CN112968239A - 储能电池柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储能电池柜，通过包括柜机主体和位于柜机主体内的电池室和电气室，电气室内设有控温装置，电池室内设有管道系统；控温装置内部具有循环液，循环液可以用来控制电池柜中的电池的温度。管道系统包括进水管和出水管，进水管的一端与控温装置的出水口连通，进水管的另一端用于与电池室内电池包的进水口连通，出水管的一端与控温装置的进水口连通，出水管的另一端用于与电池包的出水口连通。由于采用了液体循环冷却的方式，液体比空气的换热系数高，能更快的降低或提升电池包温度。因此，本发明提供的储能电池柜解决了空气的换热系数较低，导致其对电池包温度调节的效率较低的技术问题。

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。储能电池柜中的电池需要在适宜的温度下进行工作，否则会影响电池的寿命。

目前，储能电池柜一般是通过空气对电池的温度进行调节，即通过电池包的风机结合空调风道，将风吹入电池包内进行温度调节。

然而，空气的换热系数较低，导致其对电池包温度调节的效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种储能电池柜，以解决空气的换热系数较低，导致其对电池包温度调节的效率较低的技术问题。

本发明实施例提供一种储能电池柜，包括：柜机主体和位于柜机主体内的电池室和电气室，电气室内设有控温装置，电池室内设有管道系统；

管道系统包括进水管和出水管，进水管的一端与控温装置的出水口连通，进水管的另一端用于与电池室内电池包的进水口连通，出水管的一端与控温装置的进水口连通，出水管的另一端用于与电池包的出水口连通。

如此设置，储能电池柜内部设置电池室和电气室，电池包置于电池室内，电气室内设置控温装置，控温装置与电池包之间设有连通的管道系统，控温装置内部具有循环液，控温装置可以对循环液进行加热或冷却，循环液通过控温装置在控温装置、管道系统和电池包之间循环，从而对电池包中的电芯进行加热或冷却。液体比空气的换热系数高，能更快的降低或提升电芯温度，从而提高对电池包温度调节效率。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电池室内还包括多个机柜以及层叠设置在机柜内的多个电池包，多个机柜并列排成至少两排，其中一排电池包的背面与相邻的另一排电池包的背面相对设置。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，进水管包括：横向设置的进水总管和多个竖向间隔设置的进水分管，进水总管设置于电池室内的底端，进水总管包括靠近前侧的第一管体、靠近后侧的第二管体和靠近电气室一侧的第三管体，第三管体的两端分别连通第一管体和第二管体；

多个进水分管并列成两排，其中一排进水分管靠近电池室前侧且与第一管体连通，另一排进水分管靠近电池室后侧且与第二管体连通；

其中一个进水分管对应连通其中一个机柜内的各电池包的进水口。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，出水管包括：横向设置的出水总管和多个竖向间隔设置的出水分管，出水总管设置于电池室内的顶端，出水总管包括靠近前侧的第四管体、靠近后侧的第五管体和靠近电气室一侧的第六管体，第六管体的两端分别连通第四管体和第五管体；

多个出水分管并列成两排，其中一排出水分管靠近电池室前侧且与第四管体连通，另一排出水分管靠近电池室后侧且与第五管体连通；

其中一个出水分管对应连通其中一个机柜内的各电池包的出水口。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，进水分管靠近进水总管的一端或者进水总管与进水分管连通处设有控制阀；

出水分管靠近出水总管的一端或者出水总管与出水分管连通处设有控制阀。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，进水总管和进水分管之间通过快接式或快插式接头连通；

或/和，出水总管和出水分管之间通过快接式或快插式接头连通。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，管道系统的顶端设有泄气阀。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电池室内的底端设有集水盘和/或地漏。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电池包的进水口和出水口处均设有软管；

集水盘内设有监控装置。

和/或，控温装置的进水口和出水口处均设有软管。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，机柜底端四面均设有叉车孔。

本发明实施例提供的储能电池柜，通过包括柜机主体和位于柜机主体内的电池室和电气室，电气室内设有控温装置，电池室内设有管道系统；控温装置内部具有循环液，循环液可以用来控制电池柜中的电池的温度。控温装置可以对循环液进行加热或冷却，并给循环液提供循环动力。循环液在控温装置、管道系统和电池室内的电池之间形成循环回路，以对电池进行温度控制。管道系统包括进水管和出水管，进水管的一端与控温装置的出水口连通，进水管的另一端用于与电池室内电池包的进水口连通，出水管的一端与控温装置的进水口连通，出水管的另一端用于与电池包的出水口连通。由于采用了液体循环冷却的方式，液体比空气的换热系数高，能更快的降低或提升电池包温度，从而提高对电池包温度调节效率。管道系统的密封性比传统的风道密封性能好，其控温效果更好。因此，本实施例提供的储能电池柜解决了空气的换热系数较低，导致其对电池包温度调节的效率较低的技术问题。

