储能集装箱

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种储能集装箱。

背景技术

储能集装箱是一种高度集成的储能装置，内部放置有多个储能电池模组，并通过少量的接口与外部设备进行连接，具有集成度高、占地面积小以及扩展性好的特点，是储能系统中分布式能源、智能电网、能源互联网发展的重要组成部分。电池模组及配电模块在运行中产生大量的热量，为提高储能集装箱的空间利用率，通常在储能集装箱内排布大量的电池模组，不便于电池模组的安装、维修，并且电池模组的密度较高，热量无法快速排出，导致储能集装箱的散热效率较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种储能集装箱，能够提高储能集装箱的散热效率，便于电池模组的安装、维修。

根据本发明实施例的储能集装箱，包括：

电池架，设置有多个，所述电池架用于安装电池模组；

箱体，所述电池架放置于所述箱体内，沿所述箱体的长度方向设置有多个操作窗，所述操作窗与所述电池架的位置对应；

侧门，与所述箱体连接，所述侧门能够覆盖或露出所述操作窗；

制冷装置，安装于所述箱体的侧部，所述制冷装置用于对所述箱体内的空气进行冷却并排入至所述箱体内。

根据本发明实施例的储能集装箱，至少具有如下有益效果：

本发明实施例中提供的储能集装箱，无需在箱体内设置过道，箱体内部的空间利用率高，操作人员可通过操作侧门，对与操作窗位置对应的电池架上的电池模组进行后期维护，操作较为便捷；并且通过制冷单元可冷却箱体内的空气，制冷装置所冷却的空气能够快速与箱体内的空气热交换，提高了储能集装箱的散热效率。

根据本发明的一些实施例，所述制冷装置安装于所述侧门上。

根据本发明的一些实施例，所述制冷装置包括导风件，所述导风件安装于所述箱体上，所述导风件具有第一开口，所述第一开口位于所述箱体的顶部，所述第一开口用于释放所述制冷单元冷却的空气。

根据本发明的一些实施例，所述导风件还具有第二开口与导风部，所述第二开口位于所述第一开口下方，沿从所述第二开口靠近所述第二开口的方向，所述导风部逐渐远离所述制冷装置。

根据本发明的一些实施例，相邻所述电池架之间具有间隙，所述电池架的侧部设置有散热件，所述散热件与所述制冷装置位置对应。

根据本发明的一些实施例，所述箱体包括主体框架与安装板，所述安装板覆盖于所述主体框架的表面，所述主体框架内填充有保温层。

根据本发明的一些实施例，所述主体框架呈长方体形，所述主体框架由多根横梁、纵梁与立柱拼接而成。

根据本发明的一些实施例，还包括连接件，所述连接件连接相邻的所述电池架。

根据本发明的一些实施例，所述箱体内还设置有灭火装置，所述灭火装置包括感应元件以及多个喷头，所述喷头安装于所述箱体的顶部，所述喷头能够接收所述感应元件的感应信息并喷射气体和/或液体。

根据本发明的一些实施例，所述电池模组、所述制冷装置均连接有线缆，所述箱体内设置用于穿设所述线缆的桥架。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明储能集装箱一个实施例的结构示意图；

