一种储能系统逆变柜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种逆变柜，具体涉及一种应用于储能系统中的逆变柜，该系统机柜也可以直接应用于不间断电源系统。
【背景技术】
[0002]目前，储能系统的设计生产厂家，在进行储能系统设计时，由于主要的元器件体积大、数量多，基本上采用分柜的形式来设计整机，主要包括进出线柜(用户在选择上进线时必须采用)、整流柜、柜体以及开关柜。现有柜体的内部空间利用率低、体积大、主要元件和功率模块可维护性差，内部功率电缆和信号电缆走线路径长，易受干扰，同时逆变柜内的散热系统复杂，散热效率低，布局混乱，内部空间利用率低、体积大，可维护性差，这些缺点使得逆变柜的体积大、可靠性低、高成本以及可维护性差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对上述技术问题提出一种通过优化内部元件的结构布局来实现具有较小体积、较低成本并提高可靠性及可维护性的储能系统逆变柜。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种储能系统逆变柜，包括柜体以及设在该柜体上的内部门和外部门，所述柜体的内部空间由隔板分隔成前下部空间，前上部空间以及后部空间，所述内部门上设有内部控制腔，所述外部门上设有外部控制腔；所述隔板上开设有用于布线的过线孔；其中，所述前下部空间用于放置输出滤波电容组件、电源变压器、电池熔断器、电池电流传感器、电磁兼容电路板以及电池端口接线单元；所述前上部空间用于安装风扇单元、功率器件模块单元及其电路板；所述后部空间用于放置电磁元件模块以及风扇单元；所述内部控制腔用于安装储能系统的控制电路板及开关模式辅助电源电路板；所述外部控制腔用于放置监控组件。
[0005]在本实用新型中，所述输出滤波电容组件悬挂安装在所述前下部空间的底部，该输出滤波电容组件至少包含一个子模块，所述子模块包含滤波电容以及隔板，该隔板上布置多个散热孔；所述电源变压器设在所述滤波电容的顶部；所述电池熔断器、电池电流传感器和电磁兼容板以及电池端口接线单元设置在所述前下部空间的左侧；所述电池熔断器串设在电池的正极上，该熔断器的连接铜排为U型铜排，所述电池电流传感器套设在所述U型铜排的一侧。
[0006]在本实用新型中，所述前下部空间的底部为客户进线区，所述客户进线区设有铝质进线盖板，所述客户进线区的右侧底脚处开设有客户信号线穿线孔。
[0007]在本实用新型中，所述功率器件模块单元至少包含一个子模块，所述子模块至少包含一组直流电容组件、一组逆变IGBT组件以及外侧相关的元器件；该元器件为电容放电组件、IGBT驱动控制板和IGBT吸收电容的其中一种；所述直流电容组件设于所述逆变IGBT组件的前方并通过直流电容组件顶部的铜排相互连接；所述直流电容组件包含直流电容，底部安装板和铜排组件，所述底部安装板上设置有散热孔；所述逆变IGBT组件包括IGBT，IGBT驱动控制板、散热器、铜排组件以及结构件；所述逆变IGBT的顶部端子与直流电容组件的伸出铜排相连接；所述IGBT驱动控制板设置在所述IGBT的上方并通过线缆与IGBT相连。
[0008]在本实用新型中，所述风扇单元包括离心风扇以及依次连接的风扇腔室、混风腔室和风道，所述风扇腔室设在所述前上部空间的顶部且与外界相通，所述离心风扇设置在该风扇腔室内，所述散热器与风道相连接。
[0009]在本实用新型中，所述磁性元件模块包括在所述后部空间从上而下设置的风扇单元和输出变压器单元，所述后部空间的底部设有减震垫，所述输出变压器单元设置在该减震垫上；所述风扇单元包括风扇固定件和安装在该风扇固定件上的四个轴流风扇，所述风扇单元通过风扇固定件安装在所述后部空间的顶部并与外界相通。
[0010]在本实用新型中，所述内部控制腔主要由内部门和保护盖板构成，并且由金属隔板分为左腔室和右腔室；所述左腔室内安装有多个冗余设计的为储能系统的控制电路板供电的开关模式辅助电源电路板，所述右腔室内安装有储能系统的控制电路板；所述保护盖板上设有用于露出所述控制电路板的接口的接线窗口。
[0011]在本实用新型中，所述外部控制腔主要由外部门、安全盖板构成，该外部控制腔内安装有监控显示组件、监控电路板以及通信卡安装盒；所述监控显示组件包括液晶显示屏、塑胶面板以及键盘板；所述安全盖板上开设有用于露出所述监控电路板的接口的接线窗
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[0012]本实用新型通过将储能系统逆变柜的柜体的内部空间使用隔板分隔成多个用于安装功能元件和控制电路板的安装腔室，优化了柜体内部的空间布局，实现了柜体内部元件和控制电路板的合理、紧凑布局以及简洁有序的电连接，减小了柜体的总体外形尺寸从而带来成本的下降，并且使得柜体内部布线更加简洁和流畅，同时也增强了功率模块组件、电容组件和控制电路板的可维护性以及提高了控制电路板的抗干扰能力和环境适应性。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一实施例中的储能系统逆变柜的结构示意图一；
