CN219203284U - 电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了电池储能系统，包括电池单元、均温散热单元和加热单元。电池单元包括电池组，电池组具有液冷板。均温散热单元包括水箱，水箱和液冷板连通，水箱和液冷板之间通过均温进水管道和均温出水管道连通，水箱内的水能够通过均温进水管道流向液冷板，液冷板内的水能够通过均温出水管道流向水箱。加热单元和水箱连通，加热单元能够向水箱内输送热水。该电池储能系统能够有效保证电池处于最佳工作温度，进而保证电池组的安全性和工作性能。

Description

电池储能系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及电池储能系统。

背景技术

家庭储能系统，又称电池储能系统，其核心是可充电的储能蓄电池，通常以锂离子或铅酸电池为基础，由计算机控制，在其他智能硬件及软件的协调下实现充电和放电循环。家庭储能系统通常可与分布式光伏发电相结合形成家庭光储系统，也无光伏系统可独立运行，直接参与电网的削峰填谷，起到降低用电成本的作用。目前，家庭储能系统还处于初步发展的阶段，用户对于电池储能系统的安全性提出了更高的要求，电池作为电池储能系统的“心脏”，直接关系到产品的核心安全。市面上常用的储能电池有铅酸蓄电池、碱性蓄电池、磷酸铁锂电池。

家庭储能系统中电池温度过高将出现电池着火的危险，严重时甚至有可能危及生命安全，而温度过低，电芯的整体工作性能也会急剧降低。现有技术中的家庭储能系统通常只能对电池进行降温处理，电池在温度较低的情况下，无法对电池进行升温，仅凭电池模组的自加热过程不能实现电池处于最佳工作温度。

因此，亟需提出电池储能系统来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供电池储能系统，该电池储能系统能够有效保证电池组处于最佳工作温度，进而保证电池组的安全性和工作性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电池储能系统，包括：

电池单元，所述电池单元包括电池组，所述电池组具有液冷板；

均温散热单元，包括水箱，所述水箱和所述液冷板连通，所述水箱和所述液冷板之间通过均温进水管道和均温出水管道连通，所述水箱内的水能够通过均温进水管道流向所述液冷板，所述液冷板内的水能够通过均温出水管道流向所述水箱；

加热单元，所述加热单元和所述水箱连通，所述加热单元能够向所述水箱内输送热水。

可选地，所述加热单元包括加热进水管道，所述加热进水管道的一端和太阳能热水系统连通，所述加热进水管道的另一端和所述水箱连通。

可选地，所述加热进水管道上设置有加热进水阀。

可选地，所述水箱上连通有加热出水管道，所述加热出水管道上设置有加热出水阀。

可选地，所述均温进水管道上设置有均温进水阀，所述均温出水管道上设置有均温出水阀。

可选地，所述均温进水管道上设置有水泵。

可选地，所述电池储能系统还包括消防单元，所述消防单元包括消防进水管道、消防出水管道，所述消防进水管道的一端和所述均温进水管道连通，所述消防出水管道和自来水系统连通，所述消防出水管道的一端和所述均温出水管道连通，所述消防出水管道的另一端连通于下水道。

可选地，所述水箱的至少一个外壁上设置有翅片结构。

可选地，所述水箱上设置有散热风扇。

可选地，所述电池单元还包括排烟管道和排烟风扇，所述排烟管道和所述电池组连通，所述排烟管道穿过墙面连通到室外，所述排烟管道内设置有排烟风扇。

有益效果：

本实用新型提供的电池储能系统通过设置均温散热单元，在电池组温度较高时，水箱能够向液冷内输送冷水，为电池组进行降温。通过设置加热单元，在电池组温度较低时，向水箱内输送热水，使水箱内的水升温，升温后的水流向液冷板，为电池组升温。通过设置均温散热单元和加热单元，并根据电池组的温度情况进行调控，能够有效将电池组的温度控制在最佳温度范围内，保证电池单元的安全性和工作性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电池储能系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的电池储能系统的局部结构示意图一；

