CN117613463B - 一种储能系统及功率调节分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种储能系统及功率调节分配方法；包括安装框架、多个电池插箱、多个安装背板、多个风冷扇叶和辅助散热单元，辅助散热单元包括安装箱、水箱、水泵、输送主管、多个分流管和多个循环管路，在利用风冷扇叶对独立运行的电池插箱进行散热的同时，启动半导体制冷片，将水箱内的水制冷，启动水泵和对应的控制阀，通过输送主管和分流管将冷水输送至对应的循环管路内，通过风冷扇叶将循环管路散热的冷气快速的散发至对应的放置腔内，通过散发的冷气进一步提高对电池插箱的散热效果，并且循环管路内的水输送至水箱内，从而实现循环制冷，进一步提高对电池插箱的散热效果。

Description

一种储能系统及功率调节分配方法

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能系统及功率调节分配方法。

背景技术

目前的储能系统通常采用电池插箱方式，即将若干个电池模组安装在一个电池插箱中，将多个电池插箱安装在安装框架上，但现有的储能系统多以被动散热为主，如果应用充放电速度较快的锂电池，很容易出现系统散热不佳而导致的电池温度过高。

为解决以上问题，现有技术中通过在安装框架的背部设置多个安装背板，在每个安装背板上安装风冷散热结构，通过独立设置的风冷散热结构分别对单个电池插箱进行散热，从而提高对储能系统的散热效果，避免出现系统散热不佳而导致的电池温度过高的情况发生。

但现有的储能系统中的整体散热结构较为简单，仅通过风冷散热结构对单个电池插箱进行独立散热的散热效果不够理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能系统及功率调节分配方法，解决现有技术中的储能系统中的整体散热结构较为简单，仅通过风冷散热结构对单个电池插箱进行独立散热的散热效果不够理想的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种储能系统，包括安装框架、多个电池插箱、多个安装背板、多个风冷扇叶和辅助散热单元，所述安装框架上设置有多个放置腔，每个所述放置腔的内部均设置有所述电池插箱，每个所述放置腔的背部均设置有所述安装背板，每个所述安装背板上均设置有所述风冷扇叶；

所述辅助散热单元包括安装箱、水箱、水泵、输送主管、多个分流管和多个循环管路，所述安装框架的背部的低端设置有所述安装箱，所述安装箱的内部设置有所述水箱，所述水箱上安装有所述水泵，所述水泵的输入端位于所述水箱的内部，所述水泵的输出端设置有所述输送主管，所述输送主管上设置有多个所述分流管，每个所述安装背板远离所述安装框架的一面均设置有安装凸起，每个所述安装凸起的内部均贯穿设置有所述循环管路，每个所述安装凸起远离所述安装框架的一面均设置有所述风冷扇叶，所述循环管路位于对应的所述风冷扇叶靠近对应的所述放置腔的一面，所述循环管路的输入端与所述分流管相连，所述循环管路的输出端与所述水箱的回水口相连，每个所述分流管上均设置有控制阀，所述水箱上设置有多个半导体制冷片。

其中，每个所述循环管路均包括蛇形盘管、连接管和回水管，所述蛇形盘管设置在所述安装凸起的内部，所述蛇形盘管的一端设置有所述连接管，所述蛇形盘管的另一端设置有所述回水管，所述连接管和所述回水管远离所述蛇形盘管的一端均贯穿所述安装凸起，所述连接管远离所述蛇形盘管的一端与所述分流管相连，所述回水管远离所述蛇形盘管的一端与所述水箱的回水口相连。

