CN207993921U - 一种储能柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能柜。该储能柜包括柜体和设置在所述柜体的内腔中的电池模块，所述柜体的内壁面上设置有内凹的滑槽和/或外凸的轨道，所述电池模块沿所述滑槽和/或所述轨道滑入所述柜体，并由所述滑槽和/或轨道支撑在所述柜体的内腔中，当所述内壁面上设置有所述轨道时，所述电池模块的底面支撑在所述轨道上。本实用新型提供的储能柜在柜体的内壁面上设置有内凹的滑槽和/或外凸的轨道，使得电池模块能够沿滑槽或者轨道滑入柜体中，由于滑槽由柜体的内壁面内凹形成，电池模块的底面支撑在轨道上，使得电池模块的外壁面能够尽量的靠近柜体设置，使得储能柜的结构更加紧凑，并具有实用、简洁、高效、稳固、安全的特点。

Description

一种储能柜

技术领域

本实用新型涉及储能电池领域，特别是一种储能柜。

背景技术

锂离子电池在储能领域的应用具有能量密度高、响应速度快、转换效率高、较易安装、成本适中的优势，在调峰调频、新能源发电消纳、智能微网、车电互联等领域具有广泛应用。据中关村储能产业技术联盟统计，2016年国内累计储能装机量达24.3吉瓦，增长4.7％，其中电化学储能101.4兆瓦，增长299％，90％以上的新增项目使用的都是锂离子电池。电化学储能以锂离子电池为主。锂离子电池成为电化学储能的主要技术方案。中国储能发展以锂离子电池为主要应用产品。

锂离子电池在储能领域的应用，属于电池批量应用的情况，电池需要成组组成电池模块，电池模块之间再组合形成储能系统。在大部分的储能应用领域，对储能系统的体积要求并不高，储能系统的组装没有统一标准。为了有利于热扩散，电池模块之间预留空间较大，整个系统的体积较大。在对体积大小有一定讲究的户用储能领域，储能系统的组装一般也没有过多考虑体积的因素，因此，户用储能系统的体积能量密度一般偏低(低于100Wh/L)。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的之一是提供一种结构紧凑的储能柜。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种储能柜，包括柜体和设置在所述柜体的内腔中的电池模块，所述柜体的内壁面上设置有内凹的滑槽和/或外凸的轨道，所述电池模块能够沿所述滑槽和/或所述轨道滑入所述柜体，并由所述滑槽和/或轨道支撑在所述柜体的内腔中，当所述内壁面上设置有所述轨道时，所述电池模块的底面支撑在所述轨道上。

优选地，所述电池模块包括外壳和设置在所述外壳内的储能电芯，

所述外壳的至少部分外壁面与所述柜体相贴合；和/或，

所述储能电芯设置有多个，所述储能电芯包括极耳，至少部分所述储能电芯的极耳与所述外壳的内壁面相贴合。

优选地，所述外壳包括顶盖、底板、前面板、背板、左侧板和/或右侧板，

所述背板与所述柜体相贴合；和/或，

所述储能电芯的极耳与所述前面板和/或所述背板相贴合。

优选地，所述外壳上设置有与所述滑槽相配合的滑动部，所述滑动部位于外壳的左侧、右侧和/或后侧。

优选地，所述滑动部由所述顶盖和/或所述底板延伸形成。

优选地，所述滑动部由所述顶盖和所述底板延伸形成，所述电池模块自上而下排列设置有多个，所述滑槽自上而下排列设置有多个，相邻两个所述电池模块中，位于上方的所述电池模块的底板上的滑动部与位于下方的所述电池模块的顶盖上的滑动部共用一个所述滑槽。

