CN219591493U - 一种电池储能电站分散式直流热管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池储能电站分散式直流热管控系统，包括：半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口；所述簇级散热器的一端与所述电池簇冷热气进口连接，所述簇级散热器的另一端与所述半导体制冷装置连接；所述电池簇冷热气进口与储能系统中电池簇的首端连接；所述电池簇冷热气出口与储能系统中电池簇的末端连接；其中，一个电池簇对应一个半导体制冷装置、一个簇级散热器、一个电池簇冷热气进出口和一个电池簇冷热气出口。本实用新型提供的技术方案，每个半导体制冷装置为一个电池簇提供热管理服务，有利于根据该簇热管理需求进行精细化管控，进而提高储能系统热管控的可靠性。

Description

一种电池储能电站分散式直流热管控系统

技术领域

本实用涉及电池储能技术领域，具体涉及一种电池储能电站分散式直流热管控系统。

背景技术

电池是一种高能量密度的储能体，因其自身材料特性，充放电时经历物理、化学交织的复杂过程，因此，电池储能电站运行存在难以避免的热失控、甚至燃烧爆炸的风险。

随着电池储能技术和产业的发展，其安全特性越来越得到人们的重视。有效管控好储能系统热量是防止热失控的直接方法。目前，行业内普遍采用风冷或液冷方式对电芯进行冷却。相关冷却装置均为交流电驱动。然而，电池储能电站内部电量均为直流电，如果能直接利用直流电，则省去直流与交流间的转换，提高电能利用效率，所有连接均可在直流舱内解决。

同时，电池储能电站热管理有散热和加热两方面需求。在运行时，当电芯温度过高，则需要通过外部冷却系统对储能系统进行冷却。在环境温度较低导致电芯温度较低时，则需要通过外部加热系统对储能系统进行加热，以保证电池系统维持在较适宜的运行温度。目前，行业内运行的储能电站均不能同时具备这两个能力，尤其是加热时，仅仅通过集装箱内的空调提高环境温度，不能点对点对需要升温/降温的簇进行加热，效率较低。

发明内容

本实用新型提供一种电池储能电站分散式直流热管控系统，以至少解决不能点对点对需要升温/降温的簇进行加热且效率较低的技术问题。

本实用新型第一方面实施例提出一种电池储能电站分散式直流热管控系统，包括：半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口；

所述簇级散热器的一端与所述电池簇冷热气进口连接，所述簇级散热器的另一端与所述半导体制冷装置连接；

所述电池簇冷热气进口与储能系统中电池簇的首端连接；

所述电池簇冷热气出口与储能系统中电池簇的末端连接；

其中，一个电池簇对应一个半导体制冷装置、一个簇级散热器、一个电池簇冷热气进出口和一个电池簇冷热气出口。

优选的，所述半导体制冷装置包括：冷空间、热空间、半导体、铜块和直流电源；

所述冷空间通过所述铜块与所述半导体的一端连接；

所述半导体的另一端通过所述铜块与所述热空间连接；

所述直流电源与所述铜块连接。

进一步的，所述半导体包括：N型半导体和P型半导体。

进一步的，所述铜块包括：第一铜块、第二铜块和第三铜块；

所述第一铜块设置在所述N型半导体和热空间之间；

所述第二铜块设置在所述P型半导体和热空间之间；

所述第三铜块设置在所述N型半导体、P型半导体与冷空间之间。

优选的，当电池簇需要降温时，所述簇级散热器与所述冷空间连接；

当电池簇需要升温时，所述簇级散热器与所述热空间连接。

优选的，所述半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口均设置在储能系统内。

本实用新型的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本实用新型提供的一种电池储能电站分散式直流热管控系统，包括：半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口；所述簇级散热器的一端与所述电池簇冷热气进口连接，所述簇级散热器的另一端与所述半导体制冷装置连接；所述电池簇冷热气进口与储能系统中电池簇的首端连接；所述电池簇冷热气出口与储能系统中电池簇的末端连接；其中，一个电池簇对应一个半导体制冷装置、一个簇级散热器、一个电池簇冷热气进出口和一个电池簇冷热气出口。本实用新型提供的技术方案，每个半导体制冷装置为一个电池簇提供热管理服务，有利于根据该簇热管理需求进行精细化管控，进而提高储能系统热管控的可靠性。

本实用新型附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例提供的一种电池储能电站分散式直流热管控系统的结构图；

图2是根据本实用新型一个实施例提供的电芯降温时电池储能电站分散式直流热管控系统工作示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例提供的电芯升温时电池储能电站分散式直流热管控系统工作示意图；

附图标记：

半导体制冷装置1、簇级散热器2、电池簇3、电池簇冷热气进出口4、电池簇冷热气出口5、储能系统100、冷空间1-1、热空间1-2、半导体1-3、铜块1-4、直流电源1-5、N型半导体1-3-1、P型半导体1-3-2、第一铜块1-4-1、第二铜块1-4-2和第三铜块1-4-3。

具体实施方式

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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提出的一种电池储能电站分散式直流热管控系统，包括：半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口；所述簇级散热器的一端与所述电池簇冷热气进口连接，所述簇级散热器的另一端与所述半导体制冷装置连接；所述电池簇冷热气进口与储能系统中电池簇的首端连接；所述电池簇冷热气出口与储能系统中电池簇的末端连接；其中，一个电池簇对应一个半导体制冷装置、一个簇级散热器、一个电池簇冷热气进出口和一个电池簇冷热气出口。本实用新型提供的技术方案，每个半导体制冷装置为一个电池簇提供热管理服务，有利于根据该簇热管理需求进行精细化管控，进而提高储能系统热管控的可靠性。

