一种光伏储能柜的制作方法

本发明涉及一种光伏发电储能设备，具体是一种光伏储能柜。

背景技术：

随着人类对清洁能源的重视，光伏锂电池的发展前景无法估量，光伏锂电池技术把太阳的光能直接转化为电能，是一种取之不尽用之不竭的环保能源。

光伏锂电池系统基本上主要由光伏逆变器、光伏组件、几个互相串联的电池模块、储能柜、电池管理主机等组成；目前的大部分光伏系统还采用铅酸电池作为储能装置，但相比而言，磷酸锂铁电池替换能充分发挥其优势，包括提高储能效率，延长使用寿命，降低单位成本等等；该类型锂电池用作储能装置，可把能源效率提高至95％，远超过传统铅酸电池的80％，并且拥有5000次充放电使用寿命。

但是目前现有的光伏锂电池系统在储能环节依然存在不足，在输电储能方面，并不能做到自动平衡每个电池的电压，因此需要开发一种新型储能柜解决电池不均衡造成寿命缩短问题。

技术实现要素：

基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种光伏储能柜。

本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：

一种光伏储能柜，包括柜体和铰接在所述柜体一侧的柜门，所述柜体内部由上至下依次安装有逆电器、主机、以及多个叠加的电池模块，所述逆电器同所述主机电性连接，所述主机连接所述电池模块；

所述光伏储能柜通过电流输出系统和并网系统电性连接电网，所述电流输出系统包括整流桥，电池模块输出电压至逆电器转换成220v的交流电压，再通过整流桥转换成220v的直流电压；

多个电池模块组成电池组，所述电池组通过电池均衡系统连接所述主机，所述电池均衡系统包括设置在所述主机中的bms电池管理模块，bms电池管理模块用于控制每个电池模块的电压差。

作为本发明进一步的方案：所述主机通过移动充电机构连接所述电池模块，所述柜体的后部设置有凸起，所述移动充电机构包括转动安装在所述柜体后部凸起内的两个链轮和用于连接两个所述链轮的链条，所述链条沿所述柜体的高度方向设置，在所述链条上设置有同所述电池模块对接的充电组件；

所述柜体内还设置有用于驱动其中一个所述链轮间断转动的行走组件，所述链轮间断转动时充电组件对多个所述电池模块逐一充电；在所述柜体的后部凸起一侧安装有动力装置，所述动力装置通过改向组件连接所述行走组件。

作为本发明再进一步的方案：所述充电组件包括固定在所述链条上的升降件、固定在所述升降件上的安装件、横向设置在所述安装件上的弹性接电结构、以及用于在所述链条运行时驱动所述弹性接电结构动作的传动结构。

作为本发明再进一步的方案：所述弹性接电结构包括横向固定在所述安装件上的套筒、与所述套筒水平滑动套合的伸缩件、以及设置在所述套筒内并弹性连接所述套筒与所述伸缩件的压簧；

每一所述电池模块的后部均设置有一个平直的接电块，在所述伸缩件远离所述套筒的一端安装有同所述接电块配合的充电接头；充电接头通过导电线电性连接所述主机。

作为本发明再进一步的方案：所述传动结构包括通过绕轴转动安装在所述升降件上的行走齿轮、沿所述柜体高度方向固定在所述柜体内壁上的多段固定齿条、缠绕在所述绕轴上的牵引丝、固定在所述伸缩件上并与所述牵引丝自由端套固的栓柱；所述安装件上转动安装有同所述牵引丝滚动贴合的滑轮，多段所述固定齿条之间具有间隙。

作为本发明再进一步的方案：所述行走组件包括转动设置在所述柜体内的蜗杆、同所述蜗杆啮合并转动安装在所述柜体内的蜗轮、以及通过一号传动件连接所述蜗轮的马耳他十字机芯结构；

所述马耳他十字机芯结构包括转动安装在所述柜体内的主动轮和间歇轮。

作为本发明再进一步的方案：所述改向组件包括通过输出轴连接所述动力装置输出端的半锥齿轮、转动安装在所述柜体内的驱动轴、以及固定在所述驱动轴上的两个全锥齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动轴与所述蜗杆之间通过第一增程结构连接，在所述间歇轮与其中一个所述链轮之间通过第二增程结构连接；

所述第一增程结构包括固定在所述驱动轴上的大齿轮和固定在所述蜗杆上并与所述大齿轮啮合的小齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述第二增程结构包括与所述间歇轮同轴固定的增速轮和连接所述增速轮与其中一个所述链轮的二号传动件。

