CN112366391B - 储能电池柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储能电池柜，包括柜机主体和冷却系统，冷却系统可以用于冷却柜机主体中的电池。冷却系统包括空调、第一风道以及第二风道，第一风道位于柜机主体和空调的顶端，第二风道位于柜机主体的背面，且空调顶端的出风口与第一风道连通；第一风道朝向第二风道的一面上开设多个排风口；柜机主体的背面开设多个与第二风道以及柜机主体内部连通的风口。空调制出的冷气流依次通过顶端的出风口、第一风道、排风口、第二风道、风口，最后进入柜机主体中对电池进行冷却，无需在风道顶部设置风扇。因此，本发明提供的储能电池柜，解决了风道顶部的高转速、大风量风扇易与风道形成共振效应，带来较大噪声的技术问题。

Description

储能电池柜

技术领域

本发明实施例涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种储能电池柜。

背景技术

储能电池柜作为电池储能系统中的重要组成部分，已经广泛应用到新能源、智能电网、节能技术等领域。通过储能电池柜中电池充放电作业，起到削峰填谷、提高电能质量、充当备用电源、调节频率参与智能电网建设等作用。

目前，储能电池柜为电池簇独立配置风道，风道上设置多个正对电池簇的出风口，并结合风道顶部风扇与插箱前部风扇共同为储能电池柜散热。

然而，风道顶部的高转速、大风量风扇易与风道形成共振效应，带来较大噪声。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种储能电池柜，以解决风道顶部的高转速、大风量风扇易与风道形成共振效应，带来较大噪声的技术问题。

本发明实施例提供一种储能电池柜，包括：包括柜机主体和冷却系统；

冷却系统包括空调、第一风道以及第二风道，第一风道位于柜机主体和空调的顶端，第二风道位于柜机主体的背面，且空调顶端的出风口与第一风道连通；

第一风道朝向第二风道的一面上开设多个排风口；

柜机主体的背面开设多个与第二风道以及柜机主体内部连通的风口。

如此设置，空调制出的冷气流通过第一风道和第二风道进入柜机主体中以冷却电池。无需在风道顶部安装高转速、大风量风扇，而是通过空调制冷，因此产生的噪声较小。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一风道与柜机主体顶端相对的内壁区域为向外凸起的弧形区域。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，柜机主体包括多个机柜以及在机柜内层叠设置的电池插箱，空调位于相邻两个机柜之间。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电池插箱的背面与风口对应的位置开设开口，电池插箱的正面设有至少一个风机，风机的入风口面向开口，风机的送风口背向开口。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，机柜的背面开设多个通孔，多个通孔位于两个相邻的风口之间的区域上，且多个通孔排成一排。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一风道与空调顶端的出风口相对的区域开设进风口，空调顶端的出风口与进风口之间通过柔性的管状结构连通。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括：集装箱，柜机主体和空调位于集装箱内；

集装箱的内顶壁上形成第一风道，集装箱的内侧壁与柜机主体的背板之间具有第二风道。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括两个第一挡风侧板，集装箱的部分内侧壁、柜机主体的背板以及两个第一挡风侧板围设成至少顶端为敞开的第二风道，排风口正对第二风道的顶端。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括：两个弧形板、两个第二挡风侧板以及进风罩，两个弧形板位于进风罩两侧，两个第二挡风侧板、弧形板、进风罩、集装箱的部分内侧壁以及集装箱的部分内顶壁围成第一风道；

进风罩的底面上开设与空调顶端的出风口连通的进风口。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括：整流罩，整流罩罩设在多个排风口上。

本实施例提供的储能电池柜，通过包括柜机主体和冷却系统，冷却系统可以用于冷却柜机主体中的电池。冷却系统包括空调、第一风道以及第二风道，第一风道位于柜机主体和空调的顶端，第二风道位于柜机主体的背面，且空调顶端的出风口与第一风道连通；第一风道朝向第二风道的一面上开设多个排风口；柜机主体的背面开设多个与第二风道以及柜机主体内部连通的风口。空调制出的冷气流依次通过顶端的出风口、第一风道、排风口、第二风道、风口，最后进入柜机主体中对电池进行冷却。因此，无需在风道顶部安装高转速、大风量风扇，而是通过空调制冷，产生的噪声较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的储能电池柜的结构图；

