预制式储能系统的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及一种预制式储能系统。


背景技术：

2.目前储能电站中的直流侧主要采用预制式存储方式，即电池簇、电缆汇流柜、消防柜、空调等放在一个预制舱中，升压逆变一体仓也采用预制舱方式，即pcs(power conversion system，储能变流器)、变压器、高压箱等放在一个预制舱中。直流侧和升压逆变一体舱分为两个预制舱，平铺安装在地面上，占地面积多，土建费用高，维修人员需要分别操作直流侧的预制舱和升压逆变一体舱，维修不方便。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种预制式储能系统，可减少储能系统的占用面积，并且方便维修人员维修。
4.第一方面，本技术提供了一种预制式储能系统，所述预制式储能系统包括：
5.第一预制舱和第二预制舱，所述第一预制舱至少一个，与所述第二预制舱连接，并与所述第二预制舱堆叠设置；
6.第一预制舱内设置多个电池簇和多个第一消防模块，所述第一消防模块的数量大于或等于所述电池簇的数量，且每个电池簇对应一个所述第一消防模块设置；
7.所述第二预制舱设置电压输出模块、变压器以及pcs模块，所述pcs模块用于将所述电池簇输出的直流电转化成交流电，所述变压器用于将经过所述pcs模块转化后形成的交流电进行变压，所述电压输出模块用于输出经过变压后的交流电。
8.在其中一个实施例中，所述第一预制舱包括安装空间和通道空间；
9.所述安装空间中设置多个第一独立空间，每个所述第一独立空间中设置一个所述电池簇和对应的一个所述第一消防模块；
10.所述通道空间用于连通所述第一预制舱和所述第二预制舱。
11.在其中一个实施例中，每个所述第一独立空间中还设置第一温度控制器，用于对所述第一独立空间进行温度调节。
12.在其中一个实施例中，所述通道空间还设置第一电缆模块，所述电池簇的动力线束和通讯线束汇聚于所述第一电缆模块。
13.在其中一个实施例中，所述通道空间和所述安装空间之间设置第一安全门，所述第一安全门用于隔离所述安装空间中的所述电池簇和所述通道空间。
14.在其中一个实施例中，所述第二预制舱包括第二独立空间和第三独立空间，其中，所述第二独立空间和所述第三独立空间之间设置第二安全门；
15.所述变压器和所述pcs模块设置在所述第二独立空间中，所述电压输出模块设置在所述第三独立空间中，所述电压输出模块包括高压输出单元、低压输出单元、高压保护单元以及低压保护单元，所述高压输出单元和所述低压输出单元分别输出经过变压后的高压
和低压，所述高压保护单元和所述低压保护单元分别对所述高压输出单元和所述低压输出单元进行电压保护。
16.在其中一个实施例中，所述第二独立空间还设置第二电缆模块，所述第二电缆模块用于汇集所述第一电缆模块输出的动力线束和通讯线束。
17.在其中一个实施例中，第二预制舱还设置第四独立空间，所述第四独立空间和所述第二独立空间之间设置第三安全门；
18.所述第四独立空间中设置第二温度控制器、ems模块、ups模块以及第二消防模块，所述第二温度控制器用于对所述第二预制舱的温度进行调节，所述ems模块与所述第二电缆模块电连接，用于根据所述动力线束和所述通讯线束传输的信号对所述预制式储能系统进行远程控制，所述ups模块用于向所述第一预制舱和所述第二预制舱内的元件供电，所述第二消防模块用于对所述第二预制舱进行消防。
19.在其中一个实施例中，所述第一消防模块和所述第二消防模块均包括：报警器、第一气体排出装置、第二气体排出装置、液体喷头、气体喷头以及火灾探测器。
20.所述第二预制舱还包括第五独立空间，所述第五独立空间和所述第四独立空间之间设置第四安全门；
21.所述第五独立空间设置综合控制模块，用于控制预制式储能系统的储能工作。
22.上述介绍了一种预制式储能系统，包括：堆叠设置的第一预制舱和第二预制舱，第一预制舱至少一个；第一预制舱内设置多个电池簇和多个第一消防模块，所述第一消防模块的数量大于或等于所述电池簇的数量，且每个电池簇对应一个所述第一消防模块设置，用于对其对应的电池簇进行独立的消防；所述第二预制舱设置电压输出模块、变压器以及pcs模块，所述pcs模块用于将所述电池簇输出的直流电转化成交流电，所述变压器用于将经过所述pcs模块转化后形成的交流电进行变压，所述电压输出模块用于输出经过变压后的交流电。因为第一预制舱和第二预制舱堆叠设置，因此可减少储能系统的占用面积，此外，第一预制舱内设置的是电池簇，而电池簇的控制模块，如电压输出模块、变压器以及pcs模块全部设置在第二预制舱，将电池簇和控制模块分离设置，方便维修人员维修，最后，因每个电池簇都对应一个第一消防模块，由此每个电池簇都可通过其对应的第一消防模块进行独立的消防，安全，有效。
