CN112259894B - 高压锂电储能均温系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池温控技术领域，特别涉及一种高压锂电储能均温系统。包括集装箱及设置于集装箱内的电池柜和冷区，冷区设置于电池柜的侧部；电池柜的上方设有风机，冷区的上方设有空调内机，风机将电池柜内的热风吹向空调内机，空调内机的出风口朝向冷区，冷区内的冷气流进入电池柜内，形成循环气流。本发明通过风机抽出电池柜中的热风，并吹向空调的回风口，空调的出风口与冷区连通，将空调的出风通过冷区导向两侧的电池柜，改善电池柜内部温场，降低电池柜内部空气温差。

Description

高压锂电储能均温系统

技术领域

本发明涉及电池温控技术领域，特别涉及一种高压锂电储能均温系统。

背景技术

随着储能行业的发展，箱式储能系统的能量密度越来越高，尤其是能量型储能系统，伴随着能量密度的升高，电池模组的发热量也越来越大。储能系统在实际运行中如何保证系统温度维持在合理的温度区间，保证系统所有的模组以及电池的温度保持良好的一致性，一直以来是一个亟待解决的难题。目前行业内比较常用的是空调加风机的强制风冷散热模式，但是容易存在局部风量，冷量分布不均匀，后期维护困难等问题，很难保证电池模组在运行期间温度维持在合理温差范围内。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高压锂电储能均温系统，能够达到改善储能箱内部温度，降低储能箱内部空气温差的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高压锂电储能均温系统，包括集装箱及设置于集装箱内的电池柜和冷区，所述冷区设置于电池柜的侧部；所述电池柜的上方设有风机，所述冷区的上方设有空调内机，风机将所述电池柜内的热风吹向所述空调内机，空调内机的出风口朝向冷区，所述冷区内的冷气流进入所述电池柜内，形成循环气流。

优选地，所述电池柜包括多个左侧电池柜和多个右侧电池柜，所述冷区位于左侧电池柜和右侧电池柜之间。

优选地，所述空调内机包括左侧空调内机和右侧空调内机；

所述左侧空调内机靠近所述左侧电池柜设置；

所述右侧空调内机靠近所述右侧电池柜设置。

优选地，所述左侧空调内机和所述右侧空调内机均为多个；所述左侧空调内机和所述右侧空调内机均设置于所述集装箱的顶部。

优选地，所述空调内机的气流方向为侧回风，下出风。

优选地，所述风机包括左侧风机和右侧风机；

各所述左侧电池柜的上方至少设有一个左侧风机；

各所述右侧电池柜的上方至少设有一个右侧风机。

优选地，所述左侧电池柜和所述右侧电池柜的顶部分别留有左侧回风通道和右侧回风通道，所述左侧风机和所述右侧风机分别位于左侧回风通道和右侧回风通道内。

优选地，所述风机设置于所述电池柜的顶部后侧，所述风机的吸风口朝向电池柜，所述风机的出风口朝向所述空调内机，并且沿水平方向吹风。

优选地，所述电池柜包括柜体以及设置于所述柜体内的安装支架；所述柜体面向所述冷区的侧壁上设置有进风孔，所述进风孔呈竖排布置，且所述进风孔的大小由上到下逐渐增大。

优选地，所述集装箱为长方体结构。

本发明的优点及有益效果是：本发明的高压锂电储能均温系统通过风机抽出电池柜中的热风，并吹向空调的回风口，空调的出风口与冷区连通，将空调的出风通过冷区导向两侧的电池柜，改善电池柜内部温场，降低电池柜内部空气温差。

本发明通过调节风机的出风率，使进入到电池柜中的风的温度就不会过低，保证电池模组能在适宜的温度中稳定运行。

本发明依据电池模组的温度控制其对应的风机启停，分区控制电池模组工作环境的温度，使电池模组的工作环境温度控制更加准确，节约能源。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明高压锂电储能均温系统的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明一实施例中电池柜的轴测图；

