一种集装箱及集装箱储能电站的制作方法

本实用新型属于电力设备技术领域，尤其涉及一种集装箱及集装箱储能电站。

背景技术：

随着国家生产发展和人民生活水平的日益提高，对电的需求方式和用量有了更高的要求。随着环境问题的日益突出，世界各国纷纷提出要开发洁净能源，如大力开发水力、风能、太阳能发电等。储能电站是近年来国家倡导的另一种有效存储和利用能源的设备，在为电网补充电力、调整电网的峰谷方面起到十分重要的作用，同时，它还可以有效存储由太阳能、风能等产生的电能，为电网断电和电量紧缺地区，提供不间断电源。

现有的集装箱的结构设计以及使用所述集装箱的储能电站存在充电效率低的问题。

技术实现要素：

本实用新型的技术目的是提供一种集装箱及集装箱储能电站，所述种集装箱以及使用所述集装箱的储能电站能够提高在寒冷条件下蓄电池组的充电效率。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

一种集装箱，其包括箱体，所述箱体设有进风口以及出风口，所述进风口的外端位置处设有换气装置安装区，以安装用于将外部空气送入所述进风口的换气装置；所述进风口的内端位置处设有管道加热器安装区，以安装用于加热进入所述集装箱的空气的管道加热器。本实施例中的集装箱可安装换气装置以及管道加热器，换气装置可不断将外部空气送入进风口，管道加热器可对经进风口进入的空气进行加热，加热后的空气扩散至整个集装箱箱体内之后经出风口排出，这样可以根据需要提升安装于集装箱内的电器单元的工作环境温度。

根据本实用新型一实施例，所述箱体内设有一隔墙；沿着所述箱体的长度方向，所述隔墙将所述箱体分隔为第一舱室以及第二舱室；其中，所述进风口开设于所述隔墙或者所述第一舱室的侧壁或第二舱室的侧壁。所述第一舱室可用于放置电池管理系统、交流柜、储能变流器等控制、调控设备，第二舱室可放置蓄电池组，通过这种分隔设计的方式保证了相关的控制系统与蓄电池组的安全隔离。

根据本实用新型一实施例，所述箱体的侧壁和/或所述隔墙设有防火保温岩棉层；所述隔墙包括一通道门，所述第一舱室的侧壁或端部设有第一防火门，和/或所述第二舱室的侧壁或端部设有第二防火门。防火保温岩棉层可以对集装箱进行隔温隔热，能减少或避免集装箱内部出现火情时火势沿着集装箱侧壁蔓延。隔墙采用防火保温岩棉可以避免隔墙一侧舱室的火情蔓延至隔墙另一侧的舱室。第一/第二防火门可以设置在对应舱室的任意位置，最佳的是设置在对应舱室的端部，有利于内部空间的利用最大化,也方便人员进出,以及设备的摆放与接线。

基于相同构思，本实用新型还提供了一种集装箱储能电站，其包括上述实施例中的集装箱、包括所述集装箱内的蓄电池组、电池管理系统、直流柜、交流柜、储能变流器、空调、换气装置以及管道加热器；所述集装箱储能站还包括中控系统；所述换气装置安装于所述换气装置安装区，所述换气装置用于将外部空气送入所述进风口；所述管道加热器安装于所述管道加热器安装区，用于加热进入所述集装箱内的空气，经所述管道加热器加热的空气用于提升所述蓄电池组的工作环境温度；所述空调为工作于t1工况(-7℃-43℃)或t3工况(21℃-52℃)的空调。本实施例中的集装箱储能电站在集装箱的侧壁设有进风口以及出风口，在进风口的外端位置处安装换气装置，这样可以将外部气体送入进风口；进一步在进风口的内端位置处安装管道加热器，这样可以加热进入集装箱内的空气，经管道加热器加热的空气可以提升蓄电池组的工作环境温度，从而提高在寒冷条件下蓄电池组的充电效率。通过适用于t3工况的空调能够应对52℃高温环境下对集装箱储能电站进行有效制冷；通过适用于t3工况的空调能在较高温度环境下进行有效制冷，确保了能源的有效利用。而当在外部温度较为适宜的春秋季节，则可以只启动换气装置即可实现对蓄电池组的散热。其中，t3工况的空调可应21℃-52℃左右环境温度下的有效制冷，因此可进一步提高对集装箱储能电站的制冷效果。同时，所述t1工况的空调或t3工况的空调均能够对集装箱储能电站进行制热，从而兼顾了蓄电池组在充电和放电过程中的不同工作温度需要。

