CN220963493U - 液冷储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液冷储能装置，液冷储能装置包括：机柜，机柜具有相对设置的前面板和后面板，前面板和后面板上均设置有通风口；电池模块，设置在机柜内，电池模块包括电池单元和液冷板，液冷板具有液冷进口、液冷出口以及液冷通道，液冷进口和液冷出口均与液冷通道连通；直流交流转换单元，设置在机柜内；液冷组件，设置在机柜内，液冷组件具有换热器和液冷循环管路，换热器设置在液冷循环管路上，液冷循环管路分别与液冷进口和液冷出口连通，液冷循环管路用于对液冷板提供冷媒，通风口用于对直流交流转换单元和液冷组件散热。通过本实用新型提供的技术方案，能够解决现有技术中的液冷储能装置散热效率低的问题。

Description

液冷储能装置

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，具体而言，涉及一种液冷储能装置。

背景技术

储能技术近年来在国家政策的驱动下发展迅速，传统的风冷储能产品通过强制风冷对电池进行散热，电芯温差难以控制，影响电芯使用寿命，散热效率低；且从储能产品两侧出风进行散热，当需要多台产品共同使用工作时，无法并排无缝放置，造成放置空间的利用率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种液冷储能装置，以解决现有技术中的液冷储能装置散热效率低的问题。

本实用新型提供了一种液冷储能装置，包括：机柜，机柜具有相对设置的前面板和后面板，前面板和后面板上均设置有通风口；电池模块，设置在机柜内，电池模块包括电池单元和液冷板，液冷板用于对电池单元热交换，液冷板具有液冷进口、液冷出口以及液冷通道，液冷进口和液冷出口均与液冷通道连通；直流交流转换单元，设置在机柜内，直流交流转换单元与电池模块电连接；液冷组件，设置在机柜内，液冷组件具有换热器和液冷循环管路，换热器设置在液冷循环管路上，换热器用于对液冷循环管路内的冷媒进行热交换，液冷循环管路分别与液冷进口和液冷出口连通，液冷循环管路用于对液冷板提供冷媒，通风口用于对直流交流转换单元和液冷组件散热。

进一步地，机柜沿竖直方向设置有换热腔和密封腔，直流交流转换单元和液冷组件均位于换热腔内，电池模块位于密封腔内，通风口与换热腔连通。

进一步地，液冷储能装置还包括：配电单元，设置在密封腔内，配电单元分别与液冷组件和直流交流转换单元电连接。

进一步地，机柜上设置有多个走线口，多个走线口沿机柜的侧壁环形间隔设置，多个走线口位于机柜的底部。

进一步地，液冷进口在电池模块上的高度低于液冷出口在电池模块上的高度，液冷出口处还设置有排气阀。

进一步地，液冷储能装置包括总进管、总出管和多个电池模块，总进管的一端与液冷循环管路连通，总进管的另一端分别与多个电池模块的液冷进口连通，总出管的一端与液冷循环管路连通，总出管的另一端分别与多个电池模块的液冷出口连通。

进一步地，液冷组件还包括驱动件，驱动件设置在液冷循环管路上，驱动件用于驱动冷媒在液冷循环管路内流动，液冷储能装置还包括温度传感器，温度传感器设置在密封腔内，温度传感器用于检测密封腔内的温度，配电单元分别与驱动件以及温度传感器电连接，配电单元根据温度传感器的检测数据控制驱动件工作。

进一步地，机柜还包括：框架、左侧门板、右侧门板以及后门板，前面板、后面板、左侧门板以及右侧门板均设置在框架上，后门板具有后开口，后门板可转动地设置在后开口处，左侧门板和右侧门板分别与框架铰接。