图2为本发明实施例提供的储能电池柜背面的结构图；

图3为本发明实施例提供的储能电池柜的第一风道的结构图；

图4为本发明实施例提供的储能电池柜的第一风道的另一结构图；

图5为本发明实施例提供的储能电池柜中电池插箱的结构图；

图6为本发明实施例提供的图2中A结构的放大图。

附图标记说明：

10：空调；

20：第一风道；

30：第二风道；

40：机柜；

50：电池插箱；

60：管状结构；

201：排风口；

202：进风口；

203：内顶壁；

204：第二挡风侧板；

205：弧形板；

206：进风罩；

207：整流罩；

301：内侧壁；

302：第一挡风侧板；

303：内底壁；

401：风口；

402：通孔；

403：背板；

404：第三挡风侧板；

501：风机。

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作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。

电池储能作为电能存储的重要方式，具有功率和能量可根据不同应用需求灵活配置，响应速度快，不受地理资源等外部条件的限制，适合大规模应用和批量化生产等优势，使得电池储能在配合集中、分布式新能源并网，电网运行辅助等方面具有不可替代的地位。大规模电池储能电站在发电侧，可作为独立电站参与电网调频/调压、提供备用、削峰填谷，同时也可与可再生能源发电配合提高可再生能源上网电量；在输电侧可作为输电网投资升级替代方案，延缓电网升级，并为电网提供二次调频服务；在配电侧可延缓配电网的升级改造，提高配电网运行的安全性与经济性并提升接纳分布式电源的能力；在用户侧可通过峰谷价差进行价格套利、参与需求侧响应获取收益。

储能电池柜作为电池储能系统中的重要组成部分，已经广泛应用到新能源、智能电网、节能技术等领域。通过储能电池柜中电池充放电作业，起到削峰填谷、提高电能质量、充当备用电源、调节频率参与智能电网建设等作用。

相关技术中，储能电池柜为电池簇独立配置风道，风道上设置多个正对电池簇的出风口，并结合风道顶部风扇与插箱前部风扇共同为储能电池柜散热。

然而，风道顶部的高转速、大风量风扇易与风道形成共振效应，带来较大噪声。

本实施例提供的储能电池柜，通过包括柜机主体和冷却系统，冷却系统可以用于冷却柜机主体中的电池。冷却系统包括空调、第一风道以及第二风道，第一风道位于柜机主体和空调的顶端，第二风道位于柜机主体的背面，且空调顶端的出风口与第一风道连通；第一风道朝向第二风道的一面上开设多个排风口；柜机主体的背面开设多个与第二风道以及柜机主体内部连通的风口。空调制出的冷气流依次通过顶端的出风口、第一风道、排风口、第二风道、风口，最后进入柜机主体中对电池进行冷却。因此，无需在风道顶部安装高转速、大风量风扇，而是通过空调制冷，产生的噪声较小。

如图1-图6所示，本实施例提供一种储能电池柜，包括柜机主体和冷却系统，由于柜机主体中的电池在工作时会产生大量的热量，会对储能电池柜的安全性和稳定性产生影响，需要冷却系统冷却柜机主体中的电池。冷却系统包括空调10，示例性的空调10可以是工业空调，工业空调的制冷效果好，效率高，可以为储能电池柜提供足够的冷气流用于储能电池柜中电池的冷却。无需在风道顶部安装高转速、大风量风扇，而是通过空调10制冷，因此产生的噪声较小。

本实施例中，冷却系统还包括第一风道20以及第二风道30，第一风道20位于柜机主体和空调10的顶端，第二风道30位于柜机主体的背面，且空调10顶端的出风口与第一风道20连通。空调10制出的冷气流依次通过顶端的出风口、第一风道20、第二风道30，最后进入柜机主体中对电池进行冷却。示例性的，第二风道30可以覆盖整个柜机主体的背面，如此设置，第二风道30可以对柜机主体中的电池同时进行冷却。

进一步的，第一风道20与柜机主体可以抵接，柜机主体通过与第一风道20抵接的部分对第一风道20产生支撑作用，使第一风道20稳固的位于柜机主体的顶端。当然的，第一风道20与柜机主体之间可以有一定间隙，柜机主体的顶端与外部空气接触，有一定的散热作用，尤其是柜机主体的顶端处于敞开的状态时，顶端的敞开部可以用于热气的排散，有利于柜机主体中电池的冷却。

