CN116315372A - 一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统。其中，箱体包括四个立柱、三个侧板、隔板、底板和密封门。三个侧板、隔板及底板经四个立柱固定并与密封门围合形成闭合式的第二容纳区，四个立柱及隔板相围合形成开放式的第一容纳区。本申请提供的箱体通过降低隔板的高度形成凹陷型开放式的第一容纳区用于容纳储能装置的外置组件，不仅可以提高储能装置的散热效率，还可以保证储能装置的整体尺寸的标准化，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。

Description

一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统
技术领域
本申请涉及电化学储能领域，具体设计一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统。
背景技术
建设电化学储能电站通常需要集中布置大量的电化学储能装置，现有的储能装置为了方便运输和集中布置通常采用集箱体作为载体。
现有的一部分储能装置的箱体采用单层空间，电池模块、温控模块等电气组件以及换热组件都布置于同一空间。相应的，储能装置的箱体内部的热量过多，不利于储能装置的散热和整体效率。另外，箱体需要设置多个散热或连通窗口，不利于防尘、防水等安全防护。电池模块可装容量较少的问题。
现有的一部分储能装置将换热组件安装于箱体外部，换热组件安装于箱体外部的储能装置的体积大于标准集装箱。然而，储能系统通常需要集中布置大量储能装置，从而导致储能装置的箱体的相邻排列或上下层叠需要占用更大的空间或土地面积，从而降低储能系统的储能密度，并且增加储能系统的建设成本，不利于电化学储能产业的大规模推广。
发明内容
本申请提供了一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统，通过凹陷型开放式的第一容纳区放置储能装置的外置组件，可以提高储能装置的散热能力和安全防护能力，而且可以提高储能系统的储能密度且降低建设成本。
第一方面，本申请提供一种用于储能装置的箱体。箱体包括四个立柱、三个侧板、隔板、底板和密封门。隔板与底板沿箱体的高度方向相对设置，两个侧板沿箱体的长度方向相对设置，另一个侧板与密封门沿箱体的宽度方向相对设置，沿箱体的高度方向每个立柱的高度大于隔板的高度。其中，三个侧板、隔板及底板经四个立柱固定并与密封门围合形成闭合式的第二容纳区，四个立柱及隔板相围合形成开放式的第一容纳区。第一容纳区和所述第二容纳区沿箱体的高度方向层叠排列。两个所述侧板。沿箱体的长度方向第一容纳区或第二容纳区的长度等于沿箱体的长度方向相对设置的两个侧板之间的距离，沿箱体的高度方向隔板与底板之间的距离小于每个立柱的高度。
本申请提供的箱体包括上下分层设置的开放式的第一容纳区和闭合式的第二容纳区，可以降低开放式的第一容纳区内组件的热量对闭合式的第二容纳区内组件的影响，从而提高储能装置的散热效率。另外，本申请提供的箱体通过降低隔板的高度形成凹陷型开放式的第一容纳区用于容纳储能装置的外置组件，相对于现有储能装置的箱体，不仅便于储能装置的外置组件的放置还可以保证箱体整体尺寸的标准化，有利于减少箱体的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
一种实现方式中，第二容纳区包括第一容纳腔和第二容纳腔，沿箱体的长度方向第一容纳腔和第二容纳腔相邻排列，沿箱体的高度方向第一容纳腔高度或第二容纳腔的高度中至少一个等于第二容纳区的高度。
本申请提供的箱体中第二容纳区仅仅设置纵向相邻排列的第一容纳腔和第二容纳腔，相对于现有的储能装置的箱体中利用通道或间隙区分多个空间的方式，不仅可以更充分地利用第二容纳区的空间，而且有利于分腔进行布置、维护工作从而减少工作时间。例如，第一容纳腔用于放置电池模块，第二容纳腔可用于放置功率模块和温控模块。相应的，对第一容纳腔中电池模块的布置或维护工作和对第二容纳腔中功率模块和温控模块的布置或维护工作可以互不影响且同时开展，从而提高储能装置的布置和维护效率。
一种实现方式中，第一容纳腔的体积大于第二容纳腔的体积。其中，沿箱体的长度方向第一容纳腔的长度大于第二容纳腔的长度，沿箱体的长度方向第一容纳腔的长度与第二容纳腔的长度之和等于第二容纳区的长度。
本申请提供的箱体中第二容纳区仅仅设置纵向相邻排列的第一容纳腔和第二容纳腔，相对于现有的储能装置的箱体中利用通道或间隙区分多个空间的方式，不仅可以更充分地利用第二容纳区的空间，而且有利于分腔进行布置、维护工作从而减少工作时间。例如，第一容纳腔用于放置电池模块，第二容纳腔可用于放置功率模块和温控模块。相应的，对第一容纳腔中电池模块的布置或维护工作和对第二容纳腔中功率模块和温控模块的布置或维护工作可以互不影响且同时开展，从而提高储能装置的布置和维护效率。
一种实现方式中，第二容纳区包括多个电池架，沿箱体的长度方向多个电池架依次相邻排列，多个电池架中任意相邻的两个电池架沿箱体长度方向的间距相同，多个电池架沿箱体长度方向的第一个或最后一个电池架用于区隔第一容纳腔和第二容纳腔。其中，第一个或最后一个电池架与其相邻侧板的间距等于相邻的两个电池架的间距。每个电池架的进深可为1700～2200mm。
本申请提供的箱体中利用多个电池架区隔第一容纳腔和第二容纳腔，相对于现有的储能箱体中使用隔离墙或间隙区隔多个空间，可以更充分地利用第二容纳区域的空间，从而提高箱体内可以容纳的电池数量。另外，利用电池架区隔第一容纳腔和第二容纳腔，还可以在第二容纳腔中布置电池。例如，第一容纳腔用于放置电池，第二容纳腔可用于放置功率模块和温控模块。功率模块和温控模块只占用第二容纳腔一部分时，第二容纳腔的其它部分也可以用于布置电池。相应的，相对于现有的储能装置的箱体，本申请提供的箱体可以容纳更多的电池。
