一种储能系统和供电系统的制作方法

1.本技术涉及供电设备技术领域，尤其涉及到一种储能系统和供电系统。


背景技术：

2.在全球加大对新能源技术发展的背景下，各种与储能相关的技术得了广泛的应用。以集装箱作为储能的方式得到了广泛的应用。具体的，上述集装箱可以为储能系统，一个供电系统中可能包括多个储能系统。
3.储能系统具体可以包括一个或者多个电池簇，每个电池簇包括一个或者多个电池包，每个电池簇可以连接一个功率变换器。储能系统在工作过程中，电池包和功率变换器都会产生热量，且电池包在低温环境中工作效率低，因此，储能系统还包括温控系统，该温控系统用于控制电池包和功率变换器的温度。温控系统可以可靠的控制电池簇和功率变换器的温度，对于储能系统的正常工作具有重要的作用。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种储能系统和供电系统，以独立控制各部分的温度，有利于提升散热效率以及减少能源浪费，减少损失。
5.第一方面，本技术提供了一种储能系统，该储能系统包括n个电池簇和至少两个温控系统。其中：每个电池簇包括多个电池包，多个电池包串联，或者，多个电池包并联，每个电池簇可以独立完成充放电。上述至少两个温控系统用于控制上述n个电池簇的温度，且上述至少两个温控系统中存在两个温控系统，两个温控系统分别用于控制多个电池簇中两个不完全相同部分的电池簇温度，n为大于或等于2的整数。本实施例中的不同的温控系统独立设置，使得每个独立的温控系统的结构较为简单，便于更换和维护。该方案也可以增加储能系统中温控系统的数量，以降低整个储能系统无法工作的概率，当某一电池簇需要进行温度控制时，可以只控制相应电池簇的温控系统开启或者提升散热能力即可，有利于减少整个储能系统在全部温控系统的功耗，减少能源浪费。或者，当某一温控系统故障时，只影响到相应的电池簇的正常工作，影响到的电池簇数量较少，可以减少损失。
6.进一步的技术方案中，每个电池簇连接一个功率变换器。该功率变换器与电池簇1的n个电池包电连接，以控制整个电池簇的充放电等。
7.温控系统还用于控制与对应的电池簇连接的功率变换器的温度。该方案有利于减少温控系统的数量，减小储能系统的体积。
8.上述至少两个温控系统的数量为n，n个温控系统和n个电池簇是一对一的设置，每个温控系统用于控制对应的一个电池簇的温度。该方案可以针对每个电池簇来控制温度情况，灵活性更高。
9.另一种技术方案中，上述至少两个温控系统包括n+1个温控系统，其中，n个温控系统与n个电池簇一对一的设置，每个温控系统用于控制对应的一个电池簇的温度。与n个电池簇一一对应连接的n个功率变换器集中设置，另一个温控系统用于控制集中设置的n个功
率变换器的温度。电池包和功率变换器的温度要求不同，因此利用不同的温控系统进行控制，可以更有针对性，有利于节能和提升温度控制效果。
10.上述至少两个温控系统包括第一温控系统和第二温控系统，n个电池簇包括第一部分电池簇和第二部分电池簇。具体的，上述第一部分电池簇可以包括一个或者多个电池簇，第二部分电池簇也可以包括一个或者多个电池簇，上述第一部分电池簇中包括的电池簇的数量，可以与第二部分电池簇中包括的电池簇的数量可以相同，也可以不同，本技术对此不作限制。
11.上述储能系统还包括温控分配组件，该温控分配组件连接于第一温控系统和第二温控系统之间，从而可以控制第一温控系统和第二温控系统控制温度的区域。具体的，当温控分配组件处于第一工作状态时，第一温控系统用于控制第一部分电池簇的温度，第二温控系统用于控制第二部分电池簇的温度，第一温控系统和第二温控系统分别独立工作。当温控分配组件处于第二工作状态时，第一温控系统用于控制第一部分电池簇和第二部分电池簇的温度，利用一个温控系统控制两个部分电池簇的温度。当温控分配组件处于第三工作状态时，第二温控系统用于控制第一部分电池簇和第二部分电池簇的温度，利用另一个温控系统控制两个部分电池簇的温度。该技术方案中，即使某一温控系统出现故障无法控制相应的电池簇的温度，也可以利用另一温控系统来补偿此电池簇的温控需求，以保证此电池簇的正常工作，保证储能系统充放电的可靠性，不易出现停止工作的情况，有利于减少因停机造成的损失。
12.可选的技术方案中，上述温控系统可以为液冷系统，也可以为风冷系统。总之，温控系统能够进行温度控制即可。
13.具体的技术方案中，上述储能系统包括箱体，上述n个电池簇设置于该箱体内。该箱体包括门板和固定壁，门板可以转动安装于固定壁。上述至少两个温控系统设置于门板的内侧，则温控系统可以随门板的转动而运动，当需要维护温控系统时，打开门板即可操作，有利于简化操作步骤。
14.另一种具体的技术方案中，上述箱体内设置有转动支架，上述至少两个温控系统设置于转动支架。具体的，上述转动支架可以安装于储能系统的门的附近，当储能系统的门打开时，转动支架可以从门朝向储能系统的外侧转动，也可以便于维护温控系统。