优选地，所述外壳还包括安装部，所述安装部用于安装所述电池模块的电池管理系统。

优选地，所述滑动部的部分结构构成所述安装部。

优选地，所述外壳上设置有用于过线的过线结构，

所述左侧板和/或右侧板上设置有过线孔，所述过线孔构成所述过线结构；或者，

所述左侧板和/或右侧板的边缘设置有缺口，所述缺口构成所述过线结构。

优选地，所述外壳上设置有第一固定结构，所述柜体上设置有第二固定结构，通过所述第一固定结构与所述第二固定结构配合将所述电池模块与所述柜体固定连接。

优选地，所述第一固定结构设置在所述背板上。

优选地，所述滑槽的深度为2至5mm，和/或，

所述滑槽的高度为2至10mm。

本实用新型提供的储能柜在柜体的内壁面上设置有内凹的滑槽和/或外凸的轨道，使得电池模块能够沿滑槽或者轨道滑入柜体中，由于滑槽由柜体的内壁面内凹形成，电池模块的底面支撑在轨道上，使得电池模块的外壁面能够尽量的靠近柜体设置，使得储能柜的结构更加紧凑。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本实用新型具体实施方式提供的储能柜的柜体去除其前面板的结构示意图；

图2示出本实用新型具体实施方式提供的储能柜的电池模块的外壳的爆炸图；

图3示出本实用新型一种实施例提供的电池模块的外壳去除顶盖的结构示意图；

图4示出本实用新型另一种实施例提供的电池模块的外壳去除顶盖的结构示意图；

图5示出本实用新型具体实施例提供的储能柜去除柜体的前面板的结构示意图。

图中，1、柜体；11、滑槽；111、第一滑槽部；112、第二滑槽部；113、插入部；2、电池模块；21、外壳；211、顶盖；212、底板；213、前面板；214、背板；215、左侧板；216、右侧板；22、滑动部；221、第一滑动部；222、第二滑动部；223、插入部；23、安装部；231、安装孔；3、安装空间。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请中所述的“顶”、“底”、“前”、“背”、“左”、“右”是当储能柜处于正常放置状态时，用户面对储能柜时的方位。本申请中的方位词仅是为了便于描述，对储能柜本身的结构没有限制作用。

针对现有储能柜结构不够紧凑的问题，本申请提供了一种储能柜，如图5所示，其包括柜体1和设置在柜体1的内腔中的电池模块2，电池模块2优选自上而下排列设置有多个，柜体1包括前面板、左侧板、右侧板、背板、顶盖和底板，其中，背板、左侧板、右侧板、底板为一体结构，前面板与一体结构形成为可拆卸连接，如此，前面板打开时可方便将电池模块2装入，装入后将前面板关闭即可。柜体1优选采用金属材质。在柜体1的内壁面上设置有内凹的滑槽11，即，滑槽11由柜体1的内壁面内凹形成，电池模块2沿滑槽11滑入柜体1并由滑槽11支撑在柜体1的内腔中，由于滑槽11由柜体1的内壁面内凹形成，使得电池模块2的外壁面能够尽量的靠近柜体1设置甚至与柜体1的壁面相贴合，从而使得储能柜的结构更加紧凑，减少了储能柜的占用空间，同时解决了现有储能柜体积能量密度偏低的问题，另外，通过滑槽11同时实现对电池模块2的导向和支撑，操作简便，成本低，解决一般储能系统安装复杂，成本高、效率低的问题。滑槽11优选自上而下设置有多个，分别用于对多个电池模块2进行导向和支撑。

进一步地，如图2所示，电池模块2包括外壳21和设置在外壳21内的多个储能电芯(图中未示出)，外壳21包括顶盖211、底板212、前面板213、背板214、左侧板215和右侧板216，当电池模块2安装在柜体1内时，外壳21的至少部分外壁面与柜体1相贴合，优选地，外壳21的左侧板215和右侧板216与柜体1内壁面之间形成间隙，该间隙优选为1至2mm，外壳21的背板214与柜体1相贴合，如此，电池模块2产生的热量能够直接传导至柜体1，从而保证电池模块2的散热效率，进而保证储能电芯的运行可靠性，另外，将外壳21与柜体1贴合能够使得储能柜的结构更加紧凑。

