储能系统之电池舱-【浩博电池】

电池舱也称为电池仓，目前主要有集装箱式和工商业机柜式两种结构。储能系统最基本的单元是电芯，多个电芯组合在一起就是电池模组，多个电池模组加上外壳、BMS、线束、散热等组成电池Pack包，多个电池Pack包串在一起，加上电池管理BCU、结构、散热、线束等组成电池簇，一个或者多个电池簇，能量管理系统EMS，热管理系统，消防安全系统等组成直流侧储能电池舱，再加上双向PCS，可以组成交流输出的储能电池舱。

一、电池舱基本结构

按电池舱的外形，分为集装箱式和工商业机柜式两种结构方式。储能集装箱采用多个电池簇并联的方式，容量一般在MWh以上，工商业储能柜，一般采用一簇一PCS管理的方式，容量一般在MWh以下。

‌1.1、集装箱式

集装箱式储能‌又称为集中式储能，采用标准或者非标集装箱，外壳使用高强度钢材，兼具防火、防水和抗冲击性能，便于运输和快速部署，适用于大型储能电站和大型分布式能源项目‌。集装箱式储能一般是直流侧储能，箱内部署电池，也有少部分安装PCS，这种容量都相对较小，如20尺柜容量约500kW/1000kWh。

常用的柜子尺寸有10尺，20尺，40尺三种，也有15尺和30尺柜

标准20尺柜尺寸是6058*2438*2896mm，一个装满电池的集装箱，重量约32吨-45吨。标准40尺柜尺寸是12192*2438*2896mm。

20尺柜常见容量配置：

1.2、机柜式

机柜式储能，也称之为组串式储能、分布式储能、模块化储能，一般是一个电池簇为一个独立机柜，内接或者外接一个PCS，采用一簇一管理的方式，这个概念最早是由华为光伏提出并研发出相应产品，奇点能源发扬光大，第一个在行业内实现100MWh级规模化应用，机柜式储能舱主要应用在工商业储能项目，单机容量有50kW/100kWh，100kW/215kWh，110kW/233kWh，125kW/250kWh，372kWh等多种机型。

商业储能柜主要优点：

●系统效率高：实现一簇一管理，提高了电池包的均衡性和充放电效率。

●维护方便：单簇整体运维，系统故障时可精准定位到单簇。

●安全性高：每个电池簇单独控制充放电，避免环流影响，实现故障隔离。采用一簇一管理的高效热管理系统，均温性好，电池寿命长，系统运行较为稳定

●灵活性强：单柜体积小，方便运输、安装，适用于工商业用户侧、共享储能、新能源配储等多种应用场景；系统支持新旧电池混用，可以根据实际需求灵活扩容或者补电，大大提高了系统的灵活性和可维护性。

工商业储能柜主要规格：

二、主要设备

电池舱通常由舱体、电池系统、温控系统、消防系统、电气系统等几大部分组成。舱体采用集装箱式设计，具有良好的密封性和抗震性，能够有效保护内部设备免受外部环境的影响。电池系统则是预制舱的核心，由多组锂离子电池组成，负责储存和释放电能。温控系统则通过空调和通风设备，确保电池系统在适宜的温度范围内运行，防止电池热失控。消防系统则配备有烟雾探测器、灭火器等设备，一旦发生火灾，能够迅速启动灭火程序，将火势控制在最小范围内。电气系统包括PCS，BMS，电气连接，通信等，负责预制舱与外部电网的连接，实现电能的输入输出。

‌2.1、电池系统‌

由锂离子电池（如磷酸铁锂）或者钠离子电池等单体串并联组成，形成模组或电池簇，提供电能存储核心功能‌。

‌2.2、电气系统

电池管理系统（BMS）‌。三级架构（模块级、簇级、系统级），实时监测电压、温度、SOC/SOH等参数，优化充放电策略并预警故障‌。

‌功率转换系统（PCS）‌，实现交直流电双向转换，充电时将交流电整流为直流存入电池，放电时逆变输出交流电供负载使用‌。

汇流排、配电柜保障电流传输稳定性；

‌2.3、消防系统‌

用于储能电池舱的消防设施一般如下：一是通风装置；二是可燃气体探测器；三是灭火器；四是消防砂箱；五是消防报警系统；六是气体自动灭火系统。

气体自动灭火系统由气体柜、管道、喷头、泄压装置、消防报警等设施组成。柜体通常设置于舱体的一端，通过管网连接至所有舱体顶部安装的气体喷头，从而形成自动气体灭火系统。同时七氟丙烷在喷射完后，由液态转换成了气态，舱内压强迅速变大。当电池预制舱任意电气发生火灾后，气体灭火系统首先开启，所有气体喷头均喷放灭火剂，以全淹没应用灭火方式进行初期火灾的扑灭。

‌2.4、热管理系统‌

储能舱热管理系统主要由空调系统、液冷系统和BMS 温控系统组成。

热管理的目的在于让高能量电池工作在合适的温度区间内，并且温度分布较为均匀，从而提升电池的使用效率和寿命，同时兼顾安全，防止电池异常升温导致安全火灾。因此热管理的第一步就是设计良好的空调通风系统、电芯液冷系统，设计中根据电池舱内的布置，借助热仿真软件，设计高效的气流组织，保障电池的安全稳定运行。

电池舱一般采用空调系统通常用于保证电池舱环境温度为室温附近，液冷机组通过风水冷热交换，带走电芯的热量，保证电池之间的温差也能控制在5℃以内。