CN117638354A - 电池柜及采用该电池柜的储能系统 - Google Patents
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Abstract
一种电池柜及采用该电池柜的储能系统,其中所述电池柜包括柜体,内部设有容纳腔,多个单体电池层,层叠设在所述容纳腔内,且每个单体电池层形成有换热流道;温度调节装置,设在所述容纳腔内并与所述单体电池层的换热流道对接,用于与所述柜体外部换热,以调节所述多个单体电池层的温度;电池管理装置,设在所述容纳腔内并与所述电池单元电连接。通过设置单体电池层,便于实现电池的安装固定,同时在各电池层内形成换热流道,方便均衡散热。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,尤其是涉及一种电池柜及采用该电池柜的储能系统。
背景技术
随着电化学储能技术的发展,储能在电力行业的运用越来越多,例如在风能、光伏等新能源项目因受限于自然环境,在并网时对电网造成的波动较大,通过大规模的储能系统则能够有效解决电网因大幅波动而无法消纳问题。为满足容量需求,储能系统通常体积较大,且通常包括数量庞大的单体电池,这些单体电池的安装固定和散热都存在较大的挑战。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提供一种电池柜及采用该电池柜的储能系统,用于解决电池柜及储能系统中电池的安装固定和散热问题。
本发明的技术方案如下。
一种电池柜,所述电池柜包括:
柜体,内部设有容纳腔;
多个单体电池层,层叠设在所述容纳腔内,且每个单体电池层形成有换热流道;
温度调节装置,设在所述容纳腔内并与所述单体电池层的换热流道对接,用于与所述柜体外部换热,以调节所述多个单体电池层的温度;
电池管理装置,设在所述容纳腔内并与所述电池单元电连接。
在一些实施方式中,所述柜体的一侧设有开口;所述电池柜还包括柜门,所述柜门活动连接于所述柜体上以开启或关闭所述开口;
所述温度调节装置安装于所述柜门上。
在一些实施方式中,所述温度调节装置为风冷装置;每个所述单体电池层包括:
多个单体电池;及
层架,用于容置固定所述多个单体电池,且所述层架构造有散热流道,所述散热流道适于与所述风冷装置连通以引导冷却气流与所述单体电池换热。
在一些实施方式中,所述风冷装置包括外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口,所述外循环进风口和所述外循环出风口均适于与外部大气连通,所述内循环进风口和所述内循环出风口均与所述容纳腔连通;
所述容纳腔内的顶部设导风风道,所述导风风道的一端与所述内循环出风口连通,用于引导所述内循环出风口吹出的气流流经所述电池单元。
在一些实施方式中,所述电池柜还包括设置在所述容纳腔内的顶部的导风件,所述导风件与所述柜体配合形成所述导风通道。
在一些实施方式中,所述散热流道连通所述层架靠近柜门的一侧及远离柜门的一侧;
所述内循环出风口吹出的气流适于由所述导风通道引导至所述电池单元远离柜门的一侧,流经所述散热流道后汇流进入所述内循环进风口。
在一些实施方式中,所述内循环出风口吹出的气流适于由所述导风通道引导至所述层架与所述柜体内壁之间的间隙。
在一些实施方式中,所述温度调节装置为风冷装置;所述单体电池层包括:
层架,所述层架内部形成多个电池收容区;
多个单体电池,所述多个单体电池分别收容于所述电池收容区;及
液冷通道,形成于所述层架内并用于流通冷却介质以冷却所述单体电池。
在一些实施方式中,所述层架包括:
托盘,所述托盘的一端开放;及
多个隔板,设置于所述托盘内并将所述托盘内部分隔为所述多个电池收容区;
所述托盘和至少部分隔板内部形成有所述液冷通道。
在一些实施方式中,所述单体单元中,所述单体电池的极柱朝向所述托盘的开放端,所述多个单体电池的极柱通过连接片电性连接。
在一些实施方式中,所述多个堆叠设置的电池单元中,位于上层的电池单元的托盘封闭相邻的下层电池单元的托盘的开放端;
