CN215580922U - 一种模块化紧凑型储能双向变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变流器，特别涉及一种模块化紧凑型储能双向变流器。包括机箱外壳及设置于该机箱外壳内的控制模块、直流电容模块、交流电容模块、风机组件、电感、IGBT模块及散热器，其中风机组件、散热器及电感由前向后依次设置；直流电容模块和IGBT模块设置于散热器的顶部；控制模块设置于直流电容模块和IGBT模块的上方且与机箱外壳连接；交流电容模块设置于电感的上方。本实用新型具有方便生产安装、集成度高、功率流顺畅、散热效果好、后期维护更换方便及可靠性高等优点。

Description

一种模块化紧凑型储能双向变流器

技术领域

本实用新型涉及变流器，特别涉及一种模块化紧凑型储能双向变流器。

背景技术

随着近些年全球能源供应紧张和全球气候的变化以及环境的污染，越来越多的国家认识到新能源的重要性，都在大力发展新能源发电，尤其是风力发电和光伏发电等。由于太阳能发电和风力发电等清洁能源发电在开发利用中对环境污染小和取之不尽的优点，受到了极大关注。但是风能和太阳受天气条件和地理环境影响比较大，因此在大规模并网时带来了不少的缺陷。可再生能源发电的功率输出具有波动性和随机性的特点给电力系统的稳定性和安全性带来严重威胁。随着太阳能和风能的大规模发电并网，给电力调度部门加重工作增加调频调峰的压力，同时由于功率和频率的波动性，导致电网电能质量下降。另外，由于风能和太阳能等可再生能源分布不均，且大部分都在偏远的西部及沿海延边地区，由此带来了长距离输电的运行成本的增加。

随着分布式发电技术的不断发展和新能源发电规模的增加，为了改善电场的输出特性，很多研究者在配电网中配置了储能系统用于提高风电和光伏发电等新型能源的并网能力。储能系统可以做到削峰填谷，即储能系统在负荷低谷时吸收系统中多余的电能进行储存，在高峰负荷时把存储的电能释放供给系统负荷，有效的消除了昼夜间的峰谷差值，一方面保证了供电的可靠性和运行的稳定性，保证了良好的电压质量，另外也解决了因高峰负荷需要的输电线路投资大的问题。

储能方式按照工作原理的差别可分为机械储能、电磁储能及化学储能。化学储能主要指蓄电池储能，蓄电池储能系统(BESS)是目前应用最广泛的储能系统，相比较而言，BESS的优势在于一是成本低，技术成熟，充放电倍数高，二是模块性好，可作为分布式能量储存装置。但是，现有的蓄电池储能系统仍存在充放电控制精度不高、寿命短、集成度低、散热条件差、安装费事、互换性差及故障率高等问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种模块化紧凑型储能双向变流器，以解决此类现有产品集成度低、散热条件差、安装费事、互换性差、故障率高等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型实施例提供的一种模块化紧凑型储能双向变流器，包括机箱外壳及设置于该机箱外壳内的控制模块、直流电容模块、交流电容模块、风机组件、电感、IGBT模块及散热器，其中风机组件、散热器及电感由前向后依次设置；直流电容模块和IGBT模块设置于散热器的顶部；控制模块设置于直流电容模块和IGBT模块的上方且与机箱外壳连接；交流电容模块设置于电感的上方。

在一种可能的实现方式中，所述机箱外壳的前侧设有交流端子、直流铜排及进风口，其中进风口位于交流端子和直流铜排的下方，且与所述风机组件相对应；

所述机箱外壳的后侧设有排风口。

在一种可能的实现方式中，所述机箱外壳包括底座、后盖、顶盖及前面板，其中前面板和后盖分别设置于底座的前、后侧，顶盖设置于底座的顶部；前面板上设有所述交流端子、直流铜排及进风口，后盖上设有所述排风口。

在一种可能的实现方式中，所述排风口包括上下设置的上排风口和下排风口；

所述进风口、上排风口和下排风口均为网格状结构。

在一种可能的实现方式中，所述风机组件顶部设有直流接触器组件，直流接触器组件用于连接所述直流电容模块和所述直流铜排。

在一种可能的实现方式中，所述直流电容模块包括直流电容板及设置于直流电容板上的直流电容组，其中直流电容板与所述散热器连接，且直流电容板与所述散热器之间留有风道；直流电容组与所述直流接触器组件和所述IGBT模块电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述直流电容模块为两组，且分别设置于所述IGBT模块的前后侧；

所述IGBT模块包括沿左右方向依次设置的多个IGBT。

在一种可能的实现方式中，所述风机组件包括风机固定板及设置于风机固定板上的多个风机，多个风机沿左右方向依次排列。

在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括支撑板及设置于该支撑板上的拓展板，其中支撑板与所述机箱外壳连接，且支撑板与所述直流电容模块和所述IGBT模块之间留有间隙。