图4为本发明一实施例中电池柜的内部结构示意图；

图5为本发明另一实施例中电池柜的结构示意图；

图6为本发明中电池包的风道结构图。

图中：1为右侧空调内机，2为右侧风机，3为集装箱，4为冷区，5为右侧电池柜，6为左侧空调内机，7为左侧风机，8为左侧电池柜，9为柜体，10为进风孔，11为柜门，12为安装支架，13为第一通道，14为电池模组，15为第二通道，16为通风孔。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例提供的一种高压锂电储能均温系统，通过风机抽出电池柜中的热风，并吹向空调的回风口，空调的出风口与冷区连通，空调向冷区内吹冷风，冷区内的冷风侧向导进电池柜内。参见图1所示，一种高压锂电储能均温系统，包括集装箱3及设置于集装箱3内的电池柜和冷区4，冷区4设置于电池柜的侧部；电池柜的上方设有风机，冷区4的上方设有空调内机；空调内机的出风口朝向冷区4，冷区4内的冷气流进入电池柜内，风机将电池柜内的热风吹向空调内机，进而驱动电池柜内空气的流动，形成循环气流，从而改善电池柜内部温场，降低电池柜内部空气温差。

参见图2所示，本发明的实施例中，电池柜包括多个左侧电池柜8和多个右侧电池柜5，多个左侧电池柜8依次设置于集装箱3的左侧，多个右侧电池柜5依次设置于集装箱3的右侧，冷区4位于左侧电池柜8和右侧电池柜5之间，冷区4内的冷气向两侧导入左侧电池柜8和右侧电池柜5内，从而在冷区4的两侧形成两股循环气流，提高冷区4的利用率，提高工作效率，降低成本。

参见图2所示，本发明的实施例中，集装箱3为长方体结构，多个左侧电池柜8和多个右侧电池柜5均沿长度方向布设，多个左侧电池柜8和多个右侧电池柜5内分别布置有电池模组。位于左侧电池柜8和右侧电池柜5之间的冷区4为长方形通道，为左侧电池柜8和右侧电池柜5提供冷空气。空调内机的气流方向为侧回风，下出风，空调内机吹出的冷风向下吹进冷区4内，再流向两侧的左侧电池柜8和右侧电池柜5内。

参见图3、图4所示，本发明的实施例中，左侧电池柜8和右侧电池柜5结构相同，均包括柜体9及设置柜体9内的安装支架12，安装支架12用于布置电池模组14；柜体9的顶部设有开口，风机的吸气口与该开口相对应。

柜体9面向冷区4的侧壁上设有进风孔10，进风孔10呈竖排布置。进风孔10的形式可采用尺寸一致且不可调节大小的固定通孔；或者，如图5所示，进风孔10也可采用大小由上到下逐渐增大的形式，通过这种设置，可以使柜体9内不同高度风速以及风量的大小趋于一致，从而实现柜体9内高度方向的温度均衡。

进一步地，柜体9面向冷区的侧壁上设有柜门11，进风孔10设置于柜门11上，柜门11的设置便于电池模组14的放置与拿取。

参见图4所示，本实施例中，安装支架12与柜体9的两侧侧壁之间形成第一通道13和第二通道15，便于空气流通。这种设置可以减小柜体9本体的热量传递给安装支架12上的电池模组14，另外使空气在柜门与电池模组14之间流动，可以利用流动的空气带走电池模组14工作产生的热量。

本发明实施例提供的电池柜包括柜体9以及设置于柜体9内的安装支架12，通过在顶部设置风机，可以实现柜体9与外界的空气交换，从而达到散热的目的；进一步地，通过将进风孔10的大小由上到下逐渐增大设置，可以使柜体9内不同高度风速以及风量的大小趋于一致，从而实现柜体9内高度方向的温度均衡。

