一种储能系统及其布局方法

技术领域

本发明涉及一种储能系统及其布局方法，属于储能设备技术领域。

背景技术

集装箱储能系统(CESS)是针对移动储能市场的需求开发的集成化储能系统，其内部集成电池柜、电池管理系统(BMS)、监控系统等，并可根据客户需求集成储能变流器和能量管理系统。

参照图5所示，为目前现有的储能系统整体布局形式，从图5中可以看出，在集装箱100的两端分别是双开工作门101和安全出口102，电池架103排布于集装箱内部的两侧，中间具有工作通道104以供工作人员行走，从而能够对储能系统进行检修和维护等操作。

然而，目前的这种布局形式，一旦某一电池架着火，由于中间预留的工作空间形成了火势蔓延条件，容易发生一处着火，引起其他电池发生着火的情况；同时，在处理电池着火时，工作人员需要进入到储能集装箱内部，对工作人员的安全造成很大的威胁；此外，工作人员在储能集装箱内部对电池进行维护或维修时，若出现电池着火也会对人员安全造成威胁。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种储能系统，通过对储能系统进行重新布局，以提高储能系统使用的安全性。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种储能系统的布局方法。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种储能系统，包括：储能箱体，所述储能箱体至少包括储能仓、电池设备仓和控制仓，所述储能仓位于所述电池设备仓和控制仓之间；

所述储能仓内设有多块防火隔离板，所述多块防火隔离板相互拼接并配合所述储能仓的内壁共同将所述储能仓分隔为走线槽和多个储能室，所述走线槽的一端开设有与所述电池设备仓连通的第一走线孔，所述走线槽的另一端开设有与所述控制仓连通的第二走线孔，所述多个储能室均与所述走线槽连通且所述多个储能室相互独立，各所述储能室均具有朝向所述储能仓外侧的开口，所述储能仓的外侧设有至少一个维修仓门，以封堵各所述储能室的开口；其中，所述储能室内放置有电池簇，各所述储能室内的所述电池簇相互串联或相互并联；

所述电池设备仓内设有电流转化元件，所述走线槽内安装有与所述多个储能室相对应的多股导线，所述多股导线的第一端分别与所述电流转化元件电连接，所述多股导线的第二端分别与所述多个储能室内的所述电池簇一一对应连接；

所述控制仓内设有控制柜，所述控制柜与所述多个储能室内的所述电池簇电连接，以控制所述电池簇进行充电或放电。

其中较优地，所述多个储能室均分为两组，第一组储能室位于所述储能仓的第一侧，且第一组中各所述储能室的开口均朝向所述储能仓的第一侧；第二组储能室位于所述储能仓的第二侧，且第二组中各所述储能室的开口均朝向所述储能仓的第二侧，所述走线槽位于所述第一组储能室与所述第二组储能室之间，其中，所述储能仓的第一侧和第二侧为所述储能仓的两相对外侧。

其中较优地，所述走线槽内设有隔板，以将所述走线槽分隔为第一走线槽和第二走线槽，所述第一走线槽与所述第一组储能室连通，所述第二走线槽与所述第二组储能室连通。

其中较优地，所述第一组储能室或所述第二组储能室中，每两个所述储能室为一对，每一对所述储能室均对应一个维修仓门。

其中较优地，所述电池设备仓包括中压仓、第一高压仓和第二高压仓，所述电流转化元件包括变流器、第一变压器和第二变压器；

所述第二高压仓位于所述储能仓的远离所述控制仓的一侧，所述变流器安装于所述第二高压仓内并通过所述多股导线与各所述电池簇电连接，以用于将电流在交流电与直流电之间进行转化；

所述第一高压仓位于所述第二高压仓的远离所述储能仓的一侧，所述第一变压器安装于所述第一高压仓内并与所述变流器电连接，以用于改变交流电的电压；

所述中压仓位于所述第一高压仓的远离所述第二高压仓的一侧，所述第二变压器安装于所述中压仓内并与所述第一变压器电连接，以用于改变交流电的电压。

其中较优地，所述中压仓、所述第一高压仓、所述第二高压仓和所述控制仓的外侧均设有维修仓门。

其中较优地，所述电池簇包括多个串联或并联的蓄电池。

其中较优地，所述储能箱体还包括消防仓，所述消防仓设置于所述控制仓的一侧，所述消防仓内设有消防栓。

一种所述的储能系统的布局方法，包括以下步骤：

将储能箱体分为储能仓、电池设备仓和控制仓，使得所述储能仓位于所述电池设备仓和控制仓之间，所述储能仓的一端与所述电池设备仓连通，所述储能仓的另一端与所述控制仓连通；

