15
电池架
参数
模组串并联方式
PxS
（1P14S）*16S
标称电压
V
716.8
标称电量
kWh
186@25℃，直流侧0.5C/0.5C,100%DOD
外形尺寸（长×深×高）
mm
1200*725*2300mm
重量
kg
~1800
架体材料
冷轧钢板（静电喷塑）
最大工作温度范围，充电
℃
0℃~55℃
最大工作温度范围，放电
℃
-20℃~55℃
16
集装箱参数
型号规格
40尺
箱内过道宽度
mm
750
温控系统
工业级自动空调
风道
配置专用风道
1.21MW/2MWh储能系统技术方案
1MW/2MWh储能子系统由2个500kW/1MWh储能单元组成，共有12个电柜、2个汇流柜、1个控制柜组成，每个储能单元由一个电池主管理单元（MBMU）进行管理，每个电池柜由16个磷酸铁锂电池模块串联而成，由1个电池从管理单元（SBMU）来管理。
每个电池模块由14个260Ah电池串联而成，由1个电池监控系统（CSC）来管理，1个CSC管理14个电芯。
因此一套电池管理系统由1个SBMU和16个CSC构成。
6个电柜高压直流总线汇流到高压电气柜上。
控制柜为每个电池柜提供CAN线汇总接口。
控制柜提供监控主机，完成CAN总线向以太网的数据转换。
管理及监控系统配有UPS，能在电网断电时，维持系统监控运行一定时间。
1.2.1单体电池设计及参数
本设计方案采用CATL成熟的由全自动生产线生产的标准的260Ah磷酸铁锂（LFP）方形铝壳电芯，单体电池参数如下表：
表1-2260Ah电芯参数表
No.
项目
规格
1
标称电压
3.20V
2
工作电压范围
2.5V～3.65V
3
工作温度范围
充电：
0℃~55℃
放电：
-20℃~55℃
4
存储温度
-30°C~60°C
5
电芯重量
约5.47kg
6
电芯尺寸（W*D*H）
173.9*71.5*207.3mm
图1-5电芯外观示意图
1.2.2电池箱设计及参数
电箱的设计是进行电池串联设计，根据电箱的尺寸和所选的电芯，电箱以14个电芯进行串联，串联后电箱为1P14S，电压为44.8v，具体参数如下所示：
表1-31P14S电箱参数表
No.
单体电池
260Ah,LFP
1
电池串并联
1P14S
2
标称电压
44.8V
3
电压范围
39.2V~51.1V
4
配置能量
11.648kWh@0.5C，25℃
5
工作温度
-20℃~55℃
6
重量
约95kg
7
尺寸（W×D×H）
516*690*234mm
图1-6电池箱的构成图
1.2.3电池柜设计及参数
电柜内部主要安装电池箱、主控箱配套电线电缆，主控箱包括电池管理系统、高低压电器保护件等。
电柜的设计采用分组分层设计，机柜外观采用免维护技术。
本项目电柜主要安装16个电箱、1个主控箱，电池柜具备完整的安装连接材料，并能完成电池输出端的接线。
标准电池柜参数如下表：
表1-4电柜参数表
No.
