CN117080608A - 一种适用于低温环境的户外储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于低温环境的户外储能装置，包括壳体及设置于壳体内的电池、逆变器，其特征在于：所述壳体内设有内腔，该内腔中设有隔热层从而将内腔分为电池仓及逆变器仓，所述内腔的底部开口通过能够导热的底座封闭，所述逆变器安装于逆变器仓中且通过散热件与底座接触，所述电池仓中装有电池，且电池间、电池与壳体间、及电池与底座间填充有相变散热材料，且所述底座与相变散热材料接触从而实现热传导。本结构保证了户外储能装置可以在低温环境下使用，解决了户外使用时在高海拔山区过夜以及高海拔雪山等低温环境下使用户外储能装置的痛点。

Description

一种适用于低温环境的户外储能装置

技术领域

本发明涉及一种储能装置，特别是一种适用于低温环境的户外储能装置。

背景技术

便携式锂电储能作为户外露营的配套产品，其下游需求增长势头强劲。近几年同体积便携式储能的携电量突破原有瓶颈，使得便携式储能在户外应用、应急避险等场景的使用更为方便、灵活。而使用场景的增加，对户外储能电源也提出了更高的技术要求，用户希望在更宽的温度范围内都能使用户外储能，且在比较恶劣的环境下也能使用，包括户外通常可能的低温环境，如户外山谷、雪山等，以及一些尘土飞扬的工地、野外等。这些使用场景的出现，就需要户外储能装置能够使用宽温度范围，在低温环境下也能正常使用。

虽然当前市场上户外储能装置也比较众多，各种各样的产品充斥市场，也有一些产品在追求防尘防水等，但是因为电池是一个对于温度要求比较高的电子器件，它既不能工作温度太高，也不能温度太低，特别是在低温环境下电池的衰减特别厉害。

如公告号为CN215453610U的中国专利文献，它公开了一种便携式户外储能电源，如图它包括铝合金中框、前盖和后盖，所述前盖和后盖分别盖合在铝合金中框的两端，电池模组产生的热量可通过铝合金中框进行散热，不需要设置散热风扇以及在铝合金中框开设散热孔，减少了风扇带来的噪音，以及提高了整体的封闭性，进而提高了户外储能电源的防护等级。该便携式户外储能电源具有比较好的密闭性，因为没有散热风扇所以提高电源防护等级，具有一定的防尘防水功能。但是它因为没有设置散热风扇，整个电池热量完全通过铝合金外壳散热，在高温环境下，因为户外温度较高，整个热交换效率低，所以会影响散热效果。而且因为是铝合金外壳，不能保温，在低温环境下整个户外储能电源热量流失比较快，而电池在低温工作环境下，因为本身的电化学效应，有可能性能受到影响，不能放电或者放电功率变低，因而低温的使用状况不理想。

因而本申请人设计了一款在低温环境下能够利用自身工作时发出的热量给自身的电池加热的储能装置，从而解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于低温环境的户外储能装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于低温环境的户外储能装置，包括壳体及设置于壳体内的电池、逆变器，其特征在于：所述壳体内设有内腔，该内腔中设有隔热层从而将内腔分为电池仓及逆变器仓，所述内腔的底部开口通过能够导热的底座封闭，所述逆变器安装于逆变器仓中且通过散热件与底座接触，所述电池仓中装有电池，且电池间、电池与壳体间、及电池与底座间填充有相变散热材料，且所述底座与相变散热材料接触从而实现热传导。

所述底座中设有内胆，内胆中注入了贮热材料。

还包括加热模块，该加热模块能够安装于壳体上且给底座或内胆加热。

所述加热模块包括安装座及与安装座固定的加热管，所述底座中设有加热孔，所述加热管位于加热孔中。

所述壳体上设有螺纹孔，所述安装座上设有与螺纹孔配合的连接螺纹。

所述相变散热材料中设置有支撑框体作为支撑。

所述内腔中设有散热腔，该散热腔的一侧腔壁由底座的侧壁构成，所述散热腔中装有风扇，且该散热腔的腔口通过金属散热盖板封闭。

所述壳体上设有若干防撞胶条。

本发明的有益效果是：本发明的内腔的底部开口通过能够导热的底座封闭，所述逆变器通过散热件与底座接触，所述电池仓中装有电池，且电池间、电池与壳体间、及电池与底座间填充有相变散热材料，通过上述结构形成了一个热量的循环利用的途径，在低温情况下，储能装置可以先低功率运行使用，此时逆变器的发热量比较大，而且通过散热件将热量传递给底座，再通过底座将热量传递给相变散热材料，通过相变散热材料传递热量给电池，从而提高电池的温度，使电池能够在正常的温度下工作，避免因低温带来的电池大幅度衰减，从而影响电池的使用时间及寿命，而且上述结构充分利用了储能装置自身工作时发出的热量，因而无需外部加热设备，因而结构简单，成本低。而且利用相变散热材料的延展性，给电池起防撞保护的作用；同时在电池温度升高时，相变散热材料还可以抑制和容纳电池热膨胀。

