CN217426880U - 一种储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能系统。包括：底部支撑结构、至少一个电池模块和至少一个液冷机组；所述电池模块放置在所述底部支撑结构上；所述底部支撑结构的内部铺设有集成母线和液冷管道；所述底部支撑结构的连接表面上设置有多个连接插口，所述底部支撑结构的另一表面设置有主液冷管道连接口；所述电池模块通过一所述连接插口分别与所述集成母线和所述液冷管道插接连接；所述液冷机组通过所述主液冷管道连接口与所述液冷管道连接；本实用新型提供一种储能系统，提高系统储能容量配置的灵活性，降低了建设成本，提高电池模块装配安全性，降低热失效损失，避免了液冷机组零散分布占地面积大，能耗高的问题。

Description

一种储能系统

技术领域

本实用新型实施例涉及电池储能技术领域，尤其涉及一种储能系统。

背景技术

目前，由于环境保护和能源安全的发展，电动汽车和光伏发电、风力发电等能源受到人们关注，储能能够平滑随机、不稳定的光伏发电等，从而提高电网稳定性，这将是智能电网的重要方向。

现有的储能液冷系统，多采用箱式结构形式，一个集装箱式锂离子电池储能系统由多簇电池并联组成。箱式结构相对密封的空间以及固定的体积，其系统容量配置相对固定，不利于客户现场的灵活调配。

实用新型内容

本实用新型提供一种储能系统，提高系统储能容量配置的灵活性，降低了建设成本，提高电池模块装配安全性，降低热失效损失，避免了液冷机组零散分布占地面积大，能耗高的问题。

本实用新型实施例提供了一种储能系统，包括：底部支撑结构、至少一个电池模块和至少一个液冷机组；

所述电池模块放置在所述底部支撑结构上；所述底部支撑结构的内部铺设有集成母线和液冷管道；所述底部支撑结构的连接表面上设置有多个连接插口，所述底部支撑结构的另一表面设置有主液冷管道连接口；其中，所述连接表面为所述底部支撑结构远离地面的表面；

所述电池模块通过一所述连接插口分别与所述集成母线和所述液冷管道插接连接；所述液冷机组通过所述主液冷管道连接口与所述液冷管道连接；所述液冷机组用于循环并冷却所述液冷管道中的液冷物质；所述电池模块用于储能或放电。

可选的，所述液冷机组放置在所述底部支撑结构一侧，所述主液冷管道连接口设置在所述底部支撑结构靠近所述液冷机组一侧的表面上。

可选的，所述集成母线距离地面的垂直距离大于所述液冷管道距离地面的垂直距离。

可选的，所述连接插口包括液冷接口和集成母线接口；所述电池模块还包括副液冷管道接口和第一母线连接引线；所述电池模块内铺设副液冷管道，所述副液冷管道与所述副液冷管道接口连接，所述副液冷管道接口通过所述液冷接口与所述液冷管道连接；所述副液冷管道用于给所述电池模块的内部液冷降温；所述第一母线连接引线通过所述集成母线接口与所述集成母线连接。

可选的，所述电池模块设置有第一开口，所述连接插口的四周设置有凸出的围框结构，所述电池模块通过一所述连接插口与所述底部支撑结构插接时，所述第一开口套入所述围框结构，使所述围框结构插入到所述电池模块的内部；其中，所述副液冷管道接口和所述第一母线连接引线设置在所述第一开口内。

可选的，所述的储能系统还包括至少一个功率变换器，所述功率变换器放置在所述底部支撑结构上；所述功率变换器通过另一所述连接插口与所述集成母线插接连接；所述功率变换器用于调节输出至负载的功率。

可选的，所述连接插口的四周设置有凸出的围框结构，所述功率变换器设置有第二开口；所述功率变换器包括第二母线连接引线，所述第二母线连接引线通过一所述连接插口与所述集成母线连接；其中，所述第二母线连接引线设置在所述第二开口内；所述功率变换器通过一所述连接插口与所述底部支撑结构插接时，所述第二开口套入所述围框结构，使所述围框结构插入到所述功率变换器的内部。

可选的，所述电池模块为箱体结构，所述电池模块包括至少一个电池模组、管理单元和层叠设置的多个托架；每一所述托架用于放置一所述电池模组或和所述管理单元；所述管理单元设置在靠近所述连接插口的托架上，所述电池模组依次放置在所述管理单元的上部的所述托架上。所述电池模组用于储能或放电；所述管理单元与所述电池模组连接，所述管理单元用于被配置为控制所述电池模组交流输出或直流输出。

