CN111404398A - 储能变流器柜及储能*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能变流器柜及储能***。本发明的储能变流器柜包括柜体、功率散热模块，功率散热模块在前后方向上插装固定至柜体内，功率散热模块包括散热器、IGBT子模块和电容器子模块，IGBT子模块处于散热器的左侧或者右侧并与散热器导热接触，电容器子模块与散热器前后方向布置；柜体前侧设置柜体前门，柜体后侧设置柜体后门或者可拆固定柜体后侧板，柜体的前侧和后侧均设有用于对功率散热模块进行操作的模块操作口，电容器子模块与散热器前后方向布置且散热器内的风道上下延伸，使得功率散热模块可以在前后方向上插装固定至柜体内，柜体的前侧和后侧均设置有模块操作口，可以从柜体的前侧和后侧对模块进行拆装操作，提高了拆装效率。

Description

储能变流器柜及储能***

技术领域

本发明涉及储能变流器柜及储能***。

背景技术

储能***主要由储能装置、储能变流器和并网开关等组成，其中，储能变流器是储能***能量变换和传输的核心，实现了储能装置直流到电网交流电的转换，以及储能装置和电网之间的能量的双向传输。授权公告号为CN208862731U、授权公告日为2019.05.14的中国实用新型专利公开了一种变流器柜，包括柜体，柜体内设有集成有散热器的功率模块、风机，柜体内还设有管道，管道一端连接风机，另一端连接功率模块，风机用于将流经散热器的空气吸入管道内并排出到变流器柜的外部，通过管道将散热器和风机连接在一起，提高了散热效率。变流器柜内功率模块上下布置，各功率模块均通过管道与风机连接，功率模块和散热器维修更换时只能从柜体的前侧进行操作，拆装效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能变流器柜，用于解决目前的储能变流器柜由于只能从柜体单侧进行操作造成的功率散热模块拆装效率低的问题；另外，本发明的目的还在于提供一种使用上述储能变流器柜的储能***。

本发明的储能变流器柜采用如下技术方案：

储能变流器柜包括：

柜体；

功率散热模块，在前后方向上插装固定至柜体内，功率散热模块包括散热器、IGBT子模块和电容器子模块，IGBT子模块处于散热器的左侧或者右侧并与散热器导热接触，电容器子模块与散热器前后方向布置；散热器内的风道上下延伸；

柜体前侧设置柜体前门，柜体后侧设置柜体后门或者可拆固定柜体后侧板，柜体的前侧和后侧均设有用于对功率散热模块进行操作的模块操作口，以从柜体前侧和后侧均能够对功率散热模块进行拆装操作；

风机，用于加快散热器风道内空气流速。

本发明的有益效果：本发明的储能变流器柜的功率散热模块将散热器、IGBT子模块和电容器子模块集成在一起，电容器子模块与散热器前后方向布置且散热器内的风道上下延伸，使得功率散热模块可以在前后方向上插装固定至柜体内，柜体的前侧和后侧均设置有模块操作口，可以从柜体的前侧和后侧对模块进行拆装操作，提高了拆装效率。

进一步的，功率散热模块通过前后两端与柜体固定。方便拆装，进一步提高装配效率。

进一步的，功率散热模块包括模块立板，模块立板的前后两端均与柜体固定，散热器和电容器子模块均与模块立板固定。模块立板将散热器与电容器子模块连接成一个整体，提高整体稳定性。

进一步的，模块立板前端设有与散热器固定的散热器固定架，散热器固定架与柜体固定，进一步提高功率散热模块的固定强度，同时方便安装。

进一步的，模块立板后端设置有拉手支架，拉手支架设置在功率散热模块后端并与电容器子模块和柜体固定，拉手支架用于在功率散热模块与柜体解除固定后拉出功率散热模块。通过拉手支架可以固定功率散热模块，方便拆卸的同时提高固定强度。

进一步的，功率散热模块左右方向间隔设置至少两个；散热器包括呈筒状且两端开口的散热壳体、处于散热壳体内的散热片，散热壳体两端开口分别形成散热器进口和散热器出口，所述风机处于散热器下游，散热器与风机之间有风机进风缓冲腔，各功率散热模块的散热器共用风机进风缓冲腔。通过风机进风缓冲腔提高风机的进风效率，同时各功率散热模块共用风机进风缓冲腔，简化结构，方便安装。