综上所述，本结构保证了户外储能装置可以在低温环境下使用，解决了户外使用时在高海拔山区过夜以及高海拔雪山等低温环境下使用户外储能装置的痛点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的内部结构示意图。

具体实施方式

将通过参照附图描述的以下实施方案来阐明本公开的优点和特征以及其实施方法。然而，本公开可以体现为不同的形式并且不应当被解释为限于本文所阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案，以使得本公开将是全面而完整的，并且将向本领域技术人员充分地传递本公开的范围。此外，本公开仅由权利要求书的范围限定。

用于描述本公开的实施方案的附图中所公开的形状、尺寸、比例、角度和数目仅是示例，因此本公开不限于所示出的细节。贯穿本说明书，相同的附图标记指代相同的元件。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本公开的重点时，将省略该详细描述。在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅”，否则可以添加其他部件。除非被相反地指出，否则单数形式的术语可以包括复数形式。

在对元件进行解释时，尽管没有明确描述，但是元件被理解为包括误差范围。

在描述位置关系时，例如，当位置关系被描述为“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“与……毗邻”时，除非使用“紧接”或“直接”，否则可以在两个其他部分之间布置一个或更多个部分。

在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在……之后”、“随后”、“接下来”以及“在……之前”时，除非使用“刚好”或“直接”，否则可以包括不连续的情况。

应当理解，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不偏离脱离本公开的范围。

如本领域技术人员可以充分理解的，本公开的不同实施方案的特征可以部分地或全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。本公开的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。

参照图1，本发明公开了一种适用于低温环境的户外储能装置，包括壳体1及设置于壳体1内的电池2、逆变器3，壳体1采用硬塑料注塑成型，而电池2及逆变器3均是外购的常规部件因而具体结构不详述，本申请的所述壳体1内设有内腔，该内腔优选是方形，方形比较规则，因而容易划分各个部件的安装空间且空间利用率高，该内腔中设有隔热层4从而将内腔分为电池仓及逆变器仓，隔热层4优选聚氨酯硬泡沫，隔热层4通过壳体1内的凹槽定位并通过凹槽内的胶水固定于壳体1内，本申请的逆变器3为双向逆变器，因为双向逆变器是户外储能装置中的一个热源，所以它与电池2两大热源必须通过隔热层4分隔开，互相的热量不能进行传导。

所述电池仓中装有电池，且电池2间、电池2与壳体间、及电池2与底座间填充有相变散热材料5，从而实现电池2除端面外均能被相变散热材料5包裹，端面有正负电极，且所述底座与相变散热材料5接触从而实现热传导。本申请的电池2采用的是方形电池2，本申请中，相变散热材料5优选石蜡-膨胀石墨复合材料，该材料以石蜡为相变材料，膨胀石墨为支撑结构，利用膨胀石墨的多孔吸附特性而复合制成的一种材料，该材料为现有技术制成，因而具体结构不详述。作为优选的结构，电池仓中安装有金属制成的支撑框体(图中未显示出)，因膨胀石墨毕竟也不是很硬，因而需要支撑框体来支撑，支撑框体为方形，通过若干细的金属杆焊接而成，横金属杆和竖金属杆形成构成骨架，相变散热材料5制成的板材固定在骨架上，横金属杆和竖金属杆的端部焊有连接片，连接片通过螺钉安装于壳体1上，板材可以通过导热的胶水互相粘接夹紧在骨架上，也可以通过螺钉互相固定夹紧在骨架上，相邻的板材之间紧密接触从而实现热的良好传递。

所述内腔的底部开口通过能够导热的底座6封闭，底座6是一个用导热材料做方形的厚板状导热平台，底座6优选金属铝或是铜制作，底座6通过螺钉固定在壳体1内，为了实现热量的传导，所述逆变器3安装于逆变器仓中且通过散热件7与底座6接触，而散热件7为通过螺钉窜起来与逆变器3固定的重叠的散热片，散热片的一面与逆变器3相贴，而散热片的另一面与底座6相贴，从而将逆变器3的热传导到底座6上，而所述底座6与相变散热材料5接触，从而能够将热传导到相变散热材料5上，从而给电池2加热。