在一种可能的实现方式中，所述交流电容模块包括交流电容板及设置于交流电容板上的交流电容组和交流接触器组件，且交流接触器组件位于交流电容组的后侧。

本实用新型的优点及有益效果是：

本实用新型实施例提供一种模块化紧凑型储能双向变流器，作为蓄电池储能系统中的关键控制设备，可以更好的解决充放电控制问题，提高系统的控制精度和适用寿命。

本实用新型提供了一种模块化紧凑型储能双向变流器，解决此类现有产品集成度低、散热条件差、安装费事、互换性差、故障率高等问题，该模块化紧凑型储能双向变流器能具有方便生产安装、集成度高、功率流顺畅、散热效果好、后期维护更换方便及可靠性高等优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中一种模块化紧凑型储能双向变流器的爆炸图；

图2为本实用新型实施例中一种模块化紧凑型储能双向变流器的轴测图；

图3为本实用新型实施例中一种模块化紧凑型储能双向变流器的俯视图；

图4为图3的左视图；

图5为图4的A-A剖视图。

图中：1、底座；2、后盖；3、顶盖；4、前面板；5、拓展板；6、直流电容组；7、风机组件；8、交流电容组；9、电感；10、支撑板；11、IGBT；12、直流电容板；13、散热器；14、直流接触器组件；15、交流接触器组件；16、交流电容板；17、交流端子；18、直流铜排；19、进风口；20、下排风口；21、上排风口。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，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”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型一实施例提供的一种模块化紧凑型储能双向变流器，可以更好的解决充放电控制问题，提高系统的控制精度和适用寿命。参见图1至图2所示，该一种模块化紧凑型储能双向变流器，包括机箱外壳及设置于该机箱外壳内的控制模块、直流电容模块、交流电容模块、风机组件7、电感9、IGBT模块及散热器13，其中风机组件7、散热器13及电感9由前向后依次设置；直流电容模块和IGBT模块设置于散热器13的顶部；控制模块设置于直流电容模块和IGBT模块的上方且与机箱外壳连接；交流电容模块设置于电感9的上方。

参见图1所示，本实用新型的实施例中，机箱外壳包括底座1、后盖2、顶盖3及前面板4，其中底座1为U型结构，前面板4和后盖2分别设置于底座1的前、后侧开口处，顶盖3设置于底座1的顶部，底座1、后盖2、顶盖3及前面板4围合成设备元件容置腔。

本实用新型的实施例中，机箱外壳的前面板4上设有交流端子17、直流铜排18及进风口19，交流端子17和直流铜排18位于进风口19的上方，且交流端子17位于左侧，直流铜排18位于右侧。具体地，交流端子17与交流电容模块电性连接，直流铜排18与直流电容模块电性连接。进风口19与风机组件7相对应，以便向机箱外壳内引入外部冷空气。机箱外壳的后盖2上设有排风口，本实施例中，排风口包括上下设置的上排风口21和下排风口20。

具体地，进风口19、上排风口21和下排风口20均为网格状结构，网格状结构的设计，增加装置的散热性能。风机组件7与前面板4上的进风口19和后盖2上的上排风口21和下排风口20相配合，将外部冷空气引入腔体内，有效的对装置内部进行散热。

进一步地，风机组件7顶部设有直流接触器组件14，直流接触器组件14用于连接直流铜排18和直流电容模块。

参见图3至图5所示，本实用新型的实施例中，直流电容模块为两组，且分别设置于IGBT模块的前后侧。本实施例中，直流电容模块包括直流电容板12及设置于直流电容板12上的直流电容组6，其中直流电容板12通过多个连接柱与散热器13连接，使直流电容板12与散热器13之间留有风道；直流电容组6与直流接触器组件14和IGBT模块电性连接。

参见图2所示，本实用新型的实施例中，IGBT模块包括沿左右方向依次设置的多个IGBT11。本实施例中，IGBT模块包括三个IGBT11，三个IGBT11由左向右间隔设置于散热器13的顶部。

参见图1所示，本实用新型的实施例中，风机组件7包括风机固定板及设置于风机固定板上的多个风机，多个风机沿左右方向依次排列。本实施例中，风机固定板上从左向右安装有三个风机，三个风机与三个IGBT11一一对应，以提高对IGBT11的散热效果。

参见图1、图2所示，本实用新型的实施例中，控制模块包括支撑板10及设置于该支撑板10上的拓展板5，其中拓展板5上设有控制电路，支撑板10与机箱外壳连接，且支撑板10与直流电容模块和IGBT模块之间留有间隙，以便风机组件7的吹入的冷风通过到后部空间，使机箱外壳内的上部空间进行空气流动，再通过上排风口21排出，提高散热效果。

