CN217904248U - 水冷储能变流器和储能一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水冷储能变流器和储能一体机，其中，水冷储能变流器包括机箱、水冷结构以及功率组件，功率组件包括功率板、电抗、IGBT模块以及电源板，机箱包括箱体和主盖板，箱体设有容纳槽，主盖板连接于箱体，并围合形成容纳腔；水冷结构设于容纳腔内；功率板安装于箱体，电抗连接于水冷结构，功率板和电抗位于水冷结构背离主盖板的一侧；IGBT模块和电源板均连接于水冷结构朝向主盖板的表面。本实用新型通过将功率组件分别设置在水冷结构朝向主盖板的一侧和背离主盖板的一侧，并位于容纳腔内，可以使水冷储能变流器的内部结构更加紧凑，减小整体体积，提高了整机的功率密度。

Description

水冷储能变流器和储能一体机

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，特别涉及一种水冷储能变流器和储能一体机。

背景技术

储能变流器是连接于电池系统与电网或负载之间的实现电能双向转换的变换器，也是整个储能系统中的重要组成部分。相关技术中的储能变流器大多采用风冷形式，而现有的水冷储能变流器主要应用于大功率场景，采用水冷散热的小功率储能变流器产品非常少；当小功率储能变流器采用水冷散热时，通常会将散热结构安装于机箱之外，这并不利于提高储能变流器的功率密度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种水冷储能变流器和储能一体机，本实用新型通过将功率组件分别设置在水冷结构朝向主盖板的一侧和背离主盖板的一侧，并位于容纳腔内，可以使水冷储能变流器的内部结构更加紧凑，减小整体体积，提高了整机的功率密度。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种水冷储能变流器包括：

机箱，所述机箱包括箱体和主盖板，所述箱体设有容纳槽，所述主盖板连接于所述箱体，并围合形成容纳腔；

水冷结构，所述水冷结构位于所述容纳腔内；以及

功率组件，所述功率组件包括功率板、电抗、IGBT模块以及电源板，所述功率板安装于箱体，所述电抗连接于所述水冷结构，所述功率板和所述电抗位于所述水冷结构背离所述主盖板的一侧；所述IGBT模块和所述电源板均连接于所述水冷结构朝向所述主盖板的表面。

在本申请的一实施例中，所述水冷结构包括：

水冷板，所述水冷板连接于所述箱体，所述IGBT模块和所述电抗分别设置于所述水冷板相对的两侧；和

钣金件，所述钣金件连接于所述水冷板和所述IGBT模块，并位于所述水冷板的下方；所述电源板连接于所述钣金件朝向所述主盖板的表面。

在本申请的一实施例中，所述功率组件还包括：

电解电容板，所述电解电容板连接于所述钣金件背离所述主盖板的表面，并位于所述电抗的下端；和

辅助电源板，所述辅助电源板连接于所述钣金件背离所述主盖板的表面，并位于所述电解电容板的一侧。

在本申请的一实施例中，所述功率组件还包括驱动板，所述驱动板连接于所述IGBT板，并连接于所述钣金件朝向所述主盖板的表面，并位于所述IGBT模块的下端；所述驱动板位于所述钣金件和所述电源板之间。

