CN112803099A - 一种储能用柜式集装箱及储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能用柜式集装箱及储能系统，包括呈长方盒体形状的柜体，所述柜体在宽度方向的两侧面为敞开结构，所述柜体内平行设有若干个竖板，所有的竖板沿柜体宽度方向且均匀间隔布置，在相邻的竖板之间平行且均匀间隔设置有若干个横板，每个所述横板上相对间隔设置电池模组，所述柜体顶面中心设有矩形的风道切口，所述风道切口由柜体顶面向下切割位于最外侧的两个竖板之间的所有的竖板及横板，所述柜体在宽度方向两侧面设有若干个可打开的柜门。通过取消传统的维修过道采用两侧开门，并采用整体式电池架，安装及维修方便快速，同时有利于提升能量密度，并对电池模组在电池架上安装进行改进，提升了储能系统的结构稳定性。

Description

一种储能用柜式集装箱及储能系统
技术领域
本发明涉及锂电池储能领域，具体涉及一种储能用柜式集装箱及储能系统。
背景技术
随着锂电技术的不断发展，以及世界各国对锂电池和新能源技术的大力支持，大型的锂电池储能装置已经被越来越多的研发和应用。目前大多采用集装箱结构储能装置，即在集装箱内安装储能用的电池模组和电池管理系统等，并安装配套使用的灭火系统、制冷系统、通风系统等众多辅助系统。
传统的储能集装箱结构如图1所示，集装箱内布置有两排电池架、并在两排电池架之间留有过道。由于集装箱内存在过道，不利于储能装置体积能量密度的提升，且在过道内装配电池模组困难，给维修也造成了很大的困难。而且电池架与集装箱独立，电池架需要二次安装，由于电池架本身重量重及集装箱内部空间限制，安装难度很大，严重影响生产节拍。另外，电池模组在电池架上固定只在水平方向进行限位，垂直方向没有限位，电池模组固定强度低，在经过地震或者运输振动，对系统稳定性造成一定影响。
发明内容
本发明目的在于：针对传统的集装箱结构储能装置的上述不足之处，提供一种储能用柜式集装箱及储能系统，通过取消传统的维修过道采用两侧开门，并采用整体式电池架，安装及维修方便快速，同时有利于提升能量密度，并对电池模组在电池架上安装进行改进，提升了储能系统的结构稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种储能用柜式集装箱，包括呈长方盒体形状的柜体，所述柜体在宽度方向的两侧面为敞开结构，所述柜体内平行设有若干个竖板，所有的竖板沿柜体宽度方向且均匀间隔布置，在相邻的竖板之间平行且均匀间隔设置有若干个横板，每个所述横板上相对间隔设置电池模组，所述柜体顶面中心设有矩形的风道切口，所述风道切口由柜体顶面向下切割位于最外侧的两个竖板之间的所有的竖板及横板，所述柜体内还设有PCS逆变仓、空调仓和消防仓，所述柜体在宽度方向两侧面设有若干个可打开的柜门。
本发明通过取消传统集装箱内的维修过道，采用在集装箱前后两侧开门的方式，安装或维修模组时可不进入集装箱内，降低了安装及维修难度，提升了生产节拍，并可将节省出来的通道空间，转换为电池模组长度尺寸，使得电池模组尺寸限制减小，有利于做大电池模组方案，提升系统的体积能量密度；同时柜体内设置的竖板与横板形成了若干个电池模组安装腔室，实现将传统的多个电池架集成为一体，进行安装电池模组在横板上，同时也作为集装箱柜体的骨架，安装可打开式柜门即可，提升了材料利用率和空间利用率，同时也提升了系统重量能量密度；通过在柜体顶面中心设置矩形的风道切口，且风道切口由柜体顶面向下切割位于最外侧的两个竖板之间的所有的竖板及横板，从而可以利用空调机组经风道切口对电池模组进行冷却，柜体内还设有PCS逆变仓、空调仓和消防仓，以便用于在柜体内安装放置PCS逆变机组、空调机组和消防设备等。
