CN218632209U - 一种集装箱式储能系统的电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种集装箱式储能系统的电池模块。集装箱式储能系统的电池模块包括电池箱，电池箱的侧壁上设有进风口和排风口，电池箱内安装有成排的电池组，每排电池组包括至少两个电池，各排电池组中的电池沿电池组成排方向间隔分布，各排电池组中相邻两电池之间设有导风通道，各排电池组的导风通道的一端与进风口连通，另一端与排风口连通。各排电池组中相邻电池之间的导风通道与电池箱的进风口和排风口连通，从进风口进入的冷空气能够进入导风通道内将电池表面的热量带走，相比于现有技术中仅对电池组的表面进行散热，这样设计，冷空气能够进入到电池组内部，电池模块的散热均匀性较好，以提高电池模块的温度均匀性。

Description

一种集装箱式储能系统的电池模块

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种集装箱式储能系统的电池模块。

背景技术

随着太阳能、风能等新能源的推广应用，储能技术也随之发展。储能系统根据使用环境分为室外和室内，室外储能系统一般为集装箱式储能系统，集装箱式储能系统是将若干电池柜放置在集装箱内，电池柜内安装有多个电池模块，电池模块包括电池箱，电池箱内固定有多个蓄电池，以利用集装箱对其内部的蓄电池进行有效的保护。而放置在集装箱内的蓄电池在充放电过程中会产生一定的热量，特别是锂离子电池，容易在相对密闭的集装箱中造成热量的积聚，尤其是在极端工况条件下(过充、短路、过温等)，热量的积累易导致电池温度的急剧升高并发生热失控，从而引发锂离子电池起火事故。

针对储能系统电池散热，目前常见的散热方式有风冷、液冷和相变冷却，液冷方式需要在电池柜上设置冷却管道，相变冷却需要将冷却材料包裹在电池外，液冷和相变冷却效果较好，但是，液冷和相变冷却结构占用的空间较大，较难适用于集装箱式储能系统。并且，液冷和相变冷却的冷却成本较高，因此，集装箱式储能系统中通常使用风冷进行散热。

使用风冷方法的集装箱式储能系统的电池模块的结构如授权公告号为CN215451535U的中国实用新型专利公开的一种双风机风冷储能电池箱，包括箱体，箱体内安装有电池组(即上述专利文献中提到的电池模组)，电池组是由多个电池组成，电池组与箱体的两相对侧壁之间分别设有排风通道(即上述专利文献中提到的风道)，箱体的另外两相对侧壁中的其中一个侧壁上设有两个分别与两排风通道对应的进风口，进风口上安装有风机，另一个侧壁上设有排风口(即上述专利文献中提到的通风孔)。冷空气分别通过进风口进入两排风通道，带走电池组表面的热量后从排风口排出，从而对电池组进行冷却。

上述电池模块虽然具有一定的风冷效果，但是由于排风通道位于箱体侧壁与电池组之间的间隔内，进入排风通道的冷空气仅能够对电池组的表面进行散热，散热效果较差，容易导致电池组温度分布不均匀。

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系统的电池模块，以解决现有技术中的电池模块散热效果较差而容易导致电池模块温度分布不均匀的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型集装箱式储能系统的电池模块的技术方案是：

集装箱式储能系统的电池模块，包括电池箱，电池箱的侧壁上设有进风口和排风口，电池箱内安装有成排的电池组，每排电池组包括至少两个电池，各排电池组中的电池沿电池组成排方向间隔分布，各排电池组中相邻两电池之间设有导风通道，各排电池组的导风通道的一端与进风口连通，另一端与排风口连通。

有益效果是：本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块中，各排电池组中相邻电池之间的导风通道与电池箱的进风口和排风口连通，从进风口进入的冷空气能够进入导风通道内将电池表面的热量带走，然后从排风口排出。相比于现有技术中仅对电池组的表面进行散热，这样设计，冷空气能够进入到电池组内部，电池模块的散热均匀性较好，以提高电池模块的温度均匀性。

进一步地改进，进风口和排风口分别设置在电池箱的相邻箱壁上，电池箱上设有进风口的箱壁与相邻电池组中导风通道的一端对应，导风通道的另一端连通有沿电池组成排方向延伸的排风通道，排风通道与排风口连通。

有益效果是：这样设计，增加进风口和排风口之间的连通路径，使得冷空气不仅能够对电池内部散热，还可以对电池组表面散热，提高散热效果。

进一步地改进，电池箱内设有至少两排间隔分布的电池组，电池箱上沿电池组间隔分布方向的两箱壁上均设有所述进风口，相邻两排电池组之间的间隔为共用的排风通道，排风口与排风通道对应且连通。

