CN117438712A - 储能电池柜和具有其的储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能电池柜和具有其的储能系统，所述储能电池柜包括：柜体，所述柜体的宽度W1、所述柜体的深度D1和所述柜体的高度H1满足：0.8≤W1/D1≤1.2，0.8≤(W1+D1)/H1≤1.2；多个电芯，多个所述电芯设于所述柜体内，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：(D+H)/L≤0.2；其中，每个所述电芯的体积V1和所述柜体的体积V3满足：0.0004≤V1/V3≤0.001。根据本发明实施例的储能电池柜通过控制柜体的尺寸参数和电芯的尺寸参数，在提高电芯体积利用率和能力密度的同时，兼顾储能电池柜的输出电压。

Description

储能电池柜和具有其的储能系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域，尤其是涉及一种储能电池柜和具有其的储能系统。
背景技术
相关技术中的储能柜内通常放有多个电池包，并且电池包内具有多个电芯，储能柜中的电池包具有外壳以及其余结构，电芯体积利用率(Volumetric Cell To System，VCTS)经过两次降级，储能电池柜的柜体的尺寸和体积以及电芯的尺寸和体积设置不合理，导致电芯体积利用率降低，一般电芯体积利用率低于28％，导致能量密度也不高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种储能电池柜，该储能电池柜通过控制柜体的尺寸参数和电芯的尺寸参数，具有电芯体积利用率高和能量密度大等优点，兼顾储能电池柜的输出电压。
本发明还提出一种具有上述储能电池柜的储能系统。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面实施例提出了一种储能电池柜，包括：柜体，所述柜体的宽度W1、所述柜体的深度D1和所述柜体的高度H1满足：0.8≤W1/D1≤1.2，0.8≤(W1+D1)/H1≤1.2；多个电芯，多个所述电芯设于所述柜体内，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：(D+H)/L≤0.2；其中，每个所述电芯的体积V1和所述柜体的体积V3满足：0.0004≤V1/V3≤0.001。
根据本发明实施例的储能电池柜通过控制柜体的尺寸参数和电芯的尺寸参数，具有电芯体积利用率高和能量密度大等优点，兼顾储能电池柜的输出电压。
根据本发明的一些实施例，所述电芯构造成长方体形。
根据本发明的一些实施例，所述多个电芯的体积之和V2与所述柜体的体积V3满足：0.35≤V2/V3≤0.5。
根据本发明的一些实施例，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：400mm≤L≤1200mm，10mm≤D≤40mm，60mm≤H≤150mm。
根据本发明的一些实施例，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：800mm≤L≤970mm，10mm≤D≤30mm，80mm≤H≤130mm。
根据本发明的一些实施例，所述柜体的宽度W1、所述柜体的深度D1和所述柜体的高度H1满足：600mm≤W1≤1200mm，700mm≤D1≤1250mm，1300≤H1≤2600mm。
根据本发明的一些实施例，所述电芯的长度L和所述柜体的宽度W1满足：0.35≤L/W1＜1。
根据本发明的一些实施例，所述储能电池柜还包括：多个电芯层组，多个所述电芯层组沿所述柜体的高度方向堆叠，每个所述电芯层组在所述柜体的宽度方向和深度方向中的一个方向上包括至少一个所述电芯且在另一个方向上包括多个所述电芯。
根据本发明的一些实施例，所述电芯的长度方向沿所述柜体的宽度方向布置，所述电芯的厚度方向沿所述柜体的深度方向布置，所述电芯的宽度方向沿所述柜体的高度方向布置。
根据本发明的一些实施例，所述电芯层组的数量为8～18个。
根据本发明的一些实施例，所述多个电芯层组在所述柜体的高度方向上排布后的整体宽度为W2、深度为D2、高度为H2，其中，500mm≤W2≤1100mm；450mm≤D2≤1000mm；1150mm≤H2≤2450mm。
根据本发明的一些实施例，多个所述电芯层组构成一个电芯单元；或多个所述电芯层组构成多个电芯单元，多个所述电芯单元在所述柜体的高度方向上排布；其中，每个所述电芯单元包括多个所述电芯层组，且每个所述电芯单元的相邻两个电芯层组彼此止抵。
根据本发明的一些实施例，每个所述电芯单元的相邻两个电芯层组的电芯之间具有风道间隙。
根据本发明的一些实施例，所述风道间隙在所述柜体的高度方向上的尺寸为5mm～20mm。
根据本发明的一些实施例，每个所述电芯层组还包括：第一底板和第二底板，所述第一底板和所述第二底板沿所述柜体的宽度方向和所述柜体的深度方向中的一个方向间隔设置，对于每个所述电芯单元的相邻的两个所述电芯层组，其中一个所述电芯层组的第一底板和第二底板与另一个所述电芯层组的电芯止抵，所述第一底板和所述第二底板之间形成风道间隙。