图2为图1中储能集装箱一个实施例中的俯视图；

图3为图1中储能集装箱一个实施例中的侧视图；

图4为导风件一个实施例的结构示意图；

图5为电池模组一个实施例的结构示意图；

图6为图1中储能集装箱另一实施例中的侧视图；

图7为图1中储能集装箱一个实施例中的剖视图。

附图标记：

电池架100，安装空间110，连接件120，底座130；

箱体200，操作窗210，安装板220，纵梁230，横梁240，立柱250，保温层260，第一中间梁270，第二中间梁280，加强板290；

侧门300，门板310，扣板320，填充层330；

制冷装置400，导风件410，第一开口411，第二开口412，导风部413；

配电柜500；

散热件600；

桥架700；

喷头800，消防瓶810。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1与图2，本发明的一个实施例中提供了一种储能集装箱，储能集装箱包括电池架100及箱体200，电池架100设置有多个，电池架100放置于箱体200内，每一电池架100内均可安装多个电池模组，以提高电池模组在箱体200内的容纳量；箱体200上具有多个操作窗210，操作窗210与电池架100的位置对应，通过操作窗210可对电池架100上的电池模组进行调试、维修，操作窗210沿箱体200的长度方向间隔排列，便于操作窗210与电池架100之间进行位置匹配，使操作人员通过操作窗210尽量兼顾到每一个电池架100；另外，储能集装箱还包括侧门300，侧门300与箱体200连接，通过操作侧门300可使侧门300覆盖或露出操作窗210(图1为侧门300的关闭状态，图2为侧门300的打开状态)；经过制冷装置400冷却后的空气排入至箱体200内，并与箱体200内的热空气进行热交换，从而降低箱体200内的空气温度。

从而，本发明实施例中提供的储能集装箱，无需在箱体200内设置过道，箱体200内部的空间利用率高，操作人员可通过操作侧门300，对与操作窗210位置对应的电池架100上的电池模组进行后期维护，操作较为便捷；并且通过设置制冷装置400，使制冷装置400所冷却的空气能够快速与箱体200内的空气热交换，提高储能集装箱的散热效率。

需要说明的是，箱体200的长度方向是指，除高度方向外，箱体200较长边所在直线的延伸方向，即图1中的纵向。制冷装置400可选用空调，本发明的一个实施例中，制冷装置400可选用壁挂式空调，制冷装置400包括引风单元与制冷单元(未示出)，引风单元能够快速将箱体200内的空气引入制冷单元内进行冷却，加快冷空气与热空气之间的热交换，引风单元可以是风扇、引风机等，制冷单元可以是压缩机、冷凝器等；侧门300可与箱体200转动连接或者滑动连接，以使侧门200运动时可覆盖或露出操作窗210。

另外，制冷装置400安装于侧门300上，从而制冷装置400能够与电池架100的位置对应，制冷装置400可快速吸收电池架100附近的热空气并进行冷却，箱体100的散热效率高。

另外，电池架100可选用金属构件拼装而成的框架式结构，便于电池模组的安装及散热；每一操作窗210上可覆盖有两扇侧门300，两扇侧门300同时打开或者关闭，或者每一操作窗210上对应有一扇侧门300，转动该侧门300即可实现操作窗210的开闭。多个电池架100可沿箱体200的横向排布有多列，以增加电池在箱体200内的容纳数量，提高箱体200的空间利用率，位于不同列的电池架100上的电池模组，其调试元件可均设置于靠近最外侧一列的电池架100上，便于操作人员通过操作窗210进行维修、调试。

需要说明的是，箱体200的两侧均设置有操作窗210及制冷装置400，使电池模组的调试更为灵活，加强制冷装置400对箱体200内空气的散热作用，操作人员可根据电池架100的实际位置在相应的操作窗210处对电池模组进行检查、维修，提高了电池模组后期维护的便捷度。具体的，在本发明的一个实施例中，沿箱体200的横向，在箱体200内设置有两列电池架100，两列电池架100以及箱体200两侧的操作窗210、制冷装置400均对称设置，两列电池架100分别靠近箱体200两侧的操作窗210，操作人员可分别通过两侧的操作窗210快速对相应列的电池模组进行维护，操作效率高，并且通过制冷装置400与电池架100一一对应式的位置设置，能够有效保证箱体200内部空气的散热效率。可以想到的是，多个电池架100可对应同一操作窗210及制冷装置400，或者每一操作窗210处安装有多个制冷装置400，具体设置可根据箱体200的散热需求、箱体200的储能性能等合理选择。

需要说明的是，箱体200内还设置有配电柜500，配电柜500用于对电能进行分配，以及在箱体200内部电路短路、过载或者漏电时进行断电维护。配电柜500位于相邻的电池架100之间，配电柜500同样与制冷装置400的位置对应，从而配电柜500所产生的热量可通过制冷装置400快速排放至箱体200外。