一种实现方式中，密封门包括至少两个，至少两个密封门沿箱体的长度方向排列。其中，至少两个密封门中一个密封门用于闭合第二容纳腔，至少两个密封门中其他密封门用于闭合第一容纳腔。
本申请提供的箱体中第一容纳腔和第二容纳腔分别设置纵向开启的密封门，第一容纳腔和第二容纳腔可以分开布置或维护，开启第一容纳腔或第二容纳腔的密封门不会影响另一容纳腔放置的组件，从而可以提高维护工作的便利性和储能装置的安全防护能力。
一种实现方式中，箱体与标准集装箱的长度、宽度和高度相同。标准集装箱有多种规范，箱体可以是任意规范的标准集装箱。例如，箱体的长度为6058mm，箱体的宽度为2438mm，箱体的高度为2438～4150mm。本申请提供的箱体与标准集装箱体的尺寸相同，不仅便于储能装置的运输，并且有利于多个箱体的层叠或相邻排列。
一种实现方式中，每个立柱的高度等于标准集装箱的高度。本申请提供的箱体中立柱的高度等于标准集装箱的高度且隔板的高度低于立柱的高度从而形成凹陷型的第一容纳区，即使第一容纳区放置外置组件也不会导致储能装置的整体高度超过标准集装箱的高度，从而保证储能装置的体积的标准化，有利于减少储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
一种实现方式中，箱体可包括一个或多个加强梁，每个加强梁与箱体的长度或宽度方向相平行，每个加强梁用于固定连接两个立柱，沿箱体的高度方向每个加强梁设置于隔板的上方。其中，一个或多个加强梁、四个立柱及底板相围合形成第一容纳区域。
本申请提供的箱体通过设置与箱体宽度或长度方向平行的加强梁，不仅有利于提高箱体的整体结构强度，还可以用于防护第一容纳区域内放置的外置组件，如换热组件。
第二方面，本申请提供一种储能装置。储能装置包括换热组件、电气组件及如第一方面及上述实现方式中任一项的箱体，第一容纳区用于放置换热组件，第二容纳区用于放置电气组件。其中，沿箱体的高度方向第一容纳区位于第二容纳区的上方且第一容纳区的高度小于第二容纳区的高度，沿箱体的高度方向换热组件的高度小于或等于第一容纳区的高度。
本申请的储能装置利用开放式的第一容纳区放置尺寸相对较小的换热组件、并利用闭合式的第二容纳区放置电气组件，从而降低了换热组件的热量对电气组件的影响，从而提高了储能装置的散热性能。另外，本申请提供的储能装置将电气组件放置于闭合式的第二容纳区域，可以减少箱体的连通或维护窗口，从而提高储能装置的安全防护能力。并且，本申请提供的储能装置通过设置凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，不仅便于换热组件的外置而且可以保证储能装置整体尺寸的标准化，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
一种实现方式中，电气组件包括多列电池模块，每列电池模块包括多个电池模块，每列电池模块中多个电池模块沿箱体的高度方向层叠排列于第一容纳腔。
本申请的储能装置中每列电池模块的多个电池模块集中布置于第一容纳腔，不仅可以更充分地利用第一容纳区的空间，而且可以提高储能装置的预制化率，并且便于对电池模块的维护工作。
一种实现方式中，电气组件包括功率模块和温控模块，功率模块和温控模块沿箱体的高度方向温控模块与功率模块层叠排列于第二容纳腔。
本申请的储能装置中功率模块和温控模块集中布置于第二容纳腔，不仅可以更充分地利用第二容纳区的空间，而且可以提高储能装置的预制化率，并且便于对功率模块和温控模块的维护工作。
一种实现方式中，隔板包括第一连通孔和第二连通孔。其中，第一连通孔设于第一容纳腔的上方，换热组件的热交换管道穿过第一连通孔进入第一容纳腔。第二连通孔设于第二容纳腔的上方，换热组件与温控模块之间的连接线缆穿过第二连通孔。
本申请提供的储能装置中通过隔板的两个连通孔分别连通电气组件和换热组件，可以减少箱体侧板的连通或维护窗口，从而提高储能装置的安全防护能力。
一种实现方式中，换热组件的壳体沿箱体的高度方向的上表面与隔板的距离等于或小于第一容纳区域的高度，换热组件的壳体沿箱体的宽度方向的两侧表面的距离等于或小于第一容纳区域的宽度，换热组件的壳体沿箱体的长度方向的两侧表面的距离等于或小于第一容纳区域的长度。或者，换热组件的壳体沿箱体的高度方向的上表面与箱体底部的距离等于或小于箱体的高度。
本申请提供的储能装置通过设置凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，不仅便于换热组件的外置，而且可以保证换热组件不露出于储能装置外侧或上侧，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
第三方面，本申请提供一种储能系统。储能系统包括多个如第二方面及第二方面中上述实现方式中任一项的储能装置，每个储能装置的换热组件包括出风口和进风口。其中，换热组件的出风口和进风口朝向储能装置的箱体高度方向，多个储能装置沿储能装置的箱体长度或宽度方向相邻排列，相邻两个储能装置的箱体之间的间隙小于换热组件的长度、高度或宽度。或，换热组件的出风口和进风口朝向储能装置的箱体宽度或长度方向，多个储能装置沿储能装置的箱体高度方向层叠排列，相邻两个储能装置的箱体之间的间隙小于换热组件的长度、高度或宽度。
本申请提供的储能系统中多个储能装置采用凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，可以保证换热组件不露出于储能装置外侧或上侧，从而减少层叠或相邻排列的两个多个储能装置所需的间隙，从而减少储能系统所需的空间或所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