作为本发明的优选方案，所述柜体的下侧设有用于支撑柜体的底座，所述底座包括沿柜体长度方向的若干纵向支撑条和沿柜体宽度方向的横向支撑条，所有的纵向支撑条与横向支撑条形成框架结构的底座。通过在柜体下侧设置框架结构的底座，以便对柜体进行结构加强及支撑。
作为本发明的优选方案，所述柜体的顶部设有门楣组合，所述门楣组合内设有空调风道，所述空调风道与柜体顶面的风道切口相连通。通过在柜体顶部设置门楣组合，并在门楣组合内设置空调风道，并使空调风道与柜体顶面的风道切口相连通，以便利用空调机组经风道切口对电池模组进行冷却。
作为本发明的优选方案，所述横板上平行间隔设有两条滑槽，所述滑槽沿柜体宽度方向延伸，所述电池模组上对应设有与滑槽适配的两条滑轨。通过在柜体内的横板上设置滑槽，并在电池模组上设置适配的滑轨，方便电池模组安装，节省人力，降低安装难度，提升生产节拍。
作为本发明的优选方案，所述滑槽包括位于横板上的第一滑槽，所述第一滑槽下方设有第二滑槽，所述第二滑槽截面呈锥形状且与第一滑槽相连通。通过设置第一滑槽和第二滑槽，同时第二滑槽截面呈锥形状且与第一滑槽相连，限制电池模组相对于横板上下窜动，保证系统结构的安全性。
作为本发明的优选方案，所述电池模组上还设有止推板，所述止推板用于与横板端面接触，所述止推板与横板端部通过螺钉固定连接。安装时将电池模组下侧的滑轨对应推入横板上的滑槽中，直到电池模组上的止推板与横板端面接触形成定位，并将止推板与横板端部通过螺钉形成固定连接。
一种储能系统，包括以上所述的储能用柜式集装箱，在柜体中设置有空调系统、消防系统、监控系统、电池系统、中控柜和PCS逆变系统。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过取消传统集装箱内的维修过道，采用在集装箱前后两侧开门的方式，安装或维修模组时可不进入集装箱内，降低了安装及维修难度，提升了生产节拍，并可将节省出来的通道空间，转换为电池模组长度尺寸，使得电池模组尺寸限制减小，有利于做大电池模组方案，提升系统的体积能量密度；同时柜体内设置的竖板与横板形成了若干个电池模组安装腔室，实现将传统的多个电池架集成为一体，进行安装电池模组在横板上，同时也作为集装箱柜体的骨架，安装可打开式柜门即可，提升了材料利用率和空间利用率，同时也提升了系统重量能量密度；通过在柜体顶面中心设置矩形的风道切口，且风道切口由柜体顶面向下切割位于最外侧的两个竖板之间的所有的竖板及横板，从而可以利用空调机组经风道切口对电池模组进行冷却，柜体内还设有PCS逆变仓、空调仓和消防仓，以便用于在柜体内安装放置PCS逆变机组、空调机组和消防设备等；
2、通过在柜体内的横板上设置滑槽，并在电池模组上设置适配的滑轨，方便电池模组安装，节省人力，降低安装难度，提升生产节拍；由于所述滑槽包括位于横板上的第一滑槽，所述第一滑槽下方设有第二滑槽，所述第二滑槽截面呈锥形状且与第一滑槽相连通，可以限制电池模组相对于横板上下窜动，保证储能系统结构的安全性。
附图说明
图1为传统的储能集装箱平面示意图。
图2为本发明中的储能用柜式集装箱示意图。
图3为图2的分解后示意图。
图4为图2中的柜体结构示意图。
图5为图2中的电池模组示意图。
图6为图4中柜体上的横板端面示意图。
图7为本发明中的储能用柜式集装箱平面示意图。
图中标记：1-柜体，11-竖板，12-横板，121-滑槽，1211-第一滑槽，1212-第二滑槽，13-风道切口，14-PCS逆变仓，15-空调仓，2-电池模组，21-滑轨，22-止推板，3-柜门，4-底座，5-门楣组合。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种储能用柜式集装箱；
