CN204392099U - 模块化逆变器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供模块化逆变器系统，其包括：-电力模块，该电力模块具有第一壳体，第一壳体围封容纳至少用于DC-AC电力转换的电子装置的内部容积；-至少一个电池模块，该至少一个电池模块适于操作性地连接至电力模块以及与电力模块交换DC电力。该至少一个电池模块包括第一电池模块，该第一电池模块具有第二壳体，该第二壳体封闭围封一个或更多个电池的内部容积。该模块化逆变器系统包括位于第一壳体的内部容积与第二壳体的内部容积之间的封闭通道，这样的封闭通道适于允许电连接装置从中穿过。

Description

模块化逆变器系统

技术领域

本实用新型涉及模块化逆变器系统，该模块化逆变器系统包括一个或更多个电池模块和用于DC-AC电力转换的电力模块。

背景技术

已知逆变器为在若干技术领域使用的电力电器，尤其在可再生能源场合，如太阳能或风能场合中使用。

通常，逆变器包括具有壳体的电力模块，该壳体围封有用于容纳电力电子装置的内部容积；这些装置适于将从一个或更多个DC电源接收到的DC电力转换为AC电力，该AC电力输出至一个或更多个AC电力负载和/或网络。

已知逆变器系统包括至少一个以上公开的电力模块和仅一个电池模块，即，包括一个或更多个电池的模块。该电池模块与电力模块相邻并且连接至电力模块，从而与电力模块进行DC电力交换。

在这样已知的解决方案中，电池模块包括屏蔽部，该屏蔽部仅仅给它的电池提供正面的覆盖；换句话说，屏蔽部没有围封电池。

另外，位于电力模块与电池模块之间的电连接装置——通常为电缆——没有沿着其在电力模块与电池模块之间的连接路径被覆盖。

连接装置通向电力模块的壳体的内部容积的入口也可以提供了外部环境中的成份(比如水或灰尘)进入这样的内部容积的入口。

实用新型内容

鉴于以上的情况，在本领域当前的状态下，虽然已知的解决方案以相对满意的方式完成了任务，但是仍有进一步改进的理由和期 望。

这种期望通过下述模块化逆变器系统来满足，该模块化逆变器系统包括：

-电力模块，该电力模块具有第一壳体，第一壳体围封有至少容纳用于DC-AC电力转换的电子装置的内部容积；

-至少一个电池模块，该至少一个电池模块适于操作性地连接至电力模块并与电力模块交换DC电力。

该至少一个电池模块包括第一电池模块，该第一电池模块具有第二壳体，该第二壳体围封容纳有一个或更多个电池的内部容积。

该模块化逆变器系统包括位于第一壳体的内部容积与第二壳体的内部容积之间的第一封闭通道，这样的第一封闭通道适于允许电连接装置从中穿过。

附图说明

从根据本实用新型的模块化逆变器系统的仅通过非限制性的示例并借助于附图示出的优选但非排他性的实施方式的描述中，进一步的特点和优点将变得明显，其中：

-图1为示例性的组装好的模块化逆变器系统的透视图；

-图2为图1中的示例性模块化逆变器系统的前视图，其中，模块的壳体的前部被移除以示出模块本身之间的连接部分；

-图3为图1中的示例性模块化逆变器系统的电力模块的透视图；

-图4为图1中的示例性模块化逆变器系统的电池模块中的一个电池模块的透视图；

-图5为两个模块之间的连接的细节的剖视图。

具体实施方式

应当注意的是，在下面的详细描述中，在结构上和/或功能上相同或相似的部件具有相同的附图标记，无论它们是否在本公开内容 的不同的实施方式中示出；还应当注意的是，为了清楚地和简明地描述本公开内容，附图未必按照比例绘制并且公开内容的某些特征可能以稍微示意性的形式示出。

另外，本文中当提到任何部件整体、或部件的任何部分、或部件的全部组合、或者甚至是部件的部分组合时使用术语“适用于”或“配置成”或“构造成”或“形状确定成”时，都必须理解为其指的是并且相应地涵盖：这些术语所指称的结构和/或构型和/或形式和/或其相关部件或部分的位置，或其部件或部分的组合。

