储能集装箱及具有该储能集装箱的储能系统的制作方法
1.本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种储能集装箱及具有该储能集装箱的储能系统。
背景技术：
2.当前储能集装箱的冷却方式为液冷机组冷却或者工业空调冷却，液冷机组或者工业空调需要耗费大量电能，增加储能集装箱的自耗电电量，降低储能集装箱的充放电效率。此外，储能集装箱一般安装在基座上，不仅占用土地表面面积，储能集装箱故障时还容易造成人员伤亡及财产损失。
技术实现要素：
3.本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种储能集装箱，自耗电电量低且使用时较为安全。
4.本发明还提出了一种具有上述储能集装箱的储能系统。
5.根据本发明实施例的储能集装箱包括：箱体，所述箱体的内部形成有容置空间，所述箱体被埋没于沙土内，所述箱体的外表面与所述沙土接触，在储能集装箱发热量较大时，沙土可以带走储能集装箱的多余热量，不再需要另外设置其他耗电设备来冷却储能集装箱，在储能集装箱冷量较多时，沙土可以带走储能集装箱的多余冷量，不再需要另外设置其他耗电设备来加热储能集装箱，储能集装箱的自耗电电量低，有利于保证储能集装箱具有较高的充放电效率；至少一个储能模块，所述至少一个储能模块安装于所述容置空间内；其中，所述箱体的顶部开设有通孔，所述通孔设有泄压排气结构，所述泄压排气结构在所述箱体的内部压力超过预设压力值时破裂，使得所述沙土进入所述箱体的内部，沙土能够将储能集装箱与外界空气进行有效隔绝，从而有效防止箱体内部的火势进一步向外蔓延。
6.根据本发明实施例的储能集装箱，箱体的外表面与沙土接触，这样，储能集装箱埋在地下，沙土可以带走储能集装箱的热量或冷量，有利于保证储能集装箱的低耗电和高充放电效率，同时，箱体顶部的泄压排气结构有利于提高储能集装箱的使用安全性。
7.根据本发明的一些实施例，所述储能集装箱还包括第一换热通道，所述第一换热通道形成于所述箱体的箱壁内。第一换热通道内流通有换热介质，换热介质能够将箱体内部的多余热量或多余冷量传导至箱体外部的沙土，进而由沙土将热量或冷量进一步传导至更远处的沙土，从而将储能集装箱的热量或冷量分散开，防止热量或冷量聚集，并且能够减少储能集装箱的自用电，提高储能集装箱的能源利用率。
8.根据本发明的一些实施例，所述箱体的所述箱壁包括靠近所述储能模块的内箱板和远离所述储能模块的外箱板，所述第一换热通道位于所述内箱板与所述外箱板之间。第一换热通道内设有换热介质，这样，换热介质能够将第一换热通道处的热量或冷量与箱体外的沙土进行热交换，从而将热量或冷量进一步传递给箱体外的沙土，由此能够实现将箱体的多余热量或多余冷量传递到箱体外的沙土。
9.根据本发明的一些实施例，所述第一换热通道为形成于所述内箱板和/或所述外箱板的通槽，这样，能够充分利用箱体原有结构，不会显著增加箱体重量。
10.根据本发明的一些实施例，所述内箱板与所述外箱板之间形成有安装间隙，所述第一换热通道为设置在所述安装间隙内的管路。这样，管路穿设在安装间隙内便可以完成管路在箱体箱壁内的安装，操作简单，在管路老化时还方便更换新的管路。
11.根据本发明的一些实施例，所述储能集装箱还包括至少一个第二换热通道,所述至少一个第二换热通道与所述第一换热通道相连通，并与所述至少一个储能模块进行换热。换热介质适于在第一换热通道、第二换热通道内流通，这样，换热介质流通过程中能够将储能模块的多余热量经第二换热通道传导至第一换热通道处，第一换热通道处的热量能够与箱体外的沙土进行热交换，从而将热量进一步传递给箱体外的沙土，由此能够实现将储能模块的热量传递到箱体外进行散热的效果。