如图2-图7所示，本实施例中的储能用柜式集装箱，包括呈长方盒体形状的柜体1，所述柜体1在宽度方向的两侧面为敞开结构，所述柜体1内平行设有若干个竖板11，所有的竖板11沿柜体1宽度方向且均匀间隔布置，在相邻的竖板11之间平行且均匀间隔设置有若干个横板12，每个所述横板12上相对间隔设置电池模组2，所述柜体1顶面中心设有矩形的风道切口13，所述风道切口13由柜体1顶面向下切割位于最外侧的两个竖板11之间的所有的竖板11及横板12，所述柜体1内还设有PCS逆变仓14、空调仓15和消防仓，所述PCS逆变仓14放置有PCS逆变设备，所述空调仓15放置有空调机组，所述消防仓放置有消防设备，所述柜体1在宽度方向两侧面设有若干个可打开的柜门3，所述柜门3上设置有门锁及门把手，使得各个柜门可以单独开闭。
本发明通过取消传统集装箱内的维修过道，采用在集装箱前后两侧开门的方式，安装或维修模组时可不进入集装箱内，降低了安装及维修难度，提升了生产节拍，并可将节省出来的通道空间，转换为电池模组长度尺寸，使得电池模组尺寸限制减小，有利于做大电池模组方案，提升系统的体积能量密度；同时柜体内设置的竖板与横板形成了若干个电池模组安装腔室，实现将传统的多个电池架集成为一体，进行安装电池模组在横板上，同时也作为集装箱柜体的骨架，安装可打开式柜门即可，提升了材料利用率和空间利用率，同时也提升了系统重量能量密度；通过在柜体顶面中心设置矩形的风道切口，且风道切口由柜体顶面向下切割位于最外侧的两个竖板之间的所有的竖板及横板，从而可以利用空调机组经风道切口对电池模组进行冷却，柜体内还设有PCS逆变仓、空调仓和消防仓，以便用于在柜体内安装放置PCS逆变机组、空调机组和消防设备等。
本实施例中，所述柜体1内的PCS逆变仓14在右端最外侧的竖板11与柜体1侧壁之间的空间位置，在PCS逆变仓14背后设置为用于放置中控柜的中空仓以及维护备用仓，而空调仓15和消防仓则设于左端最外侧的竖板11与柜体1侧壁之间的位置并通过隔板分隔形成两个仓位。
本实施例中，所述柜体1的下侧设有用于支撑柜体的底座4，所述底座4包括沿柜体1长度方向的若干纵向支撑条和沿柜体1宽度方向的横向支撑条，所有的纵向支撑条与横向支撑条形成框架结构的底座4。通过在柜体下侧设置框架结构的底座，以便对柜体进行结构加强及支撑。
本实施例中，所述柜体1的顶部设有门楣组合5，所述门楣组合5内设有空调风道，所述空调风道与柜体1顶面的风道切口13相连通。通过在柜体顶部设置门楣组合，并在门楣组合内设置空调风道，并使空调风道与柜体顶面的风道切口相连通，以便利用空调机组通过风道切口、门楣组合上的空调风道与外界进行热交换，实现对电池模组及电池系统进行冷却。
本实施例中，所述横板12上平行间隔设有两条滑槽121，所述滑槽121沿柜体1宽度方向延伸，所述电池模组2上对应设有与滑槽121适配的两条滑轨21，所述滑轨21由铝合金挤出型材而成，所述滑轨21与横板12上的滑槽121进行间隙配合，两者的配合间隙为0.5-3mm。通过在柜体内的横板上设置滑槽，并在电池模组上设置适配的滑轨，方便电池模组安装，节省人力，降低安装难度，提升生产节拍。
本实施例中，所述滑槽121包括位于横板12上的第一滑槽1211，所述第一滑槽1211截面为矩形状且第一滑槽1211下方设有第二滑槽1212，所述第二滑槽1212截面呈锥形状且与第一滑槽1211相连通。通过设置第一滑槽和第二滑槽，同时第二滑槽截面呈锥形状且与第一滑槽相连，限制电池模组相对于横板上下窜动，保证系统结构的安全性。
