储能集装箱的制作方法

文档序号:33329514发布日期:2023-03-04 00:09阅读:54来源:国知局
储能集装箱的制作方法

1.本实用新型涉及一种储能集装箱。


背景技术:

2.传统液冷储能箱的纵向高压直流载体,常见的有使用顶部安装汇流铜排的方案,以及在底板铺设高压直流电缆的方案。前种方案侵占高度方向大量空间,导致储能箱整体过高,不利于箱体制造和运输。后种方案在箱内底板出现冷凝水或有冷却液泄露时,电缆浸泡于水中,极大降低电缆的绝缘电阻等电气性能。
3.传统储能箱的消防管道均固定于箱顶内面,管道间交叉处需要制作各类穿管跨接件,同时各支架固定点需制作加强件,导致储能箱内壁保温材料安装困难,效率低下。
4.因此,需要提供一种储能集装箱以至少部分地解决上述问题。


技术实现要素:

5.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.为至少部分地解决上述问题,本实用新型提供一种储能集装箱,所述储能集装箱包括:
7.箱体;
8.电池舱,所述电池舱位于所述箱体内,所述电池舱内设置有电池单元、用于放置所述电池单元的电池架和连接至所述电池单元的换热件;
9.液冷机组舱,所述液冷机组舱位于所述箱体内并连通所述箱体外,且所述液冷机组舱与所述电池舱隔离,所述液冷机组舱内设置有液冷机组外机,所述液冷机组外机通过液冷管路连通至所述换热件;
10.其中,所述电池舱内还设置有电性连接至所述电池单元的电缆,所述电缆包括位于所述电池架的底部中间的位置并沿水平向布设的水平向直流电缆以及位于所述电池架外此沿所述箱体的高度方向设置的竖向直流电缆;
11.所述液冷管路位于所述电池舱内,包括布设在所述水平向直流电缆下方的液冷主管和位于所述电池架外侧沿所述高度方向延伸布置的竖向支管,所述竖向支管与所述竖向直流电缆间隔开设置。
12.可选地,所述液冷主管并流体连通至所述液冷机组外机;
13.所述竖向支管包括竖向进水管和竖向出水管,所述竖向进水管和所述竖向出水管并列设置在所述电池单元的两侧;
14.其中,所述竖向进水管的进水端流体连通至所述液冷主管,所述竖向进水管的出水端流体连通至所述电池单元的所述换热件;所述竖向出水管的进水端流体连通至所述电
池单元的所述换热件,所述竖向出水管的出水端流体连通至所述液冷主管。
15.可选地,所述电池架包括:
16.至少两个支撑框,所述至少两个支撑框中的两个所述支撑框间隔且相对设置,每个所述支撑框包括顶部横梁和支撑立柱,所述顶部横梁用于连接在所述箱体的两根顶侧梁之间,所述支撑立柱用于沿所述箱体的高度方向支撑连接在所述顶部横梁和所述箱体的底架之间;
17.电池托架,成对的所述电池托架分别设置至间隔且相对设置的两个所述支撑框,所述电池托架具有连接部、支撑部和折弯部,所述连接部连接至所述支撑立柱,所述支撑部用于托举所述电池单元,所述折弯部形成有用于容纳所述竖向进水管或所述竖向出水管的避让区;以及
18.主控箱托架,所述主控箱托架位于相对设置的两个所述支撑框之间以用于托举主控箱,所述主控箱托架靠近所述底架设置在两个所述支撑框之间,并且位于所述电池托架下方,所述水平向直流电缆靠近所述主控箱托架设置至所述支撑框;
19.其中,所述电池架的底部中间的位置还有用于固定所述水平向直流电缆的电缆支架,所述电缆支架设置至所述主控箱托架。
20.可选地,所述电缆支架设置有用于固定所述水平向直流电缆的连接孔。
21.可选地,多个所述电池单元沿所述高度方向间隔开布置在间隔且相对设置的两个所述支撑框之间;
22.所述竖向进水管路和所述竖向出水管路位于间隔且相对设置的两个所述支撑框之间;
23.所述竖向直流电缆与所述竖向出水管分别位于所述支撑框的两侧,或者所述竖向直流电缆与所述竖向进水管分别位于所述支撑框的两侧。
24.可选地,
25.所述竖向进水管和所述竖向出水管分别设置至间隔且相对设置的两个所述支撑框,所述竖向进水管和所述竖向出水管分别通过连接件固定连接至对应的所述支撑框上所述电池托架的所述折弯部。
26.可选地,所述储能集装箱还包括设置至所述箱体内的消防系统,所述消防系统包括消防水管路,所述消防水管路包括:
27.消防水喷淋总管,所述消防水喷淋总管的进水端用于流体连通至供水装置接口;以及
28.消防水喷淋支管,所述消防水喷淋支管布设于所述顶部横梁的下表面并与所述顶部横梁固定,所述消防水喷淋支管的进水端流体连通所述消防水喷淋总管,所述消防水喷淋支管的出水端位于所述电池舱内。
29.可选地,所述消防系统还包括:
30.消防气罐,用于储存灭火气体的所述消防气罐位于所述电池舱内;以及
31.消防气体管路,所述消防气体管路布设于所述顶部横梁的上表面并与所述顶部横梁固定,所述消防气体管路的进气端流体连通至所述消防气罐,所述消防气体管路的出气端位于所述电池舱内。
32.可选地,所述箱体具有防火保温的顶板,所述顶部横梁与所述顶板之间具有间隙;
33.所述消防系统还包括设置在所述箱体内的消防电气管路,所述消防电气管路固定至所述顶板的底表面。
34.可选地,所述主控箱托架包括第一托板和第二托板,所述第一托板和所述第二托板分别设置于间隔且相对设置的两个所述支撑框,且所述第二托板与所述第一托板处于同一个平面以共同托举所述主控箱;