项目
规格
1
标称电压
716.8V
2
标称容量
260Ah
3
电压范围
627.2V~817.6V
4
能量
186kWh
5
电池箱
16pcs
6
主控箱
1pcs
7
隔离开关
1pcs
8
工作温度
充电:
0℃~55℃
放电:
-20℃~55℃
9
重量
约1.8T
10
尺寸（W*D*H）
1200*725*2300mm
参考示意图如下所示：
图1-7电池柜构成示意图（具体以实物为准）
1.2.4控制柜及高压电气汇流柜
1MW/2MWh储能子系统共由2个500KW/1MWh储能单元组成。
单个500KW/1MWh储能单元由6个电柜、1汇流柜、1个控制柜组成，本项目汇流柜及控制柜根据1MWh储能单元，汇流柜选择配备6个电池柜。
其主要功能如下：
●汇流柜设计有6断路器和总隔离开关，为6个电池柜提供高压直流总线并联汇流；
●控制柜汇总6个电池柜的CAN总线，通过MBMU管理整个电池系统的运行，并通过电池监控系统把电池柜信息转换成以太网协议发送给储能电站监控系统，并可独立完成电池系统的远程监控。
●提供总BMS与PCS的通信接口。
●为系统及各电池柜提供电源和工作状态指示灯。
如下图所示为总控柜外形图：
图1-8控制柜及汇流柜示意图（具体以实物为准）
1.2.5电池柜布线设计
1）电池柜内元器件安装及走线整齐可靠、布置合理，电器间绝缘符合相关标准。
2）电池柜内内直流回路分布合理、清晰，进出线采用魏德米勒及其它知名品牌接线端子，接线端子之间具有有隔离保护；主控箱内端子排的设计合理，检修、调试方便；
3）电池柜设计有隔离开关，确保检修时能逐级断开系统；
4）直流正负导线采用不同色标；
5）高低压及信号线分开不同线槽，进出线采用下进下出的引线及连接线方式；
6）强电、弱电的二次回路的导线分开敷设，每个接线端子只接一根导线。
电流端子和电压端子明确区分；
7）柜内元件位置编号、元件编号与图纸一致，并且所有可操作部件均有标识标明功能。
内部接线根据接线图套圈和编号，所有面板上安装的设备采用平面识别标志和功能标志标出。
1.31MW/2MWh集装箱设计方案
本项目储能系统采用集成化设计，将储能电池柜、电池管理系统集成到安装在一个40尺集装箱内，放置电池柜、汇流柜、控制柜、自动消防系统、空调系统等设备
集装箱拥有自己独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、消防系统、安全逃生系统、应急系统等自动控制和安全保障系统。
集装箱尺寸按标准40尺高柜集装箱设计，便于堆码。
1.3.1集装箱排布设计
本项目由15套1MW/2MWh储能系统组成，单个1MW/2MWh集成安装在1个40尺集装箱中，共包含12个电柜、2个汇流柜、1个控制柜、消防系统等。
集装箱布置如下图所示：
图1-940尺集装箱排布示意图
考虑到电池储能系统装置的施工、调试、维护和检修，在集装箱设计时集装箱内电柜双列布置，中间过道宽度≥750mm，以便于电池系统的日常维护和管理；热管理采用工业空调及独立风道设计，如下所示：
图1-1040尺集装箱爆炸示意图
1.3.2集装箱结构设计
集装箱结构设计主要包括外形、钢结构的选用、壳体防护、集装箱进出线等设计，具体设计如下所示：
1）集装箱外形尺寸：
40尺标准高柜，外形尺寸12192mm*2438mm*2896mm；
2）集装箱具备良好的防腐、防火、防水、防尘（防风沙）、防震、防紫外线、防盗等功能，保证集装箱不会因腐蚀、防火、防水、防尘和紫外线等因素出现故障,每5年对集装箱进行一次刷漆保养；
3）具有防火功能：
保证集装箱外壳结构、隔热保温材料、内外部装饰材料等全部使用阻燃材料;
4）集装箱整体防护等级IP54，集装箱门板与外界连通的部位采用密封条防护，防止在户外遭遇风沙或降雨天气时灰尘或雨水进入集装箱内部。
保证箱体顶部不积水、不渗水、不漏水，箱体侧面不进雨，箱体底部不渗水；