其中，所述水箱的外侧壁上还设置有多个防尘框，每个所述防尘框分别罩设在一个所述半导体制冷片的热端的外部，每个所述防尘框远离所述水箱的一端均设置有排风扇叶。

其中，每个所述防尘框远离所述水箱的一端均还设置有防护罩，所述防护罩设置在所述排风扇叶的外部。

其中，所述储能系统还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括安装板、驱动组件、搅拌轴和搅拌扇叶，所述水箱的内部横向设置有所述搅拌轴，所述搅拌轴延伸至所述水箱的外部的一端贯穿所述安装箱，所述安装箱的侧壁上设置有所述安装板，所述安装板上安装有所述驱动组件，所述搅拌轴靠近所述驱动组件的一端设置有传动齿轮，所述驱动组件的输出端与所述传动齿轮机械传动，所述搅拌轴的外部设置有所述搅拌扇叶，所述搅拌扇叶位于所述水箱的内部。

其中，所述驱动组件包括驱动电机和输出齿轮，所述驱动电机安装在所述安装板上，所述驱动电机的输出端设置有所述输出齿轮，所述输出齿轮与所述传动齿轮机械传动。

本发明还提供一种储能系统功率调节分配方法，应用于如上述所述的储能系统，步骤如下：

在限电状态下接收到增加总有功功率的目标指令时，若满足预设快速调节条件，则判断所述储能系统中的单个所述电池插箱是否能够满足目标指令的调节需求；

若单个所述电池插箱能够满足目标指令的调节需求时，则控制对应的单个所述电池插箱增加出力至满足目标指令，同时通过启动所述水泵和对应的所述控制阀，将所述水箱内经过所述半导体制冷片制冷的水输送至对应的所述循环管路内，启动对应的所述风冷扇叶，从而将所述循环管路散发的冷气更加快速的散发到对应的所述放置腔内，对运行所述电池插箱进行散热；

若单个所述电池插箱不能够满足目标指令的调节需求时，则依次叠加未运行的所述电池插箱增加出力，以使所述储能系统最大限度的满足所述目标指令，并且根据叠加运行的所述电池插箱开启对应的所述控制阀，从而通过所述风冷扇叶和所述循环管路相配合，对每个运行中的所述电池插箱进行独立散热，从而提高对单个所述电池插箱的散热效果。

本发明的一种储能系统及功率调节分配方法，包括安装框架、多个电池插箱、多个安装背板、多个风冷扇叶和辅助散热单元，所述辅助散热单元包括安装箱、水箱、水泵、输送主管、多个分流管和多个循环管路，在利用所述风冷扇叶对独立运行的所述电池插箱进行散热的同时，启动所述半导体制冷片，将所述水箱内的水制冷，启动所述水泵和对应的所述控制阀，通过所述输送主管和对应的所述分流管将冷水输送至对应的所述循环管路内，此时通过所述风冷扇叶将所述循环管路散热的冷气更加快速的散发至对应的所述放置腔内，从而通过散发的冷气进一步提高对所述电池插箱的散热效果，并且所述循环管路内的水通过所述水箱的回水口输送至所述水箱内，从而实现循环制冷，进一步提高对所述电池插箱的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明第一实施例的储能系统的正面结构示意图。

图2是本发明第一实施例的储能系统的背部结构示意图。

图3是本发明提供的图2的A处的局部结构放大图。

图4是本发明第一实施例中防护罩与防尘框的拆分结构示意图。

图5是本发明第二实施例中安装箱和水箱的结构示意图。

图6是本发明提供的图5的B处的局部结构放大图。

图7是本发明第三实施例中安装箱和水箱的结构示意图。

图8是本发明提供的图7的C处的局部结构放大图。

图9是本发明提供的储能系统功率调节分配方法的步骤流程图。

101-安装框架、102-电池插箱、103-安装背板、104-风冷扇叶、105-安装箱、106-水箱、107-水泵、108-输送主管、109-分流管、110-循环管路、111-蛇形盘管、112-连接管、113-回水管、114-放置腔、115-安装凸起、116-控制阀、117-半导体制冷片、118-防尘框、119-排风扇叶、120-防护罩、201-安装板、202-驱动组件、203-搅拌轴、204-搅拌扇叶、205-驱动电机、206-输出齿轮、207-传动齿轮、301-保护壳、302-第一半壳、303-第二半壳、304-固定块。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