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正视图；

图2为本发明实施例提供的储能电池柜的俯视图。

附图标记说明：

1：柜机主体；

10：控制柜；

20：电池室；

30：电气室；

40：进水管；

50：出水管；

60：控制阀；

80：消防管道；

90：控温装置；

210：机柜；

220：电池包；

410：进水总管；

411：第一管体；

420：进水分管；

510：出水总管；

511：第四管体；

512：第五管体；

513：第六管体；

520：出水分管；

910：风道。

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。

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。储能电池柜中的电池需要在适宜的温度下进行工作，否则会影响电池的寿命。

相关技术中，储能电池柜一般是通过空气对电池的温度进行调节，即通过电池包的风机结合空调风道，将风吹入电池包内进行温度调节。对电池包冷却及加热采用风冷或者风热的方式，即通过冷却系统的空调吹出冷风或热风，风流经过风道吹到电池包内，降低或提升电池包中电芯的温度。

然而，空气的换热系数较低，电芯温度降低或提升效率较慢，导致其对电池包温度调节的效率较低。

基于上述问题，本实施例提供一种储能电池柜，储能电池柜内部设置电池室和电气室，电池包置于电池室内，电气室内设置控温装置，控温装置与电池包之间设有连通的管道系统，控温装置内部具有循环液，控温装置可以对循环液进行加热或冷却，循环液通过控温装置在控温装置、管道系统和电池包之间循环，从而对电池包中的电芯进行加热或冷却。液体比空气的换热系数高，能更快的降低或提升电芯温度，从而提高对电池包温度调节效率。

需要说明的是，本实施例的前侧指柜机主体的正面，正面为可操作控温装置的一面，后侧是指柜机主体的背面，背面即背离正面的一面。

如图1和图2所示，本实施例提供一种储能电池柜，可以包括柜机主体1，柜机主体1作为储能电池柜的外部包络，容置着储能电池柜内部的各种装置，对内部的各种装置起到保护的作用。柜机主体1可以包括顶板、底板和相对设置的两个侧板，顶板、底板和两个侧板围设形成正面和背面敞开的容置腔。柜机主体1正面和背面的开口可以盖设门板，门板打开时，能够对内部的电池进行观察、维修、安装等操作。门板关上时，具有防尘和保护的作用。

当柜机主体1作为户外仓时，柜机主体1的顶板、底板、两个侧板及两个门板可以形成较为密封的环境，对仓内的装置具有保护作用。

当柜机主体1作为室内仓体时，可以采用如户外仓一样的密封结构，也可以采用半密封的结构，例如：根据需求，可以不设置顶板、底板、侧板和门板中的一个面板或者多个面板，如不设正面的门板或背面的门板，或者两个门板均不设置，或者不设置顶板等。甚至可以将室内仓体仅制成框架结构，所有面板均不设置。只要具有足够的强度能够容置内部装置即可，对此不做限制。

在实际使用中，可以并排放置多个柜机主体1，形成多个储能电池柜共同工作的储能系统。

其中，柜机主体1内部设有电池室20和电气室30，电池室20和电气室30分别设置在柜机主体1内的两侧。电气室30内设有控温装置90，电池室20内设有管道系统。控温装置90内部具有循环液，循环液可以用来控制电池柜中电池的温度。控温装置90可以对循环液进行加热或冷却，并给循环液提供循环动力。循环液在控温装置90、管道系统和电池室20内的电池之间形成循环回路，以对电池进行温度控制。当电池包220温度较高时，需要降低电池包220的温度，控温装置90对循环液进行冷却，冷却的循环液经过管道系统进入电池室20内的电池包220，并对电池包220进行冷却。当电池包220温度较低时，需要提升电池包220的温度，控温装置90对循环液进行加热，加热后的循环液经过管道系统进入电池室20内的电池包220，并对电池包220进行加热。

由于采用了液体循环冷却的方式，液体比空气的换热系数高，能更快的降低或提升电池包220温度，从而提高对电池包220温度调节效率。管道系统的密封性比传统的风道910密封性能好，其控温效果更好。

本实施例中，管道系统可以包括进水管40，进水管40的一端与控温装置90的出水口连通，进水管40的另一端用于与电池室20内电池包220的进水口连通，循环液从控温装置90中通过进水管40进入到电池包220内。另外，管道系统还可以包括出水管50，出水管50的一端与控温装置90的进水口连通，出水管50的另一端用于与电池包220的出水口连通。电池包220中的循环液通过出水管50回到控温装置90中。如此反复形成循环通路。

