CN116683084A - 储能集装箱及其箱体 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种储能集装箱及其箱体。本申请提供的箱体，包括：舱壳、框体以及风道；舱壳固定于框体的外侧，且舱壳形成用于安装电池模块的电池舱；舱壳的至少部分外表面形成用于安装空调的安装面，使得空调安装于舱壳的外表面，不占用电池舱内的空间，从而节省箱内空间，储能集装箱能量密度高；而且安装和维护方便；安装面上设置有与电池舱连通的进风口和出风口，进风口位于出风口的上方，使得冷空气从上方进入电池舱内，利于提高降温效果；风道与进风口连通，且风道沿电池舱的长度方向延伸，如此，利用风道将进风口的冷空气均匀的输送至电池舱内各处的电池模块，提高电池模块散热的均匀。

Description

储能集装箱及其箱体

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种储能集装箱及其箱体。

背景技术

储能集装箱在新能源、智能电网、节能技术等领域从发电到用电的各个环节得到越来越广泛的应用，其作用主要包括传统电网的升级改造、调峰调频电力辅助、削峰填谷，提高可再生能源并网能力。

储能集装箱内的电池模块在工作过程中产生大量的热量，因此储能集装箱内通常安装有空调，以此控制箱体内的环境温度。但是，空调安装于箱体的内部，不仅占用较大的安装空间，导致储能集装箱能量密度低，而且空调安装和维护难度大。

发明内容

本申请提供一种储能集装箱及其箱体，解决现有储能集装箱的空调安装于箱体内部，安装占用空间大，空调安装和维护难度大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

本申请的第一方面提供一种储能集装箱的箱体，包括：舱壳、框体以及风道；所述舱壳固定于所述框体的外侧，且所述舱壳形成用于安装电池模块的电池舱；所述舱壳的至少部分外表面形成用于安装空调的安装面，所述安装面上设置有与所述电池舱连通的进风口和出风口，所述进风口位于所述出风口的上方；所述风道安装于所述电池舱内部，且所述风道沿所述电池舱的长度方向延伸，所述风道与所述进风口连通。

与现有技术相比，本申请的第一方面提供的储能集装箱的箱体具有如下优点：

本申请提供的储能集装箱的箱体，包括：舱壳、框体以及风道；舱壳固定于框体的外侧，且舱壳形成用于安装电池模块的电池舱；舱壳的至少部分外表面形成用于安装空调的安装面，使得空调安装于舱壳的外表面，不占用电池舱内的空间，从而节省箱内空间，储能集装箱能量密度高，而且安装和维护方便；安装面上设置有与电池舱连通的进风口和出风口，进风口位于出风口的上方，使得冷空气从上方进入电池舱内，利于提高降温效果；风道与进风口连通，且风道沿电池舱的长度方向延伸，如此，利用风道将进风口的冷空气均匀的输送至电池舱内各处的电池模块，提高电池模块散热的均匀。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述舱壳包括：底座、背板、顶板、箱门以及两个端板；所述背板和所述箱门相对，且均设置于所述底座上；在所述背板和所述箱门的两端分别设置有所述端板；所述顶板与所述底座相对，且所述顶板位于所述背板、所述箱门以及所述端板的顶端；所述底座、所述背板、所述顶板、所述箱门以及所述两个端板共同围合形成所述电池舱；其中至少一个所述端板的外表面形成所述安装面。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述两个端板的外表面分别形成所述安装面，所述两个端板上分别设置有所述进风口和所述出风口。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述端板上设置有开孔，所述端板的内表面设置有凸台，所述凸台上设置有与所述开孔相对的螺纹孔，所述螺纹孔用于固定空调。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述端板上设置有泄压口和风机安装口，所述泄压口内安装有泄压阀，所述泄压阀被构造为在所述电池舱内的压力超过预设值时开启；所述风机安装口内安装有防爆风机。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述底座上设置有开口；所述箱体还包括电池模块安装座，所述电池模块安装座固定于所述底座上，且所述电池模块安装座的至少部分穿过所述开口位于所述底座的内部，所述电池模块安装座的至少部分高于所述底座的表面。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述箱体还包括至少两个防火隔板，其中两个所述防火隔板沿所述舱壳的长度方向间隔布置，所述两个防火隔板之间形成电气舱；所述电气舱的两侧分别形成所述电池舱。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述电池舱内设置有至少一个所述防火隔板，所述防火隔板将所述电池舱分隔为至少两个子舱。

