CN113644359A - 一种储能系统用电池架、电池温控系统以及储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种储能系统用电池架、电池温控系统以及储能系统，一种储能系统用电池架，所述储能系统用电池架包括支架以及底板；所述支架与加热管路连接，所述支架形成一系列用于放置电池模组的安装格间；所述底板设置于所述支架上，位于每个所述安装格间的底面，所述底板与冷却管路连接。本发明提供的储能系统用电池架将支架与加热管路相连，将底板与冷却管路相连，利用支架以及底板分别实现加热与冷却功能，这种温控方式有利于实现电池模组的温度均衡，且能耗小，节能环保。

Description

一种储能系统用电池架、电池温控系统以及储能系统
技术领域
本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种储能系统用电池架、电池温控系统以及储能系统。
背景技术
目前在锂离子电池大型储能领域，基本都是先将锂电池单体通过串并联的方式先组合成模组，然后通过或串或并的方式将模组组装成电池包，电池包再通过串并联方式安装在电池架上组成电池簇，然后再将多个电池簇固定在集装箱或室内，组成大型储能系统。
随着储能市场的发展，用户要求储能系统能够具有更高的集中度，增加单位体积的储存能量，因此使用大型电池及其组装成的电池模组和电池包，而数量众多的锂离子电池组成的储能系统在充放电时会产生大量的热量，需要通过强力的空调风冷或使用液冷方式降温，而在低温时又需要加热使电池温度升高。
而现有的技术方案无论是使用空调风冷还是液冷的方式都需要消耗大量的电力，这与储能节能降耗的目的背道而驰，尤其是在气温相差较大或低温时长或高温时长的地区。即使如此，也难以保持电池温度一致，使得电池的均一性差，影响系统的使用寿命。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种储能系统用电池架，旨在解决现有技术电池模组温度均一性差的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种储能系统用电池架，所述储能系统用电池架包括支架以及底板；
所述支架与加热管路连接，所述支架形成一系列用于放置电池模组的安装格间；
所述底板设置于所述支架上，位于每个所述安装格间的底面，所述底板与冷却管路连接。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电池温控系统，所述电池温控系统包括：
如本发明实施例所述的储能系统用电池架；以及
供热系统以及制冷系统；所述供热系统通过加热管路与所述电池架的支架连接，所述制冷系统通过冷却管路与所述电池架的底板连接。
本发明实施例的另一目的在于提供一种储能系统，所述储能系统包括：
集装箱式外壳；以及
如本发明实施例所述的电池温控系统，所述电池温控系统的电池架上安装有电池模组。
本发明提供的储能系统用电池架将支架与加热管路相连，将底板与冷却管路相连，利用支架以及底板分别实现加热与冷却功能，这种温控方式主要是利用热的良导体的传热作用实现温控，有利于实现电池模组的温度均衡，且由于传热导体与环境的温差较小，与环境进行交换的热量少，相对于传统空调等方式的温控，波动小，稳定性好，同时能耗小，节能环保；且这种方式在结构上完全利用了电池本身的架结构，极少额外的空间占用，提高了储能系统内部空间的利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的储能系统用电池架的支架立体结构图；
图2为本发明实施例提供的储能系统用电池架的底板立体结构图；
图3为本发明实施例提供的储能系统结构图；
图4为图3的局部视图
附图中：1、支架；11、立柱；12、第二横梁；13、第一横梁；2、底板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1-4所示，为本发明实施例提供的一种储能系统用电池架的结构图，所述储能系统用电池架包括支架1以及底板2；
所述支架1与加热管路连接，所述支架1形成一系列用于放置电池模组的安装格间；