根据本实用新型一实施例，所述集装箱内设有一隔墙；沿着所述集装箱的长度方向，所述隔墙将所述集装箱分隔为第一舱室和第二舱室，所述第一舱室为电池舱，所述第二舱室为电气舱；所述蓄电池组、所述直流柜、所述空调以及所述管道加热器均安装于所述电池舱；所述电池管理系统、所述交流柜、所述储能变流器以及所述换气装置均安装于所述电气舱；所述进风口开设于所述隔墙或者所述进风口开设于所述电池舱的侧壁；所述出风口开设于所述电池舱的侧壁。

根据本实用新型一实施例，所述进风口的内端设有第一防火阀和/或，所述出风口的内端设有第二防火阀。在集装箱内出现火灾情况下，可关闭第一防火阀和第二防火阀以防止火势进一步的蔓延。

根据本实用新型一实施例，所述电池舱的舱底板设有通道区，所述通道区铺设有防静电地毯；所述电池舱设有第一防火门和/或所述电气舱设有第二防火门。防静电地毯可防止储能电站内的静电产生火花造成电气火灾危及工作人员的人身安全。第一/第二防火门可以便于人员进出电气舱或电池舱。

根据本实用新型一实施例，所述集装箱储能电站还包括设于所述电气舱内的气体灭火柜以及设于所述电池舱内的火灾监控系统；所述电气舱的侧壁设有从箱体外向箱体内凹的凹陷部，所述集装箱储能电站还包括消防主机，所述消防主机设于所述凹陷部中；所述气体灭火柜的灭火气体出口通过输气管道连通至所述电池舱内，并且所述输气管道的排气口设于所述蓄电池组和/或所述直流柜的上部；所述火灾监控系统与所述消防主机电连接，响应于所述火灾监控系统发送的报警信号，所述消防主机控制所述气体灭火柜执行灭火操作。

根据本实用新型一实施例，所述火灾监控系统包括烟感探测器、热感探测器、温湿探测器；所述换气装置为新风机。

根据本实用新型一实施例，所述集装箱储能电站还包括设于箱体的普通照明、应急照明、摄像监控器以及可拆卸的声光报警器，所述消防主机的表面与所述箱体的外表面平齐；所述交流柜相邻于所述消防主机以及所述气体灭火柜；所述电池管理系统与所述储能变流器相邻设置。所述声光报警器可拆卸的设置在集装箱的角件旁，在运输时把声光报警器拆除可保证集装箱储能电站外表面设备均不超过角件，即可申请csc证书。同样考虑下，所述消防主体的表面与箱体的外表面平齐亦确保其可满足申请csc证书的要求。