第一实施例：

请参阅图1至图4，其中图1是第一实施例的储能系统的正面结构示意图，图2是第一实施例的储能系统的背部结构示意图，图3是图2的A处的局部结构放大图，图4是第一实施例中防护罩与防尘框的拆分结构示意图。

本发明提供一种储能系统，包括安装框架101、多个电池插箱102、多个安装背板103、多个风冷扇叶104和辅助散热单元，所述辅助散热单元包括安装箱105、水箱106、水泵107、输送主管108、多个分流管109和多个循环管路110，每个所述循环管路110均包括蛇形盘管111、连接管112和回水管113。

针对本具体实施方式，所述安装框架101上设置有多个放置腔114，每个所述放置腔114的内部均设置有所述电池插箱102，每个所述放置腔114的背部均设置有所述安装背板103，每个所述安装背板103上均设置有所述风冷扇叶104，当通过单个所述电池插箱102增加出力至满足目标指令时，启动对应的所述风冷扇叶104，使得对应的所述放置腔114的内部与外界空气快速流通，从而通过快速流动的空气带走对应的所述电池插箱102工作时产生的热量，从而对运行中的单个所述电池插箱102进行独立散热。

其中，所述安装框架101的背部的低端设置有所述安装箱105，所述安装箱105的内部设置有所述水箱106，所述水箱106上安装有所述水泵107，所述水泵107的输入端位于所述水箱106的内部，所述水泵107的输出端设置有所述输送主管108，所述输送主管108上设置有多个所述分流管109，每个所述安装背板103远离所述安装框架101的一面均设置有安装凸起115，每个所述安装凸起115的内部均贯穿设置有所述循环管路110，每个所述安装凸起115远离所述安装框架101的一面均设置有所述风冷扇叶104，所述循环管路110位于对应的所述风冷扇叶104靠近对应的所述放置腔114的一面，所述循环管路110的输入端与所述分流管109相连，所述循环管路110的输出端与所述水箱106的回水口相连，每个所述分流管109上均设置有控制阀116，所述水箱106上设置有多个半导体制冷片117，在利用所述风冷扇叶104对独立运行的所述电池插箱102进行散热的同时，启动所述半导体制冷片117，将所述水箱106内的水制冷，启动所述水泵107和对应的所述控制阀116，通过所述输送主管108和对应的所述分流管109将冷水输送至对应的所述循环管路110内，此时通过所述风冷扇叶104将所述循环管路110散热的冷气更加快速的散发至对应的所述放置腔114内，从而通过散发的冷气进一步提高对所述电池插箱102的散热效果，并且所述循环管路110内的水通过所述水箱106的回水口输送至所述水箱106内，从而实现循环制冷，进一步提高对所述电池插箱102的散热效果。

其次，所述蛇形盘管111设置在所述安装凸起115的内部，所述蛇形盘管111的一端设置有所述连接管112，所述蛇形盘管111的另一端设置有所述回水管113，所述连接管112和所述回水管113远离所述蛇形盘管111的一端均贯穿所述安装凸起115，将所述连接管112远离所述蛇形盘管111的一端与所述分流管109相连，将所述回水管113远离所述蛇形盘管111的一端与所述水箱106的回水口相连，从而完成所述循环管路110的安装。

同时，所述水箱106的外侧壁上还设置有多个防尘框118，每个所述防尘框118分别罩设在一个所述半导体制冷片117的热端的外部，每个所述防尘框118远离所述水箱106的一端均设置有排风扇叶119，通过所述防尘框118的设置，避免灰尘附着在所述半导体制冷片117的热端的表面，导致热量堆积在所述半导体制冷片117的热端，从而提高所述半导体制冷片117的冷端的制冷效果，并且通过所述排风扇叶119的设置，将所述半导体制冷片117的热端产生的热量从所述防尘框118的内部排出，从而进一步提高所述半导体制冷片117的冷端的制冷效果。

