储能系统的储电模块和储能系统的制作方法

1.本发明涉及储能技术领域，更具体地，涉及一种储能系统的储电模块和储能系统。


背景技术：

2.相关技术中，储能系统是微电网、孤岛电网、分布式发电系统及新能源汽车快速充电技术发展必不可少的基础措施。储能系统在电力系统中的运用，实现了需求侧管理、削峰填谷、平滑负荷、快速调整电网频率，提高了电网运行稳定性和可靠性，降低了光伏和风力等瞬时变化大的新能源发电系统对电网的冲击。但在现有技术中，储能系统一般为集装箱式整体结构，对设置场地要求较高，且不便于应对用户不同的功率、容量需求。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种储能系统的储电模块，所述储电模块具有可根据场地的形状排布，使储能系统的设置更加灵活多变等优点。
4.本发明的另一个目的在于提出一种具有上述储电模块的储能系统。
5.根据本发明实施例的储电模块，包括：独立外壳和设于所述独立外壳内的电池组，所述独立外壳包括：外壳本体，所述外壳本体限定出用于容纳所述电池组的容纳腔；门体，所述门体设于所述外壳本体沿第一横向的一侧，其中，所述独立外壳沿所述第一横向的尺寸为d、沿第二横向的尺寸为w且满足0.5≤w/d≤2，所述第二横向与所述第一横向垂直。
6.根据本发明实施例的储能系统的储电模块，通过独立外壳沿第一横向和第二横向的尺寸满足足0.5≤w/d≤2，使储能系统能够更灵活地根据安装场地的实际地形情况和用户的容量需求，将储电模块排列成合适的形状，使储能系统的设置更加灵活多变，可以与安装场地相适配，不仅便于降低对安装场地的要求，便于储能系统的安装设置，而且便于应对用户不同的功率、容量需求。
7.另外，根据本发明上述实施例的储能系统的储电模块还可以具有如下附加的技术特征：
8.根据本发明的一些实施例，所述储电模块的纵向尺寸为h，且满足：0.19≤w/h≤0.67；和/或，1.5≤h/d≤5.4。
9.根据本发明的一些实施例，所述储电模块还包括：顶盖，所述顶盖盖设于所述独立外壳的顶部，所述独立外壳和所述顶盖的纵向尺寸之和为所述储电模块的纵向尺寸。
10.根据本发明的一些实施例，450mm≤w≤1100mm，500mm≤d≤1200mm，1500mm≤h≤2700mm。
11.根据本发明实施例的储能系统包括：多个根据本发明实施例的储电模块，多个所述储电模块包括沿设定方向排布的第一储能层，其中相邻的所述储电模块的所述独立外壳彼此独立。
12.根据本发明的一些实施例，所述储能系统具有电连接部，所述电连接部以至少部
分地配置在所述独立外壳之外的方式连接至少两个所述储电模块。
13.根据本发明的一些实施例，所述储电模块包括从所述独立外壳显露出的接线端子，所述电连接部整体位于所述独立外壳之外并连接所述接线端子。
14.根据本发明的一些实施例，所述储电模块具有灭火单元，所述灭火单元设置成向目标储电模块喷射灭火介质且所述灭火介质被所述目标储电模块的所述独立外壳所形成的独立封闭空间所限制，从而阻止所述灭火介质向目标储电模块相邻的其它储电模块扩散。
15.根据本发明的一些实施例，所述灭火单元对应每个所述储电模块独立地配置。
16.根据本发明的一些实施例，所述储能系统具有冷却连接部，所述冷却连接部以至少部分地配置在所述独立外壳之外的方式连接至少两个所述储电模块，以对所述储电模块进行冷却。
17.根据本发明的一些实施例，所述储能系统具有电连接部，所述电连接部以至少部分地配置在所述独立外壳之外的方式连接至少两个所述储电模块，其中，所述电连接部配置在多个所述储电模块的第一侧，所述冷却连接部配置在多个所述储电模块的第二侧，所述第一侧和所述第二侧为多个所述储电模块的相邻侧或相对侧；或者，所述电连接部和所述冷却连接部配置在多个所述储电模块的同一侧，但所述电连接部和所述冷却连接部彼此隔离开。
18.根据本发明的一些实施例，在所述第一储能层中，相邻的两个所述储电模块彼此邻接。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是根据本发明一些实施例的储能系统的结构示意图。
22.图2是图1中d处的放大图。
23.图3是根据本发明实施例的储能系统的储电模块的结构示意图。
24.图4是根据本发明实施例的储能系统的储电模块的结构示意图。
25.图5是根据本发明实施例的储能系统的储电模块的结构示意图。
26.图6是根据本发明一些实施例的储能系统的结构示意图。
27.图7是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