一种实现方式中，换热组件包括壳体和换热板，壳体用于容纳换热板。其中，进风口设于壳体沿储能装置的箱体长度或宽度方向的侧部，换热板与隔板倾斜设置。或，进风口设于壳体沿储能装置的箱体高度方向的顶部，换热板与隔板平行设置。
本申请提供的储能系统中多个储能装置的换热组件可以可灵活地根据层叠或相邻布置的需求设置换热组件的进风口和出风口的位置，从而更方便储能装置的并箱组装。并且，本申请提供的储能系统中多个储能装置的换热组件可以相应地设置换热板与隔板的相对位置，从而提高单个储能装置以及整个储能系统的散热能力。
一种实现方式中，换热器为液冷换热器，液冷换热器与电池模块的液冷管道连接。液冷相对风冷可在放置电池模块的第二容纳区内实现无风道设计，节省空间可容纳更多电池，大幅减少系统非电芯度电成本。
一种实现方式中，箱体的角部设有角件结构。通过设置角件结构，可实现海运自堆叠运输，减少海运成本，并可保护储能装置的箱体在运输过程中不被损伤。
附图说明
图1为本申请实施例提供的箱体的一种示意图；
图2为本申请实施例提供的箱体的另一种示意图；
图3为本申请实施例提供的一种箱体的另一示意图；
图4为本申请实施例提供的一种箱体的另一示意图；
图5为本申请实施例提供的储能装置的一种示意图；
图6为一种电池模块的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的储能装置中一种换热组件的示意图；
图8为本申请实施例提供的储能装置中另一种换热组件的示意图；
图9为本申请实施例提供的储能系统的一种示意图。
附图标记：
10-箱体；01-第一容纳区；02-第二容纳区；021-第一容纳腔；022-第二容纳腔；
11-底板；12-侧板；13-密封门；14-隔板；15-电池架；16-角件结构；121-第一侧板；122-第二侧板；123-第三侧板；131-间隔柱；132-立柱；141-第一连通孔；142-第二连通孔；
133-加强梁；134-第一加强梁；135-第二加强梁；136-横梁；137-辅助加强梁；
20-电池模块；30-换热组件；40-功率模块；50-温控模块；
31-壳体；311-壳体顶部；312-壳体侧部；313-壳体侧部；32-制冷模块；33-换热板；34-进风口；35-出风口。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
其中，本申请各实现方式中描述或限定的长、宽、高等数据以及垂直、平行、等于、大于或小于等情况，均应理解为符合工程测量误差范围内的数值或情况。
工商业储能场景和电站储能场景的储能系统中储能装置通常包括箱体、电池模块和换热组件。现有储能装置的箱体一般仅包括单个容纳空间。换热组件设于箱体的内部，则会造成箱体内部的发热增加且需要在箱体开设连通窗口，从而影响储能装置的散热性能和安全防护能力。换热组件设于箱体的外部，则会增加单个储能装置的占地面积且造成各个储能装置的整体尺寸不统一，不利于多个储能装置的集中布置。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种用于储能装置的箱体和储能装置、储能系统，通过凹陷型开放式的第一容纳区放置储能装置的外置组件，可以提高储能装置的散热能力和安全防护能力，而且可以提高储能系统的储能密度且降低建设成本。
本申请实施例提供的储能装置包括箱体10、电气组件和换热组件30。其中，电气组件包括多个电池模块20、功率模块40和温控模块50。电池模块20用于充电或放电。换热组件30用于为储能装置散热。功率模块40用于利用外部电源对电池模块20充电或接收电池模块20的放电向负载供电。温度模块50用于根据储能装置的发热情况控制换热组件30对储能模块散热。
图1为本申请实施例提供的箱体的一种示意图。如图1所示，箱体10包括底板11、三个侧板12、密封门13、隔板14和四个立柱132。其中，隔板14与底板11沿箱体10的高度方向相对设置。两个侧板12沿箱体10的长度方向相对设置，另一个侧板12与密封门13沿箱体10的宽度方向相对设置。
本申请实施例中，四个立柱132及隔板14相围合形成开放式的第一容纳区01，三个侧板12、隔板14及底板11经四个立柱132固定并与密封门13围合形成闭合式的第二容纳区02。第一容纳区01和第二容纳区02沿箱体10的高度方向层叠排列。
本申请实施例中，沿箱体10的长度方向第一容纳区01或第二容纳区02的长度等于沿箱体10的长度方向相对设置的两个侧板12之间的距离，沿箱体10的高度方向隔板14与底板11之间的距离小于每个立柱132的高度。
本申请实施例中，沿箱体10的高度方向每个立柱132的高度大于隔板14的高度。沿箱体10的高度方向每个立柱132的高度大于第一容纳区01的高度或第二容纳区02的高度。或者，沿箱体10的高度方向每个立柱132的高度大于第一容纳区01的高度和第二容纳区02的高度之和。
本申请实施例中，第一容纳区01用于放置换热组件30，第二容纳区02用于放置电气组件。
本申请实施例提供的箱体10包括上下分层设置的开放式的第一容纳区01和闭合式的第二容纳区02，可以降低开放式的第一容纳区01中外置组件的热量对闭合式的第二容纳区02的影响，从而提高储能装置的散热效率。另外，本申请提供的箱体10通过降低隔板14的高度形成凹陷型开放式的第一容纳区01用于容纳储能装置的外置组件，相对于现有储能装置的箱体，不仅便于储能装置的外置组件的放置还可以保证储能装置整体尺寸的标准化，有利于减少箱体的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
