CN212064588U - 储能机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能系统技术领域，提供一种储能机柜。本实用新型所述的储能机柜包括：柜体，所述柜体内设有用于放置电池模组的电池仓，所述电池仓内形成有风道，所述风道具有入口端和出口端；以及空调，所述空调具有出风口和回风口，所述空调位于所述电池仓的后端；其中，所述风道的入口端与所述出风口相连通并延伸至所述电池仓的前端，所述风道的出口端与所述回风口相连通。本实用新型的储能机柜能够有效的减小了电池间的温差，并且在系统长时间运行时，也能保证降低电池温度，保证了电池的一致性，为储能机柜的高循环寿命及稳定运行提供温度保障，避免已经经过电池模组的冷风变成热风后继续在电池仓内流动而影响降温效果，提高冷风的利用率。

Description

储能机柜

技术领域

本实用新型涉及储能系统技术领域，特别涉及一种储能机柜。

背景技术

储能机柜应用广泛，可用于削峰填谷、备用电源、提供新能源并网能力和电网调频等。储能机柜，包含有大量的锂离子电池，电池在充放电过程中，由于电池化学反应等作用，会产生大量的热量；一般储能机柜的充放电过程在数小时以上，电池产生的热量随充放电时间的增加而累积，热量会升高电池及储能机柜环境的温度，对锂电池的一致性及储能机柜的一致性产生不可逆转的损伤，最终导致电池一致性差，储能机柜循环寿命少等严重后果，严重影响储能系统的功能和商业收益。因此，很有必要在储能机柜内设计散热风道，将锂电池及运行环境控制在20～30℃范围内，以保证储能机柜的循环寿命。

常见储能机柜的散热方式，是将布置在储能机柜后部的空调作为制冷系统。工作过程中，空调出风口吹出冷风，直接吹在电池模组靠近空调一侧通风口上，流经电池模组内间隙对电池进行降温，再从电池模组的另一侧通风口流出，最终流出的热风在储能机柜内继续流动回到空调的回风口，空调将热风降温为冷风，然后进行下一个电池降温循环。

上述布置方式结构简单，但是空调吹出的冷风直接吹到电池模组通风口，导致靠近电池模组上述一侧通风口的电池温度较低，靠近电池模组另一侧通风口的电池温度较高，拉大电池间的温差，使电芯温度的一致性变差，严重影响储能系统的循环寿命；进而长期运行时，靠近电池模组前面板的电池温度会一直上升，导致无法控制电池的温度情况，而当电池温度超过55℃时，会使储能系统停机，严重影响储能系统的运行时长，影响储能系统在电网中的备电、调频等功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能够有效降低电池温度、保证电池一致性的储能机柜。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种储能机柜，包括：

柜体，所述柜体内设有用于放置电池模组的电池仓，所述电池仓内形成有风道，所述风道具有入口端和出口端；以及

空调，所述空调具有出风口和回风口，所述空调位于所述电池仓的后端；

其中，所述风道的入口端与所述出风口相连通并延伸至所述电池仓的前端，所述风道的出口端与所述回风口相连通。

可选地，所述电池模组与所述电池仓的内壁间隔设置以便于形成所述风道。

可选地，所述电池仓内设有第一斜板，所述第一斜板连接于所述空调且设置为至少延伸至所述电池模组的顶部，以用于引导所述出风口的冷风沿所述电池模组的顶部通入所述电池仓的前端。

可选地，所述出风口和所述回风口分别位于所述第一斜板的上下两侧；和/或

所述第一斜板的朝向所述风道的内壁贴设有保温层。

可选地，所述电池仓内设有位于所述第一斜板上方的第二斜板，所述第二斜板与所述第一斜板相配合共同限定所述风道。

可选地，所述第一斜板和所述第二斜板的垂直于所述冷风流动方向的两端与所述柜体内壁间隔设置。

可选地，所述第一斜板和所述第二斜板的垂直于所述冷风流动方向的长度设置为与所述出风口的长度相适配。

可选地，所述电池仓内设有用于安装所述电池模组的多个支架，相邻所述支架的间隙通过第一挡板封堵，所述支架与所述电池仓内壁之间的间隙通过第二挡板封堵，所述第一挡板和所述第二挡板设置在所述支架的后端。

