TWI818816B - 用於容納儲能設備之櫃體 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種用於容納儲能設備之櫃體，其包括一大致呈矩形體之框架及複數個附接至該框架之片狀混凝土結構。該片狀混凝土結構包含一超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。

Description

用於容納儲能設備之櫃體
本揭露實質上係關於一種可用於容納一儲能設備之櫃體。更特定而言，本揭露係關於一種包含混凝土結構且容納電池系統之櫃體。
為了提高能源的使用效率與彈性，儲能設備的開發已經成為近年來的趨勢。隨著電池技術（如鋰電池）的發展成熟，電池儲能設備已經成為儲能設備的主流之一。基於方便裝載及運送以及耐候性等考量，目前皆以國際海運常用的金屬貨櫃用作儲能設備的儲能櫃。
然而，電池在儲存或運送的過程中，可能因為各種因素(例如，過充、撞擊、電子控制系統錯誤、操作環境或製程瑕疵)，導致電池中的隔離膜破損，使得正極與負極接觸而形成短路，從而發生高熱化學反應而引燃電池內的可燃性有機成分。電池熱失控(thermal runaway)產生的高溫可能會進一步導致電池儲能設備的鄰近設備的損壞以及火災意外事故的發生。
在一些實施例當中，本揭露提供一種可用於容納一電池系統之櫃體，其包括複數個大致沿一方向延伸的第一邊材、複數個大致相對該等第一邊材垂直地延伸的第二邊材、複數個大致相對該等第一邊材垂直地延伸的第三邊材。該等第一邊材、該等第二邊材及該等第三邊材係共同形成一大致呈矩體之框架。該櫃體又包括複數個混凝土側版、一混凝土底版及一混凝土頂版，該等混凝土側版之各個被該第一邊材、該第二邊材及該第三邊材所圍繞，該混凝土底版被該等第二邊材所圍繞，該混凝土頂版被該第三邊材所圍繞。該等混凝土側版、該混凝土底版與該混凝土頂版係圍繞經構形以容納該電池系統之空間。
在一些實施例當中，本揭露提供一種儲存櫃體，其包括複數個混凝土版件、複數個經構形以被連接在一起之邊材及一由該等混凝土版件共同形成之容置空間。該等邊材之各個在該等混凝土版件中之相鄰二者之間延伸，而該容置空間係經構形以容納一電池系統。
在一些實施例當中，本揭露提供一種儲存櫃體，其包括一大致呈矩形體之框架及複數個附接至該框架之片狀混凝土結構。該片狀混凝土結構包含一超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其他技術特徵將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例作為修改或設計其他結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
以下揭露提供用於實施所提供標的之不同特徵的諸多不同實施例或實例。下文將描述元件及配置之具體實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不意在限制。例如，在以下描述中，「使一第一構件形成於一第二構件上方或一第二構件上」可包含其中形成直接接觸之該第一構件及該第二構件的實施例，且亦可包含其中額外構件可形成於該第一構件與該第二構件之間使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複旨在簡化及清楚且其本身不指示所討論之各種實施例及/或組態之間的一關係。
此外，為了方便描述，可在本文中使用空間相對術語(諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」、「上面」及其類似者)來描述一元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中所繪示。除圖中所描繪之定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。設備可依其他方式定向(旋轉90度或依其他定向)，且亦可據此解譯本文中所使用之空間相對描述詞。
如本文中所使用，諸如「第一」、「第二」及「第三」之術語描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，此等元件、組件、區域、層及/或區段不應受限於此等術語。此等術語可僅用於使元件、組件、區域、層或區段彼此區分。除非內文清楚指示，否則本文中所使用之諸如「第一」、「第二」及「第三」之術語不隱含一序列或順序。
如本文中所使用，術語「大致」、「實質上」、「實質」及「約」用於描述及解釋小變動。當結合一事件或狀況使用時，術語可涉及其中精確發生該事件或狀況之例項以及其中非常近似發生該事件或狀況之例項。例如，當結合一數值使用時，術語可涉及小於或等於該數值之±10%之一變動範圍，諸如小於或等於±5%，小於或等於±4%，小於或等於±3%，小於或等於±2%，小於或等於±1%，小於或等於±0.5%，小於或等於±0.1%，或小於或等於±0.05%。例如，若兩個數值之間的一差小於或等於該等值之一平均值之±10% (諸如小於或等於±5%，小於或等於±4%，小於或等於±3%，小於或等於±2%，小於或等於±1%，小於或等於±0.5%，小於或等於±0.1%，或小於或等於±0.05%)，則該等值可被視為「實質上」相同或相等。例如，「實質上」平行可涉及小於或等於±10°之相對於0°之一角變動範圍，諸如小於或等於±5°，小於或等於±4°，小於或等於±3°，小於或等於±2°，小於或等於±1°，小於或等於±0.5°，小於或等於±0.1°，或小於或等於±0.05°。例如，「實質上」垂直可涉及小於或等於±10°之相對於90°之一角變動範圍，諸如小於或等於±5°，小於或等於±4°，小於或等於±3°，小於或等於±2°，小於或等於±1°，小於或等於±0.5°，小於或等於±0.1°，或小於或等於±0.05°。
圖1A為本揭露實施例之用於容納儲能設備之櫃體之分解示意圖。圖1B為本揭露實施例之用於容納儲能設備之櫃體之立體示意圖。如圖1A及圖1B所示，櫃體1可包含框架10、包含混凝土材料之複數個混凝土版件14、15、16、17、18及一門19。在本揭露的一些實施例中，櫃體1可為一儲存櫃體，用於儲存一個或多個儲能設備，如電池系統。
