CN108966597B - 一种机柜和储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及机柜技术领域，公开了一种机柜和储能系统。其中，该机柜包括：机柜本体，设有第一收容空间和第一开口，第一开口与第一收容空间连通；隔板，设于第一收容空间内，用于使第一收容空间隔离成第一收容腔和第二收容腔；导流挡板，设于第二收容腔内，并且将第二收容腔分隔成出风区域和回风区域；机柜空调，设于所述第一开口，设有空调出风口和空调回风口，空调出风口与出风区域连通，空调回风口与回风区域连通；隔板两端分别设有出风通孔和回风通孔，出风区域通过出风通孔与第一收容腔连通，回风区域通过回风通孔与第一收容腔连通。通过以上方式，本实施例能够有效提高散热效率。

Description

一种机柜和储能系统

技术领域

本发明涉及机柜技术领域，具体涉及一种机柜和储能系统。

背景技术

储能机柜由于具有较好的容积利用率，得到了广泛应用。储能机柜一般用于装载电池，而电池比其他电力电子元器件对温度更为敏感，因此，储能机柜对柜内温度区间和精度的控制要求较高。

发明人在实现本发明实施例的过程中，发现：目前，市场上的储能机柜的散热方式主要采集自然散热方式，即为：在储能机柜上开设通风孔，储能机柜内的热量通过通风孔与外界环境的热量进行自然交换从而达到散热的目的，但是自然散热方式的散热效率非常低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种散热效率高的储能机柜和储能系统。

为了实现上述目的，本发明实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种机柜，包括：机柜本体，设有第一收容空间和第一开口，所述第一开口与所述第一收容空间连通；隔板，设于所述第一收容空间内，用于使所述第一收容空间隔离成第一收容腔和第二收容腔；导流挡板，设于所述第二收容腔内，并且将所述第二收容腔分隔成出风区域和回风区域；机柜空调，设于所述第一开口，并且所述机柜空调设有空调出风口和空调回风口，所述空调出风口与所述出风区域连通，所述空调回风口与所述回风区域连通；所述隔板两端分别设有出风通孔和回风通孔，所述出风区域通过所述出风通孔与所述第一收容腔连通，所述回风区域通过所述回风通孔与所述第一收容腔连通。

其中，所述机柜还包括：送风风扇，设于所述出风通孔；回风风扇，设于所述回风通孔。

其中，所述送风风扇的数量与所述回风风扇的数量相同，并且，一所述送风风扇与一所述回风风扇相对。

其中，所述机柜还包括：至少一块层板，设于所述第一收容腔，用于放置电子设备。

其中，所述层板设有至少一个导风槽。

其中，所述层板设有至少两片导风片和至少一个导风孔组；所述至少一个导风槽设于所述层板的一端，所述至少两片导风片间隔设于一所述导风槽内；所述至少一个导风孔组设于所述层板的另一端，一所述导风孔组包括至少两个导风孔，至少两个所述导风孔的直径不同。

其中，所述机柜还包括：控制柜，设于所述机柜本体的另一侧壁，所述控制柜设有控制空间、第二开口和第三开口，所述控制空间通过所述第二开口与所述出风区域连通，所述控制空间通过所述第三开口与所述回风区域连通。

其中，所述机柜还包括：隔风挡板，设于所述控制空间内，并使所述控制空间分隔成冷风区域和热风区域，其中，所述冷风区域与所述第二开口连通，所述热风区域与所述第三开口连通；所述隔风挡板设有换风通孔，所述换风通孔连通所述冷风区域和所述热风区域。

其中，所述机柜还包括导流风道，所述导流风道设于所述控制空间内，所述导流风道一端的管道口与所述第三开口连通，以使所述第三开口通过所述导流风道与所述热风区域连通。

第二方面，本发明提供了一种储能系统，包括：电池组和上述的机柜，所述电池组收容于所述机柜的第一收容腔内。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况下，本发明实施例提供的一种机柜通过在机柜本体内设置隔板和导流挡板，将机柜本体内的第一收容腔分为第一收容空间、出风区域和回风区域三个区域，将第一收容空间作为热交换区域，并且整个热交换区域为密闭结构，以确保机柜空调产生的冷气体能够准确作用到发热部件，同时保证了风道流向的稳定并减少了流量损失，从而有效地提高了散热效率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明其中一实施例提供的机柜的结构示意图；