另外，每个所述防尘框118远离所述水箱106的一端均还设置有防护罩120，所述防护罩120设置在所述排风扇叶119的外部，通过所述防护罩120对所述排风扇叶119进行遮蔽，避免外界环境对转动的所述排风扇叶119造成影响。

使用本实施例的一种储能系统时，当通过单个所述电池插箱102增加出力至满足目标指令时，启动对应的所述风冷扇叶104，使得对应的所述放置腔114的内部与外界空气快速流通，从而通过快速流动的空气带走对应的所述电池插箱102工作时产生的热量，从而对运行中的单个所述电池插箱102进行独立散热，并且在利用所述风冷扇叶104对独立运行的所述电池插箱102进行散热的同时，启动所述半导体制冷片117，将所述水箱106内的水制冷，启动所述水泵107和对应的所述控制阀116，通过所述输送主管108和对应的所述分流管109将冷水输送至对应的所述循环管路110内，此时通过所述风冷扇叶104将所述循环管路110散热的冷气更加快速的散发至对应的所述放置腔114内，从而通过散发的冷气进一步提高对所述电池插箱102的散热效果，并且所述循环管路110内的水通过所述水箱106的回水口输送至所述水箱106内，从而实现循环制冷，进一步提高对所述电池插箱102的散热效果。

第二实施例：

在第一实施例的基础上，请参阅图5和图6，图5为第二实施例中安装箱和水箱的结构示意图，图6为图5的B处的局部结构放大图。

本发明提供一种储能系统还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括安装板201、驱动组件202、搅拌轴203和搅拌扇叶204，所述驱动组件202包括驱动电机205和输出齿轮206。

针对本具体实施方式，所述水箱106的内部横向设置有所述搅拌轴203，所述搅拌轴203延伸至所述水箱106的外部的一端贯穿所述安装箱105，所述安装箱105的侧壁上设置有所述安装板201，所述安装板201上安装有所述驱动组件202，所述搅拌轴203靠近所述驱动组件202的一端设置有传动齿轮207，所述驱动组件202的输出端与所述传动齿轮207机械传动，所述搅拌轴203的外部设置有所述搅拌扇叶204，所述搅拌扇叶204位于所述水箱106的内部，启动所述驱动组件202，通过所述传动齿轮207带动所述搅拌轴203在所述水箱106上转动，从而利用所述搅拌扇叶204对所述水箱106内的水进行搅拌，使得利用所述半导体制冷片117对所述水箱106内的水进行制冷时，对水的制冷更加均匀。

其中，所述驱动电机205安装在所述安装板201上，所述驱动电机205的输出端设置有所述输出齿轮206，所述输出齿轮206与所述传动齿轮207机械传动，启动所述驱动电机205，带动所述输出齿轮206转动，由于所述输出齿轮206与所述传动齿轮207相啮合，从而带动所述搅拌轴203在所述水箱106上转动。

使用本实施例的一种储能系统时，启动所述驱动电机205，带动所述输出齿轮206转动，由于所述输出齿轮206与所述传动齿轮207相啮合，从而带动所述搅拌轴203在所述水箱106上转动，从而利用所述搅拌扇叶204对所述水箱106内的水进行搅拌，使得利用所述半导体制冷片117对所述水箱106内的水进行制冷时，对水的制冷更加均匀。

第三实施例：

在第二实施例的基础上，请参阅图7和图8，图7为第三实施例中安装箱和水箱的结构示意图，图8是图7的C处的局部结构放大图。

本发明提供一种储能系统还包括保护壳301，所述保护壳301包括第一半壳302和第二半壳303。

针对本具体实施方式，所述安装板201上设置有所述保护壳301，所述保护壳301罩设在所述输出齿轮206和所述传动齿轮207的外部，通过所述保护壳301对所述输出齿轮206和所述传动齿轮207进行保护，避免外界环境对所述输出齿轮206和所述传动齿轮207的啮合处造成影响。

