CN221553780U - 机柜式储能系统 - Google Patents

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刘欢
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Abstract

本实用新型公开一种机柜式储能系统,包括柜体、液冷系统、储能变流器和多个电池箱,柜体设有电池舱、安装舱和电气舱,安装舱位于电池舱上方,电气舱位于电池舱和安装舱的一侧,安装舱设有第一进风口和第一出风口,电气舱的上部设有第二进风口和第二出风口;多个电池箱设于电池舱。液冷系统包括散热装置和连接散热装置的液冷管路,散热装置设有第二进风口和第二出风口之间,液冷管路延伸至电池舱,并连接电池箱的液冷组件。储能变流器设于安装舱,并位于第一进风口和第一出风口之间,储能变流器与电池箱连接。本实用新型技术方案能够减少进入液冷系统和储能变流器的灰尘。

Description

机柜式储能系统
技术领域
本实用新型涉及储能技术领域,特别涉及一种机柜式储能系统。
背景技术
随着以新能源为主体的新型电力系统的建设,储能设备得到越来越广泛的应用,储能电池模组充放电时,均会产生热量,若不及时散热,将会对电池模组及整个储能系统的运行产生影响,甚至造成事故。因此在一些储能设备中会设置液冷系统进行散热。同时,一些储能设备中还会设置储能变流器,用于控制电池的充电和放电过程,进行交、直流的变换。由于液冷系统和储能变流器都需要进行散热,目前一些机柜式储能系统将电气舱和电池舱左右排布,将储能变流器和液冷系统均设于电气舱中,并在电气舱中上下排布。这样设置时,会导致一者的进风口靠近底部位置,在实际使用时灰尘等容易从进风口进入电气舱中,既不便于清洁,也具有一定安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种机柜式储能系统,旨在减少进入液冷系统和储能变流器的灰尘。
为实现上述目的,本实用新型提出的机柜式储能系统,包括:
柜体,设有电池舱、安装舱和电气舱,所述安装舱位于所述电池舱上方,所述电气舱位于所述电池舱和所述安装舱的一侧,所述安装舱设有第一进风口和第一出风口,所述电气舱的上部设有第二进风口和第二出风口;
多个电池箱,设于所述电池舱;
液冷系统,包括散热装置和连接所述散热装置的液冷管路,所述散热装置设有所述第二进风口和所述第二出风口之间,所述液冷管路延伸至所述电池舱,并连接所述电池箱的液冷组件;以及
储能变流器,设于所述安装舱,并位于所述第一进风口和所述第一出风口之间,所述储能变流器与所述电池箱连接。
可选地,所述储能变流器设有散热风道和散热风机,所述散热风机用以驱使气流从所述第一进风口流入所述散热风道后从所述第一出风口流出,所述第一出风口和所述散热风道的出风口之间设有导风件。
可选地,所述第一进风口、所述第一出风口、所述第二进风口和所述第二出风口处均设有防雨百叶。
可选地,所述机柜式储能系统还包括高压箱,所述高压箱设于所述电池舱和所述安装舱之间,并连接所述储能变流器与所述电池箱。
可选地,所述机柜式储能系统还包括消防容器和消防管路,所述消防容器设于所述电气舱,并位于所述散热装置的下方,所述消防管路连接所述消防容器和所述电池箱的消防接口。
可选地,所述柜体的前侧设有第一开口、对应所述第一开口的第一柜门、第二开口和对应所述第二开口的第二柜门,所述第一开口连通所述电池舱和所述安装舱,所述第二开口连通所述电气舱,所述第一柜门设有所述第一出风口,所述第二柜门设有所述第二出风口。
可选地,所述柜体的后侧设有第三开口和对应所述第三开口的第三柜门,所述第三开口连通所述电池舱、所述安装舱和所述电气舱,所述第三柜门设有所述第一进风口和所述第二进风口。
可选地,所述电气舱内设有漏电断路器、防雷器和UPS不间断电源。
可选地,所述电池箱包括:
壳体,具有两两垂直的第一方向、第二方向和高度方向;以及
电池组件,包括液冷板和至少两个电池模组,所述电池组件的各所述电池模组在所述高度方向上层叠布置,每个所述电池模组均包括多个单体刀片电池,多个所述单体刀片电池沿所述第二方向依次层叠排布,每个所述单体刀片电池在所述第一方向上相对的两端分别设置正极和负极,所述液冷板设于相邻两个所述电池模组之间,且均与两个所述电池模组热传导连接。
可选地,所述电池箱具有至少两个所述电池组件,各所述电池组件在所述第一方向上依次排布,每个所述电池组件的相邻两个电池模组之间均设有一个所述液冷板。
本实用新型技术方案通过在电池舱的上方设置安装舱,并对应设有连通安装舱内腔的第一进风口和第一出风口,而在电气舱的上部设置第二进风口和第二出风口,将液冷系统的散热装置设于第二进风口和第二出风口之间,储能变流器设于第一进风口和第一出风口之间。这样使得液冷系统和储能变流器的进出风口均位于柜体的上部,在实际使用时距离地面较远,从而可以降低地面灰尘从第一进风口和第二进风进入安装舱和电气舱的风险,能减少进入液冷系统和储能变流器的灰尘。