參圖1A，框架10可包含多個大致平行X-Y平面延伸之邊材11、13及多個大致沿Z方向延伸之邊材12。多個邊材11相互連接而構成一大致呈矩形之框，多個邊材13相互連接而構成一大致呈矩形之框，且由邊材11連接而成之矩形框與由邊材13連接而成之矩形框係彼此間隔一距離設置，而邊材12之各個之二端分別與由邊材11連接而成之矩形框及由邊材13連接而成之矩形框連接，如此，邊材11、12、13共同構成框架10。在本揭露的一些實施例中，框架10為一矩體框架。
混凝土版件14、15、16、17、18設置於框架10。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18包含大致呈片狀之混凝土結構。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17和18各具有小於或等於約5公分的厚度。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17和18各具有小於或等於約2.5公分的厚度。如圖1A及1B所示，混凝土版件14係大致平行於X-Z平面並與框架10之邊材11、12、13連接，如此以形成櫃體10之一側壁；在一些實施例中，混凝土版件14係大致被邊材11、12、13所圍繞。混凝土版件15係大致平行於Y-Z平面並與框架10之邊材11、12、13連接，如此以形成櫃體10之一側壁；在一些實施例中，混凝土版件15係大致被邊材11、12、13所圍繞。混凝土版件16係大致平行於X-Z平面並與框架10之邊材11、12、13連接，如此以形成櫃體10之一側壁；在一些實施例中，混凝土版件16係大致被邊材11、12、13所圍繞。混凝土版件17係大致平行於X-Y平面並與框架10之邊材11連接，如此以形成櫃體10之一底版；在一些實施例中，混凝土版件17係大致被邊材11所圍繞。混凝土版件18係大致平行於X-Y平面並與框架10之邊材13連接，如此以形成櫃體10之一頂版；在一些實施例中，混凝土版件18係大致被邊材13所圍繞。因此，在平行於X-Y平面之混凝土版件17與平行於Y-Z平面之混凝土版件15或16或平行於X-Z平面之混凝土版件14之間會有邊材11通過；在平行於X-Y平面之混凝土版件18與平行於Y-Z平面之混凝土版件15或16或平行於X-Z平面之混凝土版件14之間會有邊材13通過；平行於X-Z平面之混凝土版件14與平行於Y-Z平面之混凝土版件15或16之間會有邊材12通過。參圖1C，混凝土版件14、15、16、17、18設置於框架10上以共同形成櫃體1之一容置空間100。櫃體1之容置空間100經組態以容納儲能裝置301，如電池系統。
在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含合成纖維。在一些實施例中，合成纖維的長度為約4公釐(mm)至約20公釐，合成纖維的直徑為約0.2公釐。在一些實施例中，合成纖維佔混凝土版件14、15、16、17、18的含量為約30 kg/m 3至約60 kg/m 3。合成纖維可增強混凝土版件14、15、16、17、18的抗彎強度。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18包含超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。
根據本揭露的一些實施例，由於混凝土版件14、15、16、17、18包含前述的合成纖維及/或是由超高性能混凝土所形成，因此不需要設置鋼筋結構(例如，鋼筋籠及/或多個箍筋構成的鋼筋組件)在混凝土版件14、15、16、17、18中，混凝土版件14、15、16、17、18本身便可具有與一般鋼筋混凝土相似的抗彎折能力。再者，由於混凝土版件14、15、16、17、18中可以不需要設置用於提升抗彎強度的鋼筋結構，使得混凝土版件14、15、16、17、18可以具有較小的壁厚，從而可以減低櫃體1的整體重量，而有利於櫃體1的搬運與移動。
在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可進一步包含一種或兩種以上具有不同成分的水泥、多種不同粒材、氧化物及多種不同添加劑。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含卜特蘭型水泥、矽灰(其尺寸特徵為粉末狀)、矽砂(其尺寸或粒徑為小於約2公分)、石英粉(其尺寸或粒徑為約20公釐(mm)至約30公釐)、爐石粉(其比表面積為450~550 m 2/kg)、減水劑、消泡劑、膨脹劑、或上述的任意組合。
在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含約800 kg/m 3至約900 kg/m 3之含量的卜特蘭I型水泥、卜特蘭II型水泥、卜特蘭III型水泥、卜特蘭IV型水泥及卜特蘭V型水泥中的一或多者。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含約400 kg/m 3至約500 kg/m 3之含量的卜特蘭I型水泥、卜特蘭II型水泥、卜特蘭III型水泥、卜特蘭IV型水泥及卜特蘭V型水泥中的一者及約400 kg/m 3至約500 kg/m 3之含量的卜特蘭I型水泥、卜特蘭II型水泥、卜特蘭III型水泥、卜特蘭IV型水泥及卜特蘭V型水泥中的另一者。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含約120 kg/m 3至約250 kg/m 3之含量的矽灰。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含約900 kg/m 3至約1000 kg/m 3之含量的矽砂。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含約50 kg/m 3至約300 kg/m 3之含量的石英粉或爐石粉。在一些實施例中，由於上述矽灰與石英粉的組合，使得混凝土版件14、15、16、17、18相較於一般混凝土具有更高的抗壓強度。在一些實施例中，氧化物的添加可用於調整混凝土版件14、15、16、17、18的外觀顏色。