根据本发明的一些实施例，每个所述电芯层组还包括：第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板沿所述柜体的宽度方向和所述柜体的深度方向中的另一个方向间隔设置，所述第一底板的两端分别与所述第一侧板的一端和所述第二侧板的一端相连，所述第二底板的两端分别与所述第一侧板的另一端和所述第二侧板的另一端相连；其中，对于在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组，一个电芯层组的第一底板分别与另一个电芯层组的第一侧板和第二侧板止抵，且所述一个电芯层组的第二底板分别与另一个电芯层组的第一侧板和第二侧板止抵。
根据本发明的一些实施例，所述第一底板和所述第二底板均设有限位柱和限位孔中的一种，所述第一侧板和所述第二侧板均设有所述限位柱和所述限位孔中的另一种；其中，对于在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组，一个电芯层组的限位柱配合于另一个电芯层组的限位孔。
根据本发明的一些实施例，所述限位柱和所述限位孔中的所述一种分布于所述第一底板的两端和所述第二底板的两端；所述限位柱和所述限位孔中的所述另一种分布于所述第一侧板的两端和所述第二侧板的两端。
根据本发明的一些实施例，对于在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组，所述另一个电芯层组的第一侧板通过第一紧固件与所述一个电芯层组的第一底板和第二底板紧固，所述另一个电芯层组的第二侧板通过第二紧固件与所述一个电芯层组的第一底板和第二底板紧固。
根据本发明的一些实施例，所述第一紧固件分布于所述第一侧板的两端；所述第二紧固件分布于所述第二侧板的两端。
根据本发明的一些实施例，每个所述电芯单元包括底座且该电芯单元的多个电芯支撑于所述底座。
根据本发明的一些实施例，每个所述电芯单元的上方设有至少一个拘束带，每个所述拘束带的两端分别连接有拉杆，每个所述拉杆的下端与该电芯单元的底座相连。
根据本发明的一些实施例，所述的储能电池柜还包括：制冷单元，所述制冷单元安装于所述柜体内且在所述柜体的深度方向上位于所述柜体的一侧，所述制冷单元具有出风口和回风口，所述柜体在所述柜体的高度方向上的一侧构造有与所述出风口连通的散热风道，在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组的电芯之间具有风道间隙；其中，气流从所述出风口流入所述散热风道后，从所述柜体的深度方向上的另一侧以及所述柜体的宽度方向上的两侧流经所述多个电芯层组，并通过所述风道间隙流入所述回风口。
根据本发明的一些实施例，所述柜体在其深度方向上的一侧具有柜门；所述储能电池柜还包括制冷单元，所述制冷单元安装于所述柜体内；其中，所述制冷单元安装于所述柜门，所述多个电芯层组通过打开所述柜门进出所述柜体。
根据本发明的一些实施例，所述柜门设有外循环进风口、外循环出风口和排气装置，所述外循环进风口、所述外循环出风口和所述排气装置沿所述柜体的高度方向排布。
根据本发明的一些实施例，所述柜门设有相对于其可打开和关闭的维护门，所述维护门在所述柜体的高度方向上位于所述柜门的下部。
根据本发明的第二方面的实施例提出了一种储能系统，包括至少一个根据本发明的第一方面的实施例所述的储能电池柜。
根据本发明的第二方面的实施例的储能系统，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的储能电池柜，控制柜体的尺寸参数和电芯的尺寸参数，具有电芯体积利用率高和能量密度大等优点，兼顾储能系统的输出电压。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的储能电池柜的柜门关闭的结构示意图。
图2是根据本发明实施例的储能电池柜的柜门打开的结构示意图。
图3是根据本发明实施例的储能电池柜的电芯单元的结构示意图。
图4是根据本发明实施例的储能电池柜的电芯单元的另一视角的结构示意图。
图5是根据本发明另一实施例的储能电池柜的柜门打开的结构示意图。
图6是根据本发明另一实施例的储能电池柜的爆炸图。
图7是根据本发明实施例的储能系统的结构示意图。
图8是图3中D区域的局部放大图。
图9是根据本发明实施例的储能电池柜的电芯层组的爆炸图。
附图标记：
储能电池柜1、储能系统2、
柜体100、柜门110、散热风道120、外循环进风口130、外循环出风口140、排气装置150、维护门160、
电芯200、电芯层组210、电芯单元220、风道间隙230、第一底板240、第二底板250、底座260、拘束带270、拉杆280、
制冷单元300、第一侧板400、第二侧板500、限位柱600、限位孔700。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。
下面参考附图描述根据本发明实施例的储能电池柜1。
如图1-图7所示，根据本发明实施例的储能电池柜1包括柜体100和多个电芯200。
