CN211981550U - 一种可移动的多功能模块化储能装置 - Google Patents

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方振雷
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Abstract

本实用新型公开了一种可移动的多功能模块化储能装置，其包括箱体以及置于所述箱体内的电池系统、AC/DC转换模块、DC/DC转换模块、直流电气开关模块、交流接线端子、直流接线端子。箱体的底部装有能够使其移动的移动部件。所述直流电气开关模块分别与所述电池系统、AC/DC转换模块、DC/DC转换模块电性连接，所述交流接线端子与AC/DC转换模块电性连接，所述直流接线端子与DC/DC转换模块电性连接。本实用新型所提供的可移动的多功能模块化储能装置，采用模块化储能，因体积小，可灵活摆放在建筑物的各个角落；因电池用量小、非一致性差异小，从而增加了储能产品的使用效率，提高了使用寿命。

Description

一种可移动的多功能模块化储能装置
技术领域
本实用新型涉及电池组储能系统这一技术领域，尤其涉及一种可移动的多功能模块化储能装置。
背景技术
储能技术的发展，核心是解决了能源存储问题。一般工商业用电环境内中央空调、水泵、电梯等大功率用电设备众多，高峰负荷增长速度快，节约电费需求强烈。因此，基于储能的峰谷套利应用，即利用电网峰谷电价差，在电价谷段或平段充电，在电价峰段放电，赚取电价差，获得充放电收益，可显著减少企业用电成本，亦可响应国家提倡的节能减排号召。
现有市场上的储能系统多数为集装箱形式或在建筑内占据较大专用空间的大型系统设备，这些设备体积大且功能简单、灵活性差，现有技术主要有以下几个缺点：
1.对于一些发展程度较高、人口较为密集的大中型城市仍然存在着储能设备因占地面积不够而无法安装的情况，造成一些项目无法开展而流失。
2.电池使用量巨大，电池间的非一致性差异几率增大，导致储能系统对电池容量的利用率降低，增加了储能系统的使用成本，长期的反复充放电运行，不断累积的差异，会导致部分充放电深度较大的电池率先老化，降低了储能系统的使用寿命。
3.功能较为单一，不具备为其他用电产品提供充电的功能，当储能设备产生富余电量时，无法消耗，造成资源浪费。
4.大型储能系统体积大、重量大，在安装到位后，无法实现可移动性，不仅使用的灵活性、便利性差，同时也限制了储能系统更多的应用方式，不利于储能行业的发展。
有鉴于此，确有必要提供一种应用更灵活便利的可移动模块化储能装置，以解决大型储能设备以上的缺点。
公开号为CN109066957A的中国发明专利公开了一种立体车库的供电控制系统，其包括光伏发电模块、储能模块和车辆存取模块，所述光伏发电模块用于利用太阳能发电并为所述储能模块充电，所述储能模块用于为所述车辆存取模块提供电能，所述车辆存取模块用于对车辆进行存取。该立体车库的供电控制系统可自主供电，降低对电网的依赖。但是，上述发明仅能固定设置在立体车库中，为此需要设计一种更加灵活、更加便于移动的储能装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可移动的多功能模块化储能装置，其采用了模块化、分布式储能的组成形式，将大容量储能系统进行拆分设计，可将小容量标准型的储能设备多机并联组成项目所需的储能容量。标准化、模块化的设计可以根据项目实际场地灵活摆放，同时，在每台模块化储能装置底部增加可移动部件，并增加为电动汽车充电的功能，以解决上述大型储能系统因占地面积大、使用灵活性差、功能单一而带来的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种可移动的多功能模块化储能装置，其包括：
箱体，其底部装有能够使其移动的移动部件；
置于所述箱体内的电池系统、AC/DC转换模块、DC/DC转换模块、直流电气开关模块、交流接线端子、直流接线端子；其中，所述直流电气开关模块分别与所述电池系统、AC/DC转换模块、DC/DC转换模块电性连接，所述交流接线端子与AC/DC转换模块电性连接，所述直流接线端子与DC/DC转换模块电性连接。
进一步的，所述电池系统中的储能模块由若干依次串联的电池模组构成，这些电池模组串联后与所述直流电气开关模块串联。
进一步的，所述电池系统的运行功率与电池容量配比为1：4，额定充放电倍率为0.25C。
进一步的，所述AC/DC转换模块为双向AC/DC转换模块。