图2为图1中的机柜的导流挡板的结构示意图；

图3为图1中的机柜的机柜空调的结构示意图；

图4为图1中的机柜的剖面结构示意图；

图5为图1中的机柜的结构示意图；

图6为图1中的机柜的层板的结构示意图；

图7为图6中的层板的部分结构示意图；

图8为图1中的机柜的层板的另一种结构示意图；

图9为本发明又一实施例提供的机柜的部分结构示意图；

图10为图9中的机柜的层板的部分结构示意图；

图11为本发明另一实施例提供的机柜的结构示意图；

图12为图11中的机柜的部分结构示意图；

图13为本发明其中一实施例提供的储能系统的结构示意图；

图14为图13中的储能系统的电池组与层板的接收示意图；

图15为本发明另一实施例提供的储能系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

目前，市场上的储能机柜主要用于放置大量的电池组，电池工作时容易产生量的热，而电池作为热敏感元器件，对工作温度有严格的要求。储能机柜的散热方式主要包括水冷散热和风冷散热，水冷散热的效率和控制精度高，但成本也高；风冷散热成本低，但是散热效率和精度差。基于此，本发明实施例提供一种机柜及储能系统，能够显著提供散热效率，并且节约成本。

下面，结合具体实施例对本发明做进一步阐述。

请参阅图1，图1为本发明其中一实施例提供的机柜的结构示意图。如图1所示，该机柜100包括机柜本体10、隔板20、导流挡板30、机柜空调40、送风风扇51、回风风扇52和层板60。

机柜本体10为长方体形状，用于收容电子设备，其中，电子设备可以为电池、变频器、PLC、继电器、驱动系统、通讯模块等等，当电子设备为电池时，机柜100为储能机柜。机柜本体10为完全密封柜体，以使其空气内循环、外循环独立，不与外部发生热交换。机柜本体10的外壳的防护等级为I P66，即，具有灰尘禁锢特性和防强力喷水特性，机柜本体10的外壳能完全防止尘埃进入，并且对着外壳从任何方向喷水均不会造成有效伤害。机柜本体10的外壳还通过磨平、抛光、防水、防水等处理，以使得机柜本体10的外壳防护等级更高。

其中，机柜本体10设有第一收容空间101和第一开口11，第一开口11与第一收容空间101连通。第一收容空间101用于收容隔板20、导流挡板30、送风风扇51、回风风扇52和层板60。第一开口11为方孔形状，设于机柜本体10的一侧壁上，其中，侧壁可以为门板。隔板20为长方体板状，竖直设于第一收容空间101内，并且，隔板20两对边与机柜本体10的内侧壁密封连接。隔板20用于使第一收容空间101隔离成第一收容腔1011和第二收容腔1012，其中，第一收容腔1011用于收容电子设备和层板60，第二收容腔1012用于收容导流挡板30、送风风扇51和回风风扇52，以对电子设备进行散热。

其中，隔板20的两端分别设有出风通孔21和回风通孔22，出风通孔21和回风通孔22均为方孔形状，出风通孔21和回风通孔22分别使第一收容腔1011与第二收容腔1012连通。并且，当机柜本体10竖直放置时，出风通孔21位于机柜本体10的上方，回风通孔22位于机柜本体10的下方。

导流挡板30设于第二收容腔1012内，并且将第二收容腔1012分隔成出风区域和回风区域(未标示)。其中，出风区域通过出风通孔21与第一收容腔1011连通，回风区域通过回风通孔与第一收容腔1011连通。