将多块防火隔离板设置在储能仓内，使得所述多块防火隔离板相互拼接并配合储能仓的内壁共同将储能仓分隔为走线槽和多个储能室，其中，所述走线槽的一端与所述电池设备仓连通，所述走线槽的另一端与所述控制仓连通，所述多个储能室均与所述走线槽连通且所述多个储能室相互独立，各所述储能室均具有朝向所述储能仓外侧的开口；

将多个电池簇一一对应放置在所述多个储能室内；

将至少一个维修仓门设置于所述储能仓的外侧，以封堵各所述储能室的开口；

将多股导线设置于所述走线仓内，并将所述多股导线的第一端分别与所述电池设备仓内的电流转化元件电连接，将所述多股导线的第二端分别与所述多个储能室内的所述电池簇一一对应连接；

将控制柜设置于控制仓内，并将所述控制柜与所述多个储能室内的所述电池簇电连接。

其中较优地，所述将所述多股导线的第一端分别与所述电池设备仓内的电流转化元件电连接具体包括：

将变流器安装于第二高压仓内，并将所述变流器通过所述多股导线与各所述电池簇电连接；

将第一变压器安装于第一高压仓内，并将所述第一变压器与所述变流器电连接；

将第二变压器安装于中压仓内，并将所述第二变压器与所述第一变压器电连接；

其中，所述电池设备仓包括中压仓、第一高压仓和第二高压仓，所述电流转化元件包括变流器、第一变压器和第二变压器。

本发明具有以下技术效果：

本发明技术方案提供的一种储能系统及其布局方法，通过对储能箱体进行重新布局，使得储能仓采用外开门方式，维护或维修在储能箱体外部进行，由于外部空间更大，相比于内部维护或维修的安全风险低，同时操作更加便利。此外，由于各储能室通过多个防火隔离板隔离成相互独立的封闭小空间，无中间预留工作空间，即使某一个储能室内的电池簇着火后，由于无火势蔓延条件，因此不会波及到其他储能室内的电池簇，极大地提高了储能系统使用的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种储能系统的主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种储能系统的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种储能系统的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种储能系统的布局流程图；

图5为现有技术中储能系统的布局结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

请参照图1和图2所示，为本发明实施例提供的一种储能系统，其包括：储能箱体10，储能箱体10至少包括储能仓1、电池设备仓2和控制仓3，储能仓1位于电池设备仓2和控制仓3之间，储能仓1的一端与电池设备仓2连通，且储能仓1的另一端与控制仓3不连通，从而保证线束及管理外围密封，不能有通气条件，用于防火隔离。其中，储能仓1用于安装电池簇4，以储存或供给电能；电池设备仓2用于安装电流转化元件，以将交流电转化为直流电进行电能储存或将直流电转化成交流电进行电能供给；控制仓3用于安装控制柜5，以控制储能仓1进行充电或放电。

在本实施例中，储能箱体10为集装箱式箱体，该集装箱式箱体整体由上顶板、下底板以及前后左右四块侧板围设成长方体形状的箱体。由此，可节约储能箱体10的空间占用面积，便于放置更多的储能箱体10。此外，该储能箱体10虽为集装箱式结构，但不限定于长方体形状，在其他实施例中，也可以根据需要对储能箱体10的形状进行适应性调整。

在本实施例中，储能仓1内设有多块防火隔离板11，多块防火隔离板11相互拼接并配合储能仓1的内壁共同将储能仓1分隔为走线槽12和多个储能室13。参照图2所示，具体的，防火隔离板11为矩形板材，在储能仓1的A侧和B侧各设置9块防火隔离板，从而将储能仓1分隔为一个走线槽12和八个储能室13，八个储能室13均分为两组，每一组包括四个储能室13，第一组储能室13位于储能仓1的第一侧(即图2中的A侧)，第二组储能室13位于储能仓1的第二侧(即图2中的B侧)，走线槽12则位于A侧的四个储能室13与B侧的四个储能室13之间，走线槽12的一端与电池设备仓2连通，走线槽12的另一端与控制仓3连通，走线槽12的本身空间不大，仅用于走线，以实现储能室13与电池设备仓2和控制仓3的连通，优选的，走线槽12的宽度为30cm。能够理解的是，本实施例中，防火隔离板11的数量和布置形状仅为其中一种实施方式，在其他实施例中，可以根据需要进行适应性调整，以形成不同数量和布局的走线槽12和储能室13。