进一步地，液冷储能装置还包括：消防组件，设置在机柜内，消防组件能够对机柜内的火情进行检测并进行灭火操作。

进一步地，消防组件包括：气体检测单元，设置在机柜内，气体检测单元用于检测机柜内的可燃气体含量；气体消防组件，设置在机柜内；消防水管，消防水管的出水口位于机柜内，消防水管的进水口用于与供水管连通；水浸检测单元，设置在机柜内，且位于机柜的底部；其中，气体检测单元和水浸检测单元均与配电单元电连接，配电单元能够根据气体检测单元和水浸检测单元的检测数据控制线路通断。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种液冷储能装置，该液冷储能装置包括：机柜、电池模块、直流交流转换单元和液冷组件，机柜具有相对设置的前面板和后面板，前面板和后面板上均设置有通风口便于对机柜上部组件进行通风散热；电池模块包括电池单元和液冷板，液冷板用于和电池单元进行热交换对其散热，液冷组件具有换热器和液冷循环管路，换热器用于对冷媒进行热交换，液冷循环管路用于对液冷板提供冷媒，进而对电池进行散热，通过设置液冷组件对电池进行散热，提高了电池的散热效率，在机柜前、后面板上设置通风口，可以对直流交流转换单元和液冷组件进行散热，与液冷组件配合进一步提升了机柜整体的散热效果，且通风口不占用机柜两侧面板，可以使得多个机柜无缝并排放置，提高放置空间的利用率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的液冷储能装置的内部示意图；

图2示出了本实用新型提供的液冷储能装置的结构示意图；

图3示出了本实用新型提供的液冷储能装置的机柜的立体示意图；

图4示出了本实用新型提供的液冷储能装置的“手拉手”接线的示意图；

图5示出了本实用新型提供的液冷储能装置的后面板和右侧门板的平面图；

图6示出了本实用新型提供的液冷储能装置的消防组件的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、机柜；11、前面板；12、后面板；121、后门板；13、通风口；14、走线口；15、框架；16、左侧门板；17、右侧门板；

20、电池模块；201、上壳体；202、下壳体；21、液冷进口；22、液冷出口；

30、直流交流转换单元；

40、液冷组件；

50、配电单元；

60、总进管；

70、总出管；

81、气体检测单元；82、气体消防组件；83、消防水管；84、水浸检测单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种液冷储能装置，液冷储能装置包括：机柜10、电池模块20、直流交流检测单元和液冷组件40。其中，机柜10具有相对设置的前面板11和后面板12，前面板11和后面板12上均设置有通风口13；电池模块20设置在机柜10内，电池模块20由上壳体201和下壳体202组成，内部放置电池单元和液冷板，电池单元放置在液冷板上部，液冷板放置在下壳体202中，用于对电池单元热交换，液冷板具有液冷进口21、液冷出口22以及液冷通道，液冷进口21和液冷出口22均与液冷通道连通。直流交流转换单元30设置在机柜10内，直流交流转换单元30与电池模块20电连接。液冷组件40设置在机柜10内，液冷组件40具有换热器和液冷循环管路，换热器设置在液冷循环管路上，换热器用于对液冷循环管路内的冷媒进行热交换，液冷循环管路分别与液冷进口21和液冷出口22连通，液冷循环管路用于对液冷板提供冷媒，并及时带走电池模块20产生的热量。通风口13用于对直流交流转换单元30和液冷组件40散热，且通风口13处设置有过滤网，在保证空气流通的同时，防止外部灰尘或杂质进入机柜10中，通过在机柜10内部设置液冷组件40，对电池模块20进行散热，可以对电池模块20的温度进行控制，提升了制冷效率。

通过本申请的技术方案，在机柜10的前、后面板12上设置通风口13，可以及时带走直流交流转换单元30和液冷组件40产生的热量和部分密封舱内的热空气，实现对直流交流转换单元30和液冷组件40进行风冷散热；电池模块20包括电池单元和液冷板，液冷板设置在电池模块20的底部，用于对电池单元进行热交换；直流交流转换单元30与电池模块20电连接，液冷组件40具有换热器和液冷循环管路，通过换热器与冷媒进行热交换来保持冷媒的制冷效果，液冷循环管路对液冷板提供冷媒，进而对电池模组进行制冷。通过上述方案，避免了从机柜10的两侧面板出风，以实现多机柜10可以无缝并排放置，节省了机柜10的放置空间，提高空间利用率，且液冷组件40可以实现对电池模块20的温度控制，提升散热效率，与通风口13配合提升机柜10的整体散热效果。