柜体100的宽度W1、柜体100的深度D1和柜体100的高度H1满足：0.8≤W1/D1≤1.2，0.8≤(W1+D1)/H1≤1.2。多个电芯200设于柜体100内，电芯200的长度L、电芯200的厚度D和电芯200的宽度H满足：(D+H)/L≤0.2。其中，每个电芯200的体积V1和柜体100的体积V3满足：0.0004≤V1/V3≤0.001。
其中，储能电池柜1可以满足工商业储能以及家用储能的使用需求。并且，每个电芯200的体积可以为1.20×10-3m3～1.24×10-3m3，例如电芯200的体积为1.22×10-3m3。柜体100的宽度、深度和高度以其外侧面之间的距离计算。并且，电芯200的体积为其长度L、厚度D和宽度H之积，其中，电芯200的长度L包括在电芯200的两端的极柱。
根据本发明实施例的储能电池柜1，通过将柜体100的宽度W1和深度D1之比设置为0.8～1.2，例如柜体100的宽度W1和深度D1之比可以为0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15或者1.2。柜体100的宽度W1和深度D1之和与柜体100的的高度H1之比为0.8～1.2，例如柜体100的宽度W1和深度D1之和与柜体100的的高度H1之比可以为0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15以及1.2。这样，储能电池柜1的宽度和深度趋近相等，储能电池柜1的高度趋近其宽度或深度的2倍。
另外，电芯200的长度L、电芯200的厚度D和电芯200的宽度H满足：(D+H)/L≤0.2，这样能够保证电芯200的厚度和宽度都远小于电芯200的长度，以使电芯200被构造为长条形结构。
其中，每个电芯200的体积V1和柜体100的体积V3满足：0.0004≤V1/V3≤0.001，通过将V1/V3设置为不小于0.0004且不大于0.001，本发明的储能电池柜1单位体积内容纳的电芯200的数量适当，在提高储能电池柜1体积利用率的同时，可以保证储能电池柜1的输出电压。
举例而言，若V1/V3≤0.0004，单独一个电芯200的体积占比小，要保证储能系统2输出电压，电芯200的数量在一定的范围之内，因此储能电池柜1内会存在较多未布置电芯200的空间，储能电池柜1的体积利用率就会变低；若V1/V3＞0.001，单独一个电芯200的体积占比过大，即使在储能电池柜1内尽可能多地布置电芯200，提高体积利用率，电芯200的数量也不会太多，因此电芯200整体的输出电压无法达到储能电池柜1所需的输出电压，也就是无法兼顾储能电池柜1的输出电压。
这样，一方面可以避免柜体100的体积远大于电芯200的体积，无需过多的电芯200即可装满柜体100，便于装配，且多个电芯200能够尽可能地装填满柜体100，避免了单位体积的柜体100内的电芯200数量较低，进而能够提高电芯200的体积利用率，
另一方面可以避免柜体100的体积与电芯200的体积差距过小，柜体100内电芯200的数量可以达到一定值，从而保证电芯200整体的输出电压在一定的范围之内，从而使储能电池柜1的输出电压满足使用要求。
综上所述，0.8≤W1/D1≤1.2，0.8≤(W1+D1)/H1≤1.2，(D+H)/L≤0.2，且0.0004≤V1/V3≤0.001，同时满足以上四个条件的储能电池柜1的电芯体积利用率高，能量密度大，且体积适中，兼顾储能电池柜1的输出电压。
如此，根据本发明实施例的储能电池柜1通过控制柜体100的尺寸参数和电芯200的尺寸参数，具有电芯体积利用率高和能量密度大等优点，兼顾储能电池柜1的输出电压。
根据本发明的一些具体实施例，如图2-图4所示，电芯200构造成长方体形。需要说明的是，电芯200大体呈长方体形即可，并不一定是严格的长方体形。
相比于弧面较多的圆柱体电芯或者异形电芯，储能电池柜1内除必要结构(例如隔热处理)，长方体形的电芯200堆叠放置时，能够最大程度地利用储能电池柜1内的空间体积，提高空间利用率。例如，长方体形的电芯200在其长度方向可以最大程度利用储能电池柜1的宽度方向空间，长方体形的电芯200沿其厚度方向和高度方向并排放置时，可以最大程度地利用储能电池柜1的深度方向空间。
根据本发明的一些具体实施例，如图2和图5所示，多个电芯200的体积之和V2与柜体100的体积V3满足：0.35≤V2/V3≤0.5。例如，每个电芯200的电压在3.2V左右时，每个电芯200处于最优工作状态，储能电池柜1的电压范围在998.4VDC～1497.6VDC之内，储能电池柜1达到最优效率。
基于V2/V3和V1/V3的限定，可以确定电芯200的数量，从而确定储能电池柜1的输出电压，保证储能电池柜1的效率，本方案能够同时兼顾储能电池柜1的体积利用率和储能电池柜1输出电压，即同时兼顾储能电池柜1的体积利用率和储能电池柜1的效率。
例如，柜体100中除了电芯200所占用空间之外的空间可以用于布置控制单元、制冷单元300以及消防单元等单元。这样，在提高储能电池柜1的电芯体积利用率的同时，还能够有充足的空间布置其他单元，储能电池柜1的空间利用更为充分，且储能电池柜1的体积无需设置过大，便于储能电池柜1应用于不同的场景，且储能电池柜1的电芯体积利用率最低能够达到为35％且最高能够达到为50％，本发明的储能电池柜1的电芯体积利用率远远超过相关技术中的储能电池柜的电芯体积利用率，本发明的储能电池柜1的能量密度更高。