进一步的，风机进风缓冲腔的底部封板设有与散热器出口对接的散热器对接口，散热器对接口处均设有与散热器出口密封配合的接口封板。提高风机与散热器之间的风道的密封性能，避免漏风，提高散热效率。

进一步的，电容器子模块处于散热器后侧，围成风机进风缓冲腔的前侧板与相邻的侧板可拆固定，以在前侧板拆下后在风机进风缓冲腔的前侧形成拆卸接口封板的拆装口。方便接口封板的拆装。

进一步的，电容器子模块的高度大于散热器高度，风机进风缓冲腔处于电容器子模块高于散热器部分的前侧。结构紧凑，尽可能不增大柜体体积。

本发明储能***的技术方案：

储能***，包括储能装置和储能变流器柜，

储能变流器柜包括：

柜体；

功率散热模块，在前后方向上插装固定至柜体内，功率散热模块包括散热器、IGBT子模块和电容器子模块，IGBT子模块处于散热器的左侧或者右侧并与散热器导热接触，电容器子模块与散热器前后方向布置；散热器内的风道上下延伸；

柜体前侧设置柜体前门，柜体后侧设置柜体后门或者可拆固定柜体后侧板，柜体的前侧和后侧均设有用于对功率散热模块进行操作的模块操作口，以从柜体前侧和后侧均能够对功率散热模块进行拆装操作；

风机，用于加快散热器风道内空气流速。

本发明的有益效果：本发明的储能变流器柜的功率散热模块将散热器、IGBT子模块和电容器子模块集成在一起，电容器子模块与散热器前后方向布置且散热器内的风道上下延伸，使得功率散热模块可以在前后方向上插装固定至柜体内，柜体的前侧和后侧均设置有模块操作口，可以从柜体的前侧和后侧对模块进行拆装操作，提高了拆装效率。

进一步的，功率散热模块通过前后两端与柜体固定。方便拆装，进一步提高装配效率。

进一步的，功率散热模块包括模块立板，模块立板的前后两端均与柜体固定，散热器和电容器子模块均与模块立板固定。模块立板将散热器与电容器子模块连接成一个整体，提高整体稳定性。

进一步的，模块立板前端设有与散热器固定的散热器固定架，散热器固定架与柜体固定，进一步提高功率散热模块的固定强度，同时方便安装。

进一步的，模块立板后端设置有拉手支架，拉手支架设置在功率散热模块后端并与电容器子模块和柜体固定，拉手支架用于在功率散热模块与柜体解除固定后拉出功率散热模块。通过拉手支架可以固定功率散热模块，方便拆卸的同时提高固定强度。

进一步的，功率散热模块左右方向间隔设置至少两个；散热器包括呈筒状且两端开口的散热壳体、处于散热壳体内的散热片，散热壳体两端开口分别形成散热器进口和散热器出口，所述风机处于散热器下游，散热器与风机之间有风机进风缓冲腔，各功率散热模块的散热器共用风机进风缓冲腔。通过风机进风缓冲腔提高风机的进风效率，同时各功率散热模块共用风机进风缓冲腔，简化结构，方便安装。

进一步的，风机进风缓冲腔的底部封板设有与散热器出口对接的散热器对接口，散热器对接口处均设有与散热器出口密封配合的接口封板。提高风机与散热器之间的风道的密封性能，避免漏风，提高散热效率。

进一步的，电容器子模块处于散热器后侧，围成风机进风缓冲腔的前侧板与相邻的侧板可拆固定，以在前侧板拆下后在风机进风缓冲腔的前侧形成拆卸接口封板的拆装口。方便接口封板的拆装。

