CN220585355U - 储能电池柜及储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能技术领域，公开了一种储能电池柜及储能系统，该储能电池柜包括机柜、第一柜门、第二柜门、电池模组、高压箱以及储能变流器；机柜限定出独立的第一空间和第二空间；第一柜门转动连接于机柜，第一柜门可打开或关闭；第二柜门转动连接于机柜，第二柜门可打开或关闭；电池模组和高压箱均设置于第一空间内，高压箱与电池模组电连接；储能变流器设置于第二空间内，储能变流器与高压箱可拆卸电连接。通过上述方式，本实用新型实施例能够改善同一仓体内储能变流器对与其邻近的电池模组的影响，以延长储能电池柜的循环使用寿命。

Description

储能电池柜及储能系统

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，特别是涉及一种储能电池柜及储能系统。

背景技术

储能电池柜通常包括多个电池模组、高压箱和储能变流器，多个用于充放电的电池模组串联后的电压直接输入高压箱，高压箱不仅可实时监测各电池模组中电池电压、电流、电池温度等状态，还可控制多个电池模组串联后的主电气回路的连通或断开，按照需求实现预充电、充放电等。电压经高压箱内预充电路及充放电电路等控制电路作用下接至储能变流器，后经过储能变流器中双向逆变器转换为三相电至电网中以实现并网。相关技术中考虑到产品体积以及制造成本，会将储能电池柜中的储能变流器、高压箱以及多个电池模组集成于同一仓体内。储能变流器所散发的热量对邻近的电池模组影响较大，不利于各电池模组的均温，进而影响到储能电池柜的循环使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种储能电池柜以及储能系统，旨在改善同一仓体内储能变流器对与其邻近的电池模组的影响，以延长储能电池柜的循环使用寿命。

根据本实用新型的第一方面，提供一种储能电池柜，其包括：机柜、第一柜门、第二柜门、电池模组、高压箱以及储能变流器；机柜限定出独立的第一空间和第二空间；第一柜门转动连接于所述机柜，所述第一柜门用于打开或关闭所述第一空间；第二柜门转动连接于所述机柜，所述第二柜门用于打开或关闭所述第二空间；电池模组设置于所述第一空间内；高压箱设置于所述第一空间内，所述高压箱与所述电池模组电连接；储能变流器设置于所述第二空间内，所述储能变流器与所述高压箱可拆卸电连接。

可选地，所述储能电池柜还包括交流空气开关，所述交流空气开关设置于所述第二空间内，所述储能变流器与所述交流空气开关电连接，所述交流空气开关用于与外部设备电连接。

可选地，所述储能电池柜还包括直流空气开关，所述直流空气开关设置于所述第二空间内，所述直流空气开关电连接于所述储能变流器以及所述高压箱之间。

可选地，所述机柜包括第一柜体和第二柜体，所述第一柜体限定出所述第一空间，所述第二柜体可拆卸连接于所述第一柜体，所述第二柜体与所述第一柜体共同限定出所述第二空间，所述开口位于所述第二柜体；

所述第一柜门转动连接于所述第一柜体，所述第二柜门转动连接于所述第二柜体。

可选地，所述第一柜体包括第一顶壁，所述第一顶壁位于所述第一空间和所述第二空间之间，所述第一顶壁设有导电接口；

所述高压箱固设于所述第一顶壁，所述高压箱通过所述导电接口与所述储能变流器电连接。

可选地，所述第二柜体上设置有开口，所述开口位于所述第二柜体与所述第二柜门相对的侧壁，所述开口处安装有百叶窗。

可选地，所述开口处还设置有风扇，所述风扇位于所述百叶窗的内侧。

可选地，所述储能电池柜还包括消防组件以及与所述消防组件配合的复合型探测器，所述消防组件和所述复合型探测器安装固定于所述第一柜门，并且所述消防组件和所述复合型探测器均与所述高压箱电连接。

可选地，所述储能电池柜还包括空调，所述空调固定于所述机柜并且用于对所述第一空间进行降温散热。

根据本实用新型的第二方面，提供一种储能系统，包括多个上述所述的储能电池柜，多个所述储能电池柜相并联。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在本实用新型实施例中，储能变流器内部的控制系统功耗较小，自然冷却即可满足需求，但各电池模组在大电流放电时会出现温度分布均匀性差，需要冷却部件对各电池模组进行均温。故将储能变流器单独设置在第二空间内，可改善储能变流器散热系统和各电池模组散热系统的相互干扰，从而延长储能电池柜的循环使用寿命，此外，互不干扰的柜门也改善了外界因素对处于第一空间内的各电池模组以及高压箱的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了根据本实用新型实施例提供的一种储能电池柜中各柜门打开时的结构示意图；