可选的，所述的储能系统还包括消防模块；所述电池模块还包括消防喷头；

所述消防模块和所述电池模块通过消防管道串联连接；所述消防喷头与所述消防管道连接；所述消防模块用于检测消防安全并提供消防物质，所述消防喷头用于喷射所述消防物质。

可选的，所述消防管道和所述消防喷头设置在所述电池模块的顶部。

本实用新型实施例通过将电池模块模块化设计，在底部支撑结构的内部预设集成母线和液冷管道，并且在底部支撑结构的连接表面设置连接插口，使电池模块可与集成母线和或液冷管道实现插接连接，实现电池模块的插卡式装配电联，提供系统储能容量配置的灵活性，同时利用集成母线可以形成电池模块之间电气装联，节省了电池模块之间的汇流设备，降低了建设成本。同时通过适当装配电池模组形成小容量的电池模块，因此可以使每个电池模块的体积更小，重量更轻，提高电池模块装配安全性，并且由于电池模块的容量更小，在电池模组出现热失控时相比于大体积的电池模块更容易控制处理，降低损失。并且根据液冷需求进行配置液冷机组，从而根据储能容量配置液冷机组，实现液冷机组的集中管理以及集中应用，避免了液冷机组零散分布占地面积大，能耗高的问题。

附图说明

图1为现有技术中箱式液冷的的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种储能系统的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的一种底部支撑结构侧面的截面图的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的一种交流输出的储能系统的结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的又一种底部支撑结构侧面的截面的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为现有技术中箱式液冷的的结构示意图，参见图1，现有的储能液冷系统，多采用箱式结构1形式，考虑到漏液、保温以及环境适应性，包括液冷机组2、电池包3和功率变换器模块4，其电池包3以及壳体的防护等级设计相对较高，一般在IP54以上。相对密封的空间以及固定的体积，其放置的电池包3和功率变换器模块4的个数有限，导致系统容量配置相对固定，不利于客户现场的灵活调配。

有鉴于此，图2为本实用新型实施例提供的一种储能系统的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图，参见图2和图3，包括：底部支撑结构110、至少一个电池模块120和至少一个液冷机组140。

电池模块120放置在底部支撑结构110上。底部支撑结构110的内部铺设有集成母线150和液冷管道160。底部支撑结构110的连接表面上设置有多个连接插口210，底部支撑结构110的另一表面设置有主液冷管道连接口。其中，连接表面为底部支撑结构110远离地面的表面。

电池模块120通过一连接插口210分别与集成母线150和液冷管道160插接连接。液冷机组140通过主液冷管道连接口主液冷管道连接口与液冷管道160连接。液冷机组140用于循环并冷却液冷管道160中的液冷物质。电池模块120用于储能或放电。

具体的，储能系统采用模块化分布，底部支撑结构110作为电池模块120的承载结构，其中，在底部支撑结构110的内部预设集成母线150和液冷管道160，其中，集成母线150是多个设备以并列分支的形式接在其上的一条共用的通路，液冷管道160可以采用金属管道或塑料管道，液冷管道160至少包括出水管道和回水管道。电池模块120为独立的模块设备，例如，可以将电池模块120整合为立式柜体，在柜体内通过适当的配置电池模组，形成小容量的电池模块，因此可以使每个电池模块的体积更小，重量更轻，提高电池模块装配安全性，并且由于电池模块的容量更小，在电池模组出现热失控时相比于大体积的电池模块更容易控制处理，降低了电池模块损失。电池模块120可以通过底部支撑结构110连接表面上设置的连接插口210与集成母线150和液冷管道160实现连接，其中，电池模块120与底部支撑结构110的连接方式可以采用插接的方式。电池模块120之间利用集成母线150可以形成电气装联，节省了电池模块120之间的汇流设备。示例性的，连接插口210在连接表面上可以一排排列。其中，连接插口210为可以作为通用插口，电池模块120可以对应每个连接插口210，因此根据工程需要，可以调整电池模块120在底部支撑结构110的安装位置。因此电池模块120的安装位置以及安装个数可以根据工程需要进行灵活调整。电池模块120通过连接插口210分别与集成母线150和液冷管道160连接，其中，连接插口210可以适应性的提供连接阀口和连接线缆，以便满足快速安装的需求。在底部支撑结构110的一侧还设置有主液冷管道连接口，液冷机组140的出水口和回水口通过主液冷管道连接口向液冷管道160输送液冷物质，从而对储能系统进行降温保护，其中，多个液冷机组140可以级联使用，根据液冷需求进行配置液冷机组140，从而根据储能容量配置液冷机组，实现液冷机组的集中管理以及集中应用，避免了液冷机组零散分布占地面积大，能耗高的问题。

