CN216698514U - 储能系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种储能系统,包括柜体、空调、电池储能单元及导风管道。空调固定于柜体上。空调包括送风口及回风口。电池储能单元收容于柜体内。电池储能单元与柜体的内壁之间形成分隔的第一通道及第二通道。第二通道与回风口连通。电池储能单元包括进风口及出风口。进风口与第一通道连通。出风口与第二通道连通。导风管道收容于第二通道内。导风管道连通送风口与第一通道,用于将送风口吹出的气流导入第一通道内。由于第一通道与第二通道分隔设置,实现储能系统中空调的送风通道与回风通道冷热隔离设置,减少了空调的送风口送出的冷风气流量或热风气流量的流失,提高了储能系统的温控效率,从而提高了储能系统的工作可靠性。

Description

储能系统
技术领域
本申请涉及储能技术领域,特别涉及一种储能系统。
背景技术
电池储能由于其应用的灵活性、高可靠控性、高能量密度等特点,受到越来越多的关注。为提升电池寿命,需控制电池的工作温度。一种电池储能系统的温控方案中,两列空调嵌设于柜门上,以对储能系统中的柜体内的部件进行温控。然而,在此种温控方案中,空调的送风通道与空调的回风通道互通,导致空调吹出的气流(例如冷风气流)有较大流失,影响储能系统的温控效率,从而影响储能系统的工作可靠性。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种能够提高工作可靠性的储能系统。
第一方面,本申请提供了一种储能系统,包括柜体、空调、电池储能单元及导风管道;所述空调固定于所述柜体上,所述空调包括送风口及回风口;所述电池储能单元收容于所述柜体内;所述电池储能单元与所述柜体的内壁之间形成分隔的第一通道及第二通道;所述第二通道与所述回风口连通;所述电池储能单元包括进风口及出风口,所述进风口与所述第一通道连通,所述出风口与所述第二通道连通;所述导风管道收容于所述第二通道内,所述导风管道连通所述送风口与所述第一通道,用于将所述送风口吹出的气流导入所述第一通道内。
以空调的送风口吹出的气流为冷风为例。从空调的送风口吹出的冷风经导风管道直接进入第一通道,再从进风口进入电池储能单元的内部进行冷却散热形成热风。热风再从出风口流出进入第二通道,再回到空调的回风口,实现循环。第一通道为送空调的送风口吹出的气流进入电池储能单元的送风通道,第二通道为将从电池储能单元出来的气流回流至空调的回风通道。在空调的送风口吹出的气流为冷风时,第一通道可以视作冷通道,第二通道可以视作热通道。
可以理解,空调的送风口吹出的气流还可以为热风,例如,储能系统在寒冷条件(例如储能系统所处环境温度不大于零下15度)下工作时,第一通道可以视作热通道,第二通道可以视作冷通道。
由于第一通道与第二通道分隔设置,实现储能系统中空调的送风通道与回风通道冷热隔离设置,减少了空调的送风口送出的冷风气流量或热风气流量的流失,提高了储能系统的温控(包括散热或加热)效率,从而提高了储能系统的工作可靠性。
根据第一方面,本申请的第一方面的第一种可能的实现方式中,所述电池储能单元包括安装组件及沿第一方向排列的至少两列装设于所述安装组件上的电池模组,所述导风管道固定于所述安装组件上,所述电池模组包括沿第二方向相对设置的第一进风面及出风面,所述出风面位于所述电池模组朝向所述第二通道的一侧,所述第一进风面上设有所述进风口,所述出风面设有所述出风口,所述第一方向不同于所述第二方向。
第一通道延伸至电池模组背离空调的一面,实现电池模组从电池模组的背离空调的一面进风,电池模组从电池模组的朝向空调的一面出风,增大了电池模组与气流的接触面,有利于提高空调对电池模组的温控效率。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种可能的实现方式,本申请的第一方面的第二种可能的实现方式中,所述安装组件包括多个安装架及导风板,所述多个安装架沿所述第一方向排列,每相邻的两个安装架之间形成一列支撑位,每个所述电池模组设置于一个所述支撑位上;所述导风板固定于所述安装架朝向所述空调的一面并与所述柜体的内壁密封接触,使所述电池储能单元朝向所述空调的一面与所述柜体围成所述第二通道,所述电池储能单元的其余部分与所述柜体的内壁围成所述第一通道;所述导风板包括连接口,所述导风管道与所述导风板固定连接,所述导风管道通过所述连接口与所述第一通道连通。
导风板的设置,能够有效防止气流从电池储能单元朝向空调一面进入电池储能单元内部,使气流“强制”进入第一通道,及使空调的送风口吹出的气流能够到达电池储能单元背离空调的一侧。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第二种可能的实现方式,本申请的第一方面的第三种可能的实现方式中,所述导风板包括第一导风板与第二导风板;所述第一导风板固定于所述第一方向上的最末端的所述安装架朝向所述空调的一面上并与所述柜体的内壁密封接触,所述第一导风板沿第三方向延伸;所述第一导风板上设有所述连接口,所述导风管道固定于所述第一导风板上;所述第二导风板固定于所述安装架朝向所述空调的一面并与所述柜体的内壁密封接触,所述第二导风板沿第二方向延伸,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向。
所述第一导风板固定于所述第一方向上位于最末端的所述安装架朝向所述空调的一面上并与所述柜体的内壁密封接触,且第一导风板上设有与导风罩管连通的连接口,实现从电池储能单元的侧部送风,增大了电池模组与空调的送风口吹出的气流的接触面积,提高了储能系统中的温控效率。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第三种可能的实现方式,本申请的第一方面的第四种可能的实现方式中,同一列所述电池模组中的每相邻的两个所述电池模组之间形成间隙,所述导风板还包括沿第二方向延伸的多个第三导风板,每个所述第三导风板固定于连接于相邻的两个安装架朝向所述空调的一面上,以遮盖同一列所述电池模组中每相邻的两个所述电池模组之间形成的对应的间隙,以隔离第一通道与第二通道。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第四种可能的实现方式,本申请的第一方面的第五种可能的实现方式中,所述安装架包括支架及固定于所述支架上的至少一个滑轨,每个所述电池模组与对应的所述滑轨沿第二方向滑动连接,在所述第三方向上的每两个相邻的电池模组之间夹设有所述滑轨,使得在所述第三方向上的每两个相邻的电池模组之间形成间隙,所述导风板与所述支架及/或滑轨固定连接。
