一种储能电池集装箱的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池储能技术领域，具体涉及一种储能电池集装箱。


背景技术：

2.锂离子电池储能技术由于能量密度高、放电平稳、循环性能好等优点，已成为目前电力储能领域装机容量增长最快的储能技术。储能电池集装箱由于有着集成度高、运输便捷、安装方便、功能齐全等优点被广泛应用。但锂离子电池热失控问题长期难以得到彻底的解决，导致国内外已经发生多起锂离子储能电站火灾事故，如何防止火灾发生，降低火灾导致的损失已是行业内重点研究的对象。
3.现有储能电池集装箱的消防方式主要有两种，一种是管网式气体灭火，即在集装箱内集成消防气体瓶、消防管道、消防控制器等设备；另一种是水消防灭火，包括细水雾和浸没式水消防，即使用水作为灭火剂，由单独的储水罐(或池)、消防泵、输水管道等组成。现有管网式气体灭火将整个储能电池集装箱作为一个单元看待，消防系统一般安装在集装箱顶部中间位置，电池集装箱内部的电池簇之间没有进行隔离，当一个电池发生火灾事故时会快速蔓延到其他设备；由于现有电池集装箱内部的电池簇及其配套设备都共用一个消防环境，消防体积大，消防气体喷出后平均浓度低，且消防气体难以快速有效地进入火灾区域；此外，由于锂离子电池的热失控存在高复燃性，气体灭火难以阻止复燃发生。现有浸没式水消防采用的方案是当火灾发生时，向集装箱内部灌入大量水，使整个储能电池集装箱内部设备浸没在水中，一方面起到消防的作用，另一方面给锂离子电池降温，阻止复燃，但是这种方案意味着一旦触发消防灌水，整个电池集装箱将被报废，带来的经济损失较大，且需要额外的配备储水罐(或池)。细水雾消防由于技术原因，现难以应用到锂离子电池储能中。
4.此外，现有储能电池集装箱由于采用密封结构的箱体，大量安装工作需在集装箱内部进行，由于内部空间狭窄，安装不够方便，效率低下，而且后期维护难度也较大，如果发生火灾等事故，人员进入内部维修风险较大。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种储能电池集装箱，能够完全阻止火灾蔓延，将火灾的损失降低到最小；本实用新型设计的储能电池集装箱采用模块化结构的电池簇，并使用了防火帘技术；具备更高的安全性、装配便捷性、维护安全方便性等优点。
6.本实用新型采用以下技术方案：
7.一种储能电池集装箱，包括集装箱箱体，集装箱箱体内间隔设置有多个电池簇，集装箱箱体的外侧对应每个电池簇均设置有电池簇轨道传动系统，电池簇轨道传动系统分别与每个电池簇连接，用于控制电池簇移动至集装箱箱体的外侧，电池簇轨道传动系统的上方设置有防护罩，集装箱箱体上对应每个电池簇均设置有防火帘，集装箱箱体的一端设置
有汇流柜和配电柜，集装箱箱体内依次间隔设置有多个防火墙，汇流柜用于将电池簇的输出电缆汇集后输出，配电柜用于为集装箱箱体内的设备供电。
8.具体的，电池簇轨道传动系统包括轨道，轨道的一端与集装箱箱体内的电池簇连接，另一端伸出至集装箱箱体的外侧，轨道的两侧设置有驱动链条传动系统，驱动链条传动系统的一端经轨道传动轴与轨道驱动电机连接，轨道驱动电机连接第二电磁阀。
9.进一步的，轨道上设置有传动托盘，电池簇设置在传动托盘上。
10.更进一步的，传动托盘包括托盘底座，托盘底座上开有与链条传动系统的链条连接的螺丝孔；托盘底座上设置有用于固定电池簇的弹簧限位块。
11.进一步的，轨道传动轴上设置有轨道传动轴齿轮，驱动电机的输出轴依次经轨道传动轴齿轮和链条离合齿轮与驱动链条传动系统连接。