本实用新型实施例通过将电池模块模块化设计，在底部支撑结构的内部预设集成母线和液冷管道，并且在底部支撑结构的连接表面设置连接插口，使电池模块可与集成母线和或液冷管道实现插接连接，实现电池模块的插卡式装配电联，提供系统储能容量配置的灵活性，同时利用集成母线可以形成电池模块之间电气装联，节省了电池模块之间的汇流设备，降低了建设成本。同时通过适当装配电池模组形成小容量的电池模块，因此可以使每个电池模块的体积更小，重量更轻，提高电池模块装配安全性，并且由于电池模块的容量更小，在电池模组出现热失控时相比于大体积的电池模块更容易控制处理，降低损失。并且根据液冷需求进行配置液冷机组，从而根据储能容量配置液冷机组，实现液冷机组的集中管理以及集中应用，避免了液冷机组零散分布占地面积大，能耗高的问题。

继续参见图3，示例性的，储能系统包括：底部支撑结构110、两个电池模块120和一个液冷机组140，底部支撑结构110包括支撑底板111和集成盒112，支撑底板111和集成盒112组成一个“L”形状，类似于台阶，其中，支撑底板111和集成盒112为固定连接，集成盒112内预铺设有集成母线150和液冷管道160，相应的，电池模块120外壳整合为立式柜体，其中，电池模块120与底部支撑结构110接触的底部同支撑底板111和集成盒112组成的“L”形状吻合，集成盒112远离地面的表面为连接表面，示例性的，连接插口210依次排列在连接表面上。电池模块120可以分别通过连接插口210插接在底部支撑结构110上，电池模块120分别通过连接插口210在集成盒112内部连接集成母线150和液冷管道160。其中，可以在集成盒112的一面设置可开启关闭的维护开口，通过维护开口提高集成盒112中的线路连接及维护的便捷性。

可选的，液冷机组140放置在底部支撑结构110一侧，主液冷管道连接口设置在底部支撑结构110靠近液冷机组140一侧的表面上。

具体的，主液冷管道连接口靠近液冷机组140设置，可以节约液冷机组140输出与底部支撑结构110的主液冷管道连接口之间的管道长度。其中，液冷机组140固定的方式可以直接放置在地面，也可以采用壁挂的形式设置在相邻墙面或相邻的电池模块120上。

图4为本实用新型实施例提供的一种底部支撑结构侧面的截面图的结构示意图，结合图3参见图4，集成母线150距离地面的垂直距离大于液冷管道160距离地面的垂直距离。具体的，集成母线150的铺设距离地面的高度要大于液冷管道160距离地面的铺设高度，避免液冷管道160因为漏液造成的集成母线150短路漏电等问题。

继续参见图2、3和4，连接插口210包括液冷接口和集成母线接口。电池模块120还包括副液冷管道接口和第一母线连接引线230。电池模块120内铺设副液冷管道220，副液冷管道220与副液冷管道接口连接，副液冷管道接口通过液冷接口与液冷管道160连接。副液冷管道220用于给电池模块120的内部液冷降温。第一母线连接引线230通过集成母线接口与集成母线150连接。

具体的，电池模块120内部可以根据内部结构铺设副液冷管道220，副液冷管道接口包括进水口和出水口，电池模块120的进水口可以通过软管或阀门等方式同液冷管道160的出水管道连接，电池模块120的出水口可以通过软管或阀门等同液冷管道160的回水管道连接，从而电池模块120内部的副液冷管道160形成回路循环液冷物质，对电池模块120进行降温保护。其中，电池模块120的进水口和出水口还可以设置有相应的关闭阀门，从而方便液冷维护时，截止副液冷管道160中液冷流动。第一母线连接引线230为电池模块120的功率线，电池模块120的储能或充电功率通过第一母线连接引线230与集成母线150相互传输。第一母线连接引线230设置通过连接插口210进入到底部支撑结构110与集成母线150连接。