35.所述第二托板和所述第一托板之间具有缝隙,所述第二托板具有挡水部,所述挡水部构造为从所述缝隙处向所述第二托板的下方延伸以阻挡水从所述缝隙进入所述主控箱。
36.可选地,所述挡水部开设有用于固定所述水平向直流电缆的第一固定孔;并且/或者
37.所述折弯部设置有用于固定所述竖向直流电缆的第二固定孔。
38.根据本实用新型的一种储能集装箱,电池舱内设置有电性连接至电池单元的电缆,电缆包括位于电池架的底部中间的位置并沿水平向布设的水平向直流电缆以及位于电池架外侧箱体的高度方向设置的竖向直流电缆。液冷管路包括液冷主管和位于电池架外侧沿高度方向延伸布置的竖向支管。在电池架下方,电缆与液冷主管在高度方向上分层设置,在电池架的外侧,电缆的排布位置与液冷支管的排布位置同样互不干涉,从而实现水电分离,保证电缆的电气性能。
附图说明
39.本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述,用来解释本实用新型的原理。在附图中,
40.图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的储能集装箱的立体结构示意图,其中隐去箱体的顶板;
41.图2为根据图1所示储能集装箱的顶板位置的剖面结构示意图,其中示出了消防系统的管道布置;
42.图3为图1中储能集装箱的电池架的立体结构示意图,其中示出了在液冷管道和电缆在电池架内的分布;
43.图4为沿图3中单簇电池与电池架的立体结构示意图,其中示出了液冷管道与支撑架的连接方式;
44.图5为图4中电池架底部位置的放大结构示意图;
45.图6为图4中电池架外侧位置的放大结构示意图;
46.图7为图1中电池架的立体结构示意图,其中示出了主控箱托架以及电缆支架;以及
47.图8为图7中电池架的单个支撑框的立体结构示意图,其中示出了电池托架和第二托板。
48.附图标记说明:
49.100:储能集装箱
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10:箱体
50.12:液冷机组舱
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13:电池舱
51.13a:设备间
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15:隔墙
52.16:电池单元
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17:换热件
53.111:顶侧梁
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112:底架
54.118:顶板
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130:电池架
55.131:支撑框
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1311:顶部横梁
56.1312:支撑立柱
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132:电池托架
57.1321:连接部
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1322:支撑部
58.1323:折弯部
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1323a:第二固定孔
59.1324:电池限位装置
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134:主控箱托架
60.1341:第一托板
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1342:第二托板
61.1342a:挡水部
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1342c:第一固定孔
62.1343:限位装置
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135:电缆支架
63.135a:缺口
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141:消防水管路
64.142:消防气体管路
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143:消防电气管路
65.181:水平向直流电缆
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182:竖向直流电缆
66.210:液冷管路
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211:液冷进水主管
67.212:液冷出水主管
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213:竖向进水管
