CN112652835B - 电池模组温控箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池模组温控箱，包括箱体、电池模组及散热装置，电池模组包括若干子电池模组，若干子电池模组沿水平方向间隔设置于箱体内，子电池模组由若干电池模块组成，散热装置固定于箱体内。其中，相邻电池模块及箱体围设形成第一风道，相邻电池模块和箱体围设形成第二风道，散热装置与第一风道相连通。通过散热装置输送气流于第一风道使得第一风道流速高于第二风道，第二风道内气流在虹吸效应下流向第一风道，进而通过气流去除电池模组多余的热量，使电池模组保持恒定温度。而且，通过散热装置输送气流于第一风道即可去除子电池模组间及电池模块间的多余热量，散热面积大、散热效率高。

Description

电池模组温控箱
技术领域
本发明涉及电池模组技术领域，特别是涉及一种电池模组温控箱。
背景技术
目前，大规模的新能源发电和可再生能源接入电网给电力系统运行和规划带来了新的问题和挑战，为了保证电力输送的安全稳定，电池储能系统成为了电网的关键电力设备，其较高的储能能力大幅增强了电力系统的调峰应急能力。在电池储能系统中，电池模组为其关键部件，由于电池模组在放电的过程中，其电芯温度会升高，个别电芯温度过高会严重影响电池模组的供电，因此如何使电池模组中的电芯温度稳定在一定范围内且保持各电芯温度的均一性显得尤为重要，而电池箱作为电芯的载体，对于电芯温度控制起到关键的作用，如何改善电池箱的散热结构使现在亟需解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对电池模组温度分布不均的问题，提供一种电池模组温控箱。
一种电池模组温控箱，包括：
箱体；
电池模组，包括若干子电池模组，若干所述子电池模组沿水平方向间隔设置于所述箱体，所述子电池模组由若干电池模块组成；以及
散热装置，固定于所述箱体；
其中，相邻所述电池模块及箱体围设形成第一风道，相邻所述电池模块围设形成第二风道，所述散热装置与所述第一风道相连通。
所述电池模组温控箱，相邻子电池模组及箱体围设形成第一风道，相邻电池模块和箱体围设形成第二风道，散热装置连通第一风道。通过散热装置输送气流于第一风道使得第一风道流速高于第二风道，第二风道内气流在虹吸效应下流向第一风道，进而通过气流去除电池模组多余的热量，使电池模组保持恒定温度。而且，通过散热装置输送气流于第一风道即可去除子电池模组间及电池模块间的多余热量，散热面积大、散热效率高。
在其中一个实施例中，所述箱体包括固定架及托板，所述固定架至少一侧设有开口，所述托盘滑动连接于所述固定架，所述电池模组及散热装置随所述托盘相对所述固定架移动。
在其中一个实施例中，所述固定架包括面板及连接杆，所述面板固定于所述连接杆，所述面板及所述连接杆围设形成容置空间，所述托盘滑动连接于所述容置空间。
在其中一个实施例中，所述面板及所述连接杆围设形成所述容置空间，一个所述容置空间对应一个所述托盘。
在其中一个实施例中，所述托盘包括滑动部及推拉部，若干所述子电池模组间隔设置于滑动部，所述散热装置固定于所述推拉部并连通于所述第一风道。
在其中一个实施例中，还包括导热板，所述导热板设有导风槽，所述导热板填充于相邻所述电池模块，所述导热板与相邻所述电池模块围设形成第二风道。
在其中一个实施例中，所述导热板两侧设有凸台，所述凸台分布于所述导热板，相邻所述凸台形成所述导风槽。
在其中一个实施例中，所述凸台靠近电池模组的一侧设有导热片，所述导热片抵接于所述电池模组。
在其中一个实施例中，所述箱体设有进风口和/或出风口，所述散热装置连接于所述进风口和/或出风口。
在其中一个实施例中，还包括控制器，所述电池模组设有温控组件，所述温控组件电连接于控制器并传输温控信号于控制器，所述控制器与所述散热装置电连接并根据温控信号调节所述散热装置。
附图说明
图1为电池模组温控箱示意图；
图2为框架示意图；
图3为托盘示意图；
图4为子电池模组示意图；
图5为电池模块分解图；
图6为框架、托盘装配示意图。
图标：
10-电池模组温控箱；
100-电池模组；110-第一电池模组；120-第二电池模组；130-电池模块；131-第一电池模块；132-第二电池模块；133-第三电池模块；134-第四电池模块；
