CN220474738U - 一种电池舱温湿度控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电池舱温湿度控制系统，应用于电池舱，包括电池簇、湿度控制器、冷凝机组和换热器；冷凝机组和电池簇通过换热器构成第一热循环回路；湿度控制器包括第一膨胀阀和蒸发器组，第一膨胀阀、蒸发器组和冷凝机组通过管路连通构成第二热循环回路。本实用新型提供一种电池舱温湿度控制系统，通过将冷凝机组与电池舱温度湿度调节设备设于同一回路上，并安置在电池舱内，既满足电池包的散热需求，同时精确控制电池舱的温度湿度，防止冷凝水产生；除此之外，湿度调节设备无需设置多余冷凝循环，提升舱内空间利用率。

Description

一种电池舱温湿度控制系统

技术领域

本实用新型属于储能技术领域，具体涉及一种电池舱温湿度控制系统。

背景技术

随着太阳能、风能等新能源的推广应用，储能技术也随之发展，而锂电池因为能量比较高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率很低、重量轻、绿色环保以及生产基本不消耗水等优点，逐渐成为储能的主流产品。

目前在集装箱系统集成时，考虑到电池安全，通常将电池包单独隔舱，与其他电气设备隔开，防止其他电气件出现电气失效时，引起电池电性能失效，如爬电失效、绝缘失效、热失控、电路外短路等。同时为保证电池舱环境温湿度可控，液冷系统工作时无冷凝水产生(可引起电池包绝缘失效、热失控、电路外短路等)，需配置相应的空调进行除湿，但除湿空调通常需要额外制冷回路，在有限空间内难以展开布置；除此之外，增多电气设备，增大电气失效的可能性，从而引发风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电池舱温湿度控制系统，在有限空间内合理布置除湿系统，降低电气失效风险，提升安全性能的同时兼顾降低功耗。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种电池舱温湿度控制系统，应用于电池舱，包括电池簇、湿度控制器、冷凝机组和换热器；

所述冷凝机组和所述电池簇通过所述换热器构成第一热循环回路；

所述湿度控制器包括第一膨胀阀和蒸发器组，所述第一膨胀阀、所述蒸发器组和所述冷凝机组通过管路联通构成第二热循环回路。

进一步地，所述电池舱内设有隔板，所述隔板与所述电池舱分别合围出第一空间和第二空间，所述冷凝机组、所述第一膨胀阀和所述换热器设于所述第一空间，所述电池簇和所述蒸发器组设于所述第二空间。

进一步地，所述隔板设有管路通孔，所述冷凝机组和所述电池簇之间的管路通过所述管路通孔设置。

进一步地，所述蒸发器组包括蒸发器和防爆风机，所述蒸发器上设有防爆风机，所述蒸发器组的数量大于等于2套，多套所述蒸发器组并联接入所述第二热循环回路。

进一步地，所述蒸发器组设于所述第二空间内的顶端，所述蒸发器组在所述第二空间均匀排布。

进一步地，所述冷凝机组包括压缩机、冷凝器组和第二膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器组、所述第二膨胀阀和所述换热器通过管路依次闭环连通；所述冷凝器组包括冷凝器和冷凝风机，所述冷凝器上设有冷凝风机；

所述第一膨胀阀、所述蒸发器组和所述压缩机、所述冷凝器组、所述第二膨胀阀通过管路连通构成第二热循环回路。

进一步地，所述电池簇包括多组电池包和与所述电池包连通的冷却通道，所述冷却通道并联接入所述第一热循环回路。

进一步地，所述冷却通道沿着所述电池舱内壁和所述隔板从上到下依次排布。

进一步地，还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器分别设于所述电池簇内部和所述电池舱顶部；所述湿度传感器设于所述电池舱顶部，用于检测舱内湿度。

本实用新型的有益效果在于：提供一种电池舱温湿度控制系统，通过将冷凝机组与电池舱温度湿度调节设备设于同一回路上，并安置在电池舱内，既满足电池包的散热需求，同时精确控制电池舱的温度湿度，防止冷凝水产生；除此之外，湿度调节设备无需设置多余冷凝循环，提升舱内空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型某一实施例的一种电池舱温湿度控制系统的原理图；