在本申请的一实施例中，所述功率组件还包括：

母线电容板，所述母线电容板设于所述IGBT模块朝向所述主盖板的表面；

检测板，所述检测板连接于所述驱动板和所述IGBT模块；

变压器，所述变压器连接于所述钣金件朝向所述主盖板的表面；以及

风扇，所述风扇安装于所述变压器的上端，并位于所述检测板的下端。

在本申请的一实施例中，所述功率组件还包括：

安装板，所述安装板连接于所述机箱，并连接于所述母线电容板背离所述主盖板的表面；

铜排组件，所述安装板和所述母线电容板通过所述铜排组件连接；

熔丝组件，所述熔丝组件通过所述铜排组件连接于所述安装板朝向所述主盖板的表面；以及

继电器，所述继电器通过所述铜排组件连接于所述安装板朝向所述主盖板的表面。

在本申请的一实施例中，所述水冷结构还包括：

散热鳍片，所述散热鳍片安装于所述水冷板朝向所述主盖板的表面；和

挡水板，所述挡水板连接于所述钣金件、所述电解电容板以及所述辅助电源板，所述挡水板形成有容水槽，并位于所述水冷板的下方。

在本申请的一实施例中，所述水冷机结构还包括导水板，所述容水槽的端部形成有过水口，所述导水板连接于所述挡水板的过水口处。

在本申请的一实施例中，所述箱体设有出水口，所述水冷板靠近所述出水口的一侧设有堵头和用于与外界连接的水嘴，所述水嘴连接于所述堵头，并穿设于所述出水口。

在本申请的一实施例中，所述水冷储能变流器包括隔断开关，所述隔断开关设于所述箱体的侧板上。

本实用新型还提出一种储能一体机，包括水冷机和水冷储能变流器，所述水冷结构连通于所述水冷机。

在本申请的水冷储能变流器中，作为基本组成之一的机箱包括箱体和主盖板，箱体设有容纳槽，主盖板连接于箱体，并围合形成容纳腔，容纳腔可以用于容纳和保护水冷储能变流器中的各功率组件，使得各功率组件中的元器件在工作时不受到外界的干扰。水冷结构设于容纳腔内，水冷结构可以在储能变流器工作时进行散热，保持功率组件的正常工作；功率组件包括功率板、电抗、IGBT模块以及电源板，功率板安装于箱体，电抗连接于水冷结构，功率板和电抗位于水冷结构背离主盖板的一侧；IGBT模块和电源板均连接于水冷结构朝向主盖板的表面。通过如此设置，可以将功率组件的各结构分别安装于水冷结构背离主盖板的一侧和靠近主盖板的一侧，可以使得各结构之间的安装简便化，同时可以有效地减小机箱体积，降低机箱的加工成本，也提高了水冷储能变流器的功率密度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型水冷储能变流器一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型水冷储能变流器一实施例的部分结构示意图；

图3为本实用新型水冷储能变流器又一实施例的部分结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1000	水冷储能变流器	501	功率板
100	机箱	502	电抗
				10	箱体	503	IGBT模块
111	容纳槽	504	电源板
				13	主盖板	505	电解电容板
300	水冷结构	506	辅助电源板
				301	水冷板	507	驱动板
301a	堵头	508	母线电容板
				301b	水嘴	509	检测板
303	钣金件	510	变压器
				305	挡水板	511	风扇
305a	容水槽	512	安装板
				305b	过水口	513	铜排组件
307	导水板	514	熔丝组件
				309	散热鳍片	515	继电器
500	功率组件	700	隔断开关

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图3，在本实用新型的一实施方案中，提出了一种水冷储能变流器1000，包括机箱100、水冷结构300以及功率组件500，机箱100包括箱体10和主盖板13，箱体10设有容纳槽111，主盖板13连接于箱体10，并围合形成容纳腔；水冷结构300位于容纳腔内；功率组件500包括功率板501、电抗502、IGBT模块503以及电源板504，功率板501安装于箱体10，电抗502连接于水冷结构300，功率板501和电抗502位于水冷结构300背离主盖板13的一侧；IGBT模块503和电源板504均连接于水冷结构300朝向主盖板13的表面。