12.具体的，防火帘包括机壳，机壳的顶部设置有防火帘传动轴，防火帘传动轴上设置有防火帘离合齿轮，机壳上设置有第一电磁阀，第一电磁阀与防火帘离合齿轮连接，防火帘传动轴的下方设置有防火布，防火布通过第一防火帘传动链条与防火帘传动轴连接，机壳的两侧设置有防火布传动轨道。
13.进一步的，防火布的一侧设置有防火帘传动齿轮，防火帘传动齿轮通过第一防火帘传动链条与防火帘传动轴连接，防火帘传动轴通过第二防火布传动链条带动防火布沿防火布传动轨道展开。
14.具体的，防火帘通过齿轮与集装箱箱体一端设置的防火帘传动系统的第二传动轴连接，防火帘传动系统包括驱动电机，驱动电机的输出端经第二传动齿轮与第二传动轴的一端连接，第二传动齿轮与第二传动轴之间通过传动链条连接。
15.进一步的，集装箱箱体上设置有平台，驱动电机设置在平台上，集装箱箱体上对应平台设置有百叶窗。
16.具体的，集装箱箱体的顶部与电池簇之间设置有冷风通道，冷风通道分别与空调连接，空调间隔设置在若干电池簇之间；集装箱箱体在底部中心处沿集装箱箱体设置有电缆布线通道，电缆布线通道上设置有接线板和导线槽，接线板上设置有槽孔，电缆布线通道上开有电缆进出线口，电缆布线通道靠近汇流柜和配电柜位置处设置有可拆卸盖板，可拆卸盖板上开有电缆口。
17.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
18.本实用新型一种储能电池集装箱，具有以下优点：
19.1、将电池簇设计为可拉出的模块，当火灾发生时电池簇被拉出，与储能电池集装箱分离，起到彻底隔离火灾区域的作用，提高整个储能电池集装箱的安全性，降低经济损失；
20.2、电池轨道启动系统只使用2台驱动电机，降低了建设成本，此外每个轨道传动系统均可单独控制，实现拉出特定电池簇的功能；
21.3、在每个电池簇位置均安装了防火帘，当锂离子电池发生热失控时，防火帘将启动，将该位置的电池簇隔离为一个独立的空间，阻止火灾蔓延；
22.4、防火帘设计成独立控制，可以根据软件设定，启动其中一个防火帘或所有防火帘；
23.5、防火帘传动系统只使用2个驱动电机，而且驱动电机与电池集装箱内部完全隔
离，保证在电机启动时不会因为电火花导致集装箱内部因为热失控释放的可燃气体爆炸；
24.6、储能电池集装箱在每个设备之间都设计了防火隔板，与防火帘一起，将各个电池簇或其他设备隔离成独立单元的作用，在发生火灾时起到减缓甚至阻止火势蔓延的作用；
25.7、空调冷却通道与电池簇等设备配合，形成一个密闭的通道，冷气可直接进入电池簇和其他电器设备内部，有着冷却效率高的优点；
26.8、消防管道直接安装在冷气管道顶部，在每个电池簇上方都安装了喷口，当火灾发生时可使灭火气体快速、高浓度的进入到电池簇内部，有着灭火气体利用率高、灭火速度快等优点；
27.9、储能电池集装箱采用模块化设计的电池簇，电池簇的安装和维护更为高效、安全。
28.综上所述，本实用新型具备自动抽出热失控电池簇、自动隔离热失控区域、采用模块化电池簇、可有效阻止火灾蔓延，提高灭火气体利用率，安装维护更为方便，且更加安全。
29.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
30.图1为本实用新型系统图；
31.图2为储能电池集装箱组成示意图；
32.图3为储能电池集装箱箱体示意图；
33.图4为储能电池集装箱侧面剖视图-空调管道及消防管道示意图；
34.图5为集装箱箱体顶部剖视局部放大图；
35.图6为电缆插头的接线板示意图；
36.图7为储能电池集装箱箱体汇流柜安装位置局部放大图；
37.图8为电池簇前视图示意图；