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为本实用新型机柜式储能系统一实施例的结构示意图;
图2为图1中机柜式储能系统隐藏第一柜门和第二柜门后的结构示意图;
图3为图1中机柜式储能系统后侧的结构示意图;
图4为图3中机柜式储能系统隐藏第三柜门后的结构示意图;
图5为图2中电池箱的结构示意图;
图6为图5中电池箱的爆炸图;
图7为图5中电池箱隐藏壳体后的结构示意图;
图8为图7中A处的放大图;
图9为图6中液冷板的结构示意图。
附图标号说明:
10、柜体;11、电池舱;12、安装舱;121、第一进风口;122、第一出风口;13、电气舱;131、第二进风口;132、第二出风口;141、第一开口;142、第二开口;143、第三开口;151、第一柜门;152、第二柜门;153、第三柜门;16、防雨百叶;20、散热装置;30、储能变流器;40、电池箱;41、壳体;42、电池组件;421、液冷板;4211、支撑部;422、电池模组;4221、单体刀片电池;4222、连接组件;4223、绑带;4224、连接件;423、固定端板;50、高压箱;60、导风件。
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,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示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,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“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。
本实用新型提出一种机柜式储能系统。
在本实用新型实施例中,如图1至图9所示,该机柜式储能系统包括柜体10、液冷系统、储能变流器30和多个电池箱40,柜体10设有电池舱11、安装舱12和电气舱13,安装舱12位于电池舱11上方,电气舱13位于电池舱11和安装舱12的一侧,安装舱12设有第一进风口121和第一出风口122,电气舱13的上部设有第二进风口131和第二出风口132;多个电池箱40设于电池舱11。液冷系统包括散热装置20和连接散热装置20的液冷管路,散热装置20设有第二进风口131和第二出风口132之间,液冷管路延伸至电池舱11,并连接电池箱40的液冷组件。储能变流器30设于安装舱12,并位于第一进风口121和第一出风口122之间,储能变流器30与电池箱40连接。
本实施例中,电气舱13内还设有漏电断路器、防雷器和UPS不间断电源等等常规电器件。
其中,散热装置20的具体结构可以参照现有技术,本实用新型在此不再一一赘述。多个电池箱40之间可以采用串联、并联或者串并相结合的连接方式,具体可以根据实际需要进行设置。
本实用新型技术方案通过在电池舱11的上方设置安装舱12,并对应设有连通安装舱12内腔的第一进风口121和第一出风口122,而在电气舱13的上部设置第二进风口131和第二出风口132,将液冷系统的散热装置20设于第二进风口131和第二出风口132之间,储能变流器30设于第一进风口121和第一出风口122之间。这样使得液冷系统和储能变流器30的进出风口均位于柜体10的上部,在实际使用时距离地面较远,从而可以降低地面灰尘从第一进风口121和第二进风进入安装舱12和电气舱13的风险,能减少进入液冷系统和储能变流器30的灰尘。
在一些实施例中,储能变流器30设有散热风道和散热风机,散热风机用以驱使气流从第一进风口121流入散热风道后从第一出风口122流出,第一出风口122和散热风道的出风口之间设有导风件60。通过在储能变流器30上安装散热风扇,可以使得安装舱12中结构紧凑布置,有利于减小安装舱12的空间,从而有利于增大电池舱11的空间,以便安装较多电池箱40。通过在第一出风口122和散热风道的出风口之间设置导风件60,可以直接将散热气流从第一出风口122导出,避免换热后的热风流入安装舱12内。
在一些实施例中,第一进风口121、第一出风口122、第二进风口131和第二出风口132处均设有防雨百叶16。这样将机柜式储能系统安装在户外时,能有效阻止雨水进入电池舱11和电气舱13。
在一些实施例中,机柜式储能系统还包括高压箱50,高压箱50设于电池舱11和安装舱12之间,并连接储能变流器30与电池箱40。如此设置,便于储能变流器30、高压箱50和电池箱40之间布线,可以减少布线长度,降低生产成本。
在一些实施例中,机柜式储能系统还包括消防容器和消防管路,消防容器设于电气舱13,并位于散热装置20的下方,消防管路连接消防容器和电池箱40的消防接口。即可以利用电气舱13的下部区域容纳消防容器,提升机柜式储能系统的安全性和电气舱13空间利用率。