其中，请一并参阅图2，导流挡板30包括第一侧面31、第二侧面32、第三侧面33、第四侧面34和第五侧面35。第一侧面31、第二侧面32和第三侧面33均为长方形，第四侧面34与第五侧面35为梯形。并且，第二侧面32和第三侧面33平行相对设置，第四侧面34与第五侧面35平行相对设置，以使第一侧面33相对水平面倾斜。其中，第一侧面31设于第一开口11中间，使得第一开口11被隔开，从而将第二收容腔1012分隔成出风区域和回风区域；第三侧面33设于靠近机柜空调40的一侧，第二侧面32设于远离机柜空调40的一侧，以使机柜空调40的风被第一侧面31阻挡并沿第一侧面31的倾斜方向流动；第四侧面34、第五侧面35与机柜本体10的两相对内壁平行或相抵。可选地，第三侧面33的宽度可以大于或者小于第二侧面的32的宽度，从而第三侧面33可以部分或完全覆盖第一开口11的一半，当第三侧面33的宽度大于第二侧面的32的宽度以使第三侧面33完全覆盖第一开口11的一半时，第三侧面33设有导流通孔，以使机柜空调40的风通过第一开口11和导流通孔进入送风区域。

可以理解的是，在一些其他实施例中，第三侧面33可以省略，通过第一侧面31、第二侧面32、第四侧面34和第五侧面35将位于回风区域的第一开口11的部分包围，以实现导风作用。

机柜空调40可以为机柜热交换器，机柜热交换器用于扫除机柜内电子设备工作时产生的热量，从而为机柜100提供合适的温度。机柜空调40设于第一开口11上，具体可以为，机柜空调40半嵌入机柜本体10的侧壁，并与机柜本体10的侧壁密封连接。其中，请一并参阅图3，机柜空调40设有空调出风口41、空调回风口42、外部出风口43、外部进风口44和热交流芯45。空调出风口41和空调回风口42设于机柜空调40的一侧，外部出风口43和外部进风口44设于机柜空调40的另一侧，热交流芯45设于机柜空调40内。空调出风口41与出风区域连通，从而向第二收容腔1012通入冷风；空调进风口42与与回风区域连通，从而从第二收容腔1012回收热风。外部出风口43、外部进风口44均朝向机柜本体10外侧，从而与机柜100外部进行热交换。热交流芯45用于将机柜空调40分为内外两个工作循环，两个工作循环互相隔绝当外循环工作时，外界冷空气经过外部进风口44进入机柜空调40，经过热交流芯45，吸收内循环空气传来的热量，温度升高，从外部出风口43排出热风；当内循环工作时，机柜本体10内的电子设备产生的热量使机柜本体10内部温度升高，高温气体经过空调回风口42进入机柜空调40，将热量经过热交换芯45传递给外循环的冷空气，变成较低温度的气体，从空调出风口41重新进入机柜本体10，从而对电子设备进行散热。

请一并参阅图4，送风风扇51设于出风通孔21，送风风扇51用于将出风区域内的风吹入第一收容腔1011。送风风扇51还设有送风风扇外壳511，送风风扇外壳511收容于第二收容腔1012，送风风扇外壳511与出风通孔21密封连接，从而使出风区域和第一收容腔1011只能通过送风风扇51进行空气交换。

请再参阅图4，回风风扇52设于回风通孔22，回风风扇52用于将第一收容腔1011内的风吸入回风区域。出风区域52还设有回风风扇外壳521，回风风扇外壳521收容于第二收容腔1012，回风风扇外壳521与回风通孔22密封连接，从而使第一收容腔1011和回风区域只能通过回风风扇52进行空气交换。

其中，请一并参阅图5，送风风扇51的数量与回风风扇52的数量相同，并且，一送风风扇51与一回风风扇52相对设置。在本实施例中，送风风扇51的数量为3个，回风风扇52的数量也为3个。当然，在一些其他实施例中，送风风扇51的数量与回风风扇52的数量也可以不相同，例如使送风风扇51的数量大于回风风扇52的数量，从而加快送风的速度。

