CN113629337A - 一种高能量密度且便于运输的储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高能量密度且便于运输的储能系统，包括至少一个电池仓和控制仓，电池仓和控制仓均为集装箱式，电池仓和控制仓可拆卸连接，电池仓内设有多个电池柜、汇流柜和消防模块，消防模块接入冷却水管及消防管，电池仓的外壁上设有一号消防用快速接口以及一号电路用快速接口，控制仓内设有储能变流器、控制柜、消防总控中心和液冷式空调，控制仓的外壁上设有二号消防用快速接口以及二号电路用快速接口。与现有技术相比，本发明中每个仓的重量都控制在了海运最大重量要求之内；在控制仓内集成所有的控制系统，既可以增加电池仓的容量，又方便维护人员操作管理；方便扩容，减少占地面积。

Description

一种高能量密度且便于运输的储能系统

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种高能量密度且便于运输的储能系统。

背景技术

随着全世界对于碳中和的关注和支持，越来越多风能、光伏等新能源项目并网，然而这些新能源对于电网造成的波动较大，有些时候电网无法消纳而导致弃风弃光，目前电网系统的负担日益增加。

而大规模储能系统是有效解决弃风弃光的一个手段。在电网无法消纳的时候将能量储存在储能系统中，在电网可以消纳的时候又将储能系统中的能量补充到电网内，缓解了风能、光伏等新能源并网对于电网的冲击，提高了电能品质。

常见的储能系统包括两个部分：1、直流端电池部分，主要由电池、电池架、电池管理系统、空调系统、消防系统等组成。2、交流端变压部分，主要储能变流器、变压器、并网柜等组成。

目前，储能电池系统以40尺集装箱为主，较20尺集装箱有着节约空间、可配置电池容量较大的优点，但对于国外项目，在船运过程中，40尺集装箱往往会出现严重超重的情况，必须减配电池或将电池拆卸后分开运输，导致了运输成本和安装成本的上升，而20尺集装箱空间利用率较低、电池容量较少，又不适合国外尤其是发达国家的要求。

目前储能系统以中国制造为主，为提高产品的竞争力，满足国外的需求，必须设计一种方便船舶运输，满足国外配置需求且成本较低的储能系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高能量密度且便于运输的储能系统，以实现达到低成本、低投入的效果，解决目前国内储能集装箱在运输和能量密度两方面不能都很好满足国外储能产品需求的问题，每个仓的重量都控制在了海运最大重量要求之内，无需在现场安装电池模组；无需在电池仓内设置空调和消防总控中心，所有的控制系统均在控制仓内集成，既可以增加电池仓的容量，又可以方便维护人员操作管理；此外，多个电池仓都支持首尾连接形成一体，方便扩容，减少占地面积。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高能量密度且便于运输的储能系统，所述储能系统包括至少一个电池仓和控制仓，所述电池仓和控制仓均为集装箱式，所述电池仓和控制仓可拆卸连接，所述电池仓内设有多个电池柜、汇流柜和消防模块，所述电池柜和汇流柜之间电连接，所述消防模块接入冷却水管及消防管，所述电池仓的外壁上设有用于冷却水管及消防管的一号消防用快速接口以及用于动力电缆的一号电路用快速接口，所述控制仓内设有储能变流器、控制柜、消防总控中心和液冷式空调，所述控制仓的外壁上设有用于冷却水管及消防管的二号消防用快速接口以及用于动力电缆的二号电路用快速接口，所述消防总控中心和消防模块、冷却水管及消防管电连接，所述控制柜和储能变流器、液冷式空调、电池柜和汇流柜电连接。