进一步的，电容器子模块的高度大于散热器高度，风机进风缓冲腔处于电容器子模块高于散热器部分的前侧。结构紧凑，尽可能不增大柜体体积。

附图说明

图1是本发明储能变流器柜的具体实施例1中隐藏部分柜门、侧板、IGBT子模块和电容器子模块后结构示意图；

图2是本发明储能变流器柜的具体实施例1中隐藏部分柜门、侧板后结构示意图；

图3是本发明储能变流器柜的具体实施例1中隐藏部分柜门、侧板、立柱后结构示意图；

图4是本发明储能变流器柜的具体实施例1中隐藏部分柜门、侧板、立柱、风机进风缓冲腔前侧板后结构示意图；

图5是本发明储能变流器柜的具体实施例1中风机进风缓冲腔与三个功率散热模块的装配结构示意图；

图6是本发明储能变流器柜的具体实施例1中风机进风缓冲腔与三个功率散热模块另一个角度的结构装配示意图（拆下前侧板）；

图7是本发明储能变流器柜的具体实施例1中风机进风缓冲腔与三个功率散热模块的结构装配示意图（未拆下前侧板）；

图8是本发明储能变流器柜的具体实施例1中三个功率散热模块的结构装配示意图；

图中1-柜体；11-柜体框架；12-柜门；121-进风口；122-出风口；13-支撑托架；2-功率散热模块；21-电容器子模块；211-电容固定板；212-电容器；22-IGBT子模块；221-IGBT板，222-电器元件；23-散热器；231-散热壳体；232-散热片；233-散热器进口；234-散热器出口；24-散热器固定架；241-固定立板；242-底部折边；243-右折边；244-左折边；25-倒L形弯板；251-竖直部分；252-水平部分；26-模块立板；27-拉手支架；28-隔板；3-风机；4-风机进风缓冲腔；41-底部封板；42-接口封板；43-密封环；44-前侧板；45-拆装口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的储能变流器柜的具体实施例1：

如图1所示，储能变流器柜包括柜体1、设置在柜体1内的功率散热模块2、设置在柜体1内的风机3。

如图1至图4所示，柜体1包括柜体框架11，柜体框架11的后侧、左侧和右侧设置有侧板，柜体1的前侧设有柜门12，柜体1的后侧板与柜体框架11可拆固定。柜门12上开设有进风口121，进风口121设置多个，呈网眼状分布（图中仅显示出一部分），柜体1顶盖上开设有出风口122。

功率散热模块2左右间隔设置三个，功率散热模块2包括集成设置在一起的电容器子模块21、IGBT子模块22和散热器23。散热器23包括呈筒状且上下两端开口的散热壳体231以及设置在散热壳体231内的散热片232，散热壳体231上下两端开口形成散热器进口233和散热器出口234，散热器进口233供冷风进入，散热器出口234供热交换后的热风排出，其中散热器进口233处于柜体1的进风口121上侧。

功率散热模块2的电容器子模块21与散热器23前后布置，电容器子模块21设置在散热器23的后侧，散热器23内的风道上下延伸。功率散热模块2的前端靠近柜门12设置，后端靠近柜体1的后侧板，柜体1的前侧和后侧均设有用于对功率散热模块2进行操作的模块操作口。柜体1内设有支撑功率散热模块2的支撑托架13，前侧的模块操作口和后侧操作口由支撑托架13与柜体框架11围成，柜门12打开后可以通过前侧的模块操作口进行操作，后侧板拆下后，可以通过后侧的模块操作口操作。通过前后两侧的模块操作口，可以从前侧和后侧直接对功率散热模块2进行操作，提高功率散热模块2的拆装效率。

本实施例中，为了进一步方便功率散热模块2的安装，功率散热模块2通过前后两端与柜体1固定，拆卸时可以直接拆卸功率散热模块2的两端，方便操作。

具体的，本实施例中功率散热模块包括模块立板26，模块立板26的前后两端均与柜体1固定，散热器23和电容器子模21块均与模块立板26固定，模块立板26的前端顶部与柜体1固定，后端顶部与柜体1固定，散热器23的前侧设置有散热器固定架24，散热器固定架24与模块立板26的前端固定，散热器固定架24的底部固定在支撑托架13上，这样实现功率散热模块前端顶部和前端底部的固定，提高功率散热模块前端的固定强度。

如图4至图8所示，散热器固定架24包括与散热壳体231固定的固定立板241，固定立板241的底部设有向前延伸的底部折边242，固定立板241的右侧设有向后延伸的右折边243，左侧设有向前延伸的左折边244，底部折边242固定在柜体1上，右折边243固定在散热壳体231上，左折边244与模块立板26通过螺钉固定。模块立板26顶部固定有倒L形弯板25，倒L形弯板25包括与模块立板26固定的竖直部分251和处于竖直部分251顶部与柜体1固定的水平部分252，功率散热模块2的前端通过散热器固定架24和模块立板26上的倒L形弯板25与柜体1固定。

IGBT子模块22固定在散热壳体231上，处于散热器23的右侧。IGBT子模块22包括IGBT板221和固定在IGBT板221上的电器元件222，IGBT板221固定在散热器的右侧，本实施例中的IGBT板221的一部分固定在散热壳体231上，另一部分固定在散热器固定架24上，提高IGBT子模块、散热器、散热器固定架整体稳定性。

