CN218919041U - 风冷储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及集装箱储能系统技术领域，尤其是涉及一种风冷储能系统，包括：进风构件、回风构件、抽排构件以及多个电芯；其中，多个电芯顺次设置，且任意相邻的两个电芯之间形成有过风间隙；进风构件以及回风构件分别设置于过风间隙的相对的两侧；进风构件形成有进风入口，回风构件形成有回风入口、回风通道以及回风出口，且进风入口、过风间隙、回风入口、回风通道以及回风出口顺次相连通；抽排构件与回风出口相连通。可见，本系统中形成了多个并行风道结构，使每个电芯都得到充分的冷却，缩小电芯间的温差。

Description

风冷储能系统

技术领域

本申请涉及集装箱储能系统技术领域，尤其是涉及一种风冷储能系统。

背景技术

目前的集装箱储能系统中，风冷散热方案占据主要市场，但是在已有的众多风冷方案中，对于系统热性能的解决方案中仍存在一些问题，譬如对于自然散热方案，虽然系统结构简单，安装维护成本低，但换热能力差，对温升控制能力弱，对应的电池系统仅适用较低倍率的应用场景；对于强制风冷散热方案，通过在机箱内设置轴流风扇和简易风道，再配合集装箱内的风管和空调，可以达到一定的散热效果，但由于仅在电芯组件的整体外部设置简易的串行风道，基本没有考虑电芯层级风量均匀分配的问题，导致电芯间温差较大，电池模块整体热性能不够理想。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种风冷储能系统，在一定程度上解决了现有技术中存在的目前的集装箱储能系统所采用的风冷结构，基本没有考虑电芯层级风量均匀分配的问题，导致电芯间温差较大，电池模块整体热性能不够理想的技术问题。

本申请提供了一种风冷储能系统，包括：进风构件、回风构件、抽排构件以及多个电芯；其中，多个所述电芯顺次设置，且任意相邻的两个所述电芯之间形成有过风间隙；

所述进风构件以及所述回风构件分别设置于所述过风间隙的相对的两侧；所述进风构件形成有进风入口，所述回风构件形成有回风入口、回风通道以及回风出口，且所述进风入口、所述过风间隙、所述回风入口、所述回风通道以及所述回风出口顺次相连通；所述抽排构件与所述回风出口相连通。

在上述技术方案中，进一步地，所述风冷储能系统还包括箱体，多个所述电芯均设置于所述箱体内；

所述箱体形成有开口，所述进风构件封盖于所述箱体的开口处；

所述回风构件的一部分结构设置于所述箱体内，且所述回风构件的位于所述箱体内的结构和所述进风构件分别位于所述过风间隙的两侧，所述回风构件的另一部分结构延伸至所述箱体的外部；

所述抽排构件设置于所述箱体且与所述回风出口相连通。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述回风构件包括相垂直连接的第一延伸板以及第二延伸板；其中，所述第一延伸板设置于所述箱体内，且所述第一延伸板沿着多个所述电芯所组成的电芯组件的长度方向延伸；所述第二延伸板设置于所述箱体的外部，且所述第二延伸板沿着所述电芯的高度方向设置；

所述回风入口形成于所述第一延伸板，所述回风通道形成于所述第一延伸板和所述第二延伸板，所述回风出口形成于所述第二延伸板。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述回风入口的横面积其中，Lo为距离所述第二延伸板最远的所述过风间隙的中心线与所述第二延伸板件的靠近所述箱体一侧之间的距离；Ln为与第n个所述回风入口相连通的过风间隙的中心线距离所述第二延伸板件的靠近所述箱体一侧的距离，n为正整数；Kn为修正系数且0＜Kn≤1。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述风冷储能系统还包括端盖，所述端盖盖设于所述箱体的一侧；所述抽排构件嵌设于所述端盖。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述端盖与所述箱体通过卡接或者紧固构件形成可拆卸连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，任意相邻的两个所述电芯之间设置有支撑分隔构件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述箱体的内底壁的相对的两侧分别设置有支撑凸台，且两个所述支撑凸台之间形成有安装腔，所述回风构件的部分结构设置于所述安装腔内；所述电芯设置于两个所述支撑凸台上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述支撑凸台与所述箱体的内底壁之间的高度差为20mm～25mm。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述进风构件为平板；和/或

任意相邻的两个所述电芯通过连接排相连接，以形成电芯组件，且所述电芯组件设置有总正输出极和总负输出极，所述总正输出极和所述总负输出极中的一者连接有引出排，以使得所述总正输出极和所述总负输出极位于箱体的同一侧；和/或