附图说明
23.图1是本技术实施例提供的一种预制式储能系统的结构示意图；
24.图2是图1所示的第一预制舱的结构示意图。
具体实施方式
25.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请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，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
26.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的一种预制式储能系统的结构示意图。如图1所示，预制式储能系统100包括堆叠设置的第一预制舱101和第二预制舱102，第一预制舱101至少一个，与所述第二预制舱102连接，具体可通过旋转楼梯103连接。第一预制舱101对第二预制舱102内的元件，例如电池簇等进行控制。其中，第一预制舱101为一个时，第一预制舱101可为底层，第二预制舱102可为顶层，或者第一预制舱101可为顶层，第二预制舱102可为底层。在实际应用中，可根据实际情况设置多个第一预制舱101，多个第一预制舱101可和第二预制舱102都呈垂直堆叠关系，或者多个第一预制舱101的一部分和第二预制舱102呈垂直堆叠关系，另外一部分和第二预制舱102呈水平平铺关系，第一预制舱101和第二预制舱102的连接关系可根据实际情况而定。本实施例的第一预制舱101和第二预制舱102采用保温、防火的预制板组装，便于快速组装和拆卸，重量轻便于运输，可重复利用，节省成本。
29.请一并参阅图2，图2是图1所示的第一预制舱的结构示意图。第一预制舱101内设置多个电池簇110和多个第一消防模块111。
30.每个电池簇110是由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器(pcs模块)及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体。多个电池簇110呈矩阵式排列。
31.所述第一消防模块111的数量大于或等于所述电池簇110的数量，且每个电池簇110对应一个所述第一消防模块111设置。在一实施例中，第一消防模块111的数量可大于电池簇110的数量，即每个电池簇110对应一个第一消防模块111设置后，还存在多余的第一消防模块111，其可设置在第一预制舱101的其他位置，例如相邻的两行或两列电池簇110的过道上，或者第一预制舱110的两端位置等。在另一实施例中，第一消防模块111的数量可等于电池簇110的数量，即每个电池簇110对应一个第一消防模块111设置。
32.所述第二预制舱102设置电压输出模块121、变压器122以及pcs模块123，其中，pcs模块123用于将所述电池簇110输出的直流电转化成交流电，所述变压器122用于将经过所述pcs模块123转化后形成的交流电进行变压，所述电压输出模块121用于输出经过变压后的交流电。
33.因此，本实施例中使用层叠设置的两层预制舱，可减少储能系统100的占用面积。此外，第一预制舱101内设置的是电池簇110，而电池簇110的控制模块，如电压输出模块121、变压器122以及pcs模块123全部设置在第二预制舱102，将电池簇110和控制模块分离设置，在需要维修时，维修人员进入一个预制集装箱(第二预制舱102)即可对第一预制舱101的电池簇110的控制模块进行检查和维修，减少维修人员和运维工作量。最后，因每个电池簇110都对应一个第一消防模块111，由此每个电池簇110都可通过其对应的第一消防模块111进行独立的消防，安全，有效。
34.在一实施例中，如图1所示，第一预制舱101包括连通的安装空间116和通道空间