需要说明的是，在本实施例中，通过设置送风风扇51和回风风扇52加快出风区域和第一收容腔1011之间、第一收容腔1011和回风区域之间的空气交换，从而加快散热速度。在一些其他实施例中，当对散热速度有不同要求时，送风风扇51和回风风扇52可以进行删减和调速设置。

层板60为长方形板状，层板60的数量至少为一块，设于第一收容腔1011内，用于放置电子设备。其中，一块层板60可以放置一个或者多个电子设备，在本实施例中，一块层板60用于放置多个电子设备。

其中，请一并参阅图6和图7，层板60设有至少一个导风槽61、至少两片导风片611和导风孔组62。至少一个导风槽61开设于层板60的一端，至少两片导风片611间隔设于一导风槽61内。其中，导风片611与导风槽61的槽口所形成的角度不同，例如，导风片611可以朝导风槽61的槽口的各个方向倾斜。在本实施例中，导风槽61的数量有3个，导风片611的数量有3个，导风片611向层板60中心的方向倾斜，以改变风的流向，从而使风尽可能地流向层板60中心。导风孔组62的数量至少为一个，导风孔组62设于层板60的另一端，并且一导风孔组62与一导风槽61相对。一导风孔组62包括至少两个导风孔，至少两个导风孔的直径不同。在本实施例中，导风孔组62的数量有3个，导风孔的直径随着与层板60中心的距离的靠近而减少。由于孔的直径越小，风速越大，从而提高层板60的中心的风速。

可以理解的是，在一些其他实施例中，如图8所示，至少两片导风片611和导风孔组62可以省略，该层板60包括至少一个导风槽61。两个导风槽61相对设置与层板60的两侧，用于使风通过层板60，从来对层板60上放置的电子设备进行散热。

可以理解的是，在一些其他实例中，当机柜100用于放置体积较大的电子设备时，层板60可以省略。

在本实施例中，机柜100的散热过程大致为：机柜空调40的空调出风口41向出风区域送出冷风，由于导流挡板30的作用使得冷风向下传递，位于机柜本体10底部的送风风扇51将冷风送入第一收容腔1011，冷风穿过层板60，流经第一收容腔1011内的电子设备两侧的风道，并与电子设备进行热交换，转变成热风后被位于机柜本体10顶部的回风风扇51送至回风区域，热风进入空调回风口42，从而进行散热。

在本实施例中，机柜100通过在机柜本体10内设置隔板20和导流挡板30，将机柜本体10内的第一收容腔101分为第一收容空间1011、出风区域和回风区域三个区域，将第一收容空间1011作为热交换区域，并且整个热交换区域为密闭结构，以确保机柜空调40产生的冷气体能够准确作用到发热部件，同时保证了风道流向的稳定并减少了流量损失，从而有效地提高了散热效率。

在一些其他实例中，请一并参阅图9，机柜100还包括限位结构63。限位结构63包括第一限位件和第二限位件(未标示)，第一限位件和第二限位件相邻设置，并且，第一限位件和第二限位件之间有预设间隔，预设间隔略大于层板60的厚度。限位结构63设于机柜本体10的两相对侧壁上，用于固定层板60。层板60与限位结构63之间的连接为可拆卸连接，从而层板60可以根据放置的电子设备的高低调节层板60之间的距离。

