CN218896683U - 液冷储能系统及具有其的储能集装箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液冷储能系统及具有其的储能集装箱，液冷储能系统包括：电池系统，包括若干电池包；液冷系统，包括冷机、给所述电池包供冷的液冷板、连通所述冷机与所述液冷板的管路系统，所述冷机包括出液口、回液口；所述管路系统包括与所述出液口连通的供液管、与所述回液口连通的回液管、并联于所述供液管与所述回液管之间的若干支路管，每一支路管上串联有至少两个液冷板；所述供液管与所述出液口通过柔性伸缩管连接，所述回液管与所述回液口通过柔性伸缩管连接。

Description

液冷储能系统及具有其的储能集装箱

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，尤其涉及一种液冷储能系统及具有其的储能集装箱。

背景技术

火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发明等，都离不开储能系统，储能系统的电池包在充放电过程中会产生大量的热，因此如何给储能电池包降温，是一个大的工程。

近年来，开始采用液冷的方式对电池包进行散热。相比传统的风冷方式，液冷方式更高效、整体温差控制更均匀、温升更低，能够提高电池使用寿命。

有鉴于此，有必要提供一种新的液冷储能系统及具有其的储能集装箱，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种液冷储能系统及具有其的储能集装箱。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种液冷储能系统，包括：

电池系统，包括若干电池包；

液冷系统，包括冷机、给所述电池包供冷的液冷板、连通所述冷机与所述液冷板的管路系统，所述冷机包括出液口、回液口；

所述管路系统包括与所述出液口连通的供液管、与所述回液口连通的回液管、并联于所述供液管与所述回液管之间的若干支路管，每一支路管上串联有至少两个液冷板；所述供液管与所述出液口通过柔性伸缩管连接，所述回液管与所述回液口通过柔性伸缩管连接。

进一步地，所述支路管与所述供液管、所述支路管与所述回液管均通过柔性伸缩管连接。

进一步地，所述供液管、所述回液管、所述支路管上的一部分或全部为柔性伸缩管。

进一步地，所述柔性伸缩管为波纹管。

进一步地，所述供液管的管内径大于所述支路管的管内径，所述回液管的管内径大于所述支路管的管内径。

进一步地，所述供液管的管内径与所述支路管的管内径之比介于1.5:1～3:1之间，所述回液管的管内径与所述支路管的管内径之比介于1.5:1～3:1之间。

进一步地，所有的支路管上串联的液冷板数量相同，所述支路管与所述供液管的连接处设有流量控制器。

进一步地，所述电池系统包括电性并联的若干电池包簇，若干电池包簇沿高度方向排布，每一所述电池包簇包括U型电性串联的两排电池包；每一支路管串联与一排电池包一一对应的若干液冷板。

一种储能集装箱，包括箱体、打开或关闭所述箱体的门体、位于所述箱体内的上述任意一种液冷储能系统。

进一步地，所述冷机固定于所述门体上，所述供液管、所述回液管连接于所述冷机靠近所述门体的枢转轴的一侧。

本实用新型的有益效果是：区别与现有技术，本实用新型的液冷系统，一方面采用串并联混合的设计方式，减少了支路管和接头数量，流量分配设计更简单。并且，本实用新型通过局部串联设计，提高了局部流量，有利于电池包散热，同时降低了整个系统的流量，减少水泵能耗。

另一方面，通过所述供液管与所述出液口通过柔性伸缩管连接，所述回液管与所述回液口通过柔性伸缩管连接，柔性伸缩管可以在一定范围内拉伸、弯曲，装配工艺要求降低，且冷机的位置可在一定范围内调整，方便现场连接操作；并且，在冷机相对管路系统移动时，柔性伸缩管可以保证所述供液管、所述回液管始终与所述冷机保持连通，因此我们可以将所述冷机装配在门体上，方便安装及后续维修。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施例的液冷储能系统的结构示意图。

图2为本实用新型另一具体实施例的液冷储能系统的结构示意图。

图3为图2于另一角度的示意图。

图4为本实用新型的冷机与供液管、回液管的连接示意图。

图5为本实用新型的管路系统与电池包的连接示意图。

图6为本实用新型的储能集装箱的结构示意图；

图7为图6去除门体后的结构示意图。

其中，100-液冷储能系统；1-电池系统；11-电池包；12-电池包簇，2-液冷系统，21-冷机，211-出液口，212-回液口，23-管路系统，231-供液管，232-回液管，233-支路管，234-柔性伸缩管；200-储能集装箱，3-箱体，4-门体。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述，请参照附图所示，为本实用新型的较佳实施方式。但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

请参图1～图5所述，为本实用新型较佳实施例的液冷储能系统100，包括电池系统1、液冷系统2，所述电池系统1用以储放电能，所述液冷系统2用以给电池系统1提供冷量，使其维持在较佳的工作温度范围内。