本实施例中，每一个储能室13均由三块防火隔离板11配合储能仓1的顶壁和底壁形成，同时任意两个相邻的储能室13共用一块防火隔离板11，从而使得多个储能室13相互独立且每一个储能室13均具有朝向储能仓1外侧的开口，其中，储能仓1的第一侧和第二侧为储能仓1的两相对外侧(即图2中储能仓1的A侧和B侧)。需要理解的是，储能仓1的外侧指的是：在图2中，与各储能室13相对应且背离走线槽12的一侧；同时，在其他实施例中，根据储能室13与走线槽12布局的不同，该储能仓1的外侧会适应性改变。

具体而言，位于A侧的四个储能室13的开口朝向A侧，位于B侧的四个储能室13的开口朝向B侧，同时，在储能仓1的A侧和B侧均设有至少一个维修仓门6，以封堵各储能室13的开口。储能室13内放置有电池簇4，电池簇4包括多个串联或并联的蓄电池，且各储能室13内的电池簇4相互串联或相互并联，当需要对电池簇4进行维修时，则仅需要从外侧(即储能仓1的A侧或B侧)打开维修仓门6即可从外侧进行维修操作，避免了维修人员进入储能箱体10内部，提高了维修的安全性。此外，由于各储能室13相互独立，同时，A侧的四个储能室13与B侧的四个储能室13之间仅具有一个两端开口的狭窄走线槽12，从而形成各自封闭的小空间，即使其中一个电池簇4着火，由于没有火势蔓延条件，因此不会波及到其他储能室13内的电池簇4，极大地提高了储能系统使用的安全性。

此外，在上述实施例中，走线槽12与各储能室13连通，具体的，可通过在各储能室13的设定位置开设走线孔，使得走线孔与走线槽12连通，同时，可对走线槽12内的导线进行整合，利用高压自动连接器实现高压回路连接，并利用低压自动连接器实现低压回路连接，以提高走线的便利性。

在一实施例中，走线槽12内设有隔板14，以将走线槽12分隔为第一走线槽121和第二走线槽122，第一走线槽121与第一组储能室13连通，第二走线槽122与第二组储能室13连通。由此，通过该隔板14将走线槽12分隔为相互独立的两部分，每一部分均可单独走线，从而能够避免将第一组储能室13的导线与第二组储能室13的导线装反的情况，同时能够减少导线之间的电磁干扰，有利于电流的传输。

在一实施例中，第一组储能室13或第二组储能室13中，每两个储能室13为一对，每一对储能室13均对应一个维修仓门6。具体的，在本实施例中，由于每一组储能室13均具有四个储能室13，因此，每一组储能室13可分为两对，从而使得每一组储能室13均对应两个维修仓门6，即在储能仓1的A侧和B侧各设置两个维修仓门6。其中，每一个维修仓门6均为双开门式结构，包括两个门板，每一个门板对应一个储能室13，从而可根据需要打开对应的门板，以对储能室13内的电池簇4进行维修。

参照图1和图2所示，在本实施例中，电池设备仓2包括中压仓21、第一高压仓22和第二高压仓23，电流转化元件包括变流器7(即：PCS，ProcessControlSystem，过程控制系统)、第一变压器8和第二变压器9。其中，第二高压仓23位于储能仓1的远离控制仓3的一侧，变流器7安装于第二高压仓23内并通过多股导线71与各电池簇4电连接，以用于将电流在交流电与直流电之间进行转化；第一高压仓22位于第二高压仓23的远离储能仓1的一侧，第一变压器8安装于第一高压仓22内并与变流器7电连接，以用于改变交流电的电压；中压仓21位于第一高压仓22的远离第二高压仓23的一侧，第二变压器9安装于中压仓21内并与第一变压器8电连接，以用于改变交流电的电压。

具体应用时，电能储存过程如下：当需要储存电能时，将第一高压仓22内的第一变压器8直接与高压电网连接，以从高压电网处取得高压交流电(例如：10KV交流电)，然后，高压交流电通过第一变压器8进行降压，形成低压交流电(例如：600V交流电)，由于对蓄电池进行储能时需要采用直流电进行充能，因此，将低压交流电与第二高压仓23内的变流器7连接，从而利用变流器7将低压交流电变为低压直流电(例如：600V交流电变为600V直流电)，从而利用低压直流电对各电池簇4进行电能储存。

电能供给过程如下：当需要供给电能时，将中压仓21内的第二变压器9与用电设备(例如：空调、电灯等)连接，从各电池簇4供给的低压直流电(例如：600V直流电)与第二高压仓23内的变流器7连接，从而利用变流器7将低压直流电变为低压交流电(例如：600V直流电变为600V交流电)，然后，低压交流电通过第一变压器8进行升压，形成高压交流电(例如：600V交流电变为10KV交流电)，再然后，高压交流电经过第二变压器9进行降压，形成与用电设备相匹配的低压交流电(例如：将10KV交流电变为220V交流电)，此时，低压交流电可供给给用电设备使用，以实现电能的供给。

