CN112436218A - 一种高适应性双向分层对流储能电池仓 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高适应性双向分层对流储能电池仓,包括仓体、导热隔板、空调制冷单元和进出风单元,其中:导热隔板用于将仓体内部空间分隔成两个并排布置的电池仓,电池仓用于容纳蓄电池;空调制冷单元由分别设置于两个电池仓的空调组成,两个空调对向岔开布置,用于对向吹出冷风进入相应的电池仓制冷;进出风单元由设置于每个电池仓的防尘防沙空调进风装置和防尘防雨空调出风装置组成,防尘防沙空调进风装置与空调配合设置。与现有技术相比,本发明通过将双向分层流体散热体系应用于储能集装箱电池仓中,能够有效地提升储能电池仓散热均匀性,通过对储能电池仓采用适应性设计,能够有效地提升系统的防沙、防尘、防雨、防震能力。
Description
技术领域
本发明涉及集装箱储能电池仓系统及系统热管理与适应性领域,尤其是涉及一种高适应性双向分层对流储能电池仓。
背景技术
随着新能源行业的蓬勃发展,储能技术的需求日益增大,可移动,适应性强,寿命稳定等要求被提出来。集装箱式储能系统应运而生,其主要是将一整套储能系统安装于集装箱中,以便于运输搭建,并能够便利的应用于电网发电系统中去。
但是传统的集装箱储能系统电池仓散热体系单一,散热均匀度差,在温度较高或者温差较大的环境中,其电池组以及其他一些装备运行效率低,寿命缩短,同时过高的温度差可能导致一些故障的发生,造成不必要的经济损失。
同时由于集装箱储能系统常用于环境恶劣地区,因此对其进行合适的适应性设计加强其防尘防沙防雨防震能力尤为重要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高适应性双向分层对流储能电池仓。通过将双向分层流体散热体系应用于储能集装箱电池仓中,能够有效地提升储能电池仓散热均匀性,通过对储能电池仓采用适应性设计,能够有效地提升系统的防沙、防尘、防雨、防震能力。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种高适应性双向分层对流储能电池仓,包括:
仓体,
导热隔板,用于将仓体内部空间分隔成两个并排布置的电池仓,所述的电池仓用于容纳蓄电池,
空调制冷单元,由分别设置于两个电池仓的空调组成,两个空调对向岔开布置,用于对向吹出冷风进入相应的电池仓制冷,
进出风单元,由设置于每个电池仓的防尘防沙空调进风装置和防尘防雨空调出风装置组成,所述的防尘防沙空调进风装置与空调配合设置。
优选地,所述的仓体为集装箱,集装箱的一端设有缓冲仓,导热隔板布置于集装箱另一端与缓冲仓之间;缓冲仓设有用于通向集装箱外的仓门和用于通向各电池仓的内部仓门。
优选地,所述的导热隔板采用金属或非金属导热材料制成,呈平板状或波浪板状。当导热隔板采用波浪板时,一来可以增大换热面积,二来可以促进导热隔板附近气流扰动,增强换热效果。
优选地,各电池仓内的蓄电池靠电池仓外侧设置(使得蓄电池与导热隔板之间间隔有距离);空调制冷单元的两个空调分别设置于两个电池仓外侧的不同端处;每个电池仓的防尘防雨空调出风装置设置于电池仓外侧远离空调的一端。
优选地,所述的防尘防沙空调进风装置包括进风口,设置于进风口外侧的防尘滤网,以及依次设置于进风口内侧的多级滤网,多级滤网的两侧设有收尘室,多级滤网的透风性从外向内依次降低,且第一级滤网与进风口之间以及各级滤网之间均隔有距离,并分别形成风道,风道的端部设有用于与收尘室相连的风管。
优选地,所述的防尘防沙空调进风装置包括进风口,设置于进风口外侧的防尘滤网,以及依次设置于进风口内侧的一级滤网和二级滤网,一级滤网和二级滤网的两侧设有收尘室,二级滤网的透风性小于一级滤网的透风性,且一级滤网与进风口之间以及一级滤网与二级滤网之间均隔有距离,并分别形成一级风道和二级风道,一级风道和二级风道的端部均设有用于与收尘室相连的风管。
优选地,所述的防尘防雨空调出风装置为百叶窗式出风口。
优选地,蓄电池通过蓄电池支架设置于电池仓内。
优选地,所述的蓄电池支架包括支架本体和设置于支架本体上用于固定蓄电池的固定架;所述的支架本体包括多层梁结构和包围于多层梁结构外并用于支撑多层梁结构的多个立柱,所述的梁结构包括两个平行的横梁及设置于两个横梁两端的侧梁,所述的侧梁一端向前伸出并形成操作位(方便人员站立并对蓄电池进行操作)。
