集装箱式的储能系统的制作方法

1.本技术涉及电力技术，尤其涉及一种集装箱式的储能系统。


背景技术：

2.随着社会的发展和人们生活水平的提高，储能系统已经得到较大发展。储能系统为用户提供电能。
3.现有技术中，储能系统包括了多个电池簇、与每一电池簇连接的高压箱、以及控制结构。其中，电池簇、高压箱会设置在一起。
4.在实现本技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于电池簇、高压箱设置在一起，进而若高压箱这个控制部分出现故障，会直接对电池簇造成物理伤害，进而导致整个储能系统发生故障，从而无法正常为用户提供电能。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种集装箱式的储能系统，以解决现有技术中至少存在的由于电池簇、高压箱设置在一起，进而若高压箱这个控制部分出现故障，会直接对电池簇造成物理伤害，进而导致整个储能系统发生故障，从而无法正常为用户提供电能的问题。
6.根据本技术第一方面，提供了一种集装箱式的储能系统，包括：多个电池簇、以及储能控制结构；所述储能控制结构中包括集成高压箱结构、以及控制单元；
7.其中，每一所述电池簇中包括多个串联的电池模块，所述集成高压箱结构中包括与每一所述电池簇对应连接的高压箱；所述集成高压箱结构与所述控制单元连接；
8.与每一所述电池簇对应连接的高压箱，用于接收所述控制单元反馈的用户信息，根据所述用户信息控制电池簇的运行；
9.所述控制单元，用于获取各所述高压箱采集的电池信息以及各所述高压箱的高压箱信息，根据所述电池信息和各所述高压箱信息，控制用户侧设备的运行。
10.在本技术的一个实施例中，所述集成高压箱结构还包括外壳结构；各所述高压箱设置在所述外壳结构中；各所述高压箱在所述外壳结构中以多排形式进行排列。
11.在本技术的一个实施例中，所述集成高压箱结构上设置有第一集成接口；
12.所述第一集成接口中包括与每一所述电池簇对应的第一接口；每一所述电池簇、与每一所述电池簇对应高压箱通过第一接口进行连接。
13.在本技术的一个实施例中，所述集成高压箱结构上设置有第二集成接口；
14.所述第二集成接口中包括多个第二接口；所述控制单元中的子结构通过对应的第二接口与各高压箱连接。
15.在本技术的一个实施例中，所述控制单元，包括：控制柜、至少一个汇流控制单元；
16.所述集成高压箱结构与所述控制柜连接；所述控制柜与每一所述汇流控制单元连接；
17.所述集成高压箱结构中的各高压箱，构成多组高压箱组；每一高压箱组中包括至
少一个高压箱；每一所述汇流控制单元、与汇流控制单元对应的高压箱组，两者对应连接；
18.所述控制柜，用于获取各所述高压箱采集的电池信息以及各所述高压箱的高压箱信息，根据所述电池信息和各所述高压箱信息，控制用户侧设备的运行；
19.每一所述汇流控制单元，用于与汇流控制单元对应的高压箱组下的各电池簇，进行汇流处理，得到电池汇流信息；并根据所述电池汇流信息，为用户侧设备进行供电处理。
20.在本技术的一个实施例中，每一所述汇流控制单元，还用于根据所述电池汇流信息，对与汇流控制单元对应的高压箱组下的各电池簇进行充电处理。
21.在本技术的一个实施例中，每一所述汇流控制单元为储能变流器，所述储能变流器具有汇流柜功能。
22.在本技术的一个实施例中，每一所述汇流控制单元包括相互连接的汇流柜和储能变流器；每一所述汇流控制单元中的汇流柜与所述控制柜连接；每一所述汇流控制单元中的汇流柜、与汇流控制单元对应的高压箱组，两者对应连接。
23.在本技术的一个实施例中，所述集成高压箱结构、所述控制柜、各所述汇流控制单元中的汇流柜，设置在第一仓储结构中；
24.各所述汇流控制单元中的储能变流器，设置在第二仓储结构中。
25.在本技术的一个实施例中，每一所述汇流控制单元通过高压线束与所述集成高压箱结构连接；
26.每一所述汇流控制单元通过低压线束与所述控制柜连接，所述低压线束包括通讯线束和控制线束。
