CN222029813U - 一种储能变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能变流器，该储能变流器的外壳内具有上下分布的上层腔室和下层腔室，DC板设置于上层腔室内，隔离开关、熔断器以及直流接触器依次排列设置于下层腔室内靠近外壳的第一侧壁的位置，隔离开关、熔断器以及直流接触器的排列方向与第一侧壁的延展方向相一致，隔离开关与熔断器之间、熔断器与直流接触器之间以及直流接触器与DC板之间均通过铜排相连，使空间利用率更高，储能变流器的结构设计更加合理紧凑，减小体积提高功率密度，降低单台生产及安装成本。从而降低系统成本，提高储能系统总体的经济效益。提高了整机的功率密度。

Description

一种储能变流器

技术领域

本实用新型涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种储能变流器。

背景技术

储能变流器广泛应用于电力系统、轨道交通、军工、石油机械、新能源汽车、风力发电、太阳能光伏等领域，在电网削峰填谷、平滑新能源波动，能量回收利用等场合实现能量双向流动，对电网电压频率主动支撑，提高供电电能质量。

目前市场上储能变流器的结构设计不够紧凑，导致功率密度较小。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种储能变流器，旨在解决现有的储能变流器的结构设计不够紧凑，导致功率密度较小的技术问题。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本实用新型实施例提供了一种储能变流器，所述储能变流器包括外壳、隔离开关、熔断器、直流接触器以及DC板，所述外壳内具有上下分布的上层腔室和下层腔室，所述DC板设置于所述上层腔室内，所述隔离开关、熔断器以及所述直流接触器依次排列设置于所述下层腔室内靠近所述外壳的第一侧壁的位置，所述隔离开关、熔断器以及所述直流接触器的排列方向与所述第一侧壁的延展方向相一致，所述隔离开关与所述熔断器之间、所述熔断器与所述直流接触器之间以及所述直流接触器与所述DC板之间均通过铜排相连。

在一些实施方式中，所述下层腔室内分布有靠近所述第一侧壁的第一腔室，所述第一腔室的长度方向与所述第一侧壁平行，所述隔离开关、熔断器以及所述直流接触器沿长度方向依次设置在所述第一腔室内。

在一些实施方式中，所述DC板位于所述上层腔室与所述第一腔室上下相对的区域内。

在一些实施方式中，所述下层腔室内还分布有第二腔室，所述第二腔室位于所述第一腔室远离所述第一侧壁的一侧，所述第二腔室的长度方向与所述第一腔室的长度方向平行设置，所述第二腔室内设置有散热器。

在一些实施方式中，在所述第二腔室的长度方向上，所述散热器的两侧分别设置有电感和风机，所述外壳在所述电感和所述风机相对应位置均开设有过气孔。

在一些实施方式中，所述上层腔室内还设置有IGBT驱动板、AC板、膜电容及铜排件以及通讯及控制板，所述IGBT驱动板、AC板、膜电容及铜排件以及通讯及控制板均位于所述上层腔室与所述第二腔室上下相对的区域内。

在一些实施方式中，所述IGBT驱动板位于所述散热器的上部。

在一些实施方式中，所述膜电容及铜排件安装在所述IGBT驱动板的顶部，所述膜电容及铜排件与所述IGBT驱动板和所述DC板分别相连。

在一些实施方式中，所述AC板位于所述膜电容及铜排件一侧，所述AC板安装在所述电感以及所述IGBT驱动板上侧，所述通讯及控制板安装在所述AC板的上侧，所述IGBT驱动板经由所述电感与所述AC板相连，所述电感与所述AC板之间以及所述AC板与所述通讯及控制板之间均设置有隔离板。

在一些实施方式中，所述外壳对应于所述上层腔室的侧壁布置有功率端子、通讯端子以及三相端子，所述功率端子的直流端子通过铜排与所述隔离开关相连，所述通讯端子与所述通讯及控制板相连，所述电感与所述三相端子相连。

与现有技术相比，本实用新型的储能变流器至少具有下列有益效果：

本实用新型实施例公开了一种储能变流器，该储能变流器的外壳内具有上下分布的上层腔室和下层腔室，DC板设置于上层腔室内，隔离开关、熔断器以及直流接触器依次排列设置于下层腔室内靠近外壳的第一侧壁的位置，隔离开关、熔断器以及直流接触器的排列方向与第一侧壁的延展方向相一致，隔离开关与熔断器之间、熔断器与直流接触器之间以及直流接触器与DC板之间均通过铜排相连，使空间利用率更高，储能变流器的结构设计更加合理紧凑，减小体积提高功率密度，降低单台生产及安装成本。从而降低系统成本，提高储能系统总体的经济效益。提高了整机的功率密度。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的储能变流器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的储能变流器去除上盖后的的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的储能变流器去除外壳后的产品内部结构图的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的储能变流器的不含DC板、通讯及控制板的内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的储能变流器的另一个视角的结构示意图；