12.根据本发明的一些实施例，所述储能集装箱包括多个储能模块和多个第二换热通道，所述多个第二换热通道分别位于所述多个储能模块之间且彼此连通。这样可以确保多个储能模块的多余热量均能够通过第二换热通道传导至第一换热通道处，进而传导至箱体外的沙土。并且多个储能模块使得储能集装箱的储能能力大大增强。如图所示，相邻两个储能模块通过一根第二换热通道相连通。
13.根据本发明的一些实施例，所述储能集装箱还包括驱动模块，所述驱动模块用于驱动换热介质在所述第一换热通道和所述第二换热通道内流通。这样有利于加速换热介质的流通速度，从而缩短箱体与外界沙土的换热时间。
14.根据本发明另一方面实施例的储能系统，包括：沙土层以及上述的至少一个储能集装箱，所述沙土层覆盖于所述至少一个储能集装箱的外周。沙土层能够带走储能集装箱的多余热量或多余冷量，以提升储能集装箱的使用安全性。
15.根据本发明的一些实施例，所述箱体具有开口，所述储能系统还包括：维护通道，所述维护通道位于所述沙土内，所述维护通道的一端与所述开口连通；逃生井，所述逃生井的一端与所述维护通道的另一端连通，所述逃生井的另一端贯穿至所述沙土外。通过设置逃生井，还方便人员经逃生井进、出储能集装箱，紧急情况时逃生井也可以灌入沙土进行灭火。
16.根据本发明实施例的储能系统，沙土层覆盖于储能集装箱的外周围，以带走储能集装箱的多余热量或冷量，并且能够提升储能集装箱的使用安全性。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.图1是根据本发明实施例的储能集装箱的外部示意图；
19.图2是根据本发明实施例的储能集装箱的内部示意图；
20.图3是根据本发明实施例的储能集装箱的内部示意图；
21.图4是根据本发明实施例的储能系统的示意图。
22.附图标记：
23.储能集装箱10、箱体1、第一换热通道11、吊耳12、内箱板13、外箱板14、中间过道
15、储能模块2、第二换热通道3、驱动模块4、维护通道20、逃生井30。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.下面结合图1-图4详细描述根据本发明实施例的储能集装箱10及具有该储能集装箱10的储能系统。
29.参照图1-图3所示，根据本发明实施例的储能集装箱10可以包括：箱体1以及至少一个储能模块2，箱体1的内部形成有容置空间，至少一个储能模块2安装于容置空间内，也就是说，容置空间内设有一个或多个储能模块2。可选地，每个储能模块2可以是单个电芯，也可以是多个电芯形成的电池组。
30.箱体1的外表面为土地接触层，箱体1被埋没于沙土(或称泥土)内，箱体1的外表面与沙土接触，在实际应用时，可以将储能集装箱10埋在地下，储能集装箱10的外表面均与沙土接触，这样在储能集装箱10发热量较大时，沙土可以带走储能集装箱10的多余热量，不再需要另外设置其他耗电设备来冷却储能集装箱10，在储能集装箱10冷量较多时，沙土可以带走储能集装箱10的多余冷量，不再需要另外设置其他耗电设备来加热储能集装箱10，储能集装箱10的自耗电电量低，有利于保证储能集装箱10具有较高的充放电效率。并且，储能集装箱10埋在地下，储能集装箱10不占用土地表面面积，当储能集装箱10故障时，土地可以对储能集装箱10进行防护，将储能集装箱10与人员隔绝开，有利于保证人员的人身安全以及财产安全。箱体1的外表面可以包括箱体1的顶面、底面和用于连接顶面、底面的四周侧面。
31.可以理解的是，埋在地下的储能集装箱10具体的深度是需要结合储能集装箱10的爆炸威力决定的，爆炸威力越大埋得越深，对人类伤害较小，具体的爆炸威力可以参考储能集装箱10具体的电容量，电容量越大，热失控时情况更严重，爆炸威力越强。
32.为了描述方便，在后面的实施例中，以沙土带走储能集装箱10的多余热量为例进行说明，而对于沙土带走储能集装箱10的多余冷量的情况与沙土带走储能集装箱10的多余热量相似，不再赘述。
