CN114173541A - 一种应急储能箱高效散热装置 - Google Patents

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唐学用
黄玉辉
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冀红超
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Abstract

本发明公开了一种应急储能箱高效散热装置，包括车体，所述车体上安装有驱动组件与水冷组件；以及，储能箱，安装在所述车体上，包括储能箱本体、安装在所述箱体上的通风组件、与所述驱动组件连接的散热组件。本发明结构简单，无需复杂操作即可通过多种散热方式在狭小的空间内对储能箱进行散热，散热方式高效快速，通过车辆移动时的风能对储能箱内部快速散热，无需过多消耗储能箱本身储存的电能，节能环保。

Description

一种应急储能箱高效散热装置
技术领域
本发明涉及储能箱技术领域，特别是一种应急储能箱高效散热装置。
背景技术
移动式储能供电系统是一种以集装箱座做载体，以机动车为运输工具，内置储能电池、储能变流器以及监控系统的能实现电能随时、随地、随需求运输调度的供电系统。与传统的供电相比，其能够更好的满足各种复杂环境的供电，也能满足应急供电需求。而由于电池、变流器等各中设备部件集中安装在狭小的空间中，这些能源储存设备会产生大量的热量，在相对拥挤的狭小空间中，仅靠风扇散热很难满足需求。因此需要一种应急储能箱高效散热装置，能够高效快速地对储能箱进行散热。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的移动式储能箱中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于需要一种应急储能箱高效散热装置，解决当前现有移动储能箱散热效果差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应急储能箱高效散热装置，包括车体，所述车体上安装有驱动组件与水冷组件；以及，储能箱，安装在所述车体上，包括储能箱本体、安装在所述箱体上的通风组件、与所述驱动组件连接的散热组件。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述储能箱本体包括箱体与箱盖，所述箱体分为置物层与水冷层，所述置物层的两端均设有第一通风口，所述第一通风口向所述箱体内延伸形成通风道，所述通风组件安装在所述第一通风口内，所述水冷组件安装在所述水冷层中，所述水冷层的两端设有第二通风口，所述第二通风口与所述第一通风口朝向相同。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述通风组件包括滤尘网、散热器、第一散热扇，所述滤尘网安装在所述第一通风口上，从所述第一通风口向所述箱体内的安装顺序依次是滤尘网、散热器、第一散热扇，所述不同侧的两个第一散热扇的风向相同。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述水冷组件包括散热弯管、冷却液箱、齿轮泵，所述水冷层内设有肋片结构，所述肋片结构的空隙朝向与所述第二通风口朝向相同，所述肋片结构之间还设有弯管槽，所述水冷层侧壁上设有穿管孔，所述散热弯管安装在所述弯管槽内，所述散热弯管的管道两端穿过所述穿管孔，所述冷却液箱与所述齿轮泵安装在所述车体内，所述散热弯管、冷却液箱、齿轮泵之间通过管道连接，所述齿轮泵与所述驱动组件连接，所述第二通风口内还安装有第二散热扇。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述驱动组件包括涡轮与涡轮壳，所述涡轮与涡轮壳安装在所述车体顶部，所述涡轮设于所述涡轮壳内，所述涡轮的轴穿过所述涡轮壳进入所述车体并与所述齿轮泵连接，所述涡轮壳设有出风口与渐缩的进风口，所述出风口与所述进风口位于不同高度上。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述散热组件包括固定壳、换热管道，所述固定壳为L型中空结构，所述固定壳的两个端部分为冷端与热端，所述箱体侧壁上设有安装孔，所述固定壳固定安装在所述安装孔内，所述热端位于所述储能箱本体内。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述固定壳内设有驱动件、活塞杆、活塞头，所述驱动件安装在所述固定壳内部拐角中部，所述驱动件一面上设有转轴，另一面上设有铰接头，所述转轴穿过所述固定壳侧壁与所述涡轮的输出轴相连接。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述活塞杆与所述活塞头均设有两个，所述两个活塞头分别安装在所述冷端与热端内，所述两个活塞杆的一端均铰接在所述驱动件的铰接头上，所述两个活塞杆的另一端分别与两个活塞头铰接。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述换热管道包括内置管道与外置管道，所述箱盖上设有通孔，所述内置管道位于所述箱体内，所述内置管道的一端与所述热端连通，所述内置管道的另一端穿过所述通孔并与所述外置管道的一端连通，所述外置管道的另一端与所述冷端相连。
