CN218849614U - 一种风冷式储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能系统电池模组技术领域，具体涉及一种风冷式储能装置，所述风冷式储能装置包括有至少一排电芯、一个风扇和第一扰流柱，所述一排电芯的排列方向的侧方形成有主风道，所述风扇用于产生气流在所述主风道流通，所述第一扰流柱被配置在所述主风道中，且位于一排所述电芯的热积聚中心的上风向一侧。本实用新型提供的一种风冷式储能装置，通过在风道中设置导流罩和扰流柱，导流罩增加风道的导向实现多通道散热，增加扰流柱，提高了位于中间位置的电芯的散热效果，并且通过设置有多个风道使得各电芯的每个面均能得到散热，提高了整体的散热效果，此外使得各电芯散热均匀，降低了最大电芯间温差，从而保障了储能装置的性能、安全和寿命。

Description

一种风冷式储能装置

技术领域

本实用新型涉及储能系统电池模组技术领域，具体涉及一种风冷式储能装置。

背景技术

储能电池模块是构成储能系统的基本单元，每个储能电池模块由多个电芯按照一定串并方式组成，并集成有线束、汇流排等部件。储能系统通过储能电池来存储电力，可以实现能量搬移、促进新能源的应用；可以建立微电网、为无电地区提供电力；可以调峰调频、提高电力系统运行稳定性。

现有技术中，公开号为“CN217134476U”、名称为“一种高倍率充放电的强制风冷的电池模组”的实用新型专利公开了一种风冷式电池模组，该风冷式电池模组通过在面板的正面安装风扇，在两个电池模块之间设置风道，电池模块工作时，通过风扇由内向外抽风，将箱体内的空气由风道抽出，带走电芯产生的热量。该风冷式电池模组仍存在以下问题：每个电池模块中均包括有若干个电芯，靠近风机的电芯的散热效果较好，但是位于中间位置的电芯散热效果较差，影响电芯的安全和寿命；而且会导致电芯之间的最大温差较大，影响整个电池模块的性能、安全和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中的风冷式电池模组存在散热效果较差且最大电芯间温差较大的技术问题，提出了一种风冷式储能装置，提高了位于中间位置的电芯的散热效果，并且使得各电芯散热均匀，降低了最大电芯间温差，从而保障了储能装置的性能、安全和使用寿命。

本实用新型的技术方案：

一种风冷式储能装置，包括：

至少一排电芯；

主风道，所述主风道形成在所述一排电芯的排列方向的侧方；

风扇，所述风扇用于产生气流在所述主风道流通；

第一扰流柱，所述第一扰流柱被配置在所述主风道中，且位于一排所述电芯的热积聚中心的上风向一侧。

进一步地，所述风冷式储能装置包括有两排数量相同的电芯，两排所述电芯中间形成所述主风道，所述第一扰流柱被配置在所述主风道中，且位于两排所述电芯的热积聚中心的上风向一侧。

进一步地，所述风冷式储能装置还包括有第二扰流柱，所述第二扰流柱被配置在所述主风道中，且位于两排所述电芯的热积聚中心的下风向一侧。

进一步地，所述第一扰流柱和第二扰流柱对称设置；所述第一扰流柱和第二扰流柱的高度大于等于所述电芯的高度。

进一步地，所述风冷式储能装置还包括有导流罩，所述导流罩将所述风扇产生的气流导向所述主风道。

进一步地，所述风冷式储能装置还包括有箱体，所述箱体内配置两排所述电芯，在第一排电芯的外侧还形成有第一侧风道，在第二排电芯的外侧还形成有第二侧风道，所述导流罩上设有导风分板同时将所述风扇产生的气流导向所述第一侧风道和第二侧风道，且所述风扇自外向内吹风将气流导向所述箱体内，所述风扇正对所述主风道设置。

进一步地，在任意一排电芯中，每相邻两个电芯之间还形成有散热间隙。

进一步地，所述风冷式储能装置包括第一电池模组和第二电池模组，所述第一电池模组包括第一排电芯，第一排电芯中每相邻两个电芯之间胶粘连接，第一排电芯的前端和后端均设有一个端板，所述端板用于电芯防护、电芯膨胀约束、模组安装、电芯汇流支架安装和转移，第一排电芯和其两端的两个端板的外周通过钢带限位，钢带有效约束模组状态的电芯；所述第二电池模组包括第二排电芯，第二排电芯中每相邻两个电芯之间胶粘连接，第二排电芯的前端和后端均设有一个端板，所述端板用于电芯防护、电芯膨胀约束、模组安装、电芯汇流支架安装和转移，第二排电芯和其两端的两个端板的外周通过钢带限位，钢带有效约束模组状态的电芯。