33.在实际应用的具体示例时，可以先在地下挖设凹坑，再将储能集装箱10置于凹坑内，然后对凹坑进行沙土填埋，使沙土覆盖储能集装箱10的顶部和四周，这样，储能集装箱10的多余热量能够被储能集装箱10顶部和四周的沙土带走，不再需要配置液冷机组或者工业空调来对储能集装箱10进行冷却，节省了液冷机组或者工业空调对储能集装箱10的耗电量，即降低了储能集装箱10的自耗电电量。在储能集装箱10发生故障而导致爆炸时，储能集装箱10的顶部和四周的沙土也能够将储能集装箱10与地面上的人员、物品进行隔绝，从而降低了对人员造成的伤害、对物品造成的破坏。储能集装箱10不再需要安装在地面基座上，节省了基座的占地面积。
34.箱体1的顶部开设有通孔，通孔设有泄压排气结构，泄压排气结构在箱体1的内部压力超过预设压力值时破裂，使得沙土进入箱体1的内部。换言之，当储能模块2发生极端情况(例如热失控)而导致箱体1的内部压力超过预设压力值时，泄压排气结构破裂，通孔成为灌沙口，使得储能集装箱10顶部的沙土进入容置空间内进行灭火，沙土能够将储能集装箱10与外界空气进行有效隔绝，从而有效防止火势进一步蔓延。
35.在一些可选的实施例中，泄压排气结构可以是厚度减薄区，换言之，顶部通孔处的厚度减薄区壁厚小于箱体1其它位置的壁厚，这样，通孔处厚度减薄区的强度较小，在受到冲击时，厚度减薄区容易破裂，使得通孔敞开。
36.在另一些可选的实施例中，泄压排气结构可以是盖体，盖体与通孔之间相连接，盖体上设有强度减弱槽，这样，盖体的强度较小，在受到冲击时，厚盖体容易破裂，使得通孔敞开。
37.根据本发明实施例的储能集装箱10，箱体1的外表面与沙土接触，这样，储能集装箱10埋在地下，沙土温度比较恒定，沙土可以带走储能集装箱10的多余热量或冷量，有利于保证储能集装箱10的低耗电和高充放电效率，同时，在火灾无法控制时打开箱体1顶部的泄压排气结构，有利于提高储能集装箱10的使用安全性，在储能集装箱10爆炸时因深埋地下可减少人员伤亡。
38.在本发明的一些实施例中，储能集装箱10还包括第一换热通道11，第一换热通道11形成于箱体1的箱壁内。第一换热通道11内流通有换热介质，换热介质能够将箱体1内部的多余热量(例如储能模块2充、放电热量)传导至箱体1外部的沙土，进而由沙土将热量进一步传导至更远处的沙土，从而将储能集装箱10的热量分散开，防止热量聚集，并且能够减少储能集装箱10的自用电，提高储能集装箱10的能源利用率。当然，可选地，换热介质可以是冷却液或冷却气，例如冷却水或氦气。
39.在本发明的一些实施例中，参照图2-图3所示，箱体1的箱壁可以包括内箱板13和外箱板14，内箱板13靠近储能模块2，内箱板13外箱板14远离储能模块2外箱板14，外箱板14位于内箱板13的外侧，第一换热通道11位于内箱板13与外箱板14之间。第一换热通道11内设有换热介质，这样，换热介质能够将第一换热通道11处的热量与箱体1外的沙土进行热交换，从而将热量进一步传递给箱体1外的沙土，由此能够实现将箱体1的多余热量传递到箱体1外的沙土以对箱体1进行散热的效果。可选地，第一换热通道11可以为多条，这样有利于
提升箱体1的散热效率。
40.在本发明的一些实施例中，第一换热通道11为形成于内箱板13和/或外箱板14的通槽，这样，能够充分利用箱体1原有结构，不会显著增加箱体1重量，换热介质直接设置在通槽内。可选地，第一换热通道11可以仅形成于内箱板13，也可以仅形成于外箱板14，还可以是一部分形成于内箱板13，另一部分形成于外箱板14。
41.在本发明的一些实施例中，内箱板13与外箱板14之间形成有安装间隙，第一换热通道11为设置在安装间隙内的管路，换热介质设置在管路内。这样，第一换热通道11穿设在安装间隙内便可以完成第一换热通道11在箱体1箱壁内的安装，操作简单，在第一换热通道11老化时还方便更换新的管路。
42.也就是说，第一换热通道11可以是直接在箱体1箱壁上形成的通槽，也可以是直接采用装有换热介质的管路，换热介质可以是用于冷却的制冷剂，用来降低储能集装箱10整体温度，如果温度过低换热介质也可以是用于制热的制热剂，用来提高储能集装箱10整体温度。
