CN111446518A - 新型电池机柜的自动均匀散热控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储能电池机柜的温度控制技术，特别是一种新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，还包括有温度控制器、安装在出风口的电磁阀和风向调节阀、安装于前柜门和后柜门内侧面上的复数个导流板和安装于机柜柜体内的多个温度传感器；导流板为长条板状构造，一侧长边位于柜门的内侧面，由电磁阀控制调节出风口的风速，由风向调节阀调节冷风的风向，由前控制电机和后控制电机调节冷风在导流板上方的流速和流向；装置结构简单、维修方便，有效减小电池机柜内各个电池运行时的温度差，避免冷凝情况的发生，有效控制局部超温现象，减小了对电池系统性能的影响，提高了电池的稳定性能与寿命，保障了储能系统运行的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种储能电池机柜的温度控制技术，特别是一种新型电池机柜的自动均匀散热控制装置。
背景技术
在电网储能系统中大都采用磷酸铁锂电池组，磷酸铁锂电池组结构简单，性能稳定，正常工作温度区间为-20到45摄氏度，极限工作温度为-40到60摄氏度，由此可见电池工作对温度的要求比较高。储能式电站中，大量的电池由上而下紧密排列在电池机柜这样一个有限的空间内，电池充放电过程中自身会发热，使得机柜内的温度升高，如果散热效果不好，可能会出现局部温度高于磷酸铁锂电池的最高工作温度。而在局部过高温度下，这部分电池的充放电性能、容量和寿命等均会下降，从而影响整个系统的性能，严重时甚至可能引发热失控，造成事故。
为了使电池机柜内的温度维持在电池正常运行的温度，现有技术采用的制冷方式是：通过空调系统将冷风引到电池机柜的上方或侧面布置的出风口，由出风口面向电池机柜吹出冷风，冷风通过电池机柜前后柜门与电池之间的冷风通道向下吹送冷风以冷却电池，并将电池机柜内的热空气通过机柜内的散热通道排出，达到散热降温的效果。然而该现有技术的不足之处在于：
由于空调管道在每个机柜上方只有一个出风口，位于出风口位置的电池组降温快，随着离出风口越远，降温速度则越来越慢，使得电池机柜内的温度分布不均匀，导致局部区域出现温度高于磷酸铁锂电池最高工作温度的情况，而局部区域的超温会引起单个电池性能的下降，由于电池组是多个电池串联，单个电池性能的下降会影响到整个电池系统的性能。
另外，由于冷风进气口设置在电池柜顶部位置，冷气从顶部往下流动，在电池柜内部不同位置冷气流动速度不同，在冷气流速很低的部位，冷空气可能在电池组上产生凝露现象，也将会引起电池组绝缘性能降低。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够有效避免局部超温、减小对电池系统性能影响、提高运行稳定性和可靠性的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置。
本发明所述目的是通过以下途径来实现的：
新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，包括有机柜柜体、位于机柜柜体内由上而下排列的支撑架、位于支撑架中的电池插箱以及两个柜门：前柜门和后柜门，机柜柜体的顶板上设置有一出风口，该出风口与空调管道连通，其要点在于，还包括有温度控制器、安装在出风口的电磁阀和风向调节阀、安装于前柜门和后柜门内侧面上的复数个导流板和安装于机柜柜体内的多个温度传感器；导流板为长条板状构造，一侧长边位于柜门的内侧面，出风口的上部安装有与电磁阀电连接的风口调节板，下部安装有与风向调节阀电连接的风向调节百叶；所述前柜门和后柜门内侧面上的复数个导流板呈由上而下平行排列布置，同一柜门上的多个导流板至少连接有两根驱动转轴，前柜门和后柜门的驱动转轴分别对应连接到前控制电机和后控制电机；温度控制器的控制输出端分别连接电磁阀、风向调节阀、前控制电机和后控制电机；温度控制器的信号接收端分别连接多个温度传感器；
