接触；
2.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，泵一(106)、泵二(109)、泵三(112)、泵四(22)的出口处设置有流量探测器；流量探测器与控制模块通讯连接，采集管路内介质的流量并发送给控制模块。
3.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，太阳能集热器(24)内设置有温度探测器；温度探测器与控制模块通讯连接，采集太阳能集热器(24)内水的温度发送给控制模块。
4.根据权利要求1所述的基于多能互补的集装箱式储能电站的热管理与消防系统，其特征在于，保温储热水箱(21)内设置有温度探测器、压力探测器和水量探测器；温度探测器、压力探测器和水量探测...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶中浩，安振华，刘臣臻，刘新健，李孟涵，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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