在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含約10 kg/m 3至約20 kg/m 3之含量的減水劑。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18可包含等於或小於約10 kg/m 3之含量的消泡劑及等於或小於約25 kg/m 3之含量的膨脹劑。
在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的單位結構重量為等於或大於約2300 kg/m 3。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的單位結構重量係為約2300 kg/m 3至約2700 kg/m 3。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的抗壓強度為等於或大於約120 MPa。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的抗壓強度為約120 MPa至約180 MPa。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的極限抗彎強度為大於約15 MPa。如此一來，混凝土版件14、15、16、17、18中便可以不需要設置鋼筋組件，使得混凝土版件14、15、16、17、18可以具有較小的壁厚，從而可以減低櫃體1的整體重量。並且，混混凝土版件14、15、16、17、18可為櫃體1提供高抗壓強度及高抗彎強度，因而可以應用在較極端的環境(例如，承受高溫燃焰的環境)而仍能保持整體結構的完整性。
在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的導熱係數為等於或小於約1.8 W/m‧K。在一些實施例中，混凝土版件14、15、16、17、18的導熱係數為約1.6 W/m‧K至約1.8 W/m‧K。與金屬材料或一般混凝土(其導熱係數為約1.9 W/m‧K至約2.1 W/m‧K)，本揭露之混凝土版件14、15、16、17、18具有較佳的熱絕緣效果，有利於減緩容置空間100內與混凝土版件14、15、16、17、18外之間的熱傳導，當容置空間100中的裝置或元件需要維持在特定的高溫或低溫時，混凝土版件14、15、16、17、18的良好熱絕緣效果有助於降低空調設備所需要的能源，可降低成本，並且具有環保節能減碳的額外功效。
門19可樞接至框架10上，在本揭露的一些實施例中，門19係設置及/或樞接至邊材12上。在本揭露的一些實施例中，門19包含二個門片191、192。在本揭露的一些實施例中，門19具有相同或相似包含於混凝土版件14、15、16、17、18中之材料。
如圖1C所示，一儲能設備301，如一電池系統，可被容納於櫃體1之容置空間100中。在本揭露的一些實施例中，容納於容置空間100中之儲能設備301可被固定於混凝土版件17上。
圖2A為本揭露實施例之框架10之邊材11、12、13之立體示意圖。圖2B為本揭露實施例之框架10之邊材11、12、13之剖面示意圖。邊材11、12、13具有一大致呈L字形之剖面結構。在本揭露的一些實施例中，邊材11、12、13係由彎折之金屬片材所製成。在本揭露的一些實施例中，邊材11、12、13具有一L形鋼。如圖2A及2B所示，邊材11、12、13具有第一片部分111、121、131及第二片部分112、122、132，第一片部分111、121、131與第二片部分112、122、132係彼此連接且彼此大致垂直相交。第一片部分111、121、131與第二片部分112、122、132具有相同材料且大致成一體。邊材11、12、13之第一片部分111、121、131之表面1111、1211、1311及第二片部分112、122、132之表面1112、1212、1312可供混凝土版件14、15、16、17、18連接及/或附著。在本揭露的一些實施例中，邊材11、12、13之第一片部分111、121、131具有多個可供螺栓通過的通孔1110、1210、1310，且其第二片部分有多個可供螺栓通過的通孔1120、1220、1320。
圖3為本揭露實施例之混凝土版件14、15、16之立體示意圖。如圖3所示，混凝土版件14、15、16具有一板部分141、151、161及一凸緣143、153、163。凸緣143、153、163形成於混凝土版件14、15、16之背向容置空間100之表面140、150、160上，即凸緣143、153、163形成於混凝土版件14、15、16之外表面上且向外延伸突出。參圖3，凸緣143、153、163係大致在混凝土版件14、15、16之周緣延伸且環繞混凝土版件14、15、16之版部分141、151、161，且凸緣143、153、163具有可供螺栓通過之通孔1430、1530、1630；如此，當混凝土版件14、15、16設置於框架10上時，凸緣143、153、163係大致係大致緊靠框架10之邊材11、12、13，且凸緣143、153、163之通孔1430、1530、1630可大致對準邊材11、12、13之通孔1110、1210、1310、1120、1220、1320。
在本揭露的一些實施例中，混凝土版件14、15、16之板部分141、151、161與凸緣143、153、163係在同一製程中形成；在灌注混凝土漿體於模具形成混凝土版件14、15、16之時同時形成混凝土版件14、15、16之板部分141、151、161與凸緣143、153、163，故混凝土版件14、15、16之板部分141、151、161與凸緣143、153、163係一體成形。在本揭露的一些實施例中，凸緣143、153、163之通孔1430、1530、1630係在灌注混凝土漿體於模具形成混凝土版件14、15、16之時形成。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件14、15、16之凸緣143、153、163之厚度大於板部分141、151、161之厚度。
圖4為本揭露實施例之混凝土版件17之立體示意圖。如圖4所示，混凝土版件17具有一板部分171、一凸緣173及多個彼此交錯延伸之凸肋175。凸緣173及凸肋175形成於混凝土版件17之背向容置空間100之表面170上，即凸緣173及凸肋175形成於混凝土版件17之底(外)表面上且向下(外)延伸突出。參圖4，凸緣173係大致在混凝土版件17之周緣延伸且環繞混凝土版件17之板部分171，且凸緣173具有可供螺栓通過之通孔1730；如此，當混凝土版件17設置於框架10上時，凸緣173係大致係大致緊靠框架10之邊材11，且凸緣173之通孔1730可大致對準邊材11之通孔1110或1120。
