基于ANSYS软件的储能机柜力学分析及优化设计

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基于ANSYS软件的储能机柜力学分析及优化设计

作者：夏新涛 李炜

来源：《硅谷》2014年第19期

摘 要 本文介绍了储能机柜的基本特点和设计要求，并利用ANSYS软件对机柜框架进行了力学分析，同时结合试验进行验证，并根据力学分析及试验验证的结果，对储能机柜进行优化设计。

关键词 储能机柜；力学分析；优化设计

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0023-03

随着光伏和风电等新能源技术的推广，配套的储能设备也发展迅速。新能源一般都使用在边远地区，或海岛等环境复杂的地域，需要通过非常艰难的运输过程，才能到达设备的安装地。新能源储能设备一般选择机柜来进行安装，设备的重量都比较大，有些储能设备单台的重量在1.5t左右。要求配套的机柜有非常好的静载和动载承受能力。在吊装、运输、安装、抗震等方面的要求非常高[1]，机柜强度将直接影响设备的产品交付和使用安全。

目前，电力储能设备在国内的推广处于示范阶段，还没有专门针对电力储能机柜开发的重载、抗振型机柜。一般会选用电力行业常用的机柜类型，比如C型型材机柜、9折型材机柜、16折型材机柜等[1]。但这几类电力行业常用的机柜的承载能力不大于1t，如果使用环境的抗振要求在烈度7级以上，此类机柜的抗振能力不够。 1 分析优化思路及步骤

本文从满足新能源储能机柜（下称机柜）承载强度需要出发，专门开发出一种专用的重载高强度机柜。该机柜规格尺寸为1300（长）×800（宽）×2300（高），高度不包含门楣，但包含底座100高），机柜总重量约1.5t，机柜共安装12个电池单元模块，每个电池单元模块重量约100 kg。

针对机柜的强度进行分析，从机柜吊环的承载设计及机柜静载强度出发，针对几种不同的吊装工控进行有限元分析，计算出零部件的应力及位移分布图，查找机柜结构强度设计的薄弱环节[2-3]。并通过实际的吊装实现进行验证，找出设计的不足，完成对机柜结构强度设计的优化。

2 吊环拉伸强度分析