根据本实用新型一实施例，所述管道加热器包括若干子加热模块以及控制电路模块，所述控制电路模块上设有与每个所述子加热模块对应的启动开关；所述控制电路模块上还设有多档调节开关，响应于所述多档调节开关调整至不同的档位，不同数量的所述启动开关被调整为通路状态；所述控制电路模块上还设有换气装置联动开关，所述换气装置联动开关被设计为控制所述控制电路模块供电线路的通断，在所述换气装置非工作状态下，所述换气装置联动开关处于断开状态；所述控制电路模块上还设有多个过热保护开关，每个所述过热保护开关均被设计为控制所述控制电路模块供电线路的通断，每个所述过热保护开关分别对应不同的温度阈值，在所述管道加热器的加热温度值达到所述温度阈值时，对应的所述过热保护开关断开；所述控制电路模块上还设有恒温器，所述恒温器安装于所述电池舱的侧壁或端部，所述恒温器用于保持所述电池舱内的温度在预设的温度范围。多档调节开关在不同的档位可控制不同数量的子加热模块工作，这样根据需要可以启动不同数量的子加热模块，例如在较低温度时可以启动更多的子加热模块，这样电池舱内的温度速度上升更快，同时也利于电池舱内的温度保持在理想的温度区间。在换气装置不工作的情况下，换气装置联动开关处于断开状态，换气装置联动开关被设计为控制供电线路的通断，即只有换气装置运行了，管道加热器才能运行，将管道加热器设计成与换气装置联动工作可以及时将管道加热器产生的热量带走，能够防止管道加热器局部发热过量。设计对应不同的温度阈值的多个过热保护开关具有多重防过热保护功能。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本实用新型的集装箱设置有换气装置安装区以及管道加热器安装区，换气装置安装区以及管道加热器安装区分别位于进风口的外端和内端，所述集装箱可安装换气装置以及管道加热器，换气装置可不断将外部空气送入进风口，管道加热器可对经进风口进入的空气进行加热，加热后的空气扩散至整个集装箱箱体内之后经出风口排出，这样可以提升安装于集装箱内的电器单元的工作环境温度。

2)本实用新型的集装箱储能电站在集装箱的侧壁设有进风口以及出风口，在进风口的外端位置处安装换气装置，这样可以将外部气体送入进风口；进一步在进风口的内端位置处安装管道加热器，这样可以加热进入集装箱内的空气，经管道加热器加热的空气可以提升蓄电池组的工作环境温度，从而提高在寒冷条件下蓄电池组的充电效率。通过设置t3工况的空调能够在高温条件下对集装箱储能电站进行制冷，从而提高在高温环境下蓄电池组的充电效率。其中，t3工况的空调可应对最高温度高达52℃高温环境下的有效制冷，可进一步确保对集装箱储能电站的制冷效果。同时t1工况的空调或t3工况的空调也能够对集装箱储能电站进行制热。

3)通过集装箱储能电站对于各个设备设置位置关系设计，可确保内部空间达到最大利用，同时确保线路布局的简洁，达到更高的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的一种集装箱及集装箱储能电站的结构示图；

图2为本实用新型的一种控制电路模块的整体电路图；

图3为图2中a区域的电路放大图；

图4为图2中b区域的电路放大图；

图5为图2中c区域的电路放大图；

图6为图2中d区域的电路放大图；

图7为图2中e区域的电路放大图。

附图标记说明：

1：蓄电池组；2：电池管理系统；3：直流柜；4：交流柜；5：储能变流器；6：空调；7：换气装置；8：管道加热器；9：第一防火阀；10：第二防火阀；11：隔墙；12：防静电地毯；13：气体灭火柜；14：消防主机；15：输气管道；16：排气口；17：烟感探测器；18：热感探测器；19：温湿探测器；20：第一应急灯；21：第二应急灯；22：第一照明灯；23：第二照明灯；24：声光报警器；25：摄像系统；26：通道门；27：第一防火门；28：第二防火门。

具体实施方式

发明人发现现有的集装箱的结构设计以及使用所述集装箱的储能电站存在充电效率低的原因主要是由于温度所引起的。温度过高和过低都会影响到充电的效率。本实用新型提出的一种集装箱及集装箱出点站可以解决上述问题。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种集装箱及集装箱储能电站作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1，本实施例提供一种集装箱储能电站，其包括了一个集装箱的箱体，所述箱体内设有一隔墙11，隔墙11沿着集装箱的箱体的长度方向将集装箱的箱体分隔为作为第一舱室的电池舱以及作为第二舱室的电气舱。所述电气舱内用于放置电池管理系统2、交流柜4、储能变流器5以及换气装置7等调控设备，所述电池管理系统2与所述储能变流器5相邻设置；所述电池舱内放置蓄电池组1、直流柜3、空调6以及管道加热器8，通过这种分隔设计的方式保证了相关的控制系统与蓄电池组1的安全隔离。所述隔墙11包括一通道门26，箱体靠近所述电池舱的一端设有第一防火门27，箱体靠近所述电气舱的一端设有第二防火门28。此外，在所述电池舱的舱底板设有通道区，通道区铺设有防静电地毯12，可防止储能电站内的静电危及工作人员的人身安全。

