CN115101847A - 储能电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种储能电池系统,包括电池箱、电池簇及空调;电池簇形成有沿第一水平方向相对设置的电池进气口和电池出气口;电池箱内形成有位于电池箱顶部的第一静压腔、沿竖向设置的第二静压腔、位于电池进气口和电池箱对应侧壁之间的冷通道,及位于电池出气口和电池箱对应侧壁之间的热通道,冷通道和热通道相互隔离;第一静压腔具有第一进口,及与第二静压腔上部连通的第一气孔阵列;第二静压腔与电池进气口沿第二水平方向分布,还形成有与冷通道连通的第二气孔阵列,第二气孔阵列沿竖向分布。本发明能在竖向上使冷气均匀分布,避免低处远离第一进口的电池模组形成热量堆积的问题,无需设置额外管路,缩小冷气流通路径,提升冷却效率。
Description
技术领域
本发明属于电力设备技术领域,具体涉及一种储能电池系统。
背景技术
储能电池主要是指使用于太阳能发电设备、风力发电设备以及其他可再生能源储蓄能源用的蓄电池。储能电池系统多设于户外,主要包括电池箱、设于电池箱内的电池簇(由多个层叠放置的电池模组和高压箱放置于电池架组成)以及设于电池箱上的散热装置。
由于储能电池的电池模组多为非超高功率,出于稳定性(风机失效造成电芯温度高、系统均温性差)、维护性(风机失效需要维护)、成本等考虑,储能电池系统往往采用无风机方式(被动式的自然散热)的散热方式,散热装置一般采用空调。带风机的主动式散热式电池模组,在风机的驱动下能够较好地确保模组的风量(影响到电芯温度)和各模组风量的一致性(影响到系统电芯温差),而被动式散热的电池模组的散热性能则主要取决于系统输送的风量是否充足。
现有的储能电池系统中,存在因采用被动散热的方式,送风风道靠近空调出风口的一端由于风速较快,流入电池模组的冷风风量反而较小,因而电池模组的设置位置往往远离空调出风口,这就导致在远离空调出风口处的电池模组容易形成热量堆积,温升较高,造成模组中电芯温升较高的问题,在空间狭小的特定户外机型中,这种问题更加严重,导致储能电池系统的使用安全性一直难以得到有效提升。以锂电池的系统为例,在工作过程中不仅要求所有电芯温度均小于最高临界值,还要求在工作状态或启动状态时所有电芯温差在一定温度范围之内(例如3℃~5℃),对于单个电池簇来说,一般情况下空调出风口设置位置比较靠上,下部电池模组内电芯的温度明显高于上部电池模组内电芯的温度,影响整个系统使用性能的可靠性和安全性。
发明内容
本发明实施例提供一种储能电池系统,旨在解决现有的储能电池中存在的远离空调出风口处的电池模组容易形成热量堆积的问题,提升储能电池系统的使用安全性。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种储能电池系统,包括:
电池箱、设于所述电池箱内的电池簇及设于所述电池箱外的空调;
所述电池簇形成有沿第一水平方向相对设置的电池进气口和电池出气口;
所述电池箱内形成有位于所述电池箱顶部的第一静压腔、沿竖向设置的第二静压腔、位于所述电池进气口和所述电池箱对应侧壁之间的冷通道,及位于所述电池出气口和所述电池箱对应侧壁之间的热通道,所述冷通道和所述热通道相互隔离;
所述第一静压腔具有连通所述空调出风口的第一进口,及与所述第二静压腔上部连通的第一气孔阵列;
所述第二静压腔与所述电池进气口沿第二水平方向分布,所述第二静压腔的另一侧壁还形成有与所述冷通道连通的第二气孔阵列,所述第二气孔阵列沿竖向分布,其中,所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向。
在一种可能的实现方式中,所述第二气孔阵列在单位分布高度内的开孔面积从上至下逐渐增大。
在一种可能的实现方式中,所述电池簇沿所述第二水平方向间隔设有多个,相邻两个所述电池簇之间形成间隔位通道,所述间隔位通道与所述冷通道和所述热通道均相互隔离,所述电池簇朝向所述间隔位通道的一侧还形成有电池侧向进气口;
