CN114938055A

CN114938055A - 储能柜

Info

Publication number: CN114938055A
Application number: CN202210657249.4A
Authority: CN
Inventors: 李彬; 李倩; 叶冉; 郑佳琦
Original assignee: Ningbo Beilun Rongdian New Energy Co ltd
Current assignee: Ningbo Beilun Rongdian New Energy Co ltd
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2022-08-23

Abstract

本发明公开了一种储能柜，包括：电池舱，用于设置电池簇；电气舱；能源管理系统，设置在所述电气舱内；动环系统，用于监控所述储能柜的状态信息；消防系统；所述电池舱和所述电气舱集成在所述储能柜，所述动环系统检测所述储能柜的状态信息，并根据检测结果控制所述消防系统，并通过所述能源管理系统控制所述储能柜停止充放电，并切断所述储能柜的进线电源。本发明的有益效果是：通过动环系统监测储能柜的状态信息，并通过能源管理模块控制消防系统的触发，提升储能柜的安全性和智能性。

Description

储能柜

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其是指储能柜。

背景技术

随着对太阳能、风能、生物质能等可再生清洁能源的不断开发利用，尤其是在太阳能光伏发电系统的大规模应用与发展后，小型用户侧储能已成为一种趋势，小型用户侧储能以储能柜形式较多，储能柜的必将成为一个趋势。因此设计一款方便、安全可靠的储能系统成为一个必要的课题。现有储能柜系统将电池侧和电气侧分为两个柜体，安装使用比较麻烦，且控制协调较繁琐，不利于系统的运行。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可以提升安全性能的储能柜。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种储能柜，包括电池舱，用于设置电池簇；电气舱；能源管理系统，设置在电气舱内；动环系统，用于监控储能柜的状态信息；消防系统；电池舱和电气舱集成在储能柜，动环系统检测储能柜的状态信息，并根据检测结果控制消防系统，并通过能源管理系统控制储能柜停止充放电，并切断储能柜的进线电源。

进一步的，电气舱包括储能变流器，电池簇通过储能变流器电连接至外界电源。

进一步的，储能变流器包括第一状态和第二状态，第一状态设置为将市电的交流电转化为直流电，第二状态设置为将电池簇的直流电转化为交流电。

进一步的，储能柜还包括不间断电源，不间断电源设置在电气舱，不间断电源用于储能柜断电的应急情况下的电源供应。

进一步的，动环系统包括温湿度传感器、烟雾传感器和水浸传感器；温湿度传感器、烟雾传感器和水浸传感器用于监测储能柜的工作环境；

进一步的，储能柜还包括空调，空调电连接至能源管理系统，能源管理系统设置有温度阈值Q1，储能柜的温度大于Q1时，空调开启。

进一步的，电池管理系统电连接至电池簇，电池管理系统用于监测电池簇的电压、温度、剩余电量和性能状态。

进一步的，储能柜还包括存储模块，能源管理系统连接至存储模块，并将信息传输至存储模块。

进一步的，储能柜还设置有云端服务器和数据传输模块，存储模块通过数据传输模块将信息传输至云端服务器。

进一步的，储能柜还包括高压电箱，高压电箱设置在电气舱，高压电箱连接至电池簇，通过高压电箱保护电池簇。

本发明的有益之处在于：通过能源管理系统控制储能柜的充放电过程，并在紧急情况下自动断电并保存储能柜数据，增加了储能柜的安全性，提升了储能柜信息保留的完整性。

附图说明

图1为本申请实施方式中储能柜的示意图。

图2为本申请实施方式中储能柜的模块示意框图。

图3为本申请实施方式中储能柜充电过程的示意图。

图4为本申请实施方式中储能柜放电过程的示意图。

图5为本申请实施方式中储能柜应急状态的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种储能柜100包括电池舱11和电气舱12，电池舱11和电气舱12之间设置有隔板13，通过隔板13将电池舱11和电气舱12隔离，当储能柜100发生安全事故时，避免事故在电池舱11和电气舱12之间互相蔓延。此外，隔板13上设置有隔热棉，防止电池舱11和电气舱12的温度偏差过大，从而提升了储能柜100的安全性。为了清楚地说明本申请的技术方案，还定义了如图1所示的左侧、右侧、上侧、下侧。

