一种高装机密度的储能集装箱的制作方法

本技术涉及储能系统，尤其是涉及一种高装机密度的储能集装箱。

背景技术：

1、集装箱式储能设备将储能单元以及配套的供配电、温控和消防设施集中设置于舱体内，便于整体运输、安装和使用。受运输条件及现场布置条件的限制，舱体的外形尺寸通常受到约束，因此，在满足各项运行和安全防护要求的前提下，提高内部空间的利用率，是增加单位体积储能容量的重要途径。

2、现有集装箱式储能设备通常采用分区布置和分层承载的方式，将储能单元有序排列，并为配套设施预留安装位置。然而，不同设备的外形尺寸和安装要求存在差异，按照储能单元的排列方式形成的内部空间，未必能够同时适合其他设备的布置。部分位置在完成设备安装后仍留有余量，但这些余量受到承载构件及相邻设备的分隔，难以直接用于增设储能单元；而供配电设备、灭火介质储存容器等又需要占用一定的安装空间，使舱内出现局部空间闲置与其他位置布置紧张并存的情况，影响整体结构的紧凑性。

3、此外，各配套设施还需要通过连接管道和导线与不同位置的储能单元连接，相应的敷设路径需要满足转向、固定、分支连接及维护操作的要求。在内部排列较为密集的情况下，扩大设备之间的间隔能够为连接和维护提供空间，但会压缩储能单元的可用安装范围；直接利用零散间隙敷设，又可能因承载构件或相邻设备的阻挡而产生绕行，并使部分连接部位难以接近。

技术实现思路

1、为了改善储能集装箱内部局部空间利用不足、辅助设备及管线占用电池布置空间的问题，提高整体结构的紧凑性，本技术提供一种高装机密度的储能集装箱。

2、本技术提供的一种高装机密度的储能集装箱采用如下的技术方案：

3、一种高装机密度的储能集装箱，包括箱体、电池安装架、消防瓶以及管线组件；

4、所述箱体内隔设有电池安装空间；

5、所述电池安装架设置于所述电池安装空间内，所述电池安装架包括两列边部立柱、若干列中间立柱和若干电池簇支撑板，若干列所述中间立柱沿所述电池安装空间的长度方向间隔设置，所述中间立柱的相对两侧均设置有沿高度方向间隔分布的若干所述电池簇支撑板；

6、两列所述边部立柱分别靠近所述电池安装空间的相对两内侧壁设置，所述边部立柱背离对应的所述内侧壁的一侧设置有沿高度方向间隔分布的若干所述电池簇支撑板；

7、相邻两个所述边部立柱与对应的电池安装空间内侧壁之间形成沿高度方向延伸的侧部安装通道；

8、所述边部立柱和所述中间立柱的底部设置有高压箱支撑板，所述高压箱支撑板的长度小于所述电池簇支撑板的长度，所述电池安装架的底部形成设备让位空间，所述消防瓶设置于靠近所述边部立柱的所述设备让位空间内；

9、所述管线组件包括消防气体管路和电气线路，所述消防气体管路和所述电气线路至少部分沿所述侧部安装通道延伸至所述电池簇支撑板的上方。

10、通过采用上述技术方案，中间立柱通过相对两侧的电池簇支撑板分别承担两侧的支撑需求，使相邻的电池安装部分能够共用中间立柱；边部立柱靠近内侧壁设置，并通过朝向电池安装空间内部的电池簇支撑板形成边部支撑，从而减少相邻安装部分分别设置完整支撑框架所需的重复结构。在此基础上，高压箱支撑板的长度小于电池簇支撑板的长度，使电池安装架在保留高压箱支撑位置的同时，于底部形成设备让位空间，消防瓶利用靠近边部立柱的设备让位空间进行安装，减少底部空间闲置以及消防瓶另行占用电池布置位置的情况。