200-箱体；210-固定架；211-面板；211A-底板；211B-顶板；211C-侧板；212-连接杆；212A-上横杆；212B-下横杆；212C-竖杆；220-托盘；221-滑动部；222-滑板；223-滑台；224-推拉部；225-挡板；226-拉环；230-进风口；240-出风口；
300-第一风道
400-第二风道；410-横向风道；420-纵向风道；
500-散热装置；510-散热风扇；520-导热板；521-凸台；522-导热片；523-导风槽；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
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”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
结合图1、图4及图6所示，本发明一实施例中的电池模组温控箱10，包括电池模组100、箱体200、散热装置500及电池模组100形成的第一风道300及第二风道400。具体的，电池模组100包括若干子电池模组，子电池模组由若干电池模块130组成，子电池模组间隔设置于箱体200内，散热装置500固定在箱体200并连通第一风道300输送气流于第一风道300。其中，相邻子电池模组及箱体200围设形成第一风道300，相邻电池模块130围设形成第二风道400，优选实施例如图6所示，电池模组100包括第一电池模组110及第二电池模组120，第一电池模组110、第二电池模组120及箱体200围设形成第一风道300，第一电池模组110及第二电池模组120包括若干电池模块130。第一风道300内气流流动时会使得第一风道300内气压降低，第二风道400内气流在第一风道300的虹吸作用下流向第一风道300。
在上述电池模组温控箱10内电池模组100温度较高时，首先，启动散热装置500以输送气流于第一风道300。第一风道300内气流流动进而带动第二风道400内气流流动并流向第一风道300，进而通过气流去除电池模组100多余的热量，使电池模组100保持恒定的温度。
由于工作人员需定期检查电池模组100以保证电池模组100供电的稳定性，位于箱体200内的电池模组100检修空间极为狭隘，影响工作人员检修作业。针对上述问题，结合图2、图3及图6所示，箱体200包括固定架210及托盘220，托盘220滑动连接于固定架210，电池模组100及散热装置500随托盘220相对固定架210移动。具体的，固定架210包括面板211及连接杆212，面板211固定于连接杆212，面板211及连接杆212围设形成容置空间，托盘220滑动设置于容置空间。其中，面板211包括底板211A、顶板211B及侧板211C，底板211A用于支撑电池模组100，顶板211B用于与相邻子电池模组100、底板211A形成第一风道300。连接杆212包括上横杆212A、下横杆212B及竖杆212C，上横杆212A、下横杆212B及竖杆212C围设形成长方体框架，其中，上横杆211A用于固定顶板211B，下横杆212B用于固定底板211A，竖杆212C用于连接上横杆212A及下横杆212B并固定侧板212C。在工作人员定期检查电池模组100时，直接将固定有电池模组100及散热装置500的托盘220拉出即可进行检修，在检修完毕后将托盘220推入固定架210即完成电池模组100的检修工作，操作过程方便、快捷。
为提高电池模组温控箱10的供电能力，箱体200可容纳多个电池模组100以提高电池模组温控箱10的供电能力。具体的，面板211与连接杆212围设形成若干容置空间，一个容置空间对应一个托盘220，一个托盘200对应一个上述的电池模组100。也就是说，固定架210包括若干组面板211及连接杆212，若干组面板211及连接杆212围设形成多个容置空间，进而容纳多个电池模组100以提高电池模组温控箱10的供电能力。其中，为避免箱体200因容纳多个电池模组100使得内部温度过高，所述相邻面板211及连接杆212存在间隙以增大气流流动空间，进而增强散热装置500的散热能力。
由于电池模组100及散热装置500连接于托盘220上，增大了托盘200相对固定架210移动时的摩擦力，工作人员需施加较大的作用力方可推拉托盘200进行电池模组100的检修。为降低工作人员推拉托盘220的难度，参见图3所示，托盘220包括滑动部221及推拉部224，推拉部224设有挡板225及拉环226，子电池模组间隔设置于滑动部221，散热装置500固定于推拉部224并连通于第一风道300，推拉部224设于固定架210开口一侧。在工作人员定期检查电池模组100时，拉动拉环226即可带动滑动部221相对固定架210移动。