电容器子模块21包括电容器212、固定在散热器23后侧的电容固定板211，电容器212设置在模块立板26与电容固定板211之间，电容器212共设置12个，其中两个一层，共设置六层，电容器子模块21的底部与散热器23平齐，顶部高于散热器23。功率散热模块2还包括固定在模块立板26后端的拉手支架27，拉手支架27处于模块立板26的右侧，拉手支架27上设有与各电容器212一一对应的电容器限位孔，电容器212一端与电容器固定板211固定，另一端穿过电容器限位孔后与模块立板26固定。电容器212前侧设有分隔散热器23与电容器212的隔板28，拉手支架27的前侧与隔板28固定。拉手支架27的左侧通过折边固定在模块立板26上，底部通过折边固定在支撑托架上，拉手支架27的顶部通过折弯板固定在柜体上，功率散热模块2的后端通过拉手支架27与柜体1固定。拉手支架27顶部与柜体1固定的方式与模块立板26前端顶部与柜体固定的方式类似，具体不再详细展开。本实施例中的拉手支架27为钣金件，拉手支架27用于在功率散热模块2与柜体1解除固定后拉出功率散热模块2。

本实施例中的风机3处于散热器23的上方，即处于散热器23的下游，风机3为轴流风机3，通过对散热器23抽风加快散热器23风道内空气流速。为了提高风机3的抽风效率，本实施例中，风机3与散热器23之间设置有风机进风缓冲腔4，各功率散热模块2的散热器23共用同一个风机进风缓冲腔4，风机进风缓冲腔4的底部封板41设有与各散热器出口234对接的散热器对接口，散热器对接口处均设有与散热器出口234密封配合的接口封板42，如图8所示，接口封板42呈环形，截面呈倒L形，接口封板42包括与底部封板41压紧配合的压紧部分和伸入散热器对接口内与散热器23顶面密封配合的配合部分，配合部分与散热器23之间设置有密封环43，在接口封板42固定在底部封板41后，密封环43被压缩，散热壳体231顶面通过密封环43与接口封板42密封，保证不会从接口处漏风，影响散热效率。

本实施例中的电容器子模块21的高度大于散热器23的高度，利用二者的高度差，将风机进风缓冲腔4设置在电容器子模块21高于散热器23部分的前侧，使结构紧凑，减小柜体1体积。同时，本发明散热器23与风机3之间仅存在风机进风缓冲腔4一小段距离，单纯作为风道使用的空间很小，节省了柜体1内部的空间，从而实现柜体1的小型化。

另外，为了方便安装，风机进风缓冲腔4的前侧板44与左右相邻的侧板可拆固定，在前侧板44拆下后，风机进风缓冲腔4的前侧形成用于拆卸接口封板42的拆装口45，安装时，将功率散热模块2自后向前插装到位后，将接口封板42通过拆装口45固定在散热器对接口处，实现接口封板42的拆装。为了方便功率散热模块2的插装，本实施例中，密封环43处于风机进风缓冲腔4的下方，可以使功率散热模块2的顶部与底部封板41上下之间保留较大的间隔，方便功率散热模块2的装入。

本实施例中的功率散热模块2安装时，将柜体1后侧板拆下，将功率散热模块2置于支撑托架13上，自后向前推至设定位置，此时散热器对接口与散热器出口234上下对正，然后将功率散热模块2的前端和后端与柜体1固定，将接口封板42从拆装口45装入，保证散热器对接口与散热器出口234的对接处密封，完成功率散热模块2的安装。

本发明的储能变流器柜的具体实施例2，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，本实施例中的功率散热模块的中部与支撑托架螺钉固定，此时可以从前侧或者后侧伸入扳手对螺钉进行操作。

本发明的储能变流器柜的具体实施例3，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，散热器设置电容器子模块的后侧，此时散热器固定架设置在功率散热模块的后端，拉手支架27设置在功率散热模块的前端，功率散热模块从前端***拉出。

本发明的储能变流器柜的具体实施例4，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，散热器固定架上下设置两个，上侧的散热器固定架与散热器上部固定，下侧的散热器固定架与散热器下部固定。

本发明的储能变流器柜的具体实施例5，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，散热器为敞开式的翅片散热器，此时散热器没有独立的风道，散热器上方也不用设置风机进风缓冲腔。

本发明的储能变流器柜的具体实施例6，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，风机设置在散热器的上游，通过吹风的方式夹块散热器风道内的空气流速。