如图1和图2所示，作为一种实现方式，电池舱11包括电池簇111、电池管理系统112和消防系统113。电气舱12包括不间断电源121、储能变流器122、能源管理系统123、存储模块124、数据传输模块125、显示模块126、动环系统127和高压箱128。进一步的，通过能源管理系统123控制电池簇111的充电和放电，并通过电池管理系统112检测电池簇111的工作状况，并将电池簇111的工作状况显示在显示模块126上，使检测人员可以对储能柜100工作状态进行实时监控。此外，通过动环系统127对储能柜100的状态信息进行监控。其中，储能柜100的状态信息包括温度、湿度和水浸等情况，当温度、湿度或水浸情况超出设定的安全阈值时，能源管理系统123发出信号，对储能柜100进行降温、通风和发出报警提示。消防系统113电连接至能源管理系统123，当消防系统113启动时，消防系统113向能源管理系统123发送报警信号，并通过能源管理系统123切断储能变流器122和市电的连接。通过上述设置，通过动环系统127实时监测储能柜100的工作环境状况，提升了储能柜100的安全性。

作为一种实现方式，电池簇111至少部分设置在电池舱11，电池簇111为储能系统核心元器件，存储或输出电能。在本实施方式中，电池簇111可以设置为磷酸铁锂电池簇111，此外，电池簇111还可以设置为其他类型的电池簇111，从而满足储能柜100的工作需求。电池管理系统112至少部分设置在电池舱11，电池管理系统112电连接至电池簇111。通过电池管理系统112监控电池簇111的状态，其中，电池簇111的状态包括电池簇111的电压、温度、剩余电量和性能状态，防止电池簇111出现过充电和过放电的情况，延长电池簇111的使用寿命。

作为一种实现方式，不间断电源121设置在电气舱12，且不间断电源121设置在电气舱12的上侧，从而避免电气舱12内积液对不间断电源121造成影响。不间断电源121连接至储能变流器122，并且不间断电源121靠近储能变流器122设置，从而减小不间断电源121的布置难度，避免不间断电源121和储能变流器122连接时的走线紊乱，提升储能柜100的美观性。此外，不间断电源121电连接至能源管理系统123，不间断电源121还电连接至数据传输模块125。当市电正常输入时，不间断电源121用于将市电稳压后供应给电气舱12内的各种电气元件使用；当市电中断时，通过不间断电源121将电池簇111输出的直流电转化为交流电，并将交流电传输至能源管理系统123，保证能源管理系统123正常工作，避免数据丢失以及损坏，提升了储能柜100的应对突发情况的应急能力。

作为一种实现方式，储能变流器122设置在电气舱12，储能变流器122的一端电连接至电池簇111，储能变流器122的另一端电连接至电气舱12内的各种电气元器件。通过储能变流器122控制电池簇111的充电和放电过程。具体的，当电池簇111充电或放电时，通过不间断电源121进行交流电和直流电的变换。作为另一种实现方式，当市电中断的情况下，储能变流器122可以直接为交流负荷供电。在本实施方式中，储能变流器122包括第一状态和第二状态，第一状态设置为储能变流器122将交流电转化为直流电，第二状态设置为储能变流器122将直流电转化为交流电。如图3所示，当储能柜100进行充电过程时，储能变流器122处于第一状态，通过储能变流器122将直流电输送至电池簇111；如图4所示，当电池簇111向电气舱12内的各种电气元器件提供电流时，电池簇111通过储能变流器122连接至电气舱12内的各种电气元器件，储能变流器122处于第二状态。可以理解的，当电池簇111和储能变流器122集成设置在储能柜100时，市电通过储能变流器122输送至电池簇111，减少了储能柜100的与外界的连接口，减小了储能柜100的设置难度，同时，避免了储能柜100与外界连接时的线路紊乱，提升了储能柜100的美观性。通过上述设置，储能变流器122为储能柜100提供可靠稳定的电源，避免电气舱12内的各种电气元器件损坏。

作为一种实现方式，能源管理系统123设置在电气舱12，用于控制存储模块124、数据传输模块125和动环系统127。能源管理系统123电连接至电池管理系统112，能源管理系统123还电连接至储能变流器122，通过能源管理系统123控制电池簇111的充电和放电进程。具体的，当电池管理系统112发出高温指示信号时，能源管理系统123接收到该指示信号，并向储能变流器122发出控制信号，储能变流器122接收到控制信号后，停止对电池簇111的充电进程。通过上述设置，提升了储能柜100控制充电和放电过程的智能性、可控性和安全性。具体的，能源管理系统123可以根据不同用户的用电规律，合理地、有计划地安排和组织各类用户的用电时间，从而使发电水平和用电水平趋于平衡。

