储能集装箱.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103775295 A (43)申请公布日 2014.05.07 CN 103775295 A (21)申请号 201410038538.1 (22)申请日 2014.01.27 F03G 7/00(2006.01) (71)申请人 华北水利水电大学 地址 450045 河南省郑州市金水区北环路 36 号 (72)发明人 魏鲁双 刘尚蔚 胡昊 赵艳霞 魏群 仼岩 (74)专利代理机构 郑州市华翔专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 41122 代理人 马鹏鹞 (54) 发明名称 储能集装箱 (57) 摘要 一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的压力 仓、 控制模块、 电力

2、输入接口、 电力输出接口， 能量 转换装置， 在压力仓内设有压缩气体和液体介质， 所述的能量转换装置安装在箱体内的下部， 能量 转换装置分别与两个压力仓通过管道连通， 能量 转换装置通过控制模块分别连接电力输入接口和 电力输出接口。本发明的储能集装箱能够在电压 稳定时进行电能的储存， 在停电或者电压不稳时 释放电能并提供稳定的电源， 并且能够随时随地 的转运， 能够实现能力的运输。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图8页 (10)申请公布号 CN 10377529

3、5 A CN 103775295 A 1/1 页 2 1. 一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的两个压力仓、 控制模块、 电力输入接口、 电力输 出接口， 能量转换装置， 其特征是 ： 所述箱体上部设有隔板将箱体分割成两个压力仓， 在压 力仓内设有压缩气体和液体介质， 所述的能量转换装置安装在箱体内的下部， 能量转换装 置分别与两个压力仓通过管道连通， 能量转换装置通过控制模块分别连接电力输入接口和 电力输出接口。 2. 根据权利要求 1 所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的能量转换装置包括储能模块 和释能模块 ； 所述的储能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的液压泵， 以及与液压 泵

4、连接的电动机， 电动机通过控制模块连接电力输入接口 ； 所述的释能模块包括通过管道 连接在两个压力仓之间的液压马达， 以及与液压马达连接的发电机， 发电机通过控制模块 连接电力输入接口。 3. 根据权利要求 1 所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的能量转换装置包括可逆式液 压泵 - 马达、 可逆式电动 - 发电机， 所述的可逆式液压泵 - 马达与可逆式电动 - 发电机通过 传动机构连接， 可逆式液压泵-马达通过管道连接在两个压力仓之间， 可逆式电动-发电机 分别连接电力输入接口和电力输出接口。 4. 根据权利要求 1-3 任一所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的压力仓内部设有橡皮 内胆

5、， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。 5. 根据权利要求 1 所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的液体介质为水或者油。 6. 一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的设有若干个细长压力罐、 控制模块、 电力输入 接口、 电力输出接口， 若干个能量转换装置， 其特征是 ： 所述若干个压力罐均匀簇列在箱体 的上部， 在压力罐内设有压缩气体和液体介质， 其中每两个压力罐为和一个能量转换装置 组成一个储能和释能单元， 所述的能量转换装置设置在箱体内的下部， 每个能量转换装置 分别与与其同单元的两个压力罐通过管道连通， 能量转换装置通过控制模块分别连接电力 输入接口和电力输出接口。 7. 根据权利要

6、求 6 所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的能量转换装置包括储能模块 和释能模块 ； 所述的储能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的液压泵， 以及与液压 泵连接的电动机， 电动机通过控制模块连接电力输入接口 ； 所述的释能模块包括通过管道 连接在两个压力仓之间的液压马达， 以及与液压马达连接的发电机， 发电机通过控制模块 连接电力输入接口。 8. 根据权利要求 6 所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的能量转换装置包括可逆式液 压泵 - 马达、 可逆式电动 - 发电机， 所述的可逆式液压泵 - 马达与可逆式电动 - 发电机通过 传动机构连接， 可逆式液压泵-马达通过管道连接在两个压力罐