作为本申请上述储能集装箱的箱体的一种改进，所述风道的横截面面积沿所述风道的延伸方向逐渐减小。

本申请的第二方面提供一种储能集装箱，包括：至少一个空调以及第一方面所述储能集装箱的箱体，所述空调安装于所述箱体的安装面上。

本申请的第二方面提供的储能集装箱，由于其包括第一方面所述的箱体，因此本申请的第二方面提供的储能集装箱也具有与第一方面所述的箱体的相同的优点。

除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请提供的储能集装箱及其箱体所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一部分实施例，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的部分结构示意图；

图2为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的储能集装箱箱体去除箱门的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的前视图；

图5为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的俯视图；

图6为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的左视图。

附图标记说明：

100：舱壳；101：安装面；102：进风口；103：出风口；104：电池舱；105：电气舱；110：底座；120：背板；130：端板；140：防雨帽；150：箱门；160：顶板；

200：框体；210：立梁；220：横梁；230：纵梁；

300：风道；

400：电池模块安装座；

500：防火隔板；

600：加热器；

700：空调。

具体实施方式

随着储能技术的快速发展，将集装箱作为储能系统集成的载体已经得到了广泛的应用。储能集装箱在新能源、智能电网、节能技术等领域从发电到用电的各个环节得到越来越广泛的应用，其作用主要包括传统电网的升级改造、调峰调频电力辅助、削峰填谷，提高可再生能源并网能力。储能集装箱具有高集成度、便于运输、满足密封要求等特点。

为提高整个储能集装箱的能量密度，集装箱内部需设置尽可能多的电池，然而电池在运行过程中会释放出大量的热量；储能集装箱的电池受温度影响较大，在电池温度超过其安全使用范围时，电池内部产生不可逆反应，影响储能集装箱的使用性能；在电池温度达到电池内部材料燃点时，热量若不及时散发，将会发生热失控现象。因此，对箱内电池模块进行降温处理是储能系统的开发的重要内容之一。

储能集装箱内通常安装有空调，以此控制箱体内的环境温度。但是，空调安装于箱体的内部，不仅占用较大的安装空间，导致储能集装箱能量密度低，而且空调安装和维护难度大。并且，容易出现电池散热不均匀的问题，影响电池的使用寿命。

储能集装箱还包括电池模块、控制系统、变流器等，且电池模块、控制系统、变流器等均集成在同一个舱室，在其中一个部件起火后极易蔓延至整个集装箱，防火性能差，安全可靠性低。

有鉴于此，本申请实施例提供一种新的储能集装箱的箱体，在箱体的外侧安装空调，不仅安装和维护方便，且不占用箱体内部空间，使得箱体内部可以配置更多电池，提高储能集装箱的能量密度。

并且，空调安装于箱体长度方向的两端，不占用箱体宽度方向的尺寸，如此方便储能集装箱在场内跨运机运输以及公路运输。

此外，本申请实施例的箱体，利用防火隔板隔离形成独立的电气舱和多个电池舱，提高储能集装箱的防火性能。并且，多个电池舱对称的分布在电气仓的两侧，结构紧凑，方便水平吊装。

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

图1为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的部分结构示意图；图2为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的结构示意图；图3为本申请实施例提供的储能集装箱箱体去除箱门的结构示意图；图4为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的前视图；图5为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的俯视图；图6为本申请实施例提供的储能集装箱的箱体的左视图。

结合图1至图6，本申请实施例提供一种储能集装箱的箱体，其包括：舱壳100、框体200以及风道300，其中，框体200为舱壳100提供支撑作用，舱壳100固定于框体200的外侧，以形成电池舱104，用于安装电池模块。风道300用于向电池舱104内通入冷风，以降低电池舱内电池模块的温度。

其中，框体200包括立梁210、横梁220以及纵梁230，其中，立梁210沿竖直方向(对应于附图中Z轴方向)延伸，横梁220沿水平方向(对应于附图中X轴方向)延伸，纵梁230沿附图中Y轴方向延伸。两个横梁220和两个纵梁230形成一个矩形框，框体200包括至少两个矩形框，且两个矩形框沿Z轴间隔设置；两个矩形框之间设置有多个立梁210，例如，在矩形框的四个顶角处分别设置一个立梁210，并沿横梁220的长度方向间隔布置多个立梁210，如此形成框体200，以更加稳定的支撑舱壳100。两根梁之间可以通过螺栓固定连接，连接方式稳定可靠；或者，两根梁之间可以焊接，本申请实施例对两根梁之间的连接方式不做限定。