图6为图5中A-A处的剖视图；

图7为图5中B-B处的剖视图。

附图标记说明：

1、外壳；11、过气孔；12、功率端子；13、通讯端子；

21、隔离开关；22、熔断器；23、直流接触器；

31、DC板；32、IGBT驱动板；33、AC板；34、膜电容及铜排件；35、通讯及控制板；

41、散热器；42、电感；43、风机。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本实用新型的描述中，需要明确的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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。

实施例1

如图1-7所示，本实用新型实施例提供了一种储能变流器，储能变流器包括外壳1、隔离开关21、熔断器22、直流接触器23以及DC板31，多个电气部件布置于外壳1内部，将外壳1内部空间分割为上下分布的上层腔室和下层腔室，外壳1对应于上层腔室的侧壁布置有功率端子12、通讯端子13以及三相端子。

DC板31设置于上层腔室内，隔离开关21、熔断器22以及直流接触器23依次排列设置于下层腔室内靠近外壳1的第一侧壁的位置，隔离开关21、熔断器22以及直流接触器23的排列方向与第一侧壁的延展方向相一致，隔离开关21通过铜排与功率端子12的直流端子相连，隔离开关21与熔断器22之间、熔断器22与直流接触器23之间以及直流接触器23与DC板31之间均通过铜排相连，使空间利用率更高，储能变流器的结构设计更加合理紧凑，减小体积提高功率密度，降低单台生产及安装成本，从而降低系统成本，提高储能系统总体的经济效益，提高了整机的功率密度。

在一些实施方式中，下层腔室内分布有靠近第一侧壁的第一腔室，第一腔室的长度方向与第一侧壁平行，隔离开关21、熔断器22以及直流接触器23沿长度方向依次设置在第一腔室内。

在一些实施方式中，DC板31位于上层腔室与第一腔室上下相对的区域内，使空间利用率更高。

在一些实施方式中，下层腔室内还分布有第二腔室，第二腔室位于第一腔室远离第一侧壁的一侧，第二腔室的长度方向与第一腔室的长度方向平行设置，第二腔室内设置有散热器41。

第一腔室侧为直流部分，从正负两个直流功率端子12通过铜排连接隔离开关21的输入端子，隔离开关21的输出端子正极通过铜排与熔断器22连接，熔断器22和直流接触器23之间通过铜排连接，将DC板31放置在熔断器22和直流接触器23上方，提高空间利用率，然后直流接触器23出线铜排预留正极接线孔、隔离开关21出线引出铜排预留的负极接线孔分别使用电缆从下层接至上层腔室的DC板31上的正、负极进线端子。

在一些实施方式中，在第二腔室的长度方向上，散热器41的两侧分别设置有电感42和风机43，外壳1的侧壁上开设过气孔，确切的说是在电感42和风机43相对应位置开设有过气孔11，电感42设置在散热器41远离风机43的一侧，可以利用散热器41后端的风量实现降温作用，是主要的发热器件得到有效降温。

在一些实施方式中，上层腔室内还设置有IGBT驱动板32、AC板33、膜电容及铜排件34以及通讯及控制板35，IGBT驱动板32、AC板33、膜电容及铜排件34以及通讯及控制板35均位于上层腔室与第二腔室上下相对的区域内。

在一些实施方式中，IGBT驱动板32上分布有多个IGBT，IGBT驱动板32位于散热器41的上部，即IGBT驱动板32安装在散热器41上散热，由散热器41前端的风机43吹冷风将热量带走，保证IGBT驱动板32工作在正常的工作温度范围内。

在一些实施方式中，膜电容及铜排件34安装在IGBT驱动板32的顶部，膜电容及铜排件34包括膜电容和铜排连接件，膜电容的上下两侧为钢板、铜排连接件；膜电容及铜排件34与IGBT驱动板32和DC板31分别相连。

在一些实施方式中，AC板33位于膜电容及铜排件34一侧，AC板33安装在电感42以及IGBT驱动板32上侧，且IGBT驱动板32经由电感42与AC板33相连，电感42与三相端子相连，电感42与AC板33之间以及AC板33与通讯及控制板35之间均设置有隔离板，隔离板可以为钢板，隔离板使每层之间都用隔离，既实现了安装稳定又启动EMC隔离作用，减少了每层之间的信号干扰。

在一些实施方式中，通讯及控制板35安装在AC板33的上侧，通讯及控制板35包括：通讯端子以及主控制板，通讯端子布置在主控制板上，且通过通讯线与通讯端子13连接；

在一些实施方式中，上层腔室中间位置预留两个风机43的安装位置，可以为AC板33上的交流电容及交流接触器等发热元件吹风降低局部器件过热情况，使热量可以扩散至整个箱体的内腔，增大散热面确保了换热效果，使整个储能变流器达到稳定工作的目标。