所述电池簇的顶面与所述电池箱之间形成延伸通道,所述延伸通道与所述冷通道和所述热通道均相互隔离,所述延伸通道通过第三气孔阵列与所述第一静压腔的侧壁连通,所述延伸通道还与所述间隔位通道的顶端连通。
在一种可能的实现方式中,所述电池簇的顶面和所述电池箱之间还形成有第三静压腔,所述第三静压腔具有连通所述空调出风口的第二进口,还具有与所述延伸通道连通的第四气孔阵列;
所述第二进口沿所述第一水平方向与所述电池进气口相对设置,且与所述热通道相邻。
在一种可能的实现方式中,所述第一静压腔和所述第二静压腔组合形成侧向静压结构,所述侧向静压结构设有两个,且镜像对称的分布于所述热通道的相对两侧,每个所述侧向静压结构均与同一个所述冷通道连通。
在一种可能的实现方式中,所述延伸通道通过第五气孔阵列与所述间隔位通道的顶端连通。
在一种可能的实现方式中,所述第一静压腔临近所述热通道的一侧壁形成导风斜面,以将从所述第一进口进入的冷气向所述第一气孔阵列处引导。
在一种可能的实现方式中,所述电池箱的其中一侧壁设有箱门,所述空调安装于所述电池箱未设置所述箱门的其余侧壁。
在一种可能的实现方式中,所述电池箱的顶面和底面均设有防辐射层,所述电池箱的侧壁设有隔热层。
在一种可能的实现方式中,所述防辐射层包括层叠设置的空气层和隔热填料层。
本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
1)空调吹出的冷气先流入第一静压腔,由于第一静压腔具有较大的空间,因此冷气的流速得到降低,在结合第一气孔阵列对气流的分散和再次减速的作用,冷气能更加平缓均匀的流入第二静压腔;由于第二静压腔是竖向布置的静压腔,冷气在重力作用下下沉,随后充满第二静压腔,充满第二静压腔的冷气在第二气孔阵列的在此分散作用下得到进一步的均流作用,结合第二气孔阵列的竖向设置,使得冷气在高度方向上分布更加均匀,以便于与电池簇中各个高度的电池进气口相对应。本申请的储能电池系统,能在竖向上使冷气均匀分布,在高度方向上远离第一进口(空调出风口)的位置也能得到充足的冷气供应,保持风量均匀,有效避免低处远离第一进口的电池模组形成热量堆积的问题,提升使用安全性。
2)通过合理布局热通道和冷通道,使第一静压腔和第二静压腔结构更加简单紧凑,无需设置额外的管路,最大程度的缩小冷气的流通路径,提升冷却效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的储能电池系统的俯视结构示意图;
图2为本发明实施例一提供的储能电池系统的内部结构立体图;
图3为本发明实施例二提供的储能电池系统的俯视结构示意图;
图4为本发明实施例三提供的储能电池系统的俯视结构示意图;
图5为本发明实施例三提供的储能电池系统的内部结构立体图;
图6为本发明实施例四提供的储能电池系统的内部结构立体图;
图7为本发明实施例五提供的储能电池系统的俯视结构示意图;
图8为本发明实施例五提供的储能电池系统的内部结构立体图;
图9为本发明实施例五提供的储能电池系统的俯视断面结构示意图;
图10为本发明实施例六提供的储能电池系统的俯视结构示意图;
图11为本发明实施例七提供的储能电池系统的外部结构立体图;
图12为本发明实施例七提供的储能电池系统的内部结构示意图;
图13为本发明实施例七采用的电池簇、第一静压腔、第二静压腔、冷通道、热通道、间隔位通道、延伸通道和第三静压腔的配合示意图一;
图14为本发明实施例七采用的电池簇、第一静压腔、第二静压腔、冷通道、热通道、间隔位通道、延伸通道和第三静压腔的配合示意图二;
图15为本发明实施例七采用的电池簇、第一静压腔、第二静压腔、冷通道、热通道、间隔位通道、延伸通道和第三静压腔的配合示意图三;
图16为本发明实施例八采用的防辐射层与顶板的装配结构示意图。
附图标记说明:
1、电池箱;110、箱门;120、顶板;130、导风板;140、导风通道;
2、电池簇;210、电池进气口;220、电池出气口;230、电池侧向进气口;
3、空调;
4、第一静压腔;410、第一进口;420、第一气孔阵列;430、导风斜面;
5、第二静压腔;510、第二气孔阵列;