进一步地，外壳21上设置有与滑槽11相配合的滑动部22，滑动部22可以位于外壳21的左侧、右侧和/或后侧，滑动部22能够沿滑槽11滑动，以使得电池模块2可以由柜体1的前侧开口滑入到柜体1中。优选地，滑动部22由顶盖211和/或底板212延伸形成，从而进一步简化外壳21的结构。

在一个具体的实施例中，滑动部22包括设置在外壳21左侧的第一滑动部221和设置在外壳21右侧的第二滑动部222，滑槽11包括设置在柜体1上与外壳21的左侧板215相对的侧壁上的第一滑槽部111和设置在柜体1上与外壳21的右侧板216相对的侧壁上的第二滑槽部112，第一滑动部221能够在第一滑槽部111内沿第一滑槽部111滑动，第二滑动部222能够在第二滑槽部112内沿第二滑槽部112滑动，在安装时只需要将第一滑动部221对准第一滑槽部111，第二滑动部222对准第二滑槽部112并逐渐滑入柜体1中。

进一步优选地，滑动部22还包括设置在所述外壳21后侧的插入部223，滑槽11还包括设置在柜体1上与外壳21的背板214相对的侧壁上的插槽部113，电池模块2的第一滑动部221和第二滑动部222分别沿第一滑槽部111和第二滑槽部112滑动，逐渐滑入到柜体1内，直至插入部223插入到插槽部113中，从而进一步提高电池模块2在柜体1内的安装可靠性。

滑动部22可以与外壳21为分体结构，也可以为与外壳21一体成型，在一个优选的实施例中，滑动部22由顶盖211和/或底板212延伸形成，具体地，如图2和图3所示，第一滑动部221由底板212和顶盖211向左侧板215的方向延伸形成，第二滑动部222由底板212和顶盖211向右侧板216的方向延伸形成，插入部223由底板212和顶盖211向背板214的方向延伸形成。

进一步优选地，为了方便安装电池模块22的电池管理系统(BMS)，外壳21还包括安装部23，用以安装电池模块22的电池管理系统，为简化结构，滑动部22的部分结构构成安装部23，在一个具体的实施例中，如图2和图3所示，底板212和顶盖211分别向右侧延伸形成的第二滑动部222，第二滑动部222的宽度大于第一滑动部221的宽度，第二滑动部222的一部分滑入第二滑槽部112中，底板212上的第二滑动部222露于第二滑槽部112之外的部分构成安装部23，安装部23上设置有用于安装电池管理系统的安装孔231，当电池模块2装入柜体1内之后，顶盖211、底板212、右侧板216和柜体1围成电池管理系统的安装空间3，此时，外壳21的左侧板215与柜体1之间形成间隙，外壳21的右侧板216与柜体1之间形成安装空间3。当然，可以理解的是，也可以由第一滑动部221的部分结构构成所述安装部23，此时电池管理系统安装在电池模块2的左侧。

外壳21上设置有用于过线的过线结构，采集电池电压、温度等信号的信号线能够经过线结构伸入外壳21内，过线结构可以是形成在左侧板215或者右侧板216上的过线孔，也可以是在左侧板215或者右侧板216的边缘设置缺口，由缺口构成过线结构，为简化结构，在图3所示的实施例中，将左侧板215和右侧板216的高度低于前面板213和背板214设置，如此，当顶盖211盖在前面板213、背板214、右侧板216和左侧板215上时，右侧板216与顶盖211之间以及左侧板215与顶盖211之间即形成过线结构。

