一种电力储能户外柜及电力储能系统的制作方法

1.本发明涉及储能柜系统散热技术领域，具体为一种电力储能户外柜及电力储能系统。


背景技术：

2.目前电力储能多采用20尺或40尺的标准集装箱储能系统，集装箱内集成电池簇、热管理空调、pcs、消防等设备。单台集装箱储能系统占地面积大，且单位面积能量密度低，不利于狭小位置或土地资源紧张的区域的运用。
3.另外，对于不同电量的需要，需要重新设计开发集装箱储能系统，开发周期长。同时电池系统采用风冷进行热管理，风冷散热效率低，不同位置电池温差大，影响电池一致性。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明公开了一种液冷储能户外柜，以解决上述背景技术中提出的单台储能系统单位能量密度低、风冷散热效率低、柜体内部电池温度存在差异的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.第一方面，本发明提供一种电力储能户外柜，包括柜体，所述柜体内依次安装有液冷机组和电池箱；所述液冷机组包括设置在柜体顶部的液冷机、与液冷机出口连接的分流管路和与液冷机入口连接的汇流管路；所述分流管路和所述汇流管路分别设置在所述电池箱的两侧；所述分流管路上设置有若干个分流接口，所述汇流管路设置有若干个汇流接口，每个所述电池箱分别与一个分流接口和一个汇流接口连接；所述液冷机经液冷机出口输出冷却液，所述冷却液流经所述分流管路时，分别通过所述若干个分流接口流入每个所述电池箱的底板后，从电池箱的底板另一端的汇流接口流出，汇入汇流管路，最后经液冷机入口流回液冷机。
7.进一步的，所述电池箱包括电池箱底板；所述电池箱底板为中空结构，两端分别设置两个接口，所述两个接口分别与所述分流接口和所述汇流接口连通。
8.进一步的，所述电力储能户外柜还包括ptc加热器，所述ptc加热器连接在所述液冷机出口和所述分流管路之间。
9.进一步的，所述电力储能户外柜结构还包括高压箱，所述高压箱设置在所述机柜内的最底层。
10.进一步的，所述柜体包括柜门，所述柜门以及与柜门相对的柜体一侧各设置通风格栅。
11.进一步的，所述通风格栅设置在靠近所述液冷机组的位置。
12.进一步的，所述箱体内侧设有保温层。
13.进一步的，所述柜门内侧布置有相互连接的消防检测模块和灭火模块。
14.进一步的，所述灭火模块为若干个，且依次串联。
15.第二方面，本发明提供一种电力储能系统，包括若干个电力储能户外柜。
16.本发明公开了电力储能户外柜及电力储能系统，其具备的有益效果如下：
17.单台电力储能户外柜采用液冷方式降温，热管理方式更加高效，温升温差易可控，所以对于电池包里的温度一致性有着比较显著的改善。
18.另外，电力储能户外柜为标准化模块设计，根据实际需要将多个电力储能户外柜组成电力储能系统，相对现有技术的集装箱设计，减少了风道和维护通道，单位面积的能量密度提升90％左右，提高了电力储能户外柜的能量密度。
19.针对客户不同电量和空间的需求，可以将电力储能户外柜随意组合，设计从小到大、从简单到复杂的储能系统，避免重复开发，提升开发效率。
附图说明
20.图1为本发明的电力储能户外柜的整体结构示意图；
21.图2为本发明的电力储能户外柜的内部结构示意图；
22.图3为本发明的电池箱和液冷机组示意图；
23.图4和图5为本发明的局部结构示意图；
24.图6为本发明的电力储能户外柜的几种排列组合示意图。
25.图中：1、柜体；2、底座；3、电池箱；4、液冷机组；5、高压箱；6、消防检测模块；7、灭火模块；8、通风格栅；9、门锁；301、高压连接线束；302、通信线束；304、电池箱底板；401、分流管路；402、汇流管路；403、ptc加热器；404、液冷机；4011、分流接口；4021、汇流接口。
具体实施方式
26.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
27.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
28.本发明的电力储能户外柜，如图1至图4所示，包括柜体1，柜体1内沿竖直向下依次设置液冷机组4和电池箱3。液冷机组4包括设置在柜体1顶部的液冷机404、与液冷机404出口连接的分流管路401和与液冷机404入口连接的汇流管路402。分流管路401和汇流管路402设置在电池箱3的两侧。分流管路401设置有若干个分流接口4011，汇流管路402设置有若干个汇流接口4021，每个电池箱3分别与一个分流接口4011和一个汇流接口4021连接。
