一种储能电站充保护气体的装置的制作方法

1.本实用新型涉及领域，具体涉及一种储能电站充保护气体的装置。


背景技术：

2.电化学储能电站是用化学反应进行电池正负极的充电和放电，实现能量转换，在电网侧能够起到削峰填谷的作用，在用户侧能够起到降低企业和用户的用能成本的作用，同时还可以提供紧急备用供电。但通过对行业公开信息的搜集整理，在近十年间，全球共发生了32起的储能电站起火爆炸事故，其中日本1起、美国2起、比利时1起、中国3起、韩国24起。
3.储能电站的安全问题不容忽视，但是储能电站作为一高带电体，水喷淋可能引起带电体及其线路短路诱发火灾或扩大电气事故，因此，在储能系统火灾前期，有大量储能电池还未受到影响的情况下，采用水作为消防灭火介质，还是需要慎重考虑。目前，在储能电站是实际应用中，主要是设置气体灭火系统，在电站外部放置气体灭火剂储存罐，依靠管路连接进储能电站内部，在有火灾情形时，气体灭火剂喷发，但气体灭火剂剂量有限，这样虽然能够达到灭火的作用，但抑制功能有限。
4.同时氧气作为燃烧的要素之一，通过对储能电站通入氮气，降低内部氧气浓度，以达到可以抑制火灾的目的，使储能电站在发生热失控时不起火。现有技术中也有一些电池箱的充保护气体的装置，但是储能电站因为组成的电池箱数量较多，因此将电池箱的充保护气体的装置直接应用到储能电站上时，充气时间较长，影响着抑制的效果。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种储能电站充保护气体的装置，通过将储能电站分割为电池舱和设备舱，针对特别危险的电池舱实行直接通入氮气保护和水冷降温两种形式来保护。
6.本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种储能电站充保护气体的装置，包括储能集装箱，所述储能集装箱包括电池舱和设备舱，所述电池舱和设备舱并列设置，所述储能电站充保护气体的装置还包括氮气置换机构、控制模块、传感器、水冷机构和喷头，所述氮气置换机构设置在储能集装箱外，所述控制模块的一端与氮气置换机构连接，所述控制模块的另一端与传感器连接，所述传感器设置在储能集装箱的电池舱内部，喷头通过气体管道与氮气置换机构连接，所述喷头设置在储能集装箱的电池舱内部，用于电池降温的所述水冷机构设置在电池舱内部。
7.进一步地，所述喷头为单向喷头，所述喷头将氮气置换机构产出的氮气喷入电池舱内。
8.进一步地，所述控制模块设置在设备舱内，所述传感器包括氧气传感器和压力传感器，所述氧气传感器和压力传感器分别设置在电池舱的顶部。
9.进一步地，所述电池舱内竖直设置多层电池，所述水冷机构为水冷板，所述水冷板
有多个，水冷板设置在单层电池的底部。
10.进一步地，所述喷头设置在电池舱的其中一竖直内壁上。
11.进一步地，所述氮气置换机构包括空压机、冷干机和制氮机，空压机的一端与外部管道连接，空压机的另一端与冷干机连接，所述制氮机的一端与冷干机连接，所述制氮机的另一端与气体管道接通；所述外部管道包括主管道、y型管和辅助管道，所述y型管包括出口端、第一进口端和第二进口端，所述出口端与主管道的一端连接，所述第一进口端与辅助管道的一端连接，所述辅助管道的另一端延伸进电池舱内。
12.进一步地，在所述y型管的第一进口端上设置有第一电磁阀，在第二进口端上设置有第二电磁阀。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过将储能电站分割为电池舱和设备舱，针对特别危险的电池舱实行直接通入氮气保护和水冷降温两种形式来保护，对电池舱氮气的充入采用内循环和外循环相结合的方式，相对于单位体积内制氮的数量而言，减少了氮气制氮的时间，同时也减少了向外界排放的氮气数量。
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
