本發(fā)明涉及電池儲(chǔ)能領(lǐng)域，具體涉及到一種模塊化的臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)。

背景技術(shù)：

從能源資源和保護(hù)環(huán)境角度，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的發(fā)展已經(jīng)受到了廣泛的重視和應(yīng)用。優(yōu)化可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)可再生能源產(chǎn)業(yè)集約化、規(guī)?；⒏咝Щl(fā)展，已經(jīng)成為能源發(fā)展的重要方向。

分布式能源資源穩(wěn)定性差，分布式發(fā)電系統(tǒng)屬于間歇性工作，受氣候環(huán)境因素的影響大，所以中大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電能質(zhì)量差，直接接入電網(wǎng)會(huì)形成較大沖擊，這是目前部分風(fēng)光資源優(yōu)越地區(qū)存在棄風(fēng)棄光現(xiàn)象的重要原因。

另外，用戶端用電量存在峰平谷現(xiàn)象，會(huì)造成電能的浪費(fèi)。

于是，電能存儲(chǔ)應(yīng)用而生。儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中可起到“負(fù)荷調(diào)節(jié)、配合新能源接入、彌補(bǔ)線損、功率補(bǔ)償、提高電能質(zhì)量、孤網(wǎng)運(yùn)行、削峰填谷”等作用。

相比于抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能等物理儲(chǔ)能方式，電化學(xué)儲(chǔ)能對(duì)地理要求相對(duì)較低，技術(shù)相對(duì)成熟，是目前儲(chǔ)能領(lǐng)域中應(yīng)用較多的一種方式。但電化學(xué)電池能量密度和體積密度較低，大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)施占地面積大，檢修維護(hù)難度大，與我國(guó)風(fēng)光資源豐富的地區(qū)大力發(fā)展可再生能源發(fā)電的現(xiàn)狀與需求的矛盾日益突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，解決實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的矛盾，本發(fā)明提供一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)，方便大規(guī)模的儲(chǔ)能電池進(jìn)行組裝、維護(hù)，可有效減小儲(chǔ)能電池堆的占地面積，提高儲(chǔ)能電池堆的體積密度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)，其特征在于，該臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)，包括至少1個(gè)儲(chǔ)能電池堆、電池架、電池管理單元、能量控制系統(tǒng)和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)；

其中，所述儲(chǔ)能電池堆包括至少2個(gè)儲(chǔ)能模塊并聯(lián)，所述儲(chǔ)能模塊，包括至少2個(gè)儲(chǔ)能電池單體，并呈臥式堆疊擺放在各層電池架上，所述儲(chǔ)能電池單體之間采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式；

所述電池架，由底部托板、側(cè)壁擋板、支架、卡槽、風(fēng)扇組成；

所述電池管理系統(tǒng)對(duì)所述單體電池、電池組、電池堆進(jìn)行分層、分級(jí)、統(tǒng)一的管理，使各組電池達(dá)到均等出力，確保系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)和最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間；

所述能量控制系統(tǒng)用于控制每個(gè)所述儲(chǔ)能電池堆的充電和放電過(guò)程，進(jìn)行交直流的變換，所述能量控制系統(tǒng)設(shè)置在所述儲(chǔ)能電池的輸出端；

所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)視和控制儲(chǔ)能電池庫(kù)的運(yùn)行工況，所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)CAN接口與所述電池管理系統(tǒng)和所述能量控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。

進(jìn)一步，所述每個(gè)儲(chǔ)能電池堆內(nèi)的儲(chǔ)能模塊是相同的，對(duì)2種以上的不同儲(chǔ)能模塊，先分別由相同的儲(chǔ)能模塊集成儲(chǔ)能電池堆，之后不同的儲(chǔ)能電池堆之間再并聯(lián)。

進(jìn)一步，若干儲(chǔ)能電池單體的擺放朝向一致，即每個(gè)儲(chǔ)能電池堆內(nèi)的所有儲(chǔ)能電池單體上與外電路連接的極耳或極柱在同一平面內(nèi)，且此平面垂直于安裝地面。

進(jìn)一步，每個(gè)所述儲(chǔ)能模塊內(nèi)，串聯(lián)的儲(chǔ)能電池單體間呈直線排列成一排，串聯(lián)電池的正、負(fù)極分別與相鄰電池的負(fù)極和相鄰電池的正極連接；并聯(lián)的儲(chǔ)能電池單體間分層堆疊排放，并聯(lián)電池的正、負(fù)極分別與正上方相鄰電池的正、負(fù)極連接。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能電池堆內(nèi)的儲(chǔ)能電池模塊之間呈直線排列成一排，排與排之間再分層堆疊排放，同一排內(nèi)電池模塊的正負(fù)極順序一致，相鄰兩排的儲(chǔ)能電池模塊的正負(fù)極順序相反。

