CN220041945U - 一种电池系统及储能集装箱 - Google Patents

Abstract

一种电池系统及储能集装箱，涉及储能设备技术领域。该电池系统，包括沿第一方向相对设置的两个电池簇组和设置在两个电池簇组之间的电池簇综合柜，电池簇组包括至少两个沿第二方向依次设置的电池簇，其中，第二方向垂直于第一方向，电池簇综合柜内设有多个辅助单元，每个辅助单元至少与一个电池簇连接。该电池系统中两列电池簇共用一个电池簇综合柜，安装于储能集装箱后，不会显著降低储能集装箱内电池簇的数量，能够保证储能集装箱的能量比。另外，电池簇综合柜设置在两列电池簇之间，可使各电池簇与同一类型的辅助单元之间的连接距离大致相等，提高了电池簇之间的一致性，进而提高了储能集装箱的性能。

Description

一种电池系统及储能集装箱

技术领域

本实用新型涉及储能设备技术领域，具体而言，涉及一种电池系统及储能集装箱。

背景技术

随着储能行业的不断飞速发展，以集装箱为储能载体的应用正服务于各类行业。为了保证集装箱内部电池容量，通常设计人员将若干个电池箱通过叠放的方式组成电池簇，但电池簇在工作时需要配置高压控制单元、水冷单元及消防单元等辅助单元，由于这些辅助单元需要占用一定的空间体积，所以设计人员需要在设计电池簇时尽可能优化辅助设施空间，提升整个集装箱的空间利用率。

目前，很多集装箱储能设备都将这些辅助单元集中布置，以节约空间占用，多个电池簇共用这些辅助单元，但是随着运行时间的增加，电池簇之间的一致性会因其与辅助单元之间的距离不同而出现差异，从而影响整个集装箱系统的性能。如果改用一簇一配置的方式，又会增加电池簇的空间，从而降低集装箱内电池簇的数量，进而降低集装箱储能设备的能量比。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池系统及储能集装箱，该电池系统能够在保证储能集装箱能量比的前提下提高电池簇之间的一致性，进而提高储能集装箱的性能。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种电池系统，包括沿第一方向相对设置的两个电池簇组和设置在两个电池簇组之间的电池簇综合柜，电池簇组包括至少两个沿第二方向依次设置的电池簇，其中，第二方向垂直于第一方向，电池簇综合柜内设有多个辅助单元，每个辅助单元至少与一个电池簇连接。

可选地，电池簇包括多个沿第二方向堆叠的电池包层，电池包层包括两个沿第三方向背对背设置的电池包，其中，第三方向垂直于第一方向和第二方向。

可选地，电池簇综合柜内部沿第二方向划分为多层，每层电池簇综合柜上沿第一方向均设有至少两个辅助单元，至少两个辅助单元分别与两个电池簇组中的电池簇连接。

可选地，辅助单元包括水冷机组，电池簇综合柜上设有第一通气口和第二通气口，第一通气口和第二通气口分别位于水冷机组相对的两侧，第一通气口处设有第一风扇，第二通气口处设有第二风扇，第一风扇与第二风扇的换气方向相反，以使水冷机组分别通过第一通气口和第二通气口进排气。

可选地，第一风扇和第二风扇位于水冷机组内部，第一通气口和第二通气口内分别设有百叶窗。

可选地，电池簇综合柜的顶部设有散热口，散热口上可拆卸设置散热网。

可选地，一层电池簇综合柜上设有两台水冷机组，一台水冷机组的进风道与另一台水冷机组的排风道之间设有隔板，以将进风道和排风道隔离。

可选地，隔板的两侧设有隔热棉，隔热棉用于降低进风道与排风道之间的热交换。

可选地，电池簇组包括两个电池簇，电池簇综合柜内沿第二方向划分为四层，其中两层分别设有两台水冷机组、其余两层分别设有两台高压箱和两台消防主机，四台水冷机组、四台高压箱和四台消防主机分别与四个电池簇对应连接。

本实用新型实施例还提供一种储能集装箱，包括集装箱本体和设置在集装箱本体内的多个如上任意一项的电池系统。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的电池系统，包括沿第一方向相对设置的两个电池簇组和设置在两个电池簇组之间的电池簇综合柜，电池簇组包括至少两个沿第二方向依次设置的电池簇，其中，第二方向垂直于第一方向，电池簇综合柜内设有多个辅助单元，每个辅助单元至少与一个电池簇连接。上述电池系统采用多簇一配置的方式，两列电池簇共用一个电池簇综合柜，相比于现有技术一簇一配置的方式，该电池系统安装于储能集装箱后，不会显著降低储能集装箱内电池簇的数量，能够保证储能集装箱的能量比。另外，电池簇综合柜设置在两列电池簇之间，通过合理设计电池簇综合柜内辅助单元的位置，即可使各电池簇与同一类型的辅助单元之间的连接距离大致相等，提高了电池簇之间的一致性，进而提高了储能集装箱的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池系统的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电池系统中电池簇综合柜的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电池系统中水冷机组的风道结构示意图。