继续参见图3和图4，电池模块120设置有第一开口410，连接插口210的四周设置有凸出的围框结构211，电池模块120通过一连接插口210与底部支撑结构110插接时，第一开口410套入围框结构211，使围框结构211插入到电池模块120的内部。其中，副液冷管道接口和第一母线连接引线230设置在第一开口410内。

具体的，连接插口210的四周设置有凸出的围框结构211，整体外形类似“凸”字型，电池模块120与连接插口210相对的位置设置有第一开口410，电池模块120进行插接时，围框结构211通过第一开口410进入到电池模块120内部，因此围框结构211可以高出第一开口一段距离，从而可以利用围框结构211提高电池模块120和底部支撑结构110的连接防护性。电池模块120的进水口和出水口均设置在第一开口410内，可以使管路都通过连接插口210进入到底部支撑结构110，从而避免管路杂乱。第一母线连接引线230设置同样设置在第一开口410内，通过连接插口210进入到底部支撑结构110与集成母线150连接。

图5为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图，结合图3参见图5，储能系统还包括至少一个功率变换器130，功率变换器130放置在底部支撑结构110上；功率变换器130通过一连接插口210与集成母线150插接连接；功率变换器130用于调节输出至负载的功率。

具体的，功率变换器130放置在底部支撑结构110上，功率变换器130为独立的模块设备，例如，可以将功率变换器130整合为立式柜体，功率变换器130与底部支撑结构110接触的底部同支撑底板111和集成盒112组成的“L”形状吻合，功率变换器130可以通过底部支撑结构110连接表面上设置的连接插口210与集成母线150实现连接，其中，功率变换器130与底部支撑结构110的连接方式可以采用插接的方式。电池模块120以及功率变换器130之间利用集成母线150可以形成电气装联，同样节省了电池模块120与功率变换器130之间的汇流设备。连接插口210为可以作为通用插口，电池模块120安装时通过连接插口210分别与集成母线150和液冷管道160连接，功率变换器130安装时通过连接插口210与集成母线150连接，功率变换器130可以采用风冷降温，也可以连接液冷管道160采用液冷方式，其液冷方式可以灵活选择。根据安装的模块类型适应的连接集成母线150和或液冷管道160，电池模块120和功率变换器130的安装位置以及安装个数可以根据工程需要进行灵活调整。

继续参见图3和图4，可选的，连接插口210的四周设置有凸出的围框结构211，功率变换器130设置有第二开口420，功率变换器130包括第二母线连接引线240，第二母线连接引线240通过一连接插口210与集成母线150连接。其中，第二母线连接引线240设置在第二开口内。功率变换器130通过另一连接插口210与底部支撑结构110插接时，第二开口420套入围框结构211，使围框结构211插入到功率变换器130的内部。

具体的，第二母线连接引线240为功率变换器130的功率线，通过第二母线连接引线240将集成母线150的功率输入至功率变换器130，在由功率变换器130经过调节后输出至负载。第二母线连接引线240设置在第二开口420内，通过连接插口210进入到底部支撑结构110与集成母线150连接。其中，同一个连接插口210，电池模块120和功率变换器130可以通用。功率变换器130进行插接时，围框结构211通过第二开口420进入到功率变换器130的内部，因此围框结构211可以高出第二开口420一段距离，从而可以利用围框结构211提高功率变换器130和底部支撑结构110的连接防护性。

继续参见图2和图3，电池模块120为箱体结构，电池模块120包括至少一个电池模组121、管理单元122和层叠设置的多个托架。每一托架用于放置一电池模组121或和管理单元122。管理单元122设置在靠近连接插口210的托架上，电池模组121依次放置在管理单元122的上部的托架上。电池模组121用于储能或放电。管理单元122与电池模组121连接，管理单元用于被配置为控制电池模组交流输出或直流输出。

具体的，电池模块120内层叠设置的托架，相邻托架之间有一定的距离，从而使电池模组121或管理单元122可以单独放置在托架上，副液冷管道220铺设在电池模块120内壁和托架上，当电池模块120接入液冷管道160，可以对电池模块120内的电池模组121和管理单元122进行液冷降温。管理单元122可以配置为电池管理模块或簇级管理模块从而分别控制电池模组的直流输出或交流输出，其中，电池模组之间的电连接方式可以采用串联形式和并联形式的至少一种，可以根据具体的工况连接调整。图6为本实用新型实施例提供的一种交流输出的储能系统的结构示意图，图7为本实用新型实施例提供的又一种底部支撑结构侧面的截面的结构示意图，参见6和图7，集成母线150铺设为交流母线151，电池模块120的管理单元为簇级管理单元123，电池模块120和功率变换器130分别连接交流母线151，从而组成交流输出的储能系统。其中，电池模块120的功率线通过管理单元122输出，因此将管理单元靠近连接插口210设置，可以减少功率线的铺设长度。