进一步地，两排所述电芯的下方还设有缓冲板，所述缓冲板上包括有多个凸出部将两排电芯部分抬高使其与所述箱体的内底面之间形成有底部风道，所述导流罩同时将所述风扇产生的气流导向所述底部风道。

进一步地，所述箱体的前端还设有左把手和右把手，所述左把手的安装固定板上设有左右方向调节孔，所述右把手的安装固定板上设有上下方向调节孔；所述箱体的前端设有可拆卸的功能模块安装板，所述导流罩上对应所述功能模块安装板的位置设有穿线孔，所述导流罩的上端还形成有线槽；所述箱体的左右两侧面内分别设有导向滑道，所述导流罩的左右两端分别与两个所述导向滑道上下滑动安装，所述导流罩为绝缘材质；所述箱体的左右两侧面还设有若干个转移用连接孔，每个所述连接孔的内侧还设有加强板；每排所述电芯的上方和下方均设有绝缘板。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种风冷式储能装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型在两排电芯之间设置第一扰流柱，且该第一扰流柱设置在两排电芯的热积聚中心的上风向一侧，大大地降低了热积聚中心的热量，使得散热效果和散热效率提升，并且使得最大电芯间温差降低。进一步地，还包括有第二扰流柱，第二扰流柱被配置在主风道中，且位于两排电芯的热积聚中心的下风向一侧，通过设置第二扰流柱，使得后端气流均匀，保持后端良好的散热效果。并且，本实用新型通过设置扰流柱，使得本实用新型仅需配置一个风扇就能起到良好的散热效果，和现有技术中的多个风扇的方式相比，节省了风扇的数量，风扇的利用效率高。

2、本实用新型通过设置导流罩将冷气流导向主风道、第一侧风道和第二侧风道，并且在各相邻电芯之间设有散热间隙，在各电芯的底部还设有底部风道，如此使得各电芯的各个面均能得到散热，进一步提升散热效果。

3、本实用新型的风扇采用自外向内吹风的方式将冷气流导向箱体内，将热气流自前向后从箱体后端的网孔吹出，和现有技术中自内向外抽风的方式相比，热量可以更快的从箱体内散出。

附图说明

图1为实施例一的风冷式储能装置的结构示意图；

图2为实施例一的风冷式储能装置的爆炸示意图；

图3为实施例一的风冷式储能装置的俯视图；

图4为实施例一的风冷式储能装置的气流走向示意图；

图5为实施例一的导流罩的结构示意图；

图6为实施例一的第一电池模组/第二电池模组的结构示意图；

图7为实施例一的缓冲板和底部风道的结构示意图；

图8为实施例一的左把手和右把手的结构示意图；

图9为实施例一的导向滑道和加强板的结构示意图；

图10为实施例四的风冷式储能装置的结构示意图。

其中，

电芯1，散热间隙11，端板12，限位筋121，钢带13，上绝缘板14，下绝缘板15；主风道2，第一侧风道21，第二侧风道22，底部风道23；风扇3，第一扰流柱4；第二扰流柱5；导流罩6，穿线孔61，槽口62，滑块63，线槽64，导风分板65；缓冲板7，凸出部71；箱体8，箱盖81，左把手82，左右方向调节孔821，右把手83，上下方向调节孔831，功能模块安装板84，导向滑道85，连接孔86，加强板87，正极连接盒88，负极连接盒89。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型的目的是提供一种风冷式储能装置，和现有技术相比，通过改变储能装置内气流的方向，并且通过在风道中设置导流罩和扰流柱的方式使得储能装置的散热效果提升，以及使得最大电芯间温差降低。下面通过具体实施例进行具体说明。

实施例一：

如图1-9所示，本实施例提供一种风冷式储能装置，该风冷式储能装置包括有两排电芯1，两排电芯1平行设置且两排电芯1的电芯数量相同，每排电芯1中各电芯之间通过串/并方式连接，最终通过汇流排汇流连接至正极连接盒88和负极连接盒89。进一步地，该风冷式储能装置还包括有风扇3，风扇3被配置在两排电芯1的前端(即图3中的左端)，在两排电芯1中间形成有主风道2，风扇3用于产生气流在该主风道2内流通，以对各电芯1进行散热。进一步地，本实施例在两排电芯1之间即主风道2中设有第一扰流柱4，且第一扰流柱4位于两排电芯1的热积聚中心的上风向一侧，示例性地，如图4所示，本实施例中风扇3自前向后(即4图中的自左向右)吹风，每排电芯1为十个，自前向后各电芯1处的温度情况为由低到高再到低，热积聚中心大致位于第五个/第六个电芯1附近，那么第一扰流柱4便可设置在该热积聚中心的上风向一侧(即冷气流流动至该位置的上游侧)，例如设置在前端第三个/第四个电芯1的侧方，当然第一扰流柱4的最佳位置可根据实际结构通过仿真得到。