本实施例中的集装箱储能电站在集装箱的侧壁设有进风口以及出风口，在进风口的外端位置处安装换气装置7，这样可以将外部气体送入进风口；在进风口的内端位置处安装管道加热器8，这样可以加热进入集装箱内的空气，经管道加热器8加热的空气可以提升蓄电池组1的工作环境温度，从而提高在寒冷条件下蓄电池组1的充电效率。采用换气装置7和管道加热器8加热的方式可以解决环境温度在零下20至30摄氏度寒冷地区的使用问题。具体的，新风被换气装置7吸入集装箱储能电站内，通过进风口及其上设置的管道加热器8加热后进入电池舱，再经过电池舱上的出风口流出电池舱。这样蓄电池组温度就可以上升到0度以上，由于空气的流通，储能电站内部的温度也会比较均匀。当然，在外界温度较为适宜的环境下，可以只启动换气装置7给蓄电池组1散热。具体地，换气装置7可以为新风机，换气装置7也可以为其它抽风机。

此外，进风口的内端设有第一防火阀9，出风口的内端设有第二防火阀10。在集装箱储能电站内出现火灾情况下，为了防止火势进一步蔓延，当集装箱储能电站内的温度达到一定温度时，关闭第一防火阀9、第二防火阀10以防止火势进一步的蔓延。

在本实施例中，进风口开设于隔墙上，出风口则开设于电池舱的侧壁。优选地，进风口与出风口呈对角线设置于电池舱的两个对角处，这样加热的空气可最长时间停留在电池舱内，提高电池舱的升温或保温效果。

其中，箱体的侧壁、隔墙11、第一防火门27、第二防火门28均设有防火保温岩棉层，在对集装箱储能电站进行保温的同时也能减少或避免集装箱内部出现火情时火势沿着集装箱侧壁蔓延。

本实施例通过设置t3工况的空调能够在高温条件下对集装箱储能电站进行制冷，从而提高在高温环境下蓄电池组1的充电效率。其中，t3工况的空调可以应对环境温度高达52℃的外部环境进行有效制冷，可进一步提高对集装箱储能电站的制冷效果。同时t1工况的空调或t3工况的空调也能够对集装箱储能电站进行制热。

所述集装箱储能电站还包括设于电气舱内的气体灭火柜13以及设于电池舱内的火灾监控系统，所述电气舱的侧壁设有从箱体外向箱体内凹的凹陷部，所述集装箱储能电站还包括消防主机14，所述消防主机14设于所述凹陷部中，并且所述消防主机14的表面与所述箱体的外表面平齐。气体灭火柜13的灭火气体出口通过输气管道15连通至电池舱内，并且输气管道15的排气口16设于蓄电池组1和直流柜3的上部；火灾监控系统与消防主机14电连接，响应于火灾监控系统发送的报警信号，消防主机14控制气体灭火柜13执行灭火操作。具体地，火灾监控系统包括烟感探测器17、热感探测器18、温湿探测器19。所述交流柜4相邻于所述消防主机14以及所述气体灭火柜13。

优选地，所述烟感探测器17、热感探测器18、温湿探测器19可分别设置多组，一旦烟感探测器17、热感探测器18测量出数值达到报警阈值，同时温湿探测器19探测出的数值也超出了预设值，则消防主机14控制气体灭火柜13执行灭火操作，输气管道15的排气口16朝向蓄电池组1或直流柜3排放灭火气体。本实施例参考温湿探测器19测出的温度可以有双保险，同时可以避免烟感探测器17、热感探测器18误动作。

此外，所述集装箱储能电站还包括安装于电池舱内的第一应急灯20、第一照明灯22；安装于电气舱内的第二应急灯21、第二照明灯23；以及安装于集装箱的外侧顶部端角处的可拆卸的声光报警器24。在运输时把声光报警器拆除可保证集装箱储能电站外表面设备均不超过角件，即可申请csc证书。