15.上述储能系统还可以包括控制器，该控制器与所有的功率变换器和所有的温控系统连接，用于控制功率变换器以及温控系统工作。该方案中，利用一个控制器可以实现整个储能系统的控制，有利于进行协调配合，且减少控制器的数量。
16.第二方面，本技术还提供了一种供电系统，该供电系统包括配电设备和至少一个上述第一方面提供的储能系统。上述配电设备与储能系统电连接，还与用户电连接，用于对储能系统内的电进行处理后分配至用户使用。该实施例中，供电系统中的储能系统利用不同的温控系统来为不同的电池簇散热，有利于减少温控系统的功耗，减少能源浪费。当某一温控系统故障时，只影响到相应的电池簇的正常工作，影响到的电池簇数量较少，可以减少损失。
17.具体的技术方案中，上述供电系统的具体形式不做限制。例如，该供电系统可以为大型的电站。或者微型的电站，该微型的电站具体可以位于工业园区或者小区内。或者，该供电系统还可以为家庭供电系统或者车辆等设备的供电系统。
附图说明
18.图1为储能系统的一种结构示意图；
19.图2为本技术实施例中储能系统的一种结构示意图；
20.图3为本技术实施例中储能系统的另一种结构示意图；
21.图4为本技术实施例中储能系统的另一种结构示意图；
22.图5为本技术实施例中储能系统的另一种结构示意图。
23.附图标记：
24.1-电池簇；
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11-电池包；
25.12-第一部分电池簇；
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13-第二部分电池簇；
26.2-功率变换器；
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3-温控系统；
27.31-第一温控系统；
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311-第一驱动装置；
28.32-第二温控系统；
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321-第二驱动装置；
29.33-液体管路；
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331-第一液体支路；
30.332-第二液体支路；
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333-第一液体管路；
31.334-第二液体管路；
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34-驱动装置；
32.341-第一进液口；
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342-第一出液口；
33.343-第二进液口；
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344-第二出液口；
34.4-温控分配组件；
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5-箱体；
35.51-门板；
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52-固定壁。
具体实施方式
36.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。
37.以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
38.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
39.为了方便理解本技术实施例提供的储能系统及供电系统，下面首先介绍一下其应用场景。
40.随着储能设备的快速发展，储能系统应用的范围也越来越广泛，其中，储能系统是一种高度集成的储能装置，储能系统包括多个电池簇，电池簇中包括多个电池包。上述电池簇通过少量的接口与外部设备进行连接，具有集成度高、占地面积小以及扩展性好的特点，是供电系统中分布式能源、智能电网、能源互联网发展的重要组成部分。储能系统在工作时，保证电池包工作在合适的温度环境中，对于提升电池包的工作效率具有重要意义。
41.图1为储能系统的一种结构示意图，如图1所示，储能系统包括n个电池簇1，其中，n为大于或者等于2的整数，图1中仅示出两个电池簇1。每个电池簇1包括多个电池包11。具体
的技术方案中，储能系统还可以包括功率变换器2，上述功率变换器2与电池簇1的电池包11连接，以控制电池包11充放电以及调整功率等。上述电池簇1可独立工作，独立完成充放电功能的单元。