本发明的储能变流器柜的具体实施例7，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，散热器对接口处仅设置弹性密封环与散热器出口密封配合。

本发明的储能变流器柜的具体实施例8，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，拆装口设置在风机进风缓冲腔的后侧。当然其他实施例中，也可以在前后两侧均设置拆装口。

本发明的储能变流器柜的具体实施例9，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，电容器子模块的高度等于散热器高度，此时风机进风缓冲腔设置在散热器的上方。

本发明的储能变流器柜的具体实施例10，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，柜体的后侧设置柜体后门，安装功率散热模块时直接打开后门进行操作。

本发明的储能变流器柜的具体实施例11，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，散热器的两侧均设置有IGBT子模块。

本发明的储能变流器柜的具体实施例12，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，功率散热模块设置一个。当然，其他实施例中，功率散热模块也可以是两个、四个等其他数量。

本发明的储能变流器柜的具体实施例13，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，功率散热模块可以设置有安装框架，散热器、IGBT子模块、电容器子模块安装在安装框架内，此时功率散热模块可以直接通过安装框架与柜体固定。

本发明的储能变流器柜的具体实施例14，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，功率散热模块的模块立板后端与柜体固定，此时拉手支架顶部不与柜体固定。

本发明的储能变流器柜的具体实施例15，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，散热器固定架的上下两端均与柜体固定。

本发明的储能变流器柜的具体实施例16，本实施例中的储能变流器与上述储能变流器柜的具体实施例1的区别仅在于，电容器子模块和拉手支架固定在散热壳体上，此时不设置模块立板。

本发明的储能***的具体实施例，储能***包括储能装置和储能变流器柜，储能变流器柜与上述具体实施例1-16任意一个中所述的储能变流器柜的结构相同，不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.储能变流器柜，其特征在于，包括：

柜体；

功率散热模块，在前后方向上插装固定至柜体内，功率散热模块包括散热器、IGBT子模块和电容器子模块，IGBT子模块处于散热器的左侧或者右侧并与散热器导热接触，电容器子模块与散热器前后方向布置；散热器内的风道上下延伸；

柜体前侧设置柜体前门，柜体后侧设置柜体后门或者可拆固定柜体后侧板，柜体的前侧和后侧均设有用于对功率散热模块进行操作的模块操作口，以从柜体前侧和后侧均能够对功率散热模块进行拆装操作；

风机，用于加快散热器风道内空气流速。

2.根据权利要求1所述的储能变流器柜，其特征在于，功率散热模块通过前后两端与柜体固定。

3.根据权利要求2所述的储能变流器柜，其特征在于，功率散热模块包括模块立板，模块立板的前后两端均与柜体固定，散热器和电容器子模块均与模块立板固定。

4.根据权利要求3所述的储能变流器柜，其特征在于，模块立板前端设有与散热器固定的散热器固定架，散热器固定架与柜体固定。

5.根据权利要求3所述的储能变流器柜，其特征在于，模块立板后端设置有拉手支架，拉手支架设置在功率散热模块后端并与电容器子模块和柜体固定，拉手支架用于在功率散热模块与柜体解除固定后拉出功率散热模块。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的储能变流器柜，其特征在于，功率散热模块左右方向间隔设置至少两个；散热器包括呈筒状且两端开口的散热壳体、处于散热壳体内的散热片，散热壳体两端开口分别形成散热器进口和散热器出口，所述风机处于散热器下游，散热器与风机之间有风机进风缓冲腔，各功率散热模块的散热器共用风机进风缓冲腔。

7.根据权利要求6所述的储能变流器柜，其特征在于，风机进风缓冲腔的底部封板设有与散热器出口对接的散热器对接口，散热器对接口处均设有与散热器出口密封配合的接口封板。

8.根据权利要求7所述的储能变流器柜，其特征在于，电容器子模块处于散热器后侧，围成风机进风缓冲腔的前侧板与相邻的侧板可拆固定，以在前侧板拆下后在风机进风缓冲腔的前侧形成拆卸接口封板的拆装口。

9.根据权利要求8所述的储能变流器柜，其特征在于，电容器子模块的高度大于散热器高度，风机进风缓冲腔处于电容器子模块高于散热器部分的前侧。

10.储能***，包括储能装置和储能变流器柜，其特征在于，所述储能变流器柜为权利要求1-9任意一项所述的储能变流器柜。

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