当需将电池模组组装于安装组件时,直接将电池模组沿滑轨推送至安装组件的支撑位内,方便了电池模组与安装组件之间的组装。当需将电池模组从安装组件上拆卸下来时,直接将电池模组沿滑轨拉出取下,方便了电池模组与安装组件之间的拆卸。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第五种可能的实现方式,本申请的第一方面的第六种可能的实现方式中,所述导风板还包括固定盖设于所述第一方向上的最末端的安装架的支架上的第四导风板。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第六种可能的实现方式,本申请的第一方面的第七种可能的实现方式中,所述支架包括沿第二方向间隔设置的第一支撑柱与第二支撑柱,所述滑轨固定连接于所述第一支撑柱与所述第二支撑柱之间,所述第一支撑柱设于所述支架靠近所述空调的一侧,所述第二支撑柱与所述柜体固定连接,所述第二支撑柱与所述第一进风面间隔设置。
第一进风面与安装架的第二支撑柱之间存在错位。在第一方向上的每两个相邻的电池模组之间由于安装架的原因存有间隙,第一通道内流通的气流能够从第一方向上相邻的电池模组之间的间隙进入电池储能单元的内部,实现从电池模组的侧部进入电池模组内。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第七种可能的实现方式,本申请的第一方面的第八种可能的实现方式中,所述电池模组还包括第二进风面、第三进风面,所述第二进风面与所述第三进风面沿所述第一方向相对设置,所述第二进风面、所述第三进风面均设有进风口;在所述第一方向上的每两个相邻的电池模组中,一个电池模组的第二进风面与另一个电池模组的第三进风面之间相对设置并形成间隙。
第一通道内流通的气流能够从相邻的电池模组之间的间隙进入电池储能单元的内部,再从第二进风面、第三进风面进入电池模组的内部流通,实现从电池模组的侧部进风。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第八种可能的实现方式,本申请的第一方面的第九种可能的实现方式中,所述电池模组还包括所述电池模组还包括第四进风面及第五进风面,所述第四进风面与所述第五进风面沿第三方向相对设置,所述第四进风面及所述第五进风面均设有进风口,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向;在所述第三方向上的每两个相邻的电池模组之间,一个电池模组的第四进风面与另一个电池模组的第五进风面之间相对设置并形成间隙。
第一通道内的气流从第四进风面与第五进风面进入电池模组的内部,即可实现电池模组的上/下面进风。电池模组为多面进风设计,增强了储能系统的温控效果。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第九种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十种可能的实现方式中,所述电池模组还包括设置于所述出风面上的挂耳,所述挂耳与对应的所述安装架固定连接,提高电池模组与安装组件的连接稳定性。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十一种可能的实现方式中,所述柜体包括主体及两个柜门,所述柜门与所述主体转动连接,两个所述柜门沿所述第一方向排列,每个所述柜门上设有至少一列沿第三方向的所述空调,每列空调对应至少一列所述电池模组,所述主体的内壁与所述电池储能单元之间围成所述第一通道,所述柜门的内壁与所述电池储能单元围成所述第二通道,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向。每个柜门上嵌设有至少一列空调,提高储能系统的温控效率。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十一种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十二种可能的实现方式中,所述主体包括两个侧板、后板、顶板及底板,每个所述侧板对应与一个所述柜门转动连接,所述后板与两个侧板固定连接,所述后板与所述柜门沿第二方向相对设置,所述顶板与两个所述侧板固定连接,所述底板与两个所述侧板固定连接,所述侧板、所述后板、所述顶板、所述底板均与所述电池储能单元密封接触,所述侧板、所述后板、所述顶板、所述底板与所述电池储能单元共同围成所述第一通道。如此,第一通道环绕电池储能单元设置,增大了电池储能单元与空调送出的气流的接触面,提高储能系统的温控效率。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十二种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十三种可能的实现方式中,所述空调的数量为至少两个,所述至少两个空调沿第一方向排列设置成两列,每列空调对应至少一列所述电池模组设置;所述电池模组包括壳体、电池本体及模组风扇,所述电池本体与所述模组风扇固定收容于所述壳体内,在所述两列空调中出现异常空调列的情况下,所述异常空调列对应的电池模组的模组风扇的转速增加,以加快异常空调列对应的电池模组内的气流的流通速度,提高储能系统的均温性。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十三种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十四种可能的实现方式中,所述空调的数量为至少两个,所述至少两个空调沿第一方向排列设置成第一空调列与第二空调列,所述第一空调列与所述第二空调列中的每列对应至少一列所述电池模组设置;所述储能系统还包括固定收容于所述第一通道内的引流风扇,所述引流风扇的出风面朝向所述第一空调列与所述第二空调列中的异常空调列对应的电池模组所在一侧。