图2为本实用新型某一实施例的一种电池舱温湿度控制系统的总装图；

图3为本实用新型某一实施例的一种电池舱温湿度控制系统的冷却通道的详图；

图4为本实用新型某一实施例的一种电池舱温湿度控制系统的逻辑图；

标号说明：

1、电池簇；2、湿度控制器；3、冷凝机组；4、换热器；

5、隔板；

11、冷却通道；

51、第一空间；52、第二空间。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图4，一种电池舱温湿度控制系统，应用于电池舱，包括电池簇1、湿度控制器2、冷凝机组3和换热器4；

所述冷凝机组3和所述电池簇1通过所述换热器4构成第一热循环回路；

所述湿度控制器2包括第一膨胀阀和蒸发器组，所述第一膨胀阀、所述蒸发器组和所述冷凝机组3通过管路联通构成第二热循环回路。

本实用新型的有益效果在于：冷凝机组3与电池簇1通过换热器4构成第一热循环回路，同时冷凝机组3与湿度控制器2通过管路连接构成第二热循环回路，即冷凝机组3分别与电池簇1和湿度控制器2中的蒸发器进行热交换，实现一套冷凝机组3兼顾温度控制和湿度控制；除此之外，湿度控制器2与冷凝机组3通过管路联通，共用同一制冷剂，无需其余换热装置作为中间介质，节约空间，简化结构。

进一步地，所述电池舱内设有隔板5，所述隔板5与所述电池舱分别合围出第一空间51和第二空间52，所述冷凝机组3、所述第一膨胀阀和所述换热器4设于所述第一空间51，系统内其他部件设于所述第二空间52。

由上述描述可知，电池舱在隔板5的作用下被一分为二，第一空间51内安置冷凝机组3和第一膨胀阀，第二空间52安置电池簇1和湿度控制器2，其目的在于将电池簇1与冷凝机组3隔离安置，防止冷凝设备中电气设备失效时引起电池电性能失效，同时在第二空间52安置湿度控制器2，时刻调节电池簇1工作过程的环境湿度，防止冷凝水出现；

进一步地，所述隔板5设有管路通孔，所述冷凝机组3和所述电池簇1之间的管路通过所述管路通孔设置。

由上述描述可知，冷凝机组3和电池簇1之间的管路通过隔板5上设置的管路通孔设置，简化管路排布。

进一步地，所述蒸发器组包括蒸发器和防爆风机，所述蒸发器上设有防爆风机，所述蒸发器组的数量大于等于2套，多套所述蒸发器组并联接入所述第二热循环回路。

由上述描述可知，为了防止系统工作时部分器件可能产生电弧，若此时电池产生可燃气体，电弧极有可能点燃电池舱内的可燃气体，点燃电池舱内的可燃气体，出现火灾、电池燃烧等安全失控现象，选用具有防爆功能的电气设备；优选的，为满足除湿效果，蒸发器数量大于等于两套。

进一步地，所述蒸发器组设于所述第二空间52内的顶端，所述蒸发器组在所述第二空间52均匀排布。

由上述描述可知，蒸发器组包含多套蒸发器和配套使用的防爆风机，并联接入第二热循环回路，并在第二空间52内均匀布置，其目的在于，湿度较高时，气体粘度大，流通慢，若只设置单一蒸发器，容易只对局部湿度进行调节，导致其他区域湿度仍处于危险状态，为避免发生此类问题，故设置多台蒸发器。

进一步地，所述冷凝机组3包括压缩机、冷凝器组和第二膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器组、所述第二膨胀阀和所述换热器4通过管路依次闭环连通；所述冷凝器组包括冷凝器和冷凝风机，所述冷凝器上设有冷凝风机；