7、之间， 可逆式电动-发电机 连接控制模块， 控制模块连接电力输入接口和电力输出接口。 9. 根据权利要求 6-8 任一所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的压力罐内部设有橡皮 内胆， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。 10. 根据权利要求 6 所述的储能集装箱， 其特征是 ： 所述的液体介质为水或者油。 权 利 要 求 书 CN 103775295 A 2 1/5 页 3 储能集装箱 技术领域 0001 本发明涉及民用储能设备的技术领域， 特别是涉及一种储能集装箱。 背景技术 0002 虽然现在我国的发电量很大， 基本能满足人们的生产生活要求， 但在日常的生产 生活中， 停电和电压不稳还是

8、时有发生， 有些企业未来应对这种现象还要掏钱购置一些电 源和稳压设备， 开支比较大， 也不是十分实用， 电源又分发电的电源和储能的电源， 一般的 储能电源为蓄电池， 有充放电次数的限制， 寿命有限， 需要更换， 另外蓄电池的生产也对环 境影响比较大， 不符合建设环境优美国家的倡导， 有必要提出一种新型的储能设备来解决 这一问题。 发明内容 0003 本发明的目的是为了解决上述问题， 提供一种储能集装箱。 0004 本发明的技术方案是 ： 一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的两个压力仓、 控制模 块、 电力输入接口、 电力输出接口， 能量转换装置， 其特征是 ： 所述箱体上部设有隔板将箱体 分

9、割成两个压力仓， 在压力仓内设有压缩气体和液体介质， 所述的能量转换装置安装在箱 体内的下部， 能量转换装置分别与两个压力仓通过管道连通， 能量转换装置通过控制模块 分别连接电力输入接口和电力输出接口。 0005 所述的能量转换装置包括储能模块和释能模块 ； 所述的储能模块包括通过管道连 接在两个压力仓之间的液压泵， 以及与液压泵连接的电动机， 电动机通过控制模块连接电 力输入接口 ； 所述的释能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的液压马达， 以及与液 压马达连接的发电机， 发电机通过控制模块连接电力输入接口。 0006 所述的能量转换装置包括可逆式液压泵-马达、 可逆式电动-发电机， 所述

10、的可逆 式液压泵 - 马达与可逆式电动 - 发电机通过传动机构连接， 可逆式液压泵 - 马达通过管道 连接在两个压力仓之间， 可逆式电动 - 发电机分别连接电力输入接口和电力输出接口。 0007 所述的压力仓内部设有橡皮内胆， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。 0008 所述的液体介质为水或者油。 0009 一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的设有若干个细长压力罐、 控制模块、 电力输 入接口、 电力输出接口， 若干个能量转换装置， 其特征是 ： 所述若干个压力罐均匀簇列在箱 体的上部， 在压力罐内设有压缩气体和液体介质， 其中每两个压力罐为和一个能量转换装 置组成一个储能和释能单元， 所

11、述的能量转换装置设置在箱体内的下部， 每个能量转换装 置分别与与其同单元的两个压力罐通过管道连通， 能量转换装置通过控制模块分别连接电 力输入接口和电力输出接口。 0010 所述的能量转换装置包括储能模块和释能模块 ； 所述的储能模块包括通过管道连 接在两个压力仓之间的液压泵， 以及与液压泵连接的电动机， 电动机通过控制模块连接电 力输入接口 ； 所述的释能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的液压马达， 以及与液 说 明 书 CN 103775295 A 3 2/5 页 4 压马达连接的发电机， 发电机通过控制模块连接电力输入接口。 0011 所述的能量转换装置包括可逆式液压泵-马达、 可逆

12、式电动-发电机， 所述的可逆 式液压泵 - 马达与可逆式电动 - 发电机通过传动机构连接， 可逆式液压泵 - 马达通过管道 连接在两个压力罐之间， 可逆式电动 - 发电机连接控制模块， 控制模块连接电力输入接口 和电力输出接口。 0012 所述的压力罐内部设有橡皮内胆， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。 0013 所述的液体介质为水或者油。 0014 本发明的有益效果 本发明的储能集装箱能够在电压稳定时进行电能的储存， 在停电或者电压不稳时释放 电能并提供稳定的电源， 并且能够随时随地的转运， 能够实现能力的运输。 附图说明 0015 图 1 为该储能集装箱主视结构示意图之一 ； 图 2 为