如此,能够将第一通道内的气流由未异常空调列所对应的电池模组位置引向异常空调列所对应的电池模组所在位置,使异常空调列所对应的电池模组亦能够通过未异常空调列进行温控,减小异常空调列所对应的电池模组与未异常空调列所对应的电池模组之间温度的差距,提高了储能系统的均温性。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十四种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十五种可能的实现方式中,所述电池储能单元还包括防回流件,所述防回流件位于所述柜体的内壁与所述电池储能单元背离所述空调的一面之间,所述引流风扇安装于所述防回流件上。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十五种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十六种可能的实现方式中,所述电池储能单元还包括配电部件,所述配电部件装设于所述安装组件上。配电部件与电池模组共仓设置,方便了储能系统的组装,可一体化安装运输。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十六种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十七种可能的实现方式中,所述储能系统还包括固定于所述柜体的外侧面上的直流变换器,所述直流变换器用于变换所述电池模组的电压。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十七种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十八种可能的实现方式中,所述导风管道包括第一导风管及第二导风管,所述第一导风管固定于所述空调上,所述送风口与所述第一导风管连通,所述第二导风管的一端与所述第一导风管弯折连接并相通,所述第二导风管远离所述第一导风管的一端与所述电池储能单元固定连接,所述第二导风管连通所述第一导风管与所述第一通道。
根据第一方面或本申请的第一方面的第一种至第十八种可能的实现方式,本申请的第一方面的第十九种可能的实现方式中,所述导风板还包括固定盖设于所述第一方向上的最末端的安装架的支架上的第四导风板,所述第四导风板与所述柜体的内壁围成部分所述第一通道。第四导风板用于对气流流向进行导向,以使气流不能从第一方向上的最末端的安装架的支架上的空隙进入电池储能单元。
附图说明
图1为本申请一实施方式提供的电能应用系统的一应用场景示意图;
图2为本申请一实施方式提供的储能系统的气流流向示意图;
图3为本申请一实施方式提供的空调与导风管道的第一导风管组装于一起的示意图;
图4为本申请一实施方式提供的储能系统的立体示意图;
图5为图4所示的储能系统的前视图;
图6为本申请一实施方式提供的电池储能单元的部分结构的前视图;
图7为本申请一实施方式提供的电池储能单元部分结构的前视图;
图8a为本申请又一实施方式提供的储能系统的示意图;
图8b为图8a所示的储能系统的侧视图;
图9为电池储能单元去除部分结构的立体示意图;
图10为图9所示的电池储能单元的另一视角的示意图;
图11为储能系统的结构框图;
图12为电池模组及其各个表面示意图;
图13为电池模组的前视图;
图14为导风管道的第二导风管的示意图;
图15为图4所示的储能系统的侧视图;
图16为一空调列发生异常情况时的储能系统内的气流流向图;
图17为本申请一实施方式提供的储能系统的控制方法流程图。
具体实施方式
在一种电池储能系统的温控方案中,至少两列电池模组收容于柜体内,柜体包括相对设置的第一表面与第二表面,一个空调嵌设于第一表面上并对应一列电池模组设置,一个空调嵌设于第二表面上并对应另一列电池模组设置,两列电池模组之间设有一个中间通道。每个空调吹出的冷风进入中间通道后,再穿过对应列的电池模组后回风,完成对电池模组的冷却。然而,在此种温控方案中,柜体内部的空调送风通道与空调回风通道完全互通,导致空调吹出的冷风量有较大流失,影响散热效率。例如,同一列的相邻的两个空调中一个空调的送风口与另一个空调的回风口相靠近,会导致上空调送风直接回到下方空调,冷量损失严重。还有,若其中一些空调出现失效的情况,会造成不同列的电池模组的温度不均,靠近未失效的空调的送风通道的电池模组的温度较低,靠近失效的空调的送风通道的电池模组的温度较高。
基于此,本申请提供一种储能系统,包括柜体、空调、电池储能单元及导风管道;所述空调固定于所述柜体上,所述空调包括送风口及回风口;所述电池储能单元收容于所述柜体内;所述电池储能单元与所述柜体的内壁之间形成分隔的第一通道及第二通道;所述第二通道与所述回风口连通;所述电池储能单元包括进风口及出风口,所述进风口与所述第一通道连通,所述出风口与所述第二通道连通;所述导风管道收容于所述第二通道内,所述导风管道连通所述送风口与所述第一通道,用于将所述送风口吹出的气流导入所述第一通道内。
以下基于具体实施方式与附图对储能系统进行进一步描述。
请参阅图1,图1为本申请一实施方式提供的电能应用系统的一应用场景示意图。电能系统1000包括发电系统101、逆变系统103、储能变流器(power control system,PCS)104、储能系统105、静态转换开关(static transfer switch,STS)106、变压器107及电网109。发电系统101用于发电及供电。本实施方式中,发电系统101为新能源发电系统(例如太阳能光伏发电系统)其利用新能源(例如太阳能)产生直流电。发电系统101与逆变系统103电连接。逆变系统103用于将直流电转变成交流电。逆变系统103通过储能变流器104与储能系统105电连接,以将发电系统101产生的电能储存于储能系统105中。逆变系统103通过静态转换开关106与变压器107电连接,以使发电系统101向电网109直接供电。逆变系统103包括DC/AC逆变模块。变压器107用于转换电压。
