一种大容量电池储能系统的制作方法

1.本技术涉及锂电池储能领域，尤其涉及一种大容量电池储能系统。


背景技术：

2.清洁能源包括风能，光能，水能，生物质能，地热能等非化石能源。但目前看该类能源的稳定性不够，在当前电力系统灵活性不足，调节能力不够的情况下，储能技术的发展成为可再生清洁能源未来能否爆发的关键因素。
3.我国现已正式进入储能应用的规模化发展阶段，未来几十年储能应用都将作为重点工作领域。目前的储能系统领域都是采用磷酸铁锂电池作为储能元件，虽然磷酸铁锂电池单体容量大，但磷酸铁锂电池单体电压较低，为满足变流器需求，需要将电池进行串联以提升输入电压，一般做法是直接将电池单体进行串联到需要提升的电压。但由于连线繁多，系统复杂、消防安全、温控管理等技术难题，安全事故也频频发生。随着我国储能系统的大力推进应用，对于储能系统的电池箱的能量密度和功率密度的要求也在不断提升，电池箱的使用数量也越来越多。储能系统一般是将一定数量的电芯组成电池模组、一定数量的电池模组组成电池箱、再由一定数量的电池箱堆叠连接成一个储能系统。
4.现有的储能系统多为集装箱式，在集装箱内设置多个单元，包括多个电池柜，电池柜内设置以阵列形式的电池箱容纳空间，电池箱容纳空间内用于装入电池箱，现有的集装箱储能系统存在电池密度小，使用寿命短，空间紧张，拆装维护不便等系列问题。
5.cn112768820a公开了一种集装箱储能系统，包括集装箱和电池插箱；电池插箱包括：电池架，电池架在上下方向上分多层布置，形成上下层叠的模组安装层，供电池模组分层装入；行走轮设置在电池架的底部，供电池插箱移动。但是与本专利电池推插架结构不同，且本专利大容量电池自带散热，消防导热装置，在安全可靠，电池寿命方面具有明显优势。
6.cn105129269a公开了一种储能电池柜。但是，现有的这种储能系统中电池箱为上下堆叠布置，无消防安全系统，柜体无移动轮，电池柜需要利用移动车辆移动位置，实际应用中还需要较大的空间进行电池箱插入操作，空间利用效率低，不但影响储能系统的能量密度，并且电池模组的装卸需要较多的操作人员，拆装维护不便。
7.cn211530802u、cn110797489a和cn212751901u提到了集装箱储能系统结构，但与本专利的布置结构不同。本专利的大容量独特的嵌入方式，正负极连接器与电池旁路接触器设计，电池的泄压口并联管道接入冷却吸附反应报警收集器，对电池热失控泄压的气体进行处理，同时独立的大电池本身具有消防散热功能，极端情况之下不影响其它大电池，整体提高了集装箱储能系统的安全性。


