[发明专利]一种用于电化学储能方舱热管理和消防的系统装备

说明书

本发明公开了一种用于电化学储能方舱热管理和消防的系统装备，解决现有储能方舱的热管理系统或者消防系统中存在的缺陷。本产品包括热管理系统、电池模块和消防系统，所述热管理系统包括风冷管道、制冷机、全热热交换机组、气体监测模块和换气电磁阀，所述消防系统包括灭火剂喷雾释放管道、灭火剂喷淋释放管道、灭火剂输送管道、消防主机、火焰探测器、温度监测模块和二次水消防连接管道。本产品通过采用风冷管道、制冷机、温度监测模块、火焰探测器、消防主机等部件的配合，其有效解决了现有储能方舱的热管理系统或者消防系统中存在的缺陷与不足，通过整体化的顶层设计，保证了储能方舱的安全性与可靠性，降低储能方舱的运行风险与维护成本。

技术领域

本发明涉及储能方舱领域，具体是一种用于电化学储能方舱热管理和消防的系统装备。

背景技术

目前储能方式主要分为三类:机械储能、电磁储能、电化学储能，在各类储能类型中，电化学储能项目占比最大，为重点攻关方向；在电化学储能中，锂离子电池的项目数占比、装机容量占比最大，其增长幅度也最快，已成为发展最快的电化学储能技术。储能方舱是使用锂离子电池作为储能介质的一种储电方式，为化学储能的一种。

储能方舱现有的热管理系统，存在着温度场分布不均匀，制冷效率低等不足；现有的消防管理系统与热管理系统之间没有有效的信息交互，不能在锂离子电池热失控的早期提供预警信号，在锂离子电池发生热失控后，也不能进行可靠的持续性的灭火和降温，易造成设备或人身的重大灾害。此外，现有的热管理系统和消防系统存在着维护复杂，运维成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电化学储能方舱热管理和消防的系统装备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于电化学储能方舱热管理和消防的系统装备，包括热管理系统、电池模块和消防系统。所述热管理系统包括风冷管道、制冷机、全热热交换机组、气体监测模块和换气电磁阀，所述消防系统包括灭火剂喷雾释放管道、灭火剂喷淋释放管道、灭火剂输送管道、消防主机、火焰探测器、温度监测模块和二次水消防连接管道。灭火剂喷雾释放管道一端通过管道电磁阀与灭火剂输送管道相连，灭火剂喷雾释放管道的另一端与电池模块相连，打开水泵，开启管道电磁阀，即可将灭火介质释放至单个电池簇内每个电池模块内部；关闭管道电磁阀，即可停止灭火介质的释放，电池模块靠近储能方舱的一侧设置有百叶窗，电池模块靠近储能方舱壁管道的一侧设置有风管快捷接口和喷淋快捷接口。

作为本发明进一步的方案：风冷管道包括一级风管、二级风管和三级风管，一级风管与制冷机的入风口相连，用于汇集储能方舱内的热空气；二级风管与一级风管相连并且延伸至每层电池模块末端，用于传递每层电池模块内的热空气；三级风管与二级风管相连并且连接至电池模块末端，用于吸收电池模块内的热空气。

作为本发明进一步的方案：一级风管内安装有气体监测模块，可以监测储能方舱内电池模块的VOC、CO、H₂等气体浓度；而且安装了有毒有害气体的过滤模块和灰尘过滤模块，用于降低甚至消除有毒有害气体对巡查人员以及设备的损害，维护储能方舱的内外空气环境；三级风管内安装有阻尼板，根据电池模块与制冷机之间的距离，调整每个阻尼板的开合程度，从而有助于实现风冷管道内的风压平衡。

作为本发明进一步的方案：制冷机包括多台定频压缩机和1台高静压风机，根据储能方舱内部不同的制冷量需求，分别开启其中若干台压缩机，达到拟变频节能的效果；该高静压风机在风冷管道侧提供负压，作为风冷管道内的空气循环的主要动力，该制冷机具备电辅助加热功能，当储能方舱处于高纬度/高寒地带时，将开启电辅助加热功能，利于储能方舱在上述环境中的启动。

所述的用于电化学储能方舱热管理和消防的系统装备的工作流程，具体步骤如下：全热热交换机组包含2台全热热交换机，分别连接至储能方舱两侧距离制冷空调机组高静压风机远端的一级风管处，通过切换换气用电磁阀，可以使得全热热交换机组分别工作在内循环模式和外循环模式；