发电系统101在进行大功率发电时,可向用户102供电,同时对储能系统105充电。储能系统105通过储能变流器104择时向用户102供电,实现新能源电力的消纳。在电网109用电负荷较小,电力冗余时,用电成本(用电价格)较低时,电网109向储能系统105反向充电。在电网109用电负荷较大,用电成本较高时,储能系统105可向用户102放电,降低用电成本。
请参阅图2,储能系统105包括柜体10、空调20、电池储能单元40及导风管道50。空调20固定于柜体10上。请结合参阅图3,空调20包括送风口21及回风口23。空调20通过送风口21吹出气流。电池储能单元40收容于柜体10内,用于储能。电池储能单元40与柜体10的内壁之间形成分隔的第一通道201(如图2所示)及第二通道203(如图2所示)。第二通道203与回风口23连通。电池储能单元40包括进风口401及出风口403。进风口401与第一通道201连通,用于将第一通道14内流通的气流输入至电池储能单元40内。出风口403与第二通道203连通,用于将电池储能单元40内的气流导出至第二通道13。导风管道50收容于第二通道203内。导风管道50连通送风口21与第一通道201,用于将送风口21吹出的气流导入第一通道201内。
需要说明的是,为方便说明,图2与图3中示意的空调20的送风口21与回风口23的位置仅是示例性地,并不代表送风口21与回风口23设置在空调20中的实际位置,实际中的空调20具有送风口21与回风口23即可。
以空调20的送风口21吹出的气流为冷风为例。从空调20的送风口21吹出的气流经导风管道50直接进入第一通道201,再从进风口401进入电池储能单元40的内部进行冷却散热形成热风。热风再从出风口403流出进入第二通道203,再回到空调20的回风口23,实现循环。换而言之,第一通道201为送空调20的送风口21吹出的气流进入电池储能单元40的送风通道,第二通道203为将从电池储能单元40出来的气流回流至空调20的回风通道。
由于第一通道201与第二通道203分隔设置,第一通道201流通的气流为冷风,第二通道203流通的气流为热风,实现冷热通道分隔设置,减少冷风气流量的流失,提高了储能系统105的散热效率及工作可靠性。需要说明的是,冷风与热风仅是相对而言,冷风的温度低于热风的温度。
可以理解,在一些实施方式中,若储能系统105在寒冷条件(例如储能系统105所处环境温度不大于零下15度)下工作,需保证电池储能单元40能够在正常的工作温度下,空调20需对电池储能单元40进行升温处理。如此,空调20通过送风口21吹出的气流为热风,第一通道201流通的气流为热风,第二通道203流通的气流为冷风。空调20的送风口21吹出的热风经导风管道50后进入第一通道201,从进风口401进入电池储能单元40的内部进行加热形成冷风。冷风再从出风口403流出进入第二通道203,再回到空调20的回风口23,实现循环。
储能系统105内设有导风管道50,导风管道50与空调20的送风口21及第一通道201连通,导风管道50能够将空调20的送风口21吹出的气流(例如冷风气流)导流至第一通道201内。本实施方式中,第一通道201环绕电池储能单元40设置。第二通道203位于空调20与电池储能单元40之间。第一通道201环绕电池储能单元40设置,增大了电池储能单元40与空调送出的气流的接触面。第一通道201环绕电池储能单元40设置,使得空调20的送风口21吹出的气流能够到达电池储能单元40的进风口41,进而进入电池储能单元40的内部。如此,即使仅一个空调20在工作,亦能够实现空调20对电池储能单元40整体作用(例如散热),提高了储能系统105的工作可靠性。
较为具体的,请结合参阅图4与图5,柜体10大致呈长方体状。柜体10包括主体14及两个柜门15。柜门15与主体14转动连接。两个柜门15沿第一方向(如图4中的X方向)排列。两个柜门15呈对开门设置。主体14包括两个侧板143、后板145(如图2所示)、顶板147(如图4所示)及底板149(如图4所示)。两个侧板143沿第一方向相对设置。每个侧板143连接后板145与柜门15。柜门15与侧板143一一对应地转动连接。后板145与柜门15沿第二方向(如图2中的Y方向)相对设置。侧板143连接顶板147与底板149。顶板147与底板149沿第三方向(如图4中的Z方向)相对设置。每个柜门15上设有一列沿第三方向排列设置的空调20。第一方向不同于第二方向,第二方向不同于第三方向,第三方向不同于第一方向。本实施方式中,第一方向与第二方向相垂直,第二方向与第三方向相垂直,第三方向与第一方向相垂直。
每个柜门15上设置有沿第三方向排列的一列空调20。侧板143、后板145、顶板147与电池储能单元40共同围成第一通道201。柜门15、侧板143、顶板147与电池储能单元40共同围成第二通道203。可以理解,本申请不限定柜体10的形状,柜体10的内壁与电池储能单元40形成分隔的第一通道201与第二通道203即可。
柜门15上还设有消防进气孔153、消防排气孔155、急停按钮157。
本实施方式中,每列空调20的数量为两个,即空调20的数量共为四个。每个柜门15上嵌设有两个空调20。需要说明的是,空调20通常还包括风扇、冷凝器、蒸发器、压缩机及节流装置等等,在此不作赘述。可以理解,空调20的数量也可以为1个。
请参阅图6与图7,电池储能单元40包括安装组件43及沿第一方向排列的至少两列装设于安装组件43上的电池模组44。安装组件43固定收容于柜体10内并与柜体10的内壁密封接触。安装组件43用于支撑电池模组44。本实施方式中,共有三列沿第一方向排列的电池模组44,每列电池模组44的数量为4个。导风管道50固定于安装组件43上。在其他实施方式中,每列电池模组44的数量可以为1个、2个或更多个,请参阅图8a与图8b,每列电池模组44的数量为5个。
请结合参阅图9与图10,安装组件43包括多个安装架431及导风板433。多个安装架431沿第一方向排列。每相邻的两个安装架431之间形成一列支撑位4310。每个电池模组44设置于一个支撑位4310上。
