一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，包括至少一个储能柜，所述储能柜位于集装箱内，每个所述储能柜设有进风口和出风口，每个所述储能柜内部从所述进风口至所述出风口分成三个区域，依次为：配风区、储能电池区、功率单元区，三个区域之间由格栅或滤网分开，所述配风区直接和所述进风口相连，所述储能电池区和所述功率单元区分为若干层，所述储能电池、所述功率单元之间留有空间供气流通过。本实用新型专利技术减小了高压级联电池储能系统的储能电池和功率单元之间的接线长度，降低了成本和安装工作量，更加有利于安装和运输，且提高了集装箱储能系统的集成度和热管理效率。热管理效率。热管理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统


[0001]本技术属于电池储能系统应用
，具体地，涉及一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统。

技术介绍

[0002]近年来，电池储能的应用发展迅速。电池储能的物理形式有户内型和户外型两种，其中户外型的应用多采用集装箱作为电池和变流器的安装空间和形式。采用集装箱避免了周期长的基建施工，极大地加速了电池储能系统的建设和应用。电池储能系统的热管理是其工程应用的重要环节。热管理一方面应确保各储能电池和功率单元的温度控制在合理范围之内，另一方面应减小各储能电池的温差以确保电池温度分布的一致性。对于集装箱式电池储能系统，其热管理分为风冷和水冷两种。水冷效率高，但设计复杂，技术要求高，且尚不能用于高压储能系统。风冷方案结构简单，适用电压范围广，应用广泛。
[0003]目前，由于储能电池和储能变流器由不同专业厂家生产，且两者工作的发热功率密度不同，适应的温度范围不同，对温度变化的敏感度不同，故常将储能电池和储能变流器分别集中布置在不同的集装箱，或者同一个集装箱但相互隔离的空间，以便于分别进行针对性的热管理设计。
[0004]储能电池和储能变流器之间通过直流电缆连接。对于由多个电池簇和变流器模块组合而成的高压级联型电池储能系统，采用该布置方式时，所需的高压电缆数量多，成本高，接线工作量大，且大量的电缆也增加了导体损耗，减小了高压级联电池储能系统效率高的优势。
[0005]极少数高压级联电池储能系统将储能电池和储能变流器同时但相互间隔地并排竖向布置在同一个集装箱的不同储能柜体中，以达到减小储能电池与变流器模块间连线长度的目的。此时，由于柜体的热隔断作用，储能电池和储能变流器没有热耦合，热管理以柜体为单位独立进行。但该方式下，储能电池和储能变流器的热管理不能统一和协调，热管理效率低。

