CN215070131U - 一种集装箱式储能保温散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电池保温散热领域的一种集装箱式储能保温散热系统，包括电池舱，电池舱侧壁上设有保温层，电池舱的内部左右侧均固定有电池架，前后侧安装有电池舱风机；电池架的上方安装有与外界连通的电池舱风道，内部规则布置有多个电池箱，而外侧安装有与电池舱风道连通的电池架风道，电池舱风道底部设有可调节角度的风门；电池箱上安装有电池箱风扇，且电池箱与电池架风道连通，电池架风道远离电池箱的内侧壁上安装有均匀排布的加热装置。本实用新型技术简单成熟，故障率与维护成本相对较低；不占用系统额外空间，便于模块化组装；风扇自身运行效率较空调高，保温加热时不会出现局部过热，安全系数高。

Description

一种集装箱式储能保温散热系统

技术领域

本实用新型涉及电池保温散热领域，具体是一种集装箱式储能保温散热系统。

背景技术

锂电池由于体积小，重量轻，循环寿命长等诸多优点，近年被广泛应用于储能领域。不过其应用的速度仍受价格、电池一致性以及工作温度等因素的制约。常规锂电池对工作温度要求比较苛刻，运行温度过高或过低都会对锂电池造成不可逆影响。对于集装箱式储能来说，狭小闭塞的散热空间使得系统在运行过程中很容易温度积累，达到工作上限温度，因此需要辅以相应的散热措施才能维持正常运行。同时当环境温度低且长时间不启用时，电池温度难以维持启动所需的最低工作温度，此时又需要采取相应的持温措施。

目前行业内普遍使用的是空调制冷散热及制热保温的方式，但此种方式至少具有以下缺点：

1、空调系统投入成本高，结构复杂，维护难度大，能耗高，而且空调系统体积大，重量重，不利于系统集成；

2、电池当在环境温度较低且长时间不工作时才会需要辅热，需要辅热时间较少，制热功能利用率极低，且这种温度环境下空调制热效率低，甚至无法启动导致系统无法正常运行，前期投入及后期运维成本大。

针对上述问题，申请人提出改进方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集装箱式储能保温散热系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种集装箱式储能保温散热系统，包括电池舱，电池舱侧壁上设有保温层，所述电池舱的内部左右侧均固定有电池架，前后侧安装有电池舱风机；所述电池架的上方安装有与外界连通的电池舱风道，内部规则布置有多个电池箱，而外侧安装有与电池舱风道连通的电池架风道，所述电池舱风道底部设有可调节角度的风门；所述电池箱上安装有电池箱风扇，且电池箱与电池架风道连通，电池架风道远离电池箱的内侧壁上安装有均匀排布的加热装置；所述电池舱内部安装有温度传感器，所述温度传感器、电池箱风扇、电池舱风机及加热装置与控制装置连接。

作为本实用新型的改进方案，所述风门通过风门执行器切换角度；当风门处于垂直状态时，电池舱内部与电池舱风道通过风门封堵；当风门处于水平状态时，电池舱风道与电池架风道封堵。

作为本实用新型的改进方案，所述电池架风道的底部开设有排水孔。

作为本实用新型的改进方案，所述电池舱设有进风口、出风口，所述进风口、出风口通过弧形导向板开口朝下设置。

作为本实用新型的改进方案，所述电池箱的四周侧壁上均开设有通风孔。

作为本实用新型的改进方案，所述加热装置为加热丝，加热丝呈S型往复盘绕。

作为本实用新型的改进方案，所述电池舱风道与电池架风道之间的间隙封堵有密封条。

本申请相对于现有技术，至少具有如下有益效果：

1、选用风扇作为主要散热设备、加热装置作为主要加热设备，技术简单成熟，故障率及维护成本低，风险小。

2、电池箱风扇与电池箱一体化设计，不占用系统额外空间，且便于模块化组装，电池架风道、电池箱风扇同时参与保温系统与散热系统，利用率高。

3、散热系统中冷源采用不循环使用的空气，无需额外制冷能耗，同时风扇自身运行效率较空调高，系统运行经济性较高。

4、加热装置在加热的同时配合系统内部循环风系统，不会出现局部过热的情况，安全系数高、制热效率高且不受环境温度影响，方便实用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的风门安装结构示意图；