所述电池柜还包括上盖,用于封闭位于最上层的电池单元的托盘的开放端。
一种储能系统,包括:
多个前述电池柜,多个所述电池柜构成电池组件;
承载框架,所述承载框架的外轮廓构造为集装箱外形并限定有容置空间,用于收容固定所述电池组件;
配电装置,适于连接外部负载以向外部负载提供电能;及
汇流装置,适于电连接所述多个电池柜及所述配电装置。
在一些实施方式中,所述承载框架上形成有安装部;
所述配电装置和所述汇流装置中的至少一者安装于所述安装部且至少部分位于所述外轮廓内。
在一些实施方式中,所述集装箱为20英尺标准集装箱,所述电池组件呈长方体型并具有宽度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H,并满足:5000mm≤W≤5958mm,2200mm≤D≤2438mm, 2191mm≤H≤2746mm。
在一些实施方式中,所述集装箱为40英尺标准集装箱;所述电池组件呈长方体型并具有宽度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H,并满足:11138mmmm≤W≤12096mm,2200mm≤D≤2438mm,2191mm≤H≤2746mm。
在一些实施方式中,所述承载框架包括:
底部托架,用于承载所述电池组件并限定所述电池组件的两相对侧;所述底部托架具有相互正交的长度方向、宽度方向及高度方向;及
两个端部框架,所述两个端部框架相对设置于所述底部托架长度方向的两侧并用于限定所述电池组件的另外两相对侧。
在一些实施方式中,所述底部托架具有高度尺寸B1并满足:150mm≤B1≤400mm。
在一些实施方式中,所述端部框架包括:
两纵梁,沿所述高度方向延伸并沿所述宽度方向间隔设置于所述底部托架两侧,所述纵梁的一端与所述底部托架连接;及
横梁,连接于所述两纵梁的另一端之间。
在一些实施方式中,所述纵梁具有沿所述长度方向的尺寸A1并满足:50mm≤A1≤80mm。
在一些实施方式中,所述两纵梁、所述横梁及所述底部托架围设形成安装空间,且所述安装部设于至少一所述纵梁的内壁上;
所述配电装置和所述汇流装置中的至少一者安装于所述安装部并位于所述安装空间内。
在一些实施方式中,所述配电装置和所述汇流装置均位于所述安装空间内,且所述配电装置和所述汇流装置不凸出所述纵梁的外端面。
在一些实施方式中,所述底部托架包括:
两侧板,所述两侧板平行设置并沿所述长度方向延伸;及
多个加强板,所述多个加强板相互间隔设置,且所述加强板的两端分别连接于所述两侧板的内壁;所述加强板上设有过线孔。
在一些实施方式中,所述承载框架还包括顶梁,所述顶梁连接于所述两个端部框架之间并与所述底部托架相对设置,以限定所述电池模组的上侧。
在一些实施方式中,所述电池柜呈长方体型并具有宽度尺寸W1、深度尺寸D1及高度尺寸H1,并满足:1000mm≤W1≤1192mm,单个电池柜深度1100mm≤D1≤1219mm,高度尺寸1850mm≤H1≤2746mm;
多个所述电池柜的宽度方向沿所述电池组件的长度方向排布。
前述电池柜及采用该电池柜的储能系统中,大量单体电池的安装固定和散热都是需要解决的问题。通过设置单体电池层,便于实现将数量庞大的单体电池分层进行的安装固定,同时在各电池层内形成换热流道,不仅同时解决了散热问题,分层设置的形式还使得电池柜各处的单体电池散热比较均衡。
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是本发明的储能系统在一实施例中的结构示意图。
图2是图1所示的储能系统,并示出了外形尺寸。
图3是图1所示的储能系统中承载框架的结构示意图。
图4是本发明的储能系统在另一实施例中的结构示意图。
图5是本发明的储能系统在一实施例中的部分结构的分解示意图。
图6是图5所示的储能系统中承载框架、汇流装置、配电装置的装配示意图,其中所述承载框架以破断视图示出。
图7为图1或图4所示的储能系统中电池柜的结构示意图。
图8为图7所示的电池柜的爆炸图,且所述电池柜的柜门处于开启状态。
图9为图7所示的电池柜的部分结构示意图,且柜门处于开启状态。