38.图9为电池簇侧视图示意图；
39.图10为电池簇后视图示意图；
40.图11为电池簇上视图示意图；
41.图12为电池侧视图局部放大图示意图；
42.图13为防火帘示意图；
43.图14为防火帘传动结构示意图；
44.图15为防火帘传动轴示意图；
45.图16为防火帘电磁阀示意图；
46.图17为防火帘剖视图；
47.图18为防火帘下视图；
48.图19为防火帘传动系统架结构图；
49.图20为储能电池集装箱正面剖视图；
50.图21为防火帘传动系统侧视图示意图；
51.图22为防火帘传动结构图示意图；
52.图23为电池传动系统示意图；
53.图24为电池传动系统局部放大图；
54.图25为电池簇传动系统正视图局部图；
55.图26为链条传动系统示意图；
56.图27为链条传动系统局部放大图；
57.图28为传动托盘侧视图；
58.图29为传动托盘上视图；
59.图30为快速插拔电池簇插头示意图；
60.图31为插头和弹簧片示意图；
61.图32为储能电池集装箱前视图；
62.图33为储能电池集装箱后视图。
63.其中：1.集装箱箱体；101.防护罩；2.电池簇；3.防火帘；31.防火布；32.第一传动轴；33.传动轨道；34.离合齿轮；35.第一电磁阀；36.机壳；37.第一传动齿轮；38.第一传动链条；39.第二传动链条；4.防火帘传动系统；41.驱动电机；42.第二传动轴；43.轴齿轮；44.第二传动齿轮；45.第三传动链条；5.电池簇轨道传动系统；51.轨道驱动电机；52.轨道；53.链条传动系统；54.传动托盘；541.托盘底座；542.弹簧限位块；55.链条离合齿轮；56.轨道传动轴；57.轨道传动轴齿轮；58.第二电磁阀；6.电池簇插头；61.插头；62.弹簧片；7.消防系统；71.气体灭火剂；72.消防管道；721.灭火气体喷口；8.温控系统；81.空调；9.汇流柜；10.配电柜；11.电池簇安装位；112.出线孔；12.导轨；13.百叶窗；14.防火墙；15.冷风通道；16.电缆布线通道；161.电缆进出线口；162.可拆卸盖板；1621.电缆口；17.接线板；171.槽孔；18.导线槽；19.平台；21.导轨槽；22.导向轮；23.滚轮；24.密封边。
具体实施方式
64.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在几种组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
65.还需要说明的是，本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
66.本实用新型公开了一种储能电池集装箱，采用可自动快速拆卸、模块化的储能电池簇，当发生火灾时，直接将储能电池簇从电池集装箱内抽出，彻底隔离火灾区域；设计的储能电池集装箱只将热失控的储能电池簇隔离，可有效降低消防带来的经济损失；将在每个电池簇之间设置防火墙，在每个电池簇位置安装防火帘，当发生热失控时，该电池簇的防
火帘会自动将该电池簇进行隔离，阻止火灾蔓延；将每个电池簇设计成一个独立的单元，将灭火气体管道与空调管道设计在一起，当发生火灾时，灭火气体可快速的进入到电池簇内部，且灭火气体的高浓度维持时间更长，消防效率更高；将储能电池簇设计成模块化结构，将储能电池集装箱设计为开放结构，使储能电池集装箱的装配和维修更为高效，安全。