滑槽11的深度和高度不能过大也不能过小，过大会影响结构强度其导向性，过小则不便于电池模块2的安装，优选地，滑动部22的厚度为1.5mm，滑槽11的深度(即横向上的尺寸)为2至5mm，滑槽11的高度(即竖向上的尺寸)为2至10mm。为进一步简化结构，相邻两个电池模块2中，位于上方的电池模块2的底板212上的滑动部22与位于下方的电池模块2的顶盖211上的滑动部22共用一个滑槽11，即，位于上方的电池模块2的底板212上的滑动部22与位于下方的电池模块2的顶盖211上的滑动部22插入同一个滑槽11中，从而进一步提高空间利用率。而位于最上方的电池模块2的顶盖211上的滑动部22单独滑入一滑槽11中，位于最下方的电池模块2的底板212上的滑动部22单独滑入一滑槽11中，基于此，在一个具体的实施例中，位于最上方的滑槽11和位于最下方的滑槽11的高度为2至4mm，优选为3mm，位于中间的滑槽11的高度为4至6mm，进一步优选为5.5mm。

进一步优选地，背板214上设置有第一固定结构(图中未示出)，柜体1上设置有第二固定结构(图中未示出)，当电池模块2滑入柜体1后，通过第一固定结构与第二固定结构的配合可以将电池模块2与柜体1固定连接，如此，能够有效避免电池模块2滑出柜体1。第一固定结构例如为设置在背板214上的第一固定孔，第二固定结构为设置在柜体1上的第二固定孔，紧固件穿过第一固定孔和第二固定孔将电池模块2固定连接在柜体1上。当然，可以理解的是，第一固定结构也可以设置在外壳21的其他位置。

进一步地，储能电芯包括本体和设置在本体两侧的极耳，多个储能电芯中的至少部分储能电芯的极耳与外壳21的内壁面相贴合，一方面更有利于散热，另一方面也能够使得电池模块2的结构更加紧凑。在一个具体的实施例中，储能电芯的极耳与外壳21的前面板213和/或背板214相贴合。

在一个具体的实施例中，储能柜共设计6层，对应安装6个电池模块2。滑槽11的深度为3mm，位于底层和顶层的滑槽11的开槽高度为3mm，其他中间层滑槽11的开槽高度为5.5mm。底层的层高为90mm，其他层高为87mm(层高不计滑槽11高度)。位于最下方的滑槽11距离底板3mm。柜体1的尺寸为，宽277mm，深153mm，高930mm，背板厚度为6mm，左右侧板厚度为5mm。

电池模块2的外壳21的长为273mm，前面板213和背板214的高度为89mm，左侧板215和右侧板216的高度为70mm，宽150mm，板材厚1.5mm，插入部宽度为3mm，第一滑动部221的宽度为3mm，第二滑动部222的宽度为20mm，外壳21内部空间的长度为247mm。左侧板215和右侧板216比前面板213和背板214低19mm，用于预留给采集装在外壳21内的电芯的电压和温度信号线走线。第二滑动部222除了插入储能柜的3mm长度外，剩余的17mm长度用于放置电池管理系统和连接上下电池模块2的正负极接线端。

储能电芯的极耳(金属片外形)位于储能电芯的两侧，长度为143mm(不含极耳)，宽度为85mm，厚度为22mm，容量为30Ah。串联成组后，极耳折向主体，使电芯总长度不超于145mm。串联后形成由多个例如11个储能电芯组成的电池组。做绝缘保护后，把电池组安装到外壳21内，使得极耳侧贴向外壳21的前面板213和背板214，并对这个电池组进行贴合固定，获得电池模块2。在第二滑动部222上安装电池管理系统。之后把电池模块2从底部开始依次插入电池模块2，使电池模块2的背板214紧贴储能柜的柜体1，从而形成由6个电池模块2组成的储能柜，总能量为7.23KWh。放置电池模块2总高度为562mm(含储能柜底板)，剩余的空间放置变流部分和对外接口部分。这种插槽式安装的储能柜，体积利用率大，计电池管理系统所占用空间，储能部分的体积能量密度高达约320Wh/L；不计电池管理系统所占空间，储能部分的体积能量密度更高达约340Wh/L。