图10为图7所示的电池柜中的多个电池单元的结构示意图。
图11为储能系统中电池柜在一较优实施例中的结构示意图。
图12为图11中电池单元的层架的结构示意图。
附图标记:
储能系统1000
承载框架100、底部托架110、端部框架120、侧板1101、加强板1102、过线孔1103、纵梁1201、横梁1202、顶梁1203、角件1204、紧固件1205、安装部1206
电池柜200、电池组件201、柜体210、柜门220、电池单元230、温度调节装置240、电池管理装置250、吊耳260、导风件270、防爆阀280、层架2301、单体电池2302、连接片2303、进出水管2304、托盘2311、隔板2312、外循环进风口2401、外循环出风口2402、内循环进风口2403、内循环出风口2404
配电装置300、汇流装置400、拉杆500、线缆600、防护盒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。
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细阐述。
参图1至图12所示,储能系统1000包括承载框架100、电池组件201、汇流装置300及配电装置400。
该储能系统1000通常可为工、商业储能系统。其包括的电池组件201可根据具体需求设定。所述承载框架100的外轮廓构造为集装箱外形,且承载框架100限定有容置空间,用于收容固定所述电池组件201。此外,所述承载框架100上形成有安装部1206,用于安装所述汇流装置300及配电装置400中的至少一者。
所述配电装置400适于连接外部负载,以向外部负载提供电能。所述汇流装置300适于电连接所述电池组件201及所述配电装置400。电池组件201通常包含多个电池单元,例如,电池组件201可包括多个电池柜200,多个电池柜200通过所述汇流装置300连接至所述配电装置400,由配电装置400统一分配电力输出。在其他实施方式中,所述电池组件201也可为其他形式,例如可包括一个电池柜200,本实施方式中电池柜200的外形可与前述实施方式中的多个电池柜200构成的整体外形相近或相同,本实施方式中的一个电池柜200内部可包括多个电池模组,该多个电池模组可通过所述汇流装置300汇集连接至所述配电装置400,由配电装置400统一分配电力输出。
参图1、图2、图4、图5所示,在一些实施方式中,所述电池组件201可包括多个电池柜200。所述多个电池柜200沿所述长度方向呈多排排布和/或沿所述宽度方向呈多列排布并填充所述承载框架100构成的容置空间。具体而言,所述多个电池柜200可为相同的单元,根据外形尺寸的设置,可整体排布为一排多列、一列多排或多列多排。多个所述电池柜200可均分所述容置空间。
可以理解的是,在一些实施方式中,所述电池组件201也可仅包括一个电池柜200,只要所述电池柜200能够填充所述容置空间即可。
所述电池柜200可包括柜体210、多个电池单元230、温度调节装置240及电池管理装置250。
所述柜体210内部设有容纳腔。所述多个电池单元230设在所述容纳腔内。所述温度调节装置240设在所述容纳腔内并用于与所述柜体210的外部换热,以调节所述多个电池单元230的温度。所述电池管理装置250也可设在所述容纳腔内,并与多个所述电池单元230电连接,用于所述电池单元230的充放电管理。
在具体实施中,所述柜体210的一侧可设有开口。所述电池柜200还包括柜门220,所述柜门220活动连接于所述柜体210上以开启或关闭所述开口。通过设置柜门220,可方便电池柜200的安装、检修维护等操作。
所述温度调节装置240可安装于所述柜门220上。在具体实施中,所述温度调节装置240可为一空调,即电池柜200采用风冷的形式散热,所述温度调节装置240也可以为水冷装置,水冷装置的换热部分也可以设置在所述柜门220上。以下以所述温度调节装置240为一风冷空调为例进行说明。