有益效果是：这样设计，通过电池箱两侧壁上的进风口同时向相邻电池组内的导风通道通入冷空气，避免电池组仅一侧通入冷空气时到达另一侧的冷空气的温度、气压下降而冷却效果降低，提高电池组的冷却均匀性，同时相邻两排电池组之间的间隔形成共用的排风通道，能够减小电池箱的体积。

进一步地改进，相邻两排电池组的相向侧壁上固定有封板，封板封盖共用排风通道的顶部、前后侧，封板、电池箱的底壁、相邻两排电池组的相向侧壁之间共同围成封闭的排风通道。

有益效果是：这样设计，进入电池箱内的冷空气只能通过导风通道进入排风通道，进而通过排风口排出，避免未进入导热通道内的冷空气还未对电池组冷却就直接进入排风通道内排出，提高冷空气的使用率。

进一步地改进，进风口包括多个沿电池组成排方向间隔分布的开口，开口与导风通道一一对应。

有益效果是：这样设计，冷空气通过开口后能够顺利进入与开口相对的导风通道内，提高冷空气进入导风通道内的速度，以保证导风通道内冷空气的充足，进一步提高散热效果。

进一步地改进，开口沿上下方向延伸。

有益效果是：这样设计，增加开口的长度，以增大单位时间内冷空气进入电池箱内的体积。

进一步地改进，各排电池组的相邻电池之间固定有导热板，导热板内设有所述导风通道。

有益效果是：这样设计，导热板能够快速将电池表面的热量导出，以使通过导风通道的冷空气将电池表面的热量带走，提高散热效率。

进一步地改进，导热板内设有至少两个导风通道，相邻导风通道之间设有倾斜布置的筋板，而形成波纹结构。

有益效果是：这样设计，增加导热板的散热面积，以增加通过导风通道的冷空气与导热板的接触面积，进一步提高散热效率。

进一步地改进，导热板与电池之间设有导热硅脂。

附图说明

图1为本实用新型集装箱式储能系统的电池模块的结构示意图；

图2为图1中电池组的结构示意图；

图3为图2中电池组(隐藏封板后)的结构示意图；

图4为图3中导热板的结构示意图。

图中：21、电池箱；22、进风口；23、排风口；24、电池管理系统；25、电池组；26、导热板；27、电池；28、封板；29、固定板；30、过渡板；31、排风扇；32、排风通道；33、密封条；34、导风通道；35、筋板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块的实施例1：

本实施例中，如图1和图2所示，集装箱式储能系统的电池模块包括电池箱21，电池箱21内设置有两排沿左右方向间隔布置的电池组25，每排电池组25均包括多个沿前后方向间隔排布的电池27。各排电池组25的前后两端均连接有固定板29，以通过固定板29可靠地固定在电池箱21内，防止电池组25振动。固定板29为铝材制成，能够将电池组25的部分热量导出。

电池箱21的左右箱壁上均设有进风口22，进风口22包括多个上下延伸且前后间隔排布的开口，冷空气通过进风口22进入电池箱21内，以对电池组25进行散热。电池箱21的前箱壁上设有排风口23，电池箱21于排风口23处安装有排风扇31，排风扇31通过过渡板30固定在左右两排电池组25前端的固定板29上。

如图3和图4所示，每排电池组25中任意前后相邻两个电池27之间均设有导热板26，导热板26采用导热硅脂牢固地粘结在电池27上，导热板26为铝材制成，能够将电池27表面的热量导出。导热板26内设有多个导风通道34，左右两排电池组25的导风通道34均与相近进风口22连通，且左右两排电池组25中导热板26与相近进风口22的开口在左右方向上一一对应，使得从开口进入电池箱21内的冷空气能够顺利进入导风通道34内将导热板26表面的热量带走。导热板26内相邻导风通道34之间设有倾斜布置的筋板35，而形成波纹结构，以增大导热板26的散热面积，提高散热效率。

左右相邻两排电池组25之间的间隔形成排气通道32，左右两排电池组25中的导风通道34均与排风通道32连通，且排风通道32与排风扇31连通，使得导风通道34内携带热量的冷空气进入排风通道32内后由排风扇31排出。而且，该排风通道32为共用排风通道32，左右两排电池组25内的导风通道34均通过该排风通道32连通排风口23，以减小电池模块的体积。

如图2所示，左右相邻两排电池组25的相向侧壁上固定有封板28，封板28呈“几”型，封盖在排风通道32的顶部和前后两侧，且封板28与左右两排电池组25的相向侧壁之间设有密封条33，以封闭排风通道32，使得进入电池箱21内的冷空气只能从导热板26的导风通道34进入排风通道32内，提高冷空气的利用率。