现有技术中仅通过设置风扇3产生气流在两排电芯1中间的主风道2流通，从而对各电芯1的侧面进行散热，但是当每排电芯1数量较多时，位于中间位置的电芯1相较于前后两端的电芯1其热量难以快速散出，造成积聚，且由于主风道2内风速较快，冷气流还没有和中间位置的电芯1进行充分的热交换就流走，导致散热效果差、散热效率低，并且最大电芯间温差较大，影响整个装置的性能、安全和寿命。对此，本实施例在两排电芯1之间设置第一扰流柱4，且该第一扰流柱4设置在热积聚中心的上风向一侧，风扇3产生的气流经第一扰流柱4后速度降低且呈交叉走向，使得冷气流与热积聚中心处的电芯1的热交换时间和热交换量增加，从而大大地降低了热积聚中心的热量，使得散热效果和散热效率提升，并且使得最大电芯间温差降低。

进一步地，该风冷式储能装置还包括有第二扰流柱5，第二扰流柱5被配置在主风道2中，且位于两排电芯1的热积聚中心的下风向一侧，通过设置第二扰流柱5，使得后端气流均匀，保持后端良好的散热效果。优选地，第一扰流柱4和第二扰流柱5可对称设置，示例性地，如图4所示，根据第一扰流柱4的位置，第二扰流柱5可设置在后端第三个/第四个电芯1的侧方，当然，第二扰流柱5和第一扰流柱4的最佳位置可根据实际结构通过仿真得到。其中，第一扰流柱4和第二扰流柱5的高度优选为大于等于电芯1的高度，以保证最大化的散热效果。

如图3-4所示，本实施例的风冷式储能装置还包括有上端开口与箱盖81配合的箱体8，箱体8内配置上述两排电芯1，在第一排电芯1的外侧与箱体8的左侧面(图3中的上侧)之间还形成有第一侧风道21，在第二排电芯1的外侧与箱体8的右侧面(图3中的下侧)之间还形成有第二侧风道22。进一步地，在两排电芯1和风扇3之间还设有导流罩6，导流罩6上设有导风分板65将气流分别导向主风道2、第一侧风道21和第二侧风道22，同时在各电芯1的两侧面进行散热，提升散热效果。

优选地，本实施例的风扇3采用自外向内吹风的方式将冷气流导向箱体8内，这样将热气流自前向后从箱体8后端的网孔吹出，和现有技术中自内向外抽风的方式相比，热量可以更快的从箱体8内散出。本实施例仅采用一个风扇3，该风扇3正对主风道2设置，通过设置扰流柱，使得本实施例可仅配置一个风扇就能起到良好的散热效果和降低最大电芯间温差的效果，和现有技术中的多个风扇的方式相比，节省了风扇的数量，对风扇的利用效率高。

如图2和图6所示，本实施例的第一排电芯1中每相邻两个电芯1之间局部胶粘连接，并且留有散热间隙11，这样冷气流在经过第一扰流柱4后还会经过这些散热间隙11进行散热，增加了各电芯1的散热面积。进一步地，在第一排电芯1的前端和后端均设有一个端板12，端板12用于电芯防护、电芯膨胀约束、模组安装、电芯汇流支架安装和转移，第一排电芯1和其两端的两个端板12的外周通过钢带13限位，防止各电芯1发生错动，在端板12上设有便于吊装转移用的葫芦形孔，且端板12上还设有限位筋121以限制钢带13的位置，有效约束模组状态的电芯1。在第一排电芯1的上方和下方还设有绝缘板以保证和箱体8的绝缘。第一排电芯1、两个端板12、钢带13、上下绝缘板组成为第一电池模组。和第一电池模组类似，第二电池模组由第二排电芯1、两个端板12、钢带13和上下绝缘板组成。

为了进一步提升散热效果，本实施例在两排电芯1的下方还设有缓冲板7，具体地，如图7和图9所示，电芯1的底部设有下绝缘板15，缓冲板7位于下绝缘板15和箱体8的内底面之间，缓冲板7包括多个凸出部71和凹部，每个凸出部71底部为空心，多个凸出部71将两排电芯1抬高，使得每排电芯1的底部与缓冲板7的凹部形成有底部风道23，导流罩6同时还将风扇3产生的气流导向这些底部风道23，这样电芯1的各个面均有冷气流进行散热，大大提升散热效果，导流罩6的高度可设置足够高以防止气流回流。此外，该种结构的缓冲板7强度高，并且可以起到缓冲作用，保护电芯。