温度控制器根据温度传感器的安装点和测温值，控制驱动电磁阀、风向调节阀、前控制电机和后控制电机，由电磁阀控制出风口处的风口调节板，以调节出风口的风量，由风向调节阀控制风向调节百叶，以向前柜门或者后柜门方向调节冷风的风向，由前控制电机和后控制电机通过驱动转轴调节导流板在两柜门上的摆动角度，以调节冷风在导流板上方的流速和流向。
这样，当发生局部超温或者低温导致凝露时，由温度传感器将测试的温度值传送给温度控制器，温度控制器根据情况调节出风口的风速和风向，以及前后柜门内侧冷风通道的流速和流向，其中冷风通道的流速和流向是根据导流板的摆动角度（即导流板板面与柜门面的夹角）来控制，例如当导流板向上摆起，则冷风到导流板处会形成回旋流，使得该处的电池能够获得更多的冷风作用。由于低温凝露现象一般发生在出风口位置，而局部超温则发生在位于柜内中下部位置的电池组上，因此通过电磁阀和风向调节阀调节出风口的风速和风向，通过风向调节阀和导流板控制柜体内电池组的冷却散热。由此，本发明能够有效减小电池机柜内各个电池运行时的温度差，避免冷凝情况的发生，有效控制局部超温现象，减小了对电池系统性能的影响，提高了电池的稳定性能与寿命，保障了储能系统运行的稳定性和可靠性。
本发明可以进一步具体为：
导流板的横截面呈一侧宽、一侧窄的楔形构造，窄侧边位于柜门内侧面，宽侧边为摆动边，宽侧边与导流板的上下板面之间的夹角分别为一钝角和一锐角。
导流板的横截面呈钝角三角形构造，钝角位于远离柜门内侧面的一边。
钝角构造使得导流板摆动的一边呈斜坡式延伸构造，由此有利于对冷气流进行导向。所述钝角构造优选位于导流板的下边。
所述温度传感器分布在出风口和靠近柜门方向的电池插箱处。
前柜门上的导流板与后柜门上的各导流板交错布置。
所述交错布置是指不在同一水平面上布置，在高度上有一定距离。这样的布置可以使得其冷却作用点扩大。
两柜门内侧面上的复数个导流板呈单列布置，整列的左右各连接一根驱动转轴。
或者，两柜门内侧面上的复数个导流板呈双列布置，两列交错布置，每列各连接1-2根驱动转轴。所述交错布置是指左右两列导流板不布置在同一水平面上。
综上所述，本发明提供了一种新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，由电磁阀控制调节出风口的风速，由风向调节阀调节冷风的风向，由前控制电机和后控制电机调节冷风在导流板上方的流速和流向；装置结构简单、维修方便，有效减小电池机柜内各个电池运行时的温度差，避免冷凝情况的发生，有效控制局部超温现象，减小了对电池系统性能的影响，提高了电池的稳定性能与寿命，保障了储能系统运行的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明所述新型电池机柜的自动均匀散热控制装置的结构示意图。
图2为本发明所述电池机柜出风口的结构示意图；
图3为本发明所述前、后柜门内侧面的结构示意图；
图4为本发明所述新型电池机柜的自动均匀散热控制装置电气部分的原理结构图；
图5为本发明所述新型电池机柜的自动均匀散热控制装置的冷风气流的流向示意图，其中带箭头的虚线为冷风气流流向。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
具体实施方式
最佳实施例：
参照附图1，新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，电池机柜部分包括有机柜柜体2、位于机柜柜体内由上而下排列的支撑架3、位于支撑架中的电池插箱4以及两个柜门：前柜门12和后柜门13，柜门下部设置有散热孔，机柜柜体的顶板上设置有一出风口1，该出风口1与空调系统通风管道连通。参照附图1-3，散热控制装置部分的结构部分包括安装在出风口上部的风口调节板7和下部的风向调节百叶8、安装于前柜门12和后柜门13内侧面上的复数个导流板6和安装于机柜柜体2内的多个温度传感器；所述导流板6为长条板状构造，横截面呈钝角三角形构造或者一侧宽、一侧窄的楔形构造，钝角位于远离柜门内侧面的一边下部，窄/尖侧长边位于柜门的内侧面，前柜门12和后柜门13内侧面上的复数个导流板6呈由上而下平行排列布置，可单列或者双列布置，双列布置可两列交错布置，同一柜门上的多个导流板6至少连接有两根驱动转轴5，单列时导流板6长度长，可左右各连接一根驱动转轴5，双列布置时，可每列各连接1-2根驱动转轴5。
