本發(fā)明屬于電能儲能，具體的為一種溫消一體浸沒式儲能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鋰電池熱失控由于電池的生熱速率遠高于散熱速率，且熱量大量累積而未及時散發(fā)出去所引起的。鋰電池熱失控是一個能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會導(dǎo)致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱后溫度升高，又反過來讓系統(tǒng)變得更熱。導(dǎo)致鋰電池熱失控的原因很多，主要有以下幾點。

2、1)過充觸發(fā)鋰電池熱失控：電池本身有過沖保護，但是當這種過沖保護出現(xiàn)問題失靈的情況下，電池還在繼續(xù)充電就會導(dǎo)致電池過沖觸發(fā)熱失控。隨著電池的不斷使用，電池的老化現(xiàn)象逐漸嚴重，且電池組的一致性越來越差，此時的電池如果過充極易出現(xiàn)熱安全問題。所以任何時候都應(yīng)該按使用說明進行安全充電。

3、2)過熱觸發(fā)鋰電池熱失控：鋰電池正常使用中，當電池保持高速放電或遇到極限工況時，必須持續(xù)大電流放電，這時電池內(nèi)部的溫度開始慢慢升高，當電池熱量大量積累時，若不及時限制其放電電流，極有可能造成鋰電池熱失控現(xiàn)象。

4、3)機械觸發(fā)鋰電池熱失控：鋰電池包遭遇撞擊變形、電池包內(nèi)部短路、以及其他對電池包造成損壞的行為都有可能引發(fā)電池的熱失控。

5、除了以上幾點原因外，電池過放電以及電池內(nèi)部短路等也會導(dǎo)致電池熱失控。特別的，在電池熱失控燃爆階段，電解液與正極反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣劇烈反應(yīng)，電池起火，導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸等危害，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來巨大威脅。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種溫消一體浸沒式儲能系統(tǒng)，能夠在正常運行工況下實現(xiàn)均溫控制，使溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)；當發(fā)生熱失控后，能夠?qū)崿F(xiàn)消防浸沒，以減小熱失控影響范圍。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種溫消一體浸沒式儲能系統(tǒng)，包括溫控機組、消防機組和至少一個儲能廂，所述儲能廂內(nèi)設(shè)有至少一個儲能簇，所述儲能簇內(nèi)安裝有至少一個儲能包；

4、所述儲能廂內(nèi)設(shè)有均溫管路系統(tǒng)，所述均溫管路系統(tǒng)包括廂級儲液箱、均溫進液總管和均溫回液總管；所述均溫進液總管與所述廂級儲液箱連接；所述均溫進液總管上設(shè)有均溫進液分管；所述均溫進液分管與設(shè)置在同一個所述儲能廂內(nèi)的所述儲能簇一一對應(yīng)設(shè)置；所述均溫進液分管上設(shè)有均溫進液支管，所述均溫進液支管與設(shè)置在同一個所述儲能簇內(nèi)的所述儲能包一一對應(yīng)設(shè)置，且所述均溫進液支管與對應(yīng)的所述儲能包相連通；所述均溫回液總管上設(shè)有均溫回液分管，所述均溫回液分管與設(shè)置在同一個所述儲能廂內(nèi)的所述儲能簇一一對應(yīng)設(shè)置；所述均溫回液分管上設(shè)有均溫回液支管，所述均溫回液支管與設(shè)置在同一個所述儲能簇內(nèi)的所述儲能包一一對應(yīng)設(shè)置，且所述均溫回液支管與對應(yīng)的所述儲能包相連通；所述均溫進液總管上設(shè)有均溫進液泵；

5、所述溫控機組上設(shè)有溫控出液總管和溫控回液總管，所述溫控出液總管上設(shè)有溫控出液分管，所述溫控出液分管與所述儲能廂一一對應(yīng)設(shè)置，且所述溫控出液分管與設(shè)置在對應(yīng)的所述儲能廂內(nèi)的所述廂級儲液箱相連；所述均溫回液總管上設(shè)有第一回液支路和第二回液支路，所述第一回液支路與對應(yīng)的所述廂級儲液箱相連，所述第二回液支路與所述溫控回液總管相連；

6、所述消防機組上設(shè)有消防進液總管，所述消防進液總管上設(shè)有消防進液分管，所述消防進液分管與所述儲能簇一一對應(yīng)設(shè)置，且所述消防進液分管上設(shè)有消防進液支管，所述消防進液支管與設(shè)置在同一個所述儲能簇內(nèi)的所述儲能包一一對應(yīng)設(shè)置；所述儲能包包括包外殼，所述包外殼內(nèi)安裝有至少一個儲能單體，所述消防進液支管用于在對應(yīng)所述儲能包內(nèi)的所述儲能單體發(fā)生熱失控時向所述儲能包內(nèi)注入或向所述儲能包噴淋消防介質(zhì)。