其中，所述第一半壳302和所述第二半壳303分别位于所述输出齿轮206的两侧，所述第一半壳302和所述第二半壳303靠近所述安装板201的一端均设置有固定块304，所述固定块304与所述安装板201拆卸连接，将所述第一半壳302和所述第二半壳303分别放置在所述输出齿轮206的两侧后，利用螺钉将所述固定块304固定在所述安装板201上，从而完成所述保护壳301的安装。

使用本实施例的一种储能系统时，将所述第一半壳302和所述第二半壳303分别放置在所述输出齿轮206的两侧后，利用螺钉将所述固定块304固定在所述安装板201上，从而完成所述保护壳301的安装，通过所述保护壳301对所述输出齿轮206和所述传动齿轮207进行保护，避免外界环境对所述输出齿轮206和所述传动齿轮207的啮合处造成影响。

请参阅图9，本发明还提供一种储能系统功率调节分配方法，应用于如上述所述的储能系统，步骤如下：

S1：在限电状态下接收到增加总有功功率的目标指令时，若满足预设快速调节条件，则判断所述储能系统中的单个所述电池插箱102是否能够满足目标指令的调节需求；

S2：若单个所述电池插箱102能够满足目标指令的调节需求时，则控制对应的单个所述电池插箱102增加出力至满足目标指令，同时通过启动所述水泵107和对应的所述控制阀116，将所述水箱106内经过所述半导体制冷片117制冷的水输送至对应的所述循环管路110内，启动对应的所述风冷扇叶104，从而将所述循环管路110散发的冷气更加快速的散发到对应的所述放置腔114内，对运行所述电池插箱102进行散热；

S3：若单个所述电池插箱102不能够满足目标指令的调节需求时，则依次叠加未运行的所述电池插箱102增加出力，以使所述储能系统最大限度的满足所述目标指令，并且根据叠加运行的所述电池插箱102开启对应的所述控制阀116，从而通过所述风冷扇叶104和所述循环管路110相配合，对每个运行中的所述电池插箱102进行独立散热，从而提高对单个所述电池插箱102的散热效果。

在本实施方式中，在限电状态下接收到增加总有功功率的目标指令时，若满足预设快速调节条件（预设快速调节条件为：总有功功率的目标值大于限电值时，系统需要执行输出优先模式和储能优先调节模式；或者，总有功功率的目标值小于等于限电值时，系统需要执行储能优先调节模式），则判断所述储能系统中的单个所述电池插箱102是否能够满足目标指令的调节需求，若单个所述电池插箱102能够满足目标指令的调节需求时，则控制对应的单个所述电池插箱102增加出力至满足目标指令，同时通过启动所述水泵107和对应的所述控制阀116，将所述水箱106内经过所述半导体制冷片117制冷的水输送至对应的所述循环管路110内，启动对应的所述风冷扇叶104，从而将所述循环管路110散发的冷气更加快速的散发到对应的所述放置腔114内，对运行所述电池插箱102进行散热，若单个所述电池插箱102不能够满足目标指令的调节需求时，则依次叠加未运行的所述电池插箱102增加出力，以使所述储能系统最大限度的满足所述目标指令，并且根据叠加运行的所述电池插箱102开启对应的所述控制阀116，从而通过所述风冷扇叶104和所述循环管路110相配合，对每个运行中的所述电池插箱102进行独立散热，从而提高对单个所述电池插箱102的散热效果。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种储能系统，包括安装框架、多个电池插箱、多个安装背板和多个风冷扇叶，所述安装框架上设置有多个放置腔，每个所述放置腔的内部均设置有所述电池插箱，每个所述放置腔的背部均设置有所述安装背板，每个所述安装背板上均设置有所述风冷扇叶，其特征在于，