如图1所示，第二容纳区02包括第一容纳腔021和第二容纳腔022，沿箱体10的长度方向第一容纳腔021和第二容纳腔022相邻排列，沿箱体10的高度方向第一容纳腔021的高度或第二容纳腔022的高度中至少一个等于第二容纳区02的高度。
如图1所示，沿箱体10的长度方向第一容纳腔021的长度大于第二容纳腔的长度22，沿箱体10的长度方向第一容纳腔021的长度与第二容纳腔022的长度之和等于第二容纳区02的长度。
本申请提供的箱体10中第二容纳区02仅仅设置纵向相邻排列的第一容纳腔021和第二容纳腔022，相对于现有的储能装置的箱体中利用通道或间隙区分多个空间的方式，不仅可以更充分地利用第二容纳区02的空间，而且有利于分腔进行布置、维护工作从而减少工作时间。例如，第一容纳腔021用于放置电池模块，第二容纳腔022可用于放置功率模块40和温控模块50。相应的，对第一容纳腔中电池模块20的布置或维护工作和对第二容纳腔中功率模块40和温控模块50的布置或维护工作可以互不影响且同时开展，从而提高储能装置的布置和维护效率。
如图1所示，箱体10包括多个电池架15，多个电池架15沿箱体10的长度方向依次间隔排列，多个电池架15中任意相邻的两个电池架15沿箱体10长度方向的间距相同，多个电池架15沿箱体10长度方向的第一个或最后一个电池架15用于区隔第一容纳腔021和第二容纳腔022。本申请实施例中，第一容纳区01用于放置电池模块20，第二容纳区02用于放置功率模块40和温控模块50。
本申请提供的箱体10利用电池架15区隔第一容纳腔021和第二容纳腔022，相对于现有的储能箱体中使用隔离墙或间隙区隔多个空间，可以更充分地利用第二容纳区域02的空间，从而提高箱体10可以容纳的电池模块的数量。另外，利用电池架15区隔第一容纳腔021和第二容纳腔022，还可以在第二容纳腔022中布置电池模块20。例如，第一容纳腔021用于放置电池模块20，第二容纳腔022可用于放置功率模块40和温控模块50。功率模块40和温控模块50只占用第二容纳腔022一部分时，第二容纳腔022的其它部分也可以用于布置电池模块20。相应的，相对于现有的储能装置的箱体，本申请提供的箱体可以容纳更多的电池模块20。
一种实施例中，箱体10包括多个间隔柱131，多个间隔柱131用于支撑隔板14及放置于隔板14的外置组件。多个间隔柱131沿箱体10的长度方向依次间隔排列，多个间隔柱131分别固定于底板11与隔板14之间。每个间隔柱131与一个电池架15相对应，每个间隔柱131与一个电池架15沿箱体10的宽度方向的投影相重叠。示例性的，隔板14用于放置储能装置的换热组件30。本申请提供的箱体通过设置与多个电池架15分别对应的多个间隔柱131，不仅可以提高箱体10的稳固性，且不占用第二容纳区02的空间。
一种实施例中，箱体10包括一个密封门13，一个密封门13用于闭合第一容纳腔021和第二容纳腔022。本申请提供的箱体10中密封门13用于闭合第一容纳腔021和第二容纳腔022，同时设置开放式的第一容纳区01用于放置外置组件，对外置组件的维护工作不会影响被密封门13闭合的第一容纳腔021和第二容纳腔022内的组件，从而可以提高储能装置的维护便利性和安全防护能力。
一种实施例中，箱体10包括多个密封门13。示例性的，箱体10包括至少两个密封门13，至少两个密封门13沿箱体10的长度方向排列。其中，至少两个密封门13中一个密封门13用于闭合第二容纳腔022，至少两个密封门13中其他密封门13用于闭合第一容纳腔021。
本申请提供的箱体10中第一容纳腔021和第二容纳腔022分别设置纵向开启的密封门13，第一容纳腔021和第二容纳腔022可以分开布置或维护，仅开启第一容纳腔021密封门13或第二容纳腔022的密封门13不会影响另一容纳腔放置的组件，从而可以提高储能装置的维护便利性和安全防护能力。
本申请实施例中，箱体10和标准集装箱的长度、宽度和高度相同。每个立柱132的高度等于标准集装箱的高度。可以理解的是，标准集装箱包括多种规格，每种规格的标准集箱具有特定的长宽高尺寸。本申请实施例中，箱体10的长宽高尺寸对应其中一种标准集装箱的长宽高尺寸规格。例如，箱体10的长宽高尺寸可以是20尺标准集装箱、40尺标准集装箱、20尺高柜或40尺高柜中的一种。示例性的，箱体的长度为6058mm，箱体的宽度为2438mm，箱体的高度为2438～4150mm。本申请提供的箱体10与标准集装箱体的尺寸相同，不仅便于储能装置的运输，并且有利于多个箱体的层叠或相邻排列。
本申请实施例中，每个立柱132的高度等于标准集装箱的高度。本申请提供的箱体10中立柱132的高度等于标准集装箱的高度且隔板14的高度低于立柱132的高度从而形成凹陷型的第一容纳区01，即使第一容纳区01放置外置组件也不会导致储能装置的整体高度超过标准集装箱的高度，从而保证储能装置的体积的标准化，有利于减少储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
本申请实施例中，箱体10包括一个或多个加强梁133，每个加强梁133与箱体10的长度或宽度方向相平行，每个加强梁133用于固定连接两个立柱132，沿箱体10的高度方向每个加强梁133设置于隔板14的上方。本申请提供的箱体通过设置与箱体宽度或长度方向平行的加强梁，不仅有利于提高箱体的整体结构强度，还可以利用加强梁防护第一容纳区域内放置的组件，如换热组件。
图2为本申请实施例提供的箱体的另一种示意图。如图2所示，与箱体10的宽度方向相平行的加强梁133也可以称为第一加强梁134，与箱体10的长度方向相平行的加强梁133也可以称为第二加强梁135。