进一步的，为降低工作人员推拉拉环226的作用力以便于工作人员推拉托盘220的难度，参见图6所示，所述滑动部221包括滑板222及滑台223。其中，滑板222用于固定间隔设置的子电池模组，滑台223位于滑板222底部并相对固定架210滚动。在工作人员定期检查电池模组100时，拉动拉环226对滑动部221施加远离固定架210的作用力驱使滑台223相对底板滚动，进而通过施加较小的作用力即可进行电池模组100检修。相应的，在完成电池模组100检修后，推动拉环226对滑动部221施加靠近固定架210的作用力即可将托盘220放置于收容空间内，完成电池模组100的检修工作。
由于相邻电池模块130间热量较为集中，相邻电池模块间130热量消散较慢，导致散热装置500需工作较长时间去除电池模组100内部热量，花费时间长且影响电池模组100正常运行。针对上述问题，参见图5所示，相邻电池模块130填充有导热板520，导热板520上设有导风槽523，上述导热板520与相邻电池模块130围设形成第二风道400，其中，导热板520采用高导热率材料。具体的，导风槽523贯穿导热板520，导热板520两侧分别抵接相邻电池模块130，导热板520与相邻电池模块130围设形成第二风道400。第二风道400气流在虹吸作用下流向第一风道300时，导热板520作为中间载体将相邻电池模块130热量传递到第二风道400内的气流，进而通过第二风道400内气流将相邻电池模块130内的热量排出到第一风道300，随第一风道300内气流流动一起排出到电池模组温控箱10外。
进一步的，为提高导热板520的散热速率，导热板520两侧分布有凸台521，相邻凸台521形成导风槽523。在气流流过第二风道400时，通过增大导热板520与第二风道400内气流的接触面积以提高导热板520的散热速率。为进一步提高导热板520与第二风道400内气流的接触面积，导热板520采用弯曲为‘弓’形的薄片，薄片两侧分别抵接相邻电池模块130，或者，导热板520内分布有贯穿导热板520的导热孔，进而增大导热板520与第二风道400内气流的接触面积。
进一步的，为提高导热板520的导热效率以及时排出相邻电池模块130的多余热量，参见图5所示，凸台521靠近电池模块130的一侧设有导热片522，导热片522抵接于电池模块100。具体的，导热片522与电池模块130的接触面积大于凸台521与电池模块130的接触面积，优选相邻凸台521的导热片522相互抵接。在导热板520传递电池模块130热量于第二风道400内气流时，电池模块130热量由导热片522传递到导热板520，或电池模块130热量由导热片522直接传递到第二风道400内的气流。通过导热片522将电池模块130内的热量快速传递到导热板520，进而提高导热板520的导热效率。
由于第一风道300气流流动时对第二风道400的虹吸作用有限，进而限制了第二风道400气流流向第一风道300的流量，导致电池模块130间的多余热量无法及时排出。针对上述问题，参见图4所述，第二风道400包括横向第二风道410及纵向第二风道420。其中，相邻电池模块130上、下面及导热板520形成横向第二风道410，相邻电池模块130左、右面及导风板520形成纵向第二风道420。优选实施例如图4所述，第一电池模块131、第二电池模块132及导热板520围设形成横向第二风道410，第三电池模块133、第四电池模块134及导热板520围设形成纵向第二风道420，横向第二风道410及纵向第二风道420分布于第一、二、三、四电池模块(131,132,133,134)四周。当第一风道300气流流动时，第二风道400气流在第一风道300的虹吸作用下流过横向第二风道410及纵向第二风道420，进而从第一、二、三、四电池模块(131,132,133,134)四周去除电池模块130多余热量，增大第二风道400内气流的流量及电池模块100的散热效率。
在其中一个实施例中，箱体200设有进风口230，进风口230连通第一风道300，散热装置500通过进风口230驱使第一风道300内气流与外界气流相流通。具体的，散热装置500优选散热风扇510，散热风扇510朝向一个方向转动时通过进风口230输送气流于第一风道300，散热风扇510朝向相反方向转动时驱使第一风道300内气流排出。也就是说，散热风扇510通过正转及反转的切换以通过进风口230输送气流于第一风道300或排出第一风道300内的气流。