根据本发明的一些具体实施例，如图3和图4所示，电芯200的长度L和柜体100的宽度W1满足：0.35≤L/W1＜1。进一步地，电芯210的长度L和柜体100的宽度W1满足：0.8≤L/W1＜1。
电芯200的长度L和柜体100的宽度之比不小于0.8，单位体积内的电芯200在其长度方向上与柜体100的内壁的间隙更小，电芯体积利用率较高，例如电芯体积利用率可以达到42.7％，并且电芯200的长度L和柜体100的宽度之比小于1，因此电芯200的长度方向与柜体100的宽度方向可以相同布置，电芯200在柜体100内的排布方式更为多样。
根据本发明的一些具体实施例，如图3和图4所示，电芯200的长度L、电芯200的厚度D和电芯200的宽度H满足：400mm≤L≤1200mm，10mm≤D≤40mm，60mm≤H≤150mm，例如L可以为500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm、850mm、900mm、950mm、1000mm、1050mm、1100mm、1150mm或者1200mm。
家庭中用的储能电池柜1一般采用壁挂式结构，电芯200需要尽量处于扁平形态，且每个电芯层组210上的电芯200排列后也需要尽量处于扁平形态。这样，采用上述电芯200的储能电池柜1挂墙后，凸出墙面的尺寸更不容易超过500mm，从而几乎不干涉用户在家庭中正常活动，更满足家庭用户的使用需求。
根据本发明的一些具体实施例，如图3和图4所示，电芯200的长度L、电芯200的厚度D和电芯200的宽度H满足：800mm≤L≤970mm，10mm≤D≤30mm，80mm≤H≤130mm，例如L可以为800mm、820mm、840mm、860mm、880mm、900mm、920mm、940mm、960mm或者970mm。
工商业中用的储能电池柜1一般需要电芯200在第一方向布置一个，电芯200在第二方向和第三方向可以堆叠放置多个。这样，采用上述电芯200的储能电池柜1的储存的电量更多，供电能力更强，满足工商业的使用需求。
根据本发明的一些具体实施例，如图3和图4所示，柜体100的宽度W1、柜体100的深度D1和柜体100的高度H1满足：600mm≤W1≤1200mm，700mm≤D1≤1250mm，1300≤H1≤2600mm。
这样，储能电池柜1的尺寸不至于过大，能够保证储能电池柜1的结构强度，且便于吊装，且储能电池柜1的尺寸也不会过小，储能电池柜1有充足的空间用于布置电芯200，提高储能电池柜1的供电时长。例如，储能电池柜1可以在20GP集装箱或者40GP集装箱内堆叠并柜、运输及使用，放在20GP集装箱可运输10个储能电池柜1，放在40GP集装箱可以运输20个储能电池柜1，运输成本明显降低。
根据本发明的一些具体实施例，如图3所示，多个电芯200组成多个电芯层组210，多个电芯层组210沿柜体100的高度方向堆叠，每个电芯层组210在柜体100的宽度方向和深度方向中的一个方向上包括至少一个电芯200且在另一个方向上包括多个电芯200。
储能电池柜1在实际应用中，柜体100的高度方向一般为竖直方向，每个电芯层组210的底面与其下方电芯层组210的顶面止抵，并且在重力的作用下，除了最下方的电芯层组210，其余每个电芯层组210都会压到与其相邻的下方的电芯层组210，这样多个电芯层组210之间的止抵可靠，从而多个电芯层组210之间相互限位，以实现多个电芯层组210在柜体100内的稳定定位，保证电连接的安全性。
相比与相关技术中通过设置支架或者壳体等结构固定电芯层组位置的储能电池柜，本发明的储能电池柜1通过多个电芯层组210自身限位，无需额外设置限位固定结构，减少了零件数量，从而储能电池柜1内的空间可以更多地用来布置电芯200，提高了储能电池柜1的能量密度和电芯200体积利用率。
根据本发明的一些具体实施例，如图2-图5所示，电芯200的长度方向沿柜体100的宽度方向布置，电芯200的厚度方向沿柜体100的深度方向布置，电芯200的宽度方向沿柜体100的高度方向布置。
电芯200的长度一般大于电芯200的厚度和电芯200的宽度，通过将电芯200的长度沿柜体100的宽度方向布置，在满足电气安全要求的前提下，电芯200的长度可以和柜体100的宽度大致相同，从而使电芯200在柜体100的宽度方向尽量填充满柜体100，并且可以根据电的厚度与柜体100的深度之间的关系，确定每个电芯层组210沿柜体100的深度方向布置电芯200的数量，也使电芯200能够在柜体100的深度方向上尽量填充满柜体100，这样，可以提高储能电池柜1的电芯体积利用率和能量密度。
根据本发明的一些具体实施例，如图2-图5所示，电芯层组210的数量为8～18个。
由于电芯层组210之间需要相互支撑，在储能电池柜1应用时，最外侧的两个电芯层组210中的一个必然承担了其余电芯层组210的压力，因此通过设置电芯层组210的数量不大于18，能够避免最外侧的电芯层组210受到压力而折断，保证了每个电芯层组210的使用寿命，且电芯层组210的数量不小于8，能够增大储能电池柜1的电芯200体积利用率，延长储能电池柜1的供电时长。