作为本发明所述应急储能箱高效散热装置的一种优选方案，其中：所述外置管道中段还设有容置管道，所述容置管道与所述外置管道连通，所述容置管道设有吸热物质，所述吸热物质采用金属丝，所述容置管道外侧还设有肋片结构。
本发明有益效果为：本发明结构简单，无需复杂操作即可通过多种散热方式在狭小的空间内对储能箱进行散热，散热方式高效快速，通过车辆移动时的风能对储能箱内部快速散热，无需过多消耗储能箱本身储存的电能，节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为应急储能箱高效散热装置的整体装配示意图。
图2为应急储能箱高效散热装置的爆炸结构图。
图3为应急储能箱高效散热装置的水冷组件示意图。
图4为应急储能箱高效散热装置的剖面结构图。
图5为应急储能箱高效散热装置的水冷层结构图。
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，下面结合说明书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，但是本发明还可以采用其他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推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1～5，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种应急储能箱高效散热装置，其能够对储能箱进行快速高效散热。应急储能箱高效散热装置包括车体100，车体100上安装有驱动组件101与水冷组件102；以及，储能箱200，安装在车体100上，包括储能箱本体201、安装在箱体201上的通风组件202、与驱动组件101连接的散热组件203。车体100后部车厢设有容置空间，储能箱200安装在后部车厢中，车体100的后部及两侧均可打开，储能箱200上的接口、显示器等朝向车体后部开口。
具体的，储能箱本体201包括箱体201a与箱盖201b，箱体201a分为置物层201c与水冷层201d，置物层201c的两端均设有第一通风口201c-1，第一通风口201c-1向箱体201a内延伸形成通风道，通风组件202安装在第一通风口201c-1内，水冷组件102安装在水冷层201d中，水冷层201d的两端设有第二通风口201d-1，第二通风口201d-1与第一通风口201c-1朝向相同。
进一步的，通风组件202包括滤尘网202a、散热器202b、第一散热扇202c，滤尘网202a安装在第一通风口201c-1上，从第一通风口201c-1向箱体201a内的安装顺序依次是滤尘网202a、散热器202b、第一散热扇202c，不同侧的两个第一散热扇202c的风向相同。散热器为肋片式结构，气流在经过通风组件202时，由滤尘网202a过滤掉空气中的灰尘，防止灰尘进入储能箱内部。两个散热扇202c风向朝向同一方向，有利于加速储能箱内的空气流通。
在该实施例中，储能箱内还设有储能电池、监控系统、电池管理单元、报警装置、变流器、变压器等(图中未示出)。储能电池由若干电芯串并联构成，通过串联形成的电池组可以提升系统电压，再将电池组并联提升总电池的系统容量；监控系统则包括处理器、通讯模块、数据采集分析模块、温湿度采集模块等，用于实现对外通讯、数据处理、对内部各部件的控制；电池管理单元则用于检测电压与电流，保证整个电池的电芯电压均衡，避免电芯之间产生环流，影响系统运行效率。储能箱上安装有显示器、指示灯等，各传感器检测结果以及电池电量情况等可通过显示器显示出来。此外，在车体顶部也可安装光伏组件，通过光伏发电将电能储存在储能箱内部电池中，对储能箱内部各部件的耗电形成互补。
实施例2
参照图1～5，为本发明的第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，其与上一个实施例不同的是，还包括相互配合的驱动组件101与水冷组件102。
具体的，再进一步的，水冷组件102包括散热弯管102a、冷却液箱102b、齿轮泵102c，水冷层201d内设有肋片结构，肋片结构的空隙朝向与第二通风口201d-1朝向相同，肋片结构之间还设有弯管槽201d-2，水冷层201d侧壁上设有穿管孔201d-3，散热弯管102a安装在弯管槽201d-2内，散热弯管102a的管道两端穿过穿管孔201d-3，冷却液箱102b与齿轮泵102c安装在车体100内，散热弯管102a、冷却液箱102b、齿轮泵102c之间通过管道连接，齿轮泵102c与驱动组件101连接，第二通风口201d-1内还安装有第二散热扇201d-4。