28.图8是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
29.图9是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
30.图10是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
31.图11是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
32.图12是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
33.图13是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
34.图14是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
35.图15是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
36.图16是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
37.图17是根据本发明一些实施例的储电模块的结构示意图。
38.附图标记：
39.储能系统1、第一储能层10、第一模块排11、第二模块排12、电连接部20、冷却连接部30、消防连接部40、储电模块100、独立外壳110、外壳本体111、门体112、容纳腔113、电池组120、接线端子130、灭火单元140、顶盖150。
具体实施方式
40.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“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。
42.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
43.下面参考附图描述根据本发明实施例的储能系统1的储电模块100和具有其的储能系统1。
44.如图1
‑
图17所示，根据本发明实施例的储能系统1包括多个储电模块100，多个储电模块100包括沿设定方向排布的第一储能层10。
45.参照图1
‑
图5和图17所示，根据本发明实施例的储能系统1的储电模块100可以包括：独立外壳110和电池组120。
46.具体而言，每个储电模块100包括独立外壳110和设于独立外壳110内的电池组120，独立外壳120可以形成独立封闭的容纳空间，电池组120设置在容纳空间内，其中电池组120可以为多个。独立外壳110可以包括外壳本体111和门体112，外壳本体111限定出用于容纳电池组120的容纳腔113，并且外壳本体111沿第一横向的一侧形成有容纳腔113的腔口，门体112设于外壳本体111沿第一横向的一侧，以用于打开和关闭容纳腔113的腔口。在门体112关闭时，外壳本体111和门体112共同限定出容纳空间，多个电池组120沿上下方向间隔设置在容纳空间内。
47.例如，在一些具体实施例中，如图17所示，储电模块100包括长方体形状的独立外壳110，第一横向为独立外壳110的前后方向，门体112设于外壳本体111的前侧。独立外壳110的左右方向为第二横向，即与第一横向垂直的方向。纵向即为独立外壳110的高度方向，图17中所示的上下方向。这里需要理解的是，上述方向限定仅为便于对附图进行描述，不会
对储能系统1的实际设置位置和方向产生限定。
48.其中，独立外壳110沿第一横向的尺寸为d，独立外壳110沿第二横向的尺寸为w，并且满足0.5≤w/d≤2，以使独立外壳110沿两个横向的尺寸相差较小。这里横向可以理解为平行于储电模块100所在第一储能层10的层面，换言之，第一横向和第二横向所限定的平面与该第一储能层10中多个储电模块100排布方向所限定的平面平行。
49.由此，通过每个储电模块100满足0.5≤w/d≤2，使多个储电模块100更易于排布成更多所需形状，即，使第一储能层10的形状可更灵活地根据安装场地的实际地形情况确定。
50.根据本发明实施例的储能系统的储电模块，通过独立外壳110沿第一横向和第二横向的尺寸满足足0.5≤w/d≤2，使储能系统能够更灵活地根据安装场地的实际地形情况和用户的容量需求，将储电模块100排列成合适的形状，使储能系统1的设置更加灵活多变，可以与安装场地相适配，不仅便于降低对安装场地的要求，便于储能系统1的安装设置，而且便于应对用户不同的功率、容量需求。