27.本技术提供的一种集装箱式的储能系统，包括多个电池簇、以及储能控制结构；储能控制结构中包括集成高压箱结构、以及控制单元；其中，每一电池簇中包括多个串联的电池模块，集成高压箱结构中包括与每一电池簇对应连接的高压箱；集成高压箱结构与控制单元连接；与每一电池簇对应连接的高压箱，用于接收控制单元反馈的用户信息，根据用户信息控制电池簇的运行；控制单元，用于获取各高压箱采集的电池信息以及各高压箱的高压箱信息，根据电池信息和各高压箱信息，控制用户侧设备的运行。本技术提供的一种集装箱式的储能系统，把原先所有单独放在电池簇中的高压箱拿出，集中放置在集成高压箱结构中，并把集成高压箱结构和控制单元都放置在电气仓中。集成高压箱结构和控制单元距离较近，通讯线束和动力线束可以避免平行走线的同时，通讯线束距离也比较短，因此对通讯线束的干扰小。若高压箱出现故障，由于电池仓和电气仓中间有一道防火墙间隔，短时间内不会对电池簇造成物理伤害。另外，电池簇中空出的位置可以用来放置电池模块，同样尺寸下，增大了电池簇的电池容量。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本技术一示例性实施例示出的常规集装箱式的储能系统的结构示意图；
30.图2为本技术一示例性实施例示出的常规集装箱式的储能系统中常规电池簇结构
示意图；
31.图3为本技术一示例性实施例示出的常规集装箱式的储能系统中多个常规电池簇排列示意图；
32.图4为本技术一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统的结构示意图；
33.图5为本技术一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统中电池簇结构示意图；
34.图6为本技术一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统中多个电池簇排列示意图；
35.图7为本技术另一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统的结构示意图；
36.图8为本技术一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统中集成高压箱结构示意图。
37.附图标记：
38.1：常规电池簇；
39.2：电池模块；
40.3：高压箱；
41.4：电池簇；
42.5：集成高压箱结构。
具体实施方式
43.随着社会的发展和人们生活水平的提高，储能系统已经得到较大发展。储能系统为用户提供电能。目前，储能系统包括了多个电池簇、与每一电池簇连接的高压箱、以及控制结构。其中，电池簇、高压箱会设置在一起。
44.但是，目前这种储能系统至少存在如下问题：由于电池簇、高压箱设置在一起，进而若高压箱这个控制部分出现故障，会直接对电池簇造成物理伤害，进而导致整个储能系统发生故障，从而无法正常为用户提供电能。
45.为了解决上述技术问题，本技术提供的方案中包括一种集装箱式的储能系统，把原先所有单独放在电池簇中的高压箱拿出，集中放置在集成高压箱结构中，并把集成高压箱结构和控制单元都放置在电气仓中。集成高压箱结构和控制单元距离较近，通讯线束和动力线束可以避免平行走线的同时，通讯线束距离也比较短，因此对通讯线束的干扰小。若高压箱出现故障，由于电池仓和电气仓中间有一道防火墙间隔，短时间内不会对电池簇造成物理伤害。另外，电池簇中空出的位置可以用来放置电池模块，同样尺寸下，增大了电池簇的电池容量。
46.图1为本技术一示例性实施例示出的常规集装箱式的储能系统的结构示意图。
47.如图1所示，储能系统包括了多个常规电池簇1、与每一常规电池簇1连接的高压箱3、以及控制结构。其中，与每一常规电池簇1连接的高压箱3设置在每一常规电池簇1内。其中，控制结构包括一个控制柜以及多个汇流控制单元。其中，汇流控制单元可以为具有汇流柜功能的储能变流器(power conversion system，pcs)，或者可以为汇流柜。
48.如图1所示，图1中左半部分为电池仓，右半部分为电气仓。电池仓和电气仓中间有一道防火墙间隔。电池仓中包括多个常规电池簇1以及调节温度的空调，常规电池簇1由多个电池模块2和一个高压箱3构成。电气仓中包括一个控制柜和至少一个pcs或者汇流柜。其