7、進一步，所述均溫進液支管與所述儲能包的底部連接；每一根所述均溫進液支管上分別設(shè)有用于控制進液流量的均溫進液電磁閥。

8、進一步，所述均溫回液支管與所述儲能包的頂部連接以控制所述儲能包內(nèi)的浸沒液面高度；每一根所述均溫回液支管上分別設(shè)有用于控制回液流量的均溫回液電磁閥。

9、進一步，所述第一回液支路和第二回液支路上分別設(shè)有用于控制溫控介質(zhì)回流至對應(yīng)的所述廂級儲液箱或所述溫控機組的回液控制閥。

10、進一步，所述包外殼采用密閉式結(jié)構(gòu)；所述包外殼的頂部設(shè)有包級防爆閥，所述消防進液支管的出液口設(shè)置在所述包級防爆閥的正上方；或，所述消防進液支管與所述包外殼內(nèi)部連通。

11、進一步，所述儲能廂設(shè)有可存儲消防介質(zhì)的廂外殼，或，所述儲能簇設(shè)有可存儲消防介質(zhì)的的簇外殼。

12、進一步，所述廂外殼或簇外殼的頂部設(shè)有溢流回液管。

13、進一步，還包括回液箱，所述溢流回液管與所述回液箱相連。

14、進一步，所述消防進液支管與所述包外殼內(nèi)部連通，所述儲能廂底部或儲能簇底部設(shè)有回液槽，所述回液槽的底部設(shè)有底部回液管。

15、進一步，還包括回液箱，所述底部回液管與所述回液箱相連。

16、進一步，所述包外殼采用頂部開口的敞開式結(jié)構(gòu)；所述消防進液支管位于所述包外殼頂部開口的上方，所述消防進液支管上設(shè)有用于向所述包外殼內(nèi)注入消防介質(zhì)的消防出液口。

17、進一步，所述包外殼內(nèi)安裝有至少一個儲能單體，所述消防出液口與設(shè)置對應(yīng)所述儲能包內(nèi)的所述儲能單體一一對應(yīng)設(shè)置。

18、進一步，所述儲能單體的頂面上設(shè)有單體防爆閥，所述消防出液口設(shè)置在對應(yīng)所述單體防爆閥的正上方。

19、進一步，所述消防出液口上設(shè)有在所述單體防爆閥爆開時被沖開的消防封口膜。

20、進一步，所述儲能廂設(shè)有密閉的廂外殼，或，所述儲能簇設(shè)有密閉的簇外殼。

21、進一步，所述廂外殼或簇外殼的頂部設(shè)有溢流回液管。

22、進一步，還包括回液箱，所述溢流回液管與所述回液箱相連。

23、進一步，所述廂級儲液箱設(shè)為一個，且所述廂級儲液箱設(shè)置在對應(yīng)的所述儲能廂的底部或頂部；當所述廂級儲液箱設(shè)置在對應(yīng)的所述儲能廂的頂部時，所述均溫回液總管設(shè)有回液泵。

24、進一步，所述廂級儲液箱設(shè)為兩個，兩個所述廂級儲液箱分別為底部儲液箱和頂部儲液箱，所述底部儲液箱和頂部儲液箱分別位于對應(yīng)所述儲能廂的頂部和底部；

25、所述均溫進液總管與所述頂部儲液箱相連，所述均溫回液總管與所述底部儲液箱相連；所述底部儲液箱和頂部儲液箱之間設(shè)有提升管，所述提升管上設(shè)有用于將所述底部儲液箱內(nèi)的溫控介質(zhì)泵入所述頂部儲液箱的提升泵；或，

26、所述均溫進液總管與所述底部儲液箱相連，所述均溫回液總管與所述頂部儲液箱相連，所述均溫回液總管上設(shè)有回液泵；所述底部儲液箱和頂部儲液箱之間設(shè)有連接管。

27、進一步，所述儲能廂的頂部設(shè)有排氣孔和排氣風扇。

28、進一步，當所述均溫回液總管與位于所述儲能廂底部的所述廂級儲液箱相連時，該所述均溫回液總管上設(shè)置的所有的所述溫控回液分管的頂部設(shè)有延伸至所述儲能廂頂部的排氣分管，或，位于所述儲能廂底部的所述廂級儲液箱上設(shè)有延伸至所述儲能廂頂部的排氣管；當所述均溫回液總管與位于所述儲能廂頂部的所述廂級儲液箱相連時，該位于所述儲能廂頂部的廂級儲液箱上設(shè)有排氣口。