51.在一些实施例中，如图17所示，储电模块100的纵向(例如沿图17中所示的上下方向)尺寸为h，且满足：0.19≤w/h≤0.67。在一些实施例中，储电模块100的尺寸h和d满足：1.5≤h/d≤5.4。在上述尺寸比例范围内，储电模块100沿横向的尺寸较小，尤其是与相关技术中集装箱的横向尺寸相比，在纵向高度相同的情况下，储电模块100的横向尺寸可以小很多，以使储电模块100能够更灵活地根据实际场地、电容量等需求进行组装形状、数量的调节，即，灵活调节多个储电模块100所构成储能系统1的形状和电容量，以满足不同客户、不同安装场地的多变需求，实现储电模块100的平台化，针对不同客户、不同安装场地可以无需重新开发设计储电模块100，而仅需调节储电模块100的数量和排布方式，降低了工作量，提高了储能系统1的设计效率。
52.需要说明的是，在一些实施例中，独立外壳110的顶部和底部无需另外设置配合结构，独立外壳110的纵向尺寸即为储电模块100的纵向尺寸。
53.在另一些实施例中，如图17所示，储电模块100还可以包括顶盖150，顶盖150盖设于独立外壳110的顶部，以遮挡独立外壳110顶部裸露的电连接结构等部件，起到保护效果。在该实施例中，储电模块100的纵向尺寸可以为独立外壳110和顶盖150的纵向尺寸之和。
54.在一些具体实施例中，独立外壳110沿第一横向的尺寸d可以满足500mm≤d≤1200mm，例如可以为600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm和1100mm。在上述尺寸范围内，既满足内部电池组120的容纳空间需求，又使独立外壳110沿第一横向的尺寸较小，尤其与相关技术中的集装箱相比，沿第一横向的尺寸大大降低，使储电模块100能够更灵活地组合、拼接，从而满足更复杂安装场地的安装需求，例如可以满足细长条形场地的安装需求。
55.在一些具体实施例中，独立外壳110沿第二横向的尺寸w可以满足450mm≤w≤1100mm，例如可以为500mm、600mm、700mm、800mm、900mm和1000mm。在上述尺寸范围内，既满足内部电池组120的容纳空间需求，为后期通过容纳腔113的腔口对电池组120进行维护提供足够空间，又使独立外壳110沿第二横向的尺寸较小，尤其与相关技术中的集装箱相比更小，使储电模块100能够更灵活地组合、拼接，从而满足更复杂安装场地的安装需求。
56.在一些具体实施例中，储电模块100沿纵向的尺寸h可以满足1500mm≤h≤2700mm，例如可以为1600mm、1800mm、2000mm、2200mm、2400mm和2600mm。在上述尺寸范围内，储电模块100的纵向尺寸小于集装箱，以使储能系统1适用于更矮小的空间，或者通过多个储电模
块100沿纵向叠放，满足不同高度空间的安装需求。
57.在一些实施例中，如图1、图6
‑
图16所示，多个储电模块100包括沿设定方向排布的第一储能层10，其中相邻的储电模块100的独立外壳110彼此独立。举例而言，多个储电模块100包括多个沿上下方向叠置的第一储能层10，每个第一储能层10在水平方向内排布成特定的形状，第一储能层10的形状可根据安装场地的实际地形情况确定。
58.根据本发明实施例的储能系统1，通过设置多个独立的储电模块100，且每个储电模块100的横向尺寸满足0.5≤w/d≤2，可以根据安装场地的实际地形情况和用户的容量需求，将储电模块100排列成合适的形状，使储能系统1的设置更加灵活多变，可以与安装场地相适配，不仅便于降低对安装场地的要求，便于储能系统1的安装设置，而且便于应对用户不同的功率、容量需求。
59.并且，相比集装箱式储能系统，本发明可以根据容量需求灵活设置储电模块100的数量，避免因电池组120填装不满而造成集装箱内空间的浪费，便于提高储能系统1的能量密度，还可以降低储能系统1的成本，减小储能系统1占用空间。在多个储电模块100中的某个或某些发生故障时，可以针对性地进行维修和更换，降低储能系统1的维护成本，提高维护效率。
60.此外，在储电模块100发生火灾时，可以及时检测储电模块100的内部情况，避免发生检测延迟而使火情扩大。同时，独立的储电模块100可以把火情隔离在该储电模块100内，不仅便于对该储电模块100进行消防灭火操作，提高灭火的针对性和实效性，而且可以阻止火焰和灭火介质等物质向其他相邻的储电模块100扩散，便于降低火灾所造成的损失。