参见图1、图2所示，交流电容模块包括交流电容板16及设置于交流电容板16上的交流电容组8和交流接触器组件15，且交流接触器组件15位于交流电容组8的后侧。交流端子17、交流接触器组件15、交流电容组8及电感9依次电性连接。功率流从前面板4左侧的交流端子17进入到后侧的交流接触器组件15后，再通过交流电容组8进入电感9，然后从电感9进入IGBT11，再从IGBT11进入直流电容组6，最后通过前侧的直流接触器组件14到前面板4右侧的直流铜排18，使功率流流畅，无交叉，可有效减小干扰。

具体地，交流电容板16与控制模块的支撑板10具有高度差，即支撑板10的高度大于交流电容板16的高度，使交流电容板16上方空间与支撑板10的下方空间连通，以便风机吹入的冷风对交流电容板16上的各器件进行散热。

本实用新型的实施例中，IGBT11与直流电容组6将风机分为上下两部分，即IGBT11与风机的下半部分相对应，直流电容组6与风机的上半部分相对应。机箱壳体内下部，IGBT11所产生的热量传到下部的散热器13上，风机由前面板4上的进风口19吸入外部环境的冷空气，经过冷风将散热器13上的热量带走，再通过后盖2上下排风口20排出，实现有效散热；电感9在散热器13的后侧，冷风可以在经过散热器13后顺利给电感9再次降温，利用两种器件的不同耐热属性，完成阶梯散热，完美缩小前后空间。机箱壳体内上部实现扰流，冷风从前及后不规则流动，给整机电路板上的发热器件散热。

本实用新型提供的一种模块化紧凑型储能双向变流器，体积更小，模块化程度高，产品可靠性显著提高，工艺性好，安装更加便捷，缩短了生产安装周期，成本较为低廉，后期在使用过程中，便于维修及更换。同时通过风机组件由前侧向后侧吹冷风，从而带走机箱外壳内各模块所产生的热量，能够有效保证变流器本体的散热性能，避免热量积聚影响变流器本体的正常使用。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，包括机箱外壳及设置于该机箱外壳内的控制模块、直流电容模块、交流电容模块、风机组件(7)、电感(9)、IGBT模块及散热器(13)，其中风机组件(7)、散热器(13)及电感(9)由前向后依次设置；直流电容模块和IGBT模块设置于散热器(13)的顶部；控制模块设置于直流电容模块和IGBT模块的上方且与机箱外壳连接；交流电容模块设置于电感(9)的上方。

2.根据权利要求1所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述机箱外壳的前侧设有交流端子(17)、直流铜排(18)及进风口(19)，其中进风口(19)位于交流端子(17)和直流铜排(18)的下方，且与所述风机组件(7)相对应；

所述机箱外壳的后侧设有排风口。

3.根据权利要求2所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述机箱外壳包括底座(1)、后盖(2)、顶盖(3)及前面板(4)，其中前面板(4)和后盖(2)分别设置于底座(1)的前、后侧，顶盖(3)设置于底座(1)的顶部；前面板(4)上设有所述交流端子(17)、直流铜排(18)及进风口(19)，后盖(2)上设有所述排风口。

4.根据权利要求3所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述排风口包括上下设置的上排风口(21)和下排风口(20)；

所述进风口(19)、上排风口(21)和下排风口(20)均为网格状结构。

5.根据权利要求2所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述风机组件(7)顶部设有直流接触器组件(14)，直流接触器组件(14)用于连接所述直流电容模块和所述直流铜排(18)。

6.根据权利要求4所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述直流电容模块包括直流电容板(12)及设置于直流电容板(12)上的直流电容组(6)，其中直流电容板(12)与所述散热器(13)连接，且直流电容板(12)与所述散热器(13)之间留有风道；直流电容组(6)与所述直流接触器组件(14)和所述IGBT模块电性连接。

7.根据权利要求6所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述直流电容模块为两组，且分别设置于所述IGBT模块的前后侧；

所述IGBT模块包括沿左右方向依次设置的多个IGBT(11)。

8.根据权利要求1所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述风机组件(7)包括风机固定板及设置于风机固定板上的多个风机，多个风机沿左右方向依次排列。

9.根据权利要求1所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述控制模块包括支撑板(10)及设置于该支撑板(10)上的拓展板(5)，其中支撑板(10)与所述机箱外壳连接，且支撑板(10)与所述直流电容模块和所述IGBT模块之间留有间隙。

10.根据权利要求1所述的模块化紧凑型储能双向变流器，其特征在于，所述交流电容模块包括交流电容板(16)及设置于交流电容板(16)上的交流电容组(8)和交流接触器组件(15)，且交流接触器组件(15)位于交流电容组(8)的后侧。

Images