一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统的制作方法

本技术涉及电化学储能领域，具体设计一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统。

背景技术：

1、建设电化学储能电站通常需要集中布置大量的电化学储能装置，现有的储能装置为了方便运输和集中布置通常采用集箱体作为载体。

2、现有的一部分储能装置的箱体采用单层空间，电池模块、温控模块等电气组件以及换热组件都布置于同一空间。相应的，储能装置的箱体内部的热量过多，不利于储能装置的散热和整体效率。另外，箱体需要设置多个散热或连通窗口，不利于防尘、防水等安全防护。电池模块可装容量较少的问题。

3、现有的一部分储能装置将换热组件安装于箱体外部，换热组件安装于箱体外部的储能装置的体积大于标准集装箱。然而，储能系统通常需要集中布置大量储能装置，从而导致储能装置的箱体的相邻排列或上下层叠需要占用更大的空间或土地面积，从而降低储能系统的储能密度，并且增加储能系统的建设成本，不利于电化学储能产业的大规模推广。

技术实现思路

1、本技术提供了一种用于储能装置的箱体及储能装置、储能系统，通过凹陷型开放式的第一容纳区放置储能装置的外置组件，可以提高储能装置的散热能力和安全防护能力，而且可以提高储能系统的储能密度且降低建设成本。

2、第一方面，本技术提供一种用于储能装置的箱体。箱体包括四个立柱、三个侧板、隔板、底板和密封门。隔板与底板沿箱体的高度方向相对设置，两个侧板沿箱体的长度方向相对设置，另一个侧板与密封门沿箱体的宽度方向相对设置，沿箱体的高度方向每个立柱的高度大于隔板的高度。其中，三个侧板、隔板及底板经四个立柱固定并与密封门围合形成闭合式的第二容纳区，四个立柱及隔板相围合形成开放式的第一容纳区。第一容纳区和所述第二容纳区沿箱体的高度方向层叠排列。两个所述侧板。沿箱体的长度方向第一容纳区或第二容纳区的长度等于沿箱体的长度方向相对设置的两个侧板之间的距离，沿箱体的高度方向隔板与底板之间的距离小于每个立柱的高度。

3、本技术提供的箱体包括上下分层设置的开放式的第一容纳区和闭合式的第二容纳区，可以降低开放式的第一容纳区内组件的热量对闭合式的第二容纳区内组件的影响，从而提高储能装置的散热效率。另外，本技术提供的箱体通过降低隔板的高度形成凹陷型开放式的第一容纳区用于容纳储能装置的外置组件，相对于现有储能装置的箱体，不仅便于储能装置的外置组件的放置还可以保证箱体整体尺寸的标准化，有利于减少箱体的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。

4、一种实现方式中，第二容纳区包括第一容纳腔和第二容纳腔，沿箱体的长度方向第一容纳腔和第二容纳腔相邻排列，沿箱体的高度方向第一容纳腔高度或第二容纳腔的高度中至少一个等于第二容纳区的高度。

5、本技术提供的箱体中第二容纳区仅仅设置纵向相邻排列的第一容纳腔和第二容纳腔，相对于现有的储能装置的箱体中利用通道或间隙区分多个空间的方式，不仅可以更充分地利用第二容纳区的空间，而且有利于分腔进行布置、维护工作从而减少工作时间。例如，第一容纳腔用于放置电池模块，第二容纳腔可用于放置功率模块和温控模块。相应的，对第一容纳腔中电池模块的布置或维护工作和对第二容纳腔中功率模块和温控模块的布置或维护工作可以互不影响且同时开展，从而提高储能装置的布置和维护效率。

6、一种实现方式中，第一容纳腔的体积大于第二容纳腔的体积。其中，沿箱体的长度方向第一容纳腔的长度大于第二容纳腔的长度，沿箱体的长度方向第一容纳腔的长度与第二容纳腔的长度之和等于第二容纳区的长度。

7、本技术提供的箱体中第二容纳区仅仅设置纵向相邻排列的第一容纳腔和第二容纳腔，相对于现有的储能装置的箱体中利用通道或间隙区分多个空间的方式，不仅可以更充分地利用第二容纳区的空间，而且有利于分腔进行布置、维护工作从而减少工作时间。例如，第一容纳腔用于放置电池模块，第二容纳腔可用于放置功率模块和温控模块。相应的，对第一容纳腔中电池模块的布置或维护工作和对第二容纳腔中功率模块和温控模块的布置或维护工作可以互不影响且同时开展，从而提高储能装置的布置和维护效率。