所述底板2设置于所述支架1上，位于每个所述安装格间的底面，所述底板2与冷却管路连接。
在本发明实施例中，这里的连接包括两种方式，一种是相互连接固定，另一种是内部水路或者气种相连通。支架1上形成一系统用于放置电池模组的安装格间，每个安装格间内放置一个电池模组，则支架1既是电池模组的支架1结构，同时也是电池模组的温控结构，可以使得电池模组的间距极大地缩小，电池模组之间不需要预留容空气流通的空隙，提高了空间的利用率。
在本发明实施例中，底板2设置于支架1上，这里的设置可以是放置也可以是固定设置。每个安装格间的底面都设置有底板2，利用底板2进行散热，可以更有效地带走电池模组工作产生的热量。
此外，在本发明实施例中，支架1为加热结构，底板2为冷结构，是利用了电池模组工作时自身会产生热量的特征，此时，要对电池模组进行加热时，不宜直接加热电池模组，而是通过支架1进行传热，通过使周围局部环境升温的方式提高电池模组的温度，保证了加热过程的安全。
本发明提供的储能系统用电池架将支架1与加热管路相连，将底板2与冷却管路相连，利用支架1以及底板2分别实现加热与冷却功能，这种温控方式主要是利用热的良导体的传热作用实现温控，有利于实现电池模组的温度均衡，且由于传热导体与环境的温差较小，与环境进行交换的热量少，相对于传统空调等方式的温控，波动小，稳定性好，同时能耗小，节能环保；且这种方式在结构上完全利用了电池本身的架结构，极少额外的空间占用，提高了储能系统内部空间的利用率。
在本发明一个实施例中，所述支架1包括横梁以及立柱11，所述横梁以及所述立柱11均采用中空管道制作，所述横梁与所述立柱11均与加热管路连通。
在本发明实施例中，中空管可以是圆管或者方管；管与管之间的连接可以采用焊接或者管道连接件连接，管道连接件包括弯头、二通、三通等。将横梁与立柱11均与加热管路连通，可以使加热管路中的介质流入到立柱11或者横梁内，从而对电池模组进行加热。介质具体可以水等。
在本发明一个实施例中，所述横梁包括第一横梁13以及第二横梁12；
在每个所述安装格间的底面，所述第一横梁13所述第二横梁12位于同一水平面，且第一横梁13横向等间距排布多根，所述第二横梁12纵向设置有两根，且两根所述第二横梁12分设于所述第一横梁13的两端，每根所述第一横梁13均与两根所述第二横梁12连通；
所述第二横梁12的两端与所述立柱11连接，且所述第二横梁12与所述立柱11连通。
在本发明实施例中，第一横梁13与第二横梁12相互垂直，第一横梁13设置有若干根且等间距排布，第二横梁12设置有两根且位于第一横梁13的两端，每根第一横梁13的两端均与第二横梁12连通，导热介质通过一侧的第二横梁12流入第一横梁13中，再进入另一侧的第二横梁12内。
在本发明实施例中，进一步地，第二横梁12与立柱11连接，导热介质的基本流动过程为：立柱11—第二横梁12—第一横梁13—立柱11，立柱11起到了主管道的作用。
在本发明一个实施例中，所述支架1包括横梁以及立柱11；
所述横梁的两端伸出所述安装格间的两侧后与穿入所述加热管路内部；
所述立柱11的上下两端穿入加热管路内部。
在本发明实施例中，立柱11与横梁可以采用金属实心杆制作，主要利用金属优良的导热性能，这种方式下，结构较管状更为简单，导热的效率稍低，适用于对温度变化速度要求较低的场合。可以理解，此时可以选用导热率较好的金属材料。
在本发明一个实施例中，所述底板2内开设有冷却回路，所冷却回路与所述冷却管路连通；
所述冷却回路呈蛇形布置。
在本发明实施例中，冷却回路可以设置为S形或者折线形，且往复设置。优选地，冷却回路的进出口位于底板2的同侧，即安装状态下，电池架靠近箱体或者室内壁面的一侧，避免占用室内或者箱体中央过道的空间。优选地，每块底板2冷却回路的进出口均设置有电磁阀，电磁阀的通断由系统根据温度传感器采集到的温度信息确定。
在本发明一个实施例中，所述底板2上开设有与电池模组底部凸起匹配的凹槽，所述凹槽位于蛇形冷却回路的间隔之间。
在本发明实施例中，电池模组底部设置有与上述凹槽配合的凸起，电池模组安装于底板2上，凸起与凹槽配合，一方面使两者的安装固定更为可靠，另一方面，增大了两者的接触面积，有利于冷却散热。在底板2上开设凹槽，去除了底板2上的部分材料，可以加速电池模组与冷却回路内介质的热量交换，使冷却回路与电池模组的距离更接近。