6、冷通道;
7、热通道;
8、间隔位通道;
9、延伸通道;910、第三气孔阵列;920、第五气孔阵列;
10、第三静压腔;1010、第二进口;1020、第四气孔阵列;1030、第六气孔阵列;
11、防辐射层;1110、空气层;1120、隔热填料层。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等,都是为了区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,对于方位词,如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”、“高”、“低”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系,且仅是为了便于叙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或以特定的方位构造和操作,所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,除非另有明确限定,如使用术语“固接”或“固定连接”,应作广义理解,即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式,也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中,如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形,意图在于“包含但不限于”。
请一并参阅图1至图15,现对本发明提供的储能电池系统进行说明。所述储能电池系统,包括电池箱1、设于电池箱1内的电池簇2及设于电池箱1外的空调3;电池簇2形成有沿第一水平方向相对设置的电池进气口210和电池出气口220;电池箱1内形成有位于电池箱1顶部的第一静压腔4、沿竖向设置的第二静压腔5、位于电池进气口210和电池箱1对应侧壁之间的冷通道6,及位于电池出气口220和电池箱1对应侧壁之间的热通道7,冷通道6和热通道7相互隔离;第一静压腔4具有连通空调出风口的第一进口410,及与第二静压腔5上部连通的第一气孔阵列420;第二静压腔5与电池进气口210沿第二水平方向分布,第二静压腔5的另一侧壁还形成有与冷通道6连通的第二气孔阵列510,第二气孔阵列510沿竖向分布,其中,第二水平方向垂直于第一水平方向。
本实施例中的电池进气口210和电池出气口220示例性的被示出为横向设置的长条孔,且在高度方向上与各个电池簇2中的电池模组一一对应,但需要理解的是,每个电池模组所对应的电池进气口210和电池出气口220的设置数量、形状和分布方式并不限于附图实施例所示方式,在此不做唯一限定。
本实施例中的电池箱2可以采用集装箱式的箱体或其他形式的箱体结构,对于大型的储能电池系统来说集装箱式的箱体结构更加适用,对于小型储能电池系统以采用户外机箱形式为宜,因此对电池箱2的具体形式不做唯一限定。
冷气在本实施例中的流通方式大致为:从空调出风口进入第一静压腔4,再从第一静压腔4进入第二静压强5,由于冷通道6内冷气的持续灌入,使冷气在正压作用下进入到电池进气口210,带走电池模组的热量后又从在后续冷气的持续压力作用下从电池出气口220进入到热通道7内,热通道7内的热空气随后排出电池箱2。
本实施例提供的储能电池系统,与现有技术相比,具有如下有益效果:
1)空调3吹出的冷气先流入第一静压腔4,由于第一静压腔4具有较大的空间,因此冷气的流速得到降低,在结合第一气孔阵列420对气流的分散和再次减速的作用,冷气能更加平缓均匀的流入第二静压腔5;由于第二静压腔5是竖向布置的静压腔,冷气在重力作用下下沉,随后充满第二静压腔5,充满第二静压腔5的冷气在第二气孔阵列510的在此分散作用下得到进一步的均流作用,结合第二气孔阵列510的竖向设置,使得冷气在高度方向上分布更加均匀,以便于与电池簇2中各个高度的电池进气口210相对应。本申请的储能电池系统,能在竖向上使冷气均匀分布,在高度方向上远离第一进口410(空调出风口)的位置也能得到充足的冷气供应,保持风量均匀,有效避免低处远离第一进口410的电池模组形成热量堆积的问题,提升使用安全性。