如图2所示，沿箱体10的长度方向的两个立柱132通过第二加强梁135固定连接。示例性的，第二加强梁135固定连接第一侧板121和第三侧板123的同侧立柱132。具体的，第一加强梁134与第二加强梁135相互垂直排列，第一加强梁134和第二加强梁135分别与隔板14平行排列。在箱体10的高度z方向，第一加强梁134与第二加强梁135的高度高于隔板14。相应的，四个立柱132、第一加强梁134、第二加强梁135与隔板14可在隔板14的顶部形成长方形、凹陷型、开放式的第一容纳区01。
本申请实施例提供的箱体10通过设置第一加强梁134或第二加强梁135中的至少一个，不仅可以提高箱体10的结构强度和结构稳定性，另外还可以用于防护第一容纳区01放置的外置组件，如换热组件30。
结合图1和图2，第一容纳区01可为开放式容纳区，其形状可为U型结构或方形框架结构。换热组件可放置在第一容纳区01，以与电池模块分层设置。这样，可减少换热组件30的占地面积，提高第二容置区02内的电池模块的填充空间，进而提高储能装置的容量。
以上对第一容纳区01的结构做了解释说明，以下将对第二容纳区02的结构做解释说明。本申请实施例中，第二容纳区02为底板11、立柱132、侧板12、隔板14以及密封门13形成封闭式容纳区。第二容纳区02用于放置电池模块20、功率模块40和温控模块50等电气组件。
其中，第二容纳区02包括第一容纳腔021和第二容纳腔022，沿箱体10的长度方向第一容纳腔021和第二容纳腔022相邻排列，沿箱体10的高度方向第一容纳腔021的高度和第二容纳腔022的高度等于第二容纳区02的高度。
参照图2，第二容纳区02可划分为第一容纳腔021和第二容纳腔022。沿箱体10的长度x方向，第一容纳腔021和第二容纳腔022相邻排列。第一容纳腔021用于放置电池模块20。第二容纳腔022用于放置功率模块40和温控模块50。
一种实施例中，在箱体10的长度x方向，第一容纳腔021和第二容纳腔022之间可用挡板分隔。挡板上设置通孔，以用于穿设功率模块40和电池模块20之间的线缆。
继续参照图2，第一容纳腔021内可设置多个电池架15。沿箱体10的长度方向，多个电池架15依次相邻排列。每个电池架15可包括多个导轨，在放置电池模块20时，可将电池模块分别沿对应的导轨放置两个相邻的电池架15上。其中，电池模块20的进深为1700～2200mm。
本申请实施例提供的箱体10中第二容纳腔022可以便于预制化的功率模块40和温控模块50插设。其中，温控模块50可放置在第二容纳腔022的上部空间，功率模块40可放置在第二容纳腔022的下部空间。功率模块40和温控模块50上下放置还可进一步减少水平面内的占用空间，提高电池模块20的装配空间。
本申请实施例提供的箱体10可以为电池模块20、功率模块40和温控模块50等电气组件提供相对密封的容纳空间，以实现对电池模块20的防护，起到防火防水防汽的效果。
本申请实施例中，第一容纳区01内的换热组件30与电池模块20之间需通过设置热交换管道以实现两者的热量交换。如图2所示，隔板14包括第一连通孔141和第二连通孔142。其中，第一连通孔141设于第一容纳腔021的上方，第二连通孔142设于第二容纳腔022的上方。示例性的，换热组件30的热交换管道穿过第一连通孔141进入第一容纳腔021，换热组件30与温控模块50之间的连接线缆穿过第二连通孔142。
一种实施例中，隔板14包括多个第一连通孔141，每个第一连通孔141与每个第一容纳腔021相对应并位于第一容纳腔021的上方的隔板位置。隔板14的每个第一连通孔141和第二连通孔142的位置避让每个电池架15与隔板14的接触位置。
本申请提供的箱体10中隔板14的两个连通孔分别用于连通两个容纳区的组件，可以减少箱体10的连通或维护窗口，从而提高储能装置的安全防护能力。一种实施例中，换热组件30采用液冷散热。对应的，热交换管道可为液冷管道。换热组件30和电池模块20之间的热交换管道可在换热器和电池模块20之间形成冷却介质的流通回路。相对于现有储能装置的箱体，本申请实施例提供的箱体10中第二容纳腔可以减少内部热交换管道从而可以容纳更多电池模块20，大幅减少储能装置的非电芯度电成本。
本申请实施例的储能装置中，功率模块40和温控模块50均放置在第二容纳腔022内。其中，沿箱体10的高度方向，温控模块50设置在功率模块40的上部空间，以便于和第一容纳区01内的换热组件30进行电连接。换热组件30与温控模块50之间可通过连接线缆实现电连接。为实现连接线缆在箱体10的走线，可在隔板14设置第二连通孔，第二连通孔可设于第二容纳腔022的上方，以用于穿设连接线缆。为保证第二容纳腔022的密封性，线缆与第二连通孔的孔壁之间保持密封。
以下结合附图对箱体的各部件的具体连接结构进行说明。
参照图1，底板11为矩形结构。底板11包括四条侧边，可分别记为第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边。其中，第一侧边和第三侧边为底板11的短边，第二侧边和第四侧边为底板11的长边。四个立柱132分别设置在底板11的四个角部，并与底板11固定连接。
三个侧板12中的两个侧板12沿箱体10的长度方向相对设置，另一个侧板12与密封门13沿箱体的宽度方向相对设置。如图2所示，三个侧板12可分别记为第一侧板121、第二侧板122和第三侧板123。第一侧板121、第二侧板122和第三侧板123分别对应底板11的第一侧边、第二侧边和第三侧边设置。并且，第一侧板121、第二侧板122和第三侧板123均与底板11垂直连接。同时，三个侧板12可分别与四个立柱132连接。