在本发明一个实施例中，所述底板2的至少一侧伸出所述安装格间之外，伸出的部分穿入冷却管路内部。
在本发明实施例中，底板2的至少一侧伸出安装格间之外，优选为左右两侧，伸出的部分穿入冷却管路内部，使冷却管路内流动的介质直接与底板2接触，从而加速热量交换。
本发明实施例还提供了一种电池温控系统，所述电池温控系统包括：
如本发明实施例所述的储能系统用电池架；以及
供热系统以及制冷系统；所述供热系统通过加热管路与所述电池架的支架1连接，所述制冷系统通过冷却管路与所述电池架的底板2连接。
在本发明实施例中，供热系统可以采用中小型电炉等，制冷系统可以是空调、冷却塔、制冷机构成的冷却回路等，对于具体实现方式，本发明实施例不作具体限定。
本发明实施例还提供了一种储能系统，所述储能系统包括：
集装箱式外壳；以及
如本发明实施例所述的电池温控系统，所述电池温控系统的电池架上安装有电池模组。
在本发明实施例中，外壳采用集装箱式外壳，这种结构的外壳现有技术较为常用，实现较为简单；应用于本发明，可以更充分地利用集装箱内的空间，极大地减小相邻电池模组之间的间隙，甚至使相邻电池模组抵靠在一起。
在本发明一个实施例中，所述电池模组的顶部设置有弹性塑料盖板，所述弹性塑料盖板用于上下层电池模组的绝缘、减少热量传递以及加固安装。
在本发明实施例中，进一步地，电池模组均抵靠弹塑料板，利用弹性塑料板的弹性可以使使电池模组安装更为可靠，同时，塑料材质可以起到绝缘作用，减小热量在不同电池模组之间的传递。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能系统用电池架，其特征在于，所述储能系统用电池架包括支架以及底板；
所述支架与加热管路连接，所述支架形成一系列用于放置电池模组的安装格间；
所述底板设置于所述支架上，位于每个所述安装格间的底面，所述底板与冷却管路连接。
2.根据权利要求1所述的储能系统用电池架，其特征在于，所述支架包括横梁以及立柱，所述横梁以及所述立柱均采用中空管道制作，所述横梁与所述立柱均与加热管路连通。
3.根据权利要求2所述的储能系统用电池架，其特征在于，所述横梁包括第一横梁以及第二横梁；
在每个所述安装格间的底面，所述第一横梁所述第二横梁位于同一水平面，且第一横梁横向等间距排布多根，所述第二横梁纵向设置有两根，且两根所述第二横梁分设于所述第一横梁的两端，每根所述第一横梁均与两根所述第二横梁连通；
所述第二横梁的两端与所述立柱连接，且所述第二横梁与所述立柱连通。
4.根据权利要求1所述的储能系统用电池架，其特征在于，所述支架包括横梁以及立柱；
所述横梁的两端伸出所述安装格间的两侧后与穿入所述加热管路内部；
所述立柱的上下两端穿入加热管路内部。
5.根据权利要求1所述的储能系统用电池架，其特征在于，所述底板内开设有冷却回路，所冷却回路与所述冷却管路连通；
所述冷却回路呈蛇形布置。
6.根据权利要求5所述的储能系统用电池架，其特征在于，所述底板上开设有与电池模组底部凸起匹配的凹槽，所述凹槽位于蛇形冷却回路的间隔之间。
7.根据权利要求1所述的储能系统用电池架，其特征在于，所述底板的至少一侧伸出所述安装格间之外，伸出的部分穿入冷却管路内部。
8.一种电池温控系统，其特征在于，所述电池温控系统包括：
如权利要求1-7任意一项所述的储能系统用电池架；以及
供热系统以及制冷系统；所述供热系统通过加热管路与所述电池架的支架连接，所述制冷系统通过冷却管路与所述电池架的底板连接。
9.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括：
集装箱式外壳；以及
如权利要求8所述的电池温控系统，所述电池温控系统的电池架上安装有电池模组。
10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述电池模组的顶部设置有弹性塑料盖板，所述弹性塑料盖板用于上下层电池模组的绝缘、减少热量传递以及加固安装。
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