可选地，所述电池模组沿第一方向相对的两侧分别开设有前通风口，所述电池模组沿垂直于所述第一方向的第二方向相对的两侧分别开设有侧通风口。

可选地，两个所述前通风口之间的距离设置为大于两个所述侧通风口之间的距离，所述第一方向设置为与所述柜体的宽度方向相一致，所述第二方向设置为与所述柜体的长度方向相一致。

相对于现有技术，本实用新型所述的储能机柜具有以下优势：

本实用新型的储能机柜通过在电池仓内设置风道，将空调出风口吹出的冷风直接引到电池仓的前端，随后流经电池模组，对电池仓内电池模组进行冷却降温后，直接回到回风口，空调将热风降温为冷风，从而在电池仓内形成连续的循环冷却风道；冷风从电池仓前端流到后端，避免从电池仓后端对电池模组直吹的情况，便于冷风对电池模组降温后直接回到空调回风口，有效的减小了电池间的温差，并且在系统长时间运行时，也能保证降低电池温度，保证了电池的一致性，为储能机柜的高循环寿命及稳定运行提供温度保障，避免已经经过电池模组的冷风变成热风后继续在电池仓内流动而影响降温效果，提高冷风的利用率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施方式所述的储能机柜的结构示意图；

图2为图1中电池仓内气流示意图；

图3为图1中支架和电池模组的结构示意图；

图4为单个电池模组的结构示意图。

附图标记说明：

1—柜体、2—电池模组、3—电池仓、4—风道、5—空调、6—出风口、7—回风口、8—第一斜板、9—第二斜板、10—支架、11—第一挡板、12—第二挡板、13—前通风口、14—侧通风口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

结合图1-图3，本实用新型提供一种储能机柜，包括：

柜体1，所述柜体1内设有用于放置电池模组2的电池仓3，所述电池仓3内形成有风道4，所述风道4具有入口端和出口端；以及

空调5，所述空调5具有出风口6和回风口7，所述空调5位于所述电池仓3的后端；

其中，所述风道4的入口端与所述出风口6相连通并延伸至所述电池仓3的前端，所述风道4的出口端与所述回风口7相连通。

需要说明的是，上述后端和前端指的是沿柜体1宽度方向的两端。由于空调5位于电池仓3的后端，相应地，出风口6和回风口7均位于电池仓3的后端。现有技术中，空调5的出风口6吹出的冷风直接从后端吹到电池模组2上，对模组进行降温后从前端流出，此时，热风和回风口7位于电池仓3的前后两端，热风若要回到回风口7势必会在电池仓3内继续流动，进而影响电池仓3内冷风的冷却效果，降低冷风的利用率，使得电池模组的降温效果较差，难以保证电池的一致性。

而本实用新型的储能机柜通过在电池仓3内设置风道4，将空调出风口6吹出的冷风直接引到电池仓3的前端，随后流经电池模组2，对电池仓内电池模组2进行冷却降温后，直接回到回风口7，空调5将热风降温为冷风，从而在电池仓3内形成连续的循环冷却风道；冷风从电池仓3前端流到后端，避免从电池仓3后端对电池模组直吹的情况，便于冷风对电池模组2降温后直接回到空调回风口7，有效的减小了电池间的温差，并且在系统长时间运行时，也能保证降低电池温度，保证了电池的一致性，为储能机柜的高循环寿命及稳定运行提供温度保障，避免已经经过电池模组的冷风变成热风后继续在电池仓内流动而影响降温效果，提高冷风的利用率。

结合图2，可以看出，本实用新型中能够形成近似单向的循环冷却路径，避免冷风从出风口6出来后直吹到电池模组2上，而是将冷风引到电池仓3前端，便于冷风在电池模组2前端散开，使得冷风经电池模组2变成热风后恰好与回风口7位于同侧，方便热风直接进入回风口7利用空调进行冷却，避免热风在电池仓3内继续流动影响降温效果。