安装架431包括支架4311及固定于支架4311上的至少一个滑轨4313。支架4311包括沿第二方向间隔设置的第一支撑柱4315与第二支撑柱4317。每个滑轨4313固定连接于第一支撑柱4315与第二支撑柱4317之间。第一支撑柱4315设于支架4311靠近空调20的一侧。第二支撑柱4317与柜体10的后板145固定连接。每个支架4311上的滑轨4313与相邻的支架4311的滑轨4313的位置对应,以使相邻的两个安装架431共同围成支撑电池模组44的支撑位4310。电池模组44与滑轨4313沿第二方向滑动连接。
当需将电池模组44组装于安装组件43时,直接将电池模组44沿滑轨4313推送至支撑位4310内,方便了电池模组44与安装组件43之间的组装。当需将电池模组44从安装组件43上拆卸下来时,直接将电池模组44沿滑轨4313拉出取下,方便了电池模组44与安装组件43之间的拆卸。第二支撑柱4317与电池模组44背离空调20的一面错位设置,即第二支撑柱4317与电池模组44背离空调20的一面存有间隙,以使第一通道201内的气流于电池模组44的侧面流入电池模组44内。
可以理解,安装架431的滑轨4313数量可以为一个也可以为两个以上。所有安装架431上的滑轨4313的数量可以相同也可以不相同。
导风板433固定于安装架431朝向空调20的一面并与柜体10的内壁密封接触,以与安装架431、电池模组44配合隔开第一通道201与第二通道203,进而减少空调20吹出的冷风气流量或热风气流量的流失。至少一个导风板433上包括连接口4303。导风管道50通过连接口4303与第一通道201连通,用于将空调20的吹出的气流导送至第一通道201内。
本实施方式中,导风板433包括第一导风板4331与第二导风板4333。第一导风板4331固定于第一方向上位于最末端的安装架431朝向空调20的一面上并与柜体10的内壁(如侧板143)的密封接触。第一导风板4331沿第三方向延伸。第一导风板4331上设有连接口4303。导风罩管50固定于第一导风板4331上。
第二导风板4333位于安装架431朝向空调20的一面并与柜体10的内壁密封接触,第二导风板4333沿第二方向延伸,以隔离第一通道201与第二通道203。本实施方式中,第二导风板4333的数量为多个,每个第二导风板4333固定连接于两个相邻的安装架431之间,位于安装架431靠近顶板147的一端的第二导风板4333与顶板147密封接触,位于安装架431靠近底板147的一端的第二导风板4333与顶板147密封接触。
同一列电池模组44中的每相邻的两个电池模组44之间形成间隙。导风板433还包括沿第二方向延伸的多个第三导风板4335。每个第三导风板433固定于连接于相邻的两个安装架431朝向空调20的一面上,以遮盖同一列电池模组44中的每相邻的两个电池模组44之间形成的对应的间隙,以隔离第一通道201与第二通道203。
导风板433还包括固定盖设于第一方向上的最末端的安装架431的支架4311上的第四导风板4337,第四导风板4337与侧板143之间形成部分第一通道201。第四导风板4337用于对气流流向进行导向,以使气流不能从第一方向上的最末端的安装架431的支架4311上的空隙进入电池储能单元40。
导风板433还包括第五导风板4338,第五导风板4338可固定于两个安装架431(如对应的滑轨4313)之间,例如闲置的支撑位4310上,以防止气流直接进入就近的电池模组44。
第一导风板4333、第二导风板4333、第三导风板4335、第四导风板4337与第五导风板4338的设置,能够有效防止气流从电池储能单元40朝向空调20一面进入电池储能单元40内部,使气流“强制”进入第一通道201,及使空调20的送风口23吹出的气流能够到达电池储能单元40背离空调20的一侧。
请结合参阅图11、图12、图13,电池模组44包括壳体4410及收容于壳体4410内的电池本体4411。壳体4410包括沿第二方向相对设置的第一进风面4412及出风面4413。第一进风面4412朝向后板145设置,可视作第一进风面4412位于电池模组44的后侧。出风面4413位于电池模组44朝向第二通道203的一侧,可视作出风面4413位于电池模组44的前侧。第一进风面4412上设有进风口41。出风面4413设有出风口403。由于第一通道201环绕电池储能单元40设置并与进风口41连通,空调20吹出的气流通过第一通道201可流通至电池模组44背离空调20的后侧,实现电池模组44后侧进风,电池模组44前侧回风。
沿第三方向排列的相邻的两个电池模组44的出风面4413之间的间隙由第二导风板434密封遮盖,减少第二通道203内气流沿第三方向排列的相邻的两个电池模组44的出风面4413之间的间隙进入第一通道201。
本实施方式中,壳体4410为多面进风设计,以增强散热冷却效果。壳体4410还包括第二进风面4414、第三进风面4415、第四进风面4416及第五进风面4417。第二进风面4414与第三进风面4415沿第二方向相对设置。第二进风面4414朝向一个侧板143设置,第三进风面4415朝向另一个侧板143设置。第四进风面4416与第五进风面4417沿第三方向相对设置。第四进风面4416设于电池模组44朝向顶板147一面,第五进风面4417设于电池模组44朝向底板149的一面。第二进风面4414、第三进风面4415、第四进风面4416及第五进风面4417均设有至少一个进风口401。
可以理解,对电池模组44的进风面个数和面积不作限制,多面冷却设计同样适用于不带风扇电池模组,空调冷风流过电池模组表面,亦可以增强多面冷却效果。
第一进风面4412与安装架431的第二支撑柱4317之间存在错位。在第一方向上的每两个相邻的电池模组44之间,一个电池模组44的第二进风面4414与另一个电池模组44的第三进风面4415之间相对设置并形成间隙,第一通道201内流通的气流能够从相邻的电池模组44之间的间隙进入电池储能单元40的内部,再从第二进风面4414、第三进风面4415进入电池模组44的内部流通,即实现从电池模组44的侧部进风。
由于滑轨4313悬空,在第三方向上的每两个相邻的电池模组44之间,一个电池模组44的第四进风面4416与另一个电池模组44的第五进风面4417之间相对设置并形成间隙,第一通道401内的气流从第四进风面4416与第五进风面4417进入电池模组44的内部,即可实现电池模组44的上/下面进风。
