一种储能系统的制作方法

本发明涉及电化学储能，具体涉及一种储能系统。

背景技术：

1、电化学储能可以将能量存储在电池中，既可以存储太阳能、风能等可再生能源，也可用来存储电能，可长期存储大量能源，满足长期能源需求，此外，电化学储能可以实现低污染、高节能，可以改善和降低发电环境的污染，因此具有广阔的市场前景。电化学储能系统主要由电池模组、电池管理系统、能量管理系统以及其他电气设备构成，电池模组是储能系统最主要的构成部分，多组电池模组形成电池包；电池管理系统主要负责电池模组内单体电芯的监测、评估、保护以及均衡等；能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等。

2、现有技术中，电化学储能系统主要存在的不足之处在于：1、电池包内部的熔断器、消防装置和线束分散安装在电池模组周围，存在结构布局不合理，安装维护不便的问题，且未有专门用于安装输出极连接片的结构，输出极连接片为铜铝电极片，易变形，易造成电线安全问题，线束组在电池模组上时，线束组易与电芯接触，易造成短路，进而发热导致起火；2、电池包内环境较复杂，针对不同的异常情况，需要进行不同级别的预警以及采取不同的消防措施，来尽量消除一些安全隐患或避免发生更大的火灾。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种结构布局合理紧凑，安装维护方便且具有多级预警消防功能的储能系统。

2、一种储能系统，包括储能集装箱，在所述储能集装箱内部设置多个电池包，每个电池包均包括电池箱、控制单元、消防单元、采集单元、温控单元以及位于电池箱内部的多个并排排列的电池模组，每个电池模组均包括多个排成一列且两端通过端板固定的电芯，在每个电池模组的上部均设有ccs组件，所述端板包括上部的输出极支架以及与输出极支架卡接位于输出极支架下部的固定件，在输出极支架上连接有多个输出极连接片，在所述端板上与输出极连接片同侧分别设有消防支架和熔断器支架，所述消防单元包括多级消防预警模块，所述控制单元根据采集单元采集的消防参数数据，分别启动多级消防预警模块进行预警或消防。

3、本发明的有益效果在于：本发明的输出极支架能够为电池模组的输出极连接片提供支撑，并为输出极连接片提供绝缘防护，确保电池模组在放电时电线安全；多个输出极连接片、消防支架和熔断器支架在同一侧，能够使得除电芯模组之外的其他部件都在同侧，而电芯模组位于端板的两端面与电池箱侧壁之间无其他部件，电池包整体结构更紧凑，布局更合理，线束整体收纳降低安全隐患，安装维护方便；本发明通过控制单元根据采集单元采集的消防参数数据，可分别启动多级消防预警模块进行预警或消防，达到更好的消防效果。

4、本发明优选的实施方式在于：所述固定件设有贯穿固定件两端面的第一通槽，所述固定件外侧面和内侧面都设有与通槽连通的第一u型槽，所述固定件外侧面和内侧面都对称设有与第一通槽连通的第一卡槽，所述输出极支架对称设有可卡入第一卡槽的弹片和放置在第一u型槽底部的支撑部。

5、弹片和第一卡槽共同作用，能够便于将输出极支架安装在固定件上和从固定件上拆卸，便于更换输出极支架，第一u型槽和支撑部共同作用能够便于将弹片从第一卡槽中取出和卡入，支撑部能够确保输出极支架稳定放在固定件上，第一通槽的设计，增加散热面积，从而在各个电芯内部温度较高时，能够实现快速散热。

6、本发明优选的实施方式在于：所述电池箱包括环形侧板、底板和上盖，所述环形侧板、底板和上盖围合形成可容纳电池模组的第一容腔，所述环形侧板中一对相对的侧板都包括有固定部和加固部，所述固定部与加固部平行且有间隙，所述加固部外侧面设有多个吊钩可穿过的吊装孔。

7、有益效果在于：本发明的固定部和加固部之间有间隙，既能够提高电池箱的承重性能，又能够增加电池箱的隔热效果，延缓外界的温度对电池箱内部的影响，又能够隔离电池箱内部器件运行导致的噪音，还能够在电池箱内部发生异常情况的时候，增强电池箱防爆能力，吊装孔能够便于抓取电池箱，固定部和加固部有间隙，使得吊钩能够穿过吊装孔中并位于固定部和加固部之间，便于吊钩稳定抓取电池箱，也使得电池箱在确保电池模组在封闭空间的同时还能够被轻易抓取。

8、本发明优选的实施方式在于：所述底板设有相互平行的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁外形为u型，所述第一横梁包括有竖直部和与竖直部连接的横直部，所述竖直部的端面与底板连接，所述第一螺纹孔位于横直部上，所述第二横梁设有多个u型的第三通槽，所述第一通槽与连接部形成多个第二容腔，所述第二横梁与固定件连接的面设有多个可伸入第二容腔中的凸块。