作为一种实现方式，存储模块124设置在电气舱12，存储模块124用于存储电池簇111的信息、电池管理系统112的检测记录和能源管理系统123的检测记录等重要信息。当储能柜100发生电路异常或消防系统113启动时，通过不间断电源121给电池管理系统112供电，电池管理系统112将信息传输至存储模块124。同时，不间断电源121给能源管理系统123供电，能源管理系统123将信息传输至存储模块124。通过上述设置，当储能柜100发生电路异常或消防系统113启动时，避免重要信息丢失。作为另一种实现方式，储能柜100还设置有云端服务器，存储模块124电连接至数据传输模块125，存储模块124通过数据传输模块125将信息传输至云端服务器。其中，数据传输模块125与云端服务器的连接方式可以设置为：蓝牙连接、WiFi连接、ZigBee连接等短距离无线通信连接方式中的任意一种；数据传输模块125与云端服务器也可以通过4G/5G网络进行连接。当储能柜100发生电路异常情况时，能源管理系统123发出信号，将存储模块124的信息通过数据传输模块125发送至移动终端。通过上述设置，当储能柜100发生电路异常时，防止储能柜100的数据丢失与损坏，从而提升了储能柜100对突发事件的应对能力，以及增加了保存信息的完整性。

作为一种实现方式，显示模块126设置在电气舱12，显示模块126至少部分电连接至能源管理系统123，能源管理系统123将电池簇111的参数信息集成显示在显示模块126，便于检测人员对储能柜100的工作状况进行判断和维修。显示模块126还电连接至动环系统127，动环系统127将电池舱11和/或电气舱12内的温度、湿度和水浸状况等信息传输至显示模块126，从而便于检修人员对储能柜100的工作环境进行优化，提升了储能柜100的安全性。

数据传输模块125设置在电气舱12，在本实施方式中，数据传输模块125设置为一个路由器，通过路由器实现储能柜100的信息和云端服务器的信息交互。

作为一种实现方式，动环系统127包括水浸传感器1271、温湿度传感器1272和烟雾传感器1273。其中，烟雾传感器1273设置在电池舱11内，且烟雾传感器1273设置在电池舱11的最上侧，烟雾传感器1273电连接至能源管理系统123。当电池簇111起火产生烟雾时，烟雾传感器1273检测到烟雾信号时，烟雾传感器1273发送信号至能源管理系统123，能源管理系统123控制储能变流器122停止对电池簇111的充电/放电，同时，储能变流器122切断与市电的连接。

水浸传感器1271设置在电池舱11内，且水浸传感器1271设置在电池舱11的最下侧。通过水浸传感器1271检测储能柜100的范围内是否发生漏水，当储能柜100发生漏水现象时，水浸传感器1271发出警报，从而防止漏水事故对储能柜100造成损害。

温湿度传感器1272可以设置在电池舱11，温湿度传感器1272也可以设置在电气舱12，具体的，可以根据储能柜100的布置需求进行调整。在本实施方式中，温湿度传感器1272设置在隔板13上，且靠近电气舱12的一侧。温湿度传感器1272电连接至能源能源管理系统123，能源能源管理系统123中设置有储能柜100的温度阈值Q1和湿度阈值Q2。当储能柜100内的温度小于等于温度阈值Q1时，储能柜100正常工作，当储能柜100内的温度大于温度阈值Q1时，温度传感器向能源管理系统123发出报警信号，能源管理系统123控制储能变流器122停止对电池簇111的充电/放电，同时，储能变流器122切断与市电的连接。当储能柜100内的湿度小于等于湿度阈值Q2时，储能柜100正常工作，当储能柜100内的湿度大于湿度阈值Q2时，湿度传感器向能源管理系统123发出报警信号，能源管理系统123控制储能变流器122停止对电池簇111的充电/放电，同时，储能变流器122切断与市电的连接。通过上述设置，从而减小储能柜100的安全隐患，提升了储能柜100的安全性。

在本实施方式中，储能柜100内还设置有空调(图中未示出)，空调电连接至能源能源管理系统123，通过能源能源管理系统123控制空调的开启和关闭，从而调节储能柜100工作时的环境温度和环境湿度。具体的，空调包括第三状态和第四状态，第三状态设置为空调开启对储能柜100进行制冷效果，第四状态设置为空调关闭的状态。当储能柜100内的温度大于温度阈值Q1时，空调处于第三状态，直至储能柜100内的温度小于等于Q1时，空调处于第四状态。通过上述设置，优化了储能柜100的工作环境，防止储能柜100因环境温度过高或环境湿度过高，对储能柜100内的电子零部件造成损坏，提升了储能柜100的使用寿命。