68.214:竖向出水管
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300:连接件
69.d1:长度方向
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d2:宽度方向
70.d3:高度方向
具体实施方式
71.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型实施方式发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
72.为了彻底了解本实用新型实施方式,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本实用新型还可以具有其他实施方式,不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
73.应当理解的是,在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式
74.并且不作为本实用新型的限制,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并非限制。
75.本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识,而不具有任何其他含义,例如特定的顺序等。而且,例如,术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在,术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
76.以下,将参照附图对本实用新型的具体实施方式
77.进行更详细地说明,这些附图示出了本实用新型的代表实施方式,并不是限定本实用新型。
78.参见图1至图8,本实用新型提供一种储能集装箱100,该储能集装箱100将电池舱13内电缆与液冷管路210的物理隔离。在箱内底板出现冷凝水或有冷却液泄露时,避免电缆浸泡于水中,从而保证电缆的电气性能。
79.具体地,储能集装箱100包括构造出容纳腔的箱体10,箱体10内设置有隔墙15,隔墙15将箱体10内的容纳腔分隔为不同的腔室。如图1所示,箱体10内设有电池舱13和液冷机组舱12。
80.其中,电池舱13内设置有电池单元16、用于放置电池单元16的电池架130和连接至电池单元16的换热件17。参见图3和图4,电池单元16还电性连接有电缆,电缆包括位于电池架130的底部中间的位置并沿水平向(水平面)布设的水平向直流电缆181以及位于电池架130外此沿箱体10的高度方向d3设置的竖向直流电缆182。
81.与电池舱13隔离的液冷机组舱12设置在箱体10的长度方向d1上的一端。液冷机组舱12内设置有液冷机组外机。液冷机组舱12与箱体10外连通,从而通过气体流动的方式与箱体10外的空气进行换热。
82.液冷机组外机通过液冷管路210连通至换热件17。液冷管路210位于电池舱13内,液冷管路210包括液冷主管和竖向支管。液冷主管布设在水平向直流电缆181下方,竖向支管沿高度方向d3延伸布置在电池架130外侧。竖向支管与竖向直流电缆182间隔开设置。
83.换句话说,本实施方式中,在电池架130底部,液冷管路210(液冷主管)与水平向直流电缆181在高度方向d3上分层分布。在电池架130的外侧,液冷管路210(竖向支管)同样和电缆分隔开设置,从而实现了电池舱13内的水电分离布置,布线更合理并且保证了电缆的安全。
84.液冷机组外机通过液冷管路210流体连通至换热件17以对电池单元16进行散热。可以理解,竖向支管与液冷主管流体连通,液冷主管流体连通至液冷机组外机。使得每个电池单元16的工作温度在预定的范围内,从而确保电池单元16具有较好的工作性能。可以理解,本实施方式中,换热件17与电池单元16连接,换热件17内具有流道,当有温度低于电池单元16的液体(冷却液)流经时,液体能够通过换热件17与电池单元16进行换热。
85.参见图3至图6,液冷主管包括液冷进水主管211和液冷出水主管212,液冷进水主管211和液冷出水主管212位于电池架130的外侧且靠近电池架130底部设置。竖向支管包括竖向进水管213和竖向出水管214。竖向进水管213和竖向出水管214并列设置在电池单元16的两侧。其中,竖向进水管213的进水端流体连通至液冷进水主管211,竖向进水管213的出水端流体连通至电池单元16的换热件17。竖向出水管214的进水端流体连通至电池单元16的换热件17,竖向出水管214的出水端流体连通至液冷出水主管212。
86.液冷进水主管211的进水端连接至液冷机组外机,液冷进水主管211的出水端通过竖向进水管213流体连通至换热件17。液冷出水主管212的进水端通过竖向出水管214流体连通至换热器流。液冷出水主管212的出水端将换热件17流出的液体再次输送回液冷机组外机。经过液冷机组外机后较低温度的液体再次通过出水管流入换热件17,液冷机组外机可以与箱体10外的空气进行换热降温。如此循环往复,实现对电池单元16的液冷降温。本领