参照图1，密封门13沿底板11的第四侧边设置，密封门13可与底板11垂直连接。密封门13和底板11、隔板14、侧板12以及四个立柱132共同围设形成闭合式的第二容纳区02。密封门13设置在箱体10的一侧，可实现箱体10的单侧开门。其中，密封门13可为对开门，可为单开门等。其中，密封门13可为两个或大于等于三个，密封门的数量可为2个、3个、4个、5个、或更多个，在此不对密封门的数量做具体的限定。多个密封门13沿箱体10的长度方向依次排列设置。
其中，箱体10还可包括活页连接件。当密封门13的数量为2个时，各密封门13分别通过活性连接件和与其相邻的立柱132连接，以实现密封门13的开启和闭合。当密封门13的数量为3个及以上时，多个密封门13之间可设置间隔柱131。3个及以上数量的密封门13在固定时，与其中一个立柱132邻接的密封门13可通过活页连接件与该立柱132转动连接，剩余密封门13可通过活页连接件与间隔柱131转动连接。
其中，沿箱体10的高度方向，每个立柱132的高度大于隔板14的高度。隔板14以上的空间可形成第一容纳区01，隔板14以下的空间可形成第二容纳区02。第一容纳区01的高度小于第二容纳区02的高度。
图3为本申请实施例提供的一种箱体的另一示意图。如图3所示，在一种实施例中，第一侧板121可设置在两个立柱132之间并与立柱132固定连接。第一侧板121的高度可与隔板14齐平。在第一侧板121的上部的两个立柱132之间可设置多个沿箱体10的宽度方向设置的第一加强梁134。
可以理解的是，第三侧板123与第一侧板121相对设置。第三侧板123的上部的两个立柱132之间可设置多个沿箱体10的宽度方向设置的第一加强梁134，不再赘述。可以理解的是，第二侧板122上部的两个立柱132之间也可以设置一个或多个沿箱体10的长度方向设置的第二加强梁135，不再赘述。
在箱体10的高度z方向，立柱132的顶端高于隔板14。第一加强梁134和/或第二加强梁135、四个立柱132和隔板14相围合可在隔板14的上方形成第一容纳区01。
一种实施例中，第一侧板121的板体和第三侧板123在隔板14以下的空间，第一侧板121一侧和第三侧板123一侧可在隔板14以上的空间形成镂空结构，以方便换热组件30进气口的设置，便于换热气流的流通。
在一种实施例中，箱体10包括一个或多个横梁136。如图3所示，一个横梁136沿箱体10的宽度方向固定连通两个立柱132。其中，第一侧板121与一个横梁136和两个立柱132固定连接。可以理解的是，第三侧板123与第一侧板121相对设置。第三侧板123相连接的两个立柱132之间也可以设置一个或多个沿箱体10的宽度方向固定连接的横梁136，不再赘述。可以理解的是，第二侧板122相连接的两个立柱132之间也可以设置一个或多个沿箱体10的长度方向固定连接的横梁136，不再赘述。相应的，本申请提供的箱体10可以通过一个或多个横梁136加强侧板的稳定性，进而可提高箱体10的结构稳定性。
图4为本申请实施例提供的一种箱体的另一示意图。如图4所示，一个立柱132与其中一个横梁136之间可设置一个辅助加强梁137。此时，辅助加强梁137可倾斜设置，辅助加强梁137和与其连接的立柱132和横梁136之间可形成三角支撑，以进一步提高箱体10的结构稳定性。
其中，第一侧板121和第三侧板123的结构相同。利用图3或图4所示结构的第一侧板121和第三侧板123组成的箱体，可形成具有U型结构的开放式的第一容纳区01。
图5为本申请实施例提供的储能装置的一种示意图。如图5所示，储能装置包括箱体10、电气组件和换热组件30。其中，箱体10包括开放式的第一容纳区01和闭合式的第二容纳区02。电气组件包括多个电池模块20、功率模块40和温控模块50。第一容纳区01用于放置换热组件30，第二容纳区02用于放置电气组件。沿箱体10的高度方向，第一容纳区01位于第二容纳区02的上方，且第一容纳区01的高度小于第二容纳区02的高度，且换热组件30的高度小于或等于第一容纳区01的高度。
本申请的储能装置利用开放式的第一容纳区01放置尺寸相对较小的换热组件30、并利用闭合式的第二容纳区02放置电气组件，从而降低了换热组件30的热量对电气组件的影响，从而提高了储能装置的散热性能。另外，本申请提供的储能装置将电气组件放置于闭合式的第二容纳区域02，可以减少箱体10需要开设的连通或维护窗口，从而提高储能装置的安全防护能力。并且，本申请提供的储能装置通过设置凹陷型的开放式第一容纳区01放置换热组件30，不仅便于换热组件30的外置而且可以保证储能装置整体尺寸的标准化，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低储能系统的建设成本。
本申请实施例中，储能装置包括多列电池模块20。每列电池模块20分别包括多个电池模块20。每列电池模块20中多个电池模块20沿箱体10的高度方向层叠排列于第一容纳腔021。如图5所示，电气组件包括多个电池模块20。多个电池模块20分成多列沿箱体10的高度方向层叠排列于第一容纳腔021。本申请提供的储能装置中多个电池模块20集中布置于第一容纳腔021，不仅可以更充分地利用第一容纳腔021的空间，而且可以提高储能装置的预制化率，并且便于对电池模块20的维护工作。
图6为一种电池模块的结构示意图。如图6所示，每个电池模块20为长方体结构。每个电池模块20插设在电池架15。其中，电池模块20的插设方向沿箱体10的宽度方向。示例性的，y方向沿箱体10的宽度方向。电池模块20沿箱体10的宽度的长度为1.7～2.2m。一并参照图5和图6，多个电池模块20分成多列层叠排列于第一容纳腔021内的电池架15。箱体10包括多个密封门13。每列电池模块20对应一个密封门13，以方便每列电池模块20的放置和维护。其中，电池架15与间隔柱131固定连接，以增加电池架15的稳定性。