本实施例中，第一风道20朝向第二风道30的一面上开设多个排风口201，由于排风口201与第一风道20之间可以形成相对密闭的环境，当冷气流从空调10进入到第一风道20时，在相对密封的环境会有一定压力，产生的压力有利于冷气流到达第二风道30的底端，以防靠近柜机主体底端的电池无法冷却的情况发生。比起部分储能电池柜在风道顶部安装风扇，风扇除了易与风道形成共振效应、产生较大噪声外，由于风扇本身出风流场的复杂性也会对储能电池柜的温差带来极大的负面影响，容易导致气流分布不均、难以控制等问题，尤其无法满足宽体储能电池柜的设计。本实施例中，空调10制出的冷气流通过顶端的出风口均匀分布于第一风道20中，再通过第一风道20上的排风口201均匀的分布于第二风道30中，均匀分布的冷气流可以对柜机主体中的电池均匀的进行冷却，从而使储能电池柜的温度较为一致，还可以通过调节空调10对气流大小进行控制。示例性的，排风口201可以是两个或三个，根据第一风道20的长度，可以相应设置多个排风口201，此处对排风口201的数量不做限制。

本实施例中，柜机主体的背面开设多个与第二风道30以及柜机主体内部连通的风口401。空调10产生的冷气流将从第二风道30中通过风口401进入柜机主体，比起柜机主体的背面完全敞开，柜机主体的背面开设风口401使冷气流只流向柜机主体中需要冷却的区域，增加了冷气流的冷却效率，同时未开设风口401的区域可以防止气流倒流回第二风道30中。

本实施例提供的储能电池柜，通过包括柜机主体和冷却系统，冷却系统可以用于冷却柜机主体中的电池。冷却系统包括空调10、第一风道20以及第二风道30，第一风道20位于柜机主体和空调10的顶端，第二风道30位于柜机主体的背面，且空调10顶端的出风口与第一风道20连通；第一风道20朝向第二风道30的一面上开设多个排风口201；柜机主体的背面开设多个与第二风道30以及柜机主体内部连通的风口401。空调10制出的冷气流依次通过顶端的出风口、第一风道20、排风口201、第二风道30、风口401，最后进入柜机主体中对电池进行冷却。因此，无需在风道顶部安装高转速、大风量风扇，而是通过空调10制冷，产生的噪声较小。

本实施例中，当第一风道20与柜机主体顶端相对的内壁区域呈直角时，风流在直角处因缺乏必要的过渡，结果在第一风道20内产生冷气流挤压现象并形成较多紊流，这样就影响了出风的质量，增加了噪音，降低了送出的冷气流的速度，减少了空调10的调控面积。因此，将第一风道20与柜机主体顶端相对的内壁区域设置为向外凸起的弧形区域，通过弧形过渡，对进入第一风道20的冷气流进行调整，从而使第一风道20的冷气流在进入第二风道30时，气流更为有序、均匀和快速。

本实施例中，柜机主体包括多个机柜40以及在机柜40内层叠设置的电池插箱50，机柜40中的电池插箱50里安装有电池，通过电池充放电作业，起到削峰填谷、提高电能质量、充当备用电源、调节频率参与智能电网建设等作用。机柜40之间可以通过螺栓连接进行可拆的连接，连接后形成的柜机主体更为稳固。当然的机柜40之间也可以不进行连接，由于机柜40本身重量较大，不进行连接，也不会产生位移，而且有利于机柜40快速的安拆。

进一步的，机柜40可以包括平行设置的多个垂直于水平面的支杆和两端分别与支杆连接的多个横梁，横梁用于承载电池插箱50，横梁与支杆将机柜40分隔成自上而下的多层结构。这种由横梁与支杆组成的机柜40与电池插箱50的接触面积较小，有利于电池插箱50的散热。示例性的，横梁与支杆可以通过螺栓连接进行可拆的连接。

本实施例中，空调10可以位于相邻两个机柜40之间，空调10产生的冷气流将进入第一风道20的中间，再向两侧均匀分散，使得冷气流均匀的达到柜机主体的两侧。当然的，空调10也可以位于柜机主体的一侧。

本实施例中，柜机主体两侧设置有第三挡风侧板404，第三挡风侧板404可以阻隔外界环境，防止柜机主体的冷气流从两侧外泄。

本实施例中，电池插箱50的背面与风口401对应的位置开设开口，电池插箱50的正面设有至少一个风机501，风机501的入风口面向开口，风机501的送风口背向开口。通过风机501工作时将产生吸力，从而使第二风道30中的冷气流依次通过风口401、开口、风机501的入风口和风机501的送风口，冷气流在流动的过程中对电池插箱50中的电池进行冷却，最终由送风口排出柜机主体。而电池插箱50背面的开口使得冷气流可以进入电池插箱50，与电池直接接触，达到较好的冷却效果。示例性的，风机501的个数可以是2个，当然的风机501也可以是其他数量。