进一步的，所述交流接线端子和直流接线端子均为快插端子。
进一步的，所述的可移动的多功能模块化储能装置还包括：
置于所述箱体内的电量计量模块，该电量计量模块分别与所述交流接线端子上的进线以及所述DC/DC转换模块电性连接。
进一步的，所述的可移动的多功能模块化储能装置还包括：
充电枪，其与所述直流接线端子电性连接。
进一步的，所述移动部件由若干移动滚轮组成，这些移动滚轮在所述箱体的底部均匀排布。
进一步的，所述移动滚轮包括：
支撑架，其为通过一横板连接两个滚轮支撑片的n字型结构；其中，横板用来与箱体的底部固定连接；两滚轮支撑片上均开设有轮孔，并且这两个轮孔正相对；
滚轮，其置于支撑架的两滚轮支撑片之间；
轮轴，其包括螺杆和螺母；所述螺杆依次穿过所述支撑架中一滚轮支撑片的轮孔、滚轮、所述撑架中另一滚轮支撑片的轮孔后与所述螺母螺纹连接。
进一步的，所述滚轮的两侧各设有一个隔离片，这两个隔离片套在所述螺杆上并置于支撑架中两滚轮支撑片之间。
本实用新型所提供的可移动的多功能模块化储能装置，其采用模块化储能，因体积小，可灵活摆放在建筑物的各个角落；因电池用量小、非一致性差异小，从而增加了储能产品的使用效率，提高了使用寿命。另外，增加直流充电功能，可为电动汽车提供应急充电；底部增加可移动部件，可灵活移动到应用之处。
本实用新型所提供的可移动的多功能模块化储能装置，采用了模块化、分布式储能的模式，将大容量储能系统进行拆分设计，通过小容量标准型的储能设备进行多机并联的方式组成项目所需的储能容量，标准化、模块化的设计可以根据项目实际场地灵活摆放，同时，在每台模块化储能装置底部增加可移动部件，并增加为电动汽车充电的功能，可灵活摆放在建筑物内各个未被利用的角落空间，使用更加灵活便利，且增加了电动汽车充电功能，在汽车充电设施不足时，供电动汽车应急充电使用。
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，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的可移动的多功能模块化储能装置的拓扑图；
图2为本实用新型实施例提供的可移动的多功能模块化储能装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的可移动的多功能模块化储能装置中移动滚轮的结构示意图。
附图标记说明：
1、箱体；2、电池系统；201、电池模组；3、AC/DC转换模块；4、DC/DC转换模块；5、移动滚轮；501、支撑架；502、滚轮；503、轮轴；5031、螺杆；5032、螺母；504、隔离片；6、直流电气开关模块；7、交流接线端子；8、直流接线端子；9、电量计量模块；10、充电枪；11、交流断路器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
参见图1～图3所示，一种可移动的多功能模块化储能装置，其包括：
箱体1，其底部装有能够使其移动的移动部件；
置于所述箱体1内的电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4、直流电气开关模块6、交流接线端子7、直流接线端子8；其中，所述直流电气开关模块6分别与所述电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4电性连接，所述交流接线端子7与AC/DC转换模块3电性连接，所述直流接线端子8与DC/DC转换模块4电性连接。
优选的，所述电池系统2中的储能模块由若干依次串联的电池模组201构成，这些电池模组201串联后与所述直流电气开关模块6串联。
进一步优选的，所述AC/DC转换模块3为双向AC/DC转换模块，所述交流接线端子7和直流接线端子8均为快插端子。
改进的，可移动的多功能模块化储能装置还包括电量计量模块9，该电量计量模块9置于所述箱体1内并且分别与所述交流接线端子7上的进线以及所述DC/DC转换模块4电性连接。
进一步改进的，可移动的多功能模块化储能装置还包括与所述直流接线端子8电性连接的充电枪10。
具体的，如图1所示，所述可移动的多功能模块化储能装置包括箱体1、电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4、直流电气开关模块6、交流接线端子7、直流接线端子8、电量计量模块9和充电枪10。
其中，箱体1为长方体箱体，该箱体1的底部装有能够使其移动的移动部件。所述移动部件由若干移动滚轮5组成，这些移动滚轮5在所述箱体1的底部均匀排布。