根据本发明的一些具体实施例，如图2-图5所示，多个电芯层组210在柜体100的高度方向上排布后的整体宽度为W2、深度为D2、高度为H2，其中，500mm≤W2≤1100mm；450mm≤D2≤1000mm；1150mm≤H2≤2450mm。
这样，一方面多个电芯层组210的整体尺寸不会过大，适用于不同的使用场景，并且采用本发明的多个电芯层组210的储能电池柜1也易于挪动和拆装，另一方面，多个电芯层组210的整体尺寸也不会太小，因此多个电芯层组210存储的电量能够满足大部分情况的使用，续航能力强。并且，电芯层组210的整体尺寸与柜体100的匹配性更高，体积利用率也更高。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图6所示，多个电芯层组210构成一个电芯单元220，或多个电芯层组210构成多个电芯单元220，多个电芯单元220在柜体100的高度方向上排布。其中，每个电芯单元220包括多个电芯层组210，且每个电芯单元220的相邻两个电芯层组210彼此止抵。
这样，每个电芯层组210的电芯200之间无需额外设置保护结构，从而减少了储能电池柜1中的零件数量，储能电池柜1内的空间可以更多地用于布置电芯200，也达到提高储能电池柜1的电芯体积利用率和能量密度的目的。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图6所示，每个电芯单元220的相邻两个电芯层组210的电芯200之间具有风道间隙230。
这样，相邻的两个电芯层组210的电芯200之间不会直接相互传递热量，能够避免电芯200之间的热量堆积，且每个电芯层组210的电芯200与储能电池柜1中的空气换热面积更大，提高电芯200的散热能力。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图6所示，风道间隙230在柜体100的高度方向上的尺寸为5mm～20mm。
这样，两个电芯层组210的电芯200之间的距离不小于5mm，能够便于每个电芯层组210的电芯200的充分散热，避免热量堆积导致热失控的情况发生，并且两个电芯层组210的电芯200之间的距离不大于20mm，能够保证储能电池柜11的电芯体积利用率能量密度。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图6、图8所示，每个电芯层组210还包括第一底板240和第二底板250，第一底板240和第二底板250沿柜体100的宽度方向和柜体100的深度方向中的一个方向间隔设置，对于每个电芯单元220的相邻的两个电芯层组210，其中一个电芯层组210的第一底板240和第二底板250与另一个电芯层组210的电芯200止抵，第一底板240和第二底板250之间形成风道间隙230。
第一底板240和第二底板250的设置，一方面能够支撑相邻的电芯层组210，从而多个电芯层组210能够依靠第一底板240和第二底板250相互限位以及支撑，固定多个电芯层组210之间的相对位置，另一方面，第一底板240和第二底板250能够进入风道间隙230内的气体进行导向，从而提高气体对电芯200的散热效率，电芯200更不易受热损坏，延长储能电池柜1的使用寿命。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图6所示，每个电芯单元220包括底座260且该电芯单元220的多个电芯200支撑于底座260。其中，每个底座260可以直接和柜体100连接。
这样，当电芯单元220为多个时，底座260的数量与电芯单元220的数量一一对应，从而每个电芯单元220内的电芯层组210的受到的最大压力可以减小，能够提高储能电池柜1内的电芯单元220的数量，减小每个电芯单元220内的电芯层组210的损坏概率。
根据本发明的一些具体实施例，如图3-图6所示，每个电芯单元220的上方设有至少一个拘束带270，每个拘束带270的两端分别连接有拉杆280，每个拉杆280的下端与该电芯单元220的底座260相连。
其中，拉杆280可以沿柜体100的高度方向延伸，拉杆280在柜体100的宽度方向或者深度方向上位于电芯层组210的相对两侧，也就是说，若拉杆280在柜体100的宽度方向位于电芯层组210的两侧，此时拘束带270可以沿柜体100的宽度方向延伸，拉杆280能够在柜体100的宽度方向上对电芯层组210进行固定和限位；若拉杆280在柜体100的深度方向位于电芯层组210的两侧，此时拘束带270可以沿柜体100的深度方向延伸，拉杆280能够在柜体100的深度方向上对电芯层组210进行固定和限位。
另外，通过拘束带270和拉杆280的配合，能够在柜体100的高度方向上对电芯层组210进行固定和限位，电芯层组210的位置不易改变，保证了电芯200的电连接的可靠性，有利于提高储能电池柜1的安全性以及结构稳定性。并且，至少两个电芯层组210的之间无需额外设置固定结构，因此储能电池柜1内有更大空间用于布置电芯层组210，电芯200体积利用率会得到更大幅度提升。