在本申请的水冷储能变流器1000中，作为基本组成之一的机箱100包括箱体10和主盖板13，箱体10设有容纳槽111，主盖板13连接于箱体10，并围合形成容纳腔，容纳腔可以用于容纳和保护水冷储能变流器1000中的各功率组件500，使得各功率组件500中的元器件在工作时不受到外界的干扰。可以知道的是，主盖板13与箱体10的连接处可以采用满焊连接。水冷结构300设于容纳腔内，水冷结构300可以在储能变流器工作时进行散热，保持功率组件500的正常工作；功率组件500包括功率板501、电抗502、IGBT模块503以及电源板504，功率板501安装于箱体10，电抗502连接于水冷结构300，功率板501和电抗502位于水冷结构300背离主盖板13的一侧；IGBT模块503和电源板504均连接于水冷结构300朝向主盖板13的表面。通过如此设置，可以将功率组件500的各结构分别设置于水冷结构300背离主盖板13的一侧和靠近主盖板13的一侧，可以使得各结构之间的安装简便化，同时可以有效地减小机箱100体积，降低机箱100的加工成本，也提高了水冷储能变流器1000的功率密度。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，水冷结构300可以做如下设置：

水冷结构300包括水冷板301和钣金件303，水冷板301连接于箱体10，IGBT模块503和电抗502分别设置于水冷板301相对的两侧；钣金件303连接于水冷板301，并位于水冷板301的下方；电源板504连接于钣金件303朝向主盖板13的表面。

通过设置水冷板301和钣金件303，可以将功率组件500分别设置在水冷板301和钣金件303背离主盖板13的一侧和靠近主盖板13的一侧，从而在容纳腔内形成了三层结构，减小了机箱100的体积，提高了水冷储能变流器1000的功率密度。

可以理解是，水冷结构300产生的凝露会顺着水冷板301表面流到钣金件303表面，进而顺着钣金表面流到箱体10底部，从而保护了功率组件500。

可以理解的是，水冷板301连接于箱体10，并放置在机箱100靠下方的位置，钣金件303连接于水冷板301，并位于水冷板301的正下方，从而形成了平整的安装平面，再通过钣金托盘将IGBT模块503和电抗502分别安装于水冷板301相对的两侧，电源板504安装于钣金件303朝向主盖板13的表面。如此设置，便可以提高上述提到的单板和元器件与水冷板301、钣金件303和箱体10之间的连接时的稳定性。

可以知道的是，电抗502的主要作用包括：轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压；改善长输电线路上的电压分布；使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失；防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，功率组件500还可以做如下设置：

功率组件500包括电解电容板505和辅助电源板506，电解电容板505连接于钣金件303背离主盖板13的表面，并位于电抗502的下端；辅助电源板506连接于钣金件303背离主盖板13的表面，并位于电解电容板505的一侧。

钣金件303相对的两侧分别安装有辅助电源板506和电解电容板505，钣金件303与辅助电源板506和电解电容板505的连接可以使用压铆螺柱，当然也可以采用其他可以螺接的连接件，在此不做限定。辅助电源板506和电解电容板505均设置在电抗502器的下方，电解电容板505上安装有电解电容，辅助电源板506上安装有辅助电源；可以理解的是，功率板501、电抗502器、电解电容和辅助电源相当于形成了容纳腔内的第一层结构。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，功率组件500还包括驱动板507，驱动板507连接于IGBT模块503，并连接于钣金件303朝向主盖板13的表面，并位于IGBT模块503的下端；驱动板507位于钣金件303和电源板504之间。

钣金件303与驱动板507的连接可以使用压铆螺柱，当然也可以采用其他可以螺接的连接件，在此不做限定。通过将驱动板507如此设置，可以节省安装空间，同时可以将不同特性的元器件分开布局，可以减少水冷储能变流器1000工作时产生的电磁兼容性问题。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，功率组件500还可以做如下设置：

功率组件500包括母线电容板508、检测板509、变压器510以及风扇511；母线电容板508设于IGBT模块503朝向主盖板13的表面；检测板509连接于驱动板507和IGBT模块503；变压器510连接于钣金件303朝向主盖板13的表面；风扇511安装于变压器510的上端，并位于检测板509的下端。

通过将母线电容板508、检测板509、变压器510、风扇511设置在水冷板301和钣金件303朝向主盖板13的一侧，可以知道，母线电容板508、检测板509、变压器510、风扇511、电源板504以及电源板504安装的各元器件形成了容纳腔内的第三层结构。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，功率组件500还可以做如下设置：