请参阅图13,电池模组44还包括挂耳4419。挂耳4419凸设于出风面4413的边缘区域,挂耳4419与安装架431的支架4311朝向空调20的一面固定并密封相接,以提高电池模组44与安装组件43之间的连接稳定性。安装架431远离空调20的一侧与柜体10的主体13固定。
由于第一方向上末端的安装架4301的增加了与柜体10的内壁密封接触的第一导风板4331,安装架431与柜体10的内壁之间通过第二导风板4333密封接触,沿第三方向上的相邻的电池模组44之间的间隙通过第三导风板4335密封遮盖,以及电池模组431的两侧通过挂耳4419密封,最终实现整体第一通道201与第二通道203的冷热隔离,以及实现空调20吹出的冷风只通过电池模组44。
请再次参阅图9,电池储能单元40还包括与多个电池模组44电连接的配电部件45,用于开关作用,控制电池模组44与外界设备的电连接的通断。配电部件45设置于一个支撑位4310上。配电部件45与电池模组44共同安装于同个安装组件43上并收容于同个柜体10的内部,即配电部件45与电池模组44共仓设置,如此,方便了储能系统105的组装、运输与维护。
配电部件45包括配电部件451与配电盖板453,配电部件451固定于安装组件43的一个支撑位4310上。配电盖板453固定于安装组件43的安装架431上并覆盖配电部件451朝向空调20的一侧,用于隔开第一通道201(如图2所示)与第二通道203(如图2所示),以减少空调20吹出的冷风量或热风量的流失。配电盖板453上设有开孔,用于对配电器件451进行散热。
本实施方式中,储能单元40还包括装设于安装组件43上的消防模块48,用于防火。
本实施方式中,导风管道50的数量对应空调20的数量。每个导风管道50与一个空调20的送风口21及第一导风板433的一个连接口4331设置,以将空调20吹出的气流直接导向至第一通道201。
请再次结合参阅图2、图3,导风管道50包括第一导风管51及第二导风管53。第一导风管51大致呈楔形罩体。第一导风管51可以与空调20一体设置,第一导风管51也可以与空调20分体设置。第一导风管51固定于空调20上,送风口21与第一导风管51连通。第二导风管53的一端与第一导风管51弯折连接并相通。第二导风管53远离第一导风管51的一端与一个第一导风板433固定连接并与连接口4331连通,第二导风管53通过连接口4331连通第一导风管51与第一通道201。本实施方式中,第一导风管51一端与空调20的送风口23密封连接,实现密封第一通道(如冷通道)201,在电池储能单元40的两侧送风,在电池储能单元40朝向空调20的一面回风。
第二导风管53与第一导风管51弯折连接大致呈L形。本实施方式中,请参阅图14,第二导风管53大致呈长方体状,第二导风管53的侧面上设置有管入风口531与管出风口533。管入风口531与第一导风管51连通,管出风口533与连接口4303连通。
本实施方式中,每三个电池模组44组成一个电池簇。请再次参阅图11,储能系统105还包括直流变换器(DCDC)60及保护罩70(如图1与图15所示)。直流变换器60固定于侧板143的外侧面上。每个直流变换器60对应一个电池簇设置,用于将电池簇的电池模组44的电压进行变换。可以理解,直流变换器60的数量不作限定,一个直流变换器60对应电池簇的数量不作限定,例如,一个直流变换器60对应多个电池簇设置。保护罩70与侧板143背离收容仓11的外侧面固定连接。保护罩70罩设在四个直流变换器60外,用于保护直流变换器60。保护罩70包括连接设置的第一连接部与第二连接部。第一连接部与第二连接部均与柜体10固定连接,第一连接部上设有散热孔。第一连接部防水的百叶窗,百叶窗包括散热孔。第二连接部设于保护罩靠近顶板设置,第二连接部为实体(未开散热用的镂空区域),用于防尘。
本实施方式中,储能系统105集成储能的电池模组44、直流变换器60及配电部件45为一体,能够有效提升储能系统105整体的能量密度,实现良好的温控性能。
空调20的数量为至少两个。至少两个空调20沿第一方向排列设置成两列空调列。每列空调20对应至少一列电池模组44设置。若其中一空调列出现异常情况时,电池储能单元中的靠近未出现异常的空调列的电池模组接收到的冷风量/热风量多于电池储能单元中的靠近出现异常的空调列的电池模组40接收到的冷风量/热风量,可能影响电池储能单元的均温性。
储能系统105还包括调温系统,调温系统包括集中监控器(central monitoringunit,CMU)81及模组风扇4420。集中监控器81与所有空调20通信连接,用于监测所有空调20的工作状态。模组风扇4420收容于电池模组44的壳体4410(如图12所示)内,用于调整电池模组44内的气流的流速。模组风扇4420与集中监控器81通信连接。集中监控器81确定出现异常情况的异常空调列。集中监控器81控制异常空调列对应的模组风扇4420进行调速,通常进行增速。当异常空调列对应的电池模组44的温度达到预设目标温度,使异常空调列对应的电池模组44的转速保持当前转速。预设目标温度为储能系统105中未出现异常空调列时的电池模组44的温度。
异常情况是指空调列中的正常工作的空调数量小于预设正常工作的数量。异常包括失效及减配。所谓失效,是指空调20出现故障,不能吹出冷风或热风。所谓减配,是指空调列中的空调数量小于预设正常工作的空调数量。两列空调20中设置的空调20的数量通常相同。例如,每列预设正常工作的空调数量为2个,若其中一列空调20的数量由2个减少为1个,则视为减配。失效与减配均可通过集中监控器81监测空调20内部的风扇及/或压缩机的反馈信号异常实现的。
可以理解,失效与减配还可通过其他方式实现,例如,监测每个连接口4331的温度等等。
如图16所示,本实施方式中,电池模组44的数量为12个,12个电池模组44呈三列排列于多个支撑位4310上。三列电池模组44包括沿第一方向依次排列设置的电池模组列1、电池模组列2、电池模组列3。两列空调20包括沿第一方向排列设置的第一空调列4与第二空调列5。电池模组列1对应第一空调列4,电池模组列3对应第二空调列5。