根据本发明的一些具体实施例，如图9所示，每个电芯层组210还包括第一侧板400和第二侧板500，第一侧板400和第二侧板500分别位于电芯层组210的两侧，第一侧板400和第二侧板500沿柜体100的宽度方向和深度方向的另一个方向上相对设置，第一底板240的两端分别与第一侧板400的一端和第二侧板500的一端相连，第二底板250的两端分别与第一侧板400的另一端和第二侧板500的另一端相连。
其中，对于在柜体100的高度方向上相邻的两个电芯层组210，一个电芯层组210的第一底板240分别与另一个电芯层组210的第一侧板400和第二侧板500止抵，且一个电芯层组210的第二底板250分别与另一个电芯层组210的第一侧板400和第二侧板500止抵。
这样，相邻的两个电芯层组210无需直接通过电芯200进行止抵，从而能够降低电芯200受力折断的几率，并且，第一侧板400和第二侧板500位于电芯层组210的相对两侧，能够防止相邻的两个电芯层组210之间受力而发生偏转，电芯层组210的布置更为稳定。
在本发明的一些具体实施例中，如图9所示，在第一底板240和第二底板250均设有限位柱600和限位孔700中的一种，第一侧板400和第二侧板500均设有限位柱600和限位孔700中的另一种。
其中，对于在柜体100的高度方向上相邻的两个电芯层组210，一个电芯层组210的限位柱600配合于另一个电芯层组210的限位孔700。
通过限位孔700和限位柱600的配合，能够固定相邻的电芯层组210之间的位置，防止相邻的电芯层组210之间相对转动，定位精度更高，组装和电连接更为可靠，安全性高。
在本发明的一些具体实施例中，如图9所示，限位柱600和限位孔700中的上述一种分布于第一底板240的两端和第二底板250的两端，限位柱600和限位孔700中的上述另一种分布于第一侧板400的两端和第二侧板500的两端。
这样，相邻的电芯层组210之间的固定点位更多，进一步地提高了相邻的电芯层组210之间定位精度更高，组装和电连接更为可靠，安全性高。
在本发明的一些具体实施例中，如图9所示，在对于在柜体100的高度方向上相邻的两个电芯层组210，另一个电芯层组210的第一侧板400通过第一紧固件与一个电芯层组210的第一底板240和第二底板250紧固，另一个电芯层组210的第二侧板500通过第二紧固件与一个电芯层组210的第一底板240和第二底板250紧固。其中，第一紧固件和第二紧固件可以为螺纹紧固件。
这样，能够固定相邻的电芯层组210之间的相对位置，防止在搬运过程中或者组装过程中相邻的电芯层组210之间发生分离，从而使相邻的电芯层组210之间可以整体拆装，不仅装配效率高，而且整个运输和装配过程中，都能够保证相邻的电芯层组210之间定位精度，从而储能电池柜1整体的组装精度更高，且组装和电连接更为可靠，安全性高。
在本发明的一些具体实施例中，如图9所示，第一紧固件分布于第一侧板400的两端，第二紧固件分布于第二侧板500的两端。
这样，相邻的电芯层组210之间的相对位置之间具有多个固定点位，相邻的电芯层组210之间更不易发生分离，能够更可靠地保证相邻的电芯层组210之间定位精度，从而储能电池柜1整体的组装精度更高，且组装和电连接更为可靠，安全性高。
根据本发明的一些具体实施例，如图2和图5所示，储能电池柜1还包括制冷单元300，制冷单元300安装于柜体100内且在柜体100的深度方向上位于柜体100的一侧，制冷单元300具有出风口和回风口，柜体100在柜体100的高度方向上的一侧构造有与出风口连通的散热风道120，在柜体100的高度方向上相邻的两个电芯层组210的电芯200之间具有风道间隙230。其中，气流从出风口流入散热风道120后，从柜体100的深度方向上的另一侧以及柜体100的宽度方向上的两侧流经多个电芯层组210，并通过风道间隙230流入回风口。
通过设置制冷单元300，驱动储能电池柜1内的气体循环流动，并且能够与储能电池柜1内的气体进行换热，降低储能电池柜1内的气体的温度，从而低温的储能电池柜1内的气体可以对储能电池柜1内的电芯200进行降温散热，避免储能电池柜1的电芯200的热量堆积导致热失控，提高了储能电池柜1的安全性。
由于相邻的两个电芯层组210的电芯200之间具有风道间隙230，使储能电池柜1的气体与每个电芯200的换热面积更大，提高换热效率。并且，制冷单元300在柜体100的深度方向上位于柜体100的一侧，因此制冷单元300不会对电芯层组210沿柜体100的高度的排布，能够使电芯层组210的设置数量更多，从而电芯200的数量也可以更多，以提高储能电池柜1的电芯200体积利用率。
根据本发明的一些具体实施例，如图1、图2和图5所示，柜体100在其深度方向上的一侧具有柜门110，储能电池柜1还包括制冷单元300，制冷单元300安装于柜体100内。其中，制冷单元300安装于柜门110，多个电芯层组210通过打开柜门110进出柜体100。
通过设置制冷单元300，驱动储能电池柜1内的气体循环流动，并且能够与储能电池柜1内的气体进行换热，降低储能电池柜1内的气体的温度，从而低温的储能电池柜1内的气体可以对储能电池柜1内的电芯200进行降温散热，避免储能电池柜1的电芯200的热量堆积导致热失控，提高了储能电池柜1的安全性。