如图3所示，所述移动滚轮5包括支撑架501、滚轮502和轮轴503。其中，支撑架501为通过一横板连接两个滚轮支撑片的n字型结构。滚轮支撑片为矩形片状，两个滚轮支撑片的形状和尺寸相同，这个两个滚轮支撑片平行且正相对设置，横板连接在两个滚轮支撑片的顶部，从而呈n字型结构。横板和两个滚轮支撑片均为钢质材料制成，于是，可将横板与两个滚轮支撑片进行焊接。所述两滚轮支撑片上均开设有轮孔，并且这两个轮孔正相对。滚轮502置于支撑架501的两滚轮支撑片之间。
如图3所示，轮轴503包括螺杆5031和螺母5032。所述螺杆5031依次穿过所述支撑架501中一滚轮支撑片的轮孔、滚轮502、所述支撑架501中另一滚轮支撑片的轮孔后与所述螺母5032螺纹连接。如此，便实现了滚轮502与支撑架501之间的滚动安装。在将滚轮502与支撑架501安装完成后，便可将移动滚轮5安装到箱体1的底部，可通过焊接的方式将支撑架501中横板背向滚轮502的顶面与箱体1的底部焊接。
另外，再如图3所示，所述滚轮502的两侧各设有一个隔离片504，这两个隔离片504套在所述螺杆5031上并置于支撑架501中两滚轮支撑片之间。两个隔离片504上均开设有供螺杆5031穿过的孔洞。在将滚轮502安装到所述支撑架501时，螺杆5031依次穿过所述支撑架501中一滚轮支撑片的轮孔、一隔离片504上的孔洞、滚轮502、另一隔离片504上的孔洞、所述支撑架501中另一滚轮支撑片的轮孔后与所述螺母5032螺纹连接。装配完毕后，滚轮502的两侧各设有一隔离片504，其中，一隔离片504靠近一滚轮支撑片，另一隔离片504靠近另一滚轮支撑片。防缠绕的隔离片504可防止其他东西缠绕而影响储能装置的正常移动。
箱体1的底部安装了移动滚轮结构，使储能装置具备可移动功能，提高了设备使用的灵活性、便利性。
如图2所示，电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4、直流电气开关模块6、交流接线端子7、直流接线端子8、电量计量模块9均置于所述箱体1内。箱体1内部中空，可设置多个放置架，这些放置架将箱体1的内部空间自上至下分为多层。电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4、直流电气开关模块6、交流接线端子7、直流接线端子8、电量计量模块9放置在不同的层级内。
如图2所示，电量计量模块9放置在箱体1的最上端，以便于用户查看电量使用情况。所述交流接线端子7和直流接线端子8优选为快插端子，此二者也放置在箱体1的最上端，在用户使用储能装置时直观便利的完成接线工作。整个储能装置重量最大的部分为电池系统2，所述电池系统2中的储能模块由若干依次串联的电池模组201构成，此外，电池系统2作为已有的成熟产品其除了包括储能模块之外，还包括电池管理模块以及通信传输模块(本实施例中所选用的电池系统产品，其通信传输模块采用CAN总线模块)。组成电池系统2中储能模块的所有电池模组201逐层摆放在箱体1的下方，从而使得箱体1整体移动时更加稳固。
如图1所示，所述直流电气开关模块6分别与所述电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4电性连接。AC/DC转换模块3优选为双向AC/DC转换模块。所述交流接线端子7与AC/DC转换模块3电性连接，所述直流接线端子8与DC/DC转换模块4电性连接。电量计量模块9分别与所述交流接线端子7上的进线(进线也就是如图1所示交流接线端子7与交流配电装置中交流断路器11相连的输电线)以及所述DC/DC转换模块4电性连接。充电枪10通过快插的方式与所述直流接线端子8电性连接。
在本实施例中，再如图1所示，各个电池模组201串联后再与所述直流电气开关模块6串联。也就是说，所有的电池模组201串联后再接入直流电气开关模块6。直流电气开关模块6使用其内部的开关器件与AC/DC转换模块3及DC/DC转换模块4连接，通过直流电气开关模块6控制所有电池模组201与AC/DC转换模块3及DC/DC转换模块4的导通或断开。
上述电池系统2、AC/DC转换模块3、DC/DC转换模块4、直流电气开关模块6、交流接线端子7、直流接线端子8、电量计量模块9和充电枪10选用市场已有的成熟产品即可。