参照图3，在本发明的一个实施例中，制冷装置400包括导风件410，导风件410安装于制冷装置400的顶部，导风件410具有第一开口411，引风单元可将箱体200内的空气引入制冷单元内，被制冷单元冷却后的空气，在制冷装置400内部的出风元件(如风机等)驱动下，从第一开口411处排入至箱体200内，因第一开口411位于箱体200的顶部，从第一开口411排出的冷空气将逐渐下行，使冷空气能够与箱体200内的热空气进行充分换热，以提高箱体200的散热效率。

参照图4，本发明的其他实施例中，导风件410还具有第二开口412与导风部413，导风件410安装于箱体200上后，第二开口412位于第一开口411的下方，导风部413沿从第二开口412朝向第一开口411的方向，逐渐远离制冷装置400，导风部413用于对进入导风件410的冷空气进行导向；具体的，结合图3，从第一开口411处进入导风件410的冷空气逐渐上行，并在导风部413的导向下，朝向远离制冷装置400的一侧排出，因此从第二开口412处排出的冷空气朝向箱内的中心处流动，并逐渐下行，可使冷空气与箱体200内热空气的快速换热。

参照图3，在本发明的一个实施例中，电池架100内设置有多个安装空间110，安装空间110在竖直方向层叠设置，每一个安装空间110内均安装有电池模组，增大了箱体200对电池模组的容纳量。另外，由于制冷装置400所释放的冷空气从上到下流动，随着冷空气的流动，冷空气能够与每一电池模组附近的热空气进行热交换，从而降低箱体200内不同电池模组的温差，提高储能集装箱的运行效率。需要说明的是，每一安装空间110内可沿水平方向排布多个电池模组，在满足电池模组散热要求的前提下，使电池模组的排布更为紧凑，优化储能集装箱的储能性能。

参照图5，在本发明的一个实施例中，相邻的电池架100之间具有间隙，每一电池模组的端部或者电池架100的侧部均安装有散热件600，散热件600所产生的气流，能够使空气从电池模组的内部穿过，并带走电池模组内部的热量，降低电池模组的整体温差，保证电池模组正常运行。需要说明的是，散热件600可以是风扇、风机等，通过散热件600所产生的气流，一方面可使空气经过电池模组带走热量，另一方面，制冷装置400所产生的冷空气在电池模组的侧部流动，散热件600可将冷空气引入电池模组内，与电池模组内的热空气进行热交换，使电池模组进行快速降温。

从而，本发明中的储能集装箱，散热件600与电池架100、制冷装置400的位置对应，从而制冷装置400、导风件410与散热件600形成完整的散热系统及空气循环回路，以保证箱体200内部的有效散热。具体的，参照图3，制冷装置400吸收箱体200内部的热空气并进行冷却，冷却后的空气经由导风件410，从第二开口412处排入箱体200内；冷空气于电池架100的侧部逐渐下行，并不断与电池架100附近的热空气进行热交换；另外，在散热件600的引流作用下，冷空气进入电池模组内部，以降低电池模组的整体温差，保证电池模组的运行性能；电池模组等部件所产生的热量，将不断上升，并被制冷装置400吸收、冷却。从而通过上述结构的组合作用，使空气在箱体200内不断循环流动，进而提高储能集装箱的散热效率。

在本发明的其他实施例中，储能集装箱还包括换气装置(未示出)，换气装置安装于箱体200上，换气装置能够将箱体200外部的空气引入至箱体200内，或者引入至制冷装置400内；具体的，通过换气装置引入外部空气，一方面可将箱体200内部的原有空气替换为外部的新风，实现箱体200内部空气的净化，另一方面，在箱体200外部温度较低时，引入外部空气能够缓解制冷装置400的工作载荷，从而提高制冷装置400的使用寿命。需要说明的是，换气装置可选用换气扇、引风机等，换气装置能够抽取箱体200内部的热空气并排除至箱体200外，并将外部空气引入箱体200内，实现箱体200内外的换气。另外，在箱体200外部空气温度较低时，换气装置可单独使用；在箱体200外部空气温度较高时，换气装置与制冷装置400可组合使用，以使箱体200进行快速换气，并降低箱体200内部温度。