中，常规电池簇1结构示意图如图2所示；多个常规电池簇1排列示意图如图3所示。
49.上述储能系统，高压箱3在常规电池簇1内，但是高压箱3内含电气控制单元，因此电池和电气控制部分没有完全分隔开来。由于常规电池簇1内的高压箱3与控制柜之间有通讯线束连接，高压箱3与pcs/汇流柜之间有动力线束连接，不可避免的动力线束和通讯线束要平行走线，大电流会对通讯产生干扰，而且通讯线束也比较长，也会影响信号传输。另一方面，高压箱3内含有电气控制部分，在极限情况下，电气件可能会发生爆炸，高压箱3上部就是电池模块2，高压箱3内一旦起火，电池模块2不可避免的要起火，会直接对常规电池簇1造成物理伤害，进而导致整个储能系统发生故障，从而无法正常为用户提供电能。
50.图4为本技术一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统的结构示意图。
51.如图4所示，该储能系统包括：
52.多个电池簇4、以及储能控制结构；储能控制结构中包括集成高压箱结构5、以及控制单元。
53.其中，每一电池簇4中包括多个串联的电池模块2，集成高压箱结构5中包括与每一电池簇4对应连接的高压箱3；集成高压箱结构5与控制单元连接。
54.与每一电池簇4对应连接的高压箱3，用于接收控制单元反馈的用户信息，根据用户信息控制电池簇4的运行。
55.控制单元，用于获取各高压箱3采集的电池信息以及各高压箱3的高压箱3信息，根据电池信息和各高压箱3信息，控制用户侧设备的运行。
56.具体的，本实施例提供的集装箱式的储能系统包括多个电池簇4以及储能控制结构，其中储能控制结构中包括集成高压箱结构5、以及控制单元。
57.其中，多个电池簇4并联连接，而每一电池簇4中包括多个串联的电池模块2。电池簇4个数与高压箱3个数相同，且每一电池簇4与每一高压箱3一一对应连接。各高压箱3集成在一起形成集成高压箱结构5。
58.具体的，集成高压箱结构5与控制单元连接。集成高压箱结构5中各高压箱3都与控制单元通过低压线束中的通讯线束和控制线束连接。其中，通讯线束可以包括，can线、以太网线、rs-485线。低压线束中除了通讯线束外的其他线束统称为控制线束。
59.具体的，控制单元可以与用户侧连接，并获取用户侧的用户信息。其中，用户侧比如可以是使用此储能系统供电的集装箱上的照明灯、空调、风扇等。控制单元可以控制用户侧用电设备的使用情况。其中，用户侧的用户信息比如可以包括使用此储能系统供电的集装箱上的照明灯的开关情况，以及亮度情况等。具体的，用户侧的用户信息可以包括使用此储能系统供电的用电设备的所有用电情况信息。具体的，控制单元可以从用户侧获取用户信息，并把用户信息反馈给高压箱3。
60.具体的，高压箱3可以接收控制单元发送来的用户信息，高压箱3可以根据接收的用户信息控制与之相连的电池簇4的运行，其中控制电池簇4的运行包括控制电池簇4的充放电。
61.具体的，每一高压箱3与每一电池簇4可以通过高压线束和低压线束中的通讯线束连接。其中，高压线束可以用于从每一电池簇4到与之对应的高压箱3之间传输电能。其中，低压线束中的通讯线束，可以用于每一电池簇4与与之对应的高压箱3之间传输信息，比如每一电池簇4可以通过通讯线束把这一电池簇4中的电池信息传输给与之对应的高压箱3。
每一高压箱3可以获取每一电池簇4传输过来的电池信息。
62.具体的，各高压箱3可以把采集到的电池信息以及各高压箱3的高压箱3信息通过通讯线束传输给控制单元，控制单元可以获取各高压箱3采集的电池信息以及各高压箱3的高压箱信息。进一步的，控制单元可以根据获取的电池信息和各高压箱3的信息，通过控制各高压箱3的内部接触器或者开关来控制用户侧设备的运行。
63.具体的，图4中左半部分为电池仓，右半部分为电气仓。电池仓和电气仓中间有一道防火墙间隔。电池仓中包括多个电池簇4以及调节温度的空调。电气仓中包括集成高压箱结构5、以及控制单元。其中，电池簇4结构示意图如图5所示；多个电池簇4排列示意图如图6所示。