所述第一膨胀阀、所述蒸发器组和所述压缩机、所述冷凝器组、所述第二膨胀阀通过管路连通构成第二热循环回路。

由上述描述可知，冷凝机组3采用液冷设备，通过换热器4与电池簇1构成第一热循环回路；通过管路与湿度控制器2的组件构成第二热循环回路。

进一步地，所述电池簇1包括多组电池包11和与所述电池包11连通的冷却通道11，所述冷却通道11并联接入所述第一热循环回路。

由上述描述可知，为了提升冷却效果，电池簇1中按照电池包11的数量划分，分别接入多条冷却通道11，冷却通道11并联接入第一热循环回路。

进一步地，所述冷却通道11沿着所述电池舱内壁和所述隔板5从上到下依次排布。

由上述描述可知，为了方便安置，冷却通道11沿着电池舱内壁和隔板5从上到下依次排布；具体的，电池舱内壁和隔板5上设置挂钩以固定冷却通道11。

进一步地，还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器分别设于所述电池簇内部和所述电池舱顶部；所述湿度传感器设于所述电池舱顶部，用于检测舱内湿度。

由上述描述可知，为了方便监测整个系统的状态，分别在电池簇内和电池舱顶部设置温度传感器，一方面监测电池簇温度，另一方面监测电池舱内其他电气设备的温度；除此之外，还设有湿度传感器，用于实时监测电池舱内湿度。

本实用新型的一种电池舱温湿度控制系统，主要应用在电池舱内部解决安全问题，下面结合具体实施例进行说明。

本实用新型的实施例一为：请参照图1至图4，一种电池舱温湿度控制系统，应用于电池舱，包括电池簇1、湿度控制器2、冷凝机组3和换热器4；冷凝机组3和电池簇1通过换热器4构成第一热循环回路；湿度控制器2包括第一膨胀阀和蒸发器组，第一膨胀阀、蒸发器组和冷凝机组3通过管路联通构成第二热循环回路；具体的，第一膨胀阀选用电子膨胀阀。

即在本实施例中：冷凝机组3与电池簇1通过换热器4构成第一热循环回路，同时冷凝机组3与湿度控制器2通过管路连接构成第二热循环回路，即冷凝机组3分别与电池簇1和湿度控制器2中的蒸发器进行热交换，实现一套冷凝机组3兼顾温度控制和湿度控制；其中，电池簇1与换热器4之间通过水泵进行冷却液流通；除此之外，湿度控制器2与冷凝机组3通过管路联通，共用同一制冷剂，无需其余换热装置作为中间介质，节约空间，简化结构。

本实用新型的实施例二为：请参照图1至图4，在实施例一的基础上，电池舱内设有隔板5，隔板5与电池舱分别合围出第一空间51和第二空间52，冷凝机组3、第一膨胀阀和换热器4设于第一空间51，系统内其他部件设于第二空间52；隔板5设有管路通孔；蒸发器组包括蒸发器和防爆风机，蒸发器上设有防爆风机，蒸发器组的数量大于等于2套，多套蒸发器组并联接入第二热循环回路；蒸发器组设于第二空间52内的顶端，蒸发器组在第二空间52均匀排布。

即在本实施例中，电池舱在隔板5的作用下被一分为二，第一空间51内安置冷凝机组3和电子膨胀阀，第二空间52安置电池簇1和湿度控制器2，其目的在于将电池簇1与冷凝机组3隔离安置，防止冷凝设备中电气设备失效时引起电池电性能失效，同时在第二空间52安置湿度控制器2，时刻调节电池簇1工作过程的环境湿度，防止冷凝水出现。优选的，冷凝机组3和电池簇1之间的管路通过隔板5上设置的管路通孔设置，简化管路排布。

除此之外，蒸发器组包含多套蒸发器和配套使用的防爆风机，并联接入第二热循环回路，并在第二空间52内均匀布置，其目的在于，一方面防爆风机防止电弧产生；另一方面，湿度较高时，气体粘度大，流通慢，若只设置单一蒸发器，容易只对局部湿度进行调节，导致其他区域湿度仍处于危险状态，为避免发生此类问题，故设置多台蒸发器。

本实用新型的实施例三为：请参照图1至图4，在实施例二的基础上，冷凝机组3包括压缩机、冷凝器组和第二膨胀阀，压缩机、冷凝器组、第二膨胀阀和换热器4通过管路依次闭环连通；冷凝器组包括冷凝器和冷凝风机，冷凝器上设有冷凝风机；电子膨胀阀、蒸发器组和压缩机、冷凝器组、第二膨胀阀通过管路连通构成第二热循环回路；