在另外的实施例中，不在柜体1的内壁面上设置滑槽11，而是在柜体1的内壁面上设置外凸的轨道(图中未示出)，即，轨道由柜体1的内壁面向外凸出设置，此时，为了保证空间利用率，电池模块2的底面支撑在轨道上，即在横向上，电池模块2与轨道有相互交错的部分，这样也能够保证电池模块2与柜体1之间的距离尽量的减小，从而提高储能柜的紧凑性。此时，如图4所示，外壳21上无需另外设置滑动部22，利用外壳21本身的结构即可实现电池模块2的滑动安装。

本实用新型提供的储能柜在柜体1的内壁面上设置有内凹的滑槽11和/或外凸的轨道，使得电池模块2能够沿滑槽11或者轨道滑入柜体1中，由于滑槽11由柜体1的内壁面内凹形成，电池模块2的底面支撑在轨道上，使得电池模块2的外壁面能够尽量的靠近柜体1设置，使得储能柜的结构更加紧凑。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种储能柜，其特征在于，包括柜体和设置在所述柜体的内腔中的电池模块，所述柜体的内壁面上设置有内凹的滑槽和/或外凸的轨道，所述电池模块能够沿所述滑槽和/或所述轨道滑入所述柜体，并由所述滑槽和/或轨道支撑在所述柜体的内腔中，当所述内壁面上设置有所述轨道时，所述电池模块的底面支撑在所述轨道上。

2.根据权利要求1所述的储能柜，其特征在于，所述电池模块包括外壳和设置在所述外壳内的储能电芯，

所述外壳的至少部分外壁面与所述柜体相贴合；和/或，

所述储能电芯设置有多个，所述储能电芯包括极耳，至少部分所述储能电芯的极耳与所述外壳的内壁面相贴合。

3.根据权利要求2所述的储能柜，其特征在于，所述外壳包括顶盖、底板、前面板、背板、左侧板和/或右侧板，

所述背板与所述柜体相贴合；和/或，

所述储能电芯的极耳与所述前面板和/或所述背板相贴合。

4.根据权利要求3所述的储能柜，其特征在于，所述外壳上设置有与所述滑槽相配合的滑动部，所述滑动部位于所述外壳的左侧、右侧和/或后侧。

5.根据权利要求4所述的储能柜，其特征在于，所述滑动部由所述顶盖和/或所述底板延伸形成。

6.根据权利要求5所述的储能柜，其特征在于，所述滑动部由所述顶盖和所述底板延伸形成，所述电池模块自上而下排列设置有多个，所述滑槽自上而下排列设置有多个，相邻两个所述电池模块中，位于上方的所述电池模块的底板上的滑动部与位于下方的所述电池模块的顶盖上的滑动部共用一个所述滑槽。

7.根据权利要求4至6之一所述的储能柜，其特征在于，所述外壳还包括安装部，所述安装部用于安装所述电池模块的电池管理系统。

8.根据权利要求7所述的储能柜，其特征在于，所述滑动部的部分结构构成所述安装部。

9.根据权利要求3至6之一所述的储能柜，其特征在于，所述外壳上设置有用于过线的过线结构，

所述左侧板和/或右侧板上设置有过线孔，所述过线孔构成所述过线结构；或者，

所述左侧板和/或右侧板的边缘设置有缺口，所述缺口构成所述过线结构。

10.根据权利要求3至6之一所述的储能柜，其特征在于，所述外壳上设置有第一固定结构，所述柜体上设置有第二固定结构，通过所述第一固定结构与所述第二固定结构配合将所述电池模块与所述柜体固定连接。

11.根据权利要求10所述的储能柜，其特征在于，所述第一固定结构设置在所述背板上。

12.根据权利要求1至6之一所述的储能柜，其特征在于，所述滑槽的深度为2至5mm，和/或，

所述滑槽的高度为2至10mm。