在本申请实施例中，舱壳100固定于框体200的外侧，例如，舱壳100可以通过螺栓固定于框体200的外侧。在本申请实施例中，舱壳100为矩形壳体，其长度方向沿附图中X轴方向，其宽度方向沿附图中Y轴方向，其高度方向沿附图中Z轴方向。

本申请实施例的舱壳100的至少部分外表面形成用于安装空调700的安装面101，如此，储能集装箱的空调700安装于舱壳100的外表面，不占用箱体内电池舱104的空间，从而节省箱体内电池舱104的空间，利于提高储能集装箱的能量密度。

安装面101上设置有与电池舱104连通的进风口102和出风口103，进风口102用于向电池舱104内输送冷空气，出风口103用于将电池舱104内携带电池模块热量的空气排出。其中，进风口102位于出风口103的上方，如此进风口102进入的冷空气方便下沉，从而带走电池模块的热量，利于提高电池模块的散热效果。

储能集装箱的空调700具有进气管和排气管，其中，空调700的进气管和出风口103连通，空调700的排气管和进风口102连通。如此，空气经过排气管为朝向进风口102和电池舱104内输送冷空气，冷空气携带电池模块的热量经由出风口103和进气管进入到空调700内部，空调700制冷后，将冷空气再次经由排气管、进风口102输送至电池舱104，如此循环往复，降低电池舱104内电池模块的温度。

为了提高电池模块散热效果，在电池舱104内设置有风道300，风道300与进风口102连通，且风道300沿电池舱104的长度方向(对应于附图中X轴方向)延伸，如此，利用风道300将进风口102的冷空气均匀的输送至电池舱104内各处的电池模块，提高电池模块散热的均匀。

继续参照图1，风道300的横截面面积沿风道300的延伸方向逐渐减小。其中，以YZ平面切割风道300形成的截面为风道300的横截面。风道300距离进风口102越远的位置，风道300的横截面面积越小，如此设置，利于提高风道300各处风量的均匀性，从而提高电池模块散热的均匀性。

继续参照图1至图3，本申请实施例的舱壳100包括：底座110、背板120、顶板160、箱门150以及两个端板130，其中，为观察舱壳100内部结构，顶板160和箱门150在附图中并未示出。

本申请实施例的底座110作为承载整个储能系统的基础，底座110的材料及焊接参数可以通过CAE(Computer Aided Engineering)仿真计算，满足储能集装箱转运与吊装需求，同时底座110是箱体刚性及强度的基础单元，是储能系统的稳定运行的载体。

本申请实施例的箱门150，其内部可以填充防火保温棉，满足耐火1.5h的防护要求。本申请的箱门150可以采用平板设置，方便客户定制标识。

本申请实施例的箱体为长方体形状。背板120和箱门150沿Y轴相对，且均设置于底座110上，例如，背板120和箱门150可以固定于底座110上，背板120和箱门150也可以通过与框体200固定连接，而设置于底座110上。

在背板120和箱门150的两端分别设置有端板130，端板130可以与底座110固定连接，或者，端板130固定于框体200上。

顶板160与底座110相对，且顶板160位于背板120、箱门150以及端板130的顶端；如此，底座110、背板120、顶板160、箱门150以及两个端板130共同围合形成电池舱104。在此需要说明的是，电池舱104不限于一个，且底座110、背板120、顶板160、箱门150以及两个端板130共同围合形成电池舱104的同时，形成其他腔室，例如后续描述的电气舱。

其中至少一个端板130的外表面形成安装面101，使得空调700可以安装于其中至少一个端板130的外表面上，如此空调700不仅不占用箱体的内部空间，而且空调700不占用箱体宽度方向(对应于附图中Y轴方向)的空间，方便储能集装箱的运输和移动。

在一些实施例中，空调700可以设置一个，例如，空调700安装于左侧的端板130的外表面，或者，空调700安装于右侧的端板130的外表面。如此设置，利于降低成本以及储能集装箱的整机尺寸。