图3为本实用新型电池架风道的结构示意图；

图4为本实用新型的作业原理图。

图中：1-电池舱；2-电池架；3-电池箱；4-电池舱风道；5-电池架风道；6-风门；7-风门执行器；8-电池箱风扇；9-电池舱风机；10-进风口；11-出风口；12-BMS从控系统；13-弧形导向板；14-加热装置；15-排水孔；16-保温层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种集装箱式储能保温散热系统，包括电池舱1，电池舱1的内部左右侧均固定有电池架2，电池架2通过盖板连接成“口”字状，且盖板上不设置散热孔洞，电池箱3呈行列状规则布置在电池架2的内部。当电池箱3与电池架2之间存在明显安装间隙时，通过软质耐温的密封条进行封堵，以防止电池箱3出现晃动不稳定现象。

电池舱1的左右侧上方设置有进风口10，前后侧设置有出风口11。为了防尘防雨，进风口10、出风口11通过弧形导向板13开口朝下设置。电池舱1的侧壁上设有保温层16，正常情况下由保温层16保温防止热量散失。

电池舱1的内部还安装有温度传感器，用于检测电池的温度，并在前后内侧壁上安装有电池舱风机9。为了便于安装，本实施例中，电池舱1的前后侧可拆卸连接门体，门体通过合页或销轴等转动结构与电池舱1连接，出风口11与电池舱风机9位置对应，出风口11的弧形导向板13固定在门体的外侧。

电池箱3朝向电池舱1的内表面上安装有电池箱风扇8，且左右前后的四周侧壁上均开设有通风孔，通过通风孔与电池架风道5连通，电池架风道5安装在电池架2的外侧。电池箱风扇8与电池箱3一体化设计，不占用系统额外空间，便于模块化组装。当电池箱风扇8转动时，左右侧的通风孔与电池箱风扇8即可形成散热通道。

如图3所示，电池架风道5远离电池箱3的内侧壁上安装有均匀排布的加热装置14，加热装置14与电池箱3保持一定的距离，加热装置14可采用如电热丝等，并呈S型往复盘绕分布，使得加热均匀。电池架风道5的底部开设有排水孔15，用于防止风道内冷凝水积蓄，进入电池箱3内部发生危险。

为了使电池舱1内部的散热与保温结构兼容，电池架2的上方安装有与外界连通的电池舱风道4，电池架风道5与电池舱风道4连通，电池舱风道4底部设有风门6，如图2所示，风门6通过铰接的方式与上部的电池舱风道4连接，风门执行器7通过连接杆带动风门6实现风门6的角度调节。由于风门执行器7的结构为现有技术，在此不对其进行描述，仅是应用。

本实施例中，当散热系统工作时，风门6调节为与电池架2上表面垂直的状态，电池舱1内部与电池舱风道4通过风门6封堵，电池舱1的内部空气无法进入到电池舱风道4内；外界冷空气从进风口10进入，经电池舱风道4、电池架风道5并在电池箱风扇8的作用下与电池在电池箱3中进行热量交换，出来的热空气进入电池舱1的内部空间，在电池舱风机9的作用下经出风口11排出；当保温系统工作时，风门6调节为水平状态，电池舱风道4与电池架风道5封堵，外部空气无法通过电池舱风道4进入电池舱1中。电池舱1内部冷空气在电池箱风扇8的作用下进入电池架风道5中，经加热装置14加热后，进入到电池箱3中与电池进行热量交换，出来的冷空气重新回到电池舱1内部空间。

本实施例的控制装置为BMS主控系统、BMS从控系统12、EMS系统，其中BMS从控系统12安装在电池箱3上。工作原理如下：

系统运行时，温度传感器负责电池温度数据采集，并将采集的数据由BMS从控系统实时上传至BMS主控系统进行数据分析。

BMS主控系统预设五个温度阈值：

t1：电池箱风扇启动温度阈值：

t2：电池箱风扇停止温度阈值；

t3：电池最高保护温度阈值；

t4：加热装置启动温度阈值；

t5：加热装置关闭温度阈值；

其中t3＞t1＞t2＞t5＞t4。

如图4所示，t代表系统采集的电池温度，储能系统开机时，BMS从控系统收集电池温度信息并上传至BMS主控系统进行数据分析。

当采集的电池温度低于t4时，由BMS主控系统控制储能系统进入待机状态，并反馈信号至EMS系统，由EMS系统控制风门执行器7将风门6转动至垂直位置，此时外部空气不能进入电池舱1中。收到风门6的动作信号后由BMS主控系统开启所有电池箱风扇8。收到电池箱风扇8的开启信号后由EMS系统关闭电池舱风机9及打开加热装置14。