作为优选的结构，所述底座6中设有内胆8，内胆8为金属管，该金属管的一端有底，而另一端通过堵头密封，底座6中有胆孔，内胆8与胆孔采用稍微紧的配合装配，这样不仅能够固定内胆8，内胆8与胆孔接触更紧密有利于热传导，内胆8中注入了贮热材料，本申请的贮热材料优选三元熔盐，这样双向逆变器的热量可以通过底座6及内胆8将热量存储到贮热材料中，贮热材料积蓄了较高的热量后，再通过底座6及内胆8将热量传递到相变散热材料5，利用相变散热材料5的相变热传导性能，给电池2升温和保温，从而保证电池2能够正常工作。

作为优选的结构，还包括加热模块9，该加热模块9能够安装于壳体1上且给底座6及内胆8加热，因为有时环境的温度实在太低，甚至于低到电池2无法工作了或者仅靠双向逆变器的热量不足以将电池2的温度升到正常工作温度，这时我们就需要采用加热模块9给底座6及内胆8加热，然后再通过底座6及内胆8将热量传递给电池巢5及电池2，加热模块9与外界电源相接而实现发热。具体的，所述加热模块9包括安装座(图中未显示出)及与安装座固定的加热管(图中未显示出)，所述底座6中设有加热孔(图中未显示出)，所述加热管位于加热孔中。加热管是外购的普通的石英加热管，因而其具体的工作原理及安装结构不详述，所述壳体1上设有螺纹孔，所述安装座上设有与螺纹孔配合的连接螺纹，这样安装座与壳体1连接及拆卸均很方便，当然平时不用加热模块9的时候，我们可以通过旋转盖板(图中未显示出)将螺纹孔封闭起来，旋转盖板也是通过螺纹与螺纹孔连接，从而防水防尘。

如图所示，所述内腔中设有散热腔10，该散热腔10的一侧腔壁由底座6的侧壁构成，所述散热腔10中装有风扇11，风扇11通过螺钉固定在散热腔10中，且该散热腔10的腔口通过金属散热盖板12封闭，当温度传感器检测到内胆8中的贮热材料的温度高于阈值时，就可以开启风扇11来进行抽风散热，风扇11将热气吹到金属散热盖板12上，利用金属散热盖板12进行散热，金属散热盖板12是用螺丝固定在壳体1上，通过上述结构本储能装置具有比较好的密闭性能，能够做到防尘防水，当然我了实现更好的散热效果，金属散热盖板12上设有波纹状凸棱，从而增加了散热面积。

如图所示，作为优选结构，所述壳体1上设有若干防撞胶条13，因而防撞胶条可以起防撞的作用。

储能装置的壳体1表面有提供给用户使用的AC面板和DC面板14，上述面板通过电气线束与户外储能装置外腔上的双向逆变器智能控制板15以及电池管理系统16相连，在壳体1表面有AC面板和DC面板14，AC面板上有交流输出口，DC面板14上有显示屏用来显示电量及电流、电压信息等。

以上对本发明实施例所提供的一种适用于低温环境的户外储能装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种适用于低温环境的户外储能装置，包括壳体及设置于壳体内的电池、逆变器，其特征在于：所述壳体内设有内腔，该内腔中设有隔热层从而将内腔分为电池仓及逆变器仓，所述内腔的底部开口通过能够导热的底座封闭，所述逆变器安装于逆变器仓中且通过散热件与底座接触，所述电池仓中装有电池，且电池间、电池与壳体间、及电池与底座间填充有相变散热材料，且所述底座与相变散热材料接触从而实现热传导。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：所述底座中设有内胆，内胆中注入了贮热材料。

3.根据权利要求2所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：还包括加热模块，该加热模块能够安装于壳体上且给底座或内胆加热。

4.根据权利要求3所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：所述加热模块包括安装座及与安装座固定的加热管，所述底座中设有加热孔，所述加热管位于加热孔中。

5.根据权利要求4所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：所述壳体上设有螺纹孔，所述安装座上设有与螺纹孔配合的连接螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：所述相变散热材料中设置有支撑框体作为支撑。

7.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：所述内腔中设有散热腔，该散热腔的一侧腔壁由底座的侧壁构成，所述散热腔中装有风扇，且该散热腔的腔口通过金属散热盖板封闭。

8.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的户外储能装置，其特征在于：所述壳体上设有若干防撞胶条。