技术实现要素：

8.为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
9.本技术提供一种大容量电池储能系统，包括电池架，所述电池架包括两个推插架，
推插架内设有多个倾斜设置的架板，所述架板在推插架内沿高度方向多层布置，形成供多个电池装入的安装层；两个所述推插架内的电池成镜像设置，通过正/负连接器将多个电池的正/负极串联；所述连接器与储能系统的适配连接器连接；所述推插架内的电池嵌入方向一致。所述架板的倾斜角度为20度。
10.进一步地，所述电池包括壳体、设置在所述壳体内的电池组、以及换热装置；所述换热装置包括设置在所述壳体上盖板外侧的半导体模块、设置在所述壳体内的两个相同的散热组件，所述散热组件的冷凝端伸出所述壳体上盖板与所述半导体模块连接。所述散热组件包括与所述电池壳体内电池组正/负极连接的导电排、与所述导电排连接且具有外壁凹槽的中空极柱、设置在所述外壁凹槽内的导热灭火管。所述导热灭火管内填充有导热灭火材料，当电池的温度升高时，导热灭火管内部的导热灭火材料从封闭端流出，抑制电池爆炸。
11.进一步地，所述架板和电池之间设有用于固定电池的防滑绝缘垫。
12.进一步地，包括设置在所述电池架底层的冷却吸附腔；所述电池上盖板的泄爆口通过汇集管与冷却吸附腔连接。，所述冷却吸附腔内部填充有冷却吸附材料和反应材料；
13.所述吸附反应腔中的吸附材料与反应材料可以混合填充，或，分层填充。所述冷却吸附材料为陶瓷、活性炭、分子筛、活性氧化铝、硅胶、白炭黑中的一种或多种。所述反应材料为酸、碱、强碱弱酸盐中的一种或多种。所述冷却吸附腔包括用于收集电池多余的易燃易爆有害气体的收集袋。所述收集袋的材质为铝塑或pvc或tpu。所述冷却吸附腔内设有灭火装置。所述灭火装置为小型自感温热气溶胶灭火装置；当温度达到预设值时自动启动灭火装置，释放纳米灭火微粒子稀释抑制可燃气体燃烧，避免因热失控产生的高温可燃气体从收集袋中溢出接触到空气，进一步危害到整个储能系统。所述冷却吸附腔入口处设有用于检测流入电解液和气体的传感报警器；所述传感报警器与储能系统bms连接，bms控制供电系统电路的跳路或者切断。
14.进一步地，所述连接器为挤压成型的铝锭、铝材极柱延长件、铝垫排、铜软排和铜线缆中的一种或多种组合。
15.进一步地，包括用于罩住储能系统的绝缘罩。所述绝缘罩的材质为pvc、pp、ps、pom、pmma、pbt、pc、abs中的一种或多种组合。
16.进一步地，所述电池架底部设有至少四个带有锁止功能的万向轮。
17.进一步地，每5个电池架为一个储能单元，所述储能单元的线路的接入端和接出端分别设有旁路接触器，两个旁路接触器并联；当电池的bms收到传感报警器的信号后判断出现问题的储能单元，通过旁路接触器将该储能单元屏蔽。
18.本技术的大容量电池系统连接设计巧妙，布置合理，节省集装箱空间，方便检修。从电池内部解决热均衡管理，内部与外部同时控制消防安全隐患，设有极端情况下安全冷却吸附反应，收集装置，结合探测断电系统大大提高了箱式储能系统的安全性，杜绝了可燃气体排入空气和空气混合造成的爆炸隐患。
19.本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例带有电池的推插架图。
22.图2为本技术实施例冷却吸附反应收集器图。
23.图3为本技术实施例大容量电池图。
24.图4为本技术实施例大容量电池内部结构。
25.图5为本技术实施例第一连接器结构。
26.图6为本技术实施例第二连接器结构。
具体实施方式
27.下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
28.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
29.下面通过附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
30.本技术提供一种大容量电池储能系统，包括电池架，所述电池架包括两个推插架2，推插架2内设有多个倾斜设置的架板21，所述架板21在推插架2内沿高度方向多层布置，形成供多个电池1装入的安装层；两个所述推插架2内的电池成镜像设置，通过正/负连接器24将多个电池的正/负极串联；所述连接器24与储能系统的适配连接器连接；所述推插架2内的电池1嵌入方向一致。
31.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述架板21的倾斜角度为20度。
32.如，所述大容量电池为3.2v，3000ah，串联224个大容量电池，组成700v储能系统，相邻两个推插架为1组，电池推插架每一竖列内布置8层隔板，共嵌入16个大容量电池，该系统共需要14个大容量电池推插架。
33.所述推插架内设有20度倾斜角度架板21，电池架板21在推插架2以上下方向上分多层布置，形成上下层叠的安装层，与电池框架形成带有20度倾斜角大容量电池1插入空穴，供多个大容量电池分层装入。本实施例中相邻两个推插架为1组，电池推插架内布置8层隔板，共嵌入16个大容量电池。
34.所述连接器24包括第一连接器241和第二连接器242。
35.通过正/负极连接器241把系统多个大容量电池串联起来，连接器242设置在电池推插架底部，最终与储能系统适配连接器连接以实现充放电。