61.因此，根据本发明实施例的储能系统1具有可根据场地的形状排布，使储能系统1的设置更加灵活多变等优点。
62.下面参考附图描述根据本发明具体实施例的储能系统1。
63.在本发明的一些具体实施例中，如图1
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图17所示，根据本发明实施例的储能系统1包括多个储电模块100。
64.在本发明的一些实施例中，储能系统1具有电连接部20，电连接部20以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100。这样不仅便于将多个储电模块100进行电连接，以便于提供满足需要的电能，而且便于实现独立外壳110的密封设置，还可以避免电连接部20占用过多独立外壳110内的空间，便于提高储电模块100的能量密度。
65.在一些可选示例中，储电模块100包括从独立外壳110显露出的接线端子130，电连接部20整体位于独立外壳110之外并连接接线端子130。这样电连接部20可以通过接线端子130将多个储电模块100电连接在一起。
66.可选地，接线端子130为高压电连接结构，包括总正引出端和总负引出端，设置有快速插装装置。电连接部20依次与各个储电模块100的接线端子130连接。
67.在本发明的一些实施例中，储电模块100具有灭火单元140，灭火单元140设置成向目标储电模块100喷射灭火介质，且灭火介质被目标储电模块100的独立外壳110所形成的独立封闭空间所限制，从而阻止灭火介质向目标储电模块100相邻的其它储电模块100扩散。这样不仅可以利用灭火单元140更及时、更具针对性地对发生火灾的储电模块100进行灭火操作，提高灭火效果，减小火灾的损失，而且可以有效阻止火焰和灭火介质等向目标储电模块100相邻的其它储电模块100扩散，避免引发其他储电模块100发生火灾。
68.这里需要理解的是，灭火介质可以为水或灭火气体。
69.在一些可选示例中，灭火单元140对应每个储电模块100独立地配置。这样每个储电模块100可以设有各自的灭火单元140，以便于保证每个储电模块100的消防需要，提高灭火措施的及时性和针对性。
70.可选地，灭火单元140可以包括水喷头和气体喷头等结构。储能系统1具有消防连接部40，消防连接部40以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式与每个储电模块100的灭火单元140连接，以对每个储电模块100提供水和灭火气体。
71.在本发明的一些实施例中，储能系统1具有冷却连接部30，冷却连接部30以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100，以对储电模块100进行冷却。这样不仅便于将多个储电模块100的冷却介质连通，使储能系统1形成为整体的冷却系统，而且便于实现独立外壳110的密封设置，还可以避免冷却连接部30占用过多独立外壳110内的空间，便于提高储电模块100的能量密度。
72.可选地，储电模块100包括冷却单元，冷却单元用于冷却电池组120，冷却单元具有从独立外壳110显露出的冷却接口，冷却连接部30整体位于独立外壳110之外并连接冷却接口。这样冷却连接部30可以通过冷却接口将多个储电模块100的冷却单元连接在一起，便于冷却介质在多个储电模块100之间进行循环流动。
73.在一些可选实施例中，储能系统1具有电连接部20，电连接部20以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100。储能系统1具有冷却连接部30，冷却连接部30以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100，以对储电模块100进行冷却。其中电连接部20配置在多个储电模块100的第一侧，冷却连接部30配置在多个储电模块100的第二侧，第一侧和第二侧为多个储电模块100的相邻侧或相对侧。这样可以使电连接部20和冷却连接部30分开设置，不仅可以提供足够的设置空间，而且可以避免两者接触而发生漏电等情况，提高储能系统1的工作可靠性和安全性。