另外，打开柜门110就能够直接接触到制冷单元300，便于后期对制冷单元300进行维修，且制冷单元300并非安装于柜体100，也不会干涉到电芯层组210的拆装，降低了拆装难度。
根据本发明的一些具体实施例，如图1、图2和图5所示，柜门110设有外循环进风口130、外循环出风口140和排气装置150。
这样，能够对柜体100内的空气进行更换，防止热气在柜体100内进行堆积，从而降低电芯200过热而出现热失控的现象，并且外循环进风口130、外循环出风口140和排气装置150直接安装于柜门110，因此在打开柜门110时就可以对外循环进风口130的两端、外循环出风口140的两端和排气装置150的两端进行清洁，清洁更为方便。
另外，外循环进风口130、外循环出风口140和排气装置150沿柜体100的高度方向排布，因此便于区分外循环进风口130、外循环出风口140和排气装置150，在组装时更为方便。
根据本发明的一些具体实施例，如图1、图2和图5所示，柜门110设有相对于其可打开和关闭的维护门160，维护门160在柜体100的高度方向上位于柜门110的下部。
其中，维护门160可以用于对储能电池柜1内的控制电路进行维护，在后续对储能电池柜1进行维护时，无需打开柜门110的主体，因此电芯200不会直接暴露在空气中，安全性能够得到极大地提高，并且由于维护门160在柜体100的高度方向上位于柜门110的下部，因此柜门110的高度较高，便于打开和关闭，能够方便放入或者取出电芯200。
下面参考附图描述根据本发明实施例的储能系统2，如图4所示，储能系统2包括至少一个根据本发明实施例的储能电池柜1。
根据本发明实施例的储能系统2，通过利用根据本发明上述实施例的储能电池柜1，控制柜体100的尺寸参数和电芯200的尺寸参数，具有能量密度高和电芯体积利用率大等优点，还可以兼顾储能系统2的输出电压。
根据本发明实施例的储能电池柜1和具有其的储能系统2的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”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发明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一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (27)

1.一种储能电池柜，其特征在于，包括：
柜体，所述柜体的宽度W1、所述柜体的深度D1和所述柜体的高度H1满足：0.8≤W1/D1≤1.2，0.8≤(W1+D1)/H1≤1.2；
多个电芯，多个所述电芯设于所述柜体内，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：(D+H)/L≤0.2；
其中，每个所述电芯的体积V1和所述柜体的体积V3满足：0.0004≤V1/V3≤0.001。
2.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯构造成长方体形。
3.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述多个电芯的体积之和V2与所述柜体的体积V3满足：0.35≤V2/V3≤0.5。
4.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：400mm≤L≤1200mm，10mm≤D≤40mm，60mm≤H≤150mm。
5.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯的长度L、所述电芯的厚度D和所述电芯的宽度H满足：800mm≤L≤970mm，10mm≤D≤30mm，80mm≤H≤130mm。
6.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述柜体的宽度W1、所述柜体的深度D1和所述柜体的高度H1满足：600mm≤W1≤1200mm，700mm≤D1≤1250mm，1300mm≤H1≤2600mm。
7.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯的长度L和所述柜体的宽度W1满足：0.35≤L/W1＜1。
8.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，还包括：
多个电芯层组，多个所述电芯层组沿所述柜体的高度方向堆叠，每个所述电芯层组在所述柜体的宽度方向和深度方向中的一个方向上包括至少一个所述电芯且在另一个方向上包括多个所述电芯。
9.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯的长度方向沿所述柜体的宽度方向布置，所述电芯的厚度方向沿所述柜体的深度方向布置，所述电芯的宽度方向沿所述柜体的高度方向布置。
10.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯层组的数量为8～18个。