36.在本技术申请提供的实施例中，所述大容量电池的插入方式，底部朝向倾斜角下方，换热装置15与极柱142一边朝向倾斜角上方，且每一列电池推插架内大容量电池嵌入方向一致，即保证每层大容量电池换热装置15在同一竖直方向或极柱142一边在同一竖直方向。
37.进一步地，所述相邻两列大容量电池推插架2内大容量电池1为镜像排列，即相邻
两列大容量电池推插架2为一组，其内大容量电池换热装置15靠两边，极柱142靠中间或者反向，该布置目的是为了方便大容量电池之间蛇形排列串联，节省空间，节省连接耗材。
38.倾斜设置能够最大限度发挥大容量电池tec换热装置与散热组件的工作效率需将大容量电池竖直放置，但由于大容量电池高度限制，不能将其按竖直方向多层叠加，所以设计倾斜20度角向上横向叠加布置大容量电池。
39.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述电池1包括壳体11、设置在所述壳体11内的电池组14、以及换热装置15；所述换热装置15包括设置在所述壳体1上盖板13外侧的半导体模块、设置在所述壳体11内的两个相同的散热组件151，所述散热组件151的冷凝端伸出所述壳体11上盖板13与所述半导体模块连接。
40.所述壳体1内的电池组14共用电解液。
41.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述散热组件14包括与所述电池壳体内电池组正/负极连接的导电排141、与所述导电排连接且具有外壁凹槽的中空极柱142、设置在所述外壁凹槽内的导热灭火管145。所述导热灭火管内填充有导热灭火材料，当电池的温度升高时，导热灭火管内部的导热灭火材料从封闭端流出，抑制电池爆炸。使该大容量电池从根本上解决电池容量密度，散热均匀，连接线繁琐，消防安全等系列问题。
42.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述架板21和电池1之间设有用于固定电池的防滑绝缘垫。
43.进一步地，在本技术提供的实施例中，包括设置在所述电池架底层的冷却吸附腔25；所述电池上盖板的泄爆口12通过汇集管与冷却吸附腔25连接。所述冷却吸附腔内部填充有冷却吸附材料和反应材料；所述吸附反应腔中的吸附材料与反应材料可以混合填充，或，分层填充。所述冷却吸附材料为陶瓷、活性炭、分子筛、活性氧化铝、硅胶、白炭黑中的一种或多种。所述反应材料为酸、碱、强碱弱酸盐中的一种或多种。
44.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述冷却吸附腔25包括用于收集电池多余的易燃易爆有害气体的收集袋。所述收集袋的材质为铝塑或pvc或tpu。
45.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述冷却吸附腔25内设有灭火装置。
46.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述灭火装置为小型自感温热气溶胶灭火装置；当温度达到预设值(180℃)时自动启动灭火装置，释放纳米灭火微粒子稀释抑制可燃气体燃烧，避免因热失控产生的高温可燃气体从收集袋中溢出接触到空气，进一步危害到整个储能系统，也可避免推插架外部因特殊情况引发的火灾燃烧至推插架2内部，造成不可控的损失。
47.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述冷却吸附腔25入口处设有用于检测流入电解液和气体的传感报警器；
48.所述传感报警器与储能系统bms连接，bms控制供电系统电路的跳路或者切断。
49.即所述的吸附反应仓内进气口处设有报警器，其为多功能探测感应器，集合电解液气体，燃烧特征气体，温度，烟雾，火焰等传感器，极端情况下报警器将信号传递到bms，经过bms处理后跳路或者切断供电系统电路。
50.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述连接器24为挤压成型的铝锭、铝材极柱延长件、铝垫排、铜软排和铜线缆中的一种或多种组合。
51.进一步地，在本技术提供的实施例中，包括用于罩住储能系统的绝缘罩。所述绝缘
罩的材质耐高温130℃以上，为pvc、pp、ps、pom、pmma、pbt、pc、abs中的一种或多种组合，有效防止漏电或者淋湿短路。
52.进一步地，在本技术提供的实施例中，所述电池架底部设有至少四个带有锁止功能的万向轮23，有利于电池组的移动、安装与维修。
53.本技术还提供一种大容量电池储能系统，包括至少两个上述的电池架。
54.进一步地，在本技术提供的实施例中，每5个电池架为一个储能单元，所述储能单元的线路的接入端和接出端分别设有旁路接触器，两个旁路接触器并联；当电池的bms收到传感报警器的信号后判断出现问题的储能单元，通过旁路接触器将该储能单元屏蔽。
55.尽管本技术的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本技术的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。