图标：100-电池系统；110-电池簇组；111-电池簇；112-电池包；120-电池簇综合柜；121-辅助单元；1211-水冷机组；1212-高压箱；1213-消防主机；1221-第一通气口；1222-第二通气口；1223-第一风扇；1224-第二风扇；1225-百叶窗；123-隔板；124-进风道；125-排风道；126-散热口；127-散热网。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本申请实施例提供一种电池系统100，包括沿第一方向(图中的A方向)相对设置的两个电池簇组110和设置在两个电池簇组110之间的电池簇综合柜120，电池簇组110包括至少两个沿第二方向(图中的B方向)依次设置的电池簇111，其中，第二方向垂直于第一方向，电池簇综合柜120内设有多个每个辅助单元121，每个辅助单元121至少与一个电池簇111连接。

需要说明的是，辅助单元121可以包括多种类型，同一类型的辅助单元121的数量小于或等于电池簇111的数量。若不同电池簇111不共用辅助单元121，则同一类型的辅助单元121的数量需等于电池簇111的数量，若不同电池簇111可共用辅助单元121，则同一类型的辅助单元121的数量可以小于电池簇111的数量。一个电池簇111可同时与不用类型的辅助单元121连接，以利用不同类型的辅助单元121对电池簇111进行不同方面的控制和管理。

优选的，同一电池簇组110内的电池簇111设计为一体，以便于电池系统100的管理。

上述电池系统100采用多簇一配置的方式，两列电池簇111共用一个电池簇综合柜120，相比于现有技术一簇一配置的方式，该电池系统100安装于储能集装箱后，不会显著降低储能集装箱内电池簇111的数量，能够保证储能集装箱的能量比。另外，电池簇综合柜120设置在两列电池簇111之间，通过合理设计电池簇综合柜120内辅助单元121的位置，即可使各电池簇111与同一类型的辅助单元121之间的连接距离大致相等，提高了电池簇111之间的一致性，进而提高了储能集装箱的性能。

请结合参照图2，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，电池簇111包括多个沿第二方向堆叠的电池包层，电池包层包括两个沿第三方向(图中的C方向)背对背设置的电池包112，其中，第三方向垂直于第一方向和第二方向。

电池簇111内部被划分成若干层，每层内电池包112采用背靠背的方式进行布置，这种方式可大幅降低电池簇111在第三方向上的宽度。以标准40英尺集装箱为例，其宽度为2438mm，而市面上电池箱的长度通常为1100mm，按照背靠背布置方式，可以将电池簇111宽度控制在2300mm以内(考虑背靠背布置时电池包112之间的间隙)，因此这种布置方式在实际过程中存在充分的设计依据。

请参照图1和图3，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，电池簇综合柜120内部沿第二方向划分为多层，以便于缩短辅助单元121与电池簇111之间的连接距离；每层电池簇综合柜120上沿第一方向均设有至少两个辅助单元121，至少两个辅助单元121分别与两个电池簇组110中的电池簇111连接，以使电池簇综合柜120两侧的电池簇111与辅助单元121之间的连接距离大致相等。

优选的，一层电池簇综合柜120上至少设置一种类型的辅助单元121，同一类型的辅助单元121包括两个，其中一个用于与一侧的电池簇111连接，另一个用于与另一侧的电池簇111连接。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，电池簇组110包括两个电池簇111，电池簇综合柜120内沿第二方向划分为四层，其中两层分别设有两台水冷机组1211、其余两层分别设有两台高压箱1212和两台消防主机1213，四台水冷机组1211、四台高压箱1212和四台消防主机1213分别与四个电池簇111对应连接。

四个电池簇111之间布置了一个电池簇综合柜120，该电池簇综合柜120承载了周围四个电池簇111的高压输出、热管理、消防功能。电池簇综合柜120内部被分为四层，其中两层各布置两台水冷机组1211，另外两层各布置两台高压箱1212和两台消防主机1213。这些辅助单元121分别负责四个电池簇111的冷却降温、高压控制及消防功能，上述辅助单元121的功能、使用方法以及布线方式等均为现有技术，本实施例在此不作赘述。

示例地，电池簇综合柜120的第一层布置了两台水冷机组1211，第三层布置了两台高压箱1212和两台消防主机1213，分别与电池簇综合柜120两侧的两个电池簇111连接；第二层布置了两台水冷机组1211，第四层布置了两台高压箱1212和两台消防主机1213，分别与电池簇综合柜120两侧的另外两个电池簇111连接。

优选的，同一层的两台高压箱1212和两台消防主机1213沿第一方向的排布方式为：高压箱1212-消防主机1213-消防主机1213-高压箱1212，或者，消防主机1213-高压箱1212-高压箱1212-消防主机1213，以进一步缩小电池簇综合柜120两侧的电池簇111与高压箱1212之间连接距离的差异，与消防主机1213之间连接距离的差异。

请参照图3，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，辅助单元121包括水冷机组1211，电池簇综合柜120上设有第一通气口1221和第二通气口1222，第一通气口1221和第二通气口1222分别位于水冷机组1211相对的两侧，第一通气口1221处设有第一风扇1223，第二通气口1222处设有第二风扇1224，第一风扇1223与第二风扇1224的换气方向相反，以使水冷机组1211分别通过第一通气口1221和第二通气口1222进排气。