作为本发明再进一步的方案：所述整流桥、逆电器、及电池模块构成并网系统，所述并网系统还包括dc/dc变换器，所述并网系统通过变压器电性连接电网；

所述电池模块外部设置有均热板，在所述均热板表面包覆有吸震泡棉，在所述柜体的底部安装有可收放的滚轮。

采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：光伏组件吸收光能后利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能，借助逆电器将直流电转换为交流电并升高电压输送至主机上，同时动力装置驱动改向组件工作，改向组件带动行走组件运行，行走组件驱动与之连接的链轮间断转动，以使链条上的充电组件逐一对接堆叠的多个电池模块，对多个电池模块逐一等量输电；在充电组件对多个电池模块逐一输电后，改向组件改变行走组件的运行方向，从而使链轮反向间断转动，充电组件再对多个电池模块反向逐一等量输电，如此往复对各个电池模块输电，从而达到自动平衡每个电池模块的电压的效果，解决电池存电不均衡造成的寿命缩短问题，有效的降低了系统故障，提高了充放电次数。

附图说明

图1为光伏储能柜的正视图。

图2为光伏储能柜中拆除逆电器和主机及电池模块后的剖视图。

图3为光伏储能柜中柜体的结构示意图。

图4为光伏储能柜中移动充电机构的局部示意图。

图5为图4中a处的放大图。

图6为光伏储能柜中升降件和安装件的结构示意图。

图中：1-柜体；2-柜门；3-逆电器；4-主机；5-电池模块；6-动力装置；7-半锥齿轮；8-全锥齿轮；9-驱动轴；10-大齿轮；11-小齿轮；12-蜗杆；13-蜗轮；14-一号传动件；15-主动轮；16-间歇轮；17-增速轮；18-二号传动件；19-链轮；20-链条；21-升降件；22-安装件；23-行走齿轮；24-固定齿条；25-绕轴；26-牵引丝；27-滑轮；28-栓柱；29-伸缩件；30-套筒；31-压簧；32-充电接头；33-接电块；34-导向件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1～6，本发明实施例中，一种光伏储能柜，包括柜体1和铰接在所述柜体1一侧的柜门2，所述柜体1内部由上至下依次安装有逆电器3、主机4、以及多个叠加的电池模块5，所述逆电器3同所述主机4电性连接，所述主机4连接所述电池模块5；

所述光伏储能柜通过电流输出系统，所述电流输出系统包括整流桥，电池模块5输出电压至逆电器3转换成220v的交流电压，再通过整流桥转换成220v的直流电压；

多个电池模块5组成电池组，所述电池组通过电池均衡系统连接所述主机4，所述电池均衡系统包括设置在所述主机4中的bms电池管理模块，bms电池管理模块用于控制每个电池模块5的电压差。

作为本实施例的说明，当光伏组件吸收光能后利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能，借助逆电器3将直流电转换为交流电并升高电压输送至主机4上；

其中，电池均衡系统通过bms管理模块来实现电池均衡，来延长电池寿命；详细来说，电池组是由多个电芯(电池模块5)组成，通过bms电池管理模块来控制每个电芯的电压差，由于电池组是由多个电芯组成，但每个电芯之间都有内阻及压差，如不进行均衡，会导致电池组的容量不达标；电池组每串电芯的压差越大，电池组可使用的实际容量越小。

在本发明的一个实施例中，所述主机4通过移动充电机构连接所述电池模块5，所述移动充电机构逐一对多个所述电池模块5充电，以使多个所述电池模块5的电压平衡；所述柜体1的后部设置有凸起，所述移动充电机构包括转动安装在所述柜体1后部凸起内的两个链轮19和用于连接两个所述链轮19的链条20，所述链条20沿所述柜体1的高度方向设置，在所述链条20上设置有同所述电池模块5对接的充电组件，所述充电组件在所述链条20运行时与所述电池模块5分离，在所述链条20静止时与所述电池模块5电连；

具体是，所述柜体1内还设置有用于驱动其中一个所述链轮19间断转动的行走组件，所述链轮19间断转动时充电组件对多个所述电池模块5逐一充电；在所述柜体1的后部凸起一侧安装有动力装置6，所述动力装置6通过改向组件连接所述行走组件，所述改向组件在充电组件对多个电池模块5逐一充电后改变链条20的运行方向，以对多个电池模块5循环充电。

