[發明專利]一種用于電化學儲能方艙熱管理和消防的系統裝備

在審

• 申請號: 201910191796.6
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109893802A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 姚冰;陳滿;王青松;方敏;李勇琦;姜可尚;彭鵬;胡振愷
• 申請（專利權）人: 南方電網調峰調頻發電有限公司;安徽中科中渙防務裝備技術有限公司;中國科學技術大學
• 主分類號: A62C3/16
• 分類號: A62C3/16;A62C31/00;A62C33/06;A62C37/00;H01M2/10;H01M10/42;H01M10/48;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/635;H01M10/6562;H01M10/6563;H01M10/657
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 陳思聰

本發明公開了一種用于電化學儲能方艙熱管理和消防的系統裝備，解決現有儲能方艙的熱管理系統或者消防系統中存在的缺陷。本產品包括熱管理系統、電池模塊和消防系統，所述熱管理系統包括風冷管道、制冷機、全熱熱交換機組、氣體監測模塊和換氣電磁閥，所述消防系統包括滅火劑噴霧釋放管道、滅火劑噴淋釋放管道、滅火劑輸送管道、消防主機、火焰探測器、溫度監測模塊和二次水消防連接管道。本產品通過采用風冷管道、制冷機、溫度監測模塊、火焰探測器、消防主機等部件的配合，其有效解決了現有儲能方艙的熱管理系統或者消防系統中存在的缺陷與不足，通過整體化的頂層設計，保證了儲能方艙的安全性與可靠性，降低儲能方艙的運行風險與維護成本。

技術領域

本發明涉及儲能方艙領域，具體是一種用于電化學儲能方艙熱管理和消防的系統裝備。

背景技術

目前儲能方式主要分為三類:機械儲能、電磁儲能、電化學儲能，在各類儲能類型中，電化學儲能項目占比最大，為重點攻關方向；在電化學儲能中，鋰離子電池的項目數占比、裝機容量占比最大，其增長幅度也最快，已成為發展最快的電化學儲能技術。儲能方艙是使用鋰離子電池作為儲能介質的一種儲電方式，為化學儲能的一種。

儲能方艙現有的熱管理系統，存在著溫度場分布不均勻，制冷效率低等不足；現有的消防管理系統與熱管理系統之間沒有有效的信息交互，不能在鋰離子電池熱失控的早期提供預警信號，在鋰離子電池發生熱失控后，也不能進行可靠的持續性的滅火和降溫，易造成設備或人身的重大災害。此外，現有的熱管理系統和消防系統存在著維護復雜，運維成本高等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于電化學儲能方艙熱管理和消防的系統裝備，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于電化學儲能方艙熱管理和消防的系統裝備，包括熱管理系統、電池模塊和消防系統。所述熱管理系統包括風冷管道、制冷機、全熱熱交換機組、氣體監測模塊和換氣電磁閥，所述消防系統包括滅火劑噴霧釋放管道、滅火劑噴淋釋放管道、滅火劑輸送管道、消防主機、火焰探測器、溫度監測模塊和二次水消防連接管道。滅火劑噴霧釋放管道一端通過管道電磁閥與滅火劑輸送管道相連，滅火劑噴霧釋放管道的另一端與電池模塊相連，打開水泵，開啟管道電磁閥，即可將滅火介質釋放至單個電池簇內每個電池模塊內部；關閉管道電磁閥，即可停止滅火介質的釋放，電池模塊靠近儲能方艙的一側設置有百葉窗，電池模塊靠近儲能方艙壁管道的一側設置有風管快捷接口和噴淋快捷接口。

作為本發明進一步的方案：風冷管道包括一級風管、二級風管和三級風管，一級風管與制冷機的入風口相連，用于匯集儲能方艙內的熱空氣；二級風管與一級風管相連并且延伸至每層電池模塊末端，用于傳遞每層電池模塊內的熱空氣；三級風管與二級風管相連并且連接至電池模塊末端，用于吸收電池模塊內的熱空氣。

作為本發明進一步的方案：一級風管內安裝有氣體監測模塊，可以監測儲能方艙內電池模塊的VOC、CO、H₂等氣體濃度；而且安裝了有毒有害氣體的過濾模塊和灰塵過濾模塊，用于降低甚至消除有毒有害氣體對巡查人員以及設備的損害，維護儲能方艙的內外空氣環境；三級風管內安裝有阻尼板，根據電池模塊與制冷機之間的距離，調整每個阻尼板的開合程度，從而有助于實現風冷管道內的風壓平衡。

作為本發明進一步的方案：制冷機包括多臺定頻壓縮機和1臺高靜壓風機，根據儲能方艙內部不同的制冷量需求，分別開啟其中若干臺壓縮機，達到擬變頻節能的效果；該高靜壓風機在風冷管道側提供負壓，作為風冷管道內的空氣循環的主要動力，該制冷機具備電輔助加熱功能，當儲能方艙處于高緯度/高寒地帶時，將開啟電輔助加熱功能，利于儲能方艙在上述環境中的啟動。

所述的用于電化學儲能方艙熱管理和消防的系統裝備的工作流程，具體步驟如下：全熱熱交換機組包含2臺全熱熱交換機，分別連接至儲能方艙兩側距離制冷空調機組高靜壓風機遠端的一級風管處，通過切換換氣用電磁閥，可以使得全熱熱交換機組分別工作在內循環模式和外循環模式；