所述电池系统1包括用以储放电能的若干电池包11，所述电池包11包括盒体、位于盒体内的电池模组，所述盒体对内部的电池模组起到支撑和保护的作用。

具体地，请参考图5所示，若干电池包11呈矩阵排列，包括沿高度方向分布的M排、沿水平方向分布的N列，一共M*N个电池包11。每相邻的两排电池包11呈U型电性串联构成一电池包簇12，方便电气线排布；若干电池包簇12沿高度方向排布，且并联接入电网系统。

一具体实施例中，所述电池系统1包括8排电池包11，且每排包括3个电池包11，也即24个电池包11以8并3串的方式排布组合。每相邻的两排6个电池包11电性串联构成一电池包簇12，上下共4个电池包簇12电性并联后接入外网。

另外，所述电池系统1为低倍率系统，每个电池包11的电池容量为280A，充放电倍率为0.25；发热量较小。本实用新型的所述液冷系统2是专该类电池系统1设计的。

请参考图1～图5所示，所述液冷系统2包括冷机21、给所述电池包11供冷的液冷板(未图示)、连通所述冷机21与所述液冷板以给所述液冷板提供冷却液的管路系统23。

所述冷机21包括制冷系统、用以储存冷却液的冷却箱，所述制冷系统给所述冷却箱供冷，以获得低温的冷却液。所述冷却箱包括与管路系统23连接的出液口211和回液口212。

所述液冷板与所述电池包11一一对应。优选地，所述液冷板集成于所述盒体上，具体位于所述盒体的底板和/或侧板上，给电池模组供冷。所述液冷板与所述电池模组接触，直接给电池模组供冷，冷却效果好。

发明人研究发现，现有的储能液冷系统2采用全并联的方式，支管路数量多，接头数量，液体泄漏风险点多，而且结构复杂，不美观。

本实用新型中，所述管路系统23包括与所述出液口211连通的供液管231、与所述回液口212连通的回液管232、并联于所述供液管231与所述回液管232之间的若干支路管233、驱动冷却液循环流动的循环泵，所述液冷板串联于所述支路管233上，给每一排电池包11供冷的液冷板串联于同一支路管233上。

采用串并联混合的设计方式，减少了支路管和接头数量，流量分配设计更简单。并且，本实用新型通过局部串联设计，提高了局部流量，有利于电池包11散热，同时降低了整个系统的流量，减少水泵能耗。

优选地，所有的支路管233上串联的液冷板数量相同，整个液冷系统2供冷较为均匀。一具体实施例中，对应上述电池系统1，所述管路系统23包括8个支路管233，每一个支路管233上串联有3个液冷板。

所述支路管233与所述供液管231的连接处设有流量控制器，可以对各支路管233进行节流设计，以达到流量分配要求，还可以保证每个支路管233流过的冷却液流量一致。

另外，所述供液管231、所述回液管232的管内径大于所述支路管233的管内径，整个管路系统23的流动阻力小，对循环泵泵的扬程要求大大降低。具体地，所述供液管231、所述回液管232的管内径与所述支路管233的管内径之比介于1.5:1～3:1之间。

一具体实施例中，所述供液管231的管内径介于25mm～30mm之间，所述回液管232的管内径介于12mm～15mm之间。

上述的管路系统23，串并联混合的设计方式，减少了支路管和接头数量，流量分配设计更简单，可以保证各个支管路233的流量偏差小于5％，温差小于3℃。并且提高了局部流量，有利于电池包11散热，同时降低了整个系统的流量，减少循环泵的能耗。

另外，发明人研究发现：在实际工程中，冷机21的位置受使用场景的限制，位置可能跟预设的位置有偏差，因此需要移动；或者因工差问题，管路系统23与冷机21、液冷板的连接有偏差，造成施工的困难。

所述供液管231与所述出液口211通过柔性伸缩管234连接，所述回液管232与所述回液口212通过柔性伸缩管234连接。一方面，柔性伸缩管234可以在一定范围内拉伸、弯曲，装配工艺要求降低，且冷机21的位置可在一定范围内调整，方便现场连接操作；另一方面，冷机21相对管路系统23移动时，柔性伸缩管234可以保证所述供液管231、所述回液管232始终与所述冷机21保持连通，因此我们可以将所述冷机21装配在门体4上，方便安装及后续维修。

进一步地，所述支路管233与所述供液管231、所述回液管232的连接管也为柔性伸缩管234，所述支路管233与液冷板的连接管也为柔性伸缩管234，角度可根据实际安装空间做适应性调整。

所述供液管231、所述回液管232、所述支路管233上的一部分或全部为柔性伸缩管234，方便安装。本实施例中，所述供液管231、所述回液管232、所述支路管233均有刚性管和柔性伸缩管234拼接形成，长度在一定的范围内可调。