117。安装空间116用于设置电池簇110等。具体而言，安装空间116中设置了多个第一独立空间112。每个所述第一独立空间112中设置一个所述电池簇110和对应的一个所述第一消防模块111。相邻的第一独立空间112之间通过隔板隔开，即第一独立空间112可由隔板围设为而成，每一个独立空间112内设置电池簇110和第一消防模块111，使得每个单独的电池簇110均可独立消防，当一个电池簇110出现问题时不影响其他电池簇110，提高电池簇110的安全性。
35.第一消防模块111包括：报警器1111、第一气体排出装置1112、第二气体排出装置1113、液体喷头1114、气体喷头1115以及火灾探测器1116。其中，报警器111为放气指示灯声光报警器，用于发出报警声音和报警灯光，以指示对应的电池簇110需要进行放气。第一气体排出装置112可为防爆泄压阀，用于在电池簇110所在的第一独立空间112的气压压强大于或等于预设阈值时打开，以将该第一独立空间112的气压排放到第一预制舱101外。第二气体排出装置1113可为电动百叶窗，其同样可在第一独立空间112的气压压强大于或等于预设阈值时打开，以将该第一独立空间112的气压排放到第一预制舱101外。其中，第一气体排出装置1112和第二气体排出装置1113可同时使用，也可以独立使用，例如在第一独立空间112的气压压强大于或等于预设阈值时首选第一气体排出装置1112，若第一气体排出装置1112出现故障，则启动第二气体排出装置1113工作。本技术不对第一气体排出装置1112和第二气体排出装置1113的使用顺序和互相影响的条件做限制。液体喷头1114和气体喷头1115用于分别向第一独立空间112提供液体和气体以进行消防。火灾探测器1116可为co及可燃气体吸气式火灾探测器，可探测第一独立空间112内的co及可燃气体，并将探测到的co及可燃气体上报到对应的控制器，控制器根据上报的情况控制报警器1111、第一气体排出装置1112、第二气体排出装置1113、液体喷头1114、气体喷头1115工作。
36.通道空间117用于连通所述第一预制舱101和所述第二预制舱102，旋转楼梯103可设置在通道空间117内，在通道空间117和所述安装空间116之间设置第一安全门115，所述第一安全门115用于隔离所述安装空间116中的所述电池簇110和所述通道空间117，即将电池簇110和第二预制舱102隔离。若安装空间116内的元件，例如电池簇110出现问题时，第一安全门115打开，维修人员可通过旋转楼梯103进入通道空间117，进而通过打开的第一安全门115进入安装空间116到达出现问题的电池簇110。在正常情况下，无需人员进入安装空间116时，可将第一安全门115关闭，实现电气隔离和消防隔离，提高人员安全性。
37.第一预制舱101进一步设置多个第一温度控制器113，每个所述电池簇110对应一个所述第一温度控制器113。第一温度控制器113可设置在第一独立空间112内。第一温度控制器113可为空调和温感探测器，通过温感探测器探测第一独立空间112内的温度和/或电池簇110的温度，进而根据该温度控制空调的开启和关闭，进而对第一独立空间112进行温度调节。即，第一预制舱101采用集中式温控，同时每个电池簇110对应单独的第一温度控制器113，第一温度控制器113的温感探测器根据第一独立空间112内的温度和/或电池簇110的温度控制每个单独电池簇110对应的空调的开启和关闭，实现独立温控，精准控制温度，节能环保。
38.第一预制舱101的通道空间117设置第一电缆模块114，具体可为电缆柜，用于汇聚电池簇110的动力线束和通讯线束。因为通道空间117和安装空间116之间设置了第一安全门115。在正常电池簇110正常的情况下，可将第一安全门115关闭，维修人员只需进入到通
道空间117即可对第一电缆模块114进行巡检和维修，提高维修人员的安全性。
39.第二预制舱102包括第二独立空间124、第三独立空间125、第四独立空间134以及第五独立空间137。其中，所述第二独立空间124和所述第三独立空间125之间设置第二安全门127，第四独立空间134和所述第二独立空间124之间设置第三安全门135，第五独立空间137和所述第四独立空间134之间设置第四安全门126。第三独立空间125和第五独立空间137分别设置在第二预制舱102的两端部位置，第三独立空间125远离第二独立空间124的一侧还设置有第五安全门128，第五独立空间137远离第四独立空间134的一侧还设置有第六安全门138。旋转楼梯103设置在第五独立空间137中。维修人员可从有第五安全门128或者第六安全门138进入到第二预制舱102内部，然后从各独立空间对应的安全门进入的对应的独立空间中。各独立空间之间同样可通过隔板围设而成，隔板的材质等可与前文所述的第一独立空间112的相同。