优选地,所述的固定架包括用于承托蓄电池的托盘架以及用于压设在蓄电池顶部的宽压条,所述的托架盘的外部设有多个固定耳片,所述的固定耳片上设有固定孔,梁结构的两个横梁上设有与固定孔相匹配的通孔,所述的宽压条穿设于托盘架上,用于固定蓄电池。
本发明采用双向分层对流散热体系,两侧空调出风方向相对,将冷气送入导热隔板两侧的分隔空间内,通过导热隔板将气流隔开,再由导热隔板进行两侧传热,均匀两侧流体温度。本发明能够有效地提高主体目标内蓄电池温度均匀性,高效地平衡储能电池仓内部蓄电池温度,提高蓄电池使用寿命,避免因蓄电池温度不均匀性而引起的蓄电池老化程度差别造成的系统储能、放电故障的发生。进一步地,本发明所采用的空调进风口防尘防沙以及出风口百叶窗设计,同时还包括蓄电池支架设计,能够有效地提高储能电池仓环境适应力。
导热隔板将仓体内空间分为两个电池仓,两个电池仓对向各布置有一个用于制冷的空调,蓄电池(优选安装于蓄电池支架上)分别布置于导热隔板两侧,当系统需要制冷时,冷风通过两侧防尘防沙空调进风装置,经过第一层防尘滤网过滤掉大体积沙尘,进入一级风道,一级风道中空气经过一级滤网二次过滤,通过气体流动将灰尘通过风管带入收尘室,气体进入二级风道,由二级滤网过滤,灰尘同上送入收尘室,以此类推,随后冷气分别由两侧空调送入电池仓对蓄电池进行散热,气体流向由于导热隔板左右而相反,同时由于导热隔板高导热率及隔板同位置两侧气体温度的不一致性从而发生换热反应,保障电池仓内的温度一致性,空气随后由排风口排出。本发明进一步设计蓄电池支架,将蓄电池平稳卡于支架中,防止因震动而引起的蓄电池碰撞及掉落事故。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)导热隔板将储能电池仓分为两层,对向布置空调,空调吹出的冷风由于相关布置,在导热隔板两侧出现气体单独流动但温度不一致的情况,从而产生换热情况,可以保障与空调距离不同处流体温度一致性,从而对蓄电池进行均匀散热,保障电池仓散热均匀性。
(2)在空调进风口处设计为三层过滤结构——防尘防沙空调进风装置,空气由防尘滤网过滤掉大颗粒尘沙,之后经过多级滤网过滤,同时由于滤网透风性不一致形成风道,经由风管将灰尘送入收尘室,提升系统冷风无尘度,延长空调系统寿命,也避免了由于灰层等进入电池仓影响蓄电池的使用。
(3)蓄电池支架设计为突出嵌入式,防止蓄电池的左右前后移动,设计大宽度压条(宽压条的宽度可以略宽一些,例如3~10cm),限制蓄电池上下移动,同时减少压条局部受力。该设计可以有效避免蓄电池物理受损。
(4)在仓体表面设置有仓门,内部蓄电池组部分分别为两个隔间设置内部仓门,方便人员进行维护清理行为,防尘防雨空调出风装置设置为百叶窗形式,降低雨水进入仓体的可能性,有效提升仓体使用寿命。
附图说明
图1为本发明的高适应性双向分层对流储能电池仓的结构示意图。
图2为本发明的高适应性双向分层对流储能电池仓的俯视结构示意图。
图3为本发明的高适应性双向分层对流储能电池仓的主视结构示意图。
图4为本发明的固定架的示意图。
图5为本发明的支架本体的结构示意图。
图6为本发明的防尘防雨空调出风装置的结构示意图。
图中,1为仓体,11为电池仓,12为缓冲仓,13为仓门,14为内部仓门,2为导热隔板,3为空调,41为防尘防沙空调进风装置,411为进风口,412为防尘滤网,413为一级滤网,414为二级滤网,415为一级风道,416为二级风道,417为风管,418为收尘室,5为蓄电池,61为梁结构,611为横梁,612为侧梁,62为立柱,71为托盘架,72为宽压条,73为固定耳片,74为固定孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种高适应性双向分层对流储能电池仓,如图1~6所示,包括仓体1、导热隔板2、空调制冷单元和进出风单元,其中:导热隔板2用于将仓体1内部空间分隔成两个并排布置的电池仓11,电池仓11用于容纳蓄电池5;空调制冷单元由分别设置于两个电池仓11的空调3组成,两个空调3对向岔开布置,用于对向吹出冷风进入相应的电池仓11制冷;进出风单元由设置于每个电池仓11的防尘防沙空调进风装置41和防尘防雨空调出风装置42组成,防尘防沙空调进风装置41与空调3配合设置。