再參圖4，多個凸肋175在混凝土版件17上交錯延伸，在本揭露的一些實施例中，二個沿不同方向延伸之凸肋175會彼此大致呈垂直交錯。在本揭露的一些實施例中，凸肋175與凸緣173連接。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件17之板部分171之厚度較薄(如大約為2.5公分)，而凸肋175之厚度大於板部分的厚度；如此一來，當一電池系統容納於櫃體1之容置空間100中並放置於混凝土版件17之上表面時，多個交錯之凸肋175增強了混凝土版件17抵抗該電池系統之重量對混凝土版件17下壓之抗彎強度。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件17之凸緣173之厚度大於板部分171之厚度。
在本揭露的一些實施例中，混凝土版件17之板部分171、凸緣173與凸肋175係在同一製程中形成；在灌注混凝土漿體於模具形成混凝土版件17之時同時形成混凝土版件17之板部分171、凸緣173與凸肋175，故混凝土版件17之板部分板部分171、凸緣173與凸肋175係一體成形。在本揭露的一些實施例中，凸緣173之通孔1730係在灌注混凝土漿體於模具形成混凝土版件17之時形成。
圖5為本揭露實施例之混凝土版件18之立體示意圖。如圖5所示，混凝土版件18具有一板部分181及一凸緣183。凸緣183形成於混凝土版件17之面向容置空間100之表面180上，即凸緣183形成於混凝土版件18之底(內)表面上且向下(內)延伸突出。參圖5，凸緣183係大致在混凝土版件18之周緣延伸且環繞混凝土版件18之板部分181，且凸緣183具有可供螺栓通過之通孔1830；如此，當混凝土版件18設置於框架10上時，凸緣183係大致係大致緊靠框架10之邊材12，且凸緣183之通孔1830可大致對準邊材12之通孔1210或1220。
在本揭露的一些實施例中，混凝土版件18之板部分181與凸緣183係在同一製程中形成；在灌注混凝土漿體於模具形成混凝土版件18之時同時形成混凝土版件18之板部分171與凸緣183，故混凝土版件18之板部分181與凸緣183係一體成形。在本揭露的一些實施例中，凸緣183之通孔1830係在灌注混凝土漿體於模具形成混凝土版件18之時形成。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件18之凸緣183之厚度大於板部分181之厚度。
圖6為本揭露實施例之門19之正視圖。在本揭露的一些實施例中，門19具有二個門片191、192。門片191、192具有門框1910、1920、混凝土結構1912、1922及樞接件1913、1923。在本揭露的一些實施例中，門框1910、1920係由金屬材料所製成。在本揭露的一些實施例中，混凝土結構1912、1922設置於門框1910、1920中，混凝土結構1912、1922所包含之材料係相同或相似於製成或形成混凝土版件14、15、16、17、18之材料，如混凝土結構1912、1922包含超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。樞接件1913、1923經構形以將門片191及192連接於框架10之邊材12上，如此，櫃體1則具有一可對開之門19。
圖7A為本揭露實施例之用於容納儲能設備之櫃體1之側視示意圖。如圖7A所示，混凝土版件16設置於框架10上，其大致被框架10之邊材11、12、13所圍繞，而混凝土版件16之凸緣163係大致緊靠框架10之邊材11、12、13。
圖7B係為圖7A之I-I剖面示意圖。如圖7B所示，混凝土版件14、15、16之兩側之凸緣143、153、163係緊靠框架10之邊材12設置，門19之門片191、192經由樞接件1913、1923與邊材12連接，櫃體1之容置空間100大致被混凝土版件14、15、16及門19所圍繞。
圖7C為圖7B中之A部分的放大示意圖。參圖7C，混凝土版件14之凸緣143及混凝土版件15之凸緣153係緊靠邊材12設置。如圖7C所示，混凝土版件14之凸緣143係緊靠邊材12之第一片部分121之表面1211，且凸緣143之通孔1430係大致對準第一片部分121之通孔1210，而螺栓149通過凸緣143之通孔1430及第一片部分121之通孔1210以將混凝土版件14之凸緣143與邊材12之第一片部分121緊固在一起，如此使得混凝土版件14固定於邊材12上。除了使用螺栓149外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣143之通孔1430及第一片部分121之通孔1210之方式或其他方法以將混凝土版件14之凸緣143與邊材12之第一片部分121緊固在一起，使得混凝土版件14固定於邊材12上。
又，混凝土版件15之凸緣153係緊靠邊材12之第二片部分122之表面1221，且凸緣153之通孔1530係大致對準第二片部分122之通孔1220，而螺栓159通過凸緣153之通孔1530及第二片部分122之通孔1220以將混凝土版件15之凸緣153與邊材12之第二片部分122緊固在一起，如此使得混凝土版件15固定於邊材12上。除了使用螺栓159外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣153之通孔1530及第二片部分122之通孔1220之方式或其他方法以將混凝土版件15之凸緣153與邊材12之第二片部分122緊固在一起，使得混凝土版件15固定於邊材12上。
混凝土版件16亦可使用相同或相似上述之方式固定於邊材12上。
圖8A為本揭露實施例之用於容納儲能設備之櫃體1之俯視示意圖。如圖8A所示，混凝土版件18設置於框架10上，其大致被框架10之邊材13所圍繞。
圖8B係為圖8A之II-II剖面示意圖。如圖8B所示，混凝土版件15之上下側之凸緣153係緊靠框架10之邊材11及13設置，混凝土版件17之凸緣173係緊靠框架10之邊材11設置且混凝土版件18之凸緣183緊靠框架10之邊材13設置。櫃體1之容置空間100大致被混凝土版件15、16、17、18所圍繞。