13、该储能集装箱主视结构示意图之二 ； 图 3 为该储能集装箱主视结构示意图之三 图 4 为该储能集装箱的运输状态示意图 ； 图 5 为该储能集装箱主视结构示意图之四 ； 图 6 为图 5 中能量转换装置的局部放大示意图 ； 图 7 为该储能集装箱主视结构示意图之五 ； 图 8 为图 8 中能量转换装置的局部放大示意图 ； 图1-图4中1.压力仓、 2.压缩空气、 3.橡皮内胆、 4.液体介质、 5.电力输入接口、 6.电 动机、 7.液压泵、 8.控制模块、 9.液压马达、 10.发电机、 11.电力输出接口、 12.吊耳、 13.脚 轮、 101. 储能集装箱、 102. 汽车。 0016 图

14、5-图8中， A1.压力罐、 A2.箱体、 A3.储能和释能单元、 A4.电力输入接口、 A5.控 制模块、 A6. 电力输出接口、 A7. 液压泵、 A8. 电动机、 A9. 液压马达、 A10. 发电机、 A11. 可逆 式电动 - 发电机、 A12. 可逆式液压泵 - 马达、 A1-1. 泵入液体介质的压力罐、 A1-2. 泵出液 体介质的压力罐、 A1-3. 橡皮内胆、 A1-4. 橡皮内胆。 具体实施方式 0017 实施例 ： 参见图 1、 2、 4， 图中一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的两个压力仓、 控 制模块、 电力输入接口、 电力输出接口， 能量转换装置， 所述箱体上部设

15、有隔板将箱体分割 成两个压力仓， 在压力仓内设有压缩气体和液体介质， 所述的能量转换装置安装在箱体内 的下部， 能量转换装置分别与两个压力仓通过管道连通， 能量转换装置通过控制模块分别 连接电力输入接口和电力输出接口。所述的能量转换装置包括储能模块和释能模块 ； 所述 的储能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的泵， 以及与泵连接的电动机， 电动机通 过控制模块连接电力输入接口 ； 所述的释能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的马 达， 以及与马达连接的发电机， 发电机通过控制模块连接电力输入接口。 所述的压力仓内部 设有橡皮内胆， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。橡皮内胆能够改善压力仓内

16、部的压 力分布， 是压力仓内的压力分布更均匀， 从而能够降低对压力仓内表面的平整度的要求， 降 说 明 书 CN 103775295 A 4 3/5 页 5 低压力仓的制造难度 ； 所述的液体介质为水或者油， 优选用油， 能够给液压泵 - 马达降温的 同时还能润滑。所述的箱体下部设有脚轮， 在箱体的上部设有吊耳。 0018 其工作过程如下 ： 当电压稳定时， 电力输入接口连接的电源， 通过控制模块带动电动机工作， 电动机带动 液压泵工作， 将液体介质从一个压力仓里面的橡皮内胆内部泵入另一个压力仓里面的橡皮 内胆内部， 不断提高被泵入液体的压力罐内的压缩气体的压力， 直至所有液体介质全部泵 入，

17、 完成能量储存， 控制模块停止该电动机的工作。 0019 当在电压不稳或者停电的情况下， 液体介质从上述被泵入液体介质的压力仓里面 的橡皮内胆中释放出来， 推动液压马达并带动发电机工作， 发出来的电能通过电力输出接 口给居民或者厂矿使用， 这样就能解决了停电和电压不稳的问题。 0020 这个储能集装箱， 既可以家庭用， 也可以工厂用， 其储能的能力大小根据具体的使 用场合进行细化设计， 还可以在箱体的下部装上轮子就可以移动使用， 在箱体的上面设置 吊耳， 能够将储能后的集装箱装车运输， 如图 3 所述的， 这样还能实现电能的打包输送。 0021 实施例二 ： 参见图 3， 图 4， 一种储能集