沿着所述电芯的高度方向，所述进风构件和位于所述箱体内的所述回风构件分别位于所述过风间隙的两侧。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的风冷储能系统中形成了多个并行风道结构，每个支路风道的通风路径为：进风入口-相邻电芯间的过风间隙-回风入口-回风通道-回风出口-风扇-箱体外部。可见，充分考虑到了电芯层级风量均匀分配的问题，使得每个电芯都得到了充分的冷却，大大缩小了电芯间的温差，大大改善了电池模块整体的热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的风冷储能系统的爆炸图；

图2为本申请实施例提供的风冷储能系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的风冷储能系统的另一结构示意图；

图4为图3沿着A-A截面的剖视图；

图5为本申请实施例提供的回风构件的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的回风构件的另一结构示意图；

图7为图6沿着A-A截面的剖视图；

图8为本申请实施例提供的回风构件和电芯的装配图；

图9为本申请实施例提供的进风构件的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的箱体的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的箱体与回风构件的装配图；

图12为本申请实施例提供的风冷储能系统的部分结构示意图；

图13为本申请实施例提供的风冷储能系统的另一部分结构示意图；

图14为本申请实施例提供的电芯和支撑分隔构件的装配图。

附图标记：

1-箱体，11-支撑凸台，2-进风构件，21-进风入口，3-回风构件，31-第一延伸板，32-第二延伸板，33-回风入口，34-回风通道，35-回风出口，4-抽排构件，5-电芯，6-过风间隙，7-端盖，8-支撑分隔构件，9-连接排，10-引出排。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至图14描述根据本申请一些实施例所述的风冷储能系统。

参见图1至图4所示，本申请的实施例提供了一种风冷储能系统，包括：箱体1、进风构件2、回风构件3、抽排构件4以及多个电芯5；其中，多个电芯5均设置于箱体1内且顺次排布，且优选地，多个电芯5沿着箱体1的长度方向顺次设置；其中任意相邻的两个电芯5之间形成有过风间隙6，该过风间隙6一方面可作为冷却通道，另一方面也能在电芯5发生热失控时阻止热蔓延；

进风构件2封盖于箱体1的开口处，进风构件2即可作为箱体1的开口处的封盖使用，还可作为进风结构使用，且优选地，箱体1为内部中空且顶部开口的结构，进风构件2封盖于箱体1的顶部开口处，进风构件2具有板状结构，且与箱体1相连接，例如可采用螺栓或者卡接等方式；

回风构件3的一部分结构设置于箱体1内，且进风构件2和位于箱体1内的回风构件3分别位于过风间隙6的两侧，进一步，优选地，沿着电芯5的高度方向，进风构件2和位于箱体1内的回风构件3分别位于过风间隙6的两侧，符合常规的使用状态；回风构件3的另一部分结构延伸至箱体1的外部。

进风构件2形成有与过风间隙6相连通的进风入口21；回风构件3形成有与过风间隙6相连通的回风入口33；注意：进风入口21、回风入口33以及过风间隙6的数量均为多个，且均是相一一对应的，也就是说，每一个过风间隙6对应的配设有一个进风入口21和一个回风入口33。

回风构件3还形成有回风通道34以及回风出口35，回风通道34分别与回风入口33以及回风出口35相连通，注意，回风入口33、回风通道34以及回风出口35也是相一一对应的；抽排构件4设置于箱体1且与回风出口35相连通。

基于以上描述的结构可知，本系统内形成了多个并行风道结构，每个支路风道的通风路径为：进风入口21-相邻电芯5间的过风间隙6-回风入口33-回风通道34-回风出口35-风扇-箱体1外部。可见，充分考虑到了电芯5层级风量均匀分配的问题，使得每个电芯5都得到了充分的冷却，大大缩小了电芯5间的温差，大大改善了电池模块整体的热性能。

进一步，优选地，进风入口21的面积及形状与过风间隙6的沿着垂直其高度方向的截面大小和形状相同。

进一步，优选地，抽排构件4为风扇。

进一步，优选地，如图2、图12和图13所示，任意相邻的两个电芯5通过连接排9相连接，形成了电芯5组件，此电芯5组件还设置有总正输出极和总负输出极，两者中的一者连接有引出排10，以使得总正输出极和总负输出极位于箱体1的同一侧，也即形成同侧输出。