圖8C為圖8B之B部分的放大示意圖。參圖8C，混凝土版件18之凸緣183及混凝土版件15之凸緣153係緊靠邊材13設置。如圖8C所示，混凝土版件18之凸緣183係緊靠邊材13之第一片部分131之表面1311，且凸緣183之通孔1830係大致對準第一片部分131之通孔1310，而螺栓189通過凸緣183之通孔1830及第一片部分131之通孔1310以將混凝土版件18之凸緣183與邊材13之第一片部分131緊固在一起，如此使得混凝土版件18固定於邊材13上。除了使用螺栓189外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣183之通孔1830及第一片部分131之通孔1310之方式或其他方法以將混凝土版件18之凸緣183與邊材13之第一片部分131緊固在一起，使得混凝土版件18固定於邊材13上。
又，混凝土版件15之凸緣153係緊靠邊材13之第二片部分132之表面1321，且凸緣153之通孔1530係大致對準第二片部分132之通孔1320，而螺栓159通過凸緣153之通孔1530及第二片部分132之通孔1320以將混凝土版件15之凸緣153與邊材13之第二片部分132緊固在一起，如此使得混凝土版件15固定於邊材13上。除了使用螺栓159外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣153之通孔1530及第二片部分132之通孔1320之方式或其他方法以將混凝土版件15之凸緣153與邊材13之第二片部分132緊固在一起，使得混凝土版件15固定於邊材13上。
混凝土版件14、16亦可使用相同或相似上述之方式固定於邊材13上。
圖8D為圖8B之C部分的放大示意圖。參圖8D，混凝土版件17之凸緣173及混凝土版件15之凸緣153係緊靠邊材11設置。如圖8D所示，混凝土版件17之凸緣173係緊靠邊材11之第一片部分111之表面1111，且凸緣173之通孔1730係大致對準第一片部分111之通孔1110，而螺栓179通過凸緣173之通孔1730及第一片部分111之通孔1110以將混凝土版件17之凸緣173與邊材11之第一片部分171緊固在一起，如此使得混凝土版件17固定於邊材11上。除了使用螺栓179外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣173之通孔1730及第一片部分111之通孔1110之方式或其他方法以將混凝土版件17之凸緣173與邊材11之第一片部分111緊固在一起，使得混凝土版件17固定於邊材11上。
又，混凝土版件15之凸緣153係緊靠邊材11之第二片部分112之表面1121，且凸緣153之通孔1530係大致對準第二片部分112之通孔1120，而螺栓159通過凸緣153之通孔1530及第二片部分112之通孔1120以將混凝土版件15之凸緣153與邊材11之第二片部分112緊固在一起，如此使得混凝土版件15固定於邊材11上。除了使用螺栓159外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣153之通孔1530及第二片部分112之通孔1120之方式或其他方法以將混凝土版件15之凸緣153與邊材11之第二片部分112緊固在一起，使得混凝土版件15固定於邊材11上。
混凝土版件14、16亦可使用相同或相似上述之方式固定於邊材11上。
圖8E為圖8B之D部分的放大示意圖。參圖8E，混凝土版件17具有向下延伸之凸肋175。在一些實施例中，凸肋175具有一預埋孔1750，預埋孔1750可容納一緊固件，該緊固件設置於預埋孔中1750並延伸突出混凝土版件17之上表面，其經組態以與放置於櫃體1之容置空間100中並位於混凝土版件17之上表面上之電池系統接合，如此以使得該電池系統被固定於容置空間100中，不會與混凝土版件17產生相對移動。
圖9A為本揭露實施例之用於容納儲能設備之櫃體之分解示意圖。圖9B為本揭露實施例之用於容納儲能設備之櫃體之立體示意圖。如圖9A及圖9B所示，櫃體2可包含框架20、包含混凝土材料之複數個混凝土版件24、25、26、27、28及一門29。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件24、25、26、27、28包含大致呈片狀之混凝土結構。在本揭露的一些實施例中，櫃體2可為一儲存櫃體，其具有一容置空間200，用於儲存一個或多個儲能設備，如電池系統。
在本揭露的一些實施例中，櫃體2之框架20係相同或相似於櫃體1之框架10。在本揭露的一些實施例中，櫃體2之混凝土版件27係相同或相似於櫃體1之混凝土版件17。在本揭露的一些實施例中，櫃體2之門29係相同或相似於櫃體1之門19。在本揭露的一些實施例中，櫃體2之混凝土版件24、25、26、27、28所包含或組成其之材料係相同或相似於櫃體1之混凝土版件14、15、16、17、18所包含或組成其之材料。
此外，在本揭露的一些實施例中，混凝土版件24、25、26、27、28及門29設置於框架20之方式相同或相似於混凝土版件14、15、16、17、18及門19設置於框架10之方式。
在本揭露的一些實施例中，櫃體2與櫃體1之不同之處在於混凝土版件24、25、26之各個進一步具有三個並排且緊靠設置子混凝土版件241、242、243、251、252、253、261、262、263，混凝土版件28具有四個並排且緊靠設置子混凝土版件281、282、283、284。
如圖10A所示，混凝土版件24可進一步包括三個子混凝土版件241、242、243，各個子混凝土版件241、242、243具有一板部分2411、2421、2431及一凸緣2413、2423、2433。凸緣2413、2423、2433形成於子混凝土版件241、242、243之背向容置空間200之表面上，即凸緣2413、2423、2433形成於子混凝土版件241、242、243之外表面上且向外延伸突出。參圖10A，凸緣2413、2423、2433係大致在子混凝土版件241、242、243之周緣延伸且環繞混凝土版件241、242、243之板部分2411、2421、2431，且凸緣2413、2423、2433具有可供螺栓通過之通孔2415、2425、2435。當子混凝土版件241、242、243相互緊靠設置，子混凝土版件241之通孔2415可大致對準子混凝土版件242之通孔2425，且子混凝土版件242之通孔2425可大致對準子混凝土版件243之通孔2435。