图3是本实用新型实施例一提供的电池储能系统的局部结构示意图二。

图中：

100、电池单元；110、电池组；120、排烟管道；200、均温散热单元；210、水箱；211、翅片结构；212、散热风扇；220、均温进水管道；221、均温进水阀；222、水泵；230、均温出水管道；231、均温出水阀；310、加热进水管道；311、加热进水阀；320、加热出水管道；321、加热出水阀；410、消防进水管道；420、消防出水管道；500、控制系统；510、控制箱；520、低压线束；530、动力线束；540、光伏/市电输入线束；550、负载输出线束。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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，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实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

参见图1，本实施例提供一种电池储能系统，包括电池单元100、均温散热单元200和加热单元。电池单元100包括电池组110，电池组110具有液冷板。均温散热单元200包括水箱210，水箱210和液冷板连通，水箱210和液冷板之间通过均温进水管道220和均温出水管道230连通，水箱210内的水能够通过均温进水管道220流向液冷板，液冷板内的水能够通过均温出水管道230流向水箱210。加热单元和水箱210连通，加热单元能够向水箱210内输送热水。

上述电池储能系统通过设置均温散热单元200，在电池组110温度较高时，水箱210能够向液冷板内输送冷水，为电池组110进行降温。通过设置加热单元，在电池组110温度较低时，向水箱210内输送热水，使水箱210内的水升温，升温后的水流向液冷板，为电池组110升温。通过设置均温散热单元200和加热单元，并根据电池组110的温度情况进行调控，能够有效将电池组110的温度控制在最佳温度范围内，保证电池单元100的安全性和工作性能。

可选地，电池组110包括电池模组，电池模组包括多个电芯。液冷板可以设置在每个电池或者每个电池模组的侧面、底面和顶面中的任何一面或多面，其具体数量和位置不做限定，只要能够和电芯之间进行传热，有助于电池组110内温度均衡即可。本实施例中，电池组110的最佳工作温度区间为15～35℃之间，优选为25℃±2℃；单体电池间的温差小于或等于4℃，优选为小于或等于2℃。

可选地，电池组110的总厚度小于或等于40mm，适用于壁挂式，与现有壁挂式储能系统相比，占用空间小。

可选地，参见图1和图2，所述电池单元100还包括排烟管道120和排烟风扇，所述排烟管道120和所述电池组110连通，所述排烟管道120穿过墙面连通到室外，所述排烟管道120内设置有排烟风扇。排烟管道120和排烟风扇能够将电池组110失火后产生的烟气排出到室外。

进一步地，电池储能系统还包括控制系统500，控制系统500包括控制箱510、低压线束520、动力线束530、光伏/市电输入线束540、负载输出线束550。控制箱510包括电池管理系统BMS、逆变器等，用于电池组110的温度、电压、电流等关键物理参数的采集，并由此控制整个系统的充电、放电、热管理及消防安全。低压线束520连接电池组110与控制箱510，是温度、电压采集线的集成；动力线束530分别连接电池组110的总正总负线束到控制箱510；光伏/市电输入线束540连接光伏发电系统或是市电系统，在日照充足时由光伏系统发电存入电池系统；在夜间市电电价低估时也可充电存入电池系统；负载输出线束550，用于连接用电负载，可以由光伏系统或低谷市电直接为负载供电，也可由电池系统在在日照量不足，夜间以及应急状态下为负载供电。控制系统500的控制方法为本领域中成熟的现有技术，在此不再进行详细说明。

进一步地，参见图1至图3，水箱210的至少一个外壁上设置有翅片结构211，便于散热。水箱210具有活动连接的箱盖，水箱210内部容纳有蒸馏水。可选地，均温进水管道220置于水面之下，均温出水管道230置于水面之上。水泵222用于将水箱210中的水在均温进水管道220、均温出水管道230、液冷板之间循环，以提高电池组110的温度均一性，同时带走电池组110使用过程中产生的热量，使电池组110工作在最佳温度区间。水泵222、均温进水阀221、均温出水阀231受控制系统500控制开闭，在电池温度5～35℃之间时，均温进水阀221、均温出水阀231为打开状态，水泵222为关闭状态，依靠液冷板中的热水与水箱210中的冷水温差进行自均温。当电池温度超过35℃时，打开水泵222，加快冷热水的循环，起到快速对电池组110降温及均温的作用。