11.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，所述多个电芯层组在所述柜体的高度方向上排布后的整体宽度为W2、深度为D2、高度为H2，其中，500mm≤W2≤1100mm；450mm≤D2≤1000mm；1150mm≤H2≤2450mm。
12.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，多个所述电芯层组构成一个电芯单元；或
多个所述电芯层组构成多个电芯单元，多个所述电芯单元在所述柜体的高度方向上排布；
其中，每个所述电芯单元包括多个所述电芯层组，且每个所述电芯单元的相邻两个电芯层组彼此止抵。
13.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，每个所述电芯单元的相邻两个电芯层组的电芯之间具有风道间隙。
14.根据权利要求13所述的储能电池柜，其特征在于，所述风道间隙在所述柜体的高度方向上的尺寸为5mm～20mm。
15.根据权利要求12所述的储能电池柜，其特征在于，每个所述电芯层组还包括：
第一底板和第二底板，所述第一底板和所述第二底板沿所述柜体的宽度方向和所述柜体的深度方向中的一个方向间隔设置，对于每个所述电芯单元的相邻的两个所述电芯层组，其中一个所述电芯层组的第一底板和第二底板与另一个所述电芯层组的电芯止抵，所述第一底板和所述第二底板之间形成风道间隙。
16.根据权利要求15所述的储能电池柜，其特征在于，每个所述电芯层组还包括：
第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板沿所述柜体的宽度方向和所述柜体的深度方向中的另一个方向间隔设置，所述第一底板的两端分别与所述第一侧板的一端和所述第二侧板的一端相连，所述第二底板的两端分别与所述第一侧板的另一端和所述第二侧板的另一端相连；
其中，对于在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组，一个电芯层组的第一底板分别与另一个电芯层组的第一侧板和第二侧板止抵，且所述一个电芯层组的第二底板分别与另一个电芯层组的第一侧板和第二侧板止抵。
17.根据权利要求16所述的储能电池柜，其特征在于，所述第一底板和所述第二底板均设有限位柱和限位孔中的一种，所述第一侧板和所述第二侧板均设有所述限位柱和所述限位孔中的另一种；
其中，对于在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组，一个电芯层组的限位柱配合于另一个电芯层组的限位孔。
18.根据权利要求17所述的储能电池柜，其特征在于，所述限位柱和所述限位孔中的所述一种分布于所述第一底板的两端和所述第二底板的两端；
所述限位柱和所述限位孔中的所述另一种分布于所述第一侧板的两端和所述第二侧板的两端。
19.根据权利要求16所述的储能电池柜，其特征在于，对于在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组，所述另一个电芯层组的第一侧板通过第一紧固件与所述一个电芯层组的第一底板和第二底板紧固，所述另一个电芯层组的第二侧板通过第二紧固件与所述一个电芯层组的第一底板和第二底板紧固。
20.根据权利要求19所述的储能电池柜，其特征在于，所述第一紧固件分布于所述第一侧板的两端；
所述第二紧固件分布于所述第二侧板的两端。
21.根据权利要求12所述的储能电池柜，其特征在于，每个所述电芯单元包括底座且该电芯单元的多个电芯支撑于所述底座。
22.根据权利要求21所述的储能电池柜，其特征在于，每个所述电芯单元的上方设有至少一个拘束带，每个所述拘束带的两端分别连接有拉杆，每个所述拉杆的下端与该电芯单元的底座相连。
23.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，还包括：
制冷单元，所述制冷单元安装于所述柜体内且在所述柜体的深度方向上位于所述柜体的一侧，所述制冷单元具有出风口和回风口，所述柜体在所述柜体的高度方向上的一侧构造有与所述出风口连通的散热风道，在所述柜体的高度方向上相邻的两个所述电芯层组的电芯之间具有风道间隙；
其中，气流从所述出风口流入所述散热风道后，从所述柜体的深度方向上的另一侧以及所述柜体的宽度方向上的两侧流经所述多个电芯层组，并通过所述风道间隙流入所述回风口。
24.根据权利要求8所述的储能电池柜，其特征在于，所述柜体在其深度方向上的一侧具有柜门；
所述储能电池柜还包括制冷单元，所述制冷单元安装于所述柜体内；
其中，所述制冷单元安装于所述柜门，所述多个电芯层组通过打开所述柜门进出所述柜体。
25.根据权利要求24所述的储能电池柜，其特征在于，所述柜门设有外循环进风口、外循环出风口和排气装置，所述外循环进风口、所述外循环出风口和所述排气装置沿所述柜体的高度方向排布。
26.根据权利要求10所述的储能电池柜，其特征在于，所述柜门设有相对于其可打开和关闭的维护门，所述维护门在所述柜体的高度方向上位于所述柜门的下部。
27.一种储能系统，其特征在于，包括至少一个根据权利要求1-26中任一项所述的储能电池柜。
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