参照附图4，散热控制装置部分的电气部分包括有温度控制器、安装在出风口处电磁阀和风向调节阀、与前后柜门上驱动转轴连接的前控制电机和后控制电机、以及安装于机柜柜体内的多个温度传感器；电磁阀电连接风口调节板，风向调节阀电连接风向调节百叶；温度控制器的控制输出端分别连接电磁阀、风向调节阀、前控制电机和后控制电机；温度控制器的信号接收端分别连接多个温度传感器。
参照附图5，温度控制器根据温度传感器的安装点和测温值，控制驱动电磁阀、风向调节阀、前控制电机和后控制电机，由电磁阀控制出风口处的风口调节板的开合度，从而控制距离出风口不同位置的冷风风量；由风向调节阀控制风向调节百叶，以调节冷风的风向，使之在前柜门方向或者后柜门方向转换，由前控制电机和后控制电机通过驱动转轴调节导流板在两柜门上的摆动角度，以调节冷风在导流板上方的流速和流向，使工作温度最高区域的冷却得到改善，实现机柜柜体内的温度获得更佳的均匀和恒定。
温度控制器的控制方式可参照现有技术，对各个温度传感器进行编号，并设定驱动控制值，根据接收到的温度数据进行判断，一旦超过或者低于驱动控制值，则相应发出控制信号给对应的设备进行驱动调节。
本发明未述部分与现有技术相同。
Claims (7)
1.新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，包括有机柜柜体、位于机柜柜体内由上而下排列的支撑架、位于支撑架中的电池插箱以及两个柜门：前柜门和后柜门，机柜柜体的顶板上设置有一出风口，该出风口与空调管道连通，其要点在于，还包括有温度控制器、安装在出风口的电磁阀和风向调节阀、安装于前柜门和后柜门内侧面上的复数个导流板和安装于机柜柜体内的多个温度传感器；导流板为长条板状构造，一侧长边位于柜门的内侧面，出风口的上部安装有与电磁阀电连接的风口调节板，下部安装有与风向调节阀电连接的风向调节百叶；所述前柜门和后柜门内侧面上的复数个导流板呈由上而下平行排列布置，同一柜门上的多个导流板至少连接有两根驱动转轴，前柜门和后柜门的驱动转轴分别对应连接到前控制电机和后控制电机；温度控制器的控制输出端分别连接电磁阀、风向调节阀、前控制电机和后控制电机；温度控制器的信号接收端分别连接多个温度传感器；
温度控制器根据温度传感器的安装点和测温值，控制驱动电磁阀、风向调节阀、前控制电机和后控制电机，由电磁阀控制出风口处的风口调节板，以调节出风口的风量，由风向调节阀控制风向调节百叶，以向前柜门或者后柜门方向调节冷风的风向，由前控制电机和后控制电机通过驱动转轴调节导流板在两柜门上的摆动角度，以调节冷风在导流板上方的流速和流向。
2.根据权利要求1所述的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，其特征在于，导流板的横截面呈一侧宽、一侧窄的楔形构造，窄侧边位于柜门内侧面，宽侧边为摆动边，宽侧边与导流板的上下板面之间的夹角分别为一钝角和一锐角。
3.根据权利要求1所述的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，其特征在于，导流板的横截面呈钝角三角形构造，钝角位于远离柜门内侧面的一边。
4.根据权利要求1所述的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，其特征在于，所述温度传感器分布在出风口和靠近柜门方向的电池插箱处。
5.根据权利要求1所述的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，其特征在于，前柜门上的导流板与后柜门上的各导流板交错布置。
6.根据权利要求1所述的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，其特征在于，两柜门内侧面上的复数个导流板呈单列布置，整列的左右各连接一根驱动转轴。
7.根据权利要求1所述的新型电池机柜的自动均匀散热控制装置，其特征在于，两柜门内侧面上的复数个导流板呈双列布置，两列交错布置，每列各连接1-2根驱动转轴。
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