其中，循环液进入电池包220后，与电池包220内的电池充分接触，对电池的控温比空气控温更为均匀，电池包220的温度一致性较好，系统使用寿命更高。

本实施例提供的储能电池柜，通过包括柜机主体1和位于柜机主体1内的电池室20和电气室30，电气室30内设有控温装置90，电池室20内设有管道系统；控温装置90内部具有循环液，循环液可以用来控制电池柜中的电池的温度。控温装置90可以对循环液进行加热或冷却，并给循环液提供循环动力。循环液在控温装置90、管道系统和电池室20内的电池之间形成循环回路，以对电池进行温度控制。管道系统包括进水管40和出水管50，进水管40的一端与控温装置90的出水口连通，进水管40的另一端用于与电池室20内电池包220的进水口连通，出水管50的一端与控温装置90的进水口连通，出水管50的另一端用于与电池包220的出水口连通。由于采用了液体循环冷却的方式，液体比空气的换热系数高，能更快的降低或提升电池包220温度，从而提高对电池包220温度调节效率。管道系统的密封性比传统的风道910密封性能好，其控温效果更好。因此，本实施例提供的储能电池柜解决了空气的换热系数较低，导致其对电池包220温度调节的效率较低的技术问题。

本实施例中，电池室20内还包括多个机柜210，多个机柜210并列排成至少两排，并列的机柜210之间正对设置。如此设置，能够有效节约空间，缩短循环液的循环路径长度。其中，两排机柜210个数可以是相同的，如1个、2个、3个、4个或其他个数，对此不做限制。

当然，两排机柜210个数也可以是不同的，一排的个数比另一排的个数多1个、2个或其他个数，对此不做限制。

本实施例中，机柜210中至上而下层叠设置多个电池包220，其中一排电池包220的背面与相邻的另一排电池包220的背面相对设置。通过电池包220内的电池充放电作业，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。

本实施例中，进水管40可以包括横向设置的进水总管410和多个竖向间隔设置的进水分管420，进水总管410设置于电池室20内的底端，进水总管410的一端与控温装置90的出水口连通。进水总管410包括靠近电池室20前侧的第一管体411、靠近电池室20后侧的第二管体和靠近电气室30一侧的第三管体，第三管体的两端分别连通第一管体411和第二管体。

在竖直方向上，例如第一管体411的一端与控温装置90的出水口连通，如果控温装置90的出水口与第一管体411的高度不一致时，可以设置一个弯管来弥补高度差异，弯管与第一管体411可以一体成型，也可以通过卡接、插接、焊接等方式连接在一起。弯管的长度根据两者的高度差异进行确定。控温装置90的出水口设置在控温装置90底侧，能够减小其与第一管体411的高度差异。当然如果有需要，也可以将控温装置90的出水口设置在控温装置90的中间高度位置或者顶端等，此处不做限制。

在水平方向上，控温装置90的出水口靠近柜机主体1前侧时可以与第一管体411的一端连通，控温装置90的出水口靠近柜机主体1后侧时可以与第二管体的一端连通，控温装置90的出水口靠近柜机主体1中间时可以与第三管体的中间连通。当然也可以是其他连通方式，只要连通起来即可，此处不做限制。

其中，多个进水分管420并列成两排，其中一排进水分管420靠近电池室20前侧且与第一管体411连通，进水分管420可以间隔设置在第一管体411的上方，进水分管420的底端与第一管体411之间连通。另一排进水分管420靠近电池室20后侧且与第二管体连通，进水分管420可以间隔设置在第二管体的上方，进水分管420的底端与第二管体之间连通。其中一个进水分管420对应连通其中一个机柜210内的各电池包220的进水口，也就是说，一个机柜210需要设置一个进水分管420，一个进水分管420与一个机柜210内的多个电池包220分别连通。两排机柜210分别对应设置了两排进水分管420。前排的机柜210与前排的进水分管420连通，后排的机柜210与后排的进水分管420连通。如此设置，进水分管420并联在进水总管410上，比起进水分管420串联在进水总管410上的流阻更低。

循环液从控温装置90中流出，依次流入下方进水总管410、前后两个分支的进水分管420、多个电池包220，对电池包220进行温度调节。

本实施例中，出水管50可以包括横向设置的出水总管510和多个竖向间隔设置的出水分管520，出水总管510设置于电池室20内的顶端，出水总管510的一端连通控温装置90的进水口。出水总管510包括靠近电池室20前侧的第四管体511、靠近电池室20后侧的第五管体512和靠近电气室30一侧的第六管体513，第六管体513的两端分别连通第四管体511和第五管体512。