8、一种实现方式中，第二容纳区包括多个电池架，沿箱体的长度方向多个电池架依次相邻排列，多个电池架中任意相邻的两个电池架沿箱体长度方向的间距相同，多个电池架沿箱体长度方向的第一个或最后一个电池架用于区隔第一容纳腔和第二容纳腔。其中，第一个或最后一个电池架与其相邻侧板的间距等于相邻的两个电池架的间距。每个电池架的进深可为1700～2200mm。

9、本技术提供的箱体中利用多个电池架区隔第一容纳腔和第二容纳腔，相对于现有的储能箱体中使用隔离墙或间隙区隔多个空间，可以更充分地利用第二容纳区域的空间，从而提高箱体内可以容纳的电池数量。另外，利用电池架区隔第一容纳腔和第二容纳腔，还可以在第二容纳腔中布置电池。例如，第一容纳腔用于放置电池，第二容纳腔可用于放置功率模块和温控模块。功率模块和温控模块只占用第二容纳腔一部分时，第二容纳腔的其它部分也可以用于布置电池。相应的，相对于现有的储能装置的箱体，本技术提供的箱体可以容纳更多的电池。

10、一种实现方式中，密封门包括至少两个，至少两个密封门沿箱体的长度方向排列。其中，至少两个密封门中一个密封门用于闭合第二容纳腔，至少两个密封门中其他密封门用于闭合第一容纳腔。

11、本技术提供的箱体中第一容纳腔和第二容纳腔分别设置纵向开启的密封门，第一容纳腔和第二容纳腔可以分开布置或维护，开启第一容纳腔或第二容纳腔的密封门不会影响另一容纳腔放置的组件，从而可以提高维护工作的便利性和储能装置的安全防护能力。

12、一种实现方式中，箱体与标准集装箱的长度、宽度和高度相同。标准集装箱有多种规范，箱体可以是任意规范的标准集装箱。例如，箱体的长度为6058mm，箱体的宽度为2438mm，箱体的高度为2438～4150mm。本技术提供的箱体与标准集装箱体的尺寸相同，不仅便于储能装置的运输，并且有利于多个箱体的层叠或相邻排列。

13、一种实现方式中，每个立柱的高度等于标准集装箱的高度。本技术提供的箱体中立柱的高度等于标准集装箱的高度且隔板的高度低于立柱的高度从而形成凹陷型的第一容纳区，即使第一容纳区放置外置组件也不会导致储能装置的整体高度超过标准集装箱的高度，从而保证储能装置的体积的标准化，有利于减少储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。

14、一种实现方式中，箱体可包括一个或多个加强梁，每个加强梁与箱体的长度或宽度方向相平行，每个加强梁用于固定连接两个立柱，沿箱体的高度方向每个加强梁设置于隔板的上方。其中，一个或多个加强梁、四个立柱及底板相围合形成第一容纳区域。

15、本技术提供的箱体通过设置与箱体宽度或长度方向平行的加强梁，不仅有利于提高箱体的整体结构强度，还可以用于防护第一容纳区域内放置的外置组件，如换热组件。

16、第二方面，本技术提供一种储能装置。储能装置包括换热组件、电气组件及如第一方面及上述实现方式中任一项的箱体，第一容纳区用于放置换热组件，第二容纳区用于放置电气组件。其中，沿箱体的高度方向第一容纳区位于第二容纳区的上方且第一容纳区的高度小于第二容纳区的高度，沿箱体的高度方向换热组件的高度小于或等于第一容纳区的高度。

17、本技术的储能装置利用开放式的第一容纳区放置尺寸相对较小的换热组件、并利用闭合式的第二容纳区放置电气组件，从而降低了换热组件的热量对电气组件的影响，从而提高了储能装置的散热性能。另外，本技术提供的储能装置将电气组件放置于闭合式的第二容纳区域，可以减少箱体的连通或维护窗口，从而提高储能装置的安全防护能力。并且，本技术提供的储能装置通过设置凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，不仅便于换热组件的外置而且可以保证储能装置整体尺寸的标准化，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。