如图1所示的拓扑图，可移动的多功能模块化储能装置作为一种储能系统，并联在交流配电系统中，从交流配电装置中引出并联电缆，接入储能装置的交流接线端子7中(从交流配电装置中交流断路器11输出的输电线通过快插的方式与交流接线端子7连接)。储能装置开启运行后，会根据提前设定的用电波峰、波谷时间段判断运行方式为充电还是放电运行。在当前处于用电波谷，按谷电价计费时，储能装置开始进行充电运行，配电装置的并联交流电缆接入储能装置的交流接线端子7，储能装置的交流接线端子7内部接入双向AC/DC转换模块3，由AC/DC转换模块3控制电流的方向为电池系统2中的各个电池模组201充电。当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201处于正常无故障的状态时，控制直流电气开关模块6中的开关器件闭合，开始充电运行为电池模组201充电；当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201的电量充满后，通过CAN通信的方式告知AC/DC转换模块3，AC/DC转换模块3即停止充电，至此完成整个充电过程。
在当前处于用电波峰，按峰电价计费时，储能装置开始进行放电运行，由AC/DC转换模块3控制电流的方向为电池模组201放电。当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201处于正常无故障的状态时，控制直流电气开关模块6中的开关器件闭合，开始放电运行为配电系统输送电能；当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201电量放空后，通过CAN通信的方式告知AC/DC转换模块3，AAC/DC转换模块3即停止放电，至此完成整个放电过程。
当储能装置作为电动汽车的应急充电装置使用时，由充电枪10接入储能装置的直流接线端子8中(充电枪10和直流接线端子8通过快插的方式连接)，储能装置的直流接线端子8内部接入DC/DC转换模块4，由DC/DC转换模块4控制电池模组201的电能释放用来为电动汽车充电。当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201处于正常无故障的状态时，控制直流电气开关模块6中的开关器件闭合，开始充电运行来为电动汽车充电；当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201的电量放空或电动汽车充满断开充电线路后，通过CAN通信的方式告知DC/DC转换模块4，DC/DC转换模块4即停止为电动汽车充电，至此完成整个充电过程。
上述可移动的多功能模块化储能装置为实现电动汽车应急充电的功能，不仅在储能装置上设计了如图3所示的可灵活移动至电动汽车旁的可移动部件，且设计了图1中所示的充电枪10，充电枪10可方便储能装置与电动汽车的动力电池连接，同时设计了图2所示的电量计量模块9，方便充电费用的核算。
如图2所示，储能装置的交流接线端子7和直流接线端子8均使用快插端子，方便线缆连接与断开。直流侧充电电缆一端与充电枪10连接，另一端与直流快插端子8连接。一般情况下直流侧电缆与直流接线端子8保持常连状态。充电枪10不使用时，则挂在箱体1的充电枪专用挂架上。当用户需要给汽车充电时，取下充电枪10连接到汽车的充电输入插头上，由于储能装置的直流接线端子8内部连接着DC/DC转换模块4，此时DC/DC转换模块4会检测到负载的接入，DC/DC转换模块4开始启动充电工作，首先DC/DC转换模块4会先给电池系统2中的电池管理模块发送电池放电信号，之后电池系统2中的电池管理模块将电池系统的故障检测状态信号发送给DC/DC转换模块4，当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组201处于正常无故障的状态时，控制直流电气开关模块6中的开关器件闭合，由DC/DC转换模块4控制电池模组201释放电能为电动汽车充电，此时电量计量模块9也从零开始计算为此次充电进行电度计量。当电池系统2中的电池管理模块判断电池模组电量放空或电动汽车充满后，通过CAN通信的方式告知DC/DC转换模块4，DC/DC转换模块4即停止为电动汽车充电，电量计量模块9停止计量，并显示此时充电消耗的电量数值，至此完成整个充电过程。
上述可移动的多功能模块化储能装置设计电池容量为40KW/H，运行功率为10KW，可提供交流转直流的双向电能转换、直流转直流的单向电能输出，运行功率与电池容量配比为1：4，额定充放电倍率为0.25C，该储能装置在此放电倍率下运行，既可增加电池的充放电循环次数，又可保障电池系统2稳定运行，同时可满足一般工商业峰谷时间段的充放电时长要求。