参见图5所示，在本发明另一个实施例中，柜体9的至少一个侧壁上开设有通风窗，所述通风窗呈竖排设置；每个通风窗内设置有若干叶片，叶片与通风窗的两侧转动连接，相邻的两片所述叶片之间形成所述进风孔10。

本发明实施例提供的电池柜通过设置通风窗并在通风窗内设置可以转动的叶片，可以通过调整叶片的角度实现进风孔10大小的调节，从而调整柜体9内不同高度空气的流量以及流速。

参见图5所示，在本发明另一个实施例中，所述通风窗内的叶片的数量由上到下逐渐减少，且由上到下叶片的宽度逐渐增加。

本发明实施例提供的电池柜通过改变不同位置通风窗内叶片的数量以及宽度，可以使不同位置通风窗内形成的进风孔10的最大尺寸同上到下依次增大，从而可以调节柜体9内部不同高度位置空气的流量以及流速。

参见图4所示，在本发明的实施例中，通过安装支架12安装电池模组14，可以使安装后的电池模组14分层设置，相邻电池模组14之间相应一定的通风空间，便于空气的流动散热。

在本发明的实施例中，风机外设置有护罩，护罩上开设有若干通孔，便于气流的导出。护罩的作用包括但不限于防尘、保护风机以及保温，通过在护罩上开设通孔，便于风机与外界的空气交换。

在本发明中，图6给出本发明中电池模组的一种结构形式，电池模组14之间有间隙作为风道，电池模组14本体上开设有通风孔16，风从风道以及通风孔16掠过，起到强制对流的散热目的。

参见图1-2所示，本发明的实施例中，空调内机包括左侧空调内机6和右侧空调内机1，左侧空调内机6靠近左侧电池柜8设置，右侧空调内机1靠近右侧电池柜5设置。具体地，左侧空调内机6和右侧空调内机1均设置于集装箱3的顶部。

进一步地，左侧空调内机6和右侧空调内机1均为多个，多个左侧空调内机6均布在冷区4的上方左侧，多个右侧空调内机1均布在冷区4的上方右侧。本实施例中，相邻的两个左侧电池柜8对应一左侧空调内机6，相邻的两个右侧电池柜5对应一右侧空调内机1。

参见图1-2所示，本发明的实施例中，风机包括左侧风机7和右侧风机2，各左侧电池柜8的上方至少设有一个左侧风机7，各右侧电池柜5的上方至少设有一个右侧风机2，依据左侧电池柜8内的电池模组的温度控制其上左侧风机7的出风率，依据右侧电池柜5内的电池模组的温度控制其上右侧风机2的出风率。

在本发明中，还可以设置温度传感器采集电池柜内的温度，根据采集到的温度的高低调节风机的转速。

具体地，本实施例中，各左侧电池柜8的上方均设有两个左侧风机7，各右侧电池柜5的上方均设有两个右侧风机2。当电池模组的温度控制到适宜温度时，可以停止对应风机的运转，且一组电池柜对应的风机可以启停状态保持一致；当电池模组的温度高于适宜温度时，可以同时启动电池柜对应所有风机运转；当电池模组的温度到达适宜温度时或小于适宜温度时，可以同时停止电池柜对应所有风机运转。在另一种实施例中，一组电池柜对应的风机还可以分别控制，即根据电池模组的温度控制风机启停状态。分区控制电池模组工作环境的温度，使电池模组的工作环境温度控制更加准确，节约能源。

进一步地，左侧电池柜8和右侧电池柜5的顶部分别留有左侧回风通道和右侧回风通道，左侧风机7和右侧风机2分别位于左侧回风通道和右侧回风通道内。通过左侧空调内机6和右侧空调内机1的侧回风，回收左侧回风通道和右侧回风通道内的热风，形成整个集装箱3内的空气循环流动，改善集装箱3的内部温场，降低集装箱3内部空气温差，为集装箱3及电池模组提供适用的环境温度。