图2为图1示出的储能电池柜中各柜门打开时的另一角度下的结构示意图；

图3为图1示出的储能电池柜中机柜的结构爆炸图；

图4为图3示出的储能电池柜中百叶窗与第二柜体的装配示意图；

图5为图1示出的储能电池柜中的电路示意图。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展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。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本实用新型的描述中，应当说明的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本实用新型的描述中，应当说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

接下来，结合附图所例示对储能电池柜的具体构造展开描述。在不冲突的情况下，下述的各实施例以及实施例中的各个特征均可以相互组合。

图1示出了根据本实用新型实施例提供的一种储能电池柜中各柜门打开时的结构示意图；图2为图1示出的储能电池柜中各柜门打开时的另一角度下的结构示意图；图3为图1示出的储能电池柜中机柜的结构爆炸图；图4为图3示出的储能电池柜中百叶窗与第二柜体的装配示意图；图5为图1示出的储能电池柜中的电路示意图。

首先，请结合图4一并参见图1和图2示出的示例，该储能电池柜包括：机柜10、第一柜门21、第二柜门22、电池模组30、高压箱40以及储能变流器50。机柜10为电池模组30、高压箱40以及储能变流器50的安装支撑结构，机柜10自身可限定出各自独立的第一空间10a(未示出)和第二空间10b(未示出)，机柜10上开设有开口10c(未示出)，该开口10c与第二空间10b相连通。电池模组30和高压箱40均设置于第一空间10a内，电池模组30依次串接后与高压箱40电连接。第一柜门21转动连接于机柜10的一侧，第一柜门21可打开或关闭，以使得第一空间10a与外部环境连通或隔离。储能变流器50设置于第二空间10b内，储能变流器50与高压箱40可拆卸电连接，由此如图5所示的储能变流器50、高压箱40以及电池模组30共同组成储能电池柜的用于与外部设备的充放电电路，该外部设备可包括诸如空调93等负载或者市电。第二柜门22转动连接于机柜10的一侧，第二柜门22可打开或关闭，以使得第二空间10b与外部环境连通或隔离。在本实用新型实施例中，储能变流器50内部的控制系统功耗较小，自然冷却即可满足需求，但各电池模组30在大电流放电时会出现温度分布均匀性差，需要冷却部件对各电池模组30进行均温。故将储能变流器50单独设置在第二空间10b内，可改善储能变流器50散热系统和各电池模组30散热系统的相互干扰，从而延长储能电池柜的循环使用寿命，此外，互不干扰的柜门也改善了外界因素对处于第一空间10a内的各电池模组30以及高压箱40的影响。

作为示例，第一空间10a内还可安装有空调93，空调93与高压箱40电连接，空调具有出风口(图未示)和进风口(图未示)，进风口位于与第一柜门21相对的机柜10的侧壁上(即下文将要展开描述的机柜10的第三侧壁114)，出风口朝向第一空间10a内。一般情况下，空调93通过出风口向第一空间10a内吹冷风，对第一空间10a内的电池模组30进行降温；第一空间10a内的空气通过出风口向外排空气，以实现气体交换，便于第一空间10a的散热。第二空间10b内还可安装有风扇92，风扇92独立于高压箱40控制，风扇92可根据实际使用需求自定义转速，以匹配当前储能变流器50的功率需求。

对于机柜10，请结合图3和图4一并参阅图1和图2示出的示例，在本实用新型一些实施例中，机柜10包括第一柜体11和第二柜体12。第一柜体11限定出第一空间10a，第二柜体12可拆卸连接于第一柜体11，第二柜体12与第一柜体11共同限定出第二空间10b，开口10c位于第二柜体12。这样设置的好处在于，第一柜体11和第二柜体12的规格均可以根据实际使用需求进行适应性的更换，以使得储能变流器50适配不同容量的电池模组簇。