42.如图1所示，现有技术中，储能系统包括一个温控系统3，该温控系统3用于控制每个电池簇1和功率变换器2的温度，也就是说，利用一套温控系统3控制整个储能系统的所有电池簇1和功率变换器2的温度。该方案中，当温控系统3出现故障时，会导致整个储能系统丧失温度控制能力，整个储能系统无法正常工作。而当n个电池簇1中的一个或者部分电池簇1出现故障时，温控系统3会继续控制出现故障的电池簇1的温度，继续工作，会造成能源的浪费。此外，该方案中的温控系统3较为复杂，安装和维护工作难度也较大。
43.图2为本技术实施例中储能系统的一种结构示意图，图3为本技术实施例中储能系统的另一种结构示意图。如图2和图3所示，本技术提供的储能系统包括n电池簇1和至少两个温控系统3。图中以储能系统包括两个电池簇1和两个温控系统3为例，在实际应用中，储能系统还可以包括更多数量的电池簇1和温控系统3。也就是说，上述n为大于或者等于2的整数。其中，每个电池簇1包括n个电池包11，n个电池包11串联或者并联，用于实现充放电的功能。上述至少两个温控系统3用于控制上述n个电池簇1的温度，具体的，上述至少两个温控系统3包括两个温控系统3，两个温控系统3中的每个温控系统3用于控制部分电池簇1的温度，具体的，两个温控系统3控制不完全相同部分的电池簇1的温度。本实施例中的不同的温控系统3独立设置，使得每个独立的温控系统3的结构较为简单，便于更换和维护。该方案也可以增加储能系统中温控系统3的数量，以降低整个储能系统无法工作的概率，当某一电池簇1需要进行温度控制时，可以只控制相应电池簇1的温控系统3开启或者提升散热能力即可，有利于减少整个储能系统在全部温控系统3的功耗，减少能源浪费。或者，当某一温控系统3故障时，只影响到相应的电池簇1的正常工作，影响到的电池簇1数量较少，可以减少损失。
44.具体的实施例中，可以使一个温控系统3控制一个电池簇1的温度，也就是说，储能系统包括n个温控系统，n个温控系统3与n个电池簇1一一对应设置。该方案可以针对每个电池簇1来控制温度情况，例如，当某一电池簇1发热量较高时，可以只控制相应电池簇1的一个温控系统3开启或者提升散热能力，或者，当某一电池簇1在低温环境启动，需要提升温度时，可以指控制相应电池簇1的温控系统启动，有利于进一步减少温控系统3的功耗，减少能源浪费。或者，当某一温控系统3故障时，只影响到相应的一个电池簇1的正常工作，可以更好的减少损失。
45.在其他实施例中，一个温控系统3还可以用于控制两个或者更多个电池簇1的温度，本技术对此不做限制。
46.请继续参考图2，本技术实施例中的储能系统还包括功率变换器2。具体的，该储能系统包括n个功率变换器2，每个电池簇1连接一个功率变换器2，该功率变换器2与电池簇1的n个电池包11电连接，以控制整个电池簇1的充放电等。
47.上述温控系统3除了控制电池簇1的温度以外，还用于控制对应的电池簇1连接的功率变换器2的温度，从而有利于减少温控系统3的数量。
48.图4为本技术实施例中储能系统的另一种结构示意图，如图4所示，再一种技术方案中，可以储能系统中n个电池簇1一一对应连接的n个功率变换器2集中设置。储能系统可
以包括n+1个温控系统3，其中，n个温控系统3用于控制n个电池簇1的温度，另一个温控系统3用于控制上述集中设置的n个功率变换器2的温度。电池包11和功率变换器2的发热量不同，从而散热需求也不同，此外，电池包11在低温环境启动时，还需要提升电池包11的温度。因此，可以分别控制电池包11和功率变换器2的温度。
49.此外，功率变换器2的尺寸较小，可以将储能系统的n个功率变换器2集中设置，当然，可以将储能系统中全部的n个功率变换器2集中设置，也可以将n个功率变换器2中的部分功率变换器2集中设置，例如将n个功率变换器2分成两组，每组的功率变换器2集中设置，每组功率变换器2利用一个温控系统3控制温度，也就是说，可以包括比n+1数量更多的温控系统。
50.另一种实施例中，当温控系统3与电池簇1并非为一一对应设置时，也可以使得n个功率变换器2集中设置，利用单独的温控系统3控制功率变换器2的温度。总之，本技术实施例中，可以使得电池簇1和功率变换器2利用不同的温控系统3来进行温度控制。