本实用新型中，所述柔性伸缩管234为波纹管。

另请参考图1～图7所示，本实用新型还提供一种储能集装箱200，包括箱体3、打开或关闭所述箱体3的门体4、位于所述箱体3内的上述任意一种液冷储能系统100。

具体地，所述冷机21固定于所述门体4上，在门体4打开时，冷机21随门体4移动，让出内部的电池系统1和管路系统23等，方便更换维修。

本实施例中，所述出液口211、所述回液口212设置于所述冷机21沿宽度方向的中间位置处，所述供液管231、所述回液管232通过波纹管连接于所述冷机21沿宽度方向的中间位置处，延伸至所述冷机21宽度方向的一侧与供液管231、回液管232连通。在门体4处于关闭状态时，所述冷机21靠近所述电池系统，所述波纹管弯曲后位于冷机21上方，大致呈S型；当门体4打开时，所述波纹管拉伸，始终与所述出液口211、回液口212保持连通。

或，所述出液口211、所述回液口212设置于所述冷机21靠近所述门体4的枢转轴的一侧，所述供液管231、所述回液管232通过波纹管连接于所述冷机21靠近所述门体4的枢转轴的一侧，波纹管的长度较小。在门体4处于关闭状态时，所述冷机21靠近所述电池系统，所述波纹管弯曲收缩；当门体4打开时，所述波纹管拉伸，始终与所述出液口211、回液口212保持连通。

所述箱体内并排设置有两个液冷储能系统100，冷机21均设置于所述液冷储能系统100靠近另一液冷储能系统100的一侧，也即两个冷机21相邻设置，便于电气、水路布线操作。

综上所述，本实用新型的液冷系统2，一方面采用串并联混合的设计方式，减少了支路管和接头数量，流量分配设计更简单。并且，本实用新型通过局部串联设计，提高了局部流量，有利于电池包11散热，同时降低了整个系统的流量，减少水泵能耗。

另一方面，通过所述供液管231与所述出液口211通过柔性伸缩管234连接，所述回液管232与所述回液口212通过柔性伸缩管234连接，柔性伸缩管234可以在一定范围内拉伸、弯曲，装配工艺要求降低，且冷机21的位置可在一定范围内调整，方便现场连接操作；并且，在冷机21相对管路系统23移动时，柔性伸缩管234可以保证所述供液管231、所述回液管232始终与所述冷机21保持连通，因此我们可以将所述冷机21装配在门体上，方便安装及后续维修。

应当理解，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，各实施方式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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷储能系统，包括电池系统、液冷系统和管路系统，所述电池系统包括若干电池包；其特征在于：所述液冷系统包括冷机、给所述电池包供冷的液冷板、连通所述冷机与所述液冷板的管路系统，所述冷机包括出液口、回液口；所述管路系统包括与所述出液口连通的供液管、与所述回液口连通的回液管、并联于所述供液管与所述回液管之间的若干支路管，每一支路管上串联有至少两个液冷板；所述供液管与所述出液口通过柔性伸缩管连接，所述回液管与所述回液口通过柔性伸缩管连接。

2.如权利要求1所述的液冷储能系统，其特征在于：所述支路管与所述供液管、所述支路管与所述回液管均通过柔性伸缩管连接。

3.如权利要求1所述的液冷储能系统，其特征在于：所述供液管、所述回液管、所述支路管上的一部分或全部为柔性伸缩管。

4.如权利要求1～3任意一项所述的液冷储能系统，其特征在于：所述柔性伸缩管为波纹管。

5.如权利要求1所述的液冷储能系统，其特征在于：所述供液管的管内径大于所述支路管的管内径，所述回液管的管内径大于所述支路管的管内径。

6.如权利要求5所述的液冷储能系统，其特征在于：所述供液管的管内径与所述支路管的管内径之比介于1.5:1～3:1之间，所述回液管的管内径与所述支路管的管内径之比介于1.5:1～3:1之间。

7.如权利要求1所述的液冷储能系统，其特征在于：所有的支路管上串联的液冷板数量相同，所述支路管与所述供液管的连接处设有流量控制器。

8.如权利要求1所述的液冷储能系统，其特征在于：所述电池系统包括电性并联的若干电池包簇，若干电池包簇沿高度方向排布，每一所述电池包簇包括U型电性串联的两排电池包；每一支路管串联与一排电池包一一对应的若干液冷板。

9.一种储能集装箱，包括箱体、打开或关闭所述箱体的门体，其特征在于：所述储能集装箱还包括位于所述箱体内的如权利要求1～8任意一项所述的液冷储能系统。

10.如权利要求9所述的储能集装箱，其特征在于：所述冷机固定于所述门体上，所述出液口、所述回液口设置于所述冷机靠近所述门体的枢转轴的一侧，或所述出液口、所述回液口设置于所述冷机沿宽度方向的中间位置处。

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