CN114300795A - 储能电池簇系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能电池簇系统，包括：高压箱、多个电池插箱和安装框架。高压箱设有多个连接接口；多个电池插箱串联相连，并且通过连接接口与高压箱电连接；安装框架设有呈阵列排布的多个安装位，安装位包括高压箱安装位和多个电池插箱安装位，高压箱置于高压箱安装位，多个电池插箱分别置于多个电池插箱安装位，且电池插箱与电池插箱安装位一一对应，且高压箱安装位与电池插箱安装位尺寸相同。该储能电池簇系统内的高压箱与电池插箱能够呈阵列形状整齐排布，储能电池簇系统内线束排布整齐，以便于加工与维修。

Description

储能电池簇系统

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种储能电池簇系统。

背景技术

现有技术中，电池插箱与高压箱在储能电池簇系统内的排布混乱，不利于储能电池簇系统的线束排布，制造成本与维修成本高，存在改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种储能电池簇系统，该储能电池簇系统内的高压箱与电池插箱能够呈阵列形状整齐排布，储能电池簇系统内线束排布整齐，以便于加工与维修。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种储能电池簇系统，包括：高压箱，所述高压箱设有多个连接接口；多个电池插箱，多个所述电池插箱串联相连，并且通过所述连接接口与所述高压箱电连接；安装框架，所述安装框架设有呈阵列排布的多个安装位，所述安装位包括高压箱安装位和多个电池插箱安装位，所述高压箱置于所述高压箱安装位，多个所述电池插箱分别置于多个所述电池插箱安装位，且所述电池插箱与所述电池插箱安装位一一对应，且所述高压箱安装位与所述电池插箱安装位尺寸相同。

进一步，所述安装框架包括多组沿纵向设置的安装列，多组所述安装列沿所述安装框架的宽度方向依次排列，每组所述安装列包括至少两个所述安装位，且至少一组安装列中设有一个所述高压箱安装位。

进一步，每组所述安装列包括的所述安装位数量相同，且每组所述安装列中的多个所述安装位沿纵向依次排布，任意两组相邻设置的所述安装列中的所述安装位在纵向方向上一一对应。

进一步，所述安装框架包括第一组安装列、第二组安装列和第三组安装列，所述第一组安装列、所述第二组安装列和所述第三组安装列沿所述安装框架的宽度方向排列，且所述第一组安装列、所述第二组安装列和所述第三组安装列均设有多个所述安装位，且每组安装列的所述安装位数量相同。

进一步，所述第一组安装列的端部设有所述高压箱安装位，所述第二组安装列及所述第三组安装列的所述安装位均为所述电池插箱安装位。

进一步，所述电池插箱设有第一低压接口和第二低压接口，所述高压箱设有第三低压接口，通过所述第一低压接口、所述第二低压接口和所述第三低压接口将所述高压箱和多个所述电池插箱串联。

进一步，所述第三低压接口与所述第一组安装列中和所述高压箱相邻设置的所述电池插箱的所述第二接口相连，且每组所述安装列中的多个所述电池插箱的第一低压接口和与其相邻设置的所述电池插箱的所述第二低压接口相连，以将同组所述安装列中的多个所述电池插箱串联，所述第一组安装列中位于远离所述高压箱一端的所述电池插箱的所述第一低压接口和第二组安装列中与所述高压箱相邻设置的所述电池插箱的所述第二低压接口相连，且第二组安装列中位于远离所述高压箱一端的所述电池插箱的第一低压接口和第三组安装列中与所述高压箱在纵向方向上对应的所述电池插箱的所述第二低压接口相连。

进一步，所述电池插箱设有正极接口和负极接口，所述高压箱设有第一高压接口和第二高压接口，多个所述电池插箱的所述正极接口和所述负极接口串联，位于串联后的多个所述电池插箱中两端的所述电池插箱的所述正极接口和所述负极接口分别于所述第一高压接口和所述第二高压接口相连。