18、装箱， 包括箱体、 箱体内的两个压力仓、 控制 模块、 电力输入接口、 电力输出接口， 能量转换装置， 其特征是 ： 所述箱体上部设有隔板将箱 体分割成两个压力仓， 在压力仓内设有压缩气体和液体介质， 所述的能量转换装置安装在 箱体内的下部， 能量转换装置分别与两个压力仓通过管道连通， 能量转换装置通过控制模 块分别连接电力输入接口和电力输出接口。所述的能量转换装置包括可逆式液压泵 - 马 达、 可逆式电动 - 发电机， 所述的可逆式液压泵 - 马达与可逆式电动 - 发电机通过传动机构 连接， 可逆式液压泵-马达通过管道连接在两个压力仓之间， 可逆式电动-发电机分别连接 电力输入接口和电力输出

19、接口。所述的压力仓内部设有橡皮内胆， 该橡皮内胆的下部与所 述的管道连通。 橡皮内胆能够改善压力仓内部的压力分布， 是压力仓内的压力分布更均匀， 从而能够降低对压力仓内表面的平整度的要求， 降低压力仓的制造难度 ； 所述的液体介质 为水或者油， 优选用油， 能够给液压泵 - 马达降温的同时还能润滑。 0022 可逆式液压泵 - 马达就是即能做泵用又能做马达用， 可逆式电动 - 发电机就是即 能做电机机用又能做发电机用， 采用这两种部件后能够减少系统的构成部件数量， 简化结 构。 0023 其工作过程如下 ： 当电压稳定时， 控制模块将电网的电能输送给可逆式电动 - 发电机， 此时可逆式电 动

20、- 发电机做为电动机工作， 带动可逆式液压泵 - 马达， 此时可逆式液压泵 - 马达作为泵 使用， 将液体介质从一个压力仓里面的橡皮内胆内部泵入另一个压力仓里面的橡皮内胆内 部， 不断提高被泵入液体的压力仓内的压缩气体的压力， 直至所有液体介质全部泵入， 完成 能量储存。 0024 在停电或者外界电压不稳定时， 控制模块控制上述被泵入液体介质的压力罐内 的液体介质从储能的压力仓里面的橡皮内胆中释放出来， 推动可逆式液压泵 - 马达转动， 此时可逆式液压泵 - 马达作为马达使用， 其带动可逆式电动 - 发电机转动， 此时可逆式电 动 - 发电机作为发电机使用， 发出来的电能通过输出电力接口给居民

21、或厂矿使用。 0025 实施例三 ： 参见图 5-6， 一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的设有若干个细长压 力罐、 控制模块、 电力输入接口、 电力输出接口， 若干个能量转换装置， 所述若干个压力罐均 说 明 书 CN 103775295 A 5 4/5 页 6 匀簇列在箱体的上部， 在压力罐内设有压缩气体和液体介质， 其中每两个压力罐为和一个 能量转换装置组成一个储能和释能单元， 所述的能量转换装置设置在箱体内的下部， 每个 能量转换装置分别与与其同单元的两个压力罐通过管道连通， 能量转换装置通过控制模块 分别连接电力输入接口和电力输出接口。 0026 所述的能量转换装置包括储能模块和释

22、能模块 ； 所述的储能模块包括通过管道连 接在两个压力仓之间的液压泵， 以及与液压泵连接的电动机， 电动机通过控制模块连接电 力输入接口 ； 所述的释能模块包括通过管道连接在两个压力仓之间的液压马达， 以及与液 压马达连接的发电机， 发电机通过控制模块连接电力输入接口。 0027 所述的压力罐内部设有橡皮内胆， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。橡皮内 胆能够改善压力罐内部的压力分布， 是压力罐内的压力分布更均匀， 从而能够降低对压力 罐内表面的平整度的要求， 降低压力仓的制造难度。 0028 所述的液体介质为水或者油， 优选用油， 能够给液压泵 - 马达降温的同时还能润 滑。 0029 本实

