模块式储能变流器的安装结构

技术领域

本发明涉及储能变流器领域，特别涉及一种模块式储能变流器的安装结构。

背景技术

储能变流器（PCS）是一种可控制蓄电池的充电和放电过程的充放电设备，其能够进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS主要由DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。然而，现有技术中的储能变流器内部的功率部分安装十分散乱，储能变流器内部的各器件的安装十分分散，而模块化的功率单元虽然能够改变这一现状，但是模块化的功率单元的设置会占用较大的空间，同时内部的线路十分混乱，不利于产品的安装和维护，造成后期的安装和维护需要耗费较多的人力、财力和物力；同时，现有技术中的模块化功率单元在工作时会散发大量的热量，尤其是电感部分，发热现象尤为严重，现有技术中一般是采取风冷的散热方式，电感的一侧面向风道，通过冷风带走电感一侧的热量，这样的散热性能极其有限，散热效果不佳。

发明内容

本发明提出了一种模块式储能变流器的安装结构，解决了现有技术中存在的储能变流器内部功率器件布局混乱，安装和后期维护较为困难的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种模块式储能变流器的安装结构，其包括：壳体，其包括基壳、盖板以及相对设置的两个端板，所述基壳、盖板和端板拼合固定形成所述壳体，所述盖板和至少一个所述壳体为可拆卸安装；第一托盘，可拆卸地横架在所述壳体内部，所述第一托盘与所述基壳可拆卸安装，所述第一托盘上侧用于安装功率模块、控制模块和采样模块，所述第一托盘下方为散热风道，所述散热风道中设有：散热器、电感模块、滤波模块以及电源模块，所述散热器、电感模块和滤波模块在散热风道中冷风流向方向上依次设置，所述散热器包括若干个以垂直于冷风流向的方向进行间隔排布的竖直的翅片，所述滤波模块固定在所述散热风道的底部；第二托盘，第二托盘可拆卸地安装在所述基壳上，且所述第二托盘设于所述滤波模块的上方，所述电源模块安装在所述第二托盘上。

进一步地，所述散热风道的底部设有用于支撑固定所述散热器的第一支架、支撑固定所述电感模块的第二支架。

进一步地，所述第一支架包括面向所述冷风的导流板，所述导流板自下而上且朝向所述冷风流向方向倾斜设置。

进一步地，所述第二支架包括：安装所述电感模块的支撑板，所述支撑板上开设有与所述电感模块相对的开口；设于所述支撑板下方的支撑脚，所述支撑脚设有供散热风道中的冷风流经的流道。

进一步地，所述第一托盘和第二托盘设有折边，所述折边与所述基壳相贴合，所述折边上开设有第一安装孔，所述基壳上设有与所述第一安装孔相对应的第二安装孔，通过螺钉穿过所述第一安装孔和第二安装孔将第一托盘、第二托盘固定在所述基壳上。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种模块式储能变流器的安装结构，在壳体上设置了可拆卸的端盖和上盖，并在壳体的内部设置了第一托盘将壳体内部进行分层，并在第一托盘上安装了功率模块、控制模块和采样模块，且第一托盘下方为散热风道，散热风道中设有散热器、电感模块、滤波模块以及电源模块，这样使得整个结构的布局更加清晰简洁，且通过端板和盖板能够很快的对壳体进行拆卸，方便了后期的维护。

附图说明

图1为本发明中模块式储能变流器的立体结构示意图。

图2为本发明中模块式储能变流器的爆炸结构示意图。

图3为本发明中第一支架的结构示意图。

图4为本发明中第二支架的结构示意图。

其中，本申请中的主要附图标记包括：

1、壳体；11、基壳；12、端板；13、盖板；2、功率模块；3、控制模块和采样模块；5、电感模块；6、滤波模块；7、电源模块；8、散热器；9、第一托盘；10、第二托盘；81、第一支架；811、导流板；51、第二支架；511、支撑板；512、支撑脚；513、流道；514、开口。

具体实施方式

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种模块式储能变流器的安装结构，如图1、2所示，该安装结构主要包括壳体1和安装在壳体1内部的各个模块，其中安装在壳体1内部的各个模块包括有功率模块2、控制模块、采样模块、电感模块5、滤波模块6以及电源模块7等。

其中，本申请中的壳体1主要包括基壳11、端板12和盖板13，基壳11为一个进行了两次弯折的钣金件，形成横截面为U形的立体结构，在基壳11的两个端部各设置有一个端板12，端板12与基壳11之间通过卡扣结构和/或螺栓连接的方式可拆卸地固定在一起；基壳11和端板12固定好之后形成上方开口514的构造，盖板13又可拆卸的固定在开口514上，从而将整个壳体1封闭。

在壳体1的内部，本申请进行了分层设计，具体在壳体1的内部水平地架设了第一托盘9，第一托盘9的设置将壳体1内部分隔成了两个相对独立的空间，其中第一托盘9的上方是用于安装功率模块2、控制模块和采样模块3的腔室，第一托盘9的下方则为散热风道，散热风道中引入冷风对壳体1内部的主要发热器件进行散热。