[0014]图2为本实用新型一实施例中的储能系统逆变柜的结构示意图二 ；
[0015]图3为本实用新型一实施例中的前下部空间的结构示意图；
[0016]图4为本实用新型一实施例中的前下部空间的局部放大结构示意图；
[0017]图5为本实用新型一实施例中的前上部空间的风扇组件的结构示意图；
[0018]图6为本实用新型一实施例中的前上部空间的未安装直流电容组件的结构示意图；
[0019]图7为本实用新型一实施例中的后部空间的结构示意图；
[0020]图8为本实用新型一实施例中的内部控制腔的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，以下结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。
[0022]参照图1、图2，一种储能系统逆变柜，包括柜体以及设在该柜体上的内部门和外部门，柜体的内部空间由隔板分隔成用于安装控制电路板、功率模块以及元件的前下部空间100，前上部空间200以及后部空间300，内部门上设有内部控制腔400，外部门上设有外部控制腔500 ;隔板上开设有用于布线的过线孔；前下部空间100，前上部空间200、后部空间300内部控制腔400以及外部控制腔500之间通过线缆和导体母排相互电连接。其中，前下部空间100用于放置输出滤波电容组件101、电源变压器102、电池熔断器103、电池电流传感器104、电磁兼容电路板105以及电池端口接线单元106 ;前上部空间200用于安装风扇单元、功率器件模块单元及其电路板；后部空间300用于放置电磁元件模块以及风扇单元；参照图8，内部控制腔400用于安装储能系统的控制电路板及开关模式辅助电源电路板403 ;外部控制腔500用于放置监控组件。优选的，隔板上开设的过线孔均设置有护线套，防止线缆被隔板损伤割断。
[0023]具体的，参照图3，前下部空间100主要放置有储能系统的输出滤波电容组件101、电源变压器102、电池熔断器103、电池电流传感器104、电磁兼容电路板105以及电池端口接线单元106。输出滤波电容组件101至少包含一个子模块，每个子模块包含滤波电容以及隔板；为便于电容快速散热，该隔板上布置有多个大面积的散热孔；优选的，该隔板的用于隔离滤波电容的部分外均开设有散热孔，尽可能的增加散热孔的数量，即该隔板采用一框体结构。该滤波电容组件通过螺钉悬挂安装在前下部空间100的底部，电源变压器102位于滤波电容的顶部。电池熔断器103、电池电流传感器104、电磁兼容板以及电池端口接线单元106安装固定在前下部空间100的左侧。参照图4，电池熔断器103串设在电池的正极上，电池熔断器103的连接铜排为U型铜排109，电池电流传感器104套设在该U型铜排109的一侧上，通过对U型铜排109两侧阻抗的控制，实现U型铜排109两侧的均流。电池电流传感器104只检测电池电流的一半，可以选用较小额定电流的传感器，以降低成本。前下部空间100的底部，即电池端口接线单元106的底部为客户进线区，该客户进线区设有采用不导磁材料铝基板制成的铝质进线盖板107，使得开设在进线盖板107上的正负极间的进线孔不需要开槽连通，在保持进线盖板107强度的同时，避免了因热磁材料由于涡流而可能产生的额外发热，提高了系统可靠性。另外，客户进线区的右侧底脚处开设有客户信号线穿线孔108，使得与客户功率线缆分开走线，避免干扰，提高系统稳定性。
[0024]参照图3、图5和图6，前上部空间200主要由风扇单元，功率器件模块单元以及相关的电路板组成。其中，功率器件模块单元至少包含一个子模块，每个子模块至少包含一组直流电容组件205和一组逆变IGBT组件206以及外侧相关的元器件。该相关的元器件为电容放电组件、IGBT驱动控制板208、IGBT吸收电容等其中一种。直流电容组件205位于逆变IGBT组件206的前方，并通过直流电容组件205顶部的铜排相连。每个直流电容组件205至少包含直流电容，底部安装板和铜排组件，为便于电容快速散热，该底部安装板上布置由多个大面积的散热孔。优选的，该底部安装板除用于安装直流电容的部分外均开设有散热孔。逆变IGBT组件206至少由IGBT，散热器204、铜排组件以及结构件组成，每个功率器件模块单元中至少包含一组IGBT组件；优选的，每个功率器件模块单元中包含3组IGBT组件和直流电容组件205，从左至右水平排列。参照图6，逆变器输出铜排与IGBT底部的引出脚相连，通过电缆穿过逆变IGBT组件206前下方的通孔与后部空间300的输出变压器单元相连。IGBT顶部的引出脚上直接固定有IGBT吸收电容，提高吸收效果。逆变IGBT组件206与直流电容组件205相连是直接通过IGBT顶部的端子与直流电容组件205的伸出铜排相互连接实现的，从而有限减少了直流电容到IGBT的感抗，降低IGBT电压应力，同时也有效降低电磁干扰，提高系统可靠性。IGBT模块上方设置有IGBT驱动控制板208，每组逆变IGBT组件206至少包含一块IGBT驱动控制板208，IGBT驱动控制