进一步地，所述集装箱储能电站还包括安装于电池舱内的摄像系统25，摄像系统25可实时获取电池舱内的画面并传输至中控系统，本实施例中的中控系统设置于交流柜中。

进一步地，管道加热器包括若干子加热模块以及控制电路模块，控制电路模块上设有与每个子加热模块对应的启动开关；控制电路模块上还设有多档调节开关，响应于多档调节开关调整至不同的档位，不同数量的启动开关被调整为通路状态；控制电路模块上还设有换气装置联动开关，换气装置联动开关被设计为控制控制电路模块供电线路的通断，在换气装置非工作状态下，换气装置联动开关处于断开状态；控制电路模块上还设有多个过热保护开关，每个过热保护开关均被设计为控制控制电路模块供电线路的通断，每个过热保护开关分别对应不同的温度阈值，在管道加热器的加热温度值达到温度阈值时，对应的过热保护开关断开；控制电路模块上还设有恒温器，恒温器安装于电池舱的侧壁或端部，恒温器用于保持电池舱内的温度在预设的温度范围。多档调节开关在不同的档位可控制不同数量的子加热模块工作，这样根据需要可以启动不同数量的子加热模块，例如在较低温度时可以启动更多的子加热模块，这样电池舱内的温度速度上升更快，同时也利于电池舱内的温度保持在理想的温度区间。在换气装置不工作的情况下，换气装置联动开关处于断开状态，换气装置联动开关被设计为控制供电线路的通断，即只有换气装置运行了，管道加热器才能运行，将管道加热器设计成与换气装置联动工作可以及时将管道加热器产生的热量带走，能够防止管道加热器局部发热过量。设计对应不同的温度阈值的多个过热保护开关具有多重防过热保护功能。

下面结合一具体的电路讲一下本申请的控制电路模块及其控制过程。

参看图2-7，图2为电路图的整体示图，图3-7为图2中各局部区域的电路放大图。

参看图2-5，子加热模块的数量有三个，在此分别记为heaterelement-1、heaterelement-2、heaterelement-3，对应有三个主电路接触器连接主电路，具体可以是接触器hk1、hk2、hk3，多档调节开关为sw3，sw3为三挡调节开关，此处记为高(high)、中(medium)、低(low)三挡，sw3具体可以为手动开关，由工作人员手动调节所需档位，低档位对应有中间继电器k17，中档位对应有中间继电器k18，高档位对应有中间继电器k19。

参看图4-6，在低档位状态下，中间继电器k17的线圈吸合，中间继电器k17的常开触点闭合，此时接触器hk2通电吸合，heaterelement-2通电开始工作；在中档位状态下，中间继电器k18的线圈吸合，中间继电器k18的常开触点闭合接触器hk1、hk3通电吸合，heaterelement-1、heaterelement-3通电开始工作；在高档位状态下，中间继电器k19的线圈吸合，中间继电器k19的常开触点闭合,此时接触器hk1、hk2、hk3通电吸合，heaterelement-1、heaterelement-2、heaterelement-3通电开始工作。即，加热选择高档位加热时，三个子加热模块同时加热；当选择中档位加热时，两个子加热模块同时加热；当选择底档位加热时，一个子加热模块加热。

参看图7，与heaterelement-1、heaterelement-2、heaterelement-3整体串联的电路上设计有开关km1，开关km1即为上述的换气装置联动开关，在换气装置为新风机时，开关km1为新风机联动开关，开关km1的通断具体可以由新风机的启停电路控制，若新风机处于非工作状态，开关km1会一直处于断路状态，只有在新风机工作状态下，heaterelement-1、heaterelement-2、heaterelement-3才有可能工作，只有新风机运行了，子加热模块才能运行，将子加热模块设计成与新风机联动工作可以及时将子加热模块产生的热量带走，能够防止子加热模块局部发热过量。

参看图7，与heaterelement-1、heaterelement-2、heaterelement-3整体串联的电路上还设计有恒温器t，恒温器t用于保持电池舱内的温度在预设的温度范围，在一个具体应用例中，温控器t可以根据电池舱内的温度需要在10℃-30℃之间选择一个温度点。