64.本技术提供的一种集装箱式的储能系统，包括：多个电池簇4、以及储能控制结构；储能控制结构中包括集成高压箱结构5、以及控制单元；其中，每一电池簇4中包括多个串联的电池模块2，集成高压箱结构5中包括与每一电池簇4对应连接的高压箱3；集成高压箱结构5与控制单元连接；与每一电池簇4对应连接的高压箱3，用于接收控制单元反馈的用户信息，根据用户信息控制电池簇4的运行；控制单元，用于获取各高压箱3采集的电池信息以及各高压箱3的高压箱信息，根据电池信息和各高压箱信息，控制用户侧设备的运行。本技术提供的一种集装箱式的储能系统，把各高压箱3从各电池簇4中拿出来并集成为集成高压箱结构5，把集成高压箱结构5与其他储能控制结构放置在一起。集成高压箱结构5和控制单元距离较近，通讯线束和动力线束可以避免平行走线的同时，通讯线束距离也比较短，因此对通讯线束的干扰小。在极限情况下，若高压箱3内含有的电气件发生爆炸，爆炸起火发生在电气仓，短时间内可以避免引起电池着火，给消防救火留出了时间，电池部分也可以被保存下来，继续使用。另外，电池簇4中空出的位置可以用来放置电池模块2，同样尺寸下，增大了电池簇4的电池容量。
65.图7为本技术另一示例性实施例示出的集装箱式的储能系统的结构示意图。
66.如图7所示，该储能系统中，集成高压箱结构5还包括外壳结构；各高压箱3设置在外壳结构中；各高压箱3在外壳结构中以多排形式进行排列。
67.具体的，各高压箱3放置在一起，组成集成高压箱结构5。集成高压箱结构5外部有外壳结构。其中外壳结构比如可以为金属外壳。其中，各高压箱3在外壳结构中可以以多排形式进行排列，各高压箱3的具体的排列方式本实施例不做限定。
68.一个示例中，集成高压箱结构5上设置有第一集成接口；第一集成接口中包括与每一电池簇4对应的第一接口；每一电池簇4、与每一电池簇4对应高压箱3通过第一接口进行连接。
69.其中，第一接口指每一电池簇4与每一电池簇4对应的高压箱3进行连接的接口。第一接口可以不止一个，各第一接口集成在一起组成第一集成接口。
70.集成高压箱结构5上设置有第二集成接口；第二集成接口中包括多个第二接口；控制单元中的子结构通过对应的第二接口与各高压箱3连接。
71.具体的，控制单元可以包括各子结构，集成高压箱3中各高压箱3与控制单元的各子结构通过各第二接口连接。第二集成接口包括多个第二接口，各第二接口集成在一起组成第二集成接口。
72.比如，可以把第一集成接口设置在集成高压箱3一侧，把第二集成接口设置在集成
高压箱3的另一侧。
73.集成高压箱结构5示意图如图8所示。
74.一个示例中，控制单元，包括：控制柜、至少一个汇流控制单元；集成高压箱结构5与控制柜连接；控制柜与每一汇流控制单元连接；集成高压箱结构5中的各高压箱3，构成多组高压箱3组；每一高压箱3组中包括至少一个高压箱3；每一汇流控制单元、与汇流控制单元对应的高压箱3组，两者对应连接。
75.控制柜，用于获取各高压箱3采集的电池信息以及各高压箱3的高压箱3信息，根据电池信息和各高压箱3信息，控制用户侧设备的运行。
76.每一汇流控制单元，用于对汇流控制单元对应的高压箱3组下的各电池簇4，进行汇流处理，得到电池汇流信息；并根据电池汇流信息，为用户侧设备进行供电处理。
77.具体的，控制单元可以包括各子结构，其中各子结构可以包括一个控制柜和至少一个汇流控制单元。
78.其中，集成高压箱结构5与控制柜连接，具体的，集成高压箱结构5中各高压箱3都通过低压线束中的通讯线束和控制线束与控制柜连接，具体的，集成高压箱结构5中各高压箱3与控制柜可以通过集成高压箱结构5上设置的第二集成接口中的各第二接口连接。
79.其中，控制柜与每一汇流控制单元连接，具体的，控制柜通过低压线束中的通讯线束和控制线束分别与各汇流控制单元连接。
80.具体的，每一汇流控制单元汇流哪几路电池簇4的电能是提前设置好的，因此汇流控制单元的数量也是提前设置好的。
81.具体的，集成高压箱结构5中的各高压箱3，构成多组高压箱组；每一高压箱组中包括至少一个高压箱3；每一汇流控制单元、与汇流控制单元对应的高压箱组，两者对应连接。而每一高压箱3都与对应的电池簇4相连。每一汇流柜汇流与其连接的高压箱组所对应连接的电池簇4的电能。