所述储能装置一般放置在地下车库，平时并联接入地下车库的交流配电设施中，既可为储能装置中的电池充电，又可通过电池为配电系统输电，作为配电系统提供用电的削峰填谷及短时电力增容的应用，当电动汽车急于充电，而地下车库无法提供可用的充电设备时，该储能装置可移动至需要充电的汽车旁，为其提供应急充电。
上述可移动的多功能模块化储能装置，其采用模块化储能，因体积小，可灵活摆放在建筑物的各个角落；因电池用量小、非一致性差异小，从而增加了储能产品的使用效率，提高了使用寿命。另外，增加直流充电功能，可为电动汽车提供应急充电；底部增加可移动部件，可灵活移动到应用之处。
本实施例所提供的可移动的多功能模块化储能装置，采用了模块化、分布式储能的模式，将大容量储能系统进行拆分设计，通过小容量标准型的储能设备进行多机并联的方式组成项目所需的储能容量，标准化、模块化的设计可以根据项目实际场地灵活摆放，同时，在每台模块化储能装置底部增加可移动部件，并增加为电动汽车充电的功能，可灵活摆放在建筑物内各个未被利用的角落空间，使用更加灵活便利，且增加了电动汽车充电功能，在汽车充电设施不足时，供电动汽车应急充电使用。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，包括：
箱体，其底部装有能够使其移动的移动部件；
置于所述箱体内的电池系统、AC/DC转换模块、DC/DC转换模块、直流电气开关模块、交流接线端子、直流接线端子；其中，所述直流电气开关模块分别与所述电池系统、AC/DC转换模块、DC/DC转换模块电性连接，所述交流接线端子与AC/DC转换模块电性连接，所述直流接线端子与DC/DC转换模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述电池系统中的储能模块由若干依次串联的电池模组构成，这些电池模组串联后与所述直流电气开关模块串联。
3.根据权利要求1所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述电池系统的运行功率与电池容量配比为1：4，额定充放电倍率为0.25C。
4.根据权利要求1所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述AC/DC转换模块为双向AC/DC转换模块。
5.根据权利要求1所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述交流接线端子和直流接线端子均为快插端子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，还包括：
置于所述箱体内的电量计量模块，该电量计量模块分别与所述交流接线端子上的进线以及所述DC/DC转换模块电性连接。
7.根据权利要求6所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，还包括：
充电枪，其与所述直流接线端子电性连接。
8.根据权利要求1所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述移动部件由若干移动滚轮组成，这些移动滚轮在所述箱体的底部均匀排布。
9.根据权利要求8所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述移动滚轮包括：
支撑架，其为通过一横板连接两个滚轮支撑片的n字型结构；其中，横板用来与箱体的底部固定连接；两滚轮支撑片上均开设有轮孔，并且这两个轮孔正相对；
滚轮，其置于支撑架的两滚轮支撑片之间；
轮轴，其包括螺杆和螺母；所述螺杆依次穿过所述支撑架中一滚轮支撑片的轮孔、滚轮、所述撑架中另一滚轮支撑片的轮孔后与所述螺母螺纹连接。
10.根据权利要求9所述的可移动的多功能模块化储能装置，其特征在于，所述滚轮的两侧各设有一个隔离片，这两个隔离片套在所述螺杆上并置于支撑架中两滚轮支撑片之间。
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CN113212196A (zh) * 2021-03-25 2021-08-06 奶牛新能源(上海)有限公司 移动储能应急供电系统以及移动储能应急供电装置

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