9、有益效果在于：本发明的第一横梁和第二横梁位于电池模组的两端，既能够对电池模组提供定位功能，方便快速将电池模组粘接在底板上，又能够对电池模组进行再次限位加固，进一步防止电池模组晃动，u型能够便于第一横梁快速散热，还能够使得第一横梁和底板焊接的焊点被容纳在两个竖直部内侧面之间，进而防止焊点刮伤电池模组外表面；第三通槽能够容纳第二横梁与底板焊接时产生的焊点，能够避免焊点刮碰到电池模组，对电池模组外表面产生损伤，进而影响电池模组正常工作，凸块能够为固定件提供定位功能，便于固定件快速与第二横梁连接，第二容腔既能够降低端板的重量，容纳凸块，还能够便于固定件快速散热。

10、本发明优选的实施方式在于：所述底板内侧面间隔设有多个与第二侧板外侧面平行的第三横梁，所述第三横梁之间设有与底板内侧面贴合的隔热层，所述第三横梁外侧面与隔热层外侧面平行并高于隔热层外侧面。

11、有益效果在于：第三横梁能够防止隔热层与其他物体直接接触，影响隔热效果，多个第三横梁共同作用，还能够对底板提供支撑，底板为液冷板，还能够防止底板直接与其他物体直接接触，传递温度，影响液冷效果。

12、本发明优选的实施方式在于：所述ccs组件包括多个汇流排和与汇流排连接的电路板，所述汇流排内侧面连接有第一绝缘膜，所述第一绝缘膜中间设有多个可露出防爆阀的第一防爆孔，所述电路板上设有第一连接片和第二连接片以及与第一防爆孔连通的第二防爆孔，所述汇流排外侧面连接有与第一连接片、第二连接片和电路板外侧面贴合的第二绝缘膜，所述第二绝缘膜设有多个与第一防爆孔贯通的第三防爆孔，所述第二绝缘膜外侧面连接有一端面与电池箱的上盖内侧面贴合的缓冲板，所述缓冲板设有多个与第一防爆孔连通的第三通槽，所述通槽侧壁设有u型槽，所述u型槽连接有与缓冲板外侧面贴合的第一缓冲件，所述第一缓冲件外侧面位于缓冲板外侧面的上方。

13、有益效果在于：缓冲板能够防止外力直接压迫电路板，同时还能够确保电路板和汇流板不直接与电池箱的上盖接触，缓冲板和第一缓冲件共同作用，能够进一步增强缓冲板的缓冲性能，加强对电路板和汇流排的保护，第一缓冲件能够确保缓冲板与电池箱上盖紧密贴合，减少缓冲板与电池箱上盖之间的距离，进一步有效增强缓冲板对电路板和汇流排的保护；

14、第一层绝缘膜和第二层绝缘膜共同作用能够有效防止汇流排和电路板在安装和运输过程中错位，还能够进一步增强汇流排和电路板在安装位置上的稳定性，能够提高电线安全度，第二绝缘膜能够避免缓冲板直接与电路板接触，减少外部因素对电路板的影响；

15、通槽能够露出防爆阀，确保防爆阀正常工作，u型槽能够确保第一缓冲件与缓冲板稳定连接。

16、本发明优选的实施方式在于：所述多级消防预警模块分别为一级预警模块、二级预警模块、一级消防装置和二级消防装置，所述消防单元还包括设置在电池箱的防爆泄压阀，所述采集单元包括设置在电池箱内的烟雾传感器，所述烟雾传感器与所述防爆泄压阀相互靠近且正对设置。

17、有益效果在于：本发明采用两级预警以及两级消防的方式，从而根据不同的情况进行多级预警或消防，确保电池包内部的安全性，并且本发明防爆泄压阀设置在电池箱上，当电池包处于正常工作状态时，电池箱内的气体会通过防爆泄压阀流向外部，而烟雾传感器靠近防爆泄压阀且正对防爆泄压阀，因此烟雾传感器正好处于电池箱内气体流向防爆泄压阀的流经路径上，由于此处气体有一定的流动性，相比于电池箱内其他位置来说，可确保烟雾传感器的实时检测更可靠稳定，更能整体反应当前电池箱内的气体浓度和成分的情况；当电池箱内出现异常导致气体急剧增多，从而导致大量气体通过防爆泄压阀外泄，在此过程中，由于烟雾传感器靠近防爆泄压阀且正对防爆泄压阀设计，因此可及时的检测到气体浓度的增加以及气体成分的变化，从而及时采取应对措施避免异常情况加剧，因此此种设计具有检测更及时高效的效果。