40.变压器122和pcs模块123设置在第二独立空间124中。变压器122将pcs模块123的电压升高，并起到电气隔离的作用。pcs模块123可包括两个。
41.电压输出模块121设置在所述第三独立空间125中。电压输出模块121包括高压输出单元1211、低压输出单元1212、高压保护单元1213以及低压保护单元1214。经过变压器122变压后的电压进一步进入高压输出单元1211，通过高压输出单元1211输出高压，同理，经过变压器122变压后的电压进一步进入低压输出单元1212，通过低压输出单元1212输出低压。高压输出单元1211和低压输出单元1212连接进出线柜1215，进出线柜1215用于预制式储能系统100和外部的电能交换。高压保护单元1213以及低压保护单元1214分别对高压输出单元1211和低压输出单元1212提供高压和低压保护。
42.第二预制舱102中进一步设置第二电缆模块129，第二电缆模块129设置在第二独立空间124中，用于汇集第一电缆模块114输出的动力线束和通讯线束。即，第一预制舱101中的所有电池簇110的动力线束和通讯线束汇集至第一电缆模块114后进一步转至第二预制舱102的第二电缆模块129，第二电缆模块129输出1根总正动力电缆、1根总负动力电缆和1根总通讯线连接至pcs模块123，以将直流转换为交流。因为第二电缆模块129汇集了第一电缆模块114输出的动力线束和通讯线束，在动力线束或通讯线束出现问题时，可直接到第二电缆模块129处进行巡检和维修，方便维修人员巡检和维修。
43.第二预制舱102进一步设置第二温度控制器130、ems(battery management system,动力电池管理系统)模块131、ups(uninterruptible power systems不间断电源)模块132以及第二消防模块133，第二温度控制器130、ems模块131、ups模块132以及第二消防模块133设置在第四独立空间134中。
44.第二温度控制器130可为空调，其控制第二预制舱102整层的制冷、加热、以及加湿等。ups模块132用于向所述第一预制舱101和所述第二预制舱102内的元件供电，例如为预制式储能系统100的第一温度控制器113、第二温度控制器130、第一消防模块111、第二消防模块133、照明系统、配电、视频监控等提供备电。ems模块130与所述第二电缆模块129电连接，用于根据所述动力线束和所述通讯线束传输的信号对所述预制式储能系统100进行远程控制。具体而言，动力线束传输的动力信号、通讯线束传输的通讯信号等信号传输至ems模块131，ems模块131根据该些信号实现现场查看和控制，同时ems模块131将信号传至后台实现远程查看和控制。
45.第二消防模块133和第一消防模块111相同，均包括报警器、第一气体排出装置、第二气体排出装置、液体喷头、气体喷头以及火灾探测器。第二消防模块133对应的是整个第二预制舱102设置，为第二预制舱102的消防系统。
46.第二预制舱102进一步设置综合控制模块136，综合控制模块136设置在第五独立空间137中。综合控制模块136用于制预制式储能系统100的储能工作。在一实施例中，综合控制模块136向工作人员提供控制端口，以使所述工作人员在所述第二预制舱102内控制预制式储能系统100的储能工作，综合控制模块136可在第二预制舱102内就地控制整个储能系统100的充放电、视频监控、消防、通讯等，减少运维人员和运维工作量。
47.综上所述，本技术的预制式储能系统包括堆叠设置的第一预制舱和第二预制舱；第一预制舱内设置多个电池簇和多个第一消防模块，所述第一消防模块的数量大于或等于所述电池簇的数量，且每个电池簇对应一个所述第一消防模块设置；所述第二预制舱设置电压输出模块、变压器以及pcs模块。可减少储能系统的占用面积，并且方便维修人员维修。此外，第一预制舱内设置的是电池簇，而电池簇的控制模块，如电压输出模块、变压器以及pcs模块全部设置在第二预制舱，将电池簇和控制模块分离设置，方便维修人员维修，最后，因每个电池簇都对应一个第一消防模块，由此每个电池簇都可通过其对应的第一消防模块进行独立的消防，安全，有效。