更具体地,本实施例中,如图1~3所示,仓体1优选为集装箱,集装箱的一端设有缓冲仓12,导热隔板2(沿集装箱长度方向)布置于集装箱另一端与缓冲仓12之间;缓冲仓12设有用于通向集装箱外的仓门13和用于通向各电池仓11的内部仓门14。方便人员进行维护清理行为,缓冲仓12的设计,也避免了人员进出对电池仓温度的扰动。导热隔板2优选采用金属(例如铝、铜等)或非金属导热材料(例如碳纤维材质)制成,呈平板状或波浪板状。当导热隔板2采用波浪板时,一来可以增大换热面积,二来可以促进导热隔板附近气流扰动,增强换热效果。优选各电池仓11内的蓄电池5靠电池仓11外侧设置(使得蓄电池与导热隔板之间间隔有距离,方便气流的流动以及与导热隔板2进行换热);空调制冷单元的两个空调3分别设置于两个电池仓11外侧的不同端处(对角布置);每个电池仓11的防尘防雨空调出风装置41设置于电池仓11外侧远离空调3的一端(另外两个对角处)。防尘防雨空调出风装置41优选为百叶窗式出风口。
防尘防沙空调进风装置41优选包括进风口411,设置于进风口411外侧的防尘滤网412,以及依次设置于进风口411内侧的多级滤网,多级滤网的两侧设有收尘室418,多级滤网的透风性从外向内依次降低,且第一级滤网与进风口411之间以及各级滤网之间均隔有距离,并分别形成风道,风道的端部设有用于与收尘室418相连的风管417。如图6所示,本实施例中,防尘防沙空调进风装置41进一步优选包括进风口411,设置于进风口411外侧的防尘滤网412,以及依次设置于进风口411内侧的一级滤网413和二级滤网414,一级滤网413和二级滤网414的两侧设有收尘室418,二级滤网414的透风性小于一级滤网413的透风性,且一级滤网413与进风口411之间以及一级滤网413与二级滤网414之间均隔有距离,并分别形成一级风道415和二级风道416,一级风道415和二级风道416的端部均设有用于与收尘室418相连的风管417。空气由防尘滤网412过滤掉大颗粒尘沙,之后经过多级滤网过滤,同时由于滤网透风性不一致形成风道,经由风管将灰尘送入收尘室,提升系统冷风无尘度,延长空调系统寿命,也避免了由于灰层等进入电池仓影响蓄电池的使用。
如图4~5所示,蓄电池5优选通过蓄电池支架设置于电池仓11内。蓄电池支架优选包括支架本体和设置于支架本体上用于固定蓄电池5的固定架;支架本体包括多层梁结构61和包围于多层梁结构61外并用于支撑多层梁结构61的多个立柱62,梁结构61包括两个平行的横梁611及设置于两个横梁611两端的侧梁612,侧梁612一端向前伸出并形成操作位(方便人员站立并对蓄电池进行操作)。固定架包括用于承托蓄电池5的托盘架71以及用于压设在蓄电池5顶部的宽压条72,托架盘71的外部设有多个固定耳片73,固定耳片73上设有固定孔74,梁结构61的两个横梁611上设有与固定孔74相匹配的通孔,宽压条72穿设于托盘架71上,用于固定蓄电池5。蓄电池支架设计为突出嵌入式,防止蓄电池的左右前后移动,设计大宽度压条(宽压条的宽度可以略宽一些,例如3~10cm),限制蓄电池上下移动,同时减少压条局部受力。该设计可以有效避免蓄电池物理受损。更进一步地,还可以在支架本体朝向电池仓11外侧安装的一侧设置侧立柱,方便支架本体的安装。
本发明采用双向分层对流散热体系,两侧空调出风方向相对,将冷气送入导热隔板两侧的分隔空间内,通过导热隔板将气流隔开,再由导热隔板进行两侧传热,均匀两侧流体温度。本发明能够有效地提高主体目标内蓄电池温度均匀性,高效地平衡储能电池仓内部蓄电池温度,提高蓄电池使用寿命,避免因蓄电池温度不均匀性而引起的蓄电池老化程度差别造成的系统储能、放电故障的发生。进一步地,本发明所采用的空调进风口防尘防沙以及出风口百叶窗设计,同时还包括蓄电池支架设计,能够有效地提高储能电池仓环境适应力。
导热隔板将仓体内空间分为两个电池仓,两个电池仓对向各布置有一个用于制冷的空调,蓄电池(优选安装于蓄电池支架上)分别布置于导热隔板两侧,当系统需要制冷时,冷风通过两侧防尘防沙空调进风装置,经过第一层防尘滤网过滤掉大体积沙尘,进入一级风道,一级风道中空气经过一级滤网二次过滤,通过气体流动将灰尘通过风管带入收尘室,气体进入二级风道,由二级滤网过滤,灰尘同上送入收尘室,以此类推,随后冷气分别由两侧空调送入电池仓对蓄电池进行散热,气体流向由于导热隔板左右而相反,同时由于导热隔板高导热率及隔板同位置两侧气体温度的不一致性从而发生换热反应,保障电池仓内的温度一致性,空气随后由排风口排出。本发明进一步设计蓄电池支架,将蓄电池平稳卡于支架中,防止因震动而引起的蓄电池碰撞及掉落事故。