進(jìn)一步，所述電池架的底部托板、側(cè)壁擋板和支架之間采用卡槽式結(jié)構(gòu)安裝，所述支架上設(shè)有若干卡槽，所述連接件設(shè)置在所述卡槽內(nèi)，所述底部托板和側(cè)壁擋板通過(guò)所述連接件安裝在所述支架上，所述側(cè)壁擋板上設(shè)有通孔和風(fēng)扇。

本發(fā)明的有益效果為：

1、電池架各部分間的連接采用卡槽結(jié)構(gòu)，便于輸運(yùn)、安裝和拆卸；

2、電池架壁面上的風(fēng)扇可以使電池工作區(qū)域的溫度分布更均勻，提高一致性；

3、儲(chǔ)能電池堆設(shè)計(jì)模塊化，可快速實(shí)現(xiàn)電池堆功率和容量的放大；

4、儲(chǔ)能電池堆功率和容量一定的前提下，通過(guò)堆疊層數(shù)的改變，可快速實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池堆占地面積的變更，設(shè)計(jì)的靈活性和適用性增強(qiáng)；

5、儲(chǔ)能電池堆內(nèi)的所有連接可實(shí)現(xiàn)目視化管理，操作和檢修方便，且便于散熱。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的電池架結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的電池架的卡槽連接件的放大結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的儲(chǔ)能電池模塊擺放和連接示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的平面布置示意圖。

圖中：1.托板、2.支架、3.卡槽、4.側(cè)邊擋板、5.風(fēng)扇、6. 連接件、7. 儲(chǔ)能電池堆、8.電池管理系統(tǒng)、9.能量控制系統(tǒng)、10.后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1、圖2、圖3和圖4，圖1為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的電池架結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的電池架的卡槽連接件的放大結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的儲(chǔ)能電池模塊擺放和連接示意圖；圖4為本發(fā)明提供的一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的平面布置示意圖。

如圖1和圖2所示，一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的電池架結(jié)構(gòu)圖和卡槽連接件的放大結(jié)構(gòu)圖，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：各部分間的連接采用卡槽結(jié)構(gòu)，便于輸運(yùn)、安裝和拆卸，高度調(diào)節(jié)靈活。

如圖3所示，一種臥槽堆疊式儲(chǔ)能電池庫(kù)的儲(chǔ)能模塊擺放和連接示意圖，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：所述儲(chǔ)能電池單體的擺放朝向一致，所述所有儲(chǔ)能電池單體上與外電路連接的極柱在同一平面內(nèi)，且此平面垂直于安裝地面，所述串聯(lián)的儲(chǔ)能電池單體間呈直線排列成一排，所述串聯(lián)電池的正、負(fù)極分別與相鄰電池的負(fù)極和相鄰電池的正極連接。

如圖4所示，為本發(fā)明臥槽堆疊式儲(chǔ)能庫(kù)的平面布置示意圖，儲(chǔ)能電池庫(kù)由N≥1個(gè)儲(chǔ)能電池堆并聯(lián)組成。

本發(fā)明實(shí)施例中，所有儲(chǔ)能模塊內(nèi)的儲(chǔ)能電池單體均呈臥槽式擺放在絕緣的電池架上，電池架起到承受電池重量的作用，電池架連接部位為卡槽結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例中，每個(gè)儲(chǔ)能電池模塊由12支儲(chǔ)能單體電池串聯(lián)組成，電池架上的每2個(gè)擋板之間擺放1個(gè)儲(chǔ)能電池模塊，儲(chǔ)能電池堆內(nèi)每排電池架上有4個(gè)儲(chǔ)能電池模塊，共擺放6排，排與排之間分層堆疊排放。

進(jìn)一步地，同一排內(nèi)電池模塊的正負(fù)極順序完全一致，相鄰兩排的儲(chǔ)能電池模塊的正負(fù)極順序相反；儲(chǔ)能電池模塊間的接線方式采用從一側(cè)到另一側(cè)，從下排到上排的一條龍連接方式，即除去儲(chǔ)能電池堆的首尾引出接線外，位于中間的儲(chǔ)能模塊的正、負(fù)極分別與相鄰儲(chǔ)能模塊的負(fù)極和相鄰儲(chǔ)能模塊的正極連接，位于一排最后一個(gè)儲(chǔ)能模塊的正極或負(fù)極與正上方相鄰儲(chǔ)能模塊的負(fù)極或正極連接。

進(jìn)一步地，電池管理單元與儲(chǔ)能電池模塊內(nèi)的電池組串聯(lián)，對(duì)每個(gè)單體電池進(jìn)行電壓和溫度的采集，進(jìn)行風(fēng)扇控制，并對(duì)本單元電池模塊進(jìn)行充放電容量計(jì)算以及均衡管理；電池組管理系統(tǒng)集中分析各電池管理單元上傳的數(shù)據(jù)并預(yù)警，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)能模塊的電流、總電壓進(jìn)行檢測(cè)、保護(hù)和報(bào)警；電池陣列管理系統(tǒng)與PCS和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)采用CAN接口進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池堆的充放電管理和調(diào)節(jié)。

以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)介紹，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。