电池箱21的前侧壁外安装有电池管理系统24，电池管理系统24采集线束通过电池箱21前侧壁上的穿线孔进入电池模块内部，用于采集电池27的电压和温度。

本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块中，各排电池组25中任意相邻电池27之间的导热板26将电池27表面的热量导出，使得冷空气在通过导热板26的导风通道34时能够将电池27表面的热量带走，相比于现有技术中仅对电池组25的表面进行散热，这样设计，冷空气能够进入到电池组25内部，电池模块的散热均匀性较好，以提高电池模块的温度均匀性。

本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块的实施例2：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，进风口22和排风口23分别设置在电池箱21的相邻箱壁上，电池箱21上设有进风口22的箱壁与相邻电池组25中导风通道34的一端对应，导风通道34的另一端连通有沿电池组25成排方向延伸的排风通道32，排风通道32与排风口23连通。本实施例中，增设进风通道，进风通道设置在电池箱21上设有进风口22的箱壁与电池组25之间，进风通道连通进风口22和导风通道34。在其他实施例中，进风口22和排风口23也可以分别位于电池箱21的两相对箱壁上，且设有进风口22和排风口23的两相对箱壁分别对应导风通道34的两端。此时，可以取消设置排风通道32。

本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块的实施例3：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，电池箱21内设有两排左右间隔分布的电池组25，电池箱21的左右侧壁上均设有进风口22，相邻两电池组25之间的间隔形成共用的排风通道32，排风口23与排风通道32对应且连通。本实施例中，在相邻两电池组25之间的间隔内设置隔板，以将共用的排风通道32分隔成两个单独的排风通道32，电池箱21上对应于两排风通道32的位置分别设有排风口23。

本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块的实施例4：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，排风口23包括多个沿呈电池组25成排方向间隔分布的开口，开口与导风通道34一一对应。本实施例中，排风口23为多行多列分布的开口。在其他实施例中，排风口23也可以为一整个开口，为保证单位时间内冷空气通入电池箱21内的体积，需增大该开口的尺寸。

本实用新型的集装箱式储能系统的电池模块的实施例5：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，相邻两电池27之间固定有导热板26，导热板26内设有导风通道34。本实施例中，取消设置导热板26，相邻电池27之间各间隔形成导风通道34，为实现电池27的安装固定，此时，所有电池27可以固定在支架上。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.集装箱式储能系统的电池模块，包括电池箱(21)，电池箱(21)的侧壁上设有进风口(22)和排风口(23)，电池箱(21)内安装有成排的电池组(25)，每排电池组(25)包括至少两个电池(27)，其特征在于，各排电池组(25)中的电池(27)沿电池组(25)成排方向间隔分布，各排电池组(25)中相邻两电池(27)之间设有导风通道(34)，各排电池组(25)的导风通道(34)的一端与进风口(22)连通，另一端与排风口(23)连通。

2.根据权利要求1所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述进风口(22)和排风口(23)分别设置在电池箱(21)的相邻箱壁上，电池箱(21)上设有进风口(22)的箱壁与相邻电池组(25)中导风通道(34)的一端对应，导风通道(34)的另一端连通有沿电池组(25)成排方向延伸的排风通道(32)，排风通道(32)与排风口(23)连通。

3.根据权利要求2所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述电池箱(21)内设有至少两排间隔分布的电池组(25)，电池箱(21)上沿电池组(25)间隔分布方向的两箱壁上均设有所述进风口(22)，相邻两排电池组(25)之间的间隔为共用的排风通道(32)，排风口(23)与排风通道(32)对应且连通。

4.根据权利要求3所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述相邻两排电池组(25)的相向侧壁上固定有封板(28)，封板(28)封盖共用排风通道(32)的顶部、前后侧，封板(28)、电池箱(21)的底壁、相邻两排电池组(25)的相向侧壁之间共同围成封闭的排风通道(32)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述进风口(22)包括多个沿电池组(25)成排方向间隔分布的开口，开口与导风通道(34)一一对应。

6.根据权利要求5所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述开口沿上下方向延伸。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，各排电池组(25)的相邻电池(27)之间固定有导热板(26)，导热板(26)内设有所述导风通道(34)。

8.根据权利要求7所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述导热板(26)内设有至少两个导风通道(34)，相邻导风通道(34)之间设有倾斜布置的筋板(35)，而形成波纹结构。

9.根据权利要求7所述的集装箱式储能系统的电池模块，其特征在于，所述导热板(26)与电池(27)之间设有导热硅脂。

Images