调温系统80还包括引流风扇83。引流风扇83位于第一通道201内,用于调整第一通道201的气流的流速。本实施方式中,电池储能单元40还包括防回流件82,防回流件82位于后板145与电池储能单元40背离空调20的一面之间,引流风扇83安装于防回流件82上。在支撑引流风扇83的同时亦能够防止气流回流。引流风扇83为正反转风扇,即能够进行正转及反转。集中监控器81控制模组风扇4420在所对应列的空调20中出现异常情况下转动,以加快电池模组44内部气流的流速。
更为具体地,引流风扇83包括沿第一方向相对设置的第一风面与第二风面。第一风面设于引流风扇靠近第一空调列4的一面,第二风面设于引流风扇83靠近第二空调列5的一面。当引流风扇83正转时,第一风面为引流风扇83的进风面,第二风面为出风面。当引流风扇83反转时,第一风面为引流风扇83的出风面,第二风面为进风面。当集中监控器81确定第一空调列4出现异常时,控制引流风扇83反转,以将第一通道201的气流由电池模组列3引向电池模组列1。当集中监控器81确定第二空调列5出现异常时,控制引流风扇83正转,以将第一通道201的气流由电池模组列1引向电池模组列3。如此,减小异常空调列所对应的电池模组44与未异常空调列所对应的电池模组44之间温度的差距,提高了储能系统105的均温性。换而言之,引流风扇83的出风面朝向异常空调列对应的电池模组44所在一侧。
集中监控器81监测所有空调20的工作状态及各列电池模组44的温度。当集中监控器81确定第一空调列4与第二空调列5中的异常空调列时,则控制对应列的电池模组44内的模组风扇4420的转速增速,及/或控制引流风扇83的扇叶的转动方向。当电池模组列1的温度与电池模组列3温度之间的差值在预设温度范围内时,集中监控器81控制模组风扇4420停止转动,及控制引流风扇83停止转动,即调温单元81停止调温。
可以理解,电池储能单元40可以省略引流风扇83,电池模组44可以省略模组风扇4420。
请参阅图17,本申请还提供一种储能系统105的调温控制方法,包括以下步骤:
步骤S101,调温系统启动。
步骤S103,确定第一空调列4与第二空调列5中的异常空调列。
步骤S105,调节异常空调列对应电池模组44内的模组风扇4420的转速,及/或,调节引流风扇83的转速,其中,引流风扇83的出风面朝向异常空调列对应的电池模组所在一侧。
步骤107,异常空调列对应电池模组44的温度与未异常空调列对应的电池模组的温度之间的差值是否在预设温度范围。若异常空调列对应电池模组44的温度与未异常空调列对应的电池模组44的温度之间的差值在预设温度范围内时,则进行步骤S109,异常空调列对应电池模组44内的模组风扇4420保持当前转速作业,及/或引流风扇83保持当前转速作业。若异常空调列对应电池模组44的温度与未异常空调列对应的电池模组44的温度之间的差值不在预设温度范围内时,则返回步骤S105。
步骤109,调温系统停止,异常空调列对应电池模组44内的模组风扇4420退出调速,引流风扇83退出调速。
应当理解的是,可以在本申请中使用的诸如“包括”以及“可以包括”之类的表述表示所公开的功能、操作或构成要素的存在性,并且并不限制一个或多个附加功能、操作和构成要素。在本申请中,诸如“包括”和/或“具有”之类的术语可解释为表示特定特性、数目、操作、构成要素、组件或它们的组合,但是不可解释为将一个或多个其它特性、数目、操作、构成要素、组件或它们的组合的存在性或添加可能性排除在外。
此外,在本申请中,表述“和/或”包括关联列出的词语中的任意和所有组合。例如,表述“A和/或B”可以包括A,可以包括B,或者可以包括A和B这二者。
在本申请中,包含诸如“第一”和“第二”等的序数在内的表述可以修饰各要素。然而,这种要素不被上述表述限制。例如,上述表述并不限制要素的顺序和/或重要性。上述表述仅用于将一个要素与其它要素进行区分。例如,第一用户设备和第二用户设备指示不同的用户设备,尽管第一用户设备和第二用户设备都是用户设备。类似地,在不脱离本申请的范围的情况下,第一要素可以被称为第二要素,类似地,第二要素也可以被称为第一要素。
当组件被称作“连接”或“接入”其他组件时,应当理解的是:该组件不仅直接连接到或接入到其他组件,而且在该组件和其它组件之间还可以存在另一组件。另一方面,当组件被称作“直接连接”或“直接接入”其他组件的情况下,应该理解它们之间不存在组件。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种储能系统,其特征在于,包括柜体、空调、电池储能单元及导风管道;所述空调固定于所述柜体上,所述空调包括送风口及回风口;所述电池储能单元收容于所述柜体内;所述电池储能单元与所述柜体的内壁之间形成分隔的第一通道及第二通道;所述第二通道与所述回风口连通;所述电池储能单元包括进风口及出风口,所述进风口与所述第一通道连通,所述出风口与所述第二通道连通;所述导风管道收容于所述第二通道内,所述导风管道连通所述送风口与所述第一通道,用于将所述送风口吹出的气流导入所述第一通道内。
2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述电池储能单元包括安装组件及沿第一方向排列的至少两列装设于所述安装组件上的电池模组,所述导风管道固定于所述安装组件上,所述电池模组包括沿第二方向相对设置的第一进风面及出风面,所述出风面位于所述电池模组朝向所述第二通道的一侧,所述第一进风面上设有所述进风口,所述出风面设有所述出风口,所述第一方向不同于所述第二方向。
3.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述安装组件包括多个安装架及导风板,所述多个安装架沿所述第一方向排列,每相邻的两个安装架之间形成一列支撑位,每个所述电池模组设置于一个所述支撑位上;所述导风板固定于所述安装架朝向所述空调的一面并与所述柜体的内壁密封接触,所述电池储能单元朝向所述空调的一面与所述柜体的内壁围成所述第二通道,所述电池储能单元的其余部分与所述柜体的内壁围成所述第一通道;所述导风板包括连接口,所述导风管道与所述导风板固定连接,所述导风管道通过所述连接口与所述第一通道连通。
4.根据权利要求3所述的储能系统,其特征在于,所述导风板包括第一导风板与第二导风板;所述第一导风板固定于所述第一方向上的最末端的所述安装架朝向所述空调的一面上并与所述柜体的内壁密封接触,所述第一导风板沿第三方向延伸;所述第一导风板上设有所述连接口,所述导风管道固定于所述第一导风板上;所述第二导风板固定于所述安装架朝向所述空调的一面并与所述柜体的内壁密封接触,所述第二导风板沿所述第二方向延伸,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向。