其中，所述电池模组2与所述电池仓3的内壁间隔设置以便于形成所述风道4。进一步地，至少保证电池模组2的顶部和前端分别与电池仓3内壁间隔设置，避免冷风直吹电池模组2，便于冷风从出风口6出来后经电池模组2顶部到达电池模组2的前端，随后流经电池模组对其进行降温，从而形成循环冷却风道。可以理解地，电池模组2的前端与电池仓3的前端所指代方向相同，均为背离空调5的一端。

进一步地，所述电池仓3内设有第一斜板8，所述第一斜板8连接于所述空调5且设置为至少延伸至所述电池模组2的顶部，以用于引导所述出风口6的冷风沿所述电池模组2的顶部通入所述电池仓3的前端。经出风口6吹出的冷风直接接触第一斜板8，随后在第一斜板8的导向作用下经电池模组2顶部与电池仓3内壁之间的间隔吹到电池仓3的前端，即冷风能够进入到电池模组2的前端与电池仓3内壁之间的间隔内，最后流经电池模组2回到回风口7。

由于出风口6和回风口7处的风分别为冷风和热风，二者温差较大，为更好地提高冷风利用率，避免冷风受到热风影响，所述出风口6和所述回风口7分别位于所述第一斜板8的上下两侧。通过第一斜板8的设计不仅能够对冷风进行引导，还能够对出风口6和回风口7进行分隔，以保证降温效果。此外，所述第一斜板8的朝向所述风道4的内壁贴设有保温层，避免回风口7处热空气与冷风道接触而在第一斜板8底部产生冷凝水，而冷凝水滴落到电池模组2上将有可能导致系统停机，造成电器危险。

此外，为消除风道4入口端的直角影响，所述电池仓3内设有位于所述第一斜板8上方的第二斜板9，所述第二斜板9与所述第一斜板8相配合共同限定所述风道4。具体地，第二斜板9设置在电池仓3顶部直角拐角处，以减小空调的风阻，便于冷风在第一斜板8和第二斜板9的导向作用下经电池模组2顶部与电池仓3内壁之间的间隔吹到电池仓3的前端，同时在回风口7作用下，促进冷风流过电池模组2进入回风口7。

值得注意的是，所述第一斜板8和所述第二斜板9的垂直于所述冷风流动方向的两端与所述柜体1内壁间隔设置。这是由于，若第一斜板8和第二斜板9的两端与柜体1内壁抵接设置，将扩大风道4的截面积，减小风速，降低风压，最终导致气流形成涡流，影响冷却效果。在本实施方式中，为更好地提升冷却效果，所述第一斜板8和所述第二斜板9的垂直于所述冷风流动方向的长度设置为与所述出风口6的长度相适配。其中，垂直于所述冷风流动方向可看作沿柜体1的长度方向。

为了对电池模组2进行固定安装，所述电池仓3内设有多个支架10，支架10的数量可根据实际需要适应性增减。为了更大限度提高冷风利用率，保证流至电池仓3前端的冷风全部只通过电池模组2以对模组进行有效降温，相邻所述支架10的间隙通过第一挡板11封堵，所述支架10与所述电池仓3内壁之间的间隙通过第二挡板12封堵。需要说明的是，所述第一挡板11和所述第二挡板12设置在所述支架10的后端。也就是说，只需对支架10朝向空调5一端的间隙进行封堵即可，保证回到回风口7的风都是直接从电池模组2流出的，促进冷风在电池模组2内充分流动，提高冷却效果。其中，考虑到第一斜板8的设计，第一挡板11设置为从所述第一斜板8底部沿所述柜体1高度方向向下延伸，以保证封堵效果。

结合图4，所述电池模组2沿第一方向相对的两侧分别开设有前通风口13，所述电池模组2沿垂直于所述第一方向的第二方向相对的两侧分别开设有侧通风口14。冷风流经电池模组2的过程中，将同步在前通风口13和侧通风口14中流动，以实现更好的降温效果。

