储能系统的制作方法

1.本技术涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能系统。


背景技术：

2.相关技术中，储能消防系统一般采用三级消防架构，即储能系统直流部分被做成电池箱(package)、电池簇(cluster)和电池架/堆(rack),分别对应使用不同的消防系统，比如：电池箱内安装热气溶胶/气体探火管灭火系统；电池簇安装七氟丙烷/全氟己酮等气体灭火系统；电池架使用标准消防水dn65接口做灌注式灭火。其中气体灭火、气溶胶等都是一次性灭火装置，解决不了二次复燃，复燃只有使用消防水灌注淹没的方式，消防风险较大，成本也比较高。
3.而储能系统的失火多是由于电芯的温度过高引起的，因此对电芯的散热至关重要。目前储能系统对电芯的散热通常采用风冷或底板液冷，但是因处在系统不同位置的电芯受到的散热条件不同，这造成不同位置电芯间的温差较大，散热不均衡，散热效果不佳。
4.因此，如何提高电芯的散热效果以及储能系统的消防安全，是本领域需要解决的重要问题。


技术实现要素：

5.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本技术提供一种储能系统，能够提高电芯的散热效果以及储能系统的消防安全。
6.本技术提供一种储能系统，包括：
7.储能箱，内部具有冷却液，所述储能箱上设有进液口和出液口；
8.位于所述储能箱内的电池组，所述电池组包括若干个水平排布的电芯，所述冷却液的液面低于所述电芯的上端，所述电芯低于所述冷却液的液面的部分浸入所述冷却液；以及
9.换热装置，分别与所述进液口及所述出液口连通，所述换热装置用于冷却从所述出液口流出的所述冷却液，并将冷却后的所述冷却液从所述进液口流入所述储能箱内。
10.进一步的，所述进液口位于所述储能箱的下部，所述出液口低于所述电芯的上端。
11.进一步的，所述出液口的上端与所述电芯的上端之间的距离大于等于5mm。
12.进一步的，所述储能系统包括若干个在竖直方向叠设的所述储能箱。
13.进一步的，所述储能箱的下端设有若干个向下延伸的支撑脚，相邻的两个所述支撑脚之间形成货叉空间。
14.进一步的，所述储能箱的上端设有若干个定位件，位于上方的所述储能箱的支撑腿能够与下方相邻的所述储能箱的定位件连接。
15.进一步的，所述换热装置包括冷却池、水泵和制冷组件，所述制冷组件包括设于所述冷却池内的冷却部件,所述冷却液从所述出液口流出至所述冷却池内并被所述冷却部件冷却，所述水泵用于将所述冷却池内冷却后的所述冷却液从所述进液口流入所述储能箱
内。
16.进一步的，上述储能系统还包括设于所述储能箱内的温度传感器和液位传感器。
17.进一步的，所述冷却液为电子氟化液或超高纯水。
18.进一步的，所述电芯为固态锂电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池。
19.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过将电芯浸入冷却液中，电芯产生的热量被传递到冷却液，换热装置冷却从出液口流出的冷却液，并将冷却后的冷却液从进液口流入储能箱内，如此循环能够始终保持冷却液处于较低温度，对电芯进行有效散热，相比于风冷或底板液冷的方式，能够使各位置电芯均衡散热，散热效果好。同时，当发生火灾时，可以通过储能箱内的冷却液直接灭火，防止二次复燃，提高了消防安全，且成本低。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
21.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细地描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
22.图1是本技术实施例示出的储能系统的结构示意图；
23.图2是本技术实施例示出的储能箱的结构示意图；
24.图3是本技术实施例示出的储能箱的俯视剖视图；
25.图4是本技术实施例示出的多个储能箱堆叠的结构示意图。
26.附图标记：
27.1-储能箱，11-进液口，12-出液口，13-支撑脚，14-货叉空间，15-定位件，2-冷却液，3-电池组，31-电芯，4-换热装置，41-冷却池，42-水泵，43-制冷组件，431-冷却部件，432-压缩机制冷机组。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施方式。虽然附图中显示了本技术的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
29.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置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技术的限制。
31.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.相关技术中，储能消防系统一般采用三级消防架构，即储能系统直流部分被做成电池箱(package)、电池簇(cluster)和电池架/堆(rack),分别对应使用不同的消防系统，比如：电池箱内安装热气溶胶/气体探火管灭火系统；电池簇安装七氟丙烷/全氟己酮等气体灭火系统；电池架使用标准消防水dn65接口做灌注式灭火。其中气体灭火、气溶胶等都是一次性灭火装置，解决不了二次复燃，复燃只有使用消防水灌注淹没的方式，消防风险较大，成本也比较高。
33.而储能系统的失火多是由于电芯的温度过高引起的，因此对电芯的散热至关重要。目前储能系统对电芯的散热通常采用风冷或底板液冷，但是因处在系统不同位置的电芯受到的散热条件不同，这造成不同位置电芯间的温差较大，散热不均衡，散热效果不佳。
34.针对上述问题，本技术实施例提供一种储能系统装置，能够提高电芯的散热效果以及储能系统的消防安全。