例如,如图7至图10所示,在一些实施方式中,所述电池柜200中的所述电池单元230为单体电池层,为便于理解,后续单体电池层与所述电池单元230采用同一标号。具体而言,所述电池柜200包括至少两个单体电池层230,所述至少两个单体电池层230设于所述柜体210内且沿所述高度方向排布,每个所述单体电池层230包括层架,且在所述长度方向和所述高度方向中的每个方向上包括至少一个所述单体电池2302。相邻的两单体电池层230之间形成有风道,用于流通冷却气流。
前述电池柜200及采用该电池柜的储能系统1000中,大量单体电池的安装固定和散热都是需要解决的问题。通过设置单体电池层,便于实现将数量庞大的单体电池分层进行的安装固定,同时在各单体电池层230内形成换热流道,不仅同时解决了散热问题,分层设置的形式还使得电池柜200各处的单体电池散热比较均衡。
所述温度调节装置240为风冷装置并包括外循环进风口2401、外循环出风口2402、内循环进风口2403和内循环出风口2404。所述外循环进风口2401和所述外循环出风口2402均适于与外部大气连通,所述内循环进风口2403和所述内循环出风口2404均与所述容纳腔连通。
所述容纳腔内的顶部设导风风道,所述导风风道的一端与所述内循环出风口2404连通,用于引导所述内循环出风口2404吹出的气流流经所述电池单元230。
例如,所述电池柜200还包括设置在所述容纳腔内的顶部的导风件270,所述导风件270与所述柜体配合形成所述导风通道。所述导风通道用于将所述内循环出风口2404吹出的气流引导至所述电池单元230远离柜门220的一侧。换言之,所述温度调节装置240吹入所述柜体210内的冷空气通过顶部的导风件270引导至所述多个电池单元230的后侧,从而由上而下依次进入各单体电池层230之间的风道,冷却单体电池2302。
在一些实施方式中,所述导风通道还用于将所述内循环出风口2404吹出的气流引导至所述电池单元230与所述柜门220相邻的至少一侧。简而言之,导风件270不仅将冷却气流引导至电池单元230的后侧,还同时将冷却气流引导至单体单元230的左右两侧。
所述柜门上设有防爆阀280,防爆阀280开启时可将所述柜体210的内部与外部大气连通。
在一些实施方式中,所述电池柜200呈长方体型并具有宽度尺寸W1、深度尺寸D1及高度尺寸H1,并满足:1000mm≤W1≤1192mm,单个电池柜深度1100mm≤D1≤1219mm,高度尺寸1850mm≤H1≤2746mm。多个所述电池柜200的宽度方向沿所述电池组件201的长度方向排布。
参图4所示,在一些实施方式中,所述电池组件201包括沿所述长度方向呈多排排布且沿所述宽度方向呈多列排布的多个电池柜200。所述电池柜200顶部的拐角处设有吊耳260。所述吊耳260可方便所述电池柜200的吊装。相应的,所述储能系统1000还可包括多个拉杆500。沿所述宽度方向,所述拉杆500连接相邻电池柜200对角线上的吊耳260,如此,可实现电池柜200在宽度方向上的彼此固定,而在长度方向则由两端部框架120约束固定。可以理解的是,所述拉杆500的连接可根据电池柜200的数量和排布形式相应调整,都在本申请的构思之内。
参图11至图12所示,在另一实施例中,所述电池柜200基本可参前述方式实施,区别仅在于柜体210内的电池单元(即单体电池层)230、温度调节装置240的实施方式不同,且没有前述导风件270。因此,本实施例不再重复相同部分的内容,仅就单体电池层230、温度调节装置240做具体阐述。
本实施例中,所述电池柜200包括多个堆叠设置的电池单元230,所述电池单元230包括层架2301和多个单体电池2302,所述层架2301内部形成多个电池收容区。所述多个单体电池2302分别收容于所述电池收容区。所述层架2301内形成有液冷通道,所述液冷通道用于流通冷却介质以冷却所述单体电池2302。相应的,所述温度调节装置240可为液冷装置的换热组件,所述层架2301上设有进出水管2304,层架2301内部的液冷通道通过所述进出水管2304与所述换热组件连通,以通过液冷方案冷却所述单体电池2302。