如图5所示，电气组件还包括功率模块40和温控模块50，功率模块40和温控模块50沿箱体10的高度方向功率模块40和温控模块50层叠排列于第二容纳腔022。本申请的储能装置中功率模块40和温控模块50集中布置于第二容纳腔022，不仅可以更充分地利用第二容纳腔022的空间，而且可以提高储能装置的预制化率，并且便于对功率模块40和温控模块50的维护工作。
如图5所示，换热组件30沿箱体10的高度方向的上表面与箱体10底部的距离等于或小于箱体10的高度。其中，换热组件30的壳体沿箱体10的高度方向的上表面与隔板14的距离等于或小于第一容纳区域01的高度，换热组件30的壳体沿箱体10的宽度方向的两侧表面的距离等于或小于第一容纳区域01的宽度，换热组件30的壳体沿箱体10的长度方向的两侧表面的距离等于或小于第一容纳区域01的长度。或者，换热组件30的壳体沿箱体10的高度方向的上表面与箱体10底部的距离等于或小于箱体10的高度。
本申请提供的储能装置通过设置凹陷型的开放式第一容纳区01放置换热组件30，不仅便于换热组件30的外置，而且可以保证换热组件30不露出于储能装置外侧或上侧，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
可以理解的是，本申请的储能装置的电气组件除包括电池模块20、换热组件30、功率模块40和温控模块50外，还可以包括通信模块和消防模块等电子电路模块。通信模块和消防模块等电子电路模块可以与功率模块40和温控模块50层叠设置于第二容纳区02，以实现防火防水防汽的防护功能，同时提高储能装置集成度。
一种实施例中，为了方便运输且在运输过程中保护箱体10不被划伤，可在箱体10的角部设置角件结构16。
本申请实施例提供的储能装置的换热组件30包括壳体31、制冷模块32和换热板33。壳体31用于容纳制冷模块32和换热板33。壳体31包括底部、顶部311和设于底部和顶部311之间的侧部312和313。制冷模块32可以放置于进风口34与换热板33之间，也可以放置于出风口35与换热板33之间。
本申请实施例提供的储能装置的换热组件30包括进风口34和出风口35。其中，换热组件30的进风口34和出风口35可以设置于壳体31的侧部312或壳体31的顶部311中的一个或多个。换热板33设于进风口34和出风口35之间。换热板33可与隔板14倾斜或平行设置。
一种实施例中，换热组件30可为预制的长方体组件。制冷模块32可以采用风冷或液冷中的至少一个。
本申请实施例提供的储能装置的换热组件30放置于箱体10的第一容纳区01，换热组件30的壳体31底部与箱体10的隔板14接触。
一种实施例中，换热组件30的进风口34和出风口35朝向箱体10的高度方向。换热板33与隔板14平行排列。
图7为本申请实施例提供的储能装置中一种换热组件的示意图。如图7所示，进风口34和出风口35设置于壳体31的顶部311。换热板33与隔板14平行设置。冷风自进风口34进入壳体31内部，流经换热板33流向出风口35并从出风口35流出。
一种实施例中，换热组件30的进风口34和出风口35朝向箱体10的宽度或长度方向。换热板33与隔板14倾斜排列。换热板33与隔板14倾斜设置，以增大换热面积，提高换热效率。
图8为本申请实施例提供的储能装置中另一种换热组件的示意图。如图8所示，进风口34设置于壳体31的侧部312，出风口35设置于壳体31的侧部313。换热板33与隔板14倾斜排列。冷风自进风口34进入壳体31内部，流经换热板33流向出风口35并从出风口35流出。
本申请提供的储能装置的换热组件30可以灵活地根据储能装置层叠或相邻布置的需求设置换热组件30的进风口34和出风口35的朝向，从而更方便储能装置的并箱布置。并且，本申请提供的储能装置的换热组件30可以根据进风口34和出风口35的朝向相应地设置换热板33与隔板14的排列方式，从而提高单个储能装置以及整个储能系统的散热能力。
本申请还提供了一种储能系统。储能系统包括多个如上所述的储能装置。其中，多个储能装置沿储能装置的箱体10的高度方向层叠排列，或者，多个储能装置的箱体沿箱体10的长度或宽度方向相邻排列。
一种实施例中，换热组件30的出风口和进风口朝向储能装置的箱体10的宽度或长度方向，多个储能装置沿储能装置的箱体10的高度方向层叠排列，相邻两个储能装置的箱体10之间的间隙小于换热组件30的长度、高度或宽度。其中，换热组件30的进风口34和出风口35设于壳体31沿储能装置的箱体10的长度或宽度方向的侧部312，换热板33与隔板14倾斜设置。
图9为本申请实施例提供的储能系统的一种示意图。如图9所示，储能系统包括两个如上所述的储能装置，两个储能装置的箱体10沿箱体10的高度方向层叠排列。相邻两个储能装置的箱体10之间的间隙小于换热组件30的高度。换热组件30的进风口34和出风口35设于壳体31沿储能装置的箱体10的宽度方向的侧面312和313，换热板33与隔板14平行设置。其中，储能装置除箱体10外的部分在图9中未示出，换热组件30请参考图8所示，其他未示出的部分请参考图1-图5所示。
一种实施例中，每个储能装置的换热组件30的进风口34和出风口35朝向储能装置的箱体10的高度方向，多个储能装置的箱体沿箱体10的长度或宽度方向相邻排列。相邻两个储能装置的箱体10之间的间隙小于换热组件30的长度或宽度。其中，换热组件30的进风口34和出风口35设于壳体31沿储能装置的箱体10的高度方向的顶部311，换热板33与隔板14平行设置。其中，换热组件30请参考图7所示，其他未示出的部分请参考图1-图5所示。