11、消防气体管路和电气线路进一步利用边部立柱与内侧壁之间的侧部安装通道向上延伸，使底部辅助设备的安装与侧部管线的敷设相衔接。由此，电池安装架所形成的空间既用于分层支撑电池，又能够容纳消防瓶并为管线提供延伸路径，减少因辅助设备和管线布置而额外扩大设备间距的需求，提高底部及侧部空间的利用率，在满足配套设备安装和管线敷设要求的同时提高整体紧凑性，为增加同等箱体尺寸下的电池布置量提供空间条件。

12、可选的，所述箱体的一侧设置有与所述电池安装空间连通的安装开口；

13、所述消防气体管路包括供气主管、舱级分配管、簇级分配管以及多个簇级供气支管，所述供气主管的一端与所述消防瓶连通，所述供气主管沿所述侧部安装通道向上延伸至所述电池安装架的上方，所述供气主管的另一端分别与所述舱级分配管和所述簇级分配管连通；

14、所述舱级分配管和所述簇级分配管均沿所述电池安装空间的长度方向延伸，并依次穿过各列所述中间立柱中沿所述电池安装空间宽度方向相邻的其中两根中间立柱之间；

15、所述舱级分配管沿其延伸方向间隔设置有多个舱级喷头；

16、各列所述中间立柱中靠近所述安装开口的所述中间立柱朝向所述安装开口的一侧分别与一个所述簇级供气支管连接；两列所述边部立柱中，远离所述消防瓶的一列边部立柱中靠近所述安装开口的一根所述边部立柱朝向所述安装开口的一侧与一个所述簇级供气支管连接；

17、各所述簇级供气支管的一端均与所述簇级分配管连通，并沿所述箱体的高度方向延伸；

18、各所述簇级供气支管沿其延伸方向间隔设置有多个消防分流接头，相对应的两个电池簇支撑板之间形成电池簇安装位，每个所述消防分流接头与每个所述电池簇安装位一一对应。

19、通过采用上述技术方案，消防瓶输出的灭火介质经供气主管输送至电池安装架上方后，分别进入舱级分配管和簇级分配管。其中，舱级分配管通过沿途设置的舱级喷头向电池安装空间内喷放灭火介质，簇级分配管则经各簇级供气支管将灭火介质分配至不同高度的消防分流接头，为相应电池簇安装位提供供气接口。两类分配管穿过中间立柱之间的间隔，簇级供气支管沿靠近安装开口的立柱设置，使管路的横向输送和竖向分配均与电池安装架的排列相适应，减少管路绕过整列安装架所需的外围空间。消防分流接头位于朝向安装开口的一侧，便于在电池装入后进行接口连接、检查和拆卸，兼顾管路布置的紧凑性与操作可接近性。

20、可选的，所述电池安装空间沿长度方向的一端设置有风机，所述风机位于所述侧部安装通道内，所述消防瓶设置于所述电池安装空间靠近所述风机的一端；

21、所述电气线路包括线槽、多个簇级线管、风机支路线管以及电磁阀支路线管，所述线槽设置于所述电池安装架的上方，并沿所述电池安装空间的长度方向延伸，且依次穿过各列所述中间立柱中沿所述电池安装空间宽度方向相邻的其中两根中间立柱之间；

22、各列所述中间立柱中靠近所述安装开口的所述中间立柱朝向所述安装开口的一侧分别设置有一个所述簇级线管，两列所述边部立柱中，远离所述消防瓶的一列边部立柱中靠近所述安装开口的一根所述边部立柱朝向所述安装开口的一侧设置有一个所述簇级线管；

23、各所述簇级线管的一端分别与所述线槽连通，并沿所述箱体的高度方向延伸，各所述簇级线管沿其延伸方向间隔设置有多个电气连接接头，每个所述电气连接接头与每个所述电池簇安装位一一对应；