同时，电池簇1包括多组电池包11和与电池包11连通的冷却通道11，冷却通道11并联接入第一热循环回路；冷却通道11沿着电池舱内壁和隔板5从上到下依次排布。除此之外，系统中还设有温度传感器和湿度传感器

在本实施例中，冷凝机组3采用液冷设备，通过换热器4与电池簇1构成第一热循环回路；通过管路与湿度控制器2的组件构成第二热循环回路。具体的，为了提升冷却效果，电池簇1中按照电池包11的数量划分，分别接入多条冷却通道11，冷却通道11并联接入第一热循环回路；除此之外，为了方便安置，冷却通道11沿着电池舱内壁和隔板5从上到下依次排布；优选的，电池舱内壁和隔板5上设置挂钩以固定冷却通道11。

具体的，本实用新型的一种电池舱温湿度控制系统的运行方法举例如下：

系统内预设高湿状态：舱内温度＞40℃且舱内湿度＞85％，当处于高湿状态时，系统对应处理方案为：电子膨胀阀开度100％，防爆风机转速为90％；

系统内预设中湿状态：舱内温度＞30℃或舱内湿度＞70％，当处于中湿状态时，系统对应处理方案为：电子膨胀阀开度60％，防爆风机转速为65％；

系统内预设低湿状态：舱内温度＞25℃或舱内湿度＞60％，当处于低湿状态时，系统对应处理方案为：电子膨胀阀开度30％，防爆风机转速为30％；

若系统内检测到舱内温度＜20℃且舱内湿度小于50％，则控制电子膨胀阀关闭，只需对电池簇1进行冷却循环。系统运转按照梯度设置，可减少耗电量约25％-35％，详情请见图4。

综上所述，本实用新型的有益效果在于：提供一种电池舱温湿度控制系统，通过将冷凝机组与电池舱温度湿度调节设备设于同一回路上，并安置在电池舱内，既满足电池包的散热需求，同时精确控制电池舱的温度湿度，防止冷凝水产生；除此之外，湿度调节设备无需设置多余冷凝循环，提升舱内空间利用率。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电池舱温湿度控制系统，应用于电池舱，其特征在于：包括电池簇、湿度控制器、冷凝机组和换热器；

所述冷凝机组和所述电池簇通过所述换热器构成第一热循环回路；

所述湿度控制器包括第一膨胀阀和蒸发器组，所述第一膨胀阀、所述蒸发器组和所述冷凝机组通过管路连通构成第二热循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述电池舱内设有隔板，所述隔板与所述电池舱分别合围出第一空间和第二空间，所述冷凝机组、所述第一膨胀阀和所述换热器设于所述第一空间，所述电池簇和所述蒸发器组设于所述第二空间。

3.根据权利要求2所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述隔板设有管路通孔，所述冷凝机组和所述电池簇之间的管路通过所述管路通孔设置。

4.根据权利要求2所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述蒸发器组包括蒸发器和防爆风机，所述蒸发器上设有防爆风机，所述蒸发器组的数量大于等于2套，多套所述蒸发器组并联接入所述第二热循环回路。

5.根据权利要求4所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述蒸发器组设于所述第二空间内的顶端，所述蒸发器组在所述第二空间均匀排布。

6.根据权利要求1所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述冷凝机组包括压缩机、冷凝器组和第二膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器组、所述第二膨胀阀和所述换热器通过管路依次闭环连通；所述冷凝器组包括冷凝器和冷凝风机，所述冷凝器上设有冷凝风机；

所述第一膨胀阀、所述蒸发器组和所述压缩机、所述冷凝器组、所述第二膨胀阀通过管路连通构成第二热循环回路。

7.根据权利要求2所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述电池簇包括多组电池包和与所述电池包连通的冷却通道，所述冷却通道并联接入所述第一热循环回路。

8.根据权利要求7所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：所述冷却通道沿着所述电池舱内壁和所述隔板从上到下依次排布。

9.根据权利要求1所述的一种电池舱温湿度控制系统，其特征在于：还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器分别设于所述电池簇内部和所述电池舱顶部；所述湿度传感器设于所述电池舱顶部，用于检测舱内湿度。