48.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种预制式储能系统，其特征在于，所述预制式储能系统包括：第一预制舱和第二预制舱，所述第一预制舱至少一个，与所述第二预制舱连接，并与所述第二预制舱堆叠设置；第一预制舱内设置多个电池簇和多个第一消防模块，所述第一消防模块的数量大于或等于所述电池簇的数量，且每个电池簇对应一个所述第一消防模块设置；所述第二预制舱设置电压输出模块、变压器以及pcs模块，所述pcs模块用于将所述电池簇输出的直流电转化成交流电，所述变压器用于将经过所述pcs模块转化后形成的交流电进行变压，所述电压输出模块用于输出经过变压后的交流电。2.根据权利要求1所述的预制式储能系统，其特征在于，所述第一预制舱包括安装空间和通道空间；所述安装空间中设置多个第一独立空间，每个所述第一独立空间中设置一个所述电池簇和对应的一个所述第一消防模块；所述通道空间用于连通所述第一预制舱和所述第二预制舱。3.根据权利要求2所述的预制式储能系统，其特征在于，每个所述第一独立空间中还设置第一温度控制器，用于对所述第一独立空间进行温度调节。4.根据权利要求2所述的预制式储能系统，其特征在于，所述通道空间还设置第一电缆模块，所述电池簇的动力线束和通讯线束汇聚于所述第一电缆模块。5.根据权利要求2-4任一项所述的预制式储能系统，其特征在于，所述通道空间和所述安装空间之间设置第一安全门，所述第一安全门用于隔离所述安装空间中的所述电池簇和所述通道空间。6.根据权利要求4所述的预制式储能系统，其特征在于，所述第二预制舱包括第二独立空间和第三独立空间，其中，所述第二独立空间和所述第三独立空间之间设置第二安全门；所述变压器和所述pcs模块设置在所述第二独立空间中，所述电压输出模块设置在所述第三独立空间中，所述电压输出模块包括高压输出单元、低压输出单元、高压保护单元以及低压保护单元，经过所述变压器变压后的电压分别输入所述高压输出单元和所述低压输出单元以分别输出高压和低压，所述高压保护单元和所述低压保护单元分别对所述高压输出单元和所述低压输出单元进行电压保护。7.根据权利要求6所述的预制式储能系统，其特征在于，所述第二独立空间还设置第二电缆模块，所述第二电缆模块用于汇集所述第一电缆模块输出的动力线束和通讯线束。8.根据权利要求7所述的预制式储能系统，其特征在于，所述第二预制舱还设置第四独立空间，所述第四独立空间和所述第二独立空间之间设置第三安全门；所述第四独立空间中设置第二温度控制器、ems模块、ups模块以及第二消防模块，所述第二温度控制器用于对所述第二预制舱的温度进行调节，所述ems模块与所述第二电缆模块电连接，用于根据所述动力线束和所述通讯线束传输的信号对所述预制式储能系统进行远程控制，所述ups模块用于向所述第一预制舱和所述第二预制舱内的元件供电，所述第二消防模块用于对所述第二预制舱进行消防。9.根据权利要求8所述的预制式储能系统，其特征在于，所述第一消防模块和所述第二消防模块均包括：报警器、第一气体排出装置、第二气体排出装置、液体喷头、气体喷头以及火灾探测器。
10.根据权利要求8所述的预制式储能系统，其特征在于，所述第二预制舱还包括第五独立空间，所述第五独立空间和所述第四独立空间之间设置第四安全门；所述第五独立空间设置综合控制模块，用于控制所述预制式储能系统的储能工作。

技术总结
本申请涉及一种预制式储能系统，包括：第一预制舱和第二预制舱，所述第一预制舱至少一个，与所述第二预制舱连接，并与所述第二预制舱堆叠设置；第一预制舱内设置多个电池簇和多个第一消防模块，所述第一消防模块的数量大于或等于所述电池簇的数量，且每个电池簇对应一个所述第一消防模块设置；所述第二预制舱设置电压输出模块、变压器以及PCS模块，所述PCS模块用于将所述电池簇输出的直流电转化成交流电，所述变压器用于将经过所述PCS模块转化后形成的交流电进行变压，所述电压输出模块用于输出经过变压后的交流电。可减少储能系统的占用面积，并且方便维修人员维修。并且方便维修人员维修。并且方便维修人员维修。


技术研发人员：王刚 刘智亮 蒙玉宝 陈翔
受保护的技术使用者：武汉亿纬储能有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/10/20