需要说明的是，两个所述前通风口13之间的距离设置为大于两个所述侧通风口14之间的距离，所述第一方向设置为与所述柜体1的宽度方向相一致，所述第二方向设置为与所述柜体1的长度方向相一致。降温过程中，冷风经风道4被引导至电池模组2的前端与电池仓3之间的间隔内，随后从电池模组2前端的前通风口13和两侧的侧通风口14进入电池模组2，而由于支架10后端设置有挡板，因此，最终热风将统一从电池模组2后端的前通风口13流出回到回风口7，防止风从支架10间的间隙或支架10与电池仓3的间隙回到回风口7，可以说，通过挡板的隔挡，使得冷风充分流经电池模组2，有效提升冷风利用率，提高降温效率，保证电芯间的温度一致性。

通过风道4和挡板设计间的相互配合，使冷风只能从风道4流过以对电池模组2进行散热，保证了电池的温差小于5℃，并控制了电池的温度＜35℃，保证了储能系统的电池温度一致性及运行可靠性，为储能系统的循环寿命和系统稳定性提了温度保证，有助于储能系统更好实现各项功能，保障了业主的收益。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能机柜，其特征在于，包括：

柜体(1)，所述柜体(1)内设有用于放置电池模组(2)的电池仓(3)，所述电池仓(3)内形成有风道(4)，所述风道(4)具有入口端和出口端；以及

空调(5)，所述空调(5)具有出风口(6)和回风口(7)，所述空调(5)位于所述电池仓(3)的后端；

其中，所述风道(4)的入口端与所述出风口(6)相连通并延伸至所述电池仓(3)的前端，所述风道(4)的出口端与所述回风口(7)相连通。

2.根据权利要求1所述的储能机柜，其特征在于，所述电池模组(2)与所述电池仓(3)的内壁间隔设置以便于形成所述风道(4)。

3.根据权利要求1所述的储能机柜，其特征在于，所述电池仓(3)内设有第一斜板(8)，所述第一斜板(8)连接于所述空调(5)且设置为至少延伸至所述电池模组(2)的顶部，以用于引导所述出风口(6)的冷风沿所述电池模组(2)的顶部通入所述电池仓(3)的前端。

4.根据权利要求3所述的储能机柜，其特征在于，所述出风口(6)和所述回风口(7)分别位于所述第一斜板(8)的上下两侧；和/或

所述第一斜板(8)的朝向所述风道(4)的内壁贴设有保温层。

5.根据权利要求3所述的储能机柜，其特征在于，所述电池仓(3)内设有位于所述第一斜板(8)上方的第二斜板(9)，所述第二斜板(9)与所述第一斜板(8)相配合共同限定所述风道(4)。

6.根据权利要求5所述的储能机柜，其特征在于，所述第一斜板(8)和所述第二斜板(9)的垂直于所述冷风流动方向的两端与所述柜体(1)内壁间隔设置。

7.根据权利要求6所述的储能机柜，其特征在于，所述第一斜板(8)和所述第二斜板(9)的垂直于所述冷风流动方向的长度设置为与所述出风口(6)的长度相适配。

8.根据权利要求1所述的储能机柜，其特征在于，所述电池仓(3)内设有用于安装所述电池模组(2)的多个支架(10)，相邻所述支架(10)的间隙通过第一挡板(11)封堵，所述支架(10)与所述电池仓(3)内壁之间的间隙通过第二挡板(12)封堵，所述第一挡板(11)和所述第二挡板(12)设置在所述支架(10)的后端。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的储能机柜，其特征在于，所述电池模组(2)沿第一方向相对的两侧分别开设有前通风口(13)，所述电池模组(2)沿垂直于所述第一方向的第二方向相对的两侧分别开设有侧通风口(14)。

10.根据权利要求9所述的储能机柜，其特征在于，两个所述前通风口(13)之间的距离设置为大于两个所述侧通风口(14)之间的距离，所述第一方向设置为与所述柜体(1)的宽度方向相一致，所述第二方向设置为与所述柜体(1)的长度方向相一致。

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