82.具体的，若与每一汇流控制单元连接的高压箱3不止一个，则这些高压箱3可以组成高压箱组。每一汇流控制单元与汇流控制单元对应的高压箱3组，两者对应连接。集成高压箱结构5中的各高压箱3，可以构成多组高压箱组，其中，每一高压箱组中包括至少一个高压箱3。
83.其中，集成高压箱结构5中的各高压箱3可以通过低压线束中的通讯线束采集与之对应连接的各电池簇4传输来的电池信息，可以包括电压、温度信息，各高压箱3也可以采集自身的高压箱信息，可以包括总电压、总电流、电器件状态等信息。各高压箱3可以通过各第二接口，以及低压线束中的通讯线束，把各高压箱3采集的电池信息以及各高压箱3的高压箱信息传输给控制柜。控制柜获取各高压箱3采集的电池信息以及各高压箱3的高压箱信息，并根据这些电池信息以及各高压箱信息，控制用户侧用电设备的运行。
84.具体的，控制柜可以控制所有使用此储能设备供电的用户侧用电设备的运行。
85.比如用户侧设备可以包括空调，控制器可以控制空调的开关以及模式的转换等。
86.具体的，每一汇流控制单元，用于对汇流控制单元对应连接的高压箱组对应连接的电池簇4，进行汇流处理，并得到电池汇流信息。具体的，汇流控制单元与用户侧设备进行连接。每一汇流控制单元根据得到的电池汇流信息为用户侧设备进行供电处理。
87.一个示例中，每一汇流控制单元，还用于根据电池汇流信息，如电压、电流等，对与
汇流控制单元对应的高压箱组下的各电池簇4进行充电处理。
88.具体的，汇流控制单元还可以与电网连接，储能系统可以通过电网给电池充电。具体的，每一汇流控制单元，根据获得的电池汇流信息，对与汇流控制单元对应连接的高压箱3组下的各电池簇4进行充电。
89.一个示例中，每一汇流控制单元为储能变流器，储能变流器具有汇流柜功能。
90.其中，汇流柜，与对应的高压箱3组连接，并对高压箱3组连接的各电池簇4中电能进行汇流，汇流的电能给pcs，通过pcs给用户侧或者电网进行供电或充电。
91.其中，储能变流器(power conversion system，pcs)可控制电池的充电和放电过程，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通过通讯线束接收控制柜发来的控制指令，根据控制指令中功率指令的符号及大小控制pcs对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。
92.进一步的，在一种可实现方式中，每一汇流控制单元可以为储能变流器，储能变流器还具有汇流柜的功能。
93.或者，在另一种可实现方式中，每一汇流控制单元包括相互连接的汇流柜和储能变流器；每一汇流控制单元中的汇流柜与控制柜连接；每一汇流控制单元中的汇流柜、与汇流控制单元对应的高压箱组，两者对应连接。
94.在一种可实现方式中，集成高压箱结构5、控制柜、各汇流控制单元中的汇流柜，设置在第一仓储结构中；各汇流控制单元中的储能变流器，设置在第二仓储结构中。
95.具体的，每一汇流控制单元包括相互连接的汇流柜和储能变流器。其中，每一汇流控制单元中的汇流柜与控制柜连接；每一汇流控制单元中的汇流柜与汇流控制单元对应的高压箱组对应连接。
96.具体的，各汇流控制单元中的pcs不与储能系统放置在一个仓储结构体中，即pcs可以外置。具体的，集成高压箱结构5、控制柜、各汇流控制单元中的汇流柜，可以设置在第一仓储结构中；各汇流控制单元中的储能变流器，可以设置在第二仓储结构中。
97.一个示例中，每一汇流控制单元通过高压线束与集成高压箱结构5连接；每一汇流控制单元通过低压线束与控制柜连接，低压线束包括通讯线束和控制线束。
98.具体的，每一汇流控制单元通过高压线束与集成高压箱结构5中的各对应高压箱3连接。每一汇流控制单元通过低压线束与控制柜连接，其中低压线束包括通讯线束和控制线束。
99.进一步的，集成高压箱结构5中的各高压箱3与对应的各电池簇4通过高压线束和通讯线束连接。集成高压箱结构5中的各高压箱3与控制柜通过通讯线束和控制线束连接。
100.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
101.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。