进一步的，驱动组件101包括涡轮101a与涡轮壳101b，涡轮101a与涡轮壳101b安装在车体100顶部，涡轮101a设于涡轮壳101b内，涡轮101a的轴穿过涡轮壳101b进入车体100并与齿轮泵102c连接，涡轮壳101b设有出风口101b-1与渐缩的进风口101b-2，出风口101b-1与进风口101b-2位于不同高度上。
在该实施例中，由于储能箱底部长期与车体接触，无法进行通风，散热效果也较差，通过设置散热弯管102a，可有效吸收储能箱底部的热量，再通过齿轮泵102c加强散热弯管102a内部的冷却液流动，达到快速散热效果，配合第二散热扇201d-4加强水冷层201d内空气流动，促进温度转换。
实施例3
参照图1～5，为本发明的第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，其与上一个实施例不同的是，还包括散热组件203，安装在储能箱200内。
具体的，散热组件203包括固定壳203a、换热管道203b，固定壳203a为L型中空结构，固定壳203a的两个端部分为冷端203a-1与热端203a-2，箱体201a侧壁上设有安装孔201a-1，固定壳203a固定安装在安装孔201a-1内，热端203a-2位于储能箱本体201内。固定壳203a为密封结构，其由容易传导温度的金属材料制成，金属材料外壳可设绝缘层，避免对储能箱内部设备产生影响。固定壳203a的外壳与安装孔201a-1之间完全贴合。
其中，固定壳203a内设有驱动件203a-3、活塞杆203a-4、活塞头203a-5，驱动件203a-3安装在固定壳203a内部拐角中部，驱动件203a-3一面上设有转轴，另一面上设有铰接头，转轴穿过固定壳203a侧壁与涡轮101a的输出轴相连接。活塞杆203a-4与活塞头203a-5均设有两个，两个活塞头203a-4分别安装在冷端203a-1与热端203a-2内，两个活塞杆203a-4的一端均铰接在驱动件203a-3的铰接头上，两个活塞杆203a-4的另一端分别与两个活塞头203a-5铰接。驱动件203a-3转动，由于两根活塞杆203a-4铰接在驱动件203a-3上的同一位置，驱动件203a-3转动带动活塞头203a-5运动时，一个活塞头203a-5收缩时，另一活塞头203a-5则推进。
进一步的，换热管道203b包括内置管道203b-1与外置管道203b-2，箱盖201b上设有通孔201b-1，内置管道203b-1位于箱体201a内，内置管道203b-1的一端与热端203a-2连通，内置管道203b-1的另一端穿过通孔201b-1并与外置管道203b-2的一端连通，外置管道203b-2的另一端与冷端203a-1相连。外置管道203b-2中段还设有容置管道203b-3，容置管道203b-3与外置管道203b-2连通，容置管道203b-3设有吸热物质，吸热物质采用金属丝。换热管道203b与固定壳203a固定连接形成一个封闭的环路，其中换热管道203b与固定壳203a的数量和体积大小可根据储能箱大小以及散热效率进行增加或是减少，根据空间大小和散热情况，外置管道203b-2可位于车体外部。
在该实施例中，散热组件203的散热原理为：初始状态下的热端203a-2与冷端203a-1内部活塞留出的空间大小相当，当储能箱内部温度升高时，由于散热组件203内部为封闭状态，位于储能箱内部的热端203a-2内的气体受热产生膨胀，当驱动件203a-3转动时，热端203a-2活塞运动，使得热端203a-2气体占据的空腔变大，冷端203a-1内温度相对较低的气体在另一个活塞的推动下向热端203a-2流动进行中和；活塞对热端203a-2的气体进行挤压时，较热的气体穿过金属丝进行快速散热，冷却后的气体进入冷端203a-1，热端203a-1在整个流程下不断从储能箱内吸热，从而达到对储能箱内部的散热。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种应急储能箱高效散热装置，其特征在于：包括，
车体(100)，所述车体(100)上安装有驱动组件(101)与水冷组件(102)；以及，
储能箱(200)，安装在所述车体(100)上，包括储能箱本体(201)、安装在所述箱体(201)上的通风组件(202)、与所述驱动组件(101)连接的散热组件(203)。
2.如权利要求1所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述储能箱本体(201)包括箱体(201a)与箱盖(201b)，所述箱体(201a)分为置物层(201c)与水冷层(201d)，所述置物层(201c)的两端均设有第一通风口(201c-1)，所述第一通风口(201c-1)向所述箱体(201a)内延伸形成通风道，所述通风组件(202)安装在所述第一通风口(201c-1)内，所述水冷组件(102)安装在所述水冷层(201d)中，所述水冷层(201d)的两端设有第二通风口(201d-1)，所述第二通风口(201d-1)与所述第一通风口(201c-1)朝向相同。