域技术人员可以灵活选择液冷管路210内冷却液的种类。
87.参见图1、图3至图6,本实施方式中,电池舱13内设置的电池架130包括至少两个支撑框131、电池托架132和主控箱托架134。
88.每个支撑框131包括顶部横梁1311和支撑立柱1312。顶部横梁1311连接在箱体10的两根顶侧梁111之间,顶部横梁1311沿宽度方向d2延伸,且顶部横梁1311和箱体10的顶板118之间存在间隙。支撑立柱1312沿高度方向d3支撑连接在底架112和顶部横梁1311之间。如图1所示,电池架130的支撑框131部分支撑连接在箱体10顶侧梁111和底架112之间,从而和储能集装箱100的主体框架部分连接为一个整体,达到提高储能集装箱100整体结构强度的目的。
89.用于托举电池单元16的电池托架132设置在相对且间隔设置的两个支撑框131之间。如图4所示,成对的电池托架132分别设置至间隔且相对设置的两个支撑框131。
90.参见图4,电池托架132包括连接部1321和支撑部1322。连接部1321通过紧固件可拆卸地连接至支撑立柱1312。使得电池托架132可拆卸地固定连接至支撑立柱1312。便于根据实际情况灵活设计电池架130。本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择紧固件。例如紧固件可以为螺纹连接件或者铆钉。支撑部1322连接至连接部1321并构造为从连接部1321向外延伸,并且在电池单元16存放至电池托架132时,支撑部1322至少部分地位于电池单元16下方以托举电池单元16。成对的电池托架132位于同一水平面上以共同托举电池单元16,具体而言,用于托举同一个电池单元16的一对电池托架132各自的支撑部1322位于同一平面上。
91.本实施方式中,支撑部1322和连接部1321为一体成型,强度更高。
92.可以理解,每两个相对且间隔开设置的支撑框131之间可以沿高度方向d3放置多个电池单元16(见图4),因此,可以将多个电池托架132沿高度方向d3间隔设置至支撑立柱1312(见图8)。具体地,两个支撑框131间隔且相对设置,沿高度方向d3,每个支撑框131上相同高度处分别设置有一个电池托架132。两个支撑框131之间的电池单元16串联或者并联形成单个电池簇,提高能量密度。
93.参见图5和图6,主控箱托架134靠近底架112设置在两个支撑框131之间,并且位于电池托架132下方,水平向直流电缆181靠近主控箱托架134设置至支撑框131。
94.具体地,参见图7和图8,主控箱托架134包括第一托板1341和第二托板1342,第一托板1341和第二托板1342分别设置于间隔且相对设置的两个支撑框131,且第二托板1342与第一托板1341处于同一个水平面以共同托举主控箱。
95.第二托板1342和第一托板1341之间具有缝隙,第二托板1342具有挡水部1342a,挡水部1342a构造为从缝隙处向第二托板1342的下方延伸,挡水部1342a用于阻挡电池架130底部的水从缝隙进入主控箱。换句话说,设置挡水部1342a使第一托板1341和第二托板1342在高度方向d3上形成交错层叠,可以有效防止底部液冷管路210破裂后污染主控箱。
96.优选地,电池架130的底部中间的位置还有用于固定水平向直流电缆181的电缆支架135。电缆支架135设置在第一托板1341和第二托板1342中的至少一个上。本领域技术人员可以灵活设置电缆支架135的连接方式。参见图7和图8,本实施方式中,并排设置且相连的两个主控箱托架134之间留有用于架放电缆支架135的缺口135a。可以理解,第一托板1341和第二托板1342在缺口135a的位置设置有台阶部用于架放电缆支架135。也可以通过
连接件将电缆支架连接至第一托板1341和第二托板1342中的至少一个。
97.图7所示实施方式中,电缆支架135上设置有多个用于固定电缆的连接孔。可以理解,本领域技术人员可以根据实际情况设置连接孔的尺寸和数量。挡水部1342a同样开设有用于固定电缆的第一固定孔1342c。第一固定孔1342c和连接孔配合,能够实现悬吊固定位于电池架130底部的电缆,实现水电分离。
98.优选地,为了方便固定液冷管路210的竖向支管以及竖向直流电缆182,每个电池托架132还设置有折弯部1323,折弯部1323形成有用于容纳竖向进水管213或竖向出水管214的避让区(见图2、图7和图8)。竖向进水管213或竖向出水管214可以通过连接件300可拆卸地连接至电池托架132的折弯部1323。折弯部1323还设置有用于固定电缆的第二固定孔1323a。
99.优选的实施方式中,多个电池单元16沿高度方向d3间隔开布置在间隔且相对设置的两个支撑框131之间(见图3至图6)。
100.如图4中所示,竖向进水管213和竖向出水管214位于间隔且相对设置的两个支撑框131之间。竖向直流电缆182与竖向出水管214分别位于支撑框131的两侧。换句话说,单簇电池的液冷竖向支管(竖向进水管213以及竖向出水管214)分列布置在电池单元16的两侧,可以减少支管路横向距离,解决电池单元16端面横向长距离支管路无法固定的问题,确保液冷管路210整体运行稳定。同时将竖向直流电缆182布置于支撑框131外侧,与同簇电池的竖向支管形成物理隔离/屏蔽。