如图8所示，本实施例中箱体8的前端还设有方便推拉的左把手82和右把手83，左把手82的安装固定板上设有左右方向调节孔821，如横向腰圆孔/横向U型孔，右把手83的安装固定板上设有上下方向调节孔831，如竖向腰圆孔。在该储能装置安装到对应的柜体中时，柜体中的开孔可能存在一定误差，本实施例的左右方向调节孔821可弥补左右方向的误差，上下方向调节孔831可弥补上下方向的误差，最后通过紧固件锁紧。

如图2-5所示，本实施例在箱体8的前端还设有可拆卸的功能模块安装板84，功能模块安装板84上安装管理模块或者采集模块等功能模块，在导流罩6上对应该功能模块安装板84的位置设有一穿线孔61，且导流罩6的上端还形成有截面为U型的线槽64，功能模块的线缆可以从该穿线孔61内穿入/穿出，且从线槽64中走线，线路整洁、便于布置，且有利于保证电气绝缘距离。如图3和图6，导流罩6上还设有槽口62避让正极连接盒88和负极连接盒89处的连接端子和汇流排。

如图9和图6所示，本实施例的箱体8的左右两侧面内分别设有导向滑道85，导流罩6的左右两端分别形成有一个滑块63，两个滑块63与两个导向滑道85对应上下滑动安装，并且在安装后导向滑道85对导流罩6在前后左右方向限位。

如图1和图9所示，本实施例的箱体8的左右两侧面外还设有若干个转移用连接孔86，在将箱体8进行转移时，可通过这些连接孔86进行固定或者定位，例如通过电葫芦吊装时可通过这些连接孔86与吊钩进行固定连接。本实施例还在每个连接孔86的内侧设有加强板87，以加强箱体8上连接孔86周围的强度，加强板87上也可对应连接孔86进行开孔。

本实施例的技术路线是：采用自外向内的进风方式，由风扇将系统柜内的冷风吹进该储能装置箱体内，经过导流罩，引导冷风进入设定的多个风道，让冷风均布在模组电芯的各个表面，同时为了保证电芯实现进一步均温，在主风道设置前后两个扰流柱，使原来主风道较快的流速减缓，让冷风尽可能的通过电芯间的微通道，实现进一步均温，最终经过热交换后通过箱体后端网孔排出，实现有效降温和均温效果。

由上述内容可知，本实施例提供的一种风冷式储能装置，通过在风道中设置导流罩和扰流柱，导流罩增加风道的导向实现多通道散热，增加扰流柱，提高了位于中间位置的电芯的散热效果，并且通过设置有多个风道使得各电芯的每个面均能得到散热，进一步提高了整体的散热效果，此外使得各电芯散热均匀，降低了最大电芯间温差，从而保障了储能装置的性能、安全和使用寿命。

实施例二：

本实施例提供的一种风冷式储能装置，和实施例一相比，本实施例还在箱体内的第一侧风道和/或第二侧风道中也设置扰流柱，该扰流柱的设置方式和目的均可参照实施例一进行，并结合仿真确定最佳位置和尺寸，以进一步提升散热效果，降低最大电芯间温差。

其余部分可参照实施例一设置，此处不再赘述。

实施例三：

本实施例提供一种风冷式储能装置，和实施例一/二相比，本实施例的风冷式储能装置包括有三排、四排或者更多排电芯，每相邻两排电芯之间形成有主风道且各主风道内设置第一扰流柱和第二扰流柱，最外侧两排电芯的外侧设置第一侧风道和第二侧风道。风扇的数量可以设置为一个，通过导流罩导风到各个风道；风扇的数量也可以设置成和第一扰流柱/第二扰流柱的数量相同，且多个风扇对应多个主风道设置。

其余部分可参照实施例一设置，此处不再赘述。

实施例四：

如图10所示，本实施例提供一种风冷式储能装置，和实施例一相比，本实施例的风冷式储能装置包括一排电芯1，在该排电芯1的排列方向的左侧和/或右侧形成有主风道2，在该排电芯1的前端设置风扇3和导流板(图中未示出)将冷气流导入主风道2内，在该主风道2内设置第一扰流柱4，且第一扰流柱4位于一排电芯1的热积聚中心的上风向一侧；进一步地，在主风道2内还可设置第二扰流柱5，且第二扰流柱5位于一排电芯1的热积聚中心的下风向一侧。如此也可起到提高散热效果和降低最大电芯间温差的效果。