例如,在一些实施方式中,所述层架2301可包括托盘2311和多个隔板2312。所述托盘2311的一端开放,即托盘2311构成一侧具有开口的壳体。所述多个隔板2312设置于所述托盘2311内并将所述托盘2311的内部分隔为所述多个电池收容区。所述托盘2311和至少部分隔板2312内部形成有所述液冷通道。在具体实施中,所述进出水管2304可设置在所述托盘2311上,一部分隔板2312或者所有隔板2312的内部设置液冷通道,隔板2312与电池收容区内的单体电池2302接触,可同时实现约束定位和液冷散热。
所述单体单元230中,所述单体电池2302的极柱可朝向所述托盘2311的开放端设置,所述多个单体电池2302的极柱通过连接片2303电性连接,已实现各个单体之间2302的串联或并联。
所述多个堆叠设置的电池单元230中,位于上层的电池单元230的托盘2311可用于封闭相邻的下层电池单元230的托盘2311的开放端。所述电池柜200还包括上盖(图中未示出),用于封闭位于最上层的电池单元230的托盘2311的开放端。
所述配电装置400和所述汇流装置300中的至少一者安装于所述安装部1206,相应的,安装于所述安装部1206的所述配电装置400和/或所述汇流装置300至少部分位于所述承载框架100的外轮廓内,尽量保证储能系统1000具有规则的外形。
为明确起见,所述承载框架100的“外轮廓”可以理解为其最外侧边缘围成的立体外形。因考虑电池组件210的安装、承载框架100本身需控制重量等因素,承载框架100通常不会设置成封闭的长方体形箱体(例如标准的集装箱),而仅根据集装箱的外形设置成基本规则的长方体型框架结构,在此情形下,可将框架结构最外侧的顶点作为其外轮廓的控制点,多个控制点连接形成的长方体外形即可理解为所述承载框架100的“外轮廓”。同时,所述承载框架100的外轮廓理应参照集装箱的一般制造、使用要求,允许合理范围内的误差、公差。
前述储能系统1000中,所述承载框架100的外轮廓构造为集装箱外形,并由承载框架100限定出容置空间,电池组件201收容固定在容置空间内。同时,所述承载框架100上还形成有安装部1206;所述配电装置400和所述汇流装置300中的至少一者安装于所述安装部1206且至少部分位于所述承载框架100的外轮廓内。如此一来,承载框架100不仅可作为储能系统1000的安装框架,收容固定电池组件201、汇流装置300、配电装置400,其构造为集装箱外形,还可直接作为集装箱单元参与运输,使结构件实现层级简化,提高了空间利用率,从而能够提升能量密度。同时,电池组件201、汇流装置300、配电装置400等结构仍保留了较大的设计自由度,在实现外形统一的同时仍能满足产品的个性化设计,例如,在外形基本相同的情况下,仍能通过调整电池组件201本身的结构、承载框架100的内部构造、承载框架100的结构件的设置等调整储能系统1000的容量、重量、结构强度等,实现产品的差异化。
所述承载框架100的外轮廓构造为集装箱外形,其中,集装箱可为有一定应用规模的非标准集装箱,优选为标准集装箱。例如,所述集装箱可为具有国际通用标准的集装箱,以便于储能系统的运输流通。以下分别以国际通用的20英尺标准集装箱和40英尺标准集装箱为例进行说明。可以理解的是,只要能够达到方便运输流通的目的,所述承载框架也可以参照国家标准、地区标准、公司标准进行设置,具有一定的通用性和互换性即可。
例如,在一些实施方式中,所述集装箱为20英尺标准集装箱。因20英尺标准台架箱外形尺寸为:长度为6058mm,高度为2591mm(高箱高度为2896mm),深度为2438mm。因此,如图2所示,所述承载框架100的外轮廓可参照20英尺标准集装箱设置,具体而言,所述承载框架100的外轮廓具有宽度尺寸W0、深度尺寸D0及高度尺寸H0,W0=6058mm,D0=2438mm,H0=2896mm。相应的,所述电池组件201呈长方体型并具有宽度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H,并满足:5000mm≤W≤5958mm,2200mm≤D≤2438mm,2191mm≤H≤2746mm。