在一些实施例中,柜体10的前侧设有第一开口141、对应第一开口141的第一柜门151、第二开口142和对应第二开口142的第二柜门152,第一开口141连通电池舱11和安装舱12,第二开口142连通电气舱13,第一柜门151设有第一出风口122,第二柜门152设有第二出风口132。具体地,电池箱40从第一开口141进行拆装,通过在柜体10前侧对应电池舱11和安装舱12设有第一开口141和第一柜门151,对应电气舱13设有第二开口142和第二柜门152。这样在只需要对电气舱13进行检修维护时,只需要打开第二柜门152即可,而不需要打开电池舱11和安装舱12,以避免对电气舱13检修过程中电池舱11和安装舱12暴露在外。同理,在只需要对电池箱40和储能变流器30进行检修维护时,只需要打开第一柜门151即可,而不需要打开电气舱13,以避免对电池箱40和储能变流器30检修过程中电气舱13暴露在外。而且第一出风口122和第二出风口132均位于柜体10上部,能有效避免换热后的热气流吹向人体的情况。
在一些实施例中,柜体10的后侧设有第三开口143和对应第三开口143的第三柜门153,第三开口143连通电池舱11、安装舱12和电气舱13,第三柜门153设有第一进风口121和第二进风口131。即在打开第三柜门153时,可同时从柜体10背面打开电池舱11、安装舱12和电气舱13,便于组装机柜式储能系统,也能便于对电池舱11、安装舱12和电气舱13同时进行检修维护。
在一些实施例中,电池箱40包括壳体41和电池组件42,壳体41具有两两垂直的第一方向(参考图5和图7中箭头X所示方向)、第二方向(参考图5和图7中箭头Y所示方向)和高度方向(参考图5和图7中箭头Z所示方向),即第一方向、第二方向和高度方向两两垂直,将电池箱安装使用时,壳体41的高度方向即柜体10的上下方向,壳体41的第二方向即柜体10的前后方向。
电池组件42包括液冷板421和至少两个电池模组422,电池组件42的各电池模组422在高度方向上层叠布置,每个电池模组422均包括多个单体刀片电池4221,多个单体刀片电池4221沿第二方向依次层叠排布,每个单体刀片电池4221在第一方向上相对的两端分别设置正极和负极,液冷板421设于相邻两个电池模组422之间,且均与两个电池模组422热传导连接。如此可以通过一个液冷板421为上层电池模组422和下层电池模组422进行散热,能提升散热效果,也能减少液冷板421的数量,提升结构紧凑性和降低成本,有利于提升机柜式储能系统的能量密度。
在一些实施例中,电池箱40具有至少两个电池组件42,各电池组件42在第一方向上依次排布,每个电池组件42的相邻两个电池模组422之间均设有一个液冷板421。如此设置,在同规格电池包中,相较于采用电池长度与壳体41长度/宽度相同的长刀电池,本方案采用的单体刀片电池4221的长度更小,而且采用单体刀片电池4221在壳体41高度方向层叠布置的方式,使单体刀片电池4221的宽度也较小,即单体刀片电池4221的整体尺寸较小,这样既便于生产制造,也能容易保证单体刀片电池4221的品质,确保单体刀片电池4221稳定、可靠,提升了电池箱的可靠性和安全性。
每个电池模组422均包括连接组件4222、两个固定端板423和多个单体刀片电池4221,多个单体刀片电池4221沿第二方向依次层叠排布,并位于两个固定端板423之间,连接组件4222固定两个固定端板423和多个单体刀片电池4221,液冷板421在第二方向上相对的两侧均设有支撑部4211,支撑部4211抵接于对应的两个电池模组422的固定端板423之间。
具体地,电池模组422中,连接组件4222将多个单体刀片电池4221固定在两个固定端板423之间,在安装时,可以先将一个电池模组422放置于壳体41的底座上,再将液冷板421放置于电池模组422的上方,并使液冷板421两侧的支撑部4211对应设于下方电池模组422的两个固定端板423上端,最后再将一个电池模组422放置于液冷板421上方,使上方电池模组422的两个固定端板423对应设于液冷板421两侧的支撑上方。这样可以通过液冷板421的支撑部4211支撑在上下两个电池模组422的固定端板423之间,可以减小液冷板421上方电池模组422对液冷板421中部(即两个支撑部4211之间设有流道的部分)的压力,从而可以降低液冷板421受压损坏的风险。
通过在液冷板421的相对两侧设置支撑部4211,在将液冷板421安装于上下层叠布置的两个电池模组422之间时,使得液冷板421的的两个支撑部4211对应支撑在两个电池模组422的固定端板423之间,这样可以减小液冷板421上方电池模组422对液冷板421上设有流道的部分的压力,从而可以降低液冷板421受压损坏的风险,提升了电池箱可靠性。