在一些其他实例中，请一并参阅图10，层板60还设有固定架64，固定架64的数量有若干个，固定架64设于层板60上，用于固定电子设备。具体地，固定架64包括顶板641、侧板642、底板643、第一伸缩结构644、第二伸缩结构645、散热鳍片646。底板643固定设于层板60上，顶板641与底板643相对设置，侧板642的数量有两个，两个侧板642相对设置。顶板641包括第一顶板部6411、第二顶板部6412和弹性伸缩件6413，弹性伸缩件6413的两端分别与第一顶板部6411、第二顶板部6412连接，以使顶板641的长度可随时弹性伸缩件6413的拉伸变长。第一伸缩结构644的数量有两个，一第一伸缩结构644的一端收容于一侧板642，一第一伸缩结构644的另一端与第一顶板部6411的一端连接，另一第一伸缩结构644的一端收容于另一侧板642，另一第一伸缩结构644的另一端与第二顶板部6412的一端连接，第一伸缩结构644可相对侧板642运动，以使得顶板641可相对侧板642移动。第二伸缩结构645的数量有两个，一第二伸缩结构645的一端收容于底板643，一第二伸缩结构645的另一端与一侧板642连接，另一第二伸缩结构645的一端收容于底板643，另一第二伸缩结构645的另一端与另一侧板642连接，第二伸缩结构645可相对底板643运动，以使得侧板642可相对底板643移动。通过以上方式，使得固定架64的大小可以调整，从而使的固定架64能够放置各种大小的电子设备。散热鳍片646的数量为若干个，分别设于两个侧板642的外侧，用于增大固定架64与空气的接触面积，从而提高固定架64的散热能力，并且还能够增强固定架64的结构强度。若干个散热鳍片646均匀间隔设置，以提高散热的均匀性，有利于形成散热隧道，进一步提高固定架64的散热效率。

在一些其他实例中，请一并参阅图11和图12，机柜100还包括控制柜70、隔风挡板80和导流风道90。

控制柜70为中空长方体形状，设于机柜本体10的侧壁上，用于收容电子设备的控制装置。控制柜70设有控制空间71、第二开口72和第三开口73。第二开口72和第三开口73设于控制柜70的同一侧壁，并且，第二开口72和第三开口73靠近机柜本体10的第二收容腔1012。控制空间71通过第二开口72与出风区域连通，控制空间71通过第三开口73与回风区域连通，以使机柜空调40可在控制柜70内进行内循环。

隔风挡板80大致为“L”型板状，设于控制空间71内，并且，隔风挡板80的各边与控制柜70的内壁连接，以使控制空间71分隔成冷风区域711和热风区域712。其中，冷风区域711与第二开口72连通，热风区域712与第三开口73连通。隔风挡板80设有换风通孔81，换风通孔81连通冷风区域7011和热风区域7012。

导流风道90大致为“L”型管道形状，设于控制空间71内。导流风道90一端的管道口与第三开口73连通，以使第三开口73通过导流风道90与热风区域712连通。导流风道90另一端的管道口靠近换风通孔81，以使对控制装置散热后的热风通过导流风道90另一端的管道口传入导流风道90。

在一些其他实施例中，机柜100还包括导流风扇(未标示)。导流风扇设于导流风道90另一端的管道口，使得对控制装置散热后的热风能够快速被吸入导流风道90，进而通过第二开口72进入回风区域。

请参阅图13，图13为本发明其中一实施例提供的储能系统的结构示意图。如图13所示，该储能系统200包括电池组210和上述实施例中的机柜100。

其中，机柜100的结构与上述实施例的结构相同，此处不再赘述。

请一并参阅图14，电池组210收容于机柜100的第一收容腔101中的第一收容空间1011内，并置于层板60上。电池组210的电池间隔设置在导风槽61和导风孔组62的两侧，并且，送风风扇51和回风风扇52分别间隔设置在相邻两个电池之间，从而使得风能够沿电池组210的侧面向上流通，从而对电池组210散热。

在一些其他实施例中，请一并参阅图15，储能系统200还包括逆变器220。逆变器220安设于控制柜70的第二收容空间701中，并且，逆变器220的自带风扇与隔风挡板80的换风通孔81相对，从而通过逆变器220的自带风扇将冷风区域内的冷风吸入、与逆变器220进行热交换后送至热风区域，从而进入导流风道90，最后进入回风区域。

在本实施例中，储能系统200通过设置散热效率高的机柜100，并将电池组收容于机柜100中，能够提高散热效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种机柜，其特征在于，包括：