在本揭露的一些實施例中，在灌注混凝土漿體於模具形成子混凝土版件241、242、243之時同時形成子混凝土版件241、242、243之板部分2411、2421、2431與凸緣2413、2423、2433，故混凝土版件241、242、243之板部分2411、2421、2431與凸緣2411、2421、2431係一體成形。在本揭露的一些實施例中，凸緣2413、2423、2433之通孔2415、2425、2435係在灌注混凝土漿體於模具形成子混凝土版件241、242、243之時形成。在本揭露的一些實施例中，混凝土版件241、242、243之凸緣2413、2423、2433之厚度大於板部分241、242、243之厚度。
圖10B係揭露混凝土版件24之子混凝土版件241與242彼此相互緊靠設置之部分放大示意圖。如圖10B所示，子混凝土版件241之凸緣2413與子混凝土版件242之凸緣2423彼此緊靠，且子混凝土版件241之通孔2415可大致對準子混凝土版件242之通孔2425。螺栓249通過凸緣2413之通孔2415及凸緣2423之通孔2425以將子混凝土版件241之凸緣2413與子混凝土版件242之凸緣2423緊固在一起，如此使得子混凝土版件241與242彼此固定在一起。除了使用螺栓249外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣2413之通孔2415及凸緣2423之通孔2425之方式或其他方法以將子混凝土版件241之凸緣2413與子混凝土版件242之凸緣2423緊固在一起，使得子混凝土版件241與242彼此固定在一起。
在本揭露的一些實施例中，子混凝土版件242與子混凝土版件243可使用與上述相同或相似之方式固定在一起。
在本揭露的一些實施例中，混凝土版件25、26之結構係相同或相似於混凝土版件24。
如圖11A所示，混凝土版件28可進一步包括四個子混凝土版件281、282、283、284，各個子混凝土版件281、282、283、284具有一板部分2811、2821、2831、2841及一凸緣2813、2823、2833、2843。凸緣2813、2823、2833、2843形成於子混凝土版件281、282、283、284之面向容置空間200之表面上，即凸緣2813、2823、2833、2843形成於子混凝土版件281、282、283、284之下(內)表面上且向下(內)延伸突出。參圖11A，凸緣2813、2823、2833、2843係大致在子混凝土版件281、282、283、284之周緣延伸且環繞混凝土版件281、282、283、284之板部分2811、2821、2831、2841，且凸緣2813、2823、2833、2843具有可供螺栓通過之通孔2815、2825、2835、2845。當子混凝土版件281、282、283、284相會緊靠設置，子混凝土版件281之通孔2815可大致對準子混凝土版件282之通孔2825，且子混凝土版件282之通孔2825可大致對準子混凝土版件283之通孔2835，且子混凝土版件283之通孔2835可大致對準子混凝土版件284之通孔2845。
圖11B係揭露混凝土版件28之子混凝土版件281與282彼此相互緊靠設置之部分放大示意圖。如圖11B所示，子混凝土版件281之凸緣2813與子混凝土版件282之凸緣2823彼此緊靠，且子混凝土版件281之通孔2815可大致對準子混凝土版件282之通孔2825。螺栓289通過凸緣2813之通孔2815及凸緣2823之通孔2825以將子混凝土版件281之凸緣2813與子混凝土版件282之凸緣2823緊固在一起，如此使得子混凝土版件281與282彼此固定在一起。除了使用螺栓289外，亦可使用其他緊固件，利用通過凸緣2813之通孔2815及凸緣2823之通孔2825之方式或其他方法以將子混凝土版件281之凸緣2813與子混凝土版件282之凸緣2823緊固在一起，使得子混凝土版件281與282彼此固定在一起。
在本揭露的一些實施例中，子混凝土版件282與子混凝土版件283可使用與上述相同或相似之方式固定在一起，子混凝土版件283與子混凝土版件284可使用與上述相同或相似之方式固定在一起。
下文呈現根據本揭露之一些實施例，用於進一步呈現用於櫃體1、2之混凝土材料之特性及優點的例示性實施例之實驗結果。表1呈現實施例E1、E2、E3、E4及C1之實驗條件，表2呈現實施例E1、E2、E3及E4之測試結果。其中「水泥I」及「水泥II」為選自卜特蘭I型水泥、卜特蘭II型水泥、卜特蘭III型水泥、卜特蘭IV型水泥及卜特蘭V型水泥中的兩者，「粒材1」為矽灰，「粒材2」為石英粉或爐石粉，「粒材3」為矽砂，「添加劑1」為減水劑，「添加劑2」為消泡劑，「添加劑3」為膨脹劑。
表1
   水泥I 水泥II 合成纖維 粒材1 粒材2 粒材3 氧化物 添加劑 1 添加劑 2 添加劑3
kg/m 3 kg/m 3 長度(mm) 直徑(mm) kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3
E1 800~900 0 4~20 0.2 30~60 120~ 180 50~300 900~ 1000 0~70 10~20 0~10 0~25
E2 400~500 400~500
E3 400~500 400~500
E4 400~500 400~500
C1 200~400 - - - - - - 600~ 800 - 2~5 - -
C2 350~500 - - - - - - 800~ 1000 - 4~8 - -
將表1所示之實施例的水泥、粒材、氧化物及添加劑依照比例與水拌合，並攪拌數分鐘後，等漿體均勻且成為糊狀時加入合成纖維，接著再攪拌均勻，接著便將漿體灌注至模具中。接著以22℃~24℃的養護溫度與50~95%的濕度進行養護3天，進行拆模，拆模後的成品須28天後進行機械性質的測試，測試結果如表2所示。
表2
   單位重 (kg/m 3) 抗壓強度 (MPa) 極限抗彎強度 (MPa) 初裂抗彎強度 (MPa) 彈性係數 (GPa) 抗拉強度 (MPa) 收縮率 (mm/m) 氯離子擴散係數 (m 2/sec) 導熱係數 (W/m‧K)