参照图2与图6，为了使电池架100、配电柜500在箱体200内更为稳定，在本发明的一个实施例中，还设置有连接件120，相邻的电池架100之间、电池架100与配电柜500之间均通过连接件120进行连接，实现电池架100与配电柜500之间的相互锁紧，使多个电池架100、配电柜500形成一个整体，从而提高电池架100、配电柜500在箱体200内的稳定性，便于储能集装箱的运输。

需要说明的是，参照图6与图7，连接件120可沿横向与纵向设置于相邻电池架100之间，以及电池架100与配电柜500之间，从而将电池架100与配电柜500在不同方向锁紧。另外，连接件120可选用钢构件，如槽钢、C型钢等，也可选用由钢构件组装而成的连接架，在一些实施例中，多个钢构件进行组装，使连接件120呈“几”字型，以增大连接件120与电池架100的接触面积，便于电池架100、配电柜500之间的互锁；本实施例中，“几”字型连接件120用于连接纵向排布的两个电池架100，以及电池架100与配电柜500，钢构件形式的连接件120用于连接横向排布的电池架100，箱体200的纵向与储能集装箱的运输方向相同，通过此方式设置的连接件120，在将电池架100、配电柜500组装成一整体的前提下，提高了电池架100在运输过程中的稳定性。

另外，参照图7，箱体200内部还设置有用于固定电池架100的底座130，该底座130沿箱体200的纵向延伸，电池架100的底部固定于底座130上，一方面增加电池架100之间的连接强度，另一方面使箱体200底部的受力更为均匀，避免箱体200变形。

参照图1与图7，在本发明的一个实施例中，箱体200包括主体框架与安装板220，主体框架为箱体200主要的承力结构，安装板220覆盖于主体框架的表面，具体的，安装板220可覆盖于主体框架的端部、顶部及底部，侧门300覆盖于主体框架的侧部，从而为电池模组等部件提供一个相对封闭、稳定的工作环境。安装板220可选用高耐候钢板，使箱体200具有较高的强韧性及抗脆断性能。主体框架可通过多根纵梁230、横梁240与立柱250拼接呈长方体形，立柱250沿竖直方向延伸，横梁240沿箱体200的横向延伸，纵梁230沿箱体200的横向延伸，横梁240、纵梁230与立柱250可通过焊接、螺纹紧固的方式固连，横梁240与立柱250沿纵梁230的延伸方向间隔排布有多个，以保证主体框架的整体结构强度及承重能力，长方体形的主体框架可以提高箱体200的结构强度，减少箱体200的变形及扭曲。需要说明的是，根据箱体200的具体承重要求，横梁240可以选用槽钢、C型钢等，纵梁230可选用H型钢、工字钢、方通、扁通等，立柱250可选用方通、槽钢等型钢。

在本发明的一个实施例中，参照图1，立柱250呈竖直状态设置于两相邻的纵梁230之间，立柱250的两端分别与纵梁230连接，立柱250用于安装侧门300，立柱250上设置有用于与侧门300连接的铰链结构，侧门300与立柱250铰接，侧门300可相对立柱250转动；通过设置立柱250，一方面为侧门300提供安装基础，另一方面连接上下层的纵梁230，保证主体框架的结构强度。需要说明的是，横梁240与立柱250的位置对应，横梁240的端部可直接与立柱250的端部焊接固定，从而上下两层的横梁240与立柱250组合形成矩形框体，以保证主体框架的结构强度，减少扭曲变形。

另外，通过安装板220的对主体框架的覆盖，在横梁240、纵梁230的内部形成封闭的空间，该封闭的空间内填充有保温层260，因箱体200的大部分结构为金属材质，导热系数较大，通过设置保温层260，可使箱体200内部保持一个较为稳定的工作环境，以保证各部件的使用寿命。保温层260可选用岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃等材质。侧门300包括门板310与扣板320，门板310与扣板320之间设置有填充层330，该填充层330起到保温作用，填充层330可选用岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃等材质。