在水平方向上和竖直方向上，控温装置90的进水口设置的位置、控温装置90的进水口与出水总管510的连接方式、弥补控温装置90的进水口与出水总管510之间高度差异的弯管长度等，均与控温装置90的出水口原理类似，对此不做限制，不再赘述。

其中，多个出水分管520并列成两排，其中一排出水分管520靠近电池室20前侧且与第四管体511连通，出水分管520间隔设置在第四管体511下方，出水分管520的顶端与第四管体511连通。另一排出水分管520靠近电池室20后侧且与第五管体512连通，出水分管520间隔设置第五管体512的下方，出水分管520的顶端与第五管体512连通。其中一个出水分管520对应连通其中一个机柜210内的各电池包220的出水口，也就是说，一个机柜210需要设置一个出水分管520，一个出水分管520与一个机柜210内的多个电池包220分别连通，两排机柜210分别对应设置了两排出水分管520。前排的机柜210与前排的出水分管520连通，后排的机柜210与后排的出水分管520连通。如此设置，出水分管520并联在出水总管510上，比起出水分管520串联在出水总管510上的流阻更低。

循环液从电池包220流出，依次流入前后两个分支的出水分管520、上方的出水总管510、最后流回控温装置90。循环液在控温装置90、进水总管410、进水分管420、电池包220，出水分管520、出水总管510之间形成循环回路，通过控温装置90加热或冷却，从而对电池包220进行控温。

本实施例中，进水分管420靠近进水总管410的一端设有控制阀60，其中一个控制阀60对应其中一个进水分管420，控制阀60关闭时，对应的进水分管420无法流通循环液，如单向阀、两通阀等。或者，进水总管410与进水分管420连通处设有控制阀60，如三通阀等，可以控制应对的进水分管420无法流通循环液。其中，单向阀、两通阀、三通阀可以单独使用，也可以混合使用，根据需求选择，此处不做限制。

本实施例中，出水分管520靠近出水总管510的一端设有控制阀60，其中一个控制阀60对应其中一个出水分管520，控制阀60关闭时，对应的出水分管520无法流通循环液。或者，出水总管510与出水分管520连通处设有控制阀60。其原理与结构与进水分管420处的控制阀60类似，此处不再赘述。

由于进水分管420和出水分管520均可以被单独控制循环液的流通，因此，当其中一个机柜210内的电池包220出现故障时，可以关闭对应的控制阀60，以该阻止机柜210内循环液的流通，可以单独对该机柜210内的电池包220进行维修，确保单簇故障不会导致整个系统停机。

本实施例中，进水总管410和进水分管420之间可以通过快接式或快插式接头连通，装配方便可靠。

本实施例中，出水总管510和出水分管520之间可以通过快接式或快插式接头连通，装配方便可靠。

本实施例中，管道系统的顶端设有泄气阀。可以将泄气阀设置在出水总管510上，如第四管体511、第五管体512、第六管体513的顶端或侧面。泄气阀保证了管道系统内部循环液充盈，无空气残留。

本实施例中，为了避免电池室20内积水如漏液和冷凝水，电池室20内的底端可以设有集水盘，集水盘可以设置管道系统的下方。

本实施例中，还可以设置地漏，以便集水盘中的积水流出柜机主体1。

本实施例中，还可以包括监控装置，监控装置设置在集水盘内，监控装置可以监测集水盘内的水量而得知系统泄漏量大小，从而防护系统和监测系统的泄漏。

本实施例中，电池包220的进水口和出水口处均设有软管，其中一个电池包220设置两个软管，一个软管两端分别连通电池包220的进水口和进水分管420，另一个软管两端分别连通电池包220的出水口和出水分管520，装配容错率高，可装配性高。

可以理解的是，快接式或快插式接头还可以应用在其他管道之间，如进水分管420和软管之间、出水分管520和软管之间等，只要可以方便管道之间的装配即可，此处不做限制。

本实施例中，控温装置90的进水口和出水口处均设有软管。一个软管的两端分别连通控温装置90的出水口和管道系统的进水口，另一个软管的两端分别连通控温装置90的进水口和管道系统的出水口，装配容错率高，可装配性高。或者，控温装置90的进水口和出水口处均设有法兰与管道系统连接。其中，法兰和软管可以单独使用，也可以混合使用。