24、所述风机支路线管和所述电磁阀支路线管均由所述线槽向靠近所述风机的一端延伸，并沿着所述箱体的顶部延伸至所述侧部安装通道。

25、通过采用上述技术方案，线槽在电池安装架上方集中容纳线路，并利用中间立柱之间的间隔贯穿各列支撑结构，各簇级线管再由线槽向不同高度的电气连接接头分配线路，使主干线路与分支线路具有明确的敷设路径，减少线路在电池安装架内部交叉绕行。电气连接接头与消防分流接头均朝向安装开口布置，使电气连接和消防连接能够从同一操作侧接近，减少深入电池排列间隙进行接线和检查的需要。风机利用侧部安装通道设置，风机支路线管和电磁阀支路线管则从顶部引向风机及消防瓶所在的一端，为相应设备的线路接入提供路径，使辅助设备与其配套线路共同利用侧部空间，提高整体紧凑性。

26、可选的，所述箱体内设置有隔板，所述隔板将所述箱体内部分隔为所述电池安装空间和设备安装空间；

27、所述设备安装空间内还设置有液体消防管路，所述液体消防管路固定在所述隔板上，并且所述液体消防管路穿过所述隔板伸入所述电池安装空间，并沿着所述箱体顶部延伸；

28、所述液体消防管路沿所述电池安装空间的长度方向延伸，并依次穿过各列所述中间立柱中沿所述电池安装空间宽度方向相邻的其中两根中间立柱之间；

29、所述液体消防管路沿其延伸方向间隔设置有多个液体消防喷头。

30、通过采用上述技术方案，隔板在划分电池安装空间和设备安装空间的同时，为液体消防管路提供固定基础，使液体消防管路能够由设备安装空间穿入电池安装空间，并沿顶部向各列电池安装部分延伸。液体消防管路利用中间立柱之间的间隔穿行，减少为其单独预留横向敷设位置的需求；沿途设置的液体消防喷头将输送的消防液体向电池安装空间内喷出，为舱内喷淋和灭火提供条件。

31、可选的，所述箱体的顶部设置有泄爆板，所述液体消防管路、所述舱级分配管和所述簇级分配管均设置于所述泄爆板的旁侧，且所述液体消防管路、所述舱级分配管和所述簇级分配管在所述箱体顶部所在平面上的正投影均与所述泄爆板的正投影相互错开。

32、通过采用上述技术方案，各消防管路利用泄爆板旁侧的顶部空间进行布置，避免管路横跨泄爆板对应的投影范围。当泄爆板开启时，能够减少上述管路对其对应排放路径的遮挡，也减少管路处于该直接排放路径中而受到气流冲击的情况，使顶部消防管路的敷设与泄爆结构的布置相互避让。

33、可选的，所述箱体设置有消防瓶更换口，所述消防瓶更换口与所述设备让位空间相对设置，所述消防瓶更换口处设置有更换门；

34、所述箱体上设置有通风百叶，所述通风百叶设置在所述电池安装空间远离所述风机的一端；

35、所述箱体上还设置有泄压窗，所述箱体的外侧设置有防护罩，所述防护罩罩设于所述泄压窗的外侧，且所述防护罩的下部设置有与外界连通的排放开口。

36、通过采用上述技术方案，消防瓶更换口直接面向容纳消防瓶的设备让位空间，打开更换门并解除消防瓶的相应连接后，可从对应位置进行取放，减少消防瓶因布置于电池安装架底部而需要从舱内绕行搬出的操作。通风百叶与风机位于电池安装空间的不同端部，在风机运行时为舱内空气的进入和排出提供相互分开的端部位置。泄压窗提供压力释放路径，外侧防护罩对雨水和杂质形成遮挡，并通过下部排放开口保持向外排放的通路，兼顾泄压与外部防护。