其中，机柜10沿竖直方向设置有换热腔和密封腔，直流交流转换单元30和液冷组件40均位于换热腔内，电池模块20设置在密封腔内，通风口13与换热腔连通。如此设置，换热腔和密封腔沿竖直方向放置在同一机柜10中，减小机柜10的占地面积，提高能量密度，直流交流转换单元30和液冷组件40设置换热腔内，便于通风口13对二者进行散热，机柜10下部设置为密封腔，便于对电池模块20等组件进行保护，防止灰尘和外部杂质进入机柜10对电池模块20等组件造成损坏，延长机柜10内各组件的使用寿命。在本实施例中，直流交流转换单元30和液冷组件40内部均设置有散热风扇及过滤网，在加速组件内部热空气的流动速度，配合通风口13将热空气尽快排出，提高散热效率的同时，避免外部杂质进入组件中，对其造成损坏。

进一步地，液冷储能装置还包括配电单元50，配电单元50设置在密封腔内并分别与液冷组件40和直流交流转换单元30电连接。其中，配电单元50内还设有控制单元、不间断电源、变压器以及散热风扇。通过上述设置，便于配电单元50通过控制单元对直流交流转换单元30和液冷组件40进行控制。散热风扇用于对配电单元50内的组件散热，加速热空气的流动和排出。不间断电源用于为液冷组件40和机柜10内其他组件提供电源驱动。当液冷储能柜在进行充电时，外界电网的交流电首先流经配电单元50内的变压器，将外电网电压调整为适配机柜10的电压值，再经过直流交流转换单元30进行转换为直流电对电池进行充电，对直流交流转换单元30和电池进行保护，避免因电压或电流不适配造成直流交流转换单元30和电池模块20的损坏，且将配电单元50设置在密封腔内，能够保护配电单元50防水防尘的同时，上部电池模块20内的液冷板也可以对配电单元50进行散热，减少机柜10内部零构件的设置，提升了配电单元50工作的安全性。

如图3和图4所示，具体地，机柜10上设置有多个走线口14，多个走线口14沿机柜10的侧壁环形间隔设置，多个走线口14位于机柜10的底部。相较于现有技术中只有一个走线口14，在机柜10工作时，由于接线较粗，为了便于走线，需要在机柜10下方设置一个垫板将机柜10垫起，以在机柜10底部走线。本申请中通过设置多个走线口14，即可选择多个方位出线，无需设置垫板，适用于工业领域、商业领域和民用供电等多个领域使用。通过机柜10的前后进出线，能够实现柜体间“手拉手”接线，无需额外增加汇流柜对多个机柜10电流进行汇流，降低使用成本。

如图1所示，在本申请中，液冷进口21在电池模块20上的高度低于液冷出口22在电池模块20上的高度，液冷出口22处还设置有排气阀(图中未示出)。当冷媒在液冷通道中与电池模块20内的热空气进行换热时，会有部分冷媒吸热蒸发为水蒸气，通过将液冷出口22的高度设置为高于液冷进口21的高度，使得水蒸气顺着液冷出口22向上流动，最终从液冷出口22上部的排气阀排出，保证液冷通道内的冷媒尽量保持充满状态，提高冷媒在管路中的流通速率，进而提升液冷板的制冷效率。

其中，液冷储能装置包括总进管60、总出管70和多个电池模块20，总进管60的一端与液冷循环管路连通，总进管60的另一端分别与多个电池模块20的液冷进口21连通，总出管70的一端与液冷循环管路连通，总出管70的另一端分别与多个电池模块20的液冷出口22连通。如此设置，可以使得液冷组件40能对多个电池模块20同时进行散热，并对各电池组件换热后的冷媒一同流回液冷组件40再次冷却对电池模块20进行循环散热，形成冷却循环，提高散热效率。

在本申请中，多个电池模组正负极错开竖直放置，避免相邻电池模块20正负极间电线的缠绕，方便电线走线，这样设置也使得总进管60和总出管70从液冷组件40至电池模块20的长度最短，提升冷媒的流通速率，进而提高散热效率，同时降低生产成本，使得内部管路排放简单整洁，节省机柜10的内部空间。其中，多个电池模组串联设置，在底部两个电池模块20间串联设置有熔丝，保证电池发生异常情况或电流超过熔丝工作电池范围时，通过熔丝对电池模块20的回路进行保护，进而提升液冷储能装置工作的安全性。