进一步，所述第一高压接口和所述第二高压接口中的至少一个构造为快速插拔连接器。

进一步，所述电池插箱设有散热装置，所述散热装置用于对所述电池插箱散热。

相对于现有技术，本发明所述的储能电池簇系统具有以下优势：

本发明所述的储能电池簇系统，该储能电池簇系统内的高压箱与电池插箱能够呈阵列形状整齐排布，储能电池簇系统内线束排布整齐，以便于加工与维修。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的储能电池簇系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的储能电池簇系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的高压箱的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的电池插箱的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的高压箱的电路图；

图6是根据本发明实施例的电池插箱的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的高压箱和电池插箱串联后的电路图。

附图标记说明：

100-储能电池簇系统，1-高压箱，11-第三低压接口，12-第一高压接口，13-第二高压接口，15-对外通讯接口，16-动力输出接口，17-指示灯，18-隔离开关，19-第一电池管理单元，2-电池插箱，21-第一低压接口，22-第二低压接口，23-正极接口，24-负极接口，25-散热装置，26-第二电池管理单元，261-均衡模块，262-热管理驱动模块，263-通讯模块，27-电芯，3-安装框架，31-安装位，311-高压箱安装位，312-电池插箱安装位，32-第一组安装列，33-第二组安装列，34-第三组安装列，4-低压线束，41-第一低压线束，42-第二低压线束，43-第三低压线束，5-高压线束，51-总正高压线束，52-总负高压线束，53-安装列高压线束，54-电池插箱间高压线束。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

传统的储能电池簇由多个电池插箱和一个高压箱组成，通过将多个电池插箱相互串联以形成高压，从而形成能量单元，再将能量输入到高压箱，高压箱能够对储能电池簇系统内的电压和电流进行采集，并且能够对储能电池簇系统起到控制和保护的作用。

由于现有技术中，电池插箱与高压箱在储能电池簇系统内的排布混乱，不利于储能电池簇系统的线束排布，制造成本与维修成本高。

为此，本发明实施例设计了一种包括具有呈阵列排布的多个安装位的安装框架的储能电池簇系统，安装框架上各个安装位的结构相同，高压箱和电池插箱能够设置在安装框架内的任意安装位中，从而使得高压箱与电池插箱也能够呈阵列形状整齐排布，由此能够便于储能电池簇系统内线束的连接，使得储能电池簇系统内线束排布整齐，以便于加工与维修。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的储能电池簇系统100。

根据本发明实施例的储能电池簇系统100可以包括：高压箱1、多个电池插箱2和安装框架3。

其中，多个电池插箱2串联相连，以形成高压，从而形成能量单元，多个电池插箱2串联形成的能量单元能够输入到高压箱1，再通过高压箱1输送到外部结构处。

高压箱1设有多个连接接口，以便于高压箱1与电池插箱2之间的电连接。串联后的电池插箱2通过连接接口与高压箱1电连接，以使高压箱1能够对储能电池簇系统100内的电压和电流进行采集，并使高压箱1能够对储能电池簇系统100起到控制和保护的作用。

进一步，储能电池簇系统100还包括能够对电池插箱2和高压箱1起到固定与保护作用的安装框架3。其中，安装框架3设有呈阵列排布的多个安装位31，安装位31包括高压箱安装位311和多个电池插箱安装位312，高压箱1置于高压箱安装位311，多个电池插箱2分别置于多个电池插箱安装位312，也就是说，电池插箱2与高压箱1能够设置在安装框架3内呈阵列排布的多个安装位31中，从而使得电池插箱2与高压箱1也能够呈阵列排布，由此能够便于储能电池簇系统100内线束的连接，使得储能电池簇系统100内线束排布整齐，以便于加工与维修。

进一步，电池插箱2与电池插箱安装位312一一对应，也就是说，一个电池插箱安装位312适于对应安装一个电池插箱2，并且，高压箱安装位311与电池插箱安装位312尺寸相同，也就是说，安装框架3设置的呈阵列排布的多个安装位31中的任意一个既可以为高压箱安装位311用于安装高压箱1，也可以为电池插箱安装位312，用于安装电池插箱2，由此，对于不同的电路设计，高压箱1与电池插箱2可以选择不同的安装方式安装在安装框架3内，使得储能电池簇系统100内的电路布置更灵活。