本实施例的空调可以采用新风式空调。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,包括:
仓体(1),
导热隔板(2),用于将仓体(1)内部空间分隔成两个并排布置的电池仓(11),所述的电池仓(11)用于容纳蓄电池(5),
空调制冷单元,由分别设置于两个电池仓(11)的空调(3)组成,两个空调(3)对向岔开布置,用于对向吹出冷风进入相应的电池仓(11)制冷,
进出风单元,由设置于每个电池仓(11)的防尘防沙空调进风装置(41)和防尘防雨空调出风装置(42)组成,所述的防尘防沙空调进风装置(41)与空调(3)配合设置。
2.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的仓体(1)为集装箱,集装箱的一端设有缓冲仓(12),导热隔板(2)布置于集装箱另一端与缓冲仓(12)之间;缓冲仓(12)设有用于通向集装箱外的仓门(13)和用于通向各电池仓(11)的内部仓门(14)。
3.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的导热隔板(2)采用金属或非金属导热材料制成,呈平板状或波浪板状。
4.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,各电池仓(11)内的蓄电池(5)靠电池仓(11)外侧设置;空调制冷单元的两个空调(3)分别设置于两个电池仓(11)外侧的不同端处;每个电池仓(11)的防尘防雨空调出风装置(41)设置于电池仓(11)外侧远离空调(3)的一端。
5.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的防尘防沙空调进风装置(41)包括进风口(411),设置于进风口(411)外侧的防尘滤网(412),以及依次设置于进风口(411)内侧的多级滤网,多级滤网的两侧设有收尘室(418),多级滤网的透风性从外向内依次降低,且第一级滤网与进风口(411)之间以及各级滤网之间均隔有距离,并分别形成风道,风道的端部设有用于与收尘室(418)相连的风管(417)。
6.根据权利要求5所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的防尘防沙空调进风装置(41)包括进风口(411),设置于进风口(411)外侧的防尘滤网(412),以及依次设置于进风口(411)内侧的一级滤网(413)和二级滤网(414),一级滤网(413)和二级滤网(414)的两侧设有收尘室(418),二级滤网(414)的透风性小于一级滤网(413)的透风性,且一级滤网(413)与进风口(411)之间以及一级滤网(413)与二级滤网(414)之间均隔有距离,并分别形成一级风道(415)和二级风道(416),一级风道(415)和二级风道(416)的端部均设有用于与收尘室(418)相连的风管(417)。
7.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的防尘防雨空调出风装置(41)为百叶窗式出风口。
8.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,蓄电池(5)通过蓄电池支架设置于电池仓(11)内。
9.根据权利要求1所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的蓄电池支架包括支架本体和设置于支架本体上用于固定蓄电池(5)的固定架;所述的支架本体包括多层梁结构(61)和包围于多层梁结构(61)外并用于支撑多层梁结构(61)的多个立柱(62),所述的梁结构(61)包括两个平行的横梁(611)及设置于两个横梁(611)两端的侧梁(612),所述的侧梁(612)一端向前伸出并形成操作位。
10.根据权利要求9所述的一种高适应性双向分层对流储能电池仓,其特征在于,所述的固定架包括用于承托蓄电池(5)的托盘架(71)以及用于压设在蓄电池(5)顶部的宽压条(72),所述的托架盘(71)的外部设有多个固定耳片(73),所述的固定耳片(73)上设有固定孔(74),梁结构(61)的两个横梁(611)上设有与固定孔(74)相匹配的通孔,所述的宽压条(72)穿设于托盘架(71)上,用于固定蓄电池(5)。
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