为加快第一风道300内气流的排出，箱体200设有进风口230和出风口240，散热风扇510连接于进风口230。在电池模组100内部温度过高时，散热风扇510启动以输送气流于第一风道300，连通第一风道300的第二风道400在虹吸作用下，气流流过第二风道400汇聚于第一风道300，携带有子电池模组热量的气流经出风口240排出于第一风道300，进而降低电池模组100内部温度。
进一步的，为加快第一风道300内气流流速并及时排出第一风道300内携带有电池模块100热量的气流，进风口230及出风口240均设有散热风扇510。在电池模组100温度过高启动散热风扇510去除电池模组100多余热量时，进风口230及出风口240的散热风扇510同时启动，也就是说进风口230的散热风扇510输送外界气流于第一风道300，出风口240的散热风扇510促进第一风道300内携带有电池模块100多余热量的气流及时排出。
由于电池模组100位于箱体200内部，电池模组100温度变化无常导致工作人员无法及时发现电池模组100内部温度异常，进而导致电池模组100内部温度过高影响正常供电。针对上述问题，电池模组温控箱10设有控制器，电池模组100设有温控组件，控制器与散热装置500及温控组件电连接，温控组件传输温控信号于控制器，控制器根据温控信号调节散热装置500。具体的，当电池模组100内部温度过高时，温控组件传输电池模组100具体温度于控制器，控制器启动散热风扇510转动以输送气流于第一风道300，或者控制器加大散热风扇510转速以加大输送气流于第一风道300的流量，气流流经第一风道300及第二风道400以携带电池模组100多余热量从出风口240排出。当电池模组100内部温度处于正常范围时，温控组件传输电池模组100具体温度于控制器，控制器停止散热风扇510转动，或者减小散热风扇510转速以减小散热风扇510输送气流于第一风道300的流量，气流流经第一风道300及第二风道400以携带热量从出风口240排出。通过温控组件检测电池模组100内部的温度并传输温控信号于控制器，控制器调节散热风扇510的运转进而及时调节电池模组100的内部温度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电池模组温控箱，其特征在于，包括：
箱体；
电池模组，包括若干子电池模组，若干所述子电池模组沿水平方向间隔设置于所述箱体，所述子电池模组由若干电池模块组成；
散热装置，固定于所述箱体；以及
导热板，填充于相邻所述电池模块，所述导热板两侧设有凸台，所述凸台分布于所述导热板两侧，相邻所述凸台形成导风槽，所述导风槽贯穿所述导热板；
其中，相邻所述电池模块及箱体围设形成第一风道，所述导热板与相邻所述电池模块围设形成第二风道，所述散热装置与所述第一风道相连通。
2.根据权利要求1所述的电池模组温控箱，其特征在于，所述箱体包括固定架及托盘，所述固定架至少一侧设有开口，所述托盘滑动连接于所述固定架，所述电池模组及散热装置随所述托盘相对所述固定架移动。
3.根据权利要求2所述的电池模组温控箱，其特征在于，所述固定架包括面板及连接杆，所述面板固定于所述连接杆，所述面板及所述连接杆围设形成容置空间，所述托盘滑动连接于所述容置空间。
4.根据权利要求3所述的电池模组温控箱，其特征在于，所述面板及所述连接杆围设形成若干所述容置空间，一个所述容置空间对应一个所述托盘。
5.根据权利要求3所述的电池模组温控箱，其特征在于，所述托盘包括滑动部及推拉部，若干所述子电池模组间隔设置于滑动部，所述散热装置固定于所述推拉部并连通于所述第一风道。
6.根据权利要求1所述的电池模组温控箱，所述凸台靠近电池模块的一侧设有导热片，所述导热片抵接于所述电池模块。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池模组温控箱，其特征在于，所述箱体设有进风口和/或出风口，所述散热装置连接所述进风口和/或出风口。
8.根据权利要求7所述的电池模组温控箱，其特征在于，还包括控制器，所述电池模组设有温控组件，所述温控组件电连接于控制器并传输温控信号于控制器，所述控制器与所述散热装置电连接并根据温控信号调节所述散热装置。
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