本实施例中，所述电池模组2上还设有止推板22，每个电池模组2上设有两个止推板22，所述止推板22用于与横板12端面接触，所述止推板22与横板12端部通过螺钉固定连接。安装时将电池模组下侧的滑轨对应推入横板上的滑槽中，直到电池模组上的止推板与横板端面接触形成定位，并将止推板与横板端部通过螺钉形成固定连接。
实施例2
本实施例提供一种储能系统，包括实施例1中所述的储能用柜式集装箱，在柜体中设置有空调系统、消防系统、监控系统、电池系统、中控柜和PCS逆变系统等。其中，空调系统设于柜体空调仓内，空调系统主要用于冷却柜体内的电池模组，使锂电池在理想的温度下运行。消防系统设于柜体消防仓内，消防系统主要是通过监测柜体内烟雾浓度和温度，当柜体内发生火灾时可以迅速灭火。监控系统主要是用于远程监控柜体内锂电池运行情况，不需要认为打开柜门查看内部情况。电池系统包括若干个电池簇及电池监控保护系统，相邻竖板之间的若干电池模组连接组成一个电池簇，本例在柜体风道两侧各有四个电池簇，共计八个电池簇。电池模组内包含锂电池、风扇以及BMU锂电池控制系统等。电池监控保护系统用于实时监测整个柜体内锂电池运行状况，如电池的电压、温度、SOC等状态。电池监控保护系统可以分为三个层级的监控保护，第一层级是针对柜体内的所有电池簇，第二层级是针对单簇锂电池，第三层级是针对电池单体。中控柜设于柜体中控柜仓内，中控柜主要是用于每个电池簇直流母线并联的接入点。PCS逆变系统设于柜体PCS逆变仓内，PCS逆变系统主要是用于锂电池放电时把锂电池产生的直流电转化为交流电，充电时把交流电转化为直流电给锂电池充电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种储能用柜式集装箱，其特征在于，包括呈长方盒体形状的柜体，所述柜体在宽度方向的两侧面为敞开结构，所述柜体内平行设有若干个竖板，所有的竖板沿柜体宽度方向且均匀间隔布置，在相邻的竖板之间平行且均匀间隔设置有若干个横板，每个所述横板上相对间隔设置电池模组，所述柜体顶面中心设有矩形的风道切口，所述风道切口由柜体顶面向下切割位于最外侧的两个竖板之间的所有的竖板及横板，所述柜体内还设有PCS逆变仓、空调仓和消防仓，所述柜体在宽度方向两侧面设有若干个可打开的柜门。
2.根据权利要求1所述的储能用柜式集装箱，其特征在于，所述柜体的下侧设有用于支撑柜体的底座，所述底座包括沿柜体长度方向的若干纵向支撑条和沿柜体宽度方向的横向支撑条，所有的纵向支撑条与横向支撑条形成框架结构的底座。
3.根据权利要求2所述的储能用柜式集装箱，其特征在于，所述柜体的顶部设有门楣组合，所述门楣组合内设有空调风道，所述空调风道与柜体顶面的风道切口相连通。
4.根据权利要求3所述的储能用柜式集装箱，其特征在于，所述横板上平行间隔设有两条滑槽，所述滑槽沿柜体宽度方向延伸，所述电池模组上对应设有与滑槽适配的两条滑轨。
5.根据权利要求4所述的储能用柜式集装箱，其特征在于，所述滑槽包括位于横板上的第一滑槽，所述第一滑槽下方设有第二滑槽，所述第二滑槽截面呈锥形状且与第一滑槽相连通。
6.根据权利要求5所述的储能用柜式集装箱，其特征在于，所述电池模组上还设有止推板，所述止推板用于与横板端面接触，所述止推板与横板端部通过螺钉固定连接。
7.一种储能系统，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的储能用柜式集装箱，在柜体中设置有空调系统、消防系统、监控系统、电池系统、中控柜和PCS逆变系统。
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