在另一些实施方式中,所述集装箱还可以为40英尺标准集装箱。同理,40英尺标准集装箱具有固定的外形尺寸:长度为12192mm,高度为2591mm(高箱高度为2896mm),深度为2438mm。为简化变数,也参图2所示,所述承载框架100的外轮廓可参照40英尺标准集装箱设置,具体而言,所述承载框架100的外轮廓具有宽度尺寸W0、深度尺寸D0及高度尺寸H0,W0=12192mm,D0=2438mm,H0=2896mm。相应的,所述电池组件201呈长方体型并具有宽度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H,并满足:11138mmmm≤W≤12096mm,2200mm≤D≤2438mm,2191mm≤H≤2746mm。
电池组件201的外形尺寸小于所述承载框架100的外形尺寸,为承载框架100留出结构设计的空间,同时保证电池组件201在安装至所述承载框架100后,承载框架100可对电池组件201起到防护作用。
参图3、图5及图6所示,在一些实施方式中,所述承载框架100可包括底部托架110和两个端部框架120。
所述底部托架110用于承载所述电池组件201,并限定所述电池组201的两相对侧。具体而言,所述底部托架110具有相互正交的长度方向、宽度方向及高度方向,底部托架110支撑于所述电池组件201的底部以在所述高度方向对电池组件201进行限位。在具体实施中,所述电池组件201的底部可通过连接件与所述底部托架110连接固定,如此一来,底部托架110可以在水平方向限定所述电池组件201。
所述长度方向、宽度方及高度方向中,高度方向可以理解为竖直方向。通常,储能系统1000在实际应用中,其放置或安装完成后的高度方向即为竖直方向。因此,为方便理解,将储能系统1000在常规使用状态下与竖直方向相同的方向定义为其高度方向,相应的,在水平方向上定义出其长度方向和宽度方向,宽度方向可理解为储能系统1000的深度方向,长度方向可理解为与所述储能系统1000的长度方向一致。
所述两个端部框架120相对设置于所述底部托架110长度方向的两侧,并用于限定所述电池组件201的另外两相对侧。
因底部托架110需要满足承重要求,同时需要控制其对整体空间的占用,在一些实施方式中,所述底部托架110具有高度尺寸B1并满足:150mm≤B1≤400mm。
在一些实施方式中,所述端部框架120可具体包括两纵梁1201及一横梁1202。两纵梁1201沿所述高度方向延伸,并沿所述宽度方向间隔设置于所述底部托架110的两侧,所述纵梁1201的一端与所述底部托架110连接。所述横梁1202连接于所述两纵梁1201的另一端之间。换言之,所述两纵梁1201形成两个立柱,立柱的下端可与所述底部托架110的下端面大致平齐且与所述底部托架110的侧面固定连接,所述横梁1202连接在两个立柱的上端之间,从而形成端部框架120。两个端部框架120夹设于所述电池组件201的相对两侧。
在具体实施中,所述纵梁1201具有沿所述长度方向的尺寸A1并满足:50mm≤A1≤80mm,所述横梁1202沿所述长度方向的尺寸不超出所述纵梁1201的尺寸A1。如此,使得所述端部框架120具有合适的约束强度,同时不过多占用空间。
所述两纵梁1201、所述横梁1202及所述底部托架110围设形成安装空间,且所述安装部1206设于至少一所述纵梁1201的内壁上。具体而言。所述两纵梁1201、所述横梁1202及所述底部托架110围设于四周,形成一个中部具有所述安装空间的框架,所述配电装置300和所述汇流装置400中的至少一者安装于所述安装部1206并至少部分位于所述安装空间内。
在具体实施中,所述配电装置300和所述汇流装置400可以都通过所述安装部1206安装,作为优选,所述配电装置300和所述汇流装置400可全部位于所述安装空间内。换言之,所述配电装置300和所述汇流装置400均位于所述安装空间内,且所述配电装置300和所述汇流装置400不凸出所述纵梁1201的外端面。如此,使得所述储能系统1000能够保持在承载框架100限定出的集装箱外形之内,便于运输,且能够利用承载框架100对各个装置起到防护作用。参图4所示,所述配电装置300和所述汇流装置400可预装于所述端部框架120内,待储能系统1000完成运输并安装至预定场地后,再将防护盒700安装至所述配电装置300和所述汇流装置400外部。防护盒700安装完成后,其外端面可以高于所述纵梁1201的外端面,因此时已不影响运输。