本申请提供的储能系统中多个储能装置采用凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，可以保证换热组件不露出于储能装置外侧或上侧，从而减少层叠或相邻排列的两个多个储能装置所需的间隙，从而减少储能系统所需的空间或所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种用于储能装置的箱体，其特征在于，所述箱体包括四个立柱、三个侧板、隔板、底板和密封门，所述隔板与所述底板沿所述箱体的高度方向相对设置，两个所述侧板沿所述箱体的长度方向相对设置，另一个所述侧板与所述密封门沿所述箱体的宽度方向相对设置，其中：
所述四个立柱及所述隔板相围合形成开放式的第一容纳区，所述三个侧板、所述隔板及所述底板经所述四个立柱固定并与所述密封门围合形成闭合式的第二容纳区，所述第一容纳区和所述第二容纳区沿所述箱体的高度方向层叠排列；
沿所述箱体的长度方向所述第一容纳区或所述第二容纳区的长度等于沿所述箱体的长度方向相对设置的两个所述侧板之间的距离，沿所述箱体的高度方向所述隔板与所述底板之间的距离小于每个所述立柱的高度。
2.根据权利要求1所述的箱体，其特征在于，所述第二容纳区包括第一容纳腔和第二容纳腔，沿所述箱体的长度方向所述第一容纳腔和所述第二容纳腔相邻排列，沿所述箱体的高度方向所述第一容纳腔的高度或所述第二容纳腔的高度中至少一个等于所述第二容纳区的高度。
3.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，沿所述箱体的长度方向所述第一容纳腔的长度大于所述第二容纳腔的长度，沿所述箱体的长度方向所述第一容纳腔的长度与所述第二容纳腔的长度之和等于所述第二容纳区的长度。
4.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，所述箱体包括多个电池架，沿所述箱体的长度方向所述多个电池架依次相邻排列，所述多个电池架中任意相邻的两个所述电池架沿所述箱体长度方向的间距相同，所述多个电池架沿所述箱体长度方向的第一个或最后一个所述电池架用于区隔所述第一容纳腔和所述第二容纳腔。
5.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，所述箱体包括至少两个密封门，所述至少两个密封门沿所述箱体的长度方向排列，其中：
所述至少两个密封门中一个所述密封门用于闭合所述第二容纳腔；
所述至少两个密封门中其他所述密封门用于闭合所述第一容纳腔。
6.根据权利要求1所述的箱体，其特征在于，所述箱体与标准集装箱的长度、宽度和高度相同。
7.根据权利要求1所述的箱体，其特征在于，每个所述立柱的高度等于标准集装箱的高度。
8.根据权利要求1所述的箱体，其特征在于，所述箱体包括一个或多个加强梁，每个所述加强梁与所述箱体的长度或宽度方向相平行，每个所述加强梁用于固定连接两个所述立柱，沿所述箱体的高度方向每个所述加强梁设置于所述隔板的上方。
9.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括换热组件、电气组件及如权利要求1-8任一项所述的箱体，所述第一容纳区用于放置所述换热组件，所述第二容纳区用于放置所述电气组件，其中：
沿所述箱体的高度方向所述第一容纳区位于所述第二容纳区的上方且所述第一容纳区的高度小于所述第二容纳区的高度，沿所述箱体的高度方向所述换热组件的高度小于或等于所述第一容纳区的高度。
10.根据权利要求9所述的储能装置，其特征在于，所述电气组件包括多列电池模块，所述每列电池模块包括多个所述电池模块，所述每列电池模块中多个所述电池模块沿所述箱体的高度方向层叠排列于所述第一容纳腔。
11.根据权利要求9所述的储能装置，其特征在于，所述电气组件包括功率模块和温控模块，所述功率模块和所述温控模块沿所述箱体的高度方向所述温控模块与所述功率模块层叠排列于所述第二容纳腔。
12.根据权利要求11所述的储能装置，其特征在于，所述隔板包括第一连通孔和第二连通孔，其中：
所述第一连通孔设于所述第一容纳腔的上方，所述换热组件的热交换管道穿过所述第一连通孔进入所述第一容纳腔；
所述第二连通孔设于所述第二容纳腔的上方，所述换热组件与所述温控模块之间的连接线缆穿过所述第二连通孔。
13.根据权利要求9所述的储能装置，其特征在于，所述换热组件的壳体沿所述箱体的高度方向的上表面与所述隔板的距离等于或小于所述第一容纳区域的高度，所述换热组件的壳体沿所述箱体的宽度方向的两侧表面的距离等于或小于所述第一容纳区域的宽度，所述换热组件的壳体沿所述箱体的长度方向的两侧表面的距离等于或小于所述第一容纳区域的长度。
14.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括多个如权利要求9-13任一项所述的储能装置，每个所述储能装置中换热组件包括出风口和进风口，其中：
所述换热组件的所述出风口和所述进风口朝向所述储能装置的箱体高度方向，所述多个储能装置沿所述储能装置的箱体长度或宽度方向相邻排列，相邻两个所述储能装置的箱体之间的间隙小于所述换热组件的长度、高度或宽度；或，
所述换热组件的所述出风口和所述进风口朝向所述储能装置的箱体宽度或长度方向，所述多个储能装置沿所述储能装置的箱体高度方向层叠排列，相邻两个所述储能装置的箱体之间的间隙小于所述换热组件的长度、高度或宽度。
15.根据权利要求14所述的储能系统，其特征在于，所述换热组件包括壳体和换热板，所述壳体用于容纳所述换热板，其中：
所述进风口设于所述壳体沿所述储能装置的箱体长度或宽度方向的侧部，所述换热板与所述隔板倾斜设置；或，
所述进风口设于所述壳体沿所述储能装置的箱体高度方向的顶部，所述换热板与所述隔板平行设置。
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