74.在另一些可选实施例中，储能系统1具有电连接部20，电连接部20以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100。储能系统1具有冷却连接部30，冷却连接部30以至少部分地配置在独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100，以对储电模块100进行冷却。其中电连接部20和冷却连接部30配置在多个储电模块100的同一侧，但电连接部20和冷却连接部30彼此隔离开。这样同样可以使电连接部20和冷却连接部30分开设置，可以避免两者接触而发生漏电等情况，提高储能系统1的工作可靠性和安全性。同时，还便于对电连接部20和冷却连接部30进行防护，例如便于设置罩设在电连接部20和冷却连接部30外的防护罩。
75.在本发明的一些实施例中，在第一储能层10中，相邻的两个储电模块100彼此邻接。这样便于将多个储电模块100排布成特定的形状，使储能系统1更加的合理紧凑，尽量减小占用空间。
76.可选地，多个储电模块100可以通过底座等结构进行连接，或者，也可以通过每个储电模块100的锁定结构，使相邻的两个储电模块100通过锁定结构进行连接。
77.在一些具体示例中，在第一储能层10中，相邻的两个储电模块100的独立外壳110的相邻侧壁贴合。这样可以进一步提高储能系统1的结构紧凑性，尽量减小占用空间，提高储能系统1的能量密度。
78.在另一些具体示例中，在第一储能层10中，相邻的两个储电模块100的独立外壳110的相邻侧壁间隔开，且间隔距离不超过10cm。这样不仅便于多个储电模块100的排布，而且便于在特定的储电模块100发生损坏时，对其进行维修和更换。
79.在本发明的一些实施例中，第一储能层10包括沿第一水平方向延伸的第一模块排11。也就是说，第一储能层10内的多个储电模块100可以沿第一水平方向线性排布成第一模块排11。这样便于将储能系统1设置在比较狭长的空间内。
80.在一些可选实施例中，第一模块排11为两个，两个第一模块排11沿第一水平方向对称设置。也就是说，两个第一模块排11背对背设置，两个第一模块11相邻的一侧的侧壁彼此邻接且相对侧的侧壁彼此远离朝外设置。例如，第一模块排11包括5个储电模块100，第一个第一模块排11的5个储电模块100和第二个第一模块排11排的5个储电模块100一一对应设置，其中每个储电模块100的独立外壳的具有开口的侧壁朝向彼此远离的方向设置且对侧的侧壁与对应的储电模块100的侧壁贴合设置。
81.在本发明的另一些实施例中，第一储能层10还包括第二模块排12，第一模块排11的一端与第二模块排12的一端邻接，第一模块排11的长度方向和第二模块排12的长度方向之间的夹角大于0度且小于180度。也就是说，第一模块排11和第二模块排12连接为v型结构，第一模块排11的长度方向和第二模块排12的长度方向之间的夹角可以为锐角、直角或钝角。
82.在本发明的另一些实施例中，第一储能层10还包括沿第二水平方向延伸的第二模块排12，第一模块排11的中部与第二模块排12的一端相连。也就是说，第一模块排11和第二模块排12连接为t型结构，第一模块排11的长度方向和第二模块排12的长度方向之间的夹角可以为锐角、直角或钝角。
83.在一些可选实施例中，第二模块排12为两个，两个第二模块排12沿第二水平方向对称设置。这样不仅可以设置更多的储电模块100，而且可以保证每个储电模块100的门体112可以朝向外侧而顺畅打开。
84.在本发明的再一些实施例中，第一储能层10还包括沿第二水平方向延伸的第二模块排12，第一模块排11与第二模块排12垂直交叉。也就是说，第一模块排11和第二模块排12连接为十字型结构，具体地，将第一模块排11分为第一部分和第二部分，将第二模块排12分为第三部分和第四部分，其中第一部分、第二部分、第三部分和第四部分中每一个的一端彼此邻接且另一端线性延伸。
85.在本发明的又一些实施例中，第一储能层10包括多个第一模块排11，多个第一模块排11彼此首尾相连为封闭的环形。例如，第一储能层10的多个第一模块排11可以形成为三变形或六边形。
86.在本发明的实施例中，第一储能层10为多个，多个第一储能层10沿竖直方向叠置。这样可以充分利用竖直方向的空间，便于在储能系统1中设置更多的储电模块100，提高储能系统1的储电量。
87.根据本发明实施例的储能系统1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
88.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
89.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
90.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。