E1 2300 120 ≧15 ≧10 ≧35          ＞ 5 ＜ 300 ≦5x10 -13         1.60~1.80
E2 2400 150 ≧20
E3 2500 180 ≧25
E4 2500 160 ≧22
C1 2300 28                   1.90~2.10
C2 2400 40                  
根據表2中所呈現之結果，可明顯看出，相較於一般混凝土，根據本揭露之一些實施例的混凝土材料具有良好的機械性質。本揭露之一些實施例的混凝土材料具有約2300 kg/m 3至約2700 kg/m 3的單位結構重量、大於約120 MPa抗壓強度，及大於約15 MPa的極限抗彎強度。並且，本揭露之一些實施例的混凝土材料具有大於約15 MPa的初裂抗彎強度、大於約35 GPa的彈性係數、及大於約5 MPa的抗拉強度。再者，本揭露之一些實施例的混凝土材料具有小於約300 mm/m的收縮率、小於約5x10 -13m 2/sec的氯離子擴散係數、及約1.6 W/m‧K至約1.8 W/m‧K的導熱係數。
此外，表3呈現根據本揭露之一些實施例的混凝土材料與其他多種材料的重量與抗壓能力的比較。其中，混凝土材料採用表1~2之實施例E3，一般混凝土採用表1~2之實施例C1。
表3
   體積 重量 抗壓強度 (MPa) 高 (cm) 寬 (cm)
混凝土材料 40x40x2 cm 3 8.4 kg         
一般混凝土 40x40x2 cm 3 9.3 kg         
混凝土本體       100 37 32
預應力混凝土       100 70 35
鋼筋混凝土       100 70 60
根據表3中所呈現之結果，可明顯看出，相較於一般混凝土，根據本揭露之一些實施例的混凝土材料的重量較輕，有利於製作較輕的櫃體。並且，相較於預應力混凝土與鋼筋混凝土，根據本揭露之一些實施例的混凝土材料在相同的抗壓強度下具有較小的厚度，因而有利於製作較薄的混凝土版件。
利用本揭露之櫃體1、2可提供一堅固之容置空間100、200以容納或存放儲能設備；尤其，櫃體1、2之框架10、20可進一步加強櫃體1、2整體之強度。
上文已概述若干實施例之特徵，使得熟習技術者可較佳理解本揭露之態樣。熟習技術者應瞭解，其可易於將本揭露用作用於設計或修改其他程序及結構的一基礎以實施相同目的及/或達成本文中所引入之實施例之相同優點。熟習技術者亦應意識到，此等等效構造不應背離本揭露之精神及範疇，且其可對本文作出各種改變、置換及變更。
1:櫃體 2:櫃體 10:框架 11:邊材 12:邊材 13:邊材 14:混凝土版件 15:混凝土版件 16:混凝土版件 17:混凝土版件 18:混凝土版件 19:門 20:框架 24:混凝土版件 25:混凝土版件 26:混凝土版件 27:混凝土版件 28:混凝土版件 100:內部空間 111:片部分 112:片部分 121:片部分 122:片部分 131:片部分 132:片部分 141:板部分 143:凸緣 149:螺栓 151:板部分 153:凸緣 159:螺栓 161:板部分 163:凸緣 171:板部分 173:凸緣 175:凸肋 179:螺栓 181:板部分 183:凸緣 189:螺栓 191:門片 192:門片 200:內部空間 241:子混凝土版件 242:子混凝土版件 243:子混凝土版件 249:螺栓 251:子混凝土版件 252:子混凝土版件 253:子混凝土版件 261:子混凝土版件 262:子混凝土版件 263:子混凝土版件 281:子混凝土版件 282:子混凝土版件 283:子混凝土版件 284:子混凝土版件 289:螺栓 1110:通孔 1111:表面 1120:通孔 1121:表面 1210:通孔 1211:表面 1220:通孔 1221:表面 1310:通孔 1311:表面 1320:通孔 1321:表面 1430:通孔 1530:通孔 1630:通孔 1730:通孔 1750:預埋孔 1830:通孔 1910:門框 1912:混凝土結構 1913:樞接件 1920:門框 1922:混凝土結構 1923:樞接件 2411:板部分 2413:凸緣 2415:通孔 2421:板部分 2423:凸緣 2425:通孔 2431:板部分 2433:凸緣 2435:通孔 2811:板部分 2813:凸緣 2815:通孔 2821:板部分 2823:凸緣 2825:通孔 2831:板部分 2833:凸緣 2835:通孔 2841:板部分 2843:凸緣 2845:通孔
從下列實施方式、連同附圖將更瞭解本揭露的態樣。應注意，根據業界的標準實務，各種特徵件並未按實際比例繪製。事實上，為了清楚說明，各種特徵件的尺寸可任意放大或縮小。
圖1A為本揭露之一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之分解示意圖。
圖1B為本揭露之一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之立體示意圖。
圖1C為本揭露之一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之使用狀態示意圖。
圖2A為本揭露之一實施例之櫃體之框架之邊材之立體示意圖。
圖2B為本揭露之一實施例之櫃體之框架之邊材之剖面示意圖。
圖3為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之立體示意圖。
圖4為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之立體示意圖。
圖5為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之立體示意圖。
圖6為本揭露之一實施例之櫃體之門之正視圖。
圖7A為本揭露之一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之側視示意圖。
圖7B為圖7A之I-I剖面示意圖。
圖7C為圖7B之A部分之放大示意圖。
圖8A為本揭露之一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之俯視示意圖。