29、進一步，所述儲能簇包括簇支架，所述包外殼固定安裝在所述簇支架上；或，所述簇支架上設(shè)有用于放置所述儲能包的放置平臺。

30、進一步，還包括回液箱，所述回液箱上設(shè)有消防回液總管；

31、所述消防回液總管與所述均溫回液總管連；或，

32、所述均溫回液分管上設(shè)有消防回液支路，所述消防回液支路與所述消防回液總管相連；或，

33、所述消防回液總管上連接有消防回液分管，所述消防回液分管與設(shè)置在同一個儲能廂中的儲能簇一一對應(yīng)設(shè)置；所述消防回液分管上連接有消防回液支管，所述消防回液支管與設(shè)置在同一個所述儲能簇中的所述儲能包一一對應(yīng)設(shè)置；所述消防回液支管與對應(yīng)的所述儲能包連接。

34、本發(fā)明的有益效果在于：

35、本發(fā)明溫消一體浸沒式儲能系統(tǒng)，通過在儲能廂內(nèi)設(shè)置均溫管路系統(tǒng)，利用均溫進液總管將溫控介質(zhì)輸送到各個儲能簇的均溫進液分管內(nèi)，而后在經(jīng)過均溫進液支管將溫控介質(zhì)注入到各個儲能包內(nèi)；儲能包的包外殼內(nèi)的溫控介質(zhì)的液面高度由均溫回液支管控制并使溫控介質(zhì)浸沒儲能單體，儲能包內(nèi)的溫控介質(zhì)液面高度達到設(shè)定高度后，溫控介質(zhì)依次經(jīng)由均溫回液支管、均溫回液分管和均溫回液總管回流到廂級儲液箱內(nèi)，實現(xiàn)溫控介質(zhì)的循環(huán)；采用浸沒的方式確保儲能單體在正常工況下的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，屬于同一個儲能包的不同儲能單體之間的溫度、以及屬于不同儲能包的儲能單體之間的溫度之間的差值更?。煌ㄟ^設(shè)置溫控機組，溫控機組可控制溫控介質(zhì)的溫度，利用溫控出液總管將經(jīng)溫控機組進行溫度控制后的溫控介質(zhì)傳輸?shù)礁鱾€儲能廂的廂級儲液箱內(nèi)，以使廂級儲液箱內(nèi)的溫控介質(zhì)的溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi)，同時還可以使不同儲能廂的廂級儲液箱內(nèi)的溫控介質(zhì)的溫度差異減小，進一步提高不同儲能廂之間的均溫性能；溫控機組的回液可經(jīng)由廂級儲液箱、也可以直接通過均溫回液總管直接回液，從而實現(xiàn)各個儲能廂中的溫控介質(zhì)的溫控循環(huán)控制；通過設(shè)置消防機組，當有儲能單體發(fā)生熱失控時，消防機組可以通過消防進液總管、消防進液分管和消防進液支管快速將消防介質(zhì)注入到對應(yīng)的儲能包內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)消防浸沒，以減小熱失控影響范圍。

36、本發(fā)明還具有以下優(yōu)點：

37、1)溫控介質(zhì)和消防介質(zhì)均采用絕緣、不燃的安全液，熱管理系統(tǒng)由溫控和均溫耦合的雙循環(huán)組成，使儲能單體完全浸沒于安全液介質(zhì)中，調(diào)節(jié)溫度，有效管理儲能單體及儲能包的溫升與溫度一致性，使儲能充放電倍率在＜1c時，儲能單體的溫差小于2℃，有效確保儲能系統(tǒng)的運行安全可靠，使電池使用壽命延長10％以上；

38、2)電池運行全過程浸沒于安全液中，電池熱失控時所噴射出的可燃物質(zhì)首先經(jīng)過安全液過濾后由獨立的排氣孔和排氣風扇排出儲能系統(tǒng)，同時將消防介質(zhì)注入到對應(yīng)的儲能包內(nèi)，防止空氣進入；

39、3)某一個儲能包內(nèi)的某個儲能單體熱失控時，由于儲能單體之間有流動性隔熱安全液，因而杜絕儲能單體熱失控的熱蔓延，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)發(fā)生單體熱失控時絕對不燃，從根本上解決熱失控的燃爆隱患；

40、4)bms采集板、均衡板均浸沒于安全液，可消除電路板散熱成本，杜絕熱蔓延和起火隱患，外觀簡潔。