2)通过合理布局热通道7和冷通道6,使第一静压腔4和第二静压腔5结构更加简单紧凑,无需设置额外的管路,最大程度的缩小冷气的流通路径,提升冷却效率。
上述实施例中,热通道7的出口形成于电池箱2的侧壁,考虑到热通道7具有较大的散热面积,可以使热通道7的出口具有较大的高度分布范围,以便于快速的排出热气,形成更有效的气流循环。
一些实施例采用如图1至图15所示的结构,为了提升空间利用率,并且缩短冷气向第二静压腔5流通的路径,第一静压腔4设置在电池簇2和电池箱1侧壁之间。更具体的,如图13至15所示,由于冷气在第一静压腔4和第二静压腔5内受到重力作用的权重较大,因而第一静压腔4的下端面低于电池簇2的上端面,以便于气体在第一静压腔4内充分扩散降速。
在一些实施例中,上述第二气孔阵列510可以采用如图2、图5、图6、图8及图14所示结构,第二气孔阵列510在单位分布高度内的开孔面积从上至下逐渐增大。本实施例示例性的使第二气孔阵列510中各个气孔的形状、尺寸、分布方式(矩形阵列)和分布密度保持一致,随着高度的降低,气孔数量逐渐增加,如图2、图5、图6、图8及图14所示。当然,也可以采用数量一定且开孔面积增加等方式实现使气流分布均匀的效果,在此不再一一列举。
为了满足储能需求,电池簇2沿第二水平方向间隔设有多个,在此情况下,一些实施例采用如图2至图10及图15所示结构,相邻两个电池簇2之间形成间隔位通道8,间隔位通道8与冷通道6和热通道7均相互隔离,电池簇2朝向间隔位通道8的一侧还形成有电池侧向进气口230;电池簇2的顶面与电池箱1之间形成延伸通道9,延伸通道9与冷通道6和热通道7均相互隔离,延伸通道9通过第三气孔阵列910与第一静压腔4的侧壁连通,延伸通道9还与间隔位通道8的顶端连通。本实施例充分利用相邻两个电池簇2之间的空间扩大冷气流通范围,通过在电池簇2上设置电池侧向进气口230,增加了电池簇2的有效进风量;本实施例中在延伸通道9和第一静压腔4之间设置第三气孔阵列910,对第一静压腔4流出的气体进行进一步的分散和降速,提升冷气在延伸通道9内流通的均匀性,以便于气体能够更加均匀的向下灌入间隔位通道8。需要说明的是,不同的电池簇2上的电池进气口210均对应于同一个冷通道6,不同电池簇2上的电池出气口220均对应于同一个热通道7。
一些实施例采用如图6至图8、图10、图12至图15所示结构,电池簇2的顶面和电池箱1之间还形成有第三静压腔10,第三静压腔10具有连通空调出风口的第二进口1010,还具有与延伸通道9连通的第四气孔阵列1020;第二进口1010沿第一水平方向与电池进气口210相对设置,且与热通道7相邻。
本实施例适用于具有多个电池簇2的储能电池系统,利用电池簇2的顶部空间,在电池簇2设有多个的情形下增加对电池簇2的送风量,并缩短送风路径,使得冷气从不同的进口进入电池箱2后能更快的到达临近的电池簇2。
具体实施时,参阅图8、图12至图15,第三静压腔10的侧壁还设有与冷通道6连通的第六气孔阵列1030。更进一步的,第六气孔阵列1030的上方设有导风板130,导风板130用于将第六气孔阵列1030中流出的气流向下导流。第三静压腔10中的冷气不仅能进入到间隔位通道8之内,还能直接进入到冷通道6,增加冷通道6的冷风风量,提升电池箱1内冷气的循环动力。
在一些实施例中,第一进口410与第一静压腔4的侧壁之间,以及第二进口1010与第三静压腔10的侧壁之间均为断崖式的分布结构,使冷气进入第一静压腔4或第三静压腔10后形成旋流,进一步提升对冷气流速的衰减能力,起到更好的减速作用。