上述实施例中，DC板31出线端子与铜排连接件输入端通过电缆连接，DC板31输出电流通过线缆引至铜排连接件，完美实现直流功率部分从前至后反转回铜排连接件输入端子上，通过铜排连接件与IGBT接通完成整个直流侧导通。

膜电容和电解电容并联在整个直流路径中实现完美的吸收尖峰电流作用。整个直流部分紧凑而且接线顺畅简捷。

电流经过IGBT后由直流电流的变为三相交流电，分别中间通过电感42与AC板33输入端连接，AC板33中集成了交流电容、交流接触器、小电感和共模电感，电流通过交流电感及交流电容小电感实现LCL滤波功能，最后工作共模电感做MEC滤波后由输出端子通过右侧壳体与器件空隙使用电缆连接至前面三相端子，完成整个交流电路的导通。

本实用新型的结构充分利用了外壳内的空间，使结构紧凑，整机功率密度高。

本实用新型的储能变流器，通过合理布局器件结构位置，使整个储能变流器可以很好满足体积小，散热及功率流顺畅。提高了整机的功率密度，降低了PCS的外壳成本及安装成本。

并且本产品很好的处理散热，EMC及户外防护等问题，集工作稳定，效率高，功率密度高，单位功率成本低等优点于一身。很好解决了目前PCS的结构合理性及先进性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种储能变流器，其特征在于，所述储能变流器包括外壳(1)、隔离开关(21)、熔断器(22)、直流接触器(23)以及DC板(31)，所述外壳(1)内具有上下分布的上层腔室和下层腔室，所述DC板(31)设置于所述上层腔室内，所述隔离开关(21)、熔断器(22)以及所述直流接触器(23)依次排列设置于所述下层腔室内靠近所述外壳(1)的第一侧壁的位置，所述隔离开关(21)、熔断器(22)以及所述直流接触器(23)的排列方向与所述第一侧壁的延展方向相一致，所述隔离开关(21)与所述熔断器(22)之间、所述熔断器(22)与所述直流接触器(23)之间以及所述直流接触器(23)与所述DC板(31)之间均通过铜排相连。

2.根据权利要求1所述的储能变流器，其特征在于，所述下层腔室内分布有靠近所述第一侧壁的第一腔室，所述第一腔室的长度方向与所述第一侧壁平行，所述隔离开关(21)、熔断器(22)以及所述直流接触器(23)沿长度方向依次设置在所述第一腔室内。

3.根据权利要求2所述的储能变流器，其特征在于，所述DC板(31)位于所述上层腔室与所述第一腔室上下相对的区域内。

4.根据权利要求2所述的储能变流器，其特征在于，所述下层腔室内还分布有第二腔室，所述第二腔室位于所述第一腔室远离所述第一侧壁的一侧，所述第二腔室的长度方向与所述第一腔室的长度方向平行设置，所述第二腔室内设置有散热器(41)。

5.根据权利要求4所述的储能变流器，其特征在于，在所述第二腔室的长度方向上，所述散热器(41)的两侧分别设置有电感(42)和风机(43)，所述外壳(1)在所述电感(42)和所述风机(43)相对应位置均开设有过气孔(11)。

6.根据权利要求5所述的储能变流器，其特征在于，所述上层腔室内还设置有IGBT驱动板(32)、AC板(33)、膜电容及铜排件(34)以及通讯及控制板(35)，所述IGBT驱动板(32)、AC板(33)、膜电容及铜排件(34)以及通讯及控制板(35)均位于所述上层腔室与所述第二腔室上下相对的区域内。

7.根据权利要求6所述的储能变流器，其特征在于，所述IGBT驱动板(32)位于所述散热器(41)的上部。

8.根据权利要求6所述的储能变流器，其特征在于，所述膜电容及铜排件(34)安装在所述IGBT驱动板(32)的顶部，所述膜电容及铜排件(34)与所述IGBT驱动板(32)和所述DC板(31)分别相连。

9.根据权利要求8所述的储能变流器，其特征在于，所述AC板(33)位于所述膜电容及铜排件(34)一侧，所述AC板(33)安装在所述电感(42)以及所述IGBT驱动板(32)上侧，通讯及控制板(35)安装在所述AC板(33)的上侧，所述IGBT驱动板(32)经由所述电感(42)与所述AC板(33)相连，所述电感(42)与所述AC板(33)之间以及所述AC板(33)与通讯及控制板(35)之间均设置有隔离板。

10.根据权利要求9所述的储能变流器，其特征在于，所述外壳(1)对应于所述上层腔室的侧壁布置有功率端子(12)、通讯端子(13)以及三相端子，所述功率端子(12)的直流端子通过铜排与所述隔离开关(21)相连，所述通讯端子(13)与所述通讯及控制板(35)相连，所述电感(42)与所述三相端子相连。