功率组件500包括安装板512、铜排组件513、熔丝组件514以及继电器515：安装板512连接于机箱100，并连接于IGBT模块503背离主盖板13的表面；安装板512和IGBT模块503通过铜排组件513连接；熔丝组件514通过铜排组件513连接于安装板512朝向主盖板13的表面；继电器515通过铜排组件513连接于安装板512朝向主盖板13的表面。

安装板512悬空于功率板501朝向主盖板13的表面，铜排可以用于连接本实施例中提到的各单板元器件，通过铜排组件513连接可以在整机工作时输送电流，从而使得元器件可以正常工作。当水冷储能变流器1000内线路发生短路故障时，回路内的电流迅速猛增，熔丝组件514可以立即熔断，从而保护水冷储能变流器1000及线路免受损坏或引起事故进一步扩大。

可以理解的是，铜排组件513、熔丝组件514以及继电器515设置在同一平面上，可以使得水冷储能变流器1000内线路路径顺畅。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，通过将不同特性元器件分别设置在水冷结构300靠近主盖板13的一侧和背离主盖板13的一侧，从而可以减少水冷储能变流器1000中的电磁兼容性问题。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，水冷结构300还可以做如下设置：

水冷结构300包括散热鳍片309和挡水板305，散热鳍片309安装于水冷板301朝向主盖板13的表面；挡水板305连接于钣金件303、电解电容板505以及辅助电源板506，挡水板305形成有容水槽305a，并位于水冷板301的下方。

通过设置散热鳍片309，可以使得水冷结构300的散热效果更加好，使得水冷储能变流器1000在工作时产生的热量能够更好地散发，从而保证位于其容纳腔内的各元器件可以正常工作。

通过设置挡水板305，其容水槽305a可以拦截水冷板301和电抗502安装面及下面的凝露，将水导向两端再流到机箱100底部，从而可以避免凝露对元器件的影响。

可以知道的是，挡水板305呈U形，可以便于其形成容水槽305a，当然也可以为其他便于形成容水槽305a的形状，在此不做限定；挡水板305的材质为聚碳酸酯，当然也可以为其他材质，在此不做限定。

结合参阅图1至图3，进一步地，在本申请的一实施例中，水冷机结构还包括导水板307，容水槽305a的端部形成有过水口305b，导水板307连接于挡水板305的过水口305b处。

通过在挡水板305的两端设置导水板307，可以使得位于容水槽305a内的凝露更加容易排出，导水板307呈檐状，当然，也可以为其他便于导出凝露的形状，在此不做限定；导水板307的材质与上述的挡水板305的材质一致即可。

可以理解的是，导水板307和挡水板305的连接方式可以为一体成型，也可以为其他连接方式，在此不做限定。本实施例中，导水板307和挡水板305的连接方式可选为一体成型。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，箱体10设有出水口，水冷板301靠近出水口的一侧设有堵头301a和用于与外界连接的水嘴301b，水嘴301b连接于堵头301a，并穿设于出水口。

可以知道的是，水冷板301的水嘴301b与堵头301a采用一体式焊接，当然，也可以采用其他可以的一体式连接方式，在此不做限定。水嘴301b伸到机箱100外对插，避免接头渗水风险，从而保护了位于容纳腔内的功率组件500。

可以知道的是，箱体上设有用于使水嘴伸出的出水口。

结合参阅图1至图3，在本申请的一实施例中，水冷储能变流器1000包括隔断开关700，隔断开关700设于箱体10的侧板上。

可以知道的是，隔断开关700、熔丝组件514以及母线电容板508通过铜排组件513连接，从而可以形成电流回路；水冷储能变流器1000的主功率回路可以为：隔断开关700-铜排组件513-熔丝组件514-继电器515-母线电容板508-IGBT模块503-电抗502-功率板501；通过本申请中对各功率组件500的设置，可以使得主功率回路的路径顺畅，从而在不影响整机工作效率下，提高了水冷储能变流器1000的功率密度。