能够理解的是，在电能储存和电能供给的过程中，通过控制仓3内的控制柜与多个储能室13内的电池簇4电连接，以控制电池簇4进行充电或放电，具体控制过程为现有技术，在此不再赘述。

在一实施例中，中压仓21、第一高压仓22、第二高压仓23和控制仓3的外侧均设有维修仓门6。由此，可从外侧对中压仓21、第一高压仓22、第二高压仓23和控制仓3内的部件进行维修或维护，提高了维修或维护的便利性。

在一实施例中，参照图3所示，储能箱体10还包括消防仓20，消防仓20设置于控制仓3的一侧，消防仓20内设有消防栓201。由此，当发生火灾时，利用该消防栓201能够第一时间将火熄灭，以避免造成更大的损失。

参照图4所示，本发明实施例还提供一种储能系统的布局方法，具体包括以下步骤：

S10、将储能箱体10分为储能仓1、电池设备仓2和控制仓3。

具体的，根据需要安装的电池簇4的数量，将储能箱体10分为储能仓1、电池设备仓2和控制仓3，使得储能仓1位于电池设备仓2和控制仓3之间，储能仓1的一端与电池设备仓2连通，储能仓1的另一端与控制仓3连通。

S20、将多块防火隔离板11设置在储能仓1内，使得多块防火隔离板11相互拼接并配合储能仓1的内壁共同将储能仓1分隔为走线槽12和多个储能室13。

具体的，在储能仓1的A侧和B侧各设置9块防火隔离板11，从而将储能仓1分隔为一个走线槽12和八个储能室13，八个储能室13均分为两组，每一组包括四个储能室13，第一组储能室13位于储能仓1的第一侧(即图2中的A侧)，第二组储能室13位于储能仓1的第二侧(即图2中的B侧)，走线槽12则位于A侧的四个储能室13与B侧的四个储能室13之间，走线槽12的一端与电池设备仓2连通，走线槽12的另一端与控制仓3连通。

S30、将多个电池簇4一一对应放置在多个储能室13内。

具体的，将多个蓄电池相互串联或相互并联后形成电池簇4，将八个电池簇4分别放置于八个储能室13内，并使得各电池簇4相互串联或相互并联。

S40、将至少一个维修仓门设置于储能仓的外侧，以封堵各储能室的开口。

具体的，将同一侧(即A侧或B侧)的四个储能室13两两组对，每一对储能室13均对应一个维修仓门6，即在储能仓1的A侧或B侧各安装两个维修仓门，从而封堵各储能室13的开口。

S50、将多股导线71设置于走线仓2内，并将多股导线71的第一端分别与电池设备仓2内的电流转化元件电连接，将多股导线71的第二端分别与多个储能室13内的电池簇4一一对应连接。

具体的，将变流器7安装于第二高压仓23内，并将变流器7通过多股导线71与各电池簇4电连接；将第一变压器8安装于第一高压仓22内，并将第一变压器8与变流器7电连接；将第二变压器9安装于中压仓21内，并将第二变压器9与第一变压器8电连接。

S60、将控制柜5设置于控制仓3内，并将控制柜5与多个储能室13内的电池簇4电连接。

具体的，通过电缆将控制柜5与多个储能室13内的电池簇4电连接，以利用该控制柜5控制电池簇4进行充电或放电。

综上所述，本发明实施例提供的一种储能系统及其布局方法，通过对储能箱体10进行重新布局，使得储能仓1采用外开门方式，维护或维修在储能箱体10外部进行，由于外部空间更大，相比于内部维护或维修的安全风险低，同时操作更加便利。此外，由于各储能室13通过防火隔离板11隔离成相互独立的封闭小空间，无中间预留工作空间，即使某一个储能室13内的电池簇4着火后，由于无火势蔓延条件，因此不会波及到其他储能室13内的电池簇4，极大地提高了储能系统使用的安全性。需要理解的是，本发明实施例中去掉中间通道的设计，可以消除火灾漫延条件，消除人员困入死亡现象；可以减少空间占用面积，增加电池系统布置总量；两侧开仓门利于设备安装，维护；采用分立隔离仓体，可以把事故损失控制在最小范围内；所有布线在电池模块组装前完成，利于整体安装；所有电池模块完全相同，利于工业化生产、成本控制、互换维护，保障系统使用效率；电池设备仓采用开放结构，利于通风散热；储能仓采用完全封闭的仓体结构，利于防腐、防湿、保障电池系统安全；温度控制方式，空调冷却、陶瓷加热器加热，利于系统维护和人员安全。

上面对本发明进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。