还包括辅助散热单元；

所述辅助散热单元包括安装箱、水箱、水泵、输送主管、多个分流管和多个循环管路，所述安装框架的背部的低端设置有所述安装箱，所述安装箱的内部设置有所述水箱，所述水箱上安装有所述水泵，所述水泵的输入端位于所述水箱的内部，所述水泵的输出端设置有所述输送主管，所述输送主管上设置有多个所述分流管，每个所述安装背板远离所述安装框架的一面均设置有安装凸起，每个所述安装凸起的内部均贯穿设置有所述循环管路，每个所述安装凸起远离所述安装框架的一面均设置有所述风冷扇叶，所述循环管路位于对应的所述风冷扇叶靠近对应的所述放置腔的一面，所述循环管路的输入端与所述分流管相连，所述循环管路的输出端与所述水箱的回水口相连，每个所述分流管上均设置有控制阀，所述水箱上设置有多个半导体制冷片，在利用所述风冷扇叶对独立运行的所述电池插箱进行散热的同时，启动所述半导体制冷片，将所述水箱内的水制冷。

2.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，

每个所述循环管路均包括蛇形盘管、连接管和回水管，所述蛇形盘管设置在所述安装凸起的内部，所述蛇形盘管的一端设置有所述连接管，所述蛇形盘管的另一端设置有所述回水管，所述连接管和所述回水管远离所述蛇形盘管的一端均贯穿所述安装凸起，所述连接管远离所述蛇形盘管的一端与所述分流管相连，所述回水管远离所述蛇形盘管的一端与所述水箱的回水口相连。

3.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，

所述水箱的外侧壁上还设置有多个防尘框，每个所述防尘框分别罩设在一个所述半导体制冷片的热端的外部，每个所述防尘框远离所述水箱的一端均设置有排风扇叶。

4.如权利要求3所述的储能系统，其特征在于，

每个所述防尘框远离所述水箱的一端均还设置有防护罩，所述防护罩设置在所述排风扇叶的外部。

5.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，

所述储能系统还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括安装板、驱动组件、搅拌轴和搅拌扇叶，所述水箱的内部横向设置有所述搅拌轴，所述搅拌轴延伸至所述水箱的外部的一端贯穿所述安装箱，所述安装箱的侧壁上设置有所述安装板，所述安装板上安装有所述驱动组件，所述搅拌轴靠近所述驱动组件的一端设置有传动齿轮，所述驱动组件的输出端与所述传动齿轮机械传动，所述搅拌轴的外部设置有所述搅拌扇叶，所述搅拌扇叶位于所述水箱的内部。

6.如权利要求5所述的储能系统，其特征在于，

所述驱动组件包括驱动电机和输出齿轮，所述驱动电机安装在所述安装板上，所述驱动电机的输出端设置有所述输出齿轮，所述输出齿轮与所述传动齿轮机械传动。

7.一种储能系统功率调节分配方法，应用于如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，步骤如下：

在限电状态下接收到增加总有功功率的目标指令时，若满足预设快速调节条件，则判断所述储能系统中的单个所述电池插箱是否能够满足目标指令的调节需求；

若单个所述电池插箱能够满足目标指令的调节需求时，则控制对应的单个所述电池插箱增加出力至满足目标指令，同时通过启动所述水泵和对应的所述控制阀，将所述水箱内经过所述半导体制冷片制冷的水输送至对应的所述循环管路内，启动对应的所述风冷扇叶，从而将所述循环管路散发的冷气更加快速的散发到对应的所述放置腔内，对运行所述电池插箱进行散热；

若单个所述电池插箱不能够满足目标指令的调节需求时，则依次叠加未运行的所述电池插箱增加出力，以使所述储能系统最大限度的满足所述目标指令，并且根据叠加运行的所述电池插箱开启对应的所述控制阀，从而通过所述风冷扇叶和所述循环管路相配合，对每个运行中的所述电池插箱进行独立散热，从而提高对单个所述电池插箱的散热效果。