继续参见图3，储能系统还包括消防模块310。电池模块120还包括消防喷头。

消防模块310和电池模块120通过消防管道320串联连接。消防喷头与消防管道320连接。消防模块310用于检测消防安全并提供消防物质，消防喷头用于喷射消防物质。

具体的，当储能系统配备功率变换器130时，消防模块310和功率变换器130均可预先配备消防管道320和消防喷头，可采用三通阀和适宜的金属管道将相邻的电池模块120和功率变换器130的消防喷头和消防模块310对接，利用消防管道可以将各个模块串联起来，其中，液冷机组140和消防模块310可采用集中式，管理多个系统。消防喷头可以设置在电池模块120和功率变换器130的顶部。消防模块310通过消防管道320进行输送消防物质，当电池模块120出现热失控时，提供消防保护。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：底部支撑结构、至少一个电池模块和至少一个液冷机组；

所述电池模块放置在所述底部支撑结构上；所述底部支撑结构的内部铺设有集成母线和液冷管道；所述底部支撑结构的连接表面上设置有多个连接插口，所述底部支撑结构的另一表面设置有主液冷管道连接口；其中，所述连接表面为所述底部支撑结构远离地面的表面；

所述电池模块通过一所述连接插口分别与所述集成母线和所述液冷管道插接连接；所述液冷机组通过所述主液冷管道连接口与所述液冷管道连接；所述液冷机组用于循环并冷却所述液冷管道中的液冷物质；所述电池模块用于储能或放电。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述液冷机组放置在所述底部支撑结构一侧，所述主液冷管道连接口设置在所述底部支撑结构靠近所述液冷机组一侧的表面上。

3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述集成母线距离地面的垂直距离大于所述液冷管道距离地面的垂直距离。

4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述连接插口包括液冷接口和集成母线接口；所述电池模块还包括副液冷管道接口和第一母线连接引线；所述电池模块内铺设副液冷管道，所述副液冷管道与所述副液冷管道接口连接，所述副液冷管道接口通过所述液冷接口与所述液冷管道连接；所述副液冷管道用于给所述电池模块的内部液冷降温；所述第一母线连接引线通过所述集成母线接口与所述集成母线连接。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述电池模块设置有第一开口，所述连接插口的四周设置有凸出的围框结构，所述电池模块通过一所述连接插口与所述底部支撑结构插接时，所述第一开口套入所述围框结构，使所述围框结构插入到所述电池模块的内部；其中，所述副液冷管道接口和所述第一母线连接引线设置在所述第一开口内。

6.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括至少一个功率变换器，所述功率变换器放置在所述底部支撑结构上；所述功率变换器通过另一所述连接插口与所述集成母线插接连接；所述功率变换器用于调节输出至负载的功率。

7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述连接插口的四周设置有凸出的围框结构，所述功率变换器设置有第二开口；所述功率变换器包括第二母线连接引线，所述第二母线连接引线通过一所述连接插口与所述集成母线连接；其中，所述第二母线连接引线设置在所述第二开口内；所述功率变换器通过一所述连接插口与所述底部支撑结构插接时，所述第二开口套入所述围框结构，使所述围框结构插入到所述功率变换器的内部。

8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述电池模块为箱体结构，所述电池模块包括至少一个电池模组、管理单元和层叠设置的多个托架；每一所述托架用于放置一所述电池模组或和所述管理单元；所述管理单元设置在靠近所述连接插口的托架上，所述电池模组依次放置在所述管理单元的上部的所述托架上；所述电池模组用于储能或放电；所述管理单元与所述电池模组连接，所述管理单元用于被配置为控制所述电池模组交流输出或直流输出。

9.根据权利要求1-8任一所述的储能系统，其特征在于，还包括消防模块；所述电池模块还包括消防喷头；

所述消防模块和所述电池模块通过消防管道串联连接；所述消防喷头与所述消防管道连接；所述消防模块用于检测消防安全并提供消防物质，所述消防喷头用于喷射所述消防物质。

10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述消防管道和所述消防喷头设置在所述电池模块的顶部。

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