上述实施例的一类具体实施方式采用如图12至图15所示的结构,电池箱1的侧壁设有与空调出风口直接连通的开口,该开口和第二进口1010之间设有导风通道140。第三静压腔10的设置利用了电池簇2顶部的空间,一般情况下,电池簇2的侧壁与电池箱1的侧壁之间间隔设置,为了降低第三静压腔10的设计难度,第三静压腔10的边缘一般与对应的电池簇2的边缘位置大致平齐,因而第三静压腔10的侧壁与电池箱1之间也会形成间隔,通过设置导风通道140不仅能满足向第三静压腔10内导入冷气的需求,还能通过灵活设置电池箱1上开口的位置来适应对应的空调3的安装,降低储能电池系统的整体设计难度。
在一些实施例中,上述的导风通道140可采用如图13及图15所示的结构,导风通道140的进气段的口径沿气流方向逐渐减小,增加了冷气的进气气压,为了更好的适应空调3的安装,电池箱1的进口可以设置的比第二进口1010的位置更低,同时还能保证进气气压,保证第二进口1010有足够的进气量。
一些实施例采用如图8至图15所示结构,第一静压腔4和第二静压腔5组合形成侧向静压结构,侧向静压结构设有两个,且镜像对称的分布于热通道7的相对两侧,每组侧向静压结构均与同一个冷通道6连通。
本实施例适用于在多个电池簇2之间设置间隔位通道8的结构,这是由于对于具有多个电池簇2的系统来讲,仅在一侧设置一组侧向静压结构的方式延长了冷气横向流通的路径,对于距离侧向静压结构较远的电池簇2来讲,还是很容易产生热量堆积,因而这种设置方式仅能满足各个电池簇2自身在高度方向上的均温需求,为了解决横向均温性能的问题,本实施例从多个电池簇2所形成行列结构的两侧同时供冷,缩短冷气的横向流通路径。以设置两个电池簇2的储能电池系统为例,每个电池簇2的侧方均设置对应的侧向静压结构,进一步缩短冷气的流通路径,使得冷气从不同的第一进口410进入电池箱2后能更快的到达临近的电池簇2,使处于不同横向位置的电芯之间形成更小的温差。
另外,无论是采用两组侧向静压结构的实施方式、采用设置第三静压腔10的设置方式,或是两组侧向静压结构和第三静压腔10结合使用的方式,均能形成“备份作用”,即,在各个进口分别对应不同空调3的情况下,由于不同电池簇2均对应于同一个冷通道6和同一个热通道7,若其中一个空调3出现故障,其他空调3的冷气还可通过冷通道6进入各个电池簇2,避免临近故障空调3的电池簇2急剧升温,形成相互备份的作用,延长故障维修的可操作时间。
在此对上述的“备份作用”进行举例说明,以图8的实施例为例,两个第一进口410和一个第二进口1010分别对应三个空调3,若左侧的空调3出现故障,前侧空调3和右侧空调3还能持续的向冷通道6内送风,冷通道6内的冷气还能进入到左侧的电池簇2中,避免左侧电池簇2升温过快,热气还能通过热通道7排出;类似的,若前侧或右侧的空调3出现故障,也是类似的备份原理,在此不再赘述。
为了提升冷气进入间隔位通道8的均匀性,一些实施例采用如图4至图15所示结构,延伸通道9通过第五气孔阵列920与间隔位通道8的顶端连通,通过第五气孔阵列920对冷气进行再次的分散均流。本实施例示例性的将第五气孔阵列920的位置设置于间隔位通道8的正上方,以保证冷气流通的顺畅性。
需要说明的是,上述实施例中的第一气孔阵列420、第二气孔阵列510、第三气孔阵列910、第四气孔阵列1020、第五气孔阵列920和第六气孔阵列1030分别包括多个以预设阵列分布的气孔,各个气孔阵列的分布方式均根据各自所处的不同位置进行选择性的设定(包括有规律的分布和无规律的分布),各个气孔阵列中气孔的形状可以是圆孔、方孔等,在此不做唯一限定。
在一些实施例中,上述第一静压腔4可以采用如图1、图2、图4至图10、图12至图15所示结构,第一静压腔4临近热通道7的一侧壁形成导风斜面430,以将从第一进口410进入的冷气向第一气孔阵列420处引导,增强冷气向第一气孔阵列420流动的动力;同时,导风斜面430还能在第一进口210的进气方向上平缓的提供对气流的降速阻力,降低紊流对棱体流动平稳性的影响。
需要说明的是,上述各个实施例中的静压腔和通道均由各个板体配合电池箱1和电池簇2围设而成,附图实施例中示例性的将各个板体设置为平直板体,但需要理解的是,各个板体的形状可和配合形成的空间形状能满足冷气流通的各种性能需求即可,在此不做唯一限定。