第一柜体11大致呈如图3所示的立式箱体结构，其具有底座111、第一侧壁112、第二侧壁113、第三侧壁114以及第一顶壁115；其中，第一侧壁112和第二侧壁113呈相对设置，且第一侧壁112和第二侧壁113分别连接于第三侧壁114相对的两端；底座111位于机柜10的底部，底座111分别连接于第一侧壁112、第二侧壁113以及第三侧壁114的一端；第一顶壁115分别连接于第一侧壁112、第二侧壁113以及第三侧壁114的另一端；底座111、第一侧壁112、第二侧壁113、第三侧壁114以及第一顶壁115共同围合成前述第一空间10a。第一柜门21可采用但不限于铰接固定于第一侧壁112的一侧或者第二侧壁113的一侧。

进一步地，从图3中可以看出，第一顶壁115位于第一空间10a和第二空间10b之间，第一顶壁115设有导电接口(未示出)。作为示例，导电接口为防水导电接口。

第二柜体12大致呈如图3或图4所示的框体结构，其具有第四侧壁121、第五侧壁122、第六侧壁123以及第二顶壁124；其中，第四侧壁121和第一柜体11的第一侧壁112位于机柜10的一同侧，第五侧壁122和第一柜体11的第二侧壁113位于机柜10的一同侧，第六侧壁123和第一柜体11的第三侧壁114位于机柜10的一同侧，第四侧壁121和第五侧壁122呈相对设置，且第四侧壁121和第五侧壁122分别连接于第六侧壁123相对的两端；第二顶壁124位于机柜10的顶部，第四侧壁121、第五侧壁122以及第六侧壁123的一端分别连接于第二顶壁124，第四侧壁121、第五侧壁122以及第六侧壁123的另一端均折弯形成折边，各折边分别可拆卸连接于第一柜体11的第一顶壁115，第四侧壁121、第五侧壁122、第六侧壁123以及第一柜体11的第一顶壁115共同围合出上述第二空间10b。第二柜门22可采用但不限于铰接固定于第四侧壁121的一侧或者第五侧壁122的一侧，作为示例，第二柜门22和第一柜门21的转动方向相同。当然，可以理解的是，机柜10的具体构造在此不作具体限定，满足储能变流器50存放于独立于各个电池模组30以及高压箱40以外的仓体中即可。例如，在本实用新型另一些实施例中，第二柜体12也可如第一柜体11相似的箱体结构，第二柜体12仍可采用但不限于螺接固定于第一柜体11的顶部。

进一步地，从图4中可以看出，开口10c位于第六侧壁123上，换言之，开口10c位于第二柜体12与第二柜门22相对的侧壁上，该开口10c处可安装有百叶窗91。然而，开口10c的位置实则是多样的，满足开口10c与第二空间10b相连通的要求即可。风扇92位于开口10c处并且位于百叶窗91的内侧，风扇92通过百叶窗91向第二空间10b的外部吹风，实现对第二空间10b的散热，百叶窗91起到一定的阻止灰尘及其他杂物进入第二空间10b的作用，以提升第二空间10b的封闭效果。

对于电池模组30以及高压箱40，作为示例，电池模组30的数量为奇数个，奇数个电池模组30均分为两列呈竖直布置在第一空间10a内。高压箱40固设于第一柜体11的第一顶壁115，且高压箱40位于空缺出一个电池模组30的位置处，高压箱40与电池模组30电连接，高压箱40还通过导电接口与储能变流器50可拆卸电连接。具体来说，电池模组30中的每个电池模组30均包括电池模块(图未示)和电池采集模块(图未示)，电池模块与电池采集模块连接，高压箱40包括电池管理模块，电池采集模块还与电池管理模块电连接。电池采集模块在采集电池模块的状态信息之后，将电池模块的状态信息发送给电池管理模块，使得电池管理模块在接收到该电池模块的状态信息之后，可以根据电池模块的状态信息对电池模组30进行管理，其中，电池模块的状态信息可以包括电压值、电流值及温度值等。当然，可以理解的是，电池模组的数量亦可为偶数个，在此不作具体限定。

如图1和图5所示，在本实用新型一些实施例中，储能电池柜还可包括交流空气开关60，交流空气开关60设置于第二空间10b内，储能变流器50与交流空气开关60电连接，交流空气开关60用于与外部设备电连接。也就是储能电池柜的内电路和外部设备之间可通过交流空气开关60实现通断。具体而言，交流空气开关60通常处于常闭导通的状态，以实现储能电池柜和交流三相电网之间的连接导通。而需要定期维护检修时，则可以根据实际情况断开交流空气开关60。