如图5所示，作为一种实现方式，消防系统113设置在电池舱11内，且消防系统113设置在电池舱11的最上端。具体的，消防系统113设置为气溶胶消防设备，此外，消防系统113还可以设置为七氟丙烷消防设备。进一步的，还可以采用无热源启动的消防系统113中的任意一种。通过上述设置，当电池簇111起火时，可以实现消防系统113的自动启动，从而提升了储能柜100的安全性。此外，消防系统113电连接至能源管理系统123，当电池簇111起火时，消防系统113向能源管理系统123发送信号，并通过能源管理系统123控制储能变流器122、存储模块124和数据传输模块125。具体的，切断储能变流器122与外界的连接，且停止向电池簇111进行充电或放电。通过能源管理系统123控制存储模块124将储能柜100的信息通过数据传输模块125传输至云端服务器，从而避免储能柜100的信息丢失，减小因电池簇111起火造成的损失。

作为一种实现方式，储能柜100还包括高压箱128，高压箱128设置在电气舱12内，且高压仓设置在沿储能柜100的上下方向延伸的最上端，从而避免水汽对高压箱128的影响。具体的，高压箱128电连接至电池簇111，高压箱128设置有电池簇111端的电流阈值K，当输入电池簇111端的电流大于K时，高压箱128切断电池簇111和储能变流器122之间的连接；作为另一种实现方式，当电池簇111端发生漏电现象时，高压箱128切断电池簇111和储能变流器122之间的连接。通过上述设置，通过高压箱128保护电池簇111端的安全，避免因电池簇111端输入的电流过大导致电池簇111损坏，从而提升了储能柜100的使用寿命。

可以理解的，储能柜100包括直流侧和交流侧，其中直流侧设置为电池簇111端，即通过储能变流器122将市电的交流电转化为直流电并储存在电池簇111中；交流侧设置为电气舱12内的各种电气元器件，即通过储能变流器122将电池簇111的直流电转化为交流电，并输送至电气舱12内的各种电气元器件。在本发明将储能柜100的直流侧和交流侧集成在储能柜100所形成的容纳空间内，当外界对储能柜100进行供电时，只需将市电连接至储能变流器122，从而实现对电池簇111的充电功能和对电气舱12内的各种电气元器件的供电。通过上述设置，减少了储能柜100的体积，提升了储能柜100设置时的便捷性和美观性。此外，储能柜100通过电池管理系统112监测电池簇111的工作状态，并通过动环系统127监测储能柜100内的环境状态，当储能柜100发生异常时，通过消防系统113和能源管理系统123的配合，共同实现了储能柜100的安全检测以及安全应急功能，提升了储能柜100的安全性能。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种储能柜，包括：

电池舱，用于设置电池簇；

电气舱；

能源管理系统，设置在所述电气舱内；

动环系统，用于监控所述储能柜的状态信息；

消防系统；

其特征在于，

所述电池舱和所述电气舱集成在所述储能柜，所述动环系统检测所述储能柜的状态信息，并根据检测结果控制所述消防系统，并通过所述能源管理系统控制所述储能柜停止充放电，并切断所述储能柜的进线电源。

2.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，

所述电气舱包括储能变流器，所述电池簇通过所述储能变流器电连接至外界电源。

3.根据权利要求2所述的储能柜，其特征在于，

所述储能变流器包括第一状态和第二状态，所述第一状态设置为将所述市电的交流电转化为直流电，所述第二状态设置为将所述电池簇的直流电转化为交流电。

4.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，

所述储能柜还包括不间断电源，所述不间断电源设置在所述电气舱，所述不间断电源用于所述储能柜断电的应急情况下的电源供应。

5.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，

所述动环系统包括温湿度传感器、烟雾传感器和水浸传感器；所述温湿度传感器、所述烟雾传感器和所述水浸传感器用于监测所述储能柜的工作环境。

6.根据权利要求5所述的储能柜，其特征在于，

所述储能柜还包括空调，所述空调电连接至所述能源管理系统，所述能源管理系统设置有温度阈值Q，所述储能柜的温度大于Q时，所述空调开启。

7.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，

所述电池管理系统电连接至所述电池簇，所述电池管理系统用于监测所述电池簇的电压、温度、剩余电量和性能状态。

8.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，

所述储能柜还包括存储模块，所述能源管理系统连接至所述存储模块，并将信息传输至所述存储模块。

9.根据权利要求8所述的储能柜，其特征在于，

所述储能柜还设置有云端服务器和数据传输模块，所述存储模块通过所述数据传输模块将信息传输至所述云端服务器。

10.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，

所述储能柜还包括高压电箱，所述高压电箱设置在所述电气舱，所述高压电箱连接至所述电池簇，通过所述高压电箱保护所述电池簇。