所述底部托架110可包括两个侧板1101及多个加强板1102,一起构成大致为长方体型的底座。所述两侧板1101可平行设置,并沿所述长度方向延伸。所述多个加强板1102相互间隔设置,且所述加强板1102的两端分别连接于所述两侧板1101的内壁,两个侧板1101及多个加强板1102一起构成大致为长方体型的底座。在具体实施中,所述加强板1102上设有过线孔1103,电池组件201的线缆600可通过加强板1102之间的间隔及所述过线孔1103引出至所述汇流装置400。所述侧板1101、所述加强板1102的底部都可设置折边,方便支撑承载于其上的电池组件201。
参图1至图3所示,在一些实施方式中,所述承载框架100还包括顶梁130,所述顶梁130连接于所述两个端部框架120之间,并与所述底部托架110相对设置,以限定所述电池模组201的上侧。例如,在具体实施中,所述电池模组201的上部可通过连接件与所述顶梁130固定连接。所述纵梁1201与横梁1202之间、所述纵梁1201与所述底部托架110之间均可通过设置在集装箱外形的顶点处角件1204连接,所述顶梁130的两端可分别通过紧固件1205连接于所述两端部框架120的两个横梁1202之间。所述角件1204可采用具有船级社认证的标准角件。
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 (24)
1.一种电池柜,其特征在于,所述电池柜包括:
柜体,内部设有容纳腔;
多个单体电池层,层叠设在所述容纳腔内,且每个单体电池层形成有换热流道;
温度调节装置,设在所述容纳腔内并与所述单体电池层的换热流道对接,用于与所述柜体外部换热,以调节所述多个单体电池层的温度;
电池管理装置,设在所述容纳腔内并与所述电池单元电连接。
2.如权利要求1所述的电池柜,其特征在于,所述柜体的一侧设有开口;所述电池柜还包括柜门,所述柜门活动连接于所述柜体上以开启或关闭所述开口;
所述温度调节装置安装于所述柜门上。
3.如权利要求1所述的电池柜,其特征在于,所述温度调节装置为风冷装置;每个所述单体电池层包括:
多个单体电池;及
层架,用于容置固定所述多个单体电池,且所述层架构造有散热流道,所述散热流道适于与所述风冷装置连通以引导冷却气流与所述单体电池换热。
4.如权利要求3所述的电池柜,其特征在于,所述风冷装置包括外循环进风口、外循环出风口、内循环进风口和内循环出风口,所述外循环进风口和所述外循环出风口均适于与外部大气连通,所述内循环进风口和所述内循环出风口均与所述容纳腔连通;
所述容纳腔内的顶部设导风风道,所述导风风道的一端与所述内循环出风口连通,用于引导所述内循环出风口吹出的气流流经所述电池单元。
5.如权利要求4所述的电池柜,其特征在于,所述电池柜还包括设置在所述容纳腔内的顶部的导风件,所述导风件与所述柜体配合形成所述导风通道。
6.如权利要求5所述的电池柜,其特征在于,所述散热流道连通所述层架靠近柜门的一侧及远离柜门的一侧;
所述内循环出风口吹出的气流适于由所述导风通道引导至所述电池单元远离柜门的一侧,流经所述散热流道后汇流进入所述内循环进风口。
7.如权利要求5所述的电池柜,其特征在于,所述内循环出风口吹出的气流适于由所述导风通道引导至所述层架与所述柜体内壁之间的间隙。
8.如权利要求1所述的电池柜,其特征在于,所述温度调节装置为风冷装置;所述单体电池层包括:
层架,所述层架内部形成多个电池收容区;
多个单体电池,所述多个单体电池分别收容于所述电池收容区;及
液冷通道,形成于所述层架内并用于流通冷却介质以冷却所述单体电池。
9.如权利要求8所述的电池柜,其特征在于,所述层架包括:
托盘,所述托盘的一端开放;及