第一通气口1221和第二通气口1222中的一个为进气口，另一个为通气口，具体由其对应的风扇的换气方向决定。通过控制第一风扇1223和第二风扇1224选择方向，可以控制气流运动方向，从而实现进排气功能。在第一通气口1221和第二通气口1222处分别设置换气方向相反的第一风扇1223和第二风扇1224，可以提高换气效率，使水冷机组1211内压缩机工作时产生的热量快速散出，进而使的该水冷机组1211能够安装在较小的、通风环境较差的空间内而不会影响其工作性能，从而降低了电池系统100的占用空间。

示例地，第一通气口1221为进风口，第一风扇1223为进气风扇，第一通气口1221和第一风扇1223均包括两个且一一对应设置，第二通气口1222为出风口，第二风扇1224为出气风扇，第二通气口1222和第二风扇1224均包括一个。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，第一风扇1223和第二风扇1224位于水冷机组1211内部，第一通气口1221和第二通气口1222内分别设有百叶窗1225。百叶窗1225的设置既不会阻碍水冷机组1211的进排气，还能够防止外界灰尘、杂质进入水冷机组1211内部，影响水冷机组1211的正常工作。

请参照图4，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，一层电池簇综合柜120上设有两台水冷机组1211，一台水冷机组1211的进风道124与另一台水冷机组1211的排风道125之间设有隔板123，以将进风道124和排风道125隔离。

水冷机组1211的侧壁与电池簇综合柜120的内壁围合形成了风道，图4中虚线箭头代表进风道124，实线箭头代表排风道125，不同的风道之间通过隔板123进行间隔，以使不同水冷机组1211的进风道124和排风道125，以及同一水冷机组1211的进风道124和排风道125相互隔离，从而降低进风道124与排风道125之间的热交换。由于进风道124和排风道125的风道口处均有风扇(第一风扇1223或第二风扇1224)，通过风扇可以加快风道内的气流运动速率，提高水冷机组1211的散热能力，进而提升整个电池系统100的工作性能。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，隔板123的两侧设有隔热棉，隔热棉与隔板123配合使用，可以用于大幅降低降低进风道124与排风道125之间的热交换。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，电池簇综合柜120的顶部设有散热口126，散热口126上可拆卸设置散热网127。

水冷机组1211、高压箱1212、消防主机1213等辅助单元121工作产生的热量可以经由散热网127的网口散出，拆掉顶部的散热网127，还可以观察到电池簇综合柜120内部的结构。若水冷机组1211设置在电池簇综合柜120的顶层，还可以通过散热口126观察到水冷机组1211的风道结构。

本实施例还提供一种储能集装箱，包括集装箱本体和设置在集装箱本体内的多个如上任意一项的电池系统100。

优选的，多个电池系统100在集装箱本体内呈矩形排布。

该储能集装箱包含与前述实施例中的电池系统100相同的结构和有益效果。电池系统100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池系统，其特征在于，包括沿第一方向相对设置的两个电池簇组和设置在所述两个电池簇组之间的电池簇综合柜，所述电池簇组包括至少两个沿第二方向依次设置的电池簇，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述电池簇综合柜内设有多个辅助单元，每个所述辅助单元至少与一个所述电池簇连接。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池簇包括多个沿所述第二方向堆叠的电池包层，所述电池包层包括两个沿第三方向背对背设置的电池包，其中，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池簇综合柜内部沿所述第二方向划分为多层，每层所述电池簇综合柜上沿所述第一方向均设有至少两个所述辅助单元，至少两个辅助单元分别与两个所述电池簇组中的电池簇连接。

4.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述辅助单元包括水冷机组，所述电池簇综合柜上设有第一通气口和第二通气口，所述第一通气口和所述第二通气口分别位于所述水冷机组相对的两侧，所述第一通气口处设有第一风扇，所述第二通气口处设有第二风扇，所述第一风扇与所述第二风扇的换气方向相反，以使所述水冷机组分别通过所述第一通气口和所述第二通气口进排气。

5.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，所述第一风扇和所述第二风扇位于所述水冷机组内部，所述第一通气口和所述第二通气口内分别设有百叶窗。

6.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池簇综合柜的顶部设有散热口，所述散热口上可拆卸设置散热网。

7.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，一层所述电池簇综合柜上设有两台所述水冷机组，一台所述水冷机组的进风道与另一台所述水冷机组的排风道之间设有隔板，以将所述进风道和所述排风道隔离。

8.根据权利要求7所述的电池系统，其特征在于，所述隔板的两侧设有隔热棉，所述隔热棉用于降低所述进风道与所述排风道之间的热交换。

9.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述电池簇组包括两个所述电池簇，所述电池簇综合柜内沿所述第二方向划分为四层，其中两层分别设有两台水冷机组、其余两层分别设有两台高压箱和两台消防主机，四台水冷机组、四台高压箱和四台消防主机分别与四个电池簇对应连接。

10.一种储能集装箱，其特征在于，包括集装箱本体和设置在所述集装箱本体内的多个如权利要求1至9中任意一项所述的电池系统。