51.图5为本技术实施例中储能系统的另一种结构示意图，如图5所示，具体的实施例中，储能系统中的n个电池簇1中包括第一部分电池簇12和第二部分电池簇13，上述至少两个温控系统3包括第一温控系统31和第二温控系统32。上述储能系统还包括温控分配组件4，该温控分配组件4连接于第一温控系统31与第二温控系统32之间，用于控制上述第一温控系统31与第二温控系统32的工作状态。当温控分配组件4处于第一工作状态时，第一温控系统31用于控制第一部分电池簇12的温度，第二温控系统32用于控制第二部分电池簇13的温度；也就是说，第一温控系统31和第二温控系统32分别控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13的温度。当温控分配组件4处于第二工作状态时，第一温控系统31用于控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13的温度，也就是说，可以利用一个第一温控系统31控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13两部分的电池簇的温度。当温控分配组件4处于第三工作状态时，第二温控系统32用于控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13的温度，也就是说，可以利用一个第二温控系统32控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13两部分的电池簇的温度。
52.该实施例可以使储能系统的温控系统形成各种工作模式，例如，当温控分配组件4处于第一工作状态时，第一温控系统31和第二温控系统32分别独立工作，具体的，第一温控系统31用于为第一部分电池簇12散热，第二温控系统32用于为第二部分电池簇13散热。当温控分配组件4处于第二工作状态时，可以利用一个第一温控系统31控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13两部分的电池簇的温度。例如，当第二温控系统32故障时，第二温控系统32无法控制第二部分电池簇13的温度，此时可以利用第一温控系统31同时控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13的温度，以保证就第二部分电池簇13的正常工作。当温控分配组件4处于第三工作状态时，可以利用一个第二温控系统32控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13两部分的电池簇的温度，例如，当第一温控系统31故障时，第一温控系统31无法控制第一部分电池簇12的温度，此时可以利用第二温控系统32同时控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13的温度，以保证第一部分电池簇12也可以正常工作。该实施例中，即使某一温控系统3出现故障无法控制相应的电池簇1的温度，也可以利用另一温控系统3来补偿此电池簇1的温控需求，以保证此电池簇1的正常工作，保证储能系统充放电的可靠性，不易出现停止工作的情况，有利于减少因停机造成的损失。
53.与上述第一部分电池簇12导热连接的液体管路33为第一液体管路333，与上述第二部分电池簇13导热连接的液体管路33为第二液体管路334。至少两个温控系统3中包括第一温控系统31和第二温控系统32。上述储能系统还包括温控分配组件4，该温控分配组件4连接于第一温控系统31、第二温控系统32、第一液体管路333和第二液体管路334之间。通过控制温控分配组件4，可以调节第一温控系统31与第一液体管路333连通，或者与第二液体管路334连通，或者与第一液体管路333和第二液体管路334都连通；调节第二温控系统32与第一液体管路333连通，或者与第二液体管路334连通，或者与第一液体管路333和第二液体管路334都连通。
54.具体的实施例中，本技术实施例中的温控系统可以为液冷系统，也可以为风冷系统，本技术对此不作限制。值得说明的是，此处液冷系统和风冷系统主要区别换热方式，上述液冷系统利用液体进行换热，风冷系统利用气体进行换热。
55.本技术实施例中的附图以温控系统为液冷系统为例，当上述温控系统为液冷系统时，温控系统还包括液体管路33和驱动装置34，该液体管路33与电池包11导热连接，液体管路33中传输液体工质，驱动装置用于驱动液体工质在液体管路33中流动，则液体管路33可以与电池包11换热，用于加热电池包11或者冷却电池包11。
56.进一步的实施例中，每个电池簇1导热连接的液体管路33，除了与该电池簇1的电池包11导热连接以外，液体管路33还可以与功率变换器2导热连接，用于控制与对应的电池簇1连接的功率变换器2的温度。也就是说，电池簇1的电池包11和与之连接的功率变换器2的温度控制利用一组温控系统3来实现即可，有利于减少温控系统3的数量。
57.请继续参考图3，一种实施例中，每个电池簇1连接的液体管路33可以包括第一液体支路331和第二液体支路332。上述第一液体支路331与电池包11导热连接，第二液体支路332与功率变换器2导热连接。上述第一液体支路331和第二液体支路332分别与一个驱动装置34连通，也就是说，利用一个驱动装置34来向第一液体支路331和第二液体支路332分别传输液体工质，从而分别为电池包11和功率变换器2散热。具体实现时，可以使上述驱动装置34包括第一进液口341、第一出液口342、第二进液口343和第二出液口344，第一液体支路331连接于第一进液口341与第一出液口342之间，第二液体支路332连接于第二进液口343与第二出液口344之间。上述第一液体支路331可以串联有冷凝器或者散热器等散热装置，从而为散热需求较大的电池包散热。而第二液体支路332无需串联额外的散热装置，或者串联的散热装置能耗较小即可。该方案有利于降低成本以及功耗。