35.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
36.参见图1，本技术实施例提供一种储能系统，包括储能箱1、电池组3和换热装置4。储能箱1内部具有冷却液2，储能箱1上设有分别供冷却液2流入和流出的进液口11和出液口12。
37.参见图3，电池组3位于储能箱1内，电池组3包括若干个水平排布的电芯31，冷却液2的液面低于电芯31的上端，电芯31低于冷却液2的液面的部分浸入冷却液2。因为电芯31的上端通常具有透气阀、电极和汇流排的存在，使冷却液2的液面低于电芯31的上端，能够保证冷却液2不影响电芯31的正常工作。
38.换热装置4分别与进液口11及出液口12连通，换热装置4用于冷却从出液口12流出的冷却液2，并将冷却后的冷却液2从进液口11流入储能箱1内。
39.基于上述方案，通过将电芯31浸入冷却液2中，具体为半浸入式，电芯31产生的热量被传递到冷却液2，换热装置4冷却从出液口12流出的冷却液2，并将冷却后的冷却液2从进液口11流入储能箱1内，如此循环能够始终保持冷却液2处于较低温度，对电芯31进行有效散热，保持电芯31恒温运行，相比于风冷或底板液冷的方式，能够使各位置电芯31均衡散热，散热效果好。同时，当发生火灾时，可以通过储能箱1内的冷却液2直接灭火，防止二次复燃，提高了消防安全，且成本低。
40.另外，上述方案中，抛弃了常规储能系统中将电芯(cell)、模组(module)、电池箱(package)、电池簇(cluster)到电池架(rack)逐级依次组装的结构方式，而是直接将电芯31设于储能箱1内形成电池架/堆(rack)，这种ctr(cell to rack)储能方式，简化了储能系统的结构。并且通过冷却液2冷却电芯31，相比于复杂的风冷或底板液冷的方式结构简单、维护方便、成本低。
41.具体的，为了保证各电芯31的散热效果，相邻的电芯31之间可以具有一定的间隙，以形成供冷却液2流动的通道。可选的，请参见图3，该ctr(cell to rack)储能结构，电池组3的多个电芯31的排布方式可为ip216s或者1p396s结构并分别对应dc1000v和dc1500v储能系统的应用。
42.参见图1，在一些实施例中，进液口11位于储能箱1的下部，出液口12低于电芯31的上端。冷却液2从储能箱1的下部流入，从出液口12流出，冷却液2的液面高度可由出液口12的位置决定，可选的，出液口12的上端与电芯31的上端之间的距离大于等于5mm，保证冷却液2不覆盖到电芯31的上端面。
43.参见2和图4，储能系统包括若干个在竖直方向叠设的储能箱1，这种堆叠的方式安装方便、结构简单，占用空间小。在实际的应用中，可以排布多个图4中所示的堆叠结构，在前后和左右拼放组成大型储能电站电池系统，以满足储能的容量要求。
44.在一些实施例中，参见图2，储能箱1的下端设有若干个向下延伸的支撑脚13，相邻的两个支撑脚13之间形成货叉空间14，搬运时叉车可通过货叉空间14移动储能箱1。具体的，储能箱1可满足户外防护和堆叠存放的要求，例如满足上下堆叠十层的强度要求，30吨的承重、ip68防护、c4防腐等级，可吊装、可叉车。
45.在一些实施例中，为了便于储能箱1堆叠时的安装，储能箱1的上端设有若干个定位件15，位于上方的储能箱1的支撑腿能够与下方相邻的储能箱1的定位件15连接。具体的，参见图2和图4，定位件15为向上凸起的凸块，支撑腿的下端设有与该凸块形状相匹配的凹槽，安装时，凸块嵌入凹槽中。
46.参见图1，本技术实施例的换热装置4包括冷却池41、水泵42和制冷组件43，制冷组件43包括设于冷却池41内的冷却部件431,冷却液2从出液口12流出至冷却池41内并被冷却部件431冷却，水泵42用于将冷却池41内冷却后的冷却液2从进液口11流入储能箱1内。
47.具体的，制冷组件43可采用压缩机制冷循环的方式，通过压缩机制冷机组432循环冷媒来对冷却池41内的冷却液2进行冷却，冷却部件431可为盘管结构，冷媒通过冷却部件431时吸收热量并对冷却液2冷却。
48.在一些实施例中，储能系统还包括设于储能箱1内的温度传感器和液位传感器，温度传感器用于检测储能箱1内的温度，当发生失火时，温度传感器能检测到温度异常，此时控制器控制水泵42加大功率使冷却液2充满储能箱1，进行灭火。在储能系统工作过程中，如因某些故障原因导致储能箱1内冷却液2液面异常上升或下降，液位传感器检测到后反馈给控制台，通知工作人员进行检查。
49.可选的，冷却液2为电子氟化液或超高纯水，具有绝缘性，能够同时起到散热和消防的作用，室温为液体，冰点范围为-60℃～15℃。使用温度范围：-50℃～130℃。电池浸泡在消防液中，最大程度保证了电池的消防安全。
50.可选的，电芯31为固态锂电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池，具体可为方形铝壳锂电池。
51.综上，本技术实施例提供一种储能系统，打破原有储能架构，直接从电芯(cell)到电池架(rack)，取消了原来的模组、簇的概念。可直接户外安装堆叠，单位面积储能密度大大提高。优化的设计结构，储能成本大大降低；半浸没式流道液冷保证了电池的降温，由于使用高绝缘的灭火型冷却液2，兼顾了消防和温控，一举多得，是未来储能发展的方向。
52.上文中已经参考附图详细描述了本技术的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必需的。另外，可以理解，本技术实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本技术实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
53.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。