作为本实施例的说明，动力装置6驱动改向组件工作，改向组件带动行走组件运行，行走组件驱动与之连接的链轮19间断转动，以使链条20上的充电组件逐一对接堆叠的多个电池模块5，对多个电池模块5逐一等量输电；在充电组件对多个电池模块5逐一输电后，改向组件改变行走组件的运行方向，从而使链轮19反向间断转动，充电组件再对多个电池模块5反向逐一等量输电，如此往复对各个电池模块5输电，从而达到自动平衡每个电池模块的电压的效果，解决电池存电不均衡造成的寿命缩短问题，有效的降低了系统故障，提高了充放电次数。

为了便于理解，所述动力装置6为电动机，优选为ac-motoren型防水电机，当然了，也可等效替换为相应功率的马达，包括气动或液压马达。

此外，在本实施例中，逆电器及主机为现有技术的应用，本发明中不再赘述，逆电器又称为逆变器。

另外，在本实施例中，所述柜门2上设置有门锁，在柜门2的边缘固定有用于同所述柜体1配合的密封胶条，从而起到密封隔绝效果，避免雨水或灰尘进入到柜体1内。

在本发明的一个实施例中，所述充电组件包括固定在所述链条20上的升降件21、固定在所述升降件21上的安装件22、横向设置在所述安装件22上的弹性接电结构、以及用于在所述链条20运行时驱动所述弹性接电结构动作的传动结构；

其中，所述柜体1内沿其高度方向固定有同所述升降件21滑动套合的导向件34；

作为本实施例的说明，在链条20运行时通过传动结构带动所述弹性接电结构动作，以使其与电池模块5断电；至链条20静止时传动结构不再运行，弹性接电结构在弹力作用下释放并与下一电池模块5对接，由此逐一对多个叠加的电池模块5输电。

需要说明的是，所述升降件21为贯筒状，其上设置有同所述链条20的链节连接的销轴，在链条20运行时可带动升降件21沿柜体1的高度方向竖直升降，配合导向件34保持升降件21水平方向稳定，最终使得安装件22和其上的弹性接电结构稳定。

在本发明的另一个实施例中，所述弹性接电结构包括横向固定在所述安装件22上的套筒30、与所述套筒30水平滑动套合的伸缩件29、以及设置在所述套筒30内并弹性连接所述套筒30与所述伸缩件29的压簧31；

注意的是，每一所述电池模块5的后部均设置有一个平直的接电块33，在所述伸缩件29远离所述套筒30的一端安装有同所述接电块33配合的充电接头32；所述充电接头32也为平直状，充电接头32通过冗长并竖直拖曳的导电线电性连接所述主机4；

作为本实施例的说明，在充电接头32跟随安装件22升降移动至与接电块33对应位置时，借助压簧31的弹力带动伸缩件29从套筒30中释放，以使接电块33与充电接头32对接，此时主机4通过导电线向该电池模块5输电；

而当充电接头32跟随安装件22升降移动时，利用传动结构带动伸缩件29缩入到套筒30中并进一步压缩压簧31，此时充电接头32远离接电块33并竖直移动，直至移动至下一接电块33与充电接头32对应，传动结构释放伸缩件29。

在本发明的又一个实施例中，所述传动结构包括通过绕轴25转动安装在所述升降件21上的行走齿轮23、沿所述柜体1高度方向固定在所述柜体1内壁上的多段固定齿条24、缠绕在所述绕轴25上的牵引丝26、固定在所述伸缩件29上并与所述牵引丝26自由端套固的栓柱28；

所述安装件22上转动安装有同所述牵引丝26滚动贴合的滑轮27，多段所述固定齿条24之间具有间隙；

作为本实施例的说明，当链条20运行时带动升降件21和安装件22升降，在安装件22升降时驱动行走齿轮23跟随升降，升降的行走齿轮23同固定齿条24啮合，使得行走齿轮23在升降时自转，自转的行走齿轮23带动绕轴25转动；

在充电接头32升降移动至与接电块33对应位置时，行走齿轮23位于两段固定齿条24之间的间隙处，此时行走齿轮23不受固定齿条24约束，利用压簧31的弹力带动伸缩件29从套筒30中弹出，使充电接头32与接电块33对接，对该处的电池模块5输电，缠绕在绕轴25上的牵引丝26被全部放出；

而在链条20运行带动充电接头32升降移动时，行走齿轮23开始与下段固定齿条24结合，行走齿轮23转动，从而带动绕轴25跟随同步转动重新缠绕牵引丝26，牵引丝26带动栓柱28和充电接头32远离该处的接电块33，从而使伸缩件29套入到套筒30内并进一步压缩压簧31；直至充电接头32移动至下一接电块33处，行走齿轮23处于另外两段固定齿条24之间的间隙，再次释放牵引丝26。