进一步地，储能电池柜还可包括直流空气开关，直流空气开关70设置于第二空间10b内，如图5所示，直流空气开关70电连接于储能变流器50以及高压箱40之间。当经过储能变流器50转化后直流侧电路的电流超过正常工作的阈值时，直流空气开关70断开，起到了保护电池模组30的作用。

如图1和图5所示，在本实用新型一些实施例中，储能电池柜还可包括消防组件80，消防组件80安装固定于第一柜门21，消防组件80与高压箱40电连接。作为示例，消防组件80采用全氟己酮和水作为灭火介质，当高压箱40实时采集的某一电池模组30的工作温度超标，出现热失控事故时，消防组件80通过高压细水雾的方式喷出，前期喷射全氟己酮可提高第一空间10a灾后利用率、降低经济损失，后期可喷射细水雾进行持续降温灭火。进一步的，本申请的消防组件80还可以通过干粉作为灭火介质，更加电路设备的灭火情况。具体采用的灭火介质可根据实际情况进行选择，具体不对其进行限制。

进一步地，储能电池柜还可包括复合型探测器90，该复合型探测器90集成烟雾、温度、氢气、一氧化碳、电解液、气体检测于一体，其安装固定于第一柜门21的顶部，并与高压箱40电连接。当然，复合型探测器90还可替换为单一型探测器，在此不作具体限定。

基于同一技术构思，本实用新型实施例还提供一种储能系统，包括多个所述的储能电池柜，多个储能电池柜相并联。由于所述储能电池柜的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述。所以，任何有关于所述储能电池柜的技术内容，也均可以参考前文对于储能电池柜的记载即可。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种储能电池柜，其特征在于，包括：

机柜，限定出独立的第一空间和第二空间；

第一柜门，转动连接于所述机柜，用于打开或关闭所述第一空间；

第二柜门，转动连接于所述机柜，用于打开或关闭所述第二空间；

电池模组，均设置于所述第一空间内；

高压箱，设置于所述第一空间内，所述高压箱与所述电池模组电连接；以及

储能变流器，设置于所述第二空间内，所述储能变流器与所述高压箱可拆卸电连接。

2.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述储能电池柜还包括交流空气开关，所述交流空气开关设置于所述第二空间内，所述储能变流器与所述交流空气开关电连接，所述交流空气开关用于与外部设备电连接。

3.根据权利要求2所述的储能电池柜，其特征在于，所述储能电池柜还包括直流空气开关，所述直流空气开关设置于所述第二空间内，所述直流空气开关电连接于所述储能变流器以及所述高压箱之间。

4.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述机柜包括第一柜体和第二柜体，所述第一柜体限定出所述第一空间，所述第二柜体可拆卸连接于所述第一柜体，所述第二柜体与所述第一柜体共同限定出所述第二空间；

所述第一柜门转动连接于所述第一柜体，所述第二柜门转动连接于所述第二柜体。

5.根据权利要求4所述的储能电池柜，其特征在于，所述第一柜体包括第一顶壁，所述第一顶壁位于所述第一空间和所述第二空间之间，所述第一顶壁设有导电接口；

所述高压箱通过所述导电接口与所述储能变流器电连接。

6.根据权利要求4所述的储能电池柜，其特征在于，所述第二柜体上设置有开口，所述开口位于所述第二柜体与所述第二柜门相对的侧壁，所述开口处安装有百叶窗。

7.根据权利要求6所述的储能电池柜，其特征在于，所述开口处还设置有风扇，所述风扇位于所述百叶窗的内侧。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的储能电池柜，其特征在于，所述储能电池柜还包括消防组件以及与所述消防组件配合的复合型探测器，所述消防组件和所述复合型探测器安装固定于所述第一柜门，并且所述消防组件和所述复合型探测器均与所述高压箱电连接。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的储能电池柜，其特征在于，所述储能电池柜还包括空调，所述空调固定于所述机柜并且用于对所述第一空间进行降温散热。

10.一种储能系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-9中任意一项所述的储能电池柜，多个所述储能电池柜之间电连接。