下面参考附图描述本实用新型实施例的一种电池储能电站分散式直流热管控系统。

实施例1

图1为本公开实施例提供的一种电池储能电站分散式直流热管控系统的结构图，如图1所示，所述系统包括：半导体制冷装置1、簇级散热器2、电池簇冷热气进出口4和电池簇冷热气出口5；

所述簇级散热器2的一端与所述电池簇冷热气进口4连接，所述簇级散热器2的另一端与所述半导体制冷装置1连接；

所述电池簇冷热气进口4与储能系统100中电池簇3的首端连接；

所述电池簇冷热气出口5与储能系统中电池簇3的末端连接；

其中，一个电池簇3对应一个半导体制冷装置1、一个簇级散热器2、一个电池簇冷热气进出口4和一个电池簇冷热气出口5。

在本公开实施例中，如图2所示，所述半导体制冷装置1包括：冷空间1-1、热空间1-2、半导体1-3、铜块1-4和直流电源1-5；

所述冷空间1-1通过所述铜块1-4与所述半导体1-3的一端连接；

所述半导体1-3的另一端通过所述铜块1-4与所述热空间1-2连接；

所述直流电源1-5与所述铜块1-4连接。

进一步的，如图2所示，所述半导体1-3包括：N型半导体1-3-1和P型半导体1-3-2。

进一步的，如图2所示，所述铜块1-4包括：第一铜块1-4-1、第二铜块1-4-2和第三铜块1-4-3；

所述第一铜块1-4-1设置在所述N型半导体1-3-1和热空间1-2之间；

所述第二铜块1-4-2设置在所述P型半导体1-3-2和热空间1-2之间；

所述第三铜块1-4-3设置在所述N型半导体1-3-1、P型半导体1-3-2与冷空间1-1之间。

需要说明的是，如图2所示，所述半导体制冷装置1、簇级散热器2、电池簇冷热气进出口4和电池簇冷热气出口5均设置在储能系统内。

在本公开实施例中，当电池簇需要降温时，所述各簇级散热器2分别对应的与各半导体制冷装置1中的冷空间1-1连接，如图2所示；

当储能系统需要升温时，所述各簇级散热器2分别对应的与各半导体制冷装置1中的热空间1-2连接，如图3所示；

需要说明的是，图2及图3中201至20n为各簇级散热器2，一个簇级散热器2对应一个电池簇3，图中每个电池簇中含有m个电池。

示例的，当需要对电芯降温时，簇级散热器2从冷空间1-1传递冷气后，通过电池簇冷热气进口4将冷气传输至电池簇3内，对电芯进行降温，并从电池簇冷热气出口5排出。

当需要对电芯升温时，簇级散热器2从热空间1-2传递热气后，通过电池簇冷热气进口3将冷气传输至电池簇3内，对电芯进行升温，并从电池簇冷热气出口5排出。

铜块1-4接上直流电源1-5后，通过与N型半导体1-3-1、P型半导体1-3-2构成的半导体制冷系统在冷空间1-1和热空间1-2处分别进行吸收热量与释放热量，从而形成冷空间1-1和热空间1-2。当需要对电芯降温时，簇级散热器2从冷空间1-1传递冷气；当需要对电芯降温时，簇级散热器2从热空间1-2传递热气。

根据电池直流舱中电池簇3的数量，设置相同数量的半导体制冷装置1，二者之间一一对应，一一连接，即每个半导体制冷装置为一个电池簇提供热管理服务，有利于根据该簇热管理需求进行精细化管控。

综上，本实施例提出的一种电池储能电站分散式直流热管控系统，利用半导体制冷技术，采用半导体制冷装置，直接利用储能直流舱内直流电源，产生冷源和热源，根据散热和加热需要，制冷制热自由切换，满足两种运行工况需要。同时，该系统具有多个有点，一是绿色环保，不需要任何制冷剂，没有污染源；二是无干扰无噪音，在工作过程中基本不会产生任何电子干扰信号，也不会产生任何噪音；三是控温精准，半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现在0.1℃范围内精确地控制温度；四是高可靠性，由于全部为固态基构造，热电制冷器具有很高的可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种电池储能电站分散式直流热管控系统，其特征在于，包括：半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口；

所述簇级散热器的一端与所述电池簇冷热气进口连接，所述簇级散热器的另一端与所述半导体制冷装置连接；

所述电池簇冷热气进口与储能系统中电池簇的首端连接；

所述电池簇冷热气出口与储能系统中电池簇的末端连接；

其中，一个电池簇对应一个半导体制冷装置、一个簇级散热器、一个电池簇冷热气进出口和一个电池簇冷热气出口。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半导体制冷装置包括：冷空间、热空间、半导体、铜块和直流电源；

所述冷空间通过所述铜块与所述半导体的一端连接；

所述半导体的另一端通过所述铜块与所述热空间连接；

所述直流电源与所述铜块连接。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述半导体包括：N型半导体和P型半导体。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述铜块包括：第一铜块、第二铜块和第三铜块；

所述第一铜块设置在所述N型半导体和热空间之间；

所述第二铜块设置在所述P型半导体和热空间之间；

所述第三铜块设置在所述N型半导体、P型半导体与冷空间之间。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，当电池簇需要降温时，所述簇级散热器与所述冷空间连接；

当电池簇需要升温时，所述簇级散热器与所述热空间连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半导体制冷装置、簇级散热器、电池簇冷热气进出口和电池簇冷热气出口均设置在储能系统内。