进一步，优选地，过风间隙6的沿其高度方向的截面呈长方形，对应地，进风入口21为于此截面相适配的长方形开口。

在该实施例中，优选地，如图5至图7所示，回风构件3包括相连接的第一延伸板31以及第二延伸板32；其中，第一延伸板31设置于箱体1内，第二延伸板32设置于箱体1的外部；

回风入口33形成于第一延伸板31，回风通道34形成于第一延伸板31和第二延伸板32，回风出口35形成于第二延伸板32。

根据以上描述的结构可知，利用第二延伸板32将冷却风引导至箱体1的侧部排出，既保证美观性，又避免占用箱体1内部的空间，有助于提升电池的能量密度。

进一步，优选地，箱体1为长方形箱体1，对应地，前述的进风构件2为长方形平板，第一延伸板31为长方形板，第二延伸板32为长方形板。

进一步，优选地，如图5和图7所示，第一延伸板31以及第二延伸板32相垂直连接，且第一延伸板31沿着多个电芯5所组成的电芯5组件的长度方向延伸，第二延伸板32沿着电芯5的高度方向设置。

在上述结构的基础上，优选地，如图8所示，回风入口33的横面积，也即沿着垂直于电芯5的高度方向，此回风出口35的截面积其中，Lo为距离第二延伸板32最远的过风间隙6的中心线与第二延伸板32件的靠近箱体1一侧之间的距离；Ln为与第n个回风入口33相连通的过风间隙6的中心线距离第二延伸板32件的靠近箱体1一侧的距离，n为正整数；Kn为修正系数且0＜Kn≤1。

根据以上描述的结构可知，利用上述公式能够计算出每一个回风入口33的截面积，从而实现各支路风道合理的风量分配，也即调节各支路的通风量，精准控制各电芯5的温度，大大缩小了电芯5间的温差，提升温度的均匀性，根据公式可以看出，远离抽排构件4的回风入口33的横截面积呈逐渐增大的趋势。

在该实施例中，优选地，如图1、图2和图4所示，风冷储能系统还包括端盖7，端盖7盖设于箱体1的一侧；抽排构件4嵌设于端盖7。

根据以上描述的结构可知，端盖7既能够封盖住第二延伸板32，还能够起到支撑抽排构件4的作用，优选地，第二延伸板32开设有安装通孔，抽排构件4设置在此安装通孔内。

进一步，优选地，端盖7包括长方形盖板以及盖板四周的四个翻边，能够扣设在箱体1的侧部，并且能够罩设住第二延伸板32。

进一步，优选地，端盖7与箱体1通过卡接或者紧固构件形成可拆卸连接，方便后期的运维，当然，不仅限于此，端盖7与箱体1也可采用胶粘，亦或者其他连接方式。

在该实施例中，优选地，如图1和图14所示，任意相邻的两个电芯5之间设置有支撑分隔构件8。

根据以上描述的结构可知，在相邻的两个电芯5之间设置支撑分隔构件8，使电芯5与电芯5之间形成过风间隙6。

进一步，优选地，支撑分隔构件8为长条状的方形块体，且每一个过风间隙6内均设置有三个方形块体，沿着过风间隙6的长度方向也即电芯5的长度方向，过风间隙6的前端、后端以及中间分别设置有一个前述的方形块体。当然，支撑分隔构件8的数量不仅限于此，还可根据实际需要设置。

进一步，优选地，支撑分隔构件8也即方形块体的与电芯5接触的表面均涂覆有双面背胶，从而实现与电芯5的固定连接，便于电芯5成组。

进一步，优选地，支撑分隔构件8也即方形块体高度与电芯5等高，宽度为10mm～15mm，厚度为4mm～8mm。

在该实施例中，优选地，如图10和图11所示，箱体1的内底壁的相对的两侧分别设置有支撑凸台11，且两个支撑凸台11之间形成有安装腔，回风构件3的部分结构设置于安装腔内；电芯5设置于两个支撑凸台11上。

根据以上描述的结构可知，两个支撑凸台11起到对回风构件3的第一延伸板31限位的作用是，使得第一延伸板31安装得更稳定，且优选地，沿着箱体1的宽度方向，支撑凸台11分别设置于箱体1的内底壁的相对的两侧。