在一些实施例中,连接组件4222包括绑带4223和连接件4224,多个单体刀片电池4221在两个固定端板423之间依次层叠排布,绑带4223环套于两个固定端板423和两个绝缘隔板,连接件4224连接于两个固定端板423之间,并与绑带4223间隔。具体地,连接件4224与绑带4223在壳体41的高度方向间隔设置,绑带4223环套于两个固定端板423和两个绝缘隔板外时,即可将多个单体刀片电池4221固定在两个固定端板423之间,同时将绝缘隔板固定在单体刀片电池4221的电极端。每个电池模组422中,连接件4224的一端连接其中一个固定端板423,另一端连接另一个固定端板423,从而使两个固定端板423将多个单体刀片电池4221夹持固定。由于连接件4224只需要连接两个固定端板423即可,因此其安装灵活,可以充分利用电池模组422上的空间进行安装。而绑带4223可以有效使两个固定端板423夹紧多个单体刀片电池4221,提升电池模组422安装稳定性。当然,在其它实施例中,连接组件4222包括多个绑带4223,多个绑带4223沿壳体41的高度方向间隔分布,并均环套于两个固定端板423和两个绝缘隔板。
在一些实施例中,连接组件4222包括两个连接件4224,两个连接件4224在第一方向上间隔分布,并均呈沿第二方向延伸的长条状,每个连接件4224的两端均分别连接两个固定端板423。如此设置,在保证固定稳固的同时,可以减小连接件4224的尺寸,例如可以将连接件4224设置呈长条状,使得连接件4224的安装灵活性更高,也有利于减小电池模组422的尺寸。可选地,连接件4224采用金属材料(如钢材、铝合金等等)制成。当然,在其它实施例中,也可以将连接件4224设置呈板状。
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 (10)

1.一种机柜式储能系统,其特征在于,包括:
柜体,设有电池舱、安装舱和电气舱,所述安装舱位于所述电池舱上方,所述电气舱位于所述电池舱和所述安装舱的一侧,所述安装舱设有第一进风口和第一出风口,所述电气舱的上部设有第二进风口和第二出风口;
多个电池箱,设于所述电池舱;
液冷系统,包括散热装置和连接所述散热装置的液冷管路,所述散热装置设有所述第二进风口和所述第二出风口之间,所述液冷管路延伸至所述电池舱,并连接所述电池箱的液冷组件;以及
储能变流器,设于所述安装舱,并位于所述第一进风口和所述第一出风口之间,所述储能变流器与所述电池箱连接。
2.如权利要求1所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述储能变流器设有散热风道和散热风机,所述散热风机用以驱使气流从所述第一进风口流入所述散热风道后从所述第一出风口流出,所述第一出风口和所述散热风道的出风口之间设有导风件。
3.如权利要求2所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述第一进风口、所述第一出风口、所述第二进风口和所述第二出风口处均设有防雨百叶。
4.如权利要求1所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述机柜式储能系统还包括高压箱,所述高压箱设于所述电池舱和所述安装舱之间,并连接所述储能变流器与所述电池箱。
5.如权利要求1所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述机柜式储能系统还包括消防容器和消防管路,所述消防容器设于所述电气舱,并位于所述散热装置的下方,所述消防管路连接所述消防容器和所述电池箱的消防接口。
6.如权利要求1所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述柜体的前侧设有第一开口、对应所述第一开口的第一柜门、第二开口和对应所述第二开口的第二柜门,所述第一开口连通所述电池舱和所述安装舱,所述第二开口连通所述电气舱,所述第一柜门设有所述第一出风口,所述第二柜门设有所述第二出风口。
7.如权利要求6所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述柜体的后侧设有第三开口和对应所述第三开口的第三柜门,所述第三开口连通所述电池舱、所述安装舱和所述电气舱,所述第三柜门设有所述第一进风口和所述第二进风口。
8.如权利要求1所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述电气舱内设有漏电断路器、防雷器和UPS不间断电源。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述电池箱包括:
壳体,具有两两垂直的第一方向、第二方向和高度方向;以及
电池组件,包括液冷板和至少两个电池模组,所述电池组件的各所述电池模组在所述高度方向上层叠布置,每个所述电池模组均包括多个单体刀片电池,多个所述单体刀片电池沿所述第二方向依次层叠排布,每个所述单体刀片电池在所述第一方向上相对的两端分别设置正极和负极,所述液冷板设于相邻两个所述电池模组之间,且均与两个所述电池模组热传导连接。
10.如权利要求9所述的机柜式储能系统,其特征在于,所述电池箱具有至少两个所述电池组件,各所述电池组件在所述第一方向上依次排布,每个所述电池组件的相邻两个电池模组之间均设有一个所述液冷板。
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