18、本发明优选的实施方式在于：所述一级消防装置包括气溶胶灭火器，所述气溶胶灭火器设置在电池箱内部靠近烟雾传感器，相邻两列电池模组之间具有间隙，所述固定件上开有过孔，所述烟雾传感器安装在一消防支架上，所述消防支架安装在固定件上，所述消防支架位于烟雾传感器处开有可与所述过孔相对的镂空，当镂空处与过孔对应时，相邻两列电池模组之间的间隙、过孔、第一通槽以及镂空处形成内部气体流通通道。

19、有益效果在于：由于烟雾传感器是靠近且正对防爆泄压阀的，而气溶胶灭火器靠近烟雾传感器安装，因此气溶胶灭火器也是靠近防爆泄压阀设计的，此种设计的好处是当启动气溶胶灭火器进行灭火时，可直接对积聚在防爆泄压阀附近的大量气体（尤其是可燃气体）进行喷射，从而达到更好的灭火效果。

20、当电池箱内部处于正常状态时，整个消防支架所处横向位置使得镂空处不会与过孔正对或所处位置使得镂空处与过孔仅部分正对，这样既不影响烟雾传感器的正常检测，又不会使电芯内部过多的暴露而导致防尘、防水效果受到影响，当电芯内部发生异常，如热失控，内部气体急剧增多，当有大量气体通过相邻两列电池模组之间的间隙流通到固定件的过孔，再经由过孔流通到消防支架镂空处时，由于消防支架通过条形孔与连接支架的第一连接柱配合，属于横向位置可调节的浮动式连接方式，因此大量急剧增多的气体可迫使整个消防支架产生微量的横向移动，从而使消防支架的镂空处与固定件的过孔正对的面积更大，使得各电芯内部与烟雾传感器和防爆泄压阀之间形成直接的气体流通通道，相比于其他气体流通通道可大大缩短气体流通路径，电芯内部气体可通过该流通通道迅速流动到烟雾传感器和防爆泄压阀处，使得烟雾传感器的检测更加快速和高效，防爆泄压阀的卸压也更及时，从而消防灭火也更及时高效，并且，当大量气体从防爆泄压阀泄出时，若在未设置缓冲结构的情况下，流经烟雾传感器的气体相比于电池箱内部其他位置由于流动性较快，因此会导致烟雾传感器检测灵敏度降低（主要指浓度降低），而固定件上开设的第一通槽能够使得部分气体驻留在第一通槽内，相当于起到缓冲结构的作用，而消防支架的镂空处通过过孔与第一通槽相通，烟雾传感器正好位于镂空处，因此基于此种设计，烟雾传感器检测的气体主要来自于驻留在第一通槽内流动量较小的气体，从而确保烟雾传感器检测的准确性。

21、本发明优选的实施方式在于：所述二级消防装置包括设置在电池箱上的气液两相喷头，气液两相喷头位于所述防爆泄压阀的正上方且喷嘴朝向内部气体流通通道。

22、有益效果在于：本发明进一步设置气液两相喷头，当电池箱内处于热失控状态且产生明火，并且明火火势处于蔓延态势，单纯采用气溶胶灭火器可能存在控制不住火势的问题，因此进一步可自动控制气液两相喷头喷洒灭火剂进行灭火，通过气液两相喷头喷洒的雾状的灭火剂，充满整个电池箱后，一方面具有灭火作用，另一方面具有降温作用，气液两相喷头位于所述防爆泄压阀的正上方，由于大量气体集中在防爆泄压阀处，因此通过气液两相喷头集中对大量积聚的气体（尤其是可燃气体）进行喷洒，可使得灭火效果更好。

23、在电池箱内出现明火产生大量气体时，最开始经由电芯内部到端板的过孔以及消防支架的镂空处的气体流通通道最短，而且积聚的气体也最多，因此气液两相喷头正对过孔和消防支架的镂空处的设计，使得气液两相喷头可对大量气体直接喷洒，另外喷洒的雾状灭火剂可经由该最短的流通通道到达起火处，此两种结合使得综合灭火效果更好。

24、本发明优选的实施方式在于：还包括l型的连接支架，所述连接支架的水平支脚上开有第一螺纹孔，端板上端面开有第二螺纹孔，在第一螺纹孔和第二螺纹孔内螺纹连接螺栓，在所述连接支架的竖向支脚上设有水平的第一连接柱，所述消防支架的上部开有卡接在第一连接柱上的条形孔。

25、有益效果在于：通过条形孔与连接支架上设置的第一连接柱配合卡接的设计，组装时，直接将已经安装好烟雾传感器的消防支架卡入连接柱即可实现快装，并且条形孔的设计，在卡入连接柱之后，消防支架的位置可根据需要进行自适应调节。