可以知道的是，本申请中各单板之间的连接均可以通过钣金托盘。

本实用新型还提出一种储能一体机，包括水冷机和上述的水冷储能变流器1000，水冷结构300连通于水冷机。

水冷结构300中的水嘴301b连通于水冷机，避免接头渗水风险，从而保护了位于容纳腔内的功率组件500。

本申请的储能一体机的具体结构参照上述实施例，由于本储能一体机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种水冷储能变流器，其特征在于，包括：

机箱，所述机箱包括箱体和主盖板，所述箱体设有容纳槽，所述主盖板连接于所述箱体，并围合形成容纳腔；

水冷结构，所述水冷结构位于所述容纳腔内；以及

功率组件，所述功率组件包括功率板、电抗、IGBT模块以及电源板，所述功率板安装于箱体，所述电抗连接于所述水冷结构，所述功率板和所述电抗位于所述水冷结构背离所述主盖板的一侧；所述IGBT模块和所述电源板均连接于所述水冷结构朝向所述主盖板的表面。

2.如权利要求1所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述水冷结构包括：

水冷板，所述水冷板连接于所述箱体，所述IGBT模块和所述电抗分别设置于所述水冷板相对的两侧；和

钣金件，所述钣金件连接于所述水冷板和所述IGBT模块，并位于所述水冷板的下方；所述电源板连接于所述钣金件朝向所述主盖板的表面。

3.如权利要求2所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述功率组件还包括：

电解电容板，所述电解电容板连接于所述钣金件背离所述主盖板的表面，并位于所述电抗的下端；和

辅助电源板，所述辅助电源板连接于所述钣金件背离所述主盖板的表面，并位于所述电解电容板的一侧。

4.如权利要求3所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述功率组件还包括驱动板，所述驱动板连接于所述IGBT模块，并连接于所述钣金件朝向所述主盖板的表面，并位于所述IGBT模块的下端；所述驱动板位于所述钣金件和所述电源板之间。

5.如权利要求4所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述功率组件还包括：

母线电容板，所述母线电容板设于所述IGBT模块朝向所述主盖板的表面；

检测板，所述检测板连接于所述驱动板和所述IGBT模块；

变压器，所述变压器连接于所述钣金件朝向所述主盖板的表面；以及

风扇，所述风扇安装于所述变压器的上端，并位于所述检测板的下端。

6.如权利要求5所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述功率组件还包括：

安装板，所述安装板连接于所述机箱，并连接于所述母线电容板背离所述主盖板的表面；

铜排组件，所述安装板和所述母线电容板通过所述铜排组件连接；

熔丝组件，所述熔丝组件通过所述铜排组件连接于所述安装板朝向所述主盖板的表面；以及

继电器，所述继电器通过所述铜排组件连接于所述安装板朝向所述主盖板的表面。

7.如权利要求3至5中任意一项所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述水冷结构还包括：

散热鳍片，所述散热鳍片安装于所述水冷板朝向所述主盖板的表面；和

挡水板，所述挡水板连接于所述钣金件、所述电解电容板以及所述辅助电源板，所述挡水板形成有容水槽，并位于所述水冷板的下方。

8.如权利要求7所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述水冷结构还包括导水板，所述容水槽的端部形成有过水口，所述导水板连接于所述挡水板的过水口处。

9.如权利要求8所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述箱体设有出水口，所述水冷板靠近所述出水口的一侧设有堵头和用于与外界连接的水嘴，所述水嘴连接于所述堵头，并穿设于所述出水口。

10.如权利要求3至5中任意一项所述的水冷储能变流器，其特征在于，所述水冷储能变流器包括隔断开关，所述隔断开关设于所述箱体的侧板上。

11.一种储能一体机，其特征在于，包括水冷机和如权利要求1至10中任意一项所述的水冷储能变流器，所述水冷结构连通于所述水冷机。

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