37、可选的，还包括电池簇，所述电池簇包括电池簇壳体以及设置于所述电池簇壳体内的多个电池pack；

38、每个所述电池pack均设置有用于排出热失控气体的排气口，每个所述排气口均通过单向阀共同连接有集气主管；

39、所述电池簇壳体上设置有热失控气体抑爆装置，所述集气主管与所述热失控气体抑爆装置的进气口密封连接。

40、通过采用上述技术方案，电池pack发生热失控并排出气体时，气体经相应单向阀进入集气主管，再由集气主管输送至热失控气体抑爆装置，使多个电池pack共用一套气体处理装置，减少逐个配置处理装置所需的安装位置和重复部件。各单向阀限制集气主管内的气体向相应电池pack反向流动，从而在共用集气路径的同时，减少异常电池pack排出的气体经集气主管倒灌至其他电池pack的情况。集气主管与抑爆装置进气口的密封连接有助于将气体导向预定处理路径，减少气体从该连接处直接泄入电池安装空间。

41、可选的，所述热失控气体抑爆装置包括基座、爆破片、第一阻火网罩、密封组件、脉冲点火器以及点火头，所述基座内开设有排气通道；

42、所述基座在其进气侧设置有环绕所述排气通道的环形阶梯槽，所述第一阻火网罩的周缘设置有与所述环形阶梯槽配合的安装边；

43、所述爆破片设置于所述基座的进气侧，所述爆破片连接有检测线路，所述爆破片受压破裂时能够使所述检测线路的电阻状态发生变化；

44、所述密封组件设置于所述基座的进气侧，并能够与所述第一阻火网罩的安装边以及所述爆破片的周缘抵接，以将所述第一阻火网罩和所述爆破片密封安装于所述基座上；

45、所述基座设置有电气安装腔以及与所述电气安装腔连通的线路通道，所述线路通道与所述排气通道间隔设置，所述脉冲点火器设置于所述电气安装腔内，所述检测线路穿过所述线路通道与所述脉冲点火器连接；

46、所述基座上安装有封盖，所述封盖配合所述基座和密封组件将所述电气安装腔和所述线路通道密封；

47、所述基座上设置线路接头，所述线路接头与所述电气安装腔连接，所述点火头通过所述线路接头所述脉冲点火器连接，所述点火头的点火端伸入所述第一阻火网罩内；

48、所述基座的进气侧还设置有环绕所述排气通道的密封圈。

49、通过采用上述技术方案，热失控气体的压力作用于爆破片，爆破片受压破裂后开放排放路径，并使检测线路的电阻状态发生变化，以此触发脉冲点火器通过点火头点火。在排出气体具备可燃条件时，点火头在第一阻火网罩内点燃气体，使部分可燃组分在排放过程中被消耗，减少其以未燃状态继续逸散和积聚。

50、第一阻火网罩从基座的进气侧装入，其周缘安装边抵靠环形阶梯槽。当气体由进气侧向排气侧流动并冲击第一阻火网罩时，网罩所受载荷能够经周缘安装边传递至环形阶梯槽的承接部位及基座，使基座通过周缘抵接参与承受冲击，降低仅依靠离散紧固点承受网罩脱离载荷的程度。

51、检测线路由基座内部的线路通道引向电气安装腔，脉冲点火器容纳于电气安装腔内，线路通道与排气通道间隔设置，并由封盖及密封组件封闭。由此，检测线路不必沿基座外部裸露延伸，减少其在密集设备环境中受到碰撞、勾挂及维修操作牵拉的机会；电气安装腔与线路通道的封闭又使检测线路和脉冲点火器与直接排气路径分隔，减少排放气体对相应电气部位的直接冲刷，并将点火高温区域与脉冲点火器隔离开。基座上的密封圈压紧于基座与电池簇壳体之间，封闭二者之间的安装间隙，使气体按排气通道所限定的路径进入装置。

52、可选的，所述密封组件包括第一密封垫圈、第二密封垫圈以及密封压片；

53、所述第一密封垫圈设置于所述第一阻火网罩的安装边与所述爆破片之间，所述第二密封垫圈设置于所述爆破片背离所述第一密封垫圈的一侧，所述密封压片设置于所述第二密封垫圈背离所述爆破片的一侧；