参看图7，与heaterelement-1、heaterelement-2、heaterelement-3整体串联的电路上还设计有过热保护开关htl、过热保护开关hth，htl、hth为串联开关，htl对应的温度阈值(例如55℃)低于hth对应的温度阈值(例如110℃)，htl、hth组成了防过热双重保护。htl、hth在温控器t失灵的情况下可以切断加热电源，防止电池舱内的温度一直上升。

下面讲一下本实用新型的集装箱储能电站在充电时的工作流程。如下：

首先由外部提供电能(包括市电、发电机、太阳能发电、风能发电)，通过中控系统调整电压与电流，然后通过储能变流器5转换成直流到直流柜3，再由直流柜3给蓄电池组1充电。

下面讲一下本实用新型的集装箱储能电站在放电时的工作流程。如下：

蓄电池组1通过储能变流器5逆变转换成交流电到交流柜4，通过控制柜调整电压与电流，将电能通过控制柜调整电压电流，然后输送到外部设备。

在充放电过程中，电池管理系统2监控蓄电池组1中每一块电池充电时的电压电流及温度，监控电池的工作状态。消防系统(消防主机14、气体灭火柜13)、火灾监控系统以及摄像系统25为整个工作过程提供了保障，并实时将数据和实时摄像传送到中控系统。充放电可以根据用电的峰、谷、平时段来自由设定，比如谷时段用来充电，峰、平时段放电；或者谷、平时段充电，峰时段放电等等。充放电时间段可以在交流柜4上集成的触摸屏上设置。

实施例2

基于相同构思，本实用新型还提供了一种充电站，包括实施例1中的集装箱储能电站以及若干充电桩，充电桩与储能电站的放电端口电连接，充电桩用于对电动运输工具进行充电。

举例来说，本实施例中的充电站可实现对电动车、电动汽车以及混合双动力汽车充电。本实施例中的充电站也可作为共享电动车或电动汽车临时停车点的组成部分。

实施例3

基于相同构思，本实用新型还提供了另一种充电站，包括实施例1中的集装箱储能电站以及若干充电器，充电器与储能电站的放电端口电连接，充电器用于对电子产品进行充电。

举例来说，本实施例中的充电站可实现对手机、平板电脑、笔记本等电子产品进行充电。

实施例4

基于相同构思，本实用新型还提供了一种移动供电设备，包括实施例1中的集装箱储能电站以及运输工具，运输工具用于装载储能电站。

所述移动供电设备可作为临时供电平台使用，例如作为电力中断地区的临时供电补给站。

实施例5

基于相同构思，本实用新型还提供了一种无人机机库，包括实施例1中的集装箱储能电站，无人机机库的充电接口与储能电站的放电端口电连接，充电接口用于对无人机进行充电。

实施例6

参看图1，本实用新型还提供了一种集装箱，该集装箱包括箱体，所述箱体设有进风口以及出风口，所述进风口的外端位置处设有换气装置安装区，以安装用于将外部空气送入所述进风口的换气装置；所述进风口的内端位置处设有管道加热器安装区，以安装用于加热进入所述集装箱的空气的管道加热器。更优的，在所述进风口的内端设有第一防火阀9，所述出风口的内端设有第二防火阀10。此外，所述箱体内还设有一个隔墙11；所述隔墙11沿着所述集装箱的箱体的长度方向将所述箱体分隔为第一舱室以及第二舱室。其中，所述进风口开设于所述第二舱室的侧壁。所述集箱体的侧壁和所述隔墙11均设有防火保温岩棉层。在所述隔墙11上还设有一通道门26，所述箱体靠近所述第一舱室设有第一防火门27，所述箱体靠近所述第二舱室设有第二防火门28。当然，在其他实施例中，所述进风口也可设置于所述隔墙11上。

上述第一舱室和第二舱室将箱体分割成两个独立的空间，可根据箱体内部布置的需要而选择具体需要放置的设备或用途，本实施例中并不做限制。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。