圖8B為圖8A之II-II剖面示意圖。
圖8C為圖8B之B部分之放大示意圖。
圖8D為圖8B之C部分之放大示意圖。
圖8E為圖8B之D部分之放大示意圖。
圖9A為本揭露之另一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之分解示意圖。
圖9B為本揭露之另一實施例之用於容納儲能設備之櫃體之立體示意圖。
圖10A為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之立體示意圖。
圖10B為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之部分放大示意圖。
圖11A為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之立體示意圖。
圖11B為本揭露之一實施例之櫃體之混凝土版件之部分放大示意圖。
1:櫃體
10:框架
11:邊材
12:邊材
13:邊材
14:混凝土版件
15:混凝土版件
16:混凝土版件
17:混凝土版件
18:混凝土版件
19:門
191:門片
192:門片

Claims (20)

  1. 一種可用於容納一電池系統之櫃體，其包括：複數個大致沿一方向延伸的第一邊材；複數個大致相對該等第一邊材垂直地延伸的第二邊材；複數個大致相對該等第一邊材垂直地延伸的第三邊材，其中該等第一邊材、該等第二邊材及該等第三邊材係共同形成一大致呈矩體之框架，其中該框架界定一容置空間；複數個混凝土側版，其每一者在背向該容置空間之一表面上形成一凸緣；其中該等混凝土側版之各個之該凸緣緊靠該第一邊材、該第二邊材及該第三邊材以使得該等混凝土側版被該第一邊材、該第二邊材及該第三邊材所圍繞；一混凝土底版，其中該混凝土底版被該等第二邊材所圍繞；一混凝土頂版，其中該混凝土頂版被該第三邊材所圍繞；及一被該等混凝土側版、該混凝土底版與該混凝土頂版所圍繞且經構形以容納該電池系統之空間。
  2. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土側版、該混凝土底版及/或該混凝土頂版包含一超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。
  3. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土側版、該混凝土底版及/或該混凝土頂版包含120kg/m3至250kg/m3之含量的矽灰及30kg/m3至300kg/m3之含量的石英粉或爐石粉。
  4. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土側版、該混凝土底版及/或該混凝土頂版的單位結構重量係為約2300kg/m3至約2700kg/m3，且該混凝土側版、該混凝土底版及/或該混凝土頂版的導熱係數係為約1.6W/m‧K至約1.8W/m‧K。
  5. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土側版、該混凝土底版及/或該混凝土頂版包括30kg/m3至60kg/m3之含量的合成纖維，且具有小於或等於約2.5公分的厚度。
  6. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土側版、該混凝土底版及/或該混凝土頂版包括矽灰、石英粉、爐石粉、合成纖維、或上述的任意組合。
  7. 如請求項1之櫃體，其中該第一邊材、該第二邊材及/或該第三邊材包含一大致呈L字形之剖面結構。
  8. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土側版具有至少二彼此相互緊靠之子版件。
  9. 如請求項8之櫃體，其中該等子版件之各個的一背向該容置空間之表面具有一凸緣，其中該等子版件之該等凸緣係彼此緊靠，且其中一第一緊固件係設置於該等子版件之該等凸緣並經構形以連接該等子版件。
  10. 如請求項1之櫃體，其中該混凝土底版之具有一背向該容置空間之一表面，且該表面具有多個彼此交錯延伸之凸肋。
  11. 如請求項10之櫃體，其中該混凝土底版之該凸肋具有一通孔，其中該通孔經構形以容納用於將該電池系統固定於該容置空間中之一第二緊固件。
  12. 一種儲存櫃體，其包括：複數個混凝土版件，其共同形成一容置空間，且其中該複數個混凝土版件之每一者在背向容置空間之表面上形成一凸緣；及複數個經構形以被連接在一起之邊材，其中該等邊材之各個在該等混凝土版件中之相鄰二者之間延伸，且其中該複數個混凝土版件之各個之該凸緣緊靠該等邊材；其中該容置空間係經構形以容納一電池系統。
  13. 如請求項12之儲存櫃體，其中該邊材包含一L型鋼材。
  14. 如請求項12之儲存櫃體，其中該混凝土版件包含一超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。
  15. 如請求項12之儲存櫃體，其中該混凝土版件之一側邊係與該邊材連接。
  16. 如請求項15之儲存櫃體，其中一緊固件設置於該凸緣及該邊材並經組態以將該混凝土版件固定於該邊材上。
  17. 如請求項12之儲存櫃體，其中該等混凝土版件之各個被該等邊材所圍繞。
  18. 如請求項14之儲存櫃體，進一步包括一門，其樞接至該邊材，其中該門具有該超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。
  19. 一種容納一電池系統之儲存櫃體，其包括：一大致呈矩形體之框架，其中該框架界定一容置空間，及複數個附接至該框架之片狀混凝土結構，其每一者在背向該容置空間之表面上形成一凸緣且該凸緣緊靠該框架之各個邊；其中該片狀混凝土結構包含一超高性能混凝土(ultra-high performance concrete；UHPC)。
  20. 如請求項19之儲存櫃體，其中該片狀混凝土結構具有一通孔，其中該通孔係在形成該片狀混凝土結構之同時形成，且其中一緊固件係通過該通孔並與該框架連接，如此以使得該片狀混凝土結構固定於該框架上。
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