5.根据权利要求4所述的储能系统,其特征在于,同一列所述电池模组中的每相邻的两个所述电池模组之间形成间隙,所述导风板还包括沿第二方向延伸的多个第三导风板,每个所述第三导风板固定连接于相邻的两个安装架朝向所述空调的一面上,以遮盖同一列所述电池模组中每相邻的两个所述电池模组之间形成的对应的间隙。
6.根据权利要求3所述的储能系统,其特征在于,所述安装架包括支架及固定于所述支架上的至少一个滑轨,每个所述电池模组与对应的所述滑轨沿第二方向滑动连接,在第三方向上的每两个相邻的电池模组之间夹设有所述滑轨,使得在所述第三方向上的每两个相邻的电池模组之间形成间隙,所述导风板与所述支架及/或所述滑轨固定连接,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向。
7.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述导风板还包括固定盖设于所述第一方向上的最末端的安装架的支架上的第四导风板,所述第四导风板与所述柜体的内壁围成部分所述第一通道。
8.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述支架包括沿第二方向间隔设置的第一支撑柱与第二支撑柱,所述至少一个滑轨固定连接于所述第一支撑柱与所述第二支撑柱之间,所述第一支撑柱设于所述支架靠近所述空调的一侧,所述第二支撑柱与所述柜体固定连接,所述第二支撑柱与所述第一进风面间隔设置。
9.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述电池模组还包括第二进风面、第三进风面,所述第二进风面与所述第三进风面沿所述第一方向相对设置,所述第二进风面、所述第三进风面均设有进风口;在所述第一方向上的每两个相邻的电池模组中,一个电池模组的第二进风面与另一个电池模组的第三进风面之间相对设置并形成间隙。
10.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述电池模组还包括第四进风面及第五进风面,所述第四进风面与所述第五进风面沿第三方向相对设置,所述第四进风面及所述第五进风面均设有进风口,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向;在所述第三方向上的每两个相邻的电池模组之间,一个电池模组的第四进风面与另一个电池模组的第五进风面之间相对设置并形成间隙。
11.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述电池模组还包括设置于所述出风面上的挂耳,所述挂耳与对应的所述安装架固定连接。
12.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述柜体包括主体及两个柜门,所述柜门与所述主体转动连接,两个所述柜门沿所述第一方向排列,每个所述柜门上设有至少一列沿第三方向的所述空调,每列空调对应至少一列所述电池模组,所述主体的内壁与所述安装组件之间围成所述第一通道,所述柜门的内壁与所述电池储能单元围成所述第二通道,所述第三方向不同于所述第一方向,所述第三方向不同于所述第二方向。
13.根据权利要求12所述的储能系统,其特征在于,所述主体包括两个侧板、后板、顶板及底板,每个所述侧板对应与一个所述柜门转动连接,所述后板与两个所述侧板固定连接,所述后板与所述柜门沿第二方向相对设置,所述顶板与两个所述侧板固定连接,所述底板与两个所述侧板固定连接,所述侧板、所述后板、所述顶板、所述底板均与所述电池储能单元密封接触,所述侧板、所述后板、所述顶板、所述底板与所述电池储能单元共同围成所述第一通道。
14.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述空调的数量为至少两个,所述至少两个空调沿第一方向排列设置成两列,每列空调对应至少一列所述电池模组设置;所述电池模组包括壳体、电池本体及模组风扇,所述电池本体与所述模组风扇固定收容于所述壳体内,在所述两列空调中出现异常空调列的情况下,所述异常空调列对应的电池模组的模组风扇的转速增加。
15.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统还包括固定收容于所述第一通道内的引流风扇。
16.根据权利要求15所述的储能系统,其特征在于,所述空调的数量为至少两个,所述至少两个空调沿第一方向排列设置成第一空调列与第二空调列,所述第一空调列与所述第二空调列中的每列对应至少一列所述电池模组设置;所述引流风扇为正反转风扇,所述引流风扇的出风面朝向所述第一空调列与所述第二空调列中的异常空调列对应的电池模组所在一侧。
17.根据权利要求16所述的储能系统,其特征在于,所述电池储能单元还包括防回流件,所述防回流件位于所述柜体的内壁与所述电池储能单元背离所述空调的一面之间,所述引流风扇安装于所述防回流件上。
18.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述电池储能单元还包括配电部件,所述配电部件装设于所述安装组件上。
19.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统还包括直流变换器,所述直流变换器固定于所述柜体的外侧面上用于变换所述电池模组的电压。
20.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述导风管道包括第一导风管及第二导风管,所述第一导风管固定于所述空调上,所述送风口与所述第一导风管连通,所述第二导风管的一端与所述第一导风管弯折连接并相通,所述第二导风管远离所述第一导风管的一端与所述电池储能单元固定连接,所述第二导风管连通所述第一导风管与所述第一通道。
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