101.具体地,竖向进水管213和竖向出水管214分别通过连接件300固定连接至对应的支撑框131上电池托架132的折弯部1323,竖向直流电缆182与同簇电池的竖向出水管214分别位于支撑框131的两侧。本领域技术人员可以灵活设置连接件300的类型。连接件300例如可以为管卡。
102.本实施方式中,液冷管路210靠近底架112设置在电池舱13内,且通过竖向支管将冷却液传输到换热件17,整体在箱内呈立体分布。在电池架130下方,电缆与液冷主管在高度方向d3上分层设置,在电池架130的外侧,电缆的排布位置与液冷支管的排布位置同样互不干涉,从而实现水电分离,保证电缆的电气性能。提高储能集装箱100的箱内空间的利用率。
103.在本实用新型未示出的其他的实施方式中,竖向直流电缆182也可以设置为与竖向进水管213分别位于支撑框131的两侧。
104.参见图1、图2,储能集装箱100还包括设置至箱体10内的消防系统。本实施方式中,消防系统包括火灾探测装置、消防水喷淋灭火装置以及气体灭火装置。
105.其中,消防水喷淋灭火装置包括连接至供水装置的消防水管路141,消防水管路141包括消防水喷淋总管和消防水喷淋支管。消防水喷淋总管的进水端用于流体连通至供水装置接口。供水装置接口可以设置在箱体10的侧壁上。例如,供水装置通过管道实现流体连接至供水装置接口,消防水喷淋总管通过管道连通供水装置接口。使用时,打开相应的阀门使供水装置的水经供水装置接口输出至消防水喷淋总管。消防水喷淋支管的进水端流体连通消防水喷淋总管,消防水喷淋支管的出水端位于电池舱13内。消防水喷淋支管布设于顶部横梁1311的下表面并与顶部横梁1311固定。例如,消防水喷淋支管可以通过管卡固定至顶部横梁1311的下方。在本实用新型的一个实施方式中,消防水喷淋总管设置在液冷机
组舱12内并与液冷机组外机并列分布。本领域技术人员可以灵活设置消防水喷淋总管的位置。
106.优选地,消防水喷淋支管具有多个出水端,且每个出水端设置有喷头。
107.气体灭火装置包括消防气罐和消防气体管路142,用于储存灭火气体的消防气罐设置在位于电池舱13的设备间13a内。消防气体管路142的进气端流体连通至消防气罐,消防气体管路142的出气端位于电池舱13内。消防气体管路142布设于顶部横梁1311的上表面并与顶部横梁1311固定。例如,消防气体管路142可以通过管卡固定至顶部横梁1311的上方。
108.箱体10具有防火保温的顶板118,顶部横梁1311与顶板118之间具有间隙。消防系统还包括设置在箱体10内的消防电气管路143,消防电气管路143固定至顶板118的底表面。
109.本实施方式中,消防系统的各个管道分层布置在靠近箱体10顶部的位置,互不干涉。并且整体在箱体10内呈立体排布,无需弯管、接头操作,综合利用箱内空间,提高空间利用率。
110.优选地,每个电池托架132还设置有由于限制所装载的电池单元16移动的电池限位装置1324。电池限位装置1324例如可以为位于电池单元16两端方向上和/或位于电池单元16上方的挡板或者挡块。
111.参见图8,本实施方式中,电池限位装置1324为位于电池单元16上方的限位挡板,限位挡板固定设置在连接部1321,并且与支撑部1322所在的平面大致平行,电池单元16安装在支撑部1322和限位挡板之间。换句话说,支撑部1322和限位挡板之间的间距与电池单元16的尺寸匹配。优选地,为了方便电池单元16的安装,在电池单元16的装入侧(电池单元的两端侧),限位挡板构造为至少部分地向背离所述支撑部1322的方向弯折,以使得限位挡板在该位置处与支撑部1322的间距大于电池单元16的尺寸,引导电池单元16安装至电池托架132。
112.可以理解,在电池托架132的长度方向的两端设置电池限位装置(图中未示出)可以限制电池单元沿电池托架132的长度方向移动,在电池托架132的上方设置电池限位装置1324使电池单元16位于电池限位装置和支撑部1322之间,可以限制电池单元沿上下方向(图中为支撑立柱1312的延伸方向)移动。设置电池限位装置1324的方式既不会损坏电池单元,也不需要额外地设置连接件固定电池单元,这样储能集装箱100发生晃动不会影响到电池舱内的电池架130的结构,确保电池架130的安全。当然,也可以通过粘接或者可拆卸式连接件连接的方式使电池单元与电池托架保持位置相对固定。
113.优选地,第一托板1341和第二托板1342在电池架130的外侧设置有用于限制主控箱移动的限位装置1343。参见图8,本实施方式中,限位装置1343构造为连接至第一托板1341和第二托板1342的限位挡板。
114.除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
115.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是,根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。
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