本实施例中，机柜210底端四面均设有叉车孔，可供叉车移动整个机柜210，支持整簇安装，效率较高，且移动方向不受限制。

本实施例中，电气室30里还可以设置控制柜10，控制柜10可以设置在控温装置90的背面或者侧面。控制柜10主要负责储能电池柜的信息、电能交互以及控温装置90的开启与关闭等。

本实施例中，电池室20里还可以设置高压盒，高压盒可以位于机柜210的底层。高压盒引出的线束从机柜210底部线槽引至控制柜10。

本实施例中，电气室30还可以设置消防系统，消防系统包括储气罐和控制盒，消防系统的顶端设有消防管道80，消防管道80与储气罐连通，且消防管道80从消防系统的顶端延伸至电池室20的顶部，以便对柜机主体1内部进行灭火。

本实施例中，控温装置90的顶端设有风道910，风道910与柜机主体1外部连通，控温装置90的背面或侧面设有进风口，空气通过进风口进入控温装置90，再从顶部的风道910排出控温装置90，以便控温装置90热量循环。

本实施例中提供的储能电池柜，当电池工作时，需要对电池包220的温度进行控制，控温装置90的循环液经过控温装置90加热或者冷却后，从底部的进水总管410、前后两个分支的进水分管420、软管进入电池包220，在电池包220内对电池进行加热或冷却，循环液在通过软管、前后两个分支的出水分管520、顶部出水总管510后，回流至控温装置90，如此循环，达到对电池包220温度的控制。从而有效均衡电池包220内电池的温度，提高电池使用效率及安全。

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 (10)

1.一种储能电池柜，其特征在于，包括：柜机主体和位于所述柜机主体内的电池室和电气室，所述电气室内设有控温装置，所述电池室内设有管道系统；

所述管道系统包括进水管和出水管，所述进水管的一端与所述控温装置的出水口连通，所述进水管的另一端用于与所述电池室内电池包的进水口连通，所述出水管的一端与所述控温装置的进水口连通，所述出水管的另一端用于与所述电池包的出水口连通。

2.根据权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述电池室内还包括多个机柜以及层叠设置在所述机柜内的多个电池包，多个所述机柜并列排成至少两排，其中一排所述电池包的背面与相邻的另一排所述电池包的背面相对设置。

3.根据权利要求2所述的储能电池柜，其特征在于，所述进水管包括：横向设置的进水总管和多个竖向间隔设置的进水分管，所述进水总管设置于所述电池室内的底端，所述进水总管包括靠近前侧的第一管体、靠近后侧的第二管体和靠近所述电气室一侧的第三管体，所述第三管体的两端分别连通所述第一管体和所述第二管体；

多个所述进水分管并列成两排，其中一排所述进水分管靠近所述电池室前侧且与所述第一管体连通，另一排所述进水分管靠近所述电池室后侧且与所述第二管体连通；

其中一个所述进水分管对应连通其中一个所述机柜内的各所述电池包的进水口。

4.根据权利要求3所述的储能电池柜，其特征在于，所述出水管包括：横向设置的出水总管和多个竖向间隔设置的出水分管，所述出水总管设置于所述电池室内的顶端，所述出水总管包括靠近前侧的第四管体、靠近后侧的第五管体和靠近所述电气室一侧的第六管体，所述第六管体的两端分别连通所述第四管体和所述第五管体；

多个所述出水分管并列成两排，其中一排所述出水分管靠近所述电池室前侧且与所述第四管体连通，另一排所述出水分管靠近所述电池室后侧且与所述第五管体连通；

其中一个所述出水分管对应连通其中一个所述机柜内的各所述电池包的出水口。

5.根据权利要求4所述的储能电池柜，其特征在于，所述进水分管靠近所述进水总管的一端或者所述进水总管与所述进水分管连通处设有控制阀；

所述出水分管靠近所述出水总管的一端或者所述出水总管与所述出水分管连通处设有控制阀。

6.根据权利要求4所述的储能电池柜，其特征在于，所述进水总管和所述进水分管之间通过快接式或快插式接头连通；

或/和，所述出水总管和所述出水分管之间通过快接式或快插式接头连通。

7.根据权利要求1-6任一所述的储能电池柜，其特征在于，所述管道系统的顶端设有泄气阀。

8.根据权利要求1-6任一所述的储能电池柜，其特征在于，所述电池室内的底端设有集水盘和/或地漏；

所述集水盘内设有监控装置。

9.根据权利要求2-6任一所述的储能电池柜，其特征在于，所述电池包的进水口和出水口处均设有软管；

和/或，所述控温装置的进水口和出水口处均设有软管。

10.根据权利要求2-6任一所述的储能电池柜，其特征在于，所述机柜底端四面均设有叉车孔。

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