进一步地，风机设置于电池柜的顶部后侧，风机的吸风口朝向电池柜，风机的出风口朝向空调内机，并且沿水平方向吹风。具体地，左侧风机7的吸风口朝向左侧电池柜8，出风口朝向左侧空调内机6的回风口；右侧风机2的吸风口朝向右侧电池柜5，出风口朝向右侧空调内机1的回风口。左侧风机7将左侧电池柜8内的热风水平吹向左侧空调内机6的回风口处，左侧空调内机6向冷区4内垂直向下吹冷风；同时，右侧风机2将右侧电池柜5内的热风水平吹向右侧空调内机1的回风口处，右侧空调内机1向冷区4内垂直向下吹冷风。冷区4内的冷气流由进风孔10侧向进入左侧电池柜8和右侧电池柜5内，再通过左侧风机7和右侧风机2分别抽吸左侧电池柜8和右侧电池柜5内的热空气，形成循环气流，从而控制各电池柜内的电池模组的工作环境的温度，保证电池模组能在适宜的温度中稳定运行。

本发明能够达到改善集装箱内部温度，降低集装箱内部空气温差的目的，使集装箱中的储能设备工作在适宜的温度下，保障储能设备的工作性能和使用寿命。同时，使系统冷量均匀，一致性好，实现节能及资源充分利用的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种高压锂电储能均温系统，其特征在于，包括集装箱（3）及设置于集装箱（3）内的电池柜和冷区（4），所述冷区（4）设置于电池柜的侧部；所述电池柜的上方设有风机，所述冷区（4）的上方设有空调内机；所述风机将所述电池柜内的热风吹向所述空调内机，所述空调内机的出风口朝向冷区（4），所述冷区（4）内的冷气流进入所述电池柜内，形成循环气流；

所述电池柜包括多个左侧电池柜（8）和多个右侧电池柜（5），所述冷区（4）位于左侧电池柜（8）和右侧电池柜（5）之间；冷区（4）内的冷气向两侧导入左侧电池柜（8）和右侧电池柜（5）内，从而在冷区（4）的两侧形成两股循环气流，风机设置于所述电池柜的顶部后侧，所述风机的吸风口朝向电池柜，所述风机的出风口朝向所述空调内机，并且沿水平方向吹风；空调内机的气流方向为侧回风，下出风；

柜体（9）面向冷区（4）的侧壁上设有进风孔（10），进风孔（10）呈竖排布置，进风孔（10）的大小由上到下逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的高压锂电储能均温系统，其特征在于，所述空调内机包括左侧空调内机（6）和右侧空调内机（1）；

所述左侧空调内机（6）靠近所述左侧电池柜（8）设置；

所述右侧空调内机（1）靠近所述右侧电池柜（5）设置。

3.根据权利要求2所述的高压锂电储能均温系统，其特征在于，所述左侧空调内机（6）和所述右侧空调内机（1）均为多个；

所述左侧空调内机（6）和所述右侧空调内机（1）均设置于所述集装箱（3）的顶部。

4.根据权利要求1所述的高压锂电储能均温系统，其特征在于，所述风机包括左侧风机（7）和右侧风机（2）；

各所述左侧电池柜（8）的上方至少设有一个左侧风机（7）；

各所述右侧电池柜（5）的上方至少设有一个右侧风机（2）。

5.根据权利要求4所述的高压锂电储能均温系统，其特征在于，所述左侧电池柜（8）和所述右侧电池柜（5）的顶部分别留有左侧回风通道和右侧回风通道，所述左侧风机（7）和所述右侧风机（2）分别位于左侧回风通道和右侧回风通道内。

6.根据权利要求1所述的高压锂电储能均温系统，其特征在于，所述电池柜包括柜体（9）以及设置于所述柜体（9）内的安装支架（12）。

7.根据权利要求1所述的高压锂电储能均温系统，其特征在于，所述集装箱（3）为长方体结构。

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