3.如权利要求2所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述通风组件(202)包括滤尘网(202a)、散热器(202b)、第一散热扇(202c)，所述滤尘网(202a)安装在所述第一通风口(201c-1)上，从所述第一通风口(201c-1)向所述箱体(201a)内的安装顺序依次是滤尘网(202a)、散热器(202b)、第一散热扇(202c)，所述不同侧的两个第一散热扇(202c)的风向相同。
4.如权利要求3所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述水冷组件(102)包括散热弯管(102a)、冷却液箱(102b)、齿轮泵(102c)，所述水冷层(201d)内设有肋片结构，所述肋片结构的空隙朝向与所述第二通风口(201d-1)朝向相同，所述肋片结构之间还设有弯管槽(201d-2)，所述水冷层(201d)侧壁上设有穿管孔(201d-3)，所述散热弯管(102a)安装在所述弯管槽(201d-2)内，所述散热弯管(102a)的管道两端穿过所述穿管孔(201d-3)，所述冷却液箱(102b)与所述齿轮泵(102c)安装在所述车体(100)内，所述散热弯管(102a)、冷却液箱(102b)、齿轮泵(102c)之间通过管道连接，所述齿轮泵(102c)与所述驱动组件(101)连接，所述第二通风口(201d-1)内还安装有第二散热扇(201d-4)。
5.如权利要求4所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述驱动组件(101)包括涡轮(101a)与涡轮壳(101b)，所述涡轮(101a)与涡轮壳(101b)安装在所述车体(100)顶部，所述涡轮(101a)设于所述涡轮壳(101b)内，所述涡轮(101a)的轴穿过所述涡轮壳(101b)进入所述车体(100)并与所述齿轮泵(102c)连接，所述涡轮壳(101b)设有出风口(101b-1)与渐缩的进风口(101b-2)，所述出风口(101b-1)与所述进风口(101b-2)位于不同高度上。
6.如权利要求5所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述散热组件(203)包括固定壳(203a)、换热管道(203b)，所述固定壳(203a)为L型中空结构，所述固定壳(203a)的两个端部分为冷端(203a-1)与热端(203a-2)，所述箱体(201a)侧壁上设有安装孔(201a-1)，所述固定壳(203a)固定安装在所述安装孔(201a-1)内，所述热端(203a-2)位于所述储能箱本体(201)内。
7.如权利要求6所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述固定壳(203a)内设有驱动件(203a-3)、活塞杆(203a-4)、活塞头(203a-5)，所述驱动件(203a-3)安装在所述固定壳(203a)内部拐角中部，所述驱动件(203a-3)一面上设有转轴，另一面上设有铰接头，所述转轴穿过所述固定壳(203a)侧壁与所述涡轮(101a)的输出轴相连接。
8.如权利要求7所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述活塞杆(203a-4)与所述活塞头(203a-5)均设有两个，所述两个活塞头(203a-4)分别安装在所述冷端(203a-1)与热端(203a-2)内，所述两个活塞杆(203a-4)的一端均铰接在所述驱动件(203a-3)的铰接头上，所述两个活塞杆(203a-4)的另一端分别与两个活塞头(203a-5)铰接。
9.如权利要求8所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述换热管道(203b)包括内置管道(203b-1)与外置管道(203b-2)，所述箱盖(201b)上设有通孔(201b-1)，所述内置管道(203b-1)位于所述箱体(201a)内，所述内置管道(203b-1)的一端与所述热端(203a-2)连通，所述内置管道(203b-1)的另一端穿过所述通孔(201b-1)并与所述外置管道(203b-2)的一端连通，所述外置管道(203b-2)的另一端与所述冷端(203a-1)相连。
10.如权利要求9所述的应急储能箱高效散热装置，其特征在于：所述外置管道(203b-2)中段还设有容置管道(203b-3)，所述容置管道(203b-3)与所述外置管道(203b-2)连通，所述容置管道(203b-3)设有吸热物质，所述吸热物质采用金属丝，所述容置管道(203b-3)外侧还设有肋片结构。
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