43.在本发明的一些实施例中，储能集装箱10还包括至少一个第二换热通道3,至少一个第二换热通道3与第一换热通道11相连通，并与至少一个储能模块2进行换热。这样，有利于储能模块2散热。
44.在一些示例中，第二换热通道3位于储能模块2内且第二换热通道3的端部与第一换热通道11相连通，换热介质适于在第一换热通道11、第二换热通道3内流通，这样，换热介质流通过程中能够将储能模块2的多余热量经第二换热通道3传导至第一换热通道11处，第一换热通道11处的热量能够与箱体1外的沙土进行热交换，从而将热量进一步传递给箱体1外的沙土，由此能够实现将储能模块2的热量传递到箱体1外进行散热的效果。
45.在另一些示例中，储能模块2具有电池冷却通道，第二换热通道3位于储能模块2外，电池冷却通道与第二换热通道3连通，第二换热通道3又与第一换热通道11相连通，换热介质适于在第一换热通道11、第二换热通道3和电池冷却通道内流通，这样，换热介质流通过程中能够将电池冷却通道处的多余热量经第二换热通道3传导至第一换热通道11处，第一换热通道11处的热量能够与箱体1外的沙土进行热交换，从而将热量进一步传递给箱体1外的沙土，由此能够实现将储能模块2的热量传递到箱体1外进行散热的效果。
46.在本发明的一些实施例中，参照图2-图3所示，储能集装箱10包括多个储能模块2和多个第二换热通道3，多个第二换热通道3分别位于多个储能模块2之间且彼此连通。这样可以确保多个储能模块2的多余热量均能够通过第二换热通道3传导至第一换热通道11处，进而传导至箱体1外的沙土。并且多个储能模块2使得储能集装箱10的储能能力大大增强。如图3所示，相邻两个储能模块2通过一根第二换热通道3相连通。
47.在本发明的一些实施例中，参照图2-图3所示，储能集装箱10还可以包括驱动模块4，驱动模块4用于驱动换热介质在第一换热通道11和第二换热通道3内流通，这样有利于加速换热介质的流通速度，从而缩短箱体1与外界沙土的换热时间。可选地，驱动模块4为水泵。
48.在本发明的一些实施例中，如图3所示，箱体1具有进口门和出口门，箱体1的内部形成中间过道15，中间过道15的一端延伸至进口门，中间过道15的另一端延伸至出口门，多个储能模块2分居中间过道15的两侧。人员在中间过道15走动可以兼顾中间过道15两侧的
多个储能模块2，方便对中间过道15两侧的多个储能模块2进行操作。此外，中间过道15将多个储能模块2隔离在两侧，可以使一侧的储能模块2在发生热失控时不影响另一侧的储能模块2，有利于进一步提升储能集装箱10的使用安全性。
49.在本发明的一些实施例中，参照图1-图3所示，箱体1的箱壁外设有多个吊耳12。通过对吊耳12进行吊装，可以将储能集装箱10整体移动至地下凹坑内，可以将储能集装箱10从凹坑内吊挂出来。可选地，吊耳12的数量为多个，例如吊耳12的数量为四个，四个吊耳12分布于箱体1的四个角。
50.参照图4所示，根据本发明另一方面实施例的储能系统可以包括：沙土层以及上述的至少一个储能集装箱10，沙土层覆盖于至少一个储能集装箱10的外周。沙土层能够带走储能集装箱10的多余热量或多余冷量，以提升储能集装箱10的使用安全性。可选地，在一些实施例中，储能集装箱10为一个.在另一些实施例中，储能集装箱10为多个，这样，储能系统的储能能力较大。
51.在本发明的一些实施例中，箱体1具有开口，储能系统还包括维护通道20和逃生井30，维护通道20位于沙土内，维护通道20可用于日常维护及逃生使用，维护通道20的一端与开口连通，逃生井30的一端与维护通道20的另一端连通，逃生井30的另一端贯穿至沙土外。