67.请参阅图1和图2，本实用新型公开了一种储能电池集装箱，包括集装箱箱体1、电池簇2、防火帘3、防火帘传动系统4、电池簇轨道传动系统5、电池簇插头6、消防系统7、温控系统8、汇流柜9、配电柜10、防护罩101，另外现有储能电池集装箱配置的照明系统、应急灯、逃生门等辅助设备本技术中也包含。
68.集装箱箱体1内设置有多个电池簇2，集装箱箱体1的两侧对应电池簇2设置有电池簇轨道传动系统5，电池簇轨道传动系统5能够在电池簇2发生热失控事故时，将电池簇2从集装箱箱体1中拉出，并切断电源实现脱离；对应电池簇2的集装箱箱体1两侧分别设置有防火帘3，
69.防火帘3通过齿轮与集装箱箱体1一端设置的防火帘传动系统4的第二传动轴42连接，每个防火帘3处均设置有第一电磁阀35，第一电磁阀35用于控制防火帘的离合齿轮34与第二传动轴42上的轴齿轮43啮合连接，集装箱箱体1的一端设置有汇流柜9和配电柜10，集装箱箱体1内依次间隔设置有多个防火墙14，汇流柜9用于将电池簇2的输出电缆汇集后输出，配电柜10用于为集装箱箱体1内的设备供电。
70.请参阅图3，集装箱箱体1采用开放式设计，集装箱箱体1侧面设计有电池簇安装位11，电池簇安装位11底部设计有导轨12，电池簇2安装时沿导轨12插入即可，电池簇2安装后集装箱箱体1将形成一个密封的结构。
71.集装箱箱体1设计有空调进出风口的百叶窗13，与温控系统8中的空调81的进风口和出风口匹配。
72.集装箱箱体1中每个设备之间设计有防火墙14，起到隔离各区域，防止火灾蔓延的功能。
73.请参阅图4，集装箱箱体1的顶部设计有空调81的冷风通道15，各设备安装后将与冷风通道15形成一个密闭的通道，冷气从各设备顶部进入设备内部，起到降温作用，具有冷气流通空间大、冷却效率高的优点。
74.请参阅图5，集装箱箱体1在底部设计有电缆布线通道16，电缆布线通道16上开有电缆进出线口161，供电池簇2汇流电缆接线，一方面起到保护电缆的作用，另一面也起到规范布线、美观的作用。
75.请参阅图5，电缆布线通道16上部设计有导线槽18，电池簇2等设备的控制电缆在导线槽18内布线，起到规范布线、美观等作用。
76.请参阅图6，电缆布线通道16上设计有固定电缆插头的接线板17，接线板上设计有方便控制电缆走线的槽孔171。
77.请参阅图7，集装箱箱体1在汇流柜9位置的底部开有电缆出线孔112，汇流后的电缆通过出线孔112输出。
78.电缆通道16在靠近汇流柜5、配电柜10的位置设计为可拆卸盖板162，在安装汇流柜9和配电柜10前可拆除盖板162，以方便安装，可拆卸盖板162上开有电缆口1621，方便电缆穿过。
79.请参阅图8、图9、图11和图12，电池簇2采用模块化设计，电池簇2底部设计有配合电池集装箱箱体底部导轨12的导轨槽21，导轨槽21的侧面设计有导向轮22，方便电池簇2安装，导轨槽21上部设计有滚轮23。
80.请参阅图10，电池簇2的背面设计有密封边24，电池簇2安装后，密封边24起到密封的作用。
81.请参阅图13、图14、图15、图16、图17和图18，防火帘3由防火布31、防火帘传动轴32、防火帘传动轨道33、防火帘离合齿轮34、第一电磁阀35、机壳36，以及防火帘传动齿轮37、防火帘传动链条38、防火布传动链条39组成。当电池簇2发生热失控时，对应位置的第一电磁阀35动作，将防火帘离合齿轮34推出，与防火帘传动系统4的轴齿轮43结合，带动防火帘3沿防火帘传动轨道33展开，将电池簇隔离。
82.请参阅图19、图20、图21和图22，防火帘传动系统4由驱动电机41、传动轴42、轴齿轮43以及传动齿轮44和传动链条45组成，当其中任意位置的电池簇或其他电器设备发生火灾时，防火帘传动系统4启动。