在本发明的又一个实施例中，所述行走组件包括转动设置在所述柜体1内的蜗杆12、同所述蜗杆12啮合并转动安装在所述柜体1内的蜗轮13、以及通过一号传动件14连接所述蜗轮13的马耳他十字机芯结构；

所述马耳他十字机芯结构包括转动安装在所述柜体1内的主动轮15和间歇轮16；所述间歇轮16连接其中一个所述链轮19，所述蜗杆12连接所述改向组件；

需要特别强调的是，马耳他十字机芯结构为现有技术的应用，属于一种间歇性凸轮传动机构，本发明中不再赘述，当然了，也可以通过采用凸轮分割器替换本发明中的马耳他十字机芯结构；

此外，在本实施例中，其中间歇轮16的分割比例同电池模块5的数量一致，在附图中展示了六个电池模块5及间歇轮16为6:1分割比的示例；

作为本实施例的说明，在动力装置6工作时驱动改向组件动作，改向组件带动蜗杆12转动，蜗杆12驱动蜗轮13旋转，利用一号传动件14带动主动轮15转动，主动轮15驱动间歇轮16转动，从而使得链轮19间断转动。

在本发明的又一个实施例中，所述改向组件包括通过输出轴连接所述动力装置6输出端的半锥齿轮7、转动安装在所述柜体1内的驱动轴9、以及固定在所述驱动轴9上的两个全锥齿轮8；

所述半锥齿轮7沿圆周方向一半具有齿牙，另一半光滑，其具有齿牙的部分同两个全锥齿轮8适配，所述驱动轴9连接所述蜗杆12；

作为本实施例的说明，在动力装置6工作时带动输出轴和半锥齿轮7转动，半锥齿轮7上具有齿牙的部分间断带动两个全锥齿轮8转动，从而带动驱动轴9间断顺时针和逆时针转动，驱动轴9带动蜗杆12间断顺时针和逆时针转动。

为了保证充电接头32的单向升降高度能够满足多个电池模块5的堆叠高度，在本发明的又一个实施例中，所述驱动轴9与所述蜗杆12之间通过第一增程结构连接，在所述间歇轮16与其中一个所述链轮19之间通过第二增程结构连接；

所述第一增程结构包括固定在所述驱动轴9上的大齿轮10和固定在所述蜗杆12上并与所述大齿轮10啮合的小齿轮11；

作为本实施例的说明，利用较大尺寸的半锥齿轮7和较小尺寸的全锥齿轮8配合，增大驱动轴9的单向转动行程，再配合大齿轮10和小齿轮11增加蜗轮13的单向转动行程，以使主动轮15能够转动多圈，保证主动轮15单向转动的圈数同间歇轮16上的分割数对应，达到单向传动距离与多个电池模块5之间的间距对应。

在本发明的又一个实施例中，所述第二增程结构包括与所述间歇轮16同轴固定的增速轮17和连接所述增速轮17与其中一个所述链轮19的二号传动件18；

作为本实施例的说明，主动轮15转动一圈只可带动间歇轮16转动较小角度，在本发明的附图中，由于具有六个电池模块5，因此间歇轮16的分割比为1:6，故当主动轮15转动一圈时，只可带动间歇轮16转动60°，而间歇轮16转动60°必须使充电接头32移动至下一接电块33处，而设置了增速轮17可提高间歇轮16与链轮19之间的传动比，从而使得间歇轮16转动60°可带动链轮19转动多圈，即充电接头32升降移动较大距离，保证充电接头32的移动距离与相邻的两个接电块33之间的距离适配。

在本发明的又一个实施例中，所述整流桥、逆电器3、及电池模块5构成并网系统，所述并网系统还包括dc/dc变换器，所述并网系统通过变压器电性连接电网；

所述电池模块5外部设置有均热板，在所述均热板表面包覆有吸震泡棉，在所述柜体1的底部安装有可收放的滚轮；

太阳能电池阵列通过dc/dc变换器连接dc/ac逆电器，而后通过变压器与电网双向电性连接，且dc/ac逆电器上电性连接交流负载，形成一个完整的并网系统；

并网系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连接并向电网输送电能；太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电；通过吸震泡棉和均热板实现电池的减震和散热，可收放的滚轮方便移动和放置整个柜体1。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。