一般情况下,储能电池系统整体的重量较重,箱门的门板相对较薄,现有采用被动式散热方式的系统往往将背包式空调安装在箱门上,空调的重量对开关门造成影响,还会影响机箱整体的重心,继而影响稳定性,增加了储能电池系统的设计难度。本申请一些实施例采用如图12所示结构,电池箱1的其中一侧壁设有箱门110,空调3安装于电池箱1未设置箱门110的其余侧壁,并能对应不同的进口(第一进口210或第二进口1010)进行灵活的选择性设置,无需在空调出风口和对应的进口之间设置较长的管路,缩短冷气在电池箱1之外的流通流经,同时也能避免空调3的重量对箱门110的开关造成影响,有利于保持电池箱1整体的稳定性。
在一些实施例中,不同的第一进口410、第二进口1010可对应同一个空调3;或者,不同的进口与空调3为一一对应的关系,避免并机、回流的影响。本实施例示例性的将不同的进口设置为与空调3保持一一对应的关系,避免在电池箱1之外布设过长的冷气流通管路。
本申请储能电池系统的风道布置方式和空调布置方式的具体举例如下:
1)对于具有一个电池簇2的系统来讲,在电池簇2左侧或右侧设置一组侧向静压结构,同时在相应侧设置一个空调3即可满足制冷需求,冷通道6位于电池簇2的后侧,热通道7位于电池簇2的前侧,如图1及图2所示。
2)对于具有一个电池簇2的系统来讲,在电池簇2的前侧设置空调3,第一静压腔4位于电池簇2侧方或能覆盖电池簇2上方的部分空间,冷通道6位于电池簇2的后侧,热通道7位于电池簇2的前侧,如图3所示。
3)对于具有多个电池簇2的系统来讲,多个电池簇2之间形成间隔位通道8,在电池箱1的左侧或右侧设置一组侧向静压结构,同时在相应侧设置一个空调3,在临近侧向静压结构的电池簇2的上方形成延伸通道9,以便向间隔位通道8中通气,图5仅示出了两个电池簇2的结构,对于两个以上的电池簇2的结构来说也是类似原理,不再一一展示。
4)对于具有多个电池簇2的系统来讲,多个电池簇2之间形成间隔位通道8,在电池箱1的左侧和右侧分别设置一组侧向静压结构(参考图8中两侧向静压结构的设置方式),或者,在左侧或右侧设置侧向静压结构,并在距离侧向静压结构较远的电池簇2的上方形成第二静压腔10(如图6所示的结构);同时在相应侧各设置一个空调3,并在其余电池簇2的上方形成延伸通道9,以便向间隔位通道8中通气。
5)对于具有三个及以上电池簇2的系统来讲,为了满足中部电池簇2快速制冷的需求,在左侧和右侧各设置一组侧向静压结构,在相应侧各设置一个空调3,同时在中部的电池簇2上方形成第二静压腔10,并在前侧对应设置空调3,如图7至图15所示的结构。这类实施方式中,空调3的数量可以与电池簇2一一对应,第二静压腔10的具体结构就如7、图8、图12至图15所示,基本位于对应电池簇2的正上方,并与位于中部的电池簇2一一对应;若空调3的数量少于电池簇2的数量,则两侧的侧向静压结构分别对应一个空调3,其余的空调3位于前侧,此时第二静压腔10不再与位于中部的电池簇2一一对应,呈现分支腔体结构,如图10所示,图10的实施例展示了电池簇2具有四个,但空调3具有三个的实施方式。
更多的实施方式在此不再一一列举,能满足均温使用性能的需求即可。
需要说明的是,上述各个实施方式的冷气流通方式均在图中通过箭头示出,其中,实心箭头表示冷气流通路径,空心箭头表示热气流通路径。
另外,发明人还发现,在实际使用中,电池簇2内不同电池模组中电芯的文图不仅收到空调和风道布置的影响,不同时刻太阳辐射和不同区域地面反射的能量均会对局部的电池模组产生影响,进而影响整个系统的均温性,加剧温差效应。本申请一些实施例采用如图16所示结构,电池箱1的顶面和底面均设有防辐射层11,电池箱1的侧壁设有隔热层。顶面的防辐射层11能减少不同时刻太阳辐射对的影响,底面的防辐射层11能减少地面反射对下层电池模组的影响,而隔热层能对阳光直接辐照到电池箱侧壁的能量和地面反射到电池箱侧壁的能量进行隔离,最终避免上层电池模组和下层电池模组温度升高增大不均温性,也能有效避免外界的能量辐射在空调出风口附近的区域产生凝露,增强了对电池簇2的防护性能。