技术实现思路

[0006]为避免当前高压级联电池储能系统的储能电池和储能变流器采用集装箱分别集中安装时所需高压电缆长，成本高，接线工作量大，安装不便和损耗增加的问题，以及储能电池和储能变流器采用集装箱间隔并排安装时热管理不能统一和协调，热管理效率低的问题，本技术提出一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统。
[0007]为实现上述目的，本技术提供一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，包括至少一个储能柜，所述储能柜位于集装箱内，所述储能柜设有进风口和出风口，所述储能柜内部从所述进风口至所述出风口分成三个区域，依次为：配风区、储能电池区、功率单元区，三个区域之间由格栅或滤网分开，所述配风区直接和所述进风口相连，其中：所述配风区对所述储能柜的进风路径进行配置；所述储能电池区用于放置储能电池；所
述功率单元区用于放置功率单元；所述储能电池区和所述功率单元区分为若干层，所述储能电池、所述功率单元之间留有空间供气流通过。
[0008]可选地，所述储能电池放置在靠近所述进风口的位置，所述功率单元放置在所述出风口位置。
[0009]可选地，所述出风口处设有排风扇。
[0010]可选地，所述系统还包括风道结构，所述风道结构用于保证储能柜内空气流动的均匀性和密封性。
[0011]进一步的，当集装箱未安装空调时，所述风道结构设置如下：
[0012]所述排风扇设置所述功率单元区靠近集装箱箱壁一侧，其对应的出风口由密闭管道直接通往集装箱箱体外侧；所述进风口设置在所述配风区靠近集装箱箱壁一侧，通过所述滤网和集装箱箱体外侧相通，集装箱外的冷空气由所述滤网进入所述配风区。
[0013]所述配风区四周除所述进风口外皆呈密闭状态；所述配风区上部设有用于调节不同部位的风阻率的挡板或格栅，其中：所述格栅在靠近所述进风口处适当调大风阻率，随着远离所述进风口则逐渐减小风阻率，这样就使得空气可以较为均匀地进入储能电池区；所述储能电池区和所述功率单元区则由滤网分开。
[0014]进一步的，若集装箱顶部安装空调，则所述进风口和所述出风口不直接通到集装箱外侧，所述进风口和空调出风口相通，所述出风口和空调的回风口相通。此时，所述风道结构为以下两种设置中一种：
[0015]‑
所述进风口设置在所述储能柜的顶部，直接和空调的出风口相通，空调的回风口设置在集装箱过道顶部，所述出风口设置在所述储能柜底部靠近过道一侧，并在所述出风口处设置风扇，则所述出风口能通过集装箱过道空间与空调回风口相通，从所述储能柜底部的出风口排出的热空气通过集装箱过道由下而上排至空调的回风口；
[0016]‑
空调的出风口设置在集装箱过道顶部，所述进风口设置在所述储能柜底部靠近走道一侧，则空调的出风口通过集装箱过道空间与所述进风口相通；所述出风口设置在所述储能柜顶部，并设置排风扇，直接和空调回风口相通，则空调冷风会沿着过道由上至下沉积并由所述储能柜底部的进风口进入储能柜，然后从所述储能柜顶部出风口排出。
[0017]可选地，所述储能电池区设置用于放置所述储能电池的电池插箱，所述电池插箱由铜排依次串联组成一个电池簇，同一所述储能柜中的电池簇和功率单元由铜排连接。
[0018]采用上述技术方案后，本技术实施例具有如下至少一种有益效果：
[0019]本技术提出的集装箱电池储能系统，将储能电池和功率单元集成在同一储能柜中，其整体结构由进风口、配风区、格栅、储能电池区、功率单元区、排风扇依次组成，为一种储能电池和其相应的功率单元统一管理的电池储能系统，能大大减小储能电池和功率单元之间的接线长度，提高电池储能系统的集成度和热管理效率，有利于安装和运输。
[0020]本技术提出的集装箱电池储能系统，当集装箱不加装空调，储能柜的进风口和出风口皆和集装箱箱体外侧相通，直接利用箱体外的冷空气，并将热量直接排到箱体外侧。这相当于省去了集装箱这一层次的热管理系统，提高了散热效率的同时减小了热管理系统的成本。
[0021]本技术上述系统，当集装箱顶部加装空调，并不改变本技术电池单元和功率单元统一管理的实质内容，亦不改变储能柜的基本结构。
[0022]综上，本技术提出的集装箱电池储能系统，将电池簇和其对应功率器件集成在一个储能柜中，然后对其热管理进行统一规划，可以减小高压级联电池储能系统的储能电池和功率单元之间的接线长度，降低了成本和安装工作量，更加有利于安装和运输，且提高了集装箱储能系统的集成度和热管理效率。
附图说明
[0023]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1为本技术一实施例中适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统的结构示意图；
[0025]图2为本技术一实施例中储能电池和功率单元统一管理的储能系统原理图；
[0026]图中，配风区1、储能电池区2、功率单元区3、进风口4、格栅5、靠近集装箱箱壁一侧6、滤网7、排风管道8、排风扇9、功率单元10、电池簇11。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，包括至少一个储能柜，所述储能柜位于集装箱内，每个所述储能柜设有进风口和出风口，其特征在于：每个所述储能柜内部从所述进风口至所述出风口分成三个区域，依次为：配风区、储能电池区、功率单元区，三个区域之间由格栅或滤网分开，所述配风区直接和所述进风口相连，其中：所述配风区对所述储能柜的进风路径进行配置；所述储能电池区用于放置储能电池；所述功率单元区用于放置功率单元；所述储能电池区和所述功率单元区分为若干层，所述储能电池、所述功率单元之间留有空间供气流通过。2.根据权利要求1所述的适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，其特征在于，所述储能电池放置在靠近所述进风口的位置，所述功率单元放置在所述出风口位置。3.根据权利要求1所述的适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，其特征在于，所述出风口处设有排风扇。4.根据权利要求3所述的适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，其特征在于，还包括风道结构，所述风道结构用于保证储能柜内空气流动的均匀性和密封性。5.根据权利要求4所述的适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，其特征在于，当集装箱未安装空调时，所述风道结构设置如下：所述排风扇设置所述功率单元区靠近集装箱箱壁一侧，其对应的出风口由密闭管道直接通往集装箱箱体外侧；所述进风口设置在所述配风区靠近集装箱箱壁一侧，通过所述滤网和集装箱箱体外侧相通，集装箱外的冷空气由所述滤网进入所述配风区。6.根据权利要求5所述的适用于高压大容量的模块化集装箱电池储能系统，其特征在于，所述配风区四周除所述进风口外皆呈密闭状态；所述配风区上部设有用于调节不同部位的风阻率的挡板或格栅，其中：所述格栅在靠近所述进风口处适当调大风阻率，随着远离所述进风口则逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇琦，陈满，汪志强，彭鹏，雷旗开，凌志斌，李旭光，贾增昂，
申请(专利权)人：南方电网调峰调频发电有限公司，
类型：新型
国别省市：