进一步的，电池插箱50与机柜40之间可以通过螺栓连接进行可拆的连接，当需要取下维修或更换电池插箱50时，可以方便的将电池插箱50拆卸下来，同时又可以保证储能电池柜在运输过程中，电池插箱50可以稳定的固定在机柜40上，以防电池插箱50掉落。

进一步的，电池插箱50的正面的两侧可以设置扶手，扶手方便电池插箱50的取放。示例性的扶手与电池插箱50之间可以通过焊接或铆接等方式连接。

进一步的，电池插箱50底部可以设置多个补风口，通过补风口可以从电池插箱50底部吸入部分冷气流，更好的冷却电池。

本实施例中，机柜40的背面开设多个通孔402，多个通孔402位于两个相邻的风口401之间的区域上，且多个通孔402排成一排。由于通孔402位于相邻风口401之间，即通孔402正对上下相邻的两个电池插箱50之间的区域，第二风道30中的冷气流可以通过通孔402进入到两个电池插箱50之间的空间，有利于电池插箱50的冷却，同时，机柜40的背面未设置通孔402的区域可以阻止气流倒流回第二风道30。

本实施例中，第一风道20与空调10顶端的出风口相对的区域开设进风口202，空调10顶端的出风口与进风口202之间通过柔性的管状结构60连通。使用柔性的管状结构60将空调10与第一风道20连通，在组装储能电池柜时，第一风道20的进风口202与空调10顶端的出风口即使没有完全正对，或是第一风道20的进风口202与空调10顶端的出风口加工出来后大小稍有差别时，也可以完成组装，如此设置，增大了其加工和组装的容错率。示例性的，管状结构60可以是收缩的波纹软管，管状结构60的材质可以是PVC，铝箔，橡胶等。

本实施例中，储能电池柜还包括集装箱，将柜机主体和空调10置于集装箱内，具有可移动、灵活性强、可扩充、可拆卸等功能。由于集装箱外形上具有标准的尺寸，方便海运和陆运，可以用起重机吊起，适用于船舶、卡车和安置地点的装卸，可快速安装、投运和改造。集装箱本身具备稳固的结构和良好的密封性，能防尘、防腐、防潮，在运输过程中保护内在的柜机主体和空调10等设备，并在储能电池柜使用过程中提供良好的保护，免受天气、运输及其他环境的侵害。

本实施例中，集装箱的内顶壁203上形成第一风道20，集装箱的内侧壁301与柜机主体的背板403之间具有第二风道30。集装箱的内顶壁203可以形成第一风道20的顶面，集装箱的内侧壁301可以形成第一风道20和第二风道30的背面，如此设置，不需要单独为第一风道20制作顶面和背面，也不需要单独为第二风道30制作背面，可以减少储能电池柜的整体重量和制造成本。

在一些实施例中，第一风道20的顶面、第一风道20和第二风道30的背面也可以单独制作后进行组装，如此设置可以将储能电池柜置于除集装箱外的其他场地中使用，如机房、其他壳体内等。

进一步的，还可以包括两个第一挡风侧板302，第一挡风侧板302可以阻隔外界环境，防止第二风道30中的冷气流从两侧外泄。集装箱的部分内侧壁301、柜机主体的背板403以及两个第一挡风侧板302围设成至少顶端为敞开的第二风道30，由于第二风道30顶端敞开，当第一风道20的排风口201正对第二风道30的顶端，第一风道20中的冷气流可以通过敞开的部分直接进入第二风道30中。

进一步的，还可以包括两个弧形板205、两个第二挡风侧板204以及进风罩206，两个弧形板205位于进风罩206两侧。弧形板205使第一风道20与柜机主体顶端相对的内壁区域为向外凸起的弧形区域，通过弧形过渡，对进入第一风道20的冷气流进行调整，使第一风道20的冷气流在进入第二风道30时，气流更为有序、均匀和快速。第二挡风侧板204可以阻隔外界环境，防止第一风道20中的冷气流从两侧外泄。冷气流从空调10顶端的出风口通过进风罩206进入第一风道20，进风罩206的底面上开设与空调10顶端的出风口连通的进风口202。示例性，两个第二挡风侧板204、两个弧形板205、进风罩206、集装箱的部分内侧壁301以及集装箱的部分内顶壁203围成第一风道20。

进一步的，进风罩206的底面平行于水平面，进风罩206的底面可以与柔性的管状结构60抵接，进风罩206的底面与柔性的管状结构60抵接的部分可以承载部分第一风道20的重量，有利于第一风道20的稳固。同时，进风罩206的底面的进风口202也平行于水平面，安装柔性的管状结构60较为方便。当然的，进风罩206与柜机主体顶端相对的内壁区域也可以为向外凸起的弧形区域，如此设置，进风罩206与弧形板205可以一体成型，进风罩206与弧形板205制作和安装较为方便。