5）具有防尘（防风沙）功能：
保证在集装箱的进、出风口和设备的进风口加装可方便更换的标准通风过滤网，同时，在遭遇大风扬沙电气时可以有效阻止灰尘进入集装箱内部；
6）具有防震设计：
保证运输和地震条件下集装箱及其内部设备的机械强度满足要求，不出现变形、功能异常、震动后不运行等故;
7）具有防紫外线功能：
保证集装箱内外材料的性质不会因为紫外线的照射发生劣化、不会吸收紫外线的热量等；
8）集装箱进出线:
包含电源线、通讯线、控制电缆等采用下进下出方式布置；
9）集装箱逃生设计采用了标识、逃生锁、应急灯、自动灭火气体释放声光报警等措施。
1.3.3集装箱照明系统设计
集装箱的照明系统由普通照明和应急照明二部分构成：
1）普通照明选用具有节能效果的LED灯具。
2）应急照明选用具有应急出口标识的灯具。
当系统出现故障导致交流供电中断时，应急照明灯点亮。
1.3.4集装箱热管理设计
本项目集装箱内壁采用50mm厚的金属面岩棉夹芯板作为隔热层，夹芯板岩棉防火等级为A级，耐火极限不小于1h，使系统具备储热保暖、隔热、阻燃功能。
考虑到储能系统实地运行环境，为确保电池长期可靠运行，集装箱配置采暖系统和制冷系统，并进行制冷、采暖风道设计，保证箱内温度均匀。
针对电池柜和PCS柜对温度的要求不同，将集装箱设计分为PCS舱和电池舱，根据两个舱各自对温度的适应性特征，采用不同的方式进行热管理，以达到优化管理节能的目的。
为满足集装箱内温度保持在一定范围内以满足电池对温度适应性的要求，既要补充集装箱在夜间低温环境下的热量损失，还须平衡在极端高温环境下集装箱内热量累积。
依据外界环境温度、集装箱热损耗、电池充放电产热综合考虑，集装箱选用两台制冷功率12.5kW的冷暖空调保证集装箱内温度维持在20±5℃内,空调供电AC380V。
空调选用嵌入式工业空调，安装在集装箱端部，空调制冷功率12.5kW,依据集装箱内环境温度切换制冷/加热模式。
空调以嵌入式安装在集装箱前端墙板上，冷风/热风从空调内循环出风口通过集装箱风道平均分配到集装箱内，提高集装箱内部温度一致性。
图1-11嵌入式工业空调
为同时应对高低温两种极端气候条件，同时减小集装箱内部环境温度差。
集装箱内空调具备制冷和加热的功能，将空调制冷或加热的风接入集装箱风道，由风道统一将冷风/热风引导至集装箱内各电柜上方，再由电箱的风扇将冷/热空气抽入电柜内为电芯降温/加热。
集装箱空气循环如下图所示。
图1-12集装箱热管理设计示意图
1.3.5集装箱防火系统设计
1.3.5.1防火系统概述
集装箱防火设计从以下几个方面展开；
1）集装箱内选用手动、自动一体化气体灭火系统，灭火介质采用七氟丙烷（HFC-227ea）；
2）对电池系统的运行温度实时监测，一旦出现温度严重异常，将提示报警甚至停止运行；
3）设备和电池箱体、柜体及线缆等设备的材质选用阻燃材料；
4）集装箱内壁选用防火等级为A级的金属岩棉夹芯板，厚度：
50mm，耐火极限不小于1h；
5）整个系统采取消防联动设计，当消防控制器发出报警信号时，储能系统、通风散热等系统都会停止运行，以确保消防灭火系统能够正常灭火。
1.3.5.2消防系统设计
本项目消防系统由火灾报警控制器/气体灭火控制盘、感烟探测器、感温探测器、声光报警器、警铃、放气指示灯、手动紧急启/停按钮、业务箱灭火装置（含灭火剂储存瓶、电磁驱动装置、压力信号器）、业务箱配套件（喷头、高压软管）、供电箱灭火装置（含灭火剂储存瓶、电磁驱动装置、压力信号器）组成。
如下图所示为灭火系统瓶组：
1-高压软管接入口2-先导阀接入口3-容器阀4-压力表接口5-储存钢瓶
图1-13灭火系统瓶组示意图
消防系统灭火气体用量计算
本项目选用40尺的集装箱，消防系统参数如下：
表1-5消防系统主要参数表
序号
类别
参数
1
输入电参数
交流输入电压：
AC220V（176V~264V），50Hz
2
功耗
监控状态功耗≤20W
最大功耗≤150W