参考附图，本公开内容涉及整体上由附图标记1指示的模块化逆变器系统。

在下面的描述中公开的此系统1的模块10、20和30是单独的单元，这些单元可以相互地并且操作性地相关联以实现系统1并使系统1工作，并且能够被分开以拆卸系统1，或移除系统1的一个部件。

电力逆变器系统1包括电力模块10，该电力模块10具有壳体11，该壳体11围封内部容积12，该内部容积12至少容纳用于DC-AC电力转换的电子装置(这些装置由点线示意性地示出并且在图2中以附图标记13表示)。

特别地，电子装置13适于将由一个或多个DC电源接收到的DC电力转换为AC电力，该AC电力朝AC网络和/或负载输出。

电子装置13和其执行DC-AC电力转换的方法、以及电力模块10的DC输入和AC输出连接装置在本领域是已知的，因此没有在本文中进一步公开。

根据本实用新型的电力逆变器系统1还包括至少一个电池模块20、30，该至少一个电池模块20、30具有一个或更多个电池21、31。

这样的至少一个电池模块20、30适于操作性地连接至电力模块10并且与电力模块10交换DC电力，特别是与该模块10中的电子装置13交换DC电力。

例如，该DC电力的交换可以以下面的方式来控制：

-当DC电源所产生的电力的量超过与电力模块10相关联的AC负载和/或网络所需量时，由电力模块10接收到的DC电力的至少一部分用于给电池21、31充电；以及

-当由DC电源产生的电力的量不足以满足该AC负载和/或网络的电力需求时，存储于电池21、31中的DC电力通过电力电子装置13转换为AC电力以用于与电力模块10相关联的AC负载和/或网络。

在图1和图2中示出的示例性的实施方式中，除了电力模块10之外，模块化逆变器系统1还包括两个电池模块20和30。特别地，电池模块20邻近电力模块10布置并且电池模块30邻近电池模块20布置，使得电池模块20位于电力模块10与电池模块30之间。

有利地，电池模块20和电池模块30分别包括壳体22和壳体33。壳体22围封用于容纳至少一个或更多个电池21的内部容积23(在图2中仅部分可见)，并且壳体32围封用于容纳至少一个或更多个电池31的内部容积33(在图2中仅部分可见)。

有利地，该模块化的逆变器系统1还至少包括：第一封闭通道50，该第一封闭通道50位于壳体11的内部容积12与壳体22的内部容积23之间；此第一封闭通道50适于允许第一电连接装置从中穿过(附图中未示出)。例如，这些第一电连接装置至少包括适于在电源模块20与电力模块10之间交换DC电力的电连接装置，例如电缆。

在实践中，封闭通道50具有用于第一电连接装置的内部路径，此路径允许第一电连接装置从由壳体11围封的内部容积12到达由壳体22围封的内部容积21。

由于通道50是封闭的，所以从中穿过的第一电连接装置也是封闭的并且与模块10和20的外部环境分离开。

根据图2-4中示出的示例性实施方式，电力模块10与电池模块20分别包括第一连接装置51和第二连接装置52，第一连接装置51和第二连接装置52适于机械地彼此连接并且通过它们的机械连接而实现第一封闭通道50。

优选地，第一连接装置51和第二连接装置52适于通过它们的 机械连接而在电力模块10的壳体11与电池模块20的壳体22之间也提供机械连接。

在图2至5中示出的示例性实施方式中，第一连接装置51和第二连接装置52分别为第一电缆馈通元件51和第二电缆馈通元件52。

示例性示出的电缆馈通元件51从壳体11的相应的壁15凸出；特别地，该元件51包括：

-主体53，该主体53具有圆筒中空部54和基部55，该基部55固定至壁15，使得圆筒中空部54延伸到壳体11外侧；以及 

-电缆导管56，电缆导管56附接至基部55并且穿过基部55。

该电缆导管56具有适于由电缆穿过的通孔80，这些电缆可操作性地连接至壳体11的内部容积12中的电气元件，例如电子装置13。在实践中，电缆导管56将电缆朝向位于壳体11外侧的中空圆筒部54的空腔引导。

示例性示出的电缆馈通元件52从壳体22的壁25凸出；当壳体11和壳体22邻近彼此布置时，壁25面向壁15。电缆馈通元件52包括主体，该主体具有中空圆筒部560和基部57，基部57固定至壁25，使得中空圆筒部560延伸到该壳体22外部。以这种方式，馈通元件52的中空圆筒部560能够插入馈通元件51的中空圆筒部54中从而实现封闭通道50，封闭通道50将电缆从壳体11的内部容积12引导至壳体12的内部容积23。