根据本发明实施例的储能电池簇系统100，该储能电池簇系统100内的高压箱1与电池插箱2能够呈阵列形状整齐排布，储能电池簇系统100内线束排布整齐，以便于加工与维修。

如图1和图2所示，安装框架3包括多组沿纵向设置的安装列，多组安装列沿安装框架3的宽度方向依次排列，在安装列内的多个电池插箱2能够沿着纵向依次串联，在安装列中经过串联后的多个电池插箱2再与与其相邻的安装列中经过串联后的多个电池插箱2串联，由此能够将储能电池簇系统100内的所有电池插箱2串联到一起。

根据本发明的一些实施例，每组安装列包括至少两个安装位31，以使每组安装列内至少能够安装两个结构，以避免安装框架3的宽度过宽。并且，至少一组安装列中设有一个高压箱安装位311，以为高压箱1的设置预留出空间，以使高压箱1也能够设置在安装框架3内，确保储能电池簇系统100整体的结构排布规整。

参照图1和图2，每组安装列包括的安装位31数量相同，以使各组安装列的长度相同，且每组安装列中的多个安装位31沿纵向依次排布，任意两组相邻设置的安装列中的安装位31在纵向方向上一一对应。从而使得有多组安装列组成的安装框架3的各部分的长度都相同，以使安装框架3能够构成规则的矩形结构，使得安装框架3中电池插箱2和高压箱1排布规整。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，安装框架3包括第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34，第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34沿安装框架3的宽度方向排列。以使安装框架3内的安装位31能够呈阵列形状整齐排布。

在对储能电池簇系统100进行线束连接时，首先将设置在第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34内的电池插箱2依次串联，再将第一组安装列32内经过串联后的电池插箱2整体与第二组安装列33和第三组安装列34内经过串联后的电池插箱2整体串联在一起，从而将储能电池簇系统100内的所有电池插箱2串联到一起。

并且，第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34均设有多个安装位31，且每组安装列的安装位31数量相同。从而使得有第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34的长度相同，进而使得第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34组成的安装框架3的各部分的长度都相同，以使安装框架3能够构成规则的矩形结构，使得安装框架3中电池插箱2和高压箱1排布规整。

参照图1和图2，第一组安装列32的端部设有高压箱安装位311，第二组安装列33及第三组安装列34的安装位31均为电池插箱安装位312。

由此，高压箱1能够安装在安装框架3的一角，高压箱1的设置不影响电池插箱2的串联，在第一组安装列32、第二组安装列33和第三组安装列34内各个电池插箱2都能够与与其相邻的电池插箱2相互串联，在储能电池簇系统100内的所有电池插箱2串联到一起后，再与高压箱1连接在一起，线束排布更整齐，更便于加工与维修。

进一步，参照图4，电池插箱2设有第一低压接口21和第二低压接口22，高压箱1设有第三低压接口11，通过第一低压接口21、第二低压接口22和第三低压接口11将高压箱1和多个电池插箱2串联。

具体地，如图1所示，低压线束4包括：第一低压线束41、第二低压线束42和第三低压线束43。高压箱1上的第一低压线束41连接在高压箱1的第三低压接口11和在第一组安装列32上与高压箱1相邻的电池插箱2的第二低压接口22之间，第二低压线束42连接在同一安装列上相邻的两个电池插箱2的第二低压接口22与第一低压接口21之间，第三低压线束43连接在相邻的两列安装列的边沿的两个电池插箱2的第二低压接口22与第一低压接口21之间。

如图1所示，第三低压接口11与第一组安装列32中和高压箱1相邻设置的电池插箱2的第二接口相连，且每组安装列中的多个电池插箱2的第一低压接口21和与其相邻设置的电池插箱2的第二低压接口22相连，以将同组安装列中的多个电池插箱2串联，第一组安装列32中位于远离高压箱1一端的电池插箱2的第一低压接口21和第二组安装列33中与高压箱1相邻设置的电池插箱2的第二低压接口22相连，且第二组安装列33中位于远离高压箱1一端的电池插箱2的第一低压接口21和第三组安装列34中与高压箱1在纵向方向上对应的电池插箱2的第二低压接口22相连，由此，实现了高压箱1和多个电池插箱2串联。