动力电缆的电压为380V。

所述汇流柜设有防爆隔离结构。

多个电池柜和汇流柜沿着电池仓的长度方向进行设置。

所述电池仓内形成有沿着电池仓的长度方向的安全通道。

所述电池仓内还设有用于支撑电池柜的电池架。

所述电池仓内还设有一号监控模块和一号照明模块。

所述电池仓的侧壁上开设有可开合的一号门体。一号门体打开时，人员可以从外部对设备进行拆装维护和调试，一号门体的设置方位根据电池仓和控制仓的连接方式进行设置。

所述消防模块采用管网式喷淋方式或采用与电池柜一一对应的分配式喷淋方式。

所述电池仓的电池容量最大为2.16MWh。

所述电池仓为20尺集装箱(尺寸为：长×宽×高：6058mm×2438mm×2591mm，下同)，单个电池仓的重量不超过25t。

所述控制仓内还设有二号监控模块和二号照明模块。

所述控制仓的侧壁上开设有可开合的二号门体。二号门体打开时，人员可以从外部对设备进行拆装维护和调试，二号门体的设置方位根据电池仓和控制仓的连接方式进行设置。

所述控制仓为20尺集装箱，单个控制仓的重量不超过25t。

所述电池仓和控制仓之间采用横向连接方式。

所述电池仓和控制仓之间采用纵向连接方式。

当电池仓为多个时，多个电池仓连续连接，所述控制仓位于最侧边。电池仓的数量任意，可根据需求进行设置，多个电池仓和控制仓形成一个整体。

所述控制仓内也可设置消防模块，避免火灾发生。

本发明提供的便于运输的储能系统至少具有如下有益技术效果：

1.本发明的储能系统，每个集装箱式的电池仓或集装箱式的控制仓均不超过25吨，很好地解决了单个集装箱过重无法海运到国外的问题。

2.此外，每个集装箱之间均设置相应的电路和管路的快速接口，便于现场电路和管路的连接，很大程度上降低了现场调试的难度。

3.本储能系统采用液冷方案，更能控制电芯的温度，提高电池的一致性，增加系统的寿命。

4.本储能系统只在控制仓内设置控制柜、消防总控中心，节约了在电池仓内安装空调所占用的体积，增加了电池仓内电池柜的摆放空间，增加了电池仓电池的能量密度。

5.本储能系统集装箱安装间距较小，中间管路和电线以快接形式连接，通常为2-5个集装箱形成一个整体，很好地起到了减小了储能系统的占地面积的作用。

附图说明

图1为实施例1中电池仓和控制仓采用横向连接方式的结构示意图；

图2为实施例2中电池仓和控制仓采用纵向连接方式的结构示意图。

图中：1-电池仓；101-电池柜；102-汇流柜；103-一号门体；104-安全通道；2-控制仓；201-储能变流器；202-控制柜；203-液冷式空调；204-消防总控中心；205-二号门体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种高能量密度且便于运输的储能系统，包括至少一个电池仓1和控制仓2，电池仓1和控制仓2均为集装箱式(集装箱的箱体分为集装箱底部基座、四个集装箱侧壁以及集装箱顶板，构成封闭的长方体结构)，电池仓1和控制仓2可拆卸连接。

电池仓1为20尺集装箱(长×宽×高：6058mm×2438mm×2591mm)，单个电池仓1的重量不超过25t，电池仓1内设有多个电池柜101、汇流柜102、消防模块、汇流预制电缆、一号监控模块、一号照明模块、用于支撑电池柜的电池架，电池柜101、汇流柜102和汇流预制电缆之间电连接，消防模块接入冷却水管及消防管，消防模块包括灭火机构、消防预制管道、冷却水管道等(具体的构成和连接关系参照现有储能系统进行设置)，消防模块采用管网式喷淋方式或采用与电池柜101一一对应的分配式喷淋方式，电池仓1的外壁上设有用于冷却水管及消防管的一号消防用快速接口以及用于动力电缆的一号电路用快速接口，汇流柜102设有防爆隔离结构，多个电池柜101和汇流柜102沿着电池仓1的长度方向进行设置，电池仓1内形成有沿着电池仓1的长度方向的安全通道104，本实施例中电池柜101的个数为22个(每两个方框为一个电池柜)，分为两排，一排10个，另一排为12个，汇流柜102为一个，与10个电池柜分布在一排，两排电池柜之间形成安全通道104，电池仓1的侧壁上开设有可开合的一号门体103，此时22个电池柜和1个汇流柜的总重约20t，电池仓1的电池容量最大为2.16MWh。

控制仓2为20尺集装箱(长×宽×高：6058mm×2438mm×2591mm)，单个控制仓2的重量不超过25t，控制仓2内设有储能变流器201、控制柜202、消防总控中心204、液冷式空调203和二号监控模块和二号照明模块，控制仓2的外壁上设有用于冷却水管及消防管的二号消防用快速接口以及用于动力电缆的二号电路用快速接口，消防总控中心204和消防模块、冷却水管及消防管电连接，控制柜202和储能变流器201、液冷式空调203、电池柜101和汇流柜102电连接，控制仓2的侧壁上开设有可开合的二号门体205。本实施例中储能变流器的个数为2个，紧邻放置，储能变流器201、液冷式空调203、消防总控中心204依次沿着控制仓2的长度方向放置，由于消防总控中心204和控制柜202的体积较小，消防总控中心204和控制柜202沿着控制仓2的宽度方向放置，此时，2台储能变流器、一台液冷式空调、一套消防总控中心和一个控制柜总共约12t重。

本实施例中电池仓1和控制仓2之间采用横向连接(即电池仓的短边和控制仓的短边连接)，电池仓1的个数为2个，2个电池仓连续连接，控制仓2位于最右侧或最左侧(附图1采用在右侧的画法)，此时，电池仓1上的一号门体103开设在两个长边上，控制仓2上的二号门体205开设在两个长边上。

实施例2

如图2所示，一种高能量密度且便于运输的储能系统，包括至少一个电池仓1和控制仓2，电池仓1和控制仓2均为集装箱式(集装箱的箱体分为集装箱底部基座、四个集装箱侧壁以及集装箱顶板，构成封闭的长方体结构)，电池仓1和控制仓2可拆卸连接。