上述防辐射层11可以采用如图16所示结构,防辐射层11包括层叠设置的空气层1110和隔热填料层1120。空气是自然界中导热系数最低的物质,形成空气层1110的难度和成本较低,同时能获得更好的隔热性能,再结合隔热填料层1120的设置,将穿过空气层1110的辐射进一步隔绝,有效提升了隔热性能。具体实施时,隔热填料层1120的填料可选用隔热棉等材料,在此不再一一列举。
根据电池箱1的实际结构,本实施例示例性的将电池箱1顶面和底面的防辐射层11均设置为上层为空气层1110且下层为隔热填料层1120的双层结构,顶面的防辐射层11位于电池箱1的顶板120下方,底面的防辐射层11位于电池箱1底板的上方,充分发挥各层的隔热优势,简化防辐射层11的结构设置,降低使用成本。需要理解的是,空气层1110和隔热填料层1120的具体布置数量和布置顺序能满足防辐射的性能需求即可,在此不做唯一限定。
上述隔热层可以是隔热棉层或其他具有隔热性能的材料层,安装方式可以采用在电池箱1的侧板金结构上贴装的方式实现,其余实施方式在此不再一一列举。
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)
1.一种储能电池系统,其特征在于,包括:
电池箱、设于所述电池箱内的电池簇及设于所述电池箱外的空调;
所述电池簇形成有沿第一水平方向相对设置的电池进气口和电池出气口;
所述电池箱内形成有位于所述电池箱顶部的第一静压腔、沿竖向设置的第二静压腔、位于所述电池进气口和所述电池箱对应侧壁之间的冷通道,及位于所述电池出气口和所述电池箱对应侧壁之间的热通道,所述冷通道和所述热通道相互隔离;
所述第一静压腔具有连通所述空调出风口的第一进口,及与所述第二静压腔上部连通的第一气孔阵列;
所述第二静压腔与所述电池进气口沿第二水平方向分布,所述第二静压腔的另一侧壁还形成有与所述冷通道连通的第二气孔阵列,所述第二气孔阵列沿竖向分布,其中,所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向。
2.如权利要求1所述的储能电池系统,其特征在于,所述第二气孔阵列在单位分布高度内的开孔面积从上至下逐渐增大。
3.如权利要求1所述的储能电池系统,其特征在于,所述电池簇沿所述第二水平方向间隔设有多个,相邻两个所述电池簇之间形成间隔位通道,所述间隔位通道与所述冷通道和所述热通道均相互隔离,所述电池簇朝向所述间隔位通道的一侧还形成有电池侧向进气口;
所述电池簇的顶面与所述电池箱之间形成延伸通道,所述延伸通道与所述冷通道和所述热通道均相互隔离,所述延伸通道通过第三气孔阵列与所述第一静压腔的侧壁连通,所述延伸通道还与所述间隔位通道的顶端连通。
4.如权利要求3所述的储能电池系统,其特征在于,所述电池簇的顶面和所述电池箱之间还形成有第三静压腔,所述第三静压腔具有连通所述空调出风口的第二进口,还具有与所述延伸通道连通的第四气孔阵列;
所述第二进口沿所述第一水平方向与所述电池进气口相对设置,且与所述热通道相邻。
5.如权利要求3或4所述的储能电池系统,其特征在于,所述第一静压腔和所述第二静压腔组合形成侧向静压结构,所述侧向静压结构设有两个,且镜像对称的分布于所述热通道的相对两侧,每个所述侧向静压结构均与同一个所述冷通道连通。
6.如权利要求3所述的储能电池系统,其特征在于,所述延伸通道通过第五气孔阵列与所述间隔位通道的顶端连通。
7.如权利要求1所述的储能电池系统,其特征在于,所述第一静压腔临近所述热通道的一侧壁形成导风斜面,以将从所述第一进口进入的冷气向所述第一气孔阵列处引导。
8.如权利要求1所述的储能电池系统,其特征在于,所述电池箱的其中一侧壁设有箱门,所述空调安装于所述电池箱未设置所述箱门的其余侧壁。
9.如权利要求1所述的储能电池系统,其特征在于,所述电池箱的顶面和底面均设有防辐射层,所述电池箱的侧壁设有隔热层。
10.如权利要求9所述的储能电池系统,其特征在于,所述防辐射层包括层叠设置的空气层和隔热填料层。
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