随保温系统开启，电池温度不断升高，当采集的电池温度高于t5时，由BMS主控系统控制储能系统进入运行状态，此时由BMS主控系统反馈信号至EMS系统，由EMS系统关闭加热装置14及电池舱风机9。收到加热装置14及电池舱风机9的关闭信号后，由BMS主控系统关闭电池箱风扇8。

储能系统运行一段时间后，电池温度继续升高，当采集的电池温度高于t1时，由BMS主控系统反馈信号至EMS系统，由EMS系统控制风门执行器7将风门6调整至垂直位置，此时电池舱1内部空气不能进入电池舱风道4中。收到风门6动作信号后由BMS主控系统开启所有电池箱风扇8，收到电池箱风扇8的开启信号后由EMS系统开启电池舱风机9。

随散热系统的开启，如电池温度逐渐降低，当采集的电池温度低于t2时，由BMS主控系统关闭电池箱风扇8，收到电池箱风扇8关闭信号后由EMS系统关闭电池舱风机9。

如电池温度继续升高，当采集的电池温度高于t3时，则表明电池处于热失控状态，由BMS主控系统控制储能系统进入停机状态，以确保安全。

本实用新型相对于现有技术采用的空调制冷散热与制热保温的方式，结构简单成熟，故障率与维护成本相对较低；而且电池箱风扇与电池箱一体化设计，不占用系统额外空间，便于模块化组装。此外，本申请制冷时冷源采用不循环使用的空气，无需额外制冷消耗，制热时能够应用电池的内部循环风系统，不会出现局部过热，保温效果好，安全系数高，而风扇自身运行效率较空调高，系统运行经济性较高。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种集装箱式储能保温散热系统，包括电池舱(1)，电池舱(1)侧壁上设有保温层(16)，其特征在于，所述电池舱(1)的内部左右侧均固定有电池架(2)，前后侧安装有电池舱风机(9)；所述电池架(2)的上方安装有与外界连通的电池舱风道(4)，内部规则布置有多个电池箱(3)，而外侧安装有与电池舱风道(4)连通的电池架风道(5)，所述电池舱风道(4)底部设有可调节角度的风门(6)；所述电池箱(3)上安装有电池箱风扇(8)，且电池箱(3)与电池架风道(5)连通，电池架风道(5)远离电池箱(3)的内侧壁上安装有均匀排布的加热装置(14)；所述电池舱(1)内部安装有温度传感器，所述温度传感器、电池箱风扇(8)、电池舱风机(9)及加热装置(14)与控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱式储能保温散热系统，其特征在于，所述风门(6)通过风门执行器(7)切换角度；当风门(6)处于与电池架(2)上表面垂直的状态时，电池舱(1)内部与电池舱风道(4)通过风门(6)封堵；当风门(6)处于水平状态时，电池舱风道(4)与电池架风道(5)封堵。

3.根据权利要求1所述的一种集装箱式储能保温散热系统，其特征在于，所述电池架风道(5)的底部开设有排水孔(15)。

4.根据权利要求1所述的一种集装箱式储能保温散热系统，其特征在于，所述电池舱(1)设有进风口(10)、出风口(11)，所述进风口(10)、出风口(11)通过弧形导向板(13)开口朝下设置。

5.根据权利要求1所述的一种集装箱式储能保温散热系统，其特征在于，所述电池箱(3)的四周侧壁上均开设有通风孔。

6.根据权利要求1所述的一种集装箱式储能保温散热系统，其特征在于，所述加热装置(14)为加热丝，加热丝呈S型往复盘绕。

7.根据权利要求1所述的一种集装箱式储能保温散热系统，其特征在于，所述电池舱风道(4)与电池架风道(5)之间的间隙封堵有密封条。

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