58.请继续参考图5，一种可能的实施例中，与上述第一部分电池簇12导热连接的液体管路33为第一液体管路333，与上述第二部分电池簇13导热连接的液体管路33为第二液体管路334。上述第一温控系统31包括第一驱动装置311，第二温控系统32包括第二驱动装置321。上述温控分配组件4连接于第一驱动装置311、第二驱动装置321、第一液体管路333和第二液体管路334之间。通过控制温控分配组件4，可以调节第一驱动装置311与第一液体管路333连通，或者与第二液体管路334连通，或者与第一液体管路333和第二液体管路334都连通；调节第二驱动装置321与第一液体管路333连通，或者与第二液体管路334连通，或者与第一液体管路333和第二液体管路334都连通。
59.该实施例可以使储能系统的制冷系统形成各种工作模式，例如，当温控分配组件4处于第一工作状态时，第一驱动装置311与第一液体管路333连通，第二驱动装置321与第二
液体管路334连通，也就是说，第一驱动装置311和第二驱动装置321分别独立工作，具体的，第一驱动装置311用于控制第一部分电池簇12的温度，第二驱动装置321用于控制第二部分电池簇13的温度。当温控分配组件4处于第二工作状态时，第一驱动装置311与第一液体管路333连通，还与第二液体管路334连通。例如，当第二驱动装置321故障时，第二驱动装置321无法控制第二部分电池簇13的温度，此时可以利用第一驱动装置311同时为第一部分电池簇12和第二部分电池簇13散热，以保证就第二部分电池簇13的正常工作。当温控分配组件4处于第三工作状态时，第二驱动装置321与第一液体管路333连通，还与第二液体管路334连通。例如，当第一驱动装置311故障时，第一驱动装置311无法控制第一部分电池簇12的温度，此时可以利用第二驱动装置321同时控制第一部分电池簇12和第二部分电池簇13的温度，以保证第一部分电池簇12也可以正常工作。该实施例中，及时某一温控系统3出现故障无法对相应的部分电池簇1散热，可以利用另一温控系统3来补偿此部分电池簇1的散热，以保证此部分电池簇1的正常工作，保证储能系统充放电的可靠性，不易出现停止工作的情况，有利于减少因停机造成的损失。
60.具体的实施例中，上述温控分配组件4可以为四通阀或者阀组等，本技术对此不做限制。只要通过控制液体流道，可以实现上述目的即可。
61.请参考图3和图4，具体设置上述储能系统时，上述储能系统包括箱体5上述n个电池簇1中的电池包11和功率变换器2可以设置于上述箱体5内。温控系统3也可以设置于上述箱体5，具体的，上述该箱体5可以包括门板51和固定壁52，门板51可以转动安装于固定壁52。上述至少两个温控系统3设置于门板51的内侧，则温控系统3可以随门板51的转动而运动，当需要维护温控系统3时，打开门板51即可操作，有利于简化操作步骤。
62.另一种实施例中，箱体的内部还可以设置有转动支架，温控系统3安装于上述转动支架。具体的，上述转动支架可以安装于储能系统的门的附近，当储能系统的门打开时，转动支架可以从门朝向储能系统的外侧转动，也可以便于维护温控系统3。
63.具体的技术方案中，本技术实施例中的温控系统为液冷系统时，液冷系统的驱动装置可以包括储液箱、泵、换热器和管路等结构。可以使上述驱动装置都设置于上述门板或者转动支架。
64.上述储能系统还可以包括控制器，该控制器与功率变换器2和所有的温控系统3连接，用于控制功率变换器2以及温控系统3工作。该方案中，利用一个控制器可以实现整个储能系统的控制，有利于进行协调配合，且减少控制器的数量。
65.基于相同的发明构思，本技术还提供了一种供电系统，该供电系统包括上述任一实施例中的储能系统，还包括配电设备。上述配电设备与储能系统电连接，且配电设备还与用户电连接，用于对储能系统内的电进行处理后分配至用户使用。该实施例中，供电系统中的储能系统利用不同的温控系统来为不同的电池簇散热，有利于减少温控系统的功耗，减少能源浪费。当某一温控系统故障时，只影响到相应的电池簇的正常工作，影响到的电池簇数量较少，可以减少损失。
66.具体的实施例中，上述供电系统的具体形式不做限制，例如，该供电系统可以为大型的电站。或者微型的电站，该微型的电站具体可以位于工业园区或者小区内。或者，该供电系统还可以为家庭供电系统或者车辆等设备的供电系统。
67.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。