多个隔板,设置于所述托盘内并将所述托盘内部分隔为所述多个电池收容区;
所述托盘和至少部分隔板内部形成有所述液冷通道。
10.如权利要求9所述的电池柜,其特征在于,所述单体单元中,所述单体电池的极柱朝向所述托盘的开放端,所述多个单体电池的极柱通过连接片电性连接。
11.如权利要求10所述的电池柜,其特征在于,所述多个堆叠设置的电池单元中,位于上层的电池单元的托盘封闭相邻的下层电池单元的托盘的开放端;
所述电池柜还包括上盖,用于封闭位于最上层的电池单元的托盘的开放端。
12.一种储能系统,其特征在于,包括:
多个如权利要求1-11中任一项所述的电池柜,多个所述电池柜构成电池组件;
承载框架,所述承载框架的外轮廓构造为集装箱外形并限定有容置空间,用于收容固定所述电池组件;
配电装置,适于连接外部负载以向外部负载提供电能;及
汇流装置,适于电连接所述多个电池柜及所述配电装置。
13.如权利要求12所述的储能系统,其特征在于,所述承载框架上形成有安装部;
所述配电装置和所述汇流装置中的至少一者安装于所述安装部且至少部分位于所述外轮廓内。
14.如权利要求12所述的储能系统,其特征在于,所述集装箱为20英尺标准集装箱,所述电池组件呈长方体型并具有宽度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H,并满足:5000mm≤W≤5958mm,2200mm≤D≤2438mm, 2191mm≤H≤2746mm。
15.如权利要求12所述的储能系统,其特征在于,所述集装箱为40英尺标准集装箱;所述电池组件呈长方体型并具有宽度尺寸W、深度尺寸D及高度尺寸H,并满足:11138mmmm≤W≤12096mm,2200mm≤D≤2438mm,2191mm≤H≤2746mm。
16.如权利要求12所述的储能系统,其特征在于,所述承载框架包括:
底部托架,用于承载所述电池组件并限定所述电池组件的两相对侧;所述底部托架具有相互正交的长度方向、宽度方向及高度方向;及
两个端部框架,所述两个端部框架相对设置于所述底部托架长度方向的两侧并用于限定所述电池组件的另外两相对侧。
17.如权利要求16所述的储能系统,其特征在于,所述底部托架具有高度尺寸B1并满足:150mm≤B1≤400mm。
18.如权利要求16所述的储能系统,其特征在于,所述端部框架包括:
两纵梁,沿所述高度方向延伸并沿所述宽度方向间隔设置于所述底部托架两侧,所述纵梁的一端与所述底部托架连接;及
横梁,连接于所述两纵梁的另一端之间。
19.如权利要求18所述的储能系统,其特征在于,所述纵梁具有沿所述长度方向的尺寸A1并满足:50mm≤A1≤80mm。
20.如权利要求18所述的储能系统,其特征在于,所述两纵梁、所述横梁及所述底部托架围设形成安装空间,且所述安装部设于至少一所述纵梁的内壁上;
所述配电装置和所述汇流装置中的至少一者安装于所述安装部并位于所述安装空间内。
21.如权利要求20所述的储能系统,其特征在于,所述配电装置和所述汇流装置均位于所述安装空间内,且所述配电装置和所述汇流装置不凸出所述纵梁的外端面。
22.如权利要求16所述的储能系统,其特征在于,所述底部托架包括:
两侧板,所述两侧板平行设置并沿所述长度方向延伸;及
多个加强板,所述多个加强板相互间隔设置,且所述加强板的两端分别连接于所述两侧板的内壁;所述加强板上设有过线孔。
23.如权利要求16-22中任一项所述的储能系统,其特征在于,所述承载框架还包括顶梁,所述顶梁连接于所述两个端部框架之间并与所述底部托架相对设置,以限定所述电池模组的上侧。
24.如权利要求14或15所述的储能系统,其特征在于,所述电池柜呈长方体型并具有宽度尺寸W1、深度尺寸D1及高度尺寸H1,并满足:1000mm≤W1≤1192mm,单个电池柜深度1100mm≤D1≤1219mm,高度尺寸1850mm≤H1≤2746mm;
多个所述电池柜的宽度方向沿所述电池组件的长度方向排布。
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