在另一些实施例中，结合4和图5，空调700设置有两个，两个端板130的外表面分别形成安装面101，两个端板130上分别设置有进风口102和出风口103，使得左右两个端板130的外表面均安装有空调700。相对应的，风道300设置有两个，分别与两个端板130上的进风口102连通。如此设置，从箱体的左右两端分别通入冷空气，使得风道300的长度较短，利于提高冷空气输送的均匀性，从而提高电池模块降温的均匀性，有效控制电芯温差，提高电芯的使用寿命。

空调700安装于端板130外侧的方式有多种，例如，在端板130的外表面设置有壁挂结构，空调700挂装在端板130的外表面。再例如，端板130上设置有开孔，端板130的内表面设置有凸台，凸台上设置有与开孔相对的螺纹孔，螺纹孔用于固定空调700，空调700通过螺栓固定于端板130的外表面，安装稳定可靠。可选的，凸台为螺母，螺母焊接与端板130的内表面，无需额外加工螺纹孔。并且，螺母的结构强度可以通过CAE仿真，使其强度和刚度足够承载空调700重量。

可选的，端板130上设置有多个开孔，多个开孔在端板130上呈矩形矩阵排布，例如，沿Y轴方向间隔布置有两个开孔，且沿Z轴方向间隔布置有六个开孔。每个开孔位置均对应设置有一个螺纹孔。如此设置，不仅可以提高空调700安装的稳定性，且可以满足多种空调700的安装，适用于多种空调700，具有安装方便、适配灵活的优点。

本申请实施例的端板130上设置有泄压口和风机安装口，泄压口内安装有泄压阀，泄压阀被构造为在电池舱104内的压力超过预设值时开启，从而降低电池舱104内的压力，提高储能集装箱的安全性。

本申请实施例的端板130上设置有风机安装口，风机安装口内安装有防爆风机，在电池舱104内可燃气体的浓度超过预设值时，防爆风机启动，以降低电池舱104内的可燃气体，防止储能集装箱爆炸。

在泄压阀和防爆风机的外侧安装有防雨帽140，起到保护泄压阀和防爆风机的作用。

在本申请实施例中，泄压阀和防爆风机均安装于端板130上，利于使得储能集装箱的宽度(沿Y轴方向的尺寸)不会超宽，便于场内跨运机运输与公路运输。

继续参照图1，底座110上设置有开口；本申请实施例的箱体还包括电池模块安装座400，电池模块安装座400固定于底座110上，例如，电池模块安装座400与底座110焊接。且电池模块安装座400的至少部分穿过开口位于底座110的内部，电池模块安装座400的至少部分高于底座110的表面。

本申请实施例对电池模块安装座400的具体结构不做限定。示例性的，电池模块安装座400采用型梁折弯形成，例如，采用C型折弯梁，结构简单，方便加工。电池模块安装座400高于底座110的上表面开设有长圆孔，用于与电池模块的电池架固定连接，方便调整安装位置。

可选的，电池模块安装座400的上表面高于底座110表面20mm。

本申请实施例的电池模块安装座400的至少部分位于底座110的下方，如此布置，利于节省电池舱104内部的高度空间，从而利于提高储能集装箱的能量密度。

继续参照图1，本申请实施例的箱体还包括至少两个防火隔板500，其中两个防火隔板500沿舱壳100的长度方向(对应于附图中X轴方向)间隔布置，两个防火隔板500之间形成电气舱105；电气舱105的两侧分别形成电池舱104。电气舱105内用于安装储能集装箱的控制系统和消防系统。

其中，防火隔板500采用防火材质制成，其内部填充防火材料，当其中一个舱室起火后，火势不会蔓延至整个集装箱，避免造成更大的损失。

本申请实施例通过设置防火隔板500，对舱壳100内的空间进行分仓，两侧为电池舱104，中间为电气舱105，电池舱104对称设置，不仅空间紧凑、美观，且可满足水平吊装需求。

可选的，本申请实施例的箱体的长度(沿X轴方向的尺寸)为45尺。当然，这并不是对箱体长度的限定。

在一些实施例中，电池舱104内设置有至少一个防火隔板500，防火隔板500将电池舱104分隔为至少两个子舱。如此设置，在其中一个子舱内的电池模块起火时，不会影响其他子舱内的电池，进一步提高储能集装箱的防火性能。