54、所述第一阻火网罩、所述第一密封垫圈、所述爆破片、所述第二密封垫圈以及所述密封压片依次层叠设置，并通过紧固件依次穿过所述密封压片、所述第二密封垫圈、所述爆破片、所述第一密封垫圈以及所述第一阻火网罩后与所述基座连接，以将所述第一阻火网罩和所述爆破片压紧安装于所述基座上；

55、所述第一密封垫圈、所述爆破片以及所述第二密封垫圈均设置有相互对应的避让缺口，所述检测线路穿过所述避让缺口伸入所述爆破片内；

56、所述基座背离所述进气侧的一侧还设置有第二阻火罩，所述第二阻火罩罩设于所述第一阻火网罩外侧。

57、通过采用上述技术方案，密封压片在紧固件作用下对层叠构件施加压紧作用，第一密封垫圈和第二密封垫圈分别在爆破片两侧形成密封接触，使第一阻火网罩的安装固定与爆破片周缘的密封相结合，减少气体绕过爆破片周缘从装配间隙泄出的情况。相互对应的避让缺口为检测线路预留穿行位置，使检测线路能够在层叠安装结构内转入线路通道，减少其被直接夹压于压紧面之间或绕行至基座外部的情况。该层叠结构与基座及封盖配合，在完成气路密封的同时对检测线路的引出部分形成遮蔽保护。第二阻火罩罩设于第一阻火网罩外侧，为内层网罩增加外部遮护，减少外物直接接触内层网罩。

58、可选的，所述液体消防管路还包括多个高度分配支管，多个所述高度分配支管分别与所述液体消防管路连通；

59、各所述高度分配支管分别设置于相邻两根所述中间立柱之间，并沿所述箱体的高度方向延伸；

60、各所述高度分配支管沿其延伸方向间隔设置有多个液体消防喷头，多个所述液体消防喷头分别朝向对应高度位置的所述电池簇安装位设置。

61、通过采用上述技术方案，高度分配支管将顶部输送的消防液体引向不同高度，并由朝向相应电池簇安装位的液体消防喷头进行喷射，使中、下层电池能够从相应高度获得喷淋，减少消防液体仅从顶部向下喷洒时受到上层电池及支撑结构遮挡的情况。高度分配支管设置于中间立柱之间，利用支撑结构内部的间隔完成竖向布置，在改善不同高度喷淋可达性的同时，减少增设分层喷淋管路所需的外围安装空间。

62、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

63、1.通过中间立柱的双侧支撑、边部立柱的内向支撑，以及设备让位空间和侧部安装通道的配合，使电池支撑、消防瓶安装及管线敷设利用相互衔接的内部空间，减少局部空间闲置和辅助设施的额外空间占用，提高整体紧凑性，为提高装机密度提供空间条件；

64、2.通过在电池安装架上方集中布置输送管路及线槽，并沿朝向安装开口的立柱分配管线，使消防接口和电气接口与电池安装位置对应，在减少管线绕行的同时，使连接及检查操作能够从安装开口一侧进行；配合与设备让位空间相对的消防瓶更换口，兼顾紧凑布置与维护便利；

65、3、通过集气主管和各单向阀，使多个电池pack共用热失控气体抑爆装置并限制气体倒灌；在采用环形阶梯槽、内部线路通道和密封安装结构时，进一步使网罩冲击载荷经周缘安装边传递至基座，并对检测线路及点火电气部件形成遮蔽保护，减少集中布置条件下重复配置装置所占的空间及外露电气部位受到干扰的机会；

66、4、通过在中间立柱之间设置高度分配支管，并沿高度方向设置朝向相应电池簇安装位的液体消防喷头，将消防液体直接引向不同高度，减少上层构件对中、下层喷淋的遮挡，使分层消防布置与电池安装架的内部空间相适应。