进一步地，水箱210上设置有散热风扇212，在水箱210内温度过高时，散热风扇212可以加速水箱210的散热。

进一步地，所述加热单元包括加热进水管道310，加热进水管道310的一端和太阳能热水系统连通，加热进水管道310的另一端和水箱210连通。在本实施例中，热水源可以来自太阳能热水系统，真空管太阳能的热水温度一般为45℃(冬季)～60℃(夏季)，平板太阳能热水器的温度为70℃(冬季)～90℃(夏季)，能够满足为电池组110进行升温的需求。在其他实施例中，热水源可以来自其他能够提供热水的装置。

进一步地，加热进水管道310上设置有加热进水阀311。水箱210上连通有加热出水管道320，加热出水管道320上设置有加热出水阀321。当电池温度低于5℃时，打开加热进水阀311和加热出水阀321，太阳能热水系统中的热水通过加热进水管道310进入水箱210中，对水箱210中的水进行升温，水箱210内多余的水通过加热出水管道320流出。进而，水箱210中的水流向液冷板，对电池组110升温及均温。

进一步地，电池储能系统还包括消防单元，消防单元包括消防进水管道410、消防出水管道420，消防进水管道410的一端和均温进水管道220连通，消防出水管道420和自来水系统连通，消防出水管道420的一端和均温出水管道230连通，消防出水管道420的另一端连通与下水道。消防进水管道410上设置有消防进水阀，消防出水管道420设置有消防出水阀。在电池组110中出现电池温度超过65℃时，控制系统500会打开消防进水阀和消防出水阀并关闭均温进水阀221、均温出水阀231，冷水通过消防进水管道410进入均温进水管道220，再进入液冷板对电池组110进行冷却，电池组110冷却后，依次经均温出水管道230和消防出水管道420流入下水道。

实施例二

本实施例和实施例一的技术方案相同之处不再进行赘述，以下仅对本实施例和实施例一的不同之处进行说明：

在本实施例中，加热单元不与均温散热系统共用水箱210，而是将太阳能热水系统通过加热进水管道310与均温进水管道220相通，当电池组110温度低于5℃时，通过控制加热进水阀311接入来自太阳能热水系统的热水，对电池组110升温及均温，液冷板中的冷水通过消防出水管道420流入下水道。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池储能系统，其特征在于，包括：

电池单元(100)，所述电池单元(100)包括电池组(110)，所述电池组(110)具有液冷板；

均温散热单元(200)，包括水箱(210)，所述水箱(210)和所述液冷板连通，所述水箱(210)和所述液冷板之间通过均温进水管道(220)和均温出水管道(230)连通，所述水箱(210)内的水能够通过均温进水管道(220)流向所述液冷板，所述液冷板内的水能够通过均温出水管道(230)流向所述水箱(210)；

加热单元，所述加热单元和所述水箱(210)连通，所述加热单元能够向所述水箱(210)内输送热水。

2.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述加热单元包括加热进水管道(310)，所述加热进水管道(310)的一端和太阳能热水系统连通，所述加热进水管道(310)的另一端和所述水箱(210)连通。

3.根据权利要求2所述的电池储能系统，其特征在于，所述加热进水管道(310)上设置有加热进水阀(311)。

4.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述水箱(210)上连通有加热出水管道(320)，所述加热出水管道(320)上设置有加热出水阀(321)。

5.根据权利要求4所述的电池储能系统，其特征在于，所述均温进水管道(220)上设置有均温进水阀(221)，所述均温出水管道(230)上设置有均温出水阀(231)。

6.根据权利要求5所述的电池储能系统，其特征在于，所述均温进水管道(220)上设置有水泵(222)。

7.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述电池储能系统还包括消防单元，所述消防单元包括消防进水管道(410)、消防出水管道(420)，所述消防进水管道(410)的一端和所述均温进水管道(220)连通，所述消防出水管道(420)和自来水系统连通，所述消防出水管道(420)的一端和所述均温出水管道(230)连通，所述消防出水管道(420)的另一端连通于下水道。

8.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述水箱(210)的至少一个外壁上设置有翅片结构(211)。

9.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述水箱(210)上设置有散热风扇(212)。

10.根据权利要求1所述的电池储能系统，其特征在于，所述电池单元(100)还包括排烟管道(120)和排烟风扇，所述排烟管道(120)和所述电池组(110)连通，所述排烟管道(120)穿过墙面连通到室外，所述排烟管道(120)内设置有排烟风扇。

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