优选地，电缆馈通元件51的中空圆筒部54包括螺纹部61，中空圆筒部560包括适于与螺纹部61匹配的相应部62。

以这种方式，改进了电缆馈通元件51与电缆馈通元件52之间的机械连接和壳体11与壳体22之间的机械连接。

优选地，根据本实用新型的模块化逆变器系统1的封闭通道50有利地是水密的，使得至少避免了水渗透到用于第一电连接装置的内部路径中。

例如，封闭通道50符合防渗水的标准国际保护等级(IP等级)的要求，例如IP54。

优选地，在这种情况下，封闭通道50符合也提供至少防有限灰尘进入(limited dust ingress)的IP等级。

例如，在图2至5中示出的电缆馈通元件51与电缆馈通元件52以塑料材料实现从而符合IP54；以这种方式，通过它们的机械连接，它们实现了符合IP54的封闭通道50。

优选地，在封闭的水密通道50的情况下，电力模块10的壳体11也是水密的；例如，如果封闭通道50符合特定的保护等级，则壳体11也符合该保护等级或相似的等级。

根据图1至4示出的示例性的实施方式，模块化逆变器系统1还包括第二封闭通道70，该第二封闭通道70位于壳体22的内部容积23与壳体32的内部容积33之间。

此封闭通道70适于允许第二电连接装置(附图中未示出)从中穿过。例如，这些第二电连接装置至少包括适于将模块20的电池21操作性地并联连接至模块30的电池31的电连接装置，比如电缆。以这样的方式，电池模块30也能够通过位于电池模块20与30之间的第二电连接装置以及位于电池模块20与电力模块10之间的第一电连接装置而与电力模块10交换DC电力。

在实践中，封闭通道70具有用于第二电连接装置的内部路径，这种路径允许第二电连接装置从由壳体22围封的内部容积23到达由壳体32围封的内部容积33。

由于通道70是封闭的，所以从中穿过的第二电连接装置也是封闭的并且与模块20和30的外部环境分离开。

优选地，封闭通道70是水密的以至少避免水渗透到由通道70提供的内部路径中、到达第二电连接装置。

例如，封闭通道70符合标准国际保护等级的要求，例如IP54。

根据在图2至4中示出的示例性的实施方式，电力模块20和30分别包括第三连接装置51和第四连接装置52，第三连接装置51和第四连接装置52适于机械地连接彼此并且通过它们的机械连接而实现第二封闭通道70。

优选地，第三连接装置51和第四连接装置52适于通过它们的 机械连接而在壳体22与壳体32之间也提供机械连接。

在图2中示出的示例性实施方式中，第三连接装置51与壳体11的电缆馈通元件51相同，而第四连接装置52与壳体22的电缆馈通元件52相同。

在实践中，已经看到模块化逆变器系统1如何使得能够实现预期的目的，提供超出已知解决方案上的改进。

特别地，电池模块20、30中的每一者包括其壳体22、32，壳体22、32提供了用于电池21、31的封闭的内部容积。以这样的方式，从电池21、31泄漏的气体或液体不能到达电池模块20、30的外部环境。

位于壳体11的内部容积12与壳体22的内部容积23之间的封闭通道50覆盖从中穿过的第一电连接装置。以这样的方式，封闭通道50将第一电连接装置与外部环境分开并且保护第一电连接装置免受外部环境的影响。

位于电池模块20的内部容积22与电池模块30的内部容积33之间的通道70也覆盖从中穿过的第二电连接装置。以这样的方式，封闭通道70将第二电连接装置与外部环境分开并且保护第二电连接装置免受外部环境影响。

注意到作为水密通道的封闭通道50和70还防止或至少限制从一个模块通至另一个模块的电连接装置与这些模块的外部环境中的液体之间的接触。

另外，将封闭通道50和电力模块10的壳体11这两者设置为水密的意味着：即使壳体11设置有用于第一电连接装置的朝向其内部容积12的入口，壳体11也保持其水密特性，比如特定保护等级。

事实上，该入口由封闭通道50提供，该封闭通道50自身是水密的，优选地具有与壳体11相同的特定保护等级。在实践中，封闭通道50可以被认为是壳体11的延长部分或一部分，从而实现第一电连接装置的朝向电力模块10的内部容积12的水密入口。