为增加箱体200的强度，在本发明的一个实施例中，主体框架包括第一中间梁270，第一中间梁270沿箱体200的纵向延伸，第一中间梁270位于纵梁230与立柱250的端面之间，以增加纵梁230与立柱250连接的结构强度。另外，位于立柱250上下两端的第一中间梁270与立柱250组合后，其所形成的平面相对于箱体200的外表面箱内凹陷，从而为侧门300提供了安装空间，避免侧门300上的扶手、立柱250上的铰链等结构从箱体200的外表面突出，影响储能集装箱的运输以及堆叠。需要说明的是，第一中间梁270可选用方通、H型钢等构件。

在本发明的一个实施例中，纵梁230采用H型钢梁，H型钢梁的承重量大，抗弯强度高，自重轻，便于吊装运输。纵梁230的腹板外侧与翼缘之间形成安装空间，第二中间梁280与横梁240的端部均插入至该安装空间内，横梁240的端部与纵梁230的腹板焊接固定，第二中间梁280的两侧与纵梁230的翼缘及横梁240的上表面焊接固定；通过设置第二中间梁280，使纵梁230、横梁240的连接更为稳固，并提高了主体框架的结构强度。需要说明的是，为提高箱体200整体的承重性能，本实施例中，位于顶部的纵梁230选用扁通，位于底部的纵梁230选用H型钢梁。

另外，参照图1，主体框架还包括加强板290，加强板290设置于纵梁230的端部，并嵌入至安装空间内，加强板290的上下两端与纵梁230的翼缘相互支撑，从而可提高纵梁230的结构强度，减小纵梁230的扭曲变形。

参照图7，在本发明的一个实施例中，电池模组、制冷装置400、配电柜500等部件都连接有线缆，箱体200内设置有穿设线缆的桥架700，通过桥架700走线，可使箱体200内的走线更为整洁，避免由于走线混乱，而造成短路、甚至火灾。另外，桥架700可设置有多个，制冷装置400所连接的线缆、电池模组所连接的动力线、配电柜500所连接的线缆等可分别穿设于不同的桥架700内；电池架100的顶部还可设置线槽，线槽也可用于穿设电池模组之间连接的二次走线，以便于线缆的整理、分类。桥架700可采用网状结构，以便于线缆的散热，延长线缆的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，箱体200内部还设置有灭火装置，灭火装置包括感应元件以及多个喷头800，感应元件可以为感烟探测器和/或感温探测器，喷头800设置于箱体200的顶部，喷头800能够接收感应元件的感应信息，在箱体200内部的烟雾浓度或温度达到一定范围时，喷头800将喷出液体和/或气体进行灭火。设置于箱体200顶部的喷头800所喷射出的气体和/或液体能够直接向下作用至不同的电池架100，使储能集装箱具有较好的灭火性能。

灭火装置还包括报警器，报警器根据感应元件的感应信息发出报警信号，操作人员可根据报警信号，确认火灾的真实性，并执行相应的灭火措施。箱体200内可设置消防瓶810，消防瓶810与喷头800连接，从而可通过喷头800释放灭火剂，实施灭火。另外，喷头800所喷出的气体可选用FM200(七氟丙烷)，喷头800所喷出的液体可选用水，不同的喷头800可同时喷射气体和液体，以快速灭火。

需要说明的是，灭火装置可同时设置两个检测回路，两个检测回路中分别对箱体200内的烟雾浓度和温度进行检测，一路中的报警器根据感烟探测器的感应信息发出报警信号，提醒工作人员注意并尽快确认火灾；另一路的报警器根据感温探测器的感应信息发出报警信号后，灭火装置进入延时阶段，该延时节段用于疏散人员，并关闭制冷装置400等影响灭火效果的设备，延时过后，喷头800发出气体及液体，实施灭火；可在箱体200外部设置指示面板，以便于操作人员获取灭火状态。上述的报警器报警、探测器检测、延时调节以及喷头800喷射等动作，可通过PLC程序进行设定，以实现灭火装置的自动灭火。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。