进一步，优选地，支撑凸台11呈长方体状，且沿着箱体1的长度方向延伸。

进一步，优选地，支撑凸台11与箱体1的内底壁之间的高度差为20mm～25mm。

进一步，优选地，支撑凸台11上涂覆有导热粘接胶，作为连接电芯5与箱体1的介质。

综上，本申请提供的风冷储能系统具有如下结构和优点：

本申请提出了一种可精准控温的风冷储能系统，通过设计独立的风道结构，使得每个电芯5都得到了充分的冷却，而且通过公式计算回风入口33的截面积，不同位置处的截面积不同，实现各支路风道的合理的风量分配，精准控制各电芯5温度，大大缩小电芯5间的温差。同时本申请的进风构件2和回风构件3均可一次成型，可制造性高，零部件较少，实现本储能系统的快速装配。

本申请通过在电芯5之间设置了支撑分隔构件8，使电芯5与电芯5之间均形成过风间隙6，进风入口21、上述的过风间隙6、回风入口33、回风通道34以及回风出口35顺次相联通，从而实现多个并行风道结构。该过风间隙6一方面可作为冷却通道，另一方面也能在电芯5发生热失控时阻止热蔓延。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风冷储能系统，其特征在于，包括：进风构件、回风构件、抽排构件以及多个电芯；其中，多个所述电芯顺次设置，且任意相邻的两个所述电芯之间形成有过风间隙；

所述进风构件以及所述回风构件分别设置于所述过风间隙的相对的两侧；所述进风构件形成有进风入口，所述回风构件形成有回风入口、回风通道以及回风出口，且所述进风入口、所述过风间隙、所述回风入口、所述回风通道以及所述回风出口顺次相连通；所述抽排构件与所述回风出口相连通。

2.根据权利要求1所述的风冷储能系统，其特征在于，所述风冷储能系统还包括箱体，多个所述电芯均设置于所述箱体内；

所述箱体形成有开口，所述进风构件封盖于所述箱体的开口处；

所述回风构件的一部分结构设置于所述箱体内，且所述回风构件的位于所述箱体内的结构和所述进风构件分别位于所述过风间隙的两侧，所述回风构件的另一部分结构延伸至所述箱体的外部；

所述抽排构件设置于所述箱体且与所述回风出口相连通。

3.根据权利要求2所述的风冷储能系统，其特征在于，所述回风构件包括相垂直连接的第一延伸板以及第二延伸板；其中，所述第一延伸板设置于所述箱体内，且所述第一延伸板沿着多个所述电芯所组成的电芯组件的长度方向延伸；所述第二延伸板设置于所述箱体的外部，且所述第二延伸板沿着所述电芯的高度方向设置；

所述回风入口形成于所述第一延伸板，所述回风通道形成于所述第一延伸板和所述第二延伸板，所述回风出口形成于所述第二延伸板。

4.根据权利要求3所述的风冷储能系统，其特征在于，所述回风入口的横面积其中，Lo为距离所述第二延伸板最远的所述过风间隙的中心线与所述第二延伸板件的靠近所述箱体一侧之间的距离；Ln为与第n个所述回风入口相连通的过风间隙的中心线距离所述第二延伸板件的靠近所述箱体一侧的距离，n为正整数；Kn为修正系数且0＜Kn≤1。

5.根据权利要求2所述的风冷储能系统，其特征在于，所述风冷储能系统还包括端盖，所述端盖盖设于所述箱体的一侧；所述抽排构件嵌设于所述端盖。

6.根据权利要求5所述的风冷储能系统，其特征在于，所述端盖与所述箱体通过卡接或者紧固构件形成可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的风冷储能系统，其特征在于，任意相邻的两个所述电芯之间设置有支撑分隔构件。

8.根据权利要求2所述的风冷储能系统，其特征在于，所述箱体的内底壁的相对的两侧分别设置有支撑凸台，且两个所述支撑凸台之间形成有安装腔，所述回风构件的部分结构设置于所述安装腔内；所述电芯设置于两个所述支撑凸台上。

9.根据权利要求8所述的风冷储能系统，其特征在于，所述支撑凸台与所述箱体的内底壁之间的高度差为20mm～25mm。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的风冷储能系统，其特征在于，所述进风构件为平板；和/或

任意相邻的两个所述电芯通过连接排相连接，以形成电芯组件，且所述电芯组件设置有总正输出极和总负输出极，所述总正输出极和所述总负输出极中的一者连接有引出排，以使得所述总正输出极和所述总负输出极位于箱体的同一侧；和/或

沿着所述电芯的高度方向，所述进风构件和位于所述箱体内的所述回风构件分别位于所述过风间隙的两侧。

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