电池仓1为20尺集装箱(长×宽×高：6058mm×2438mm×2591mm)，单个电池仓1的重量不超过25t，电池仓1内设有多个电池柜101、汇流柜102、消防模块、汇流预制电缆、一号监控模块、一号照明模块、用于支撑电池柜的电池架，电池柜101、汇流柜102和汇流预制电缆之间电连接，消防模块接入冷却水管及消防管，消防模块包括灭火机构、消防预制管道、冷却水管道等(具体的构成和连接关系参照现有储能系统进行设置)，消防模块采用管网式喷淋方式或采用与电池柜101一一对应的分配式喷淋方式，电池仓1的外壁上设有用于冷却水管及消防管的一号消防用快速接口以及用于动力电缆的一号电路用快速接口，汇流柜102设有防爆隔离结构，多个电池柜101和汇流柜102沿着电池仓1的长度方向进行设置，电池仓1内形成有沿着电池仓1的长度方向的安全通道104，本实施例中电池柜101的个数为22个(每两个方框为一个电池柜)，分为两排，一排10个，另一排为12个，汇流柜102为一个，与10个电池柜分布在一排，两排电池柜之间形成安全通道104，电池仓1的侧壁上开设有可开合的一号门体103，此时22个电池柜和1个汇流柜的总重约20t，电池仓1的电池容量最大为2.16MWh。

控制仓2为20尺集装箱(长×宽×高：6058mm×2438mm×2591mm)，单个控制仓2的重量不超过25t，控制仓2内设有储能变流器201、控制柜202、消防总控中心204、液冷式空调203和二号监控模块和二号照明模块，控制仓2的外壁上设有用于冷却水管及消防管的二号消防用快速接口以及用于动力电缆的二号电路用快速接口，消防总控中心204和消防模块、冷却水管及消防管电连接，控制柜202和储能变流器201、液冷式空调203、电池柜101和汇流柜102电连接，控制仓2的侧壁上开设有可开合的二号门体205。本实施例中储能变流器的个数为2个，紧邻放置，储能变流器201、液冷式空调203、消防总控中心204依次沿着控制仓2的长度方向放置，由于消防总控中心204和控制柜202的体积较小，消防总控中心204和控制柜202沿着控制仓1的宽度方向放置，此时，2台储能变流器、一台液冷式空调、一套消防总控中心和一个控制柜总共约12t重。

本实施例中电池仓1和控制仓2之间采用纵向连接(即电池仓的长边和控制仓的长边连接)，电池仓1的个数为2个，2个电池仓连续连接，控制仓2位于最下方或最上方(附图2采用在下方的画法)，此时，电池仓1上的一号门体103开设在两个短边上，控制仓2上的二号门体205开设在不与电池仓连接的一个长边上。

本实施例中未详细描述的构件的结构组成、以及和其他构件之间的连接关系等均参照现有的储能系统进行设置。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述储能系统包括至少一个电池仓(1)和控制仓(2)，所述电池仓(1)和控制仓(2)均为集装箱式，所述电池仓(1)和控制仓(2)可拆卸连接，所述电池仓(1)内设有多个电池柜(101)、汇流柜(102)和消防模块，所述电池柜(101)和汇流柜(102)之间电连接，所述消防模块接入冷却水管及消防管，所述电池仓(1)的外壁上设有用于冷却水管及消防管的一号消防用快速接口以及用于动力电缆的一号电路用快速接口，所述控制仓(2)内设有储能变流器(201)、控制柜(202)、消防总控中心(204)和液冷式空调(203)，所述控制仓(2)的外壁上设有用于冷却水管及消防管的二号消防用快速接口以及用于动力电缆的二号电路用快速接口，所述消防总控中心(204)和消防模块、冷却水管及消防管电连接，所述控制柜(202)和储能变流器(201)、液冷式空调(203)、电池柜(101)和汇流柜(102)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述汇流柜(102)设有防爆隔离结构；

多个电池柜(101)和汇流柜(102)沿着电池仓(1)的长度方向进行设置；

所述电池仓(1)内形成有沿着电池仓(1)的长度方向的安全通道(104)。

3.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述电池仓(1)内还设有一号监控模块和一号照明模块。

4.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述电池仓(1)的侧壁上开设有可开合的一号门体(103)。

5.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述电池仓(1)为20尺集装箱，单个电池仓(1)的重量不超过25t。

6.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述控制仓(2)内还设有二号监控模块和二号照明模块。

7.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述控制仓(2)的侧壁上开设有可开合的二号门体(205)。

8.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述控制仓(2)为20尺集装箱，单个控制仓(2)的重量不超过25t。

9.根据权利要求1所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，所述电池仓(1)和控制仓(2)之间采用横向连接方式或采用纵向连接方式。

10.根据权利要求9所述的一种高能量密度且便于运输的储能系统，其特征在于，当电池仓(1)为多个时，多个电池仓(1)连续连接，所述控制仓(2)位于最侧边。

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