其余部分可参照实施例一设置，此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风冷式储能装置，其特征在于，包括：

至少一排电芯(1)；

主风道(2)，所述主风道(2)形成在一排所述电芯(1)的排列方向的侧方；

风扇(3)，所述风扇(3)用于产生气流在所述主风道(2)流通；

第一扰流柱(4)，所述第一扰流柱(4)被配置在所述主风道(2)中，且位于一排所述电芯(1)的热积聚中心的上风向一侧。

2.根据权利要求1所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述风冷式储能装置包括有两排数量相同的电芯(1)，两排所述电芯(1)中间形成所述主风道(2)，所述第一扰流柱(4)被配置在所述主风道(2)中，且位于两排所述电芯(1)的热积聚中心的上风向一侧。

3.根据权利要求2所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述风冷式储能装置还包括有第二扰流柱(5)，所述第二扰流柱(5)被配置在所述主风道(2)中，且位于两排所述电芯(1)的热积聚中心的下风向一侧。

4.根据权利要求3所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述第一扰流柱(4)和第二扰流柱(5)对称设置；所述第一扰流柱(4)和第二扰流柱(5)的高度大于等于所述电芯(1)的高度。

5.根据权利要求3或4所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述风冷式储能装置还包括有导流罩(6)，所述导流罩(6)将所述风扇(3)产生的气流导向所述主风道(2)。

6.根据权利要求5所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述风冷式储能装置还包括有箱体(8)，所述箱体(8)内配置两排所述电芯(1)，在第一排电芯(1)的外侧还形成有第一侧风道(21)，在第二排电芯(1)的外侧还形成有第二侧风道(22)，所述导流罩(6)上设有导风分板(65)同时将所述风扇(3)产生的气流导向所述第一侧风道(21)和第二侧风道(22)，且所述风扇(3)自外向内吹风将气流导向所述箱体(8)内，所述风扇(3)正对所述主风道(2)设置。

7.根据权利要求6所述的风冷式储能装置，其特征在于，在任意一排电芯(1)中，每相邻两个电芯(1)之间还形成有散热间隙(11)。

8.根据权利要求7所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述风冷式储能装置包括第一电池模组和第二电池模组，所述第一电池模组包括第一排电芯(1)，第一排电芯(1)中每相邻两个电芯(1)之间胶粘连接，第一排电芯(1)的前端和后端均设有一个端板(12)，所述端板(12)用于电芯防护、电芯膨胀约束、模组安装、电芯汇流支架安装和转移，第一排电芯(1)和其两端的两个端板(12)的外周通过钢带(13)限位，钢带(13)有效约束模组状态的电芯(1)；所述第二电池模组包括第二排电芯(1)，第二排电芯(1)中每相邻两个电芯(1)之间胶粘连接，第二排电芯(1)的前端和后端均设有一个端板(12)，所述端板(12)用于电芯防护、电芯膨胀约束、模组安装、电芯汇流支架安装和转移，第二排电芯(1)和其两端的两个端板(12)的外周通过钢带(13)限位，钢带(13)有效约束模组状态的电芯(1)。

9.根据权利要求8所述的风冷式储能装置，其特征在于，两排所述电芯(1)的下方还设有缓冲板(7)，所述缓冲板(7)上包括有多个凸出部(71)将两排电芯(1)部分抬高使其与所述箱体(8)的内底面之间形成有底部风道(23)，所述导流罩(6)同时将所述风扇(3)产生的气流导向所述底部风道(23)。

10.根据权利要求6所述的风冷式储能装置，其特征在于，所述箱体(8)的前端还设有左把手(82)和右把手(83)，所述左把手(82)的安装固定板上设有左右方向调节孔(821)，所述右把手(83)的安装固定板上设有上下方向调节孔(831)；所述箱体(8)的前端设有可拆卸的功能模块安装板(84)，所述导流罩(6)上对应所述功能模块安装板(84)的位置设有穿线孔(61)，所述导流罩(6)的上端还形成有线槽(64)；所述箱体(8)的左右两侧面内分别设有导向滑道(85)，所述导流罩(6)的左右两端分别与两个所述导向滑道(85)上下滑动安装，所述导流罩(6)为绝缘材质；所述箱体(8)的左右两侧面还设有若干个转移用连接孔(86)，每个所述连接孔(86)的内侧还设有加强板(87)；每排所述电芯(1)的上方和下方均设有绝缘板_。

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