机柜本体，设有第一收容空间和第一开口，所述第一开口与所述第一收容空间连通；

至少一块层板，设于所述第一收容腔，用于放置电子设备；所述层板设有至少一个导风槽；所述层板还设有至少两片导风片和至少一个导风孔组；所述至少一个导风槽设于所述层板的一端，所述至少两片导风片间隔设于一所述导风槽内，其中，导风片与导风槽的槽口所形成的角度不同；所述至少一个导风孔组设于所述层板的另一端，一所述导风孔组包括至少两个导风孔，至少两个所述导风孔的直径不同,所述导风孔的直径随着与层板中心的距离的靠近而减少，所述导风片向所述层板中心的方向倾斜；

所述层板还设有固定架，所述固定架的数量有若干个，所述固定架设于层板上，用于固定电子设备；其中，固定架包括顶板、侧板、底板、第一伸缩结构、第二伸缩结构、散热鳍片，所述底板固定设于所述层板上，所述顶板与所述底板相对设置，所述侧板的数量有两个，两个所述侧板相对设置，且所述散热鳍片分别设置于两个侧板的外侧；所述顶板包括第一顶板部、第二顶板部和弹性伸缩件，所述弹性伸缩件的两端分别与所述第一顶板部、所述第二顶板部连接，以使所述顶板的长度可随所述弹性伸缩件的拉伸变长；第一伸缩结构的数量有两个，一所述第一伸缩结构的一端收容于一所述侧板，一所述第一伸缩结构的另一端与所述第一顶板部的一端连接，另一所述第一伸缩结构的一端收容于所述另一侧板，另一所述第一伸缩结构的另一端与所述第二顶板部的一端连接，所述第一伸缩结构可相对所述侧板运动，以使得所述顶板可相对所述侧板移动；所述第二伸缩结构的数量有两个，一所述第二伸缩结构的一端收容于所述底板，一所述第二伸缩结构的另一端与一所述侧板连接，另一所述第二伸缩结构的一端收容于所述底板，另一所述第二伸缩结构的另一端与另一所述侧板连接，所述第二伸缩结构可相对所述底板运动，以使得所述侧板可相对所述底板移动；

隔板，设于所述第一收容空间内，用于使所述第一收容空间隔离成第一收容腔和第二收容腔；

导流挡板，设于所述第二收容腔内，并且将所述第二收容腔分隔成出风区域和回风区域；

机柜空调，设于所述第一开口，并且所述机柜空调设有空调出风口和空调回风口，所述空调出风口与所述出风区域连通，所述空调回风口与所述回风区域连通；

所述隔板两端分别设有出风通孔和回风通孔，所述出风区域通过所述出风通孔与所述第一收容腔连通，所述回风区域通过所述回风通孔与所述第一收容腔连通。

2.根据权利要求1所述的机柜，其特征在于，所述机柜还包括：

送风风扇，设于所述出风通孔；

回风风扇，设于所述回风通孔。

3.根据权利要求2所述的机柜，其特征在于，所述送风风扇的数量与所述回风风扇的数量相同，并且，一所述送风风扇与一所述回风风扇相对。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机柜，其特征在于，所述机柜还包括：

控制柜，设于所述机柜本体的另一侧壁，所述控制柜设有控制空间、第二开口和第三开口，所述控制空间通过所述第二开口与所述出风区域连通，所述控制空间通过所述第三开口与所述回风区域连通。

5.根据权利要求4所述的机柜，其特征在于，所述机柜还包括：

隔风挡板，设于所述控制空间内，并使所述控制空间分隔成冷风区域和热风区域，其中，所述冷风区域与所述第二开口连通，所述热风区域与所述第三开口连通；

所述隔风挡板设有换风通孔，所述换风通孔连通所述冷风区域和所述热风区域。

6.根据权利要求5所述的机柜，其特征在于，所述机柜还包括导流风道，所述导流风道设于所述控制空间内，所述导流风道一端的管道口与所述第三开口连通，以使所述第三开口通过所述导流风道与所述热风区域连通。

7.一种储能系统，其特征在于，包括：电池组和权利要求1-6任一项所述的机柜，所述电池组收容于所述机柜的第一收容腔内。

Images