附图说明
15.图1是储能电站充保护气体的装置的结构示意图。
16.图2是氮气置换机构的管道结构示意图。
17.其中，1.设备舱，2.电池舱，3.氧气传感器，4.压力传感器，5.水冷板，6.单向喷头，7.气体管道，8.氮气置换机构，9.通讯线路，10.第一电磁阀，11.第二电磁阀，12.y型管，13.空压机，14.冷干机，15.制氮机，16.辅助管道，17.控制模块。
具体实施方式
18.如图1至2所示，一种储能电站充保护气体的装置，包括储能集装箱，所述储能集装箱包括电池舱2和设备舱1，所述电池舱2和设备舱1并列设置，所述储能电站充保护气体的装置还包括氮气置换机构8、控制模块17、传感器、水冷机构和喷头，所述氮气置换机构8设置在储能集装箱外，所述控制模块17的一端通过通讯线路9与氮气置换机构8电连接，所述控制模块17的另一端通过通讯线路9与传感器电连接，所述传感器设置在储能集装箱的电池舱2内部，喷头通过气体管道7与氮气置换机构8连接，所述喷头设置在储能集装箱的电池舱2内部，用于电池降温的所述水冷机构设置在电池舱2内部。首先，电池舱2实行密闭措施，将舱内的多层电池通入氮气形成一个隔氧的环境，有效抑制电池热失控。其次，提供了水冷机构，有效降低电池的温度，进一步抑制电池热失控。
19.所述喷头为单向喷头6，所述喷头将氮气置换机构8产出的氮气喷入电池舱2内。单向喷头6保证了氮气置换机构8产出氮气在电池舱2内支只出不反流。
20.所述控制模块17设置在设备舱1内，所述传感器包括氧气传感器3和压力传感器4，所述氧气传感器3和压力传感器4分别设置在电池舱2的顶部。氧气传感器3可以有效的检测电池舱2内的氧气浓度，以便控制氮气的输入量。压力传感器4可以检测电池舱2内的充入氮气的压力变化，以保证电池舱2的正常承压范围。
21.所述电池舱2内竖直设置多层电池，所述水冷机构为水冷板5，所述水冷板5有多
个，水冷板5设置在单层电池的底部。1个水冷板5对1层电池就行降温。
22.所述喷头设置在电池舱2的其中一竖直内壁上。进一步地，所述喷头设置在电池舱2靠近设备舱1的竖直内壁上，以进一步的缩短气体管路的长度，最终将氮气置换机构8产出氮气通过最短的输送路程到达电池舱2内。
23.所述氮气置换机构8包括空压机13、冷干机14和制氮机15，空压机13的一端与外部管道连接，空压机13的另一端与冷干机14连接，所述制氮机15的一端与冷干机14连接，所述制氮机15的另一端与气体管道7接通；所述外部管道包括主管道、y型管12和辅助管道16，所述y型管12包括出口端、第一进口端和第二进口端，所述出口端与主管道的一端连接，主管道的另一端与空压机13连接，所述第一进口端与辅助管道16的一端连接，所述辅助管道16的另一端延伸进电池舱2内。在设备舱1外依次设置制氮机15、冷干机14和空压机13。本装置采用内循环和外循环两种方式：第一种内循环，氮气置换机构8开始工作时，电池舱2内氧气传感器3和压力传感器4实时检测内部氧气和压力变化。通过控制模块17控制外循环管路上的第二电磁阀11关闭，内循环管路上的第一电磁阀10打开，制氮机15开始工作，空压机13开始内循环的过程，从电池舱2内部开始抽取空气，经冷干机14过滤和干燥后，最后经过制氮机15产生高浓度氮气，进入电池舱2内。第二种外循环，通过控制模块17控制内循环管路上的第一电磁阀10关闭，外循环管路上的第二电磁阀11打开，空压机13开始在外界抽取气体，经冷干机14和制氮机15后，高浓度氮气进入电池舱2内。
24.进一步地，在所述y型管12的第一进口端上设置有第一电磁阀10，在第二进口端上设置有第二电磁阀11。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
27.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。