18、一种实现方式中，电气组件包括多列电池模块，每列电池模块包括多个电池模块，每列电池模块中多个电池模块沿箱体的高度方向层叠排列于第一容纳腔。

19、本技术的储能装置中每列电池模块的多个电池模块集中布置于第一容纳腔，不仅可以更充分地利用第一容纳区的空间，而且可以提高储能装置的预制化率，并且便于对电池模块的维护工作。

20、一种实现方式中，电气组件包括功率模块和温控模块，功率模块和温控模块沿箱体的高度方向温控模块与功率模块层叠排列于第二容纳腔。

21、本技术的储能装置中功率模块和温控模块集中布置于第二容纳腔，不仅可以更充分地利用第二容纳区的空间，而且可以提高储能装置的预制化率，并且便于对功率模块和温控模块的维护工作。

22、一种实现方式中，隔板包括第一连通孔和第二连通孔。其中，第一连通孔设于第一容纳腔的上方，换热组件的热交换管道穿过第一连通孔进入第一容纳腔。第二连通孔设于第二容纳腔的上方，换热组件与温控模块之间的连接线缆穿过第二连通孔。

23、本技术提供的储能装置中通过隔板的两个连通孔分别连通电气组件和换热组件，可以减少箱体侧板的连通或维护窗口，从而提高储能装置的安全防护能力。

24、一种实现方式中，换热组件的壳体沿箱体的高度方向的上表面与隔板的距离等于或小于第一容纳区域的高度，换热组件的壳体沿箱体的宽度方向的两侧表面的距离等于或小于第一容纳区域的宽度，换热组件的壳体沿箱体的长度方向的两侧表面的距离等于或小于第一容纳区域的长度。或者，换热组件的壳体沿箱体的高度方向的上表面与箱体底部的距离等于或小于箱体的高度。

25、本技术提供的储能装置通过设置凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，不仅便于换热组件的外置，而且可以保证换热组件不露出于储能装置外侧或上侧，有利于减少多个储能装置的层叠所需的空间或相邻排列所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。

26、第三方面，本技术提供一种储能系统。储能系统包括多个如第二方面及第二方面中上述实现方式中任一项的储能装置，每个储能装置的换热组件包括出风口和进风口。其中，换热组件的出风口和进风口朝向储能装置的箱体高度方向，多个储能装置沿储能装置的箱体长度或宽度方向相邻排列，相邻两个储能装置的箱体之间的间隙小于换热组件的长度、高度或宽度。或，换热组件的出风口和进风口朝向储能装置的箱体宽度或长度方向，多个储能装置沿储能装置的箱体高度方向层叠排列，相邻两个储能装置的箱体之间的间隙小于换热组件的长度、高度或宽度。

27、本技术提供的储能系统中多个储能装置采用凹陷型的开放式第一容纳区放置换热组件，可以保证换热组件不露出于储能装置外侧或上侧，从而减少层叠或相邻排列的两个多个储能装置所需的间隙，从而减少储能系统所需的空间或所需的占地面积，从而增加储能系统的储能密度且降低建设成本。

28、一种实现方式中，换热组件包括壳体和换热板，壳体用于容纳换热板。其中，进风口设于壳体沿储能装置的箱体长度或宽度方向的侧部，换热板与隔板倾斜设置。或，进风口设于壳体沿储能装置的箱体高度方向的顶部，换热板与隔板平行设置。

29、本技术提供的储能系统中多个储能装置的换热组件可以可灵活地根据层叠或相邻布置的需求设置换热组件的进风口和出风口的位置，从而更方便储能装置的并箱组装。并且，本技术提供的储能系统中多个储能装置的换热组件可以相应地设置换热板与隔板的相对位置，从而提高单个储能装置以及整个储能系统的散热能力。

30、一种实现方式中，换热器为液冷换热器，液冷换热器与电池模块的液冷管道连接。液冷相对风冷可在放置电池模块的第二容纳区内实现无风道设计，节省空间可容纳更多电池，大幅减少系统非电芯度电成本。

31、一种实现方式中，箱体的角部设有角件结构。通过设置角件结构，可实现海运自堆叠运输，减少海运成本，并可保护储能装置的箱体在运输过程中不被损伤。