23、施例中采用多个压力罐形成多组储能和释能单元， 这样便于检修， 不至于像 实施例一和二那样一旦有一个压力仓出问题， 整个储能箱体就停工。 0030 工作过程 ： 当电压稳定时， 电力输入接口连接的电源， 通过控制模块带动其中一个储能和释能单 元的电动机工作， 电动机带动液压泵工作， 将液体介质从一个压力仓里面的橡皮内胆内部 泵入另一个压力仓里面的橡皮内胆内部， 不断提高被泵入液体的压力罐内的压缩气体的压 力， 直至所有液体介质全部泵入， 完成一个储能单元的能量储存， 控制模块停止该电动机的 工作。然后依次完成各个储能和释能单元的能量储存。 0031 当在电压不稳或者停电的情况下， 控制模块控制其

24、中一个储能和释能单元的液体 介质从上述被泵入液体介质的压力仓里面的橡皮内胆中释放出来， 推动液压马达并带动发 电机工作， 直到该单元释放完成后， 依次再释放其他储能和释能单元。 发出来的电能通过电 力输出接口给居民或者厂矿使用， 这样就能解决了停电和电压不稳的问题。 0032 实施例四 ： 参见图 7-8， 图中一种储能集装箱， 包括箱体、 箱体内的设有若干个细 长压力罐、 控制模块、 电力输入接口、 电力输出接口， 若干个能量转换装置， 所述若干个压力 罐均匀簇列在箱体的上部， 在压力罐内设有压缩气体和液体介质， 其中每两个压力罐为和 一个能量转换装置组成一个储能和释能单元， 所述的能量转换

25、装置设置在箱体内的下部， 每个能量转换装置分别与与其同单元的两个压力罐通过管道连通， 能量转换装置通过控制 模块分别连接电力输入接口和电力输出接口。 0033 所述的能量转换装置包括可逆式液压泵-马达、 可逆式电动-发电机， 所述的可逆 式液压泵 - 马达与可逆式电动 - 发电机通过传动机构连接， 可逆式液压泵 - 马达通过管道 连接在两个压力罐之间， 可逆式电动 - 发电机连接控制模块， 控制模块连接电力输入接口 和电力输出接口。 0034 所述的压力罐内部设有橡皮内胆， 该橡皮内胆的下部与所述的管道连通。橡皮内 胆能够改善压力罐内部的压力分布， 是压力罐内的压力分布更均匀， 从而能够降低对

26、压力 罐内表面的平整度的要求， 降低压力仓的制造难度。 说 明 书 CN 103775295 A 6 5/5 页 7 0035 所述的液体介质为水或者油， 优选用油， 能够给液压泵 - 马达降温的同时还能润 滑。 0036 本实施例中采用多个压力罐形成多组储能和释能单元， 这样便于检修， 不至于像 实施例一和二那样一旦有一个压力仓出问题， 整个储能箱体就停工。 0037 工作过程 ： 当电压稳定时， 电力输入接口连接的电源， 控制模块将电网的电能输送给其中一个储 能和释能单元的可逆式电动-发电机， 此时可逆式电动-发电机做为电动机工作， 带动可逆 式液压泵-马达， 此时可逆式液压泵-马达作为泵

27、使用， 将液体介质从一个压力罐里面的橡 皮内胆内部泵入另一个压力罐里面的橡皮内胆内部， 不断提高被泵入液体的压力罐内的压 缩气体的压力， 直至所有液体介质全部泵入， 完成能量储存。 然后依次完成各个储能和释能 单元的能量储存。 0038 在停电或者外界电压不稳定时， 控制模块控制其中一个储能和释能单元的被泵入 液体介质的压力罐内的液体介质从压力罐体里面的橡皮内胆中释放出来， 推动可逆式液压 泵 - 马达转动， 此时可逆式液压泵 - 马达作为马达使用， 其带动可逆式电动 - 发电机转动， 此时可逆式电动 - 发电机作为发电机使用， 发出来的电能通过输出电力接口给居民或厂矿 使用。直到该单元释放完

28、成后， 依次再释放其他储能和释能单元。这样就能解决了停电和 电压不稳的问题。 说 明 书 CN 103775295 A 7 1/8 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 8 2/8 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 9 3/8 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 10 4/8 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 11 5/8 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 12 6/8 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 13 7/8 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 14 8/8 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 103775295 A 15