3
尺寸规格（mm）
358（D）X1350（H）
4
储瓶容积
90L
5
类型
灭火介质：
七氟丙烷（HFC-227ea）
6
备用电源
可满足2小时持续供电
1.3.5.3消防系统组成
1.3.5.3.1气体灭火控制器
气体灭火控制器/火灾报警控制器具有火灾探测报警和气体灭火控制双重功能，可配接各种编码火灾探测器、手动报警按钮、紧急启/停按钮、声光警报器、气体释放警报器、手自动转换开关以及输出模块，实现1个防火区的火灾报警和气体灭火控制。
并满足GB4717-2005《火灾报警控制器》、GB16806-2006《消防联动控制器》中有关气体灭火控制器的要求，为室内使用设备。
气体灭火控制器具有火灾探测及报警功能；能控制实现气体灭火设备的启动喷洒；该控制器收到启动控制信号后能启动现场的区域讯响器报警、自动显示延时且指示延时时间；并联动启动输出模块实现关闭门窗、防火阀和停止空调等功能；延时启动的延时时间在0～30秒连续可调；具有停动功能；具有手自动转换功能；自身带有备电，在主电缺失时可自动进入备电运行状态，能给备电充电并有备电保护功能；具有信息记录、查询功能，可保存最后的999条记录。
1.3.5.3.2烟感探测器
光电感烟火灾探测器采用无极性信号二总线技术，本探测器主要具有以下特点：
（1）内置带A/D转换的八位单片机，具备强大的分析、判断能力，通过在探测器内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境参数变化的补偿及火警、故障的判断，存储环境参数变化的特征曲线，极大提高了整个系统探测火灾的实时性、准确性；
（2）采用电子编码方式，现场编码简单、方便；
（3）采用指示灯闪烁的方式提示其正常工作状态，可在现场观察其运行状况；
（4）底部采用密封方式，可有效防水、防尘、防止恶劣的应用环境对探测器造成的损坏。
（5）保护面积：
当空间高度为6m～12m时，一个探测器的保护面积，对一般保护场所而言为80m2。
空间高度为6m以下时，保护面积为60m2。
具体参数以《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116）为准。
1.3.5.3.3温感探测器
感温火灾探测器采用无极性信号二总线技术，报警控制器的报警总线以任意方式并接，特别适用于发生火灾时有剧烈温升的场所，与感烟探测器配合使用更能可靠探测火灾，减少损失。
本探测器具有以下特点：
（1）结构新颖、外形美观、性能稳定可靠；
（2）地址编码由电子编码器直接写入，工程调试简便可靠。
（3）探测器具有A1R和BS两种类别，可用于更广泛的温度环境，可使用编码器进行现场设置。
1.3.5.3.4声光警报器
火灾声光警报器是一种安装在现场的声光报警设备，当现场发生火灾并确认后，安装在现场的火灾声光警报器可由消防控制中心的火灾报警控制器启动，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。
1.3.5.3.5放气指示灯
气体释放警报器（以下简称警报器）是气体灭火系统的配套产品，通常安装在被保护场所的入口处。
当气体喷洒后，气体灭火控制器（以下简称控制器）将启动警报器发出灯光指示，提醒人员注意并采取相应的措施。
警报器与控制器进行通信采用数字信号，工作稳定可靠，对电磁干扰有良好的抑制能力；地址码为电子编码，可由电子编码器事先写入，也可由控制器直接改写，工程调试简便。
1.3.5.4消防系统功能
a）灭火系统设有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。
b）灭火系统能自动检测火灾，自动报警，自动启动灭火系统，操作与该系统连锁动作的有关设备，施放灭火剂。
c）灭火系统
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