29.上述电力储能户外柜结构，采用液冷机404为电池箱3提供冷却液及冷却液循环动力，冷却液流经分流管路401时，分别通过若干个分流接口4011流经每个电池箱3的底板后，从汇流接口4021汇入汇流管路402，最后经液冷机入口流回液冷机404。单台电力储能户外柜采用液冷方式降温，每个电池箱3相当于是并连结构，并联在分流管路401与汇流管路402
之间，形成若干个并联回路，且分流管路401与汇流管路402对称竖直分布。电池箱3之间的温差小且可控，热管理方式更加高效，相对于现有技术来说，电池箱的温度一致性有着比较显著的改善。
30.进一步的，在本技术的优选实施方式中，电池箱3包括电池包303和电池箱底板304。电池包303置于电池箱3内部，不是本发明的重点，图中未示出。电池箱底板304为中空结构，两端分别设置两个接口，两个接口分别与分流接口4011和汇流接口4021连通。冷却液依次从分流接口4011、电池箱底板的一个接口流入电池箱底板，充满冷却液的电池箱底板给置于电池箱底板上的电池包降温。冷却液再经电池箱底板的另一个接口排出，完成对电池包的冷却。电池箱3背部通过斜卡装置与柜体1固定，前面通过螺钉与柜体1的内部框架固定。
31.优选的，电力储能户外柜还包括ptc加热器403，ptc加热器403连接在液冷机404的出口和分流管路401之间。电力储能户外柜在温度较低的地区使用时，电池箱中的电池包可能会因为环境温度过低而工作异常。这种情况下，再对电池箱进行降温处理就不合适了，而是要进行升温操作，保证电池包正常工作。冷却液先经过ptc加热器403进行加热到适合电池包工作的温度，在经过分流管路401分流给每个电池箱，对电池箱中的电池包进行加热。最后通过汇流管路402流回液冷机。
32.本发明的电力储能户外柜同时兼备电池冷却和加热的功能，保证储能柜适应不同地区的环境要求。
33.ptc加热器403的有益效果为：ptc加热器403为电池箱提供热源，保证电池箱在低温环境下正常工作。
34.进一步的，在本技术的优选实施方式中，电力储能户外柜结构还包括高压箱5，高压箱5设置在机柜1内的最底层。液冷机组4、电池箱3、高压箱5采用垂直一体化的布置形式。高压箱5的作用是：采集电池的电压、电流等系统参数；计算电池的荷电状态(soc)、电池健康状态(soh)并进行实时估算和自动校准；检测电池异常并报警，启动电池保护装置；检测电池的温度，当温度超过阈值时，开启热管理系统，进行电池散热或者加热。
35.进一步的，在本技术的优选实施方式中，柜体1的底部设置有底座2，用于放置柜体1。
36.本发明的柜体1分为内部框架结构和外壳，内部框架结构起固定和承重作用。柜体1的外壳喷涂防护层，避免腐蚀，外壳内部贴保温层，减缓内外热交换。
37.柜体1包括柜门101，柜门101以及与柜门101相对的柜体一侧各设置通风格栅8，通风格栅8设置在靠近液冷机组4的位置。柜体1后面的通风格栅8用于排风，前面的通风格栅8用于进风。
38.括柜门101设置有门锁9，用于将柜门与柜体锁住，防止柜门意外打开造成的风险。
39.进一步的，电池箱3的前端连接有高压连接线束301和通信线束302，用于电路传输和通信传输。
40.所述柜门101内侧布置有相互连接的消防检测模块6和灭火模块7。灭火模块7可以有多个，分布在柜体1的内壁以及柜门内侧，且多个灭火模块7依次串联。消防检测模块6检测柜体1内的火情，当触发报警值时触发报警并控制溶胶灭火器7灭火。起到及时报警，防止火灾蔓延的作用。
41.本发明还提供了一种电力储能系统，由上述电力储能户外柜根据实际需要排列组合而成。如图6所示，为电力储能户外柜的几种排列组合方式。本发明的电力储能系统中，电力储能户外柜为标准化模块设计，实际使用中，根据不同客户的不同电量和空间的需求，将电力储能户外柜随意进行组合，避免重复开发，提升开发效率。
42.图6仅是对电力储能户外柜的排列组合的说明，电力储能系统的排列组合方式并不限于此。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”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。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。