本申请中更进一步将功率模块2设置为一个整体构造，将功率模块2的各器件集成设置在一个PCB板上；其中功率模块2的主要器件包括有IGBT，IGBT的背部贴合设置有散热器8，为了更好的实现散热，需要将散热器8放置于散热风道中，第一托盘9上则开设有散热器8的让位口，便于散热器8能够从该让位口伸入到散热风道当中，而设置了让位口，还极大的方便了功率模块2的安装，只需要将散热器8穿过第一托盘9即可确定功率模块2在第一托盘9上的安装位置，提升了整体的组装效率；而控制模块和采样模块3集成设置在同一个PCB板上，将控制模块和采样模块3直接安装在第一托盘9上位于功率模块2旁边即可。

散热风道主要包括有风机，在两个端板12上设置了通风孔，风机安装在散热风道的内部靠近其中一个端板12，开启风机后，使得散热风道中形成稳定的气流。

第一托盘9下方的散热风道中主要安装设置有发热较为严重的器件，对整个储能变流器中的主要发热结构进行快速散热，而安装在散热风道中的主要部件有上述散热器8，电感模块5、滤波模块6以及电源模块7；其中，根据散热风道中的冷风流动方向，我们对上述各结构进行了更为合理的布局和排序，在冷风流动方向上，依次设置了散热器8、电感模块5和滤波模块6，这样的设计充分考虑了不同器件的发热程度，根据各器件需要散热的优先级进行了合理排布，使得冷风的冷量得到了最佳的利用，保障了整体的散热效率。

而由于电感器和散热器8的上下高度要高出滤波模块6和电源模块7一截，为了更加节约内部空间和缩小外部尺寸，本申请将滤波模块6和电源模块7进行了上下布局，即将电源模块7设置在滤波模块6的上方，这种形式的布局使得整个结构的层次更加清晰，排布有序，避免线路杂乱，同时又充分的利用了壳体1的内部空间，使得整体的结构和布局实现了功能上的优化和结构上精细化。

本申请通过在壳体上设置了可拆卸的端盖和上盖，并在壳体的内部设置了第一托盘将壳体内部进行分层，并在第一托盘上安装了功率模块、控制模块和采样模块，且第一托盘下方为散热风道，散热风道中设有散热器、电感模块、滤波模块以及电源模块，这样使得整个结构的布局更加清晰简洁，且通过端板和盖板能够很快的对壳体进行拆卸，方便了后期的维护。

进一步地，由于散热风道的高度上需要的得到保证，但各部件的高度不能得到统一，因此本申请中需要本申请中还在散热器8的下方设置了第一支架81用于支撑固定散热器8，在电感模块5的下方设置了第二支架51用于固定电感模块5。

如图3所示，第一支架81也设置为两次弯折的钣金件，第一支架81的横截面设置为倒U形，第一支架81面向冷风的一侧为导流板811，且导流板811为倾斜设置，其倾斜方向为自下而上朝向冷风流向方向，这样设置能够便于引导冷风吹过散热器8。

且散热器8包括若干个以垂直于冷风流向的方向进行间隔排布的竖直的翅片，将散热器8设置在最靠近冷风来向的位置上，使得这些翅片不但能够起到散热的作用，还能够使经过其的冷风的更加均匀，对后续结构和部件的散热更加全面。

如图4所示，第二支架51为一个框架结构，其包括安装电感模块5的支撑板511和支撑脚512，支撑板511是矩形板体，而支撑脚512是设置在支撑板511下方边缘的条形板，支撑脚512设于支撑板511的下方将电感模块5垫高，且支撑板511上开设有与电感模块5相对的开口514，支撑脚512设有供散热风道中的冷风流经的流道513，这样能够使冷风从电感模块5的各个表面都接触，对电感模块5进行全方位的散热。

其中，滤波模块6是直接固定在散热风道（具体是基壳11）的底部；而电源模块7是通过第二托盘10固定在壳体1内部的，将第二托盘10设于滤波模块6的上方，然后将电源模块7安装在第二托盘10上即可。

需要补充说明的是，第一托盘9和第二托盘10与壳体1的安装方式均为可拆卸安装，在本实施例中采用螺钉固定的方式进行转配，具体在第一托盘9和第二托盘10上设有折边，折边与基壳11的侧部相贴合，折边上开设有第一安装孔，基壳11上设有与第一安装孔相对应的第二安装孔，通过螺钉穿过第一安装孔和第二安装孔将第一托盘9、第二托盘10固定在基壳11上；为保证整体的稳固性，还可以采用同样的方式将第一、第二托盘10和端板12进行固定。

具体地，将电源模块7通过第二托盘10与其中一个端板12相固定在一起，由于电源模块7的故障率相对较高，当电源模块7发生故障的时候，可以取下与其固定的端板12，然后将第二托盘10快速拆取，这样便可以快速的将电源模块7进行拆装，极大的提升了变流器的维修效率。

在此设计下，整个变流器的安装和拆取极为方便，其安装步骤为：将第一支架81、第二支架51安装固定在基壳11的底部，再将散热器8和电感模块5固定在相应的支架上，然后将滤波模块6安装固定在基壳11的底部，再将第二托盘10固定在基壳11上安装电源模块7，然后将第二托盘10固定在基壳11上，第二托盘10上预留有电感线的过孔，第二托盘10上再依次安装功率模块2、控制模块和采样模块3，电感线和主功率板和采样板连起来，最后盖上端板12和盖板13，将第一、第二托盘10与端板12固定即可。本结构通过集成化方式将控制板集成到采样板内部，取消整机多余零散的PCB板，减少线缆数量，方便了变流器的安装装配，将内部进行了合理布局，使得内部结构更加紧凑，整个变流器的体积得到减小，散热性能得到提升。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。