通过这样的线束连接方式，使得储能电池簇系统100内的低压线束4能够整齐排布，并且线束不会相互缠绕，更便于加工与维修。

参照图2，高压线束5包括：总正高压线束51、总负高压线束52、安装列高压线束53和电池插箱2间高压线束54。总负高压线束52连接在高压箱1的第一高压接口12与第一组安装列32中和高压箱1相邻设置的电池插箱2的负极接口24之间，电池插箱2间高压线束54连接在每组安装列中的多个电池插箱2的正极接口23和与其相邻设置的电池插箱2的负极接口24之间，安装列高压线束53连接在相邻的两列安装列的边沿的两个电池插箱2的正极接口23与负极接口24之间。总正高压线束51连接在第三组安装列34中位于远离高压箱1一端的电池插箱2的正极接口23和高压箱1的第二高压接口13之间。

如图2所示，电池插箱2设有正极接口23和负极接口24，高压箱1设有第一高压接口12和第二高压接口13，多个电池插箱2的正极接口23和负极接口24串联，位于串联后的多个电池插箱2中两端的电池插箱2的正极接口23和负极接口24分别于第一高压接口12和第二高压接口13相连。

如图2所示，第一高压接口12与第一组安装列32中和高压箱1相邻设置的电池插箱2的负极接口24相连，且每组安装列中的多个电池插箱2的正极接口23和与其相邻设置的电池插箱2的负极接口24相连，以将同组安装列中的多个电池插箱2串联，第一组安装列32中位于远离高压箱1一端的电池插箱2的正极接口23和第二组安装列33中与其相邻设置的电池插箱2的负极接口24相连，且第二组安装列33中与高压箱1相邻的电池插箱2的正极接口23和第三组安装列34中与高压箱1在纵向方向上对应的电池插箱2的负极接口24相连，第三组安装列34中位于远离高压箱1一端的电池插箱2的正极接口23和高压箱1的第二高压接口13相连。由此，实现了高压箱1和多个电池插箱2串联。

通过这样的线束连接方式，使得储能电池簇系统100内的高压线束能够整齐排布，并且线束不会相互缠绕，更便于加工与维修。

进一步，参照图3，第一高压接口12和第二高压接口13中的至少一个构造为快速插拔连接器，以便于高压箱1与电池插箱2之间的线束连接，在安装及维护过程中，可以有效的避免人员直接碰触线束，提高了安全性。

如图4所示，电池插箱2设有散热装置25，散热装置25用于对电池插箱2散热。以避免电池插箱2内的温度过高，影响储能电池簇系统100的安全性能。

其中，散热装置25可以为风扇，以在确保散热装置25的散热效果的同时节省成本。

进一步，如图6所示，电池插箱2还包括：第二电池管理单元26和电芯27，第二电池管理单元26包括均衡模块261、热管理驱动模块262和通讯模块263，以使第二电池管理单元26能够采集电芯27的电压和温度，确保储能电池簇系统100稳定运行。

如图5所示，高压箱1还包括：第一电池管理单元19、对外通讯接口15、动力输出接口16、指示灯17和隔离开关18，其中，动力输出接口16能够连接至过程控制系统或者汇流柜的直流回路。指示灯17能够显示储能电池簇系统100的工作状态并在发生异常时告警指示。

隔离开关18也可以为短路器，在安装或者维修时，仅需通过控制操作面板的手柄，即可使储能电池簇系统100断开连接，使得人员不会受到高压伤害，实现了电气隔离，提高了安全性。高压箱1还包括直流接触器和直流熔断器，直流熔断器可以安全可靠的实现储能电池簇系统100的短路保护，由此实现了储能电池簇系统100的冗余保护。

第一电池管理单元19能够与电池插箱2内的第二电池管理单元26通讯，对储能电池簇系统100整体进行管理。高压箱1与电池插箱2之间通过外接线束实现实时通讯，线束连接在高压箱1的对外通讯接口15处。对外通讯接口15还能够实现与能量控制系统的数据通讯。并且，高压箱1还具备冗余的对外通讯接口15以与外部设备通信。高压箱1还集成有储能电池簇系统100的保护以及控制装置，以保障储能电池簇系统100安全、可靠、高效的运行。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能电池簇系统(100)，其特征在于，包括：