除了封闭通道50和70之外，通过将壳体22和32也实施为水密的而实现同样的优点。

此外，由于封闭通道50和70在模块10与20之间引导第一电连接装置以及在模块20与30之间引导第二电连接装置，封闭通道50和70使得模块10、20、30之间的连接更容易。另外，封闭通道50和70引导并且有助于模块10与20之间以及模块20与30之间的机械连接。

在实践中，根据AC网络或负载的需求，在简单并且实用地添加或移除电池模块方面，模块化逆变器系统1实现了完全的模块化。

这样构想的模块化逆变器系统1也易于被修改和改变，这些修改和变型落在特别由所附权利要求书限定的创造性理念的范围内。

例如，虽然在图1至2中示出的示例性的模块化逆变器系统1包括两个电池模块20、30，但根据为了满足AC网络或负载的特定需求而必须存储的DC能量的量，该逆变器系统1可以包括仅一个电力模块或多于两个电池模块。

此外，所有的部分/部件能够由其他在技术上等同的元件来代替。

例如，虽然图1至4中示出的电力模块10和电池模块20、30包括图5中示出的示例性的电缆馈通元件51和52，但该模块10、20、30也可以包括适于通过其机械连接而实现用于电连接装置的封闭通道的任何其他元件或设备。

最后，尺寸和材料的类型可以任意根据需求以及现有技术来确定。

Claims (10)

1.一种模块化逆变器系统(1)包括：

-电力模块(10)，所述电力模块(10)具有第一壳体(11)，所述第一壳体(11)围封内部容积(12)，内部容积(12)至少容纳用于DC-AC电力转换的电子装置(13)；

-至少一个电池模块(20、30)，所述至少一个电池模块(20、30)适于操作性地连接至所述电力模块(10)并且与所述电力模块(10)交换DC电力；

其特征在于，所述至少一个电池模块(20、30)包括第一电池模块(20)，所述第一电池模块(20)具有第二壳体(22)，所述第二壳体(22)围封有容纳一个或更多个电池(21)的内部容积(23)，并且，所述模块化逆变器系统(1)包括位于所述第一壳体(11)的内部容积(12)与所述第二壳体(22)的内部容积(23)之间的第一封闭通道(50)，所述第一封闭通道(50)适于允许第一电连接装置从中穿过。

2.根据权利要求1所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第一封闭通道(50)是水密的。

3.根据权利要求2所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第一壳体(11)是水密的。

4.根据权利要求1所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述电力模块(10)包括第一连接装置(51)，所述第一电池模块(20)包括第二连接装置(52)，并且其中，所述第一连接装置(51)和所述第二连接装置(52)适于彼此机械连接并且通过它们的机械连接而实现所述第一封闭通道(50)。

5.根据权利要求4所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第一连接装置(51)和所述第二连接装置(52)分别包括第一电缆馈通元 件和第二电缆馈通元件。

6.根据权利要求4所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第一连接装置(51)和所述第二连接装置(52)适于通过它们的机械连接而提供所述第一壳体(11)与所述第二壳体(22)之间的机械连接。

7.根据权利要求4所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第一连接装置和所述第二连接装置中的一者(51)包括螺纹部(61)，并且所述第一连接装置和所述第二连接装置中的另一者(52)包括适于与所述螺纹部(61)匹配的相应部(62)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述至少一个电池模块(20、30)包括第二电池模块(30)，所述第二电池模块(30)具有第三壳体(32)，所述第三壳体(32)围封有容纳至少一个或更多个电池(31)的内部容积(33)，并且其中，所述模块化逆变器系统(1)包括位于所述第二壳体(22)的内部容积(23)与所述第三壳体(32)的内部容积(33)之间的第二封闭通道(70)，所述第二封闭通道(70)适于允许第二电子连接装置从中穿过。

9.根据权利要求8所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第二封闭通道(70)是水密的。

10.根据权利要求8所述的模块化逆变器系统(1)，其中，所述第一电池模块包括第三连接装置(51)，所述第二电池模块(30)包括第四连接装置(52)，并且其中，所述第三连接装置(51)和第四连接装置(52)适于机械地连接彼此并且通过它们的机械连接而实现所述第二封闭通道(70)。