本申请实施例的箱体还包括安装于舱壳100内的加热器600，加热器600可以包括电加热丝以及风机，电加热丝用于将风机吹入至电池舱104内的空气加热。加热器600布置在舱壳100的顶部。每个电池舱104内可以设置多个加热器600，例如，在每个电池舱104背离进风口102的一端间隔布置有两个加热器600。加热器600的固定方式设计为方便加热器600拆装的结构，例如卡接，便于维护。

本申请实施例还提供一种储能集装箱，其包括：至少一个空调700以及上述的箱体，空调700安装于箱体的安装面上。当然，储能集装箱还包括若干电池模块，安装于电池舱内。本实施例提供的箱体的结构、功能和效果与上述实施例相同，具体可以参照上述实施例，在此不再进行赘述。

综上，本申请实施例的储能集装箱，其箱体包括：舱壳100、框体200以及风道300；舱壳100固定于框体200的外侧，且舱壳100形成用于安装电池模块的电池舱104；舱壳100的至少部分外表面形成用于安装空调700的安装面101，使得空调700安装于舱壳100的外表面，不占用电池舱104内的空间，从而节省箱内空间，储能集装箱能量密度高，而且安装和维护方便；安装面101上设置有与电池舱104连通的进风口102和出风口103，进风口102位于出风口103的上方，使得冷空气从上方进入电池舱104内，利于提高降温效果；风道300与进风口102连通，且风道300沿电池舱104的长度方向延伸，如此，利用风道300将进风口102的冷空气均匀的输送至电池舱104内各处的电池模块，提高电池模块散热的均匀。

在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种储能集装箱的箱体，其特征在于，包括：舱壳、框体以及风道；

所述舱壳固定于所述框体的外侧，且所述舱壳形成用于安装电池模块的电池舱；所述舱壳的至少部分外表面形成用于安装空调的安装面，所述安装面上设置有与所述电池舱连通的进风口和出风口，所述进风口位于所述出风口的上方；

所述风道安装于所述电池舱内部，且所述风道沿所述电池舱的长度方向延伸，所述风道与所述进风口连通。

2.根据权利要求1所述的箱体，其特征在于，所述舱壳包括：底座、背板、顶板、箱门以及两个端板；

所述背板和所述箱门相对，且均设置于所述底座上；在所述背板和所述箱门的两端分别设置有所述端板；所述顶板与所述底座相对，且所述顶板位于所述背板、所述箱门以及所述端板的顶端；所述底座、所述背板、所述顶板、所述箱门以及所述两个端板共同围合形成所述电池舱；其中至少一个所述端板的外表面形成所述安装面。

3.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，所述两个端板的外表面分别形成所述安装面，所述两个端板上分别设置有所述进风口和所述出风口。

4.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，所述端板上设置有开孔，所述端板的内表面设置有凸台，所述凸台上设置有与所述开孔相对的螺纹孔，所述螺纹孔用于固定空调。

5.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，所述端板上设置有泄压口和风机安装口，所述泄压口内安装有泄压阀，所述泄压阀被构造为在所述电池舱内的压力超过预设值时开启；所述风机安装口内安装有防爆风机。

6.根据权利要求2-5任一项所述的箱体，其特征在于，所述底座上设置有开口；所述箱体还包括电池模块安装座，所述电池模块安装座固定于所述底座上，且所述电池模块安装座的至少部分穿过所述开口位于所述底座的内部，所述电池模块安装座的至少部分高于所述底座的表面。

7.根据权利要求1-5任一项所述的箱体，其特征在于，所述箱体还包括至少两个防火隔板，其中两个所述防火隔板沿所述舱壳的长度方向间隔布置，所述两个防火隔板之间形成电气舱；所述电气舱的两侧分别形成所述电池舱。

8.根据权利要求7所述的箱体，其特征在于，所述电池舱内设置有至少一个所述防火隔板，所述防火隔板将所述电池舱分隔为至少两个子舱。

9.根据权利要求1-5任一项所述的箱体，其特征在于，所述风道的横截面面积沿所述风道的延伸方向逐渐减小。

10.一种储能集装箱，其特征在于，包括：至少一个空调以及权利要求1-9任一项所述储能集装箱的箱体，所述空调安装于所述箱体的安装面上。