高压箱(1)，所述高压箱(1)设有多个连接接口；

多个电池插箱(2)，多个所述电池插箱(2)串联相连，并且通过所述连接接口与所述高压箱(1)电连接；

安装框架(3)，所述安装框架(3)设有呈阵列排布的多个安装位(31)，所述安装位(31)包括高压箱安装位(311)和多个电池插箱安装位(312)，所述高压箱(1)置于所述高压箱安装位(311)，多个所述电池插箱(2)分别置于多个所述电池插箱安装位(312)，且所述电池插箱(2)与所述电池插箱安装位(312)一一对应，且所述高压箱安装位(311)与所述电池插箱安装位(312)尺寸相同。

2.根据权利要求1所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述安装框架(3)包括多组沿纵向设置的安装列，多组所述安装列沿所述安装框架(3)的宽度方向依次排列，每组所述安装列包括至少两个所述安装位(31)，且至少一组安装列中设有一个所述高压箱安装位(311)。

3.根据权利要求2所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，每组所述安装列包括的所述安装位(31)数量相同，且每组所述安装列中的多个所述安装位(31)沿纵向依次排布，任意两组相邻设置的所述安装列中的所述安装位(31)在纵向方向上一一对应。

4.根据权利要求1所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述安装框架(3)包括第一组安装列(32)、第二组安装列(33)和第三组安装列(34)，所述第一组安装列(32)、所述第二组安装列(33)和所述第三组安装列(34)沿所述安装框架(3)的宽度方向排列，且所述第一组安装列(32)、所述第二组安装列(33)和所述第三组安装列(34)均设有多个所述安装位(31)，且每组安装列的所述安装位(31)数量相同。

5.根据权利要求4所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述第一组安装列(32)的端部设有所述高压箱安装位(311)，所述第二组安装列(33)及所述第三组安装列(34)的所述安装位(31)均为所述电池插箱安装位(312)。

6.根据权利要求4所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述电池插箱(2)设有第一低压接口(21)和第二低压接口(22)，所述高压箱(1)设有第三低压接口(11)，通过所述第一低压接口(21)、所述第二低压接口(22)和所述第三低压接口(11)将所述高压箱(1)和多个所述电池插箱(2)串联。

7.根据权利要求6所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述第三低压接口(11)与所述第一组安装列(32)中和所述高压箱(1)相邻设置的所述电池插箱(2)的所述第二接口相连，且每组所述安装列中的多个所述电池插箱(2)的第一低压接口(21)和与其相邻设置的所述电池插箱(2)的所述第二低压接口(22)相连，以将同组所述安装列中的多个所述电池插箱(2)串联，所述第一组安装列(32)中位于远离所述高压箱(1)一端的所述电池插箱(2)的所述第一低压接口(21)和第二组安装列(33)中与所述高压箱(1)相邻设置的所述电池插箱(2)的所述第二低压接口(22)相连，且第二组安装列(33)中位于远离所述高压箱(1)一端的所述电池插箱(2)的第一低压接口(21)和第三组安装列(34)中与所述高压箱(1)在纵向方向上对应的所述电池插箱(2)的所述第二低压接口(22)相连。

8.根据权利要求1所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述电池插箱(2)设有正极接口(23)和负极接口(24)，所述高压箱(1)设有第一高压接口(12)和第二高压接口(13)，多个所述电池插箱(2)的所述正极接口(23)和所述负极接口(24)串联，位于串联后的多个所述电池插箱(2)中两端的所述电池插箱(2)的所述正极接口(23)和所述负极接口(24)分别于所述第一高压接口(12)和所述第二高压接口(13)相连。

9.根据权利要求8所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述第一高压接口(12)和所述第二高压接口(13)中的至少一个构造为快速插拔连接器。

10.根据权利要求1所述的储能电池簇系统(100)，其特征在于，所述电池插箱(2)设有散热装置(25)，所述散热装置(25)用于对所述电池插箱(2)散热。

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