52.维护通道20用于连接两个储能集装箱10，例如，维护通道20的一端连接至一个储能集装箱10的出口门，维护通道20的另一端连接至另一个储能集装箱10的进口门，人员通过维护通道20可以在各个储能集装箱10之间走动，从而方便对各个储能集装箱10内储能模块2进行维护。维护通道20还与逃生井30相连通，逃生井30贯通至沙土外。通过设置逃生井30，还方便人员经逃生井30进、出储能集装箱10，紧急情况时逃生井30也可以灌入沙土进行灭火。
53.根据本发明实施例的储能系统，沙土层覆盖于储能集装箱10的外周围，以带走储能集装箱10的多余热量或冷量，并且能够提升储能集装箱10的使用安全性。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
55.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术特征：
1.一种储能集装箱，其特征在于，包括：箱体(1)，所述箱体(1)的内部形成有容置空间，所述箱体(1)被埋没于沙土内，所述箱体(1)的外表面与所述沙土接触；至少一个储能模块(2)，所述至少一个储能模块(2)安装于所述容置空间内；其中，所述箱体(1)的顶部开设有通孔，所述通孔设有泄压排气结构，所述泄压排气结构在所述箱体(1)的内部压力超过预设压力值时破裂，使得所述沙土进入所述箱体(1)的内部。2.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，还包括第一换热通道(11)，所述第一换热通道(11)形成于所述箱体(1)的箱壁内。3.根据权利要求2所述的储能集装箱，其特征在于，所述箱体(1)的所述箱壁包括靠近所述储能模块(2)的内箱板和远离所述储能模块(2)的外箱板，所述第一换热通道(11)位于所述内箱板与所述外箱板之间。4.根据权利要求3所述的储能集装箱，其特征在于，所述第一换热通道(11)为形成于所述内箱板和/或所述外箱板的通槽。5.根据权利要求3所述的储能集装箱，其特征在于，所述内箱板与所述外箱板之间形成有安装间隙，所述第一换热通道(11)为设置在所述安装间隙内的管路。6.根据权利要求2所述的储能集装箱，其特征在于，还包括至少一个第二换热通道(3),所述至少一个第二换热通道(3)与所述第一换热通道(11)相连通，并与所述至少一个储能模块(2)进行换热。7.根据权利要求6所述的储能集装箱,其特征在于，所述储能集装箱包括多个储能模块(2)和多个第二换热通道(3)，所述多个第二换热通道(3)分别位于所述多个储能模块(2)之间且彼此连通。8.根据权利要求6所述的储能集装箱，其特征在于，还包括驱动模块(4)，所述驱动模块(4)用于驱动换热介质在所述第一换热通道(11)和所述第二换热通道(3)内流通。9.一种储能系统，其特征在于，包括：权利要求1-8中任一项所述的至少一个储能集装箱；沙土层，所述沙土层覆盖于所述至少一个储能集装箱的外周。10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述箱体(1)具有开口，所述储能系统还包括：维护通道(20)，所述维护通道(20)位于所述沙土内，所述维护通道(20)的一端与所述开口连通；逃生井(30)，所述逃生井(30)的一端与所述维护通道(20)的另一端连通，所述逃生井(30)的另一端贯穿至所述沙土外。
技术总结
本发明公开了一种储能集装箱及具有该储能集装箱的储能系统。该储能集装箱包括：箱体，箱体内形成有容置空间，所述箱体被埋没于沙土内，所述箱体的外表面与所述沙土接触；至少一个储能模块，所述至少一个储能模块安装于所述容置空间内；其中，所述箱体的顶部开设有通孔，所述通孔设有泄压排气结构，所述泄压排气结构在所述箱体的内部压力超过预设压力值时破裂，使得所述沙土进入所述箱体的内部。根据本发明的储能集装箱，储能集装箱埋在地下，箱体的外表面与沙土接触，这样，储能集装箱埋在地下，沙土可以带走储能集装箱的热量或冷量，有利于保证储能集装箱的低耗电和高充放电效率，箱体顶部的泄压排气结构有利于提高储能集装箱的使用安全性。用安全性。用安全性。