本实施例中，还包括整流罩207，整流罩207罩设在多个排风口201上。整流罩207可以包括多片垂直于排风口201的条形结构，多片条形结构平行间隔的布置在排风口201外底面。如此设置，整流罩207可以起到对排风口201冷气流的导向作用，用于确保各排风口201冷气流竖直向下。

本实施例中，排风口201包括多个阵列布置的排风小孔，排风小孔的面积较小，可以保证进入第二风道30的冷气流速度较快，确保排风口201的风速较高，以便更多冷气流可以到达储能电池柜的底部，从而冷却储能电池柜底部电池插箱50。

本实施例中，第二风道30、柜机主体和空调10的底端可以固定在集装箱的内底壁303，如此设置，第二风道30、柜机主体和空调10在集装箱中安装得更为稳固，以使第二风道30、柜机主体和空调10在储能电池柜的运输过程不易移位或倾倒。

本实施例提供的储能电池柜，柜机主体和空调10置于集装箱内，可以将储能电池柜运输至需要的地点进行充放电作业。储能电池柜在充放电作业中产生大量的热量，需要冷却系统对其进行冷却。空调10产生的冷气流依次通过空调10顶端的出风口、进风口202、第一风道20、第二风道30，冷气流将均匀布满第二风道30，同时，电池插箱50的风机501转动产生吸力，使第二风道30中的冷气流依次流经风口401、开口、电池插箱50、入风口和送风口，最后经过送风口排出柜机主体，冷气流在流过电池插箱50时对其中的电池进行冷却，以保证储能电池柜的在安全和稳定的环境下运行。因此，无需在风道顶部安装高转速、大风量风扇，而是通过空调10制冷，产生的噪声较小。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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 (9)

1.一种储能电池柜，其特征在于，包括柜机主体和冷却系统；

所述冷却系统包括空调、第一风道以及第二风道，所述第一风道位于所述柜机主体和所述空调的顶端，所述第二风道位于所述柜机主体的背面，且所述空调顶端的出风口与所述第一风道连通；

所述第一风道朝向所述第二风道的一面上开设多个排风口；

所述柜机主体的背面开设多个与所述第二风道以及所述柜机主体内部连通的风口；

所述第一风道与所述柜机主体顶端相对的内壁区域为向外凸起的弧形区域。

2.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述柜机主体包括多个机柜以及在所述机柜内层叠设置的电池插箱，所述空调位于相邻两个所述机柜之间。

3.根据权利要求2所述的储能电池柜，其特征在于，所述电池插箱的背面与所述风口对应的位置开设开口，所述电池插箱的正面设有至少一个风机，所述风机的入风口面向所述开口，所述风机的送风口背向所述开口。

4.根据权利要求2或3所述的储能电池柜，其特征在于，所述机柜的背面开设多个通孔，所述多个通孔位于两个相邻的所述风口之间的区域上，且多个所述通孔排成一排。

5.根据权利要求1-3任一所述的储能电池柜，其特征在于，所述第一风道与所述空调顶端的出风口相对的区域开设进风口，所述空调顶端的出风口与所述进风口之间通过柔性的管状结构连通。

6.根据权利要求1-3任一所述的储能电池柜，其特征在于，还包括：集装箱，所述柜机主体和所述空调位于所述集装箱内；

所述集装箱的内顶壁上形成所述第一风道，所述集装箱的内侧壁与所述柜机主体的背板之间具有所述第二风道。

7.根据权利要求6所述的储能电池柜，其特征在于，还包括两个第一挡风侧板，所述集装箱的部分内侧壁、所述柜机主体的背板以及两个所述第一挡风侧板围设成至少顶端为敞开的所述第二风道，所述排风口正对所述第二风道的顶端。

8.根据权利要求7所述的储能电池柜，其特征在于，还包括：两个弧形板、两个第二挡风侧板以及进风罩，两个所述弧形板位于所述进风罩两侧，两个所述第二挡风侧板、所述弧形板、所述进风罩、所述集装箱的部分内侧壁以及所述集装箱的部分内顶壁围成所述第一风道；

所述进风罩的底面上开设与所述空调顶端的出风口连通的进风口。

9.根据权利要求1-3任一所述的储能电池柜，其特征在于，还包括：整流罩，所述整流罩罩设在多个所述排风口上。

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