83.请参阅图2，集装箱箱体1的一端设计有安装防火帘传动系统4驱动电机41的平台19，并使用百叶窗110作为驱动电机41的散热口。
84.请参阅图23、图24、图25、图26和图27，电池簇轨道传动系统5由轨道驱动电机51、轨道52、链条传动系统53、传动托盘54、链条离合齿轮55、轨道传动轴56、轨道传动轴齿轮57、第二电磁阀58组成。
85.轨道52的一端与集装箱箱体1内的电池簇2连接，另一端伸出至集装箱箱体1的外侧，轨道52的两侧设置有驱动链条传动系统53，驱动链条传动系统53的一端经轨道传动轴56与轨道驱动电机51连接，轨道驱动电机51连接第二电磁阀58；轨道52上设置有传动托盘54，电池簇2设置在传动托盘54上，传动托盘54包括托盘底座541，托盘底座541上开有与链条传动系统53的链条连接的螺丝孔543；托盘底座541上设置有用于固定电池簇2的弹簧限位块542。
86.当电池簇2发生热失控事故时，对应位置的第二电磁阀58驱动，将链条离合齿轮55推出，与轨道传动轴齿轮57结合，驱动链条传动系统53转动，将电池簇2从电池集装箱拉出，拉出时快速插拔电池簇插头6拔出，实现脱离。
87.请参阅图28和图29，传动托盘54由托盘底座541、弹簧限位块542组成，托盘底座541上开有与链条传动系统53的链条连接的螺丝孔543；电池簇2插入时有弹簧限位块542压下，拉出时弹簧限位块542卡住电池簇2将其拉出。
88.请参阅图30和图31，快速插拔电池簇插头6由插头61、弹簧片62组成，当插头6插入时，弹簧片62与电池簇2的高压箱插座紧密结合。
89.请参阅图2和图4，消防系统7由气体灭火剂71、消防管道72以及配套设备组成，其中配套设备包含感烟器、感温器、气体探测器、消防控制盒等设备，本发明主要是消防管道的铺设。
90.请参阅图4，消防管道72安装在空调冷气通道15的顶部，消防气体管道72在每个电池簇2的位置安装有灭火气体喷口721，火灾时灭火气体直接喷入电池簇内部，提高灭火效率。
91.请参阅图2，空调系统8采用柜式工业空调81，冷气从空调上方输出，储能电池集装
箱内部热气通过空调正面的与外部进行交换。
92.请参阅图2，汇流柜9安装在电池集装箱箱体1一端，汇流柜9的作用主要是将电池簇2的输出电缆汇集后输出，另外起到监测电气参数，控制电池簇2通断等功能。
93.配电柜10安装在电池集装箱箱体1的一端，配电柜10的主要主要是为电池集装箱内部设备供电，并起到通讯、监测等功能。
94.外部防护罩11设计在集装箱外部的地基上，当雨天电池簇2被拉出时，起到防雨的作用。
95.需要说明的是，本实用新型集装箱箱体1留有的电池簇2位置个数并没有固定，可根据实际电池簇结构设计，但使用此类结构的设计均在本专利权利要求范围内。
96.综上所述，本实用新型一种储能电池集装箱，当某个电池簇发生热失控时，电池簇轨道传动系统直接将电池簇拉出，彻底隔离火灾区域，将经济损失降低到最低；使用防火帘与防火墙结合，是每个电池簇及其他电器设备在火灾发生时隔离成一个独立的区域，能有效阻止火灾蔓延，提高系统防火能力；防火帘设计为独立驱动模式，可根据需求通过软件设定，使火灾发生时驱动一个或多个防火帘；空调冷却管道与消防管道集成在一起，与电池簇形成密闭空间，是冷却效率、消防气体利用率更高，灭火速度更快，更安全；电池簇模块化设计，提高储能电池集装箱装配效率，使维护和拆卸跟便捷，安全；布线更规范，美观；采用的电流布线工艺，有利于布线方便、保护电缆、规范布线、美观等优点。
97.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。