7、储能系统集装箱设计/以下对集装箱设计做简单介绍,以实际交付产品为准。
7.1、 1MW/4.09MWh集装箱排布
1)1MW/4.09MWH储能系统由2个500KW/2.045MWh储能系统集装箱构成。
2)500KW/2.045MWh集装箱系统是由集装箱箱体(含配电),自动消防系统,视频监控系统,温控系统,储能变流器、电池储能系统(含机架,电池组,直流汇流柜)组成。
(1)集装箱箱体:包含箱体及内部辅助功能。包含整体内部机架承重设计,散热设计,风道设计,照明功能,保温隔热功能,具备逃生门,可防尘,防水,防虫鼠符合IP54防护等级,具备门禁功能等,满足整个电池系统在电力储能,及各种复杂环境下的应用。
(2)自动消防系统:采用七氟丙烷为主要材料的自动灭火系统,并安装有自动报警装置,一旦检测到火灾,集装箱内能及时断开与外部设备之间的电气连接,同时启动灭火装置并将告警信息上传至后台监控系统。具备联动功能。
(3)视频监控系统(选配):包含网络摄像机、数据硬盘等。本地监控操作,通过本地监视器操作完成设置和录像调取。视频记录可存储3个月以上。
(4)温控系统:集装箱采用空调制冷采暖方式,可进行风道设计,对电池进行精确送风,保持整体系统温度一致性。整个箱体采用隔热保温层设计,减少外部热量影响。电池具备热管理模式。
(5)电池储能系统:兆瓦级储能电池系统,从电芯到电池阵列,都采用模块化的集成设计。电池系统采用3级BMS控制架构。电池系统提供高可靠的电池均衡方式、安全管理方式、热管理方式、并提供丰富的监控项目
(6)储能变流器:储能变流器用于对电池系统进行充放电,储能变流器装置对电池具有完善的保护功能,包括输出短路保护、直流反接保护、蓄电池过充过放保护、蓄电池过流保护、硬件故障保护、接触器故障保护、过载保护、防雷保护等。
3)两个500KW/2.045MWh储能集装箱平面布置图如下,采用40尺高柜集装箱:
7.2、 250KW/0.945MWh集装箱排布
1)250KW/0.945MWh储能系统将电池组和PCS集成在1个集装箱内,集装箱分为电池仓和PCS仓。电池仓包含电池组、电池管理系统、温控、消防等设备;PCS仓包含储能变流器、直流汇流柜、EMS能量管理系统、交流柜等。
2)250KW/0.945MWh集装箱平面布置图如下,采用20尺高柜集装箱:
7.3、 集装箱照明系统设计/集装箱内配置照明灯和应急照明灯,一旦系统断电,应急照明灯将立即投入使用,单盏应急照明灯的有效照明时间不小于2小时。
7.4、 集装箱热设计/以500KW/2.045MWh电池集装箱进行热设计说明:
1) 电池簇排布:集装箱左右各置两排电池系统,每一排电池系统分别含有7个电池簇和6个电池簇具体排布如图7.4-1所示。
图7.4-1 集装箱总成图及电池簇
2)风道设计:该集装箱风道采用两排并联风道设计(图7.4-2),在风道的每个电池架的上方位置均设置出风口,引导冷风向下流动(图7.4-3)。迫使冷风进入电池箱体内冷却电池。其中两个并排风道均采用变截面处理,保证各风道出风口流量保持均匀。
图7.4-2 风道设计
图7.4-3 进风风道变截面设计
图7.4-4 集装箱内电池架立面图
3)发热量计算:根据客户的设计需求,集装箱电池系统在工作过程中的最大工作电流约为0.25C充放,根据国轩单体27Ah电芯在绝热状态下的发热量测试,单个电芯0.25C放电时的发热功率为0.46W。整个集装箱共有2*7*20*6*16=26880只电芯,0.25C充放电的发热功率约为12.4kW的发热量。
4) 空调选型:根据发热量我司现在选用英维克公司生产的空调,额定制冷功率为12.5kW,峰值制冷功率为14.0kW,符合0.25C峰值充放电的散热量。
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