进一步地，液冷组件40还包括驱动件，驱动件设置在液冷循环管路上，驱动件用于驱动冷媒在液冷循环管路内流动，液冷储能装置还包括温度传感器，温度传感器设置在密封腔内，温度传感器用于检测密封腔内的温度，配电单元50分别与驱动件以及温度传感器电连接，配电单元50根据温度传感器的检测数据控制驱动件工作。如此设置，当温度传感器检测到电池模块20温度升高时，会将信号传至配电单元50内的控制单元，随后控制单元驱动液冷组件40内的驱动件工作，对电池模组进行散热，保证液冷储能装置的正常运行。

如图3和图5所示，具体地，机柜10还包括框架15、左侧门板16、右侧门板17以及后门板121，前面板11、后面板12、左侧门板16以及右侧门板17均设置在框架15上，后门板121具有后开口，后门板121可转动地设置在后开口处，左侧门板16和右侧门板17分别与框架15铰接。通过将左侧门板16和右侧门板17与框架15铰接连接，如此可以在保证对机柜10内部组件防护的同时，方便对机柜10内部组件进行更换及定期检修，且方便使用人员在机柜10后侧进行接线操作。

其中，液冷储能装置还包括消防组件，消防组件设置在机柜10内，消防组件能够对机柜10内的火情进行检测并进行灭火操作。如此设置，当机柜10内部出现温度异常或火情时，消防组件可以及时检测并灭火处理，以保证液冷储能装置在工作时的安全性。在本申请中，液冷储能装置还包括门灯组件，用于当机柜10内部发生火情时，门灯组件会不停闪烁，警示使用人员机柜10处于异常状态。

如图6所示，消防组件包括气体检测单元81、气体消防组件82、消防水管83和水浸检测单元84，气体检测单元81包含烟感探测器和五合一复合探测器，用于检测机柜10内的可燃气体含量。气体消防组件82包含气溶胶和全氟己酮，气体消防组件82内也设置有温度传感器，当机柜10内温度达到异常温度时，自动触发并喷出气溶胶和全氟己酮，以对火情进行扑灭。消防水管83的进水口直达机柜10顶部，与供水管连通，方便在机柜10内发生火情时，从供水管通水直接对整个机柜10进行全覆盖灭火。水浸检测单元84位于机柜10的底部，用于检测机柜10内是否存有积水，避免配电单元50进水发生短路造成组件损坏。其中，气体检测单元81和水浸检测单元84均与配电单元50电连接，保证在电池模组发生火情时或机柜10底部存有积水时能够及时反馈，配电单元50能够根据气体检测单元81和水浸检测单元84的检测数据控制线路通断，及时对机柜10内部组件进行保护，避免损失进一步扩大。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷储能装置，其特征在于，所述液冷储能装置包括：

机柜(10)，所述机柜(10)具有相对设置的前面板(11)和后面板(12)，所述前面板(11)和所述后面板(12)上均设置有通风口(13)；

电池模块(20)，设置在所述机柜(10)内，所述电池模块(20)包括电池单元和液冷板，所述液冷板用于对所述电池单元热交换，所述液冷板具有液冷进口(21)、液冷出口(22)以及液冷通道，所述液冷进口(21)和所述液冷出口(22)均与所述液冷通道连通；

直流交流转换单元(30)，设置在所述机柜(10)内，所述直流交流转换单元(30)与所述电池模块(20)电连接；

液冷组件(40)，设置在所述机柜(10)内，所述液冷组件(40)具有换热器和液冷循环管路，所述换热器设置在所述液冷循环管路上，所述换热器用于对所述液冷循环管路内的冷媒进行热交换，所述液冷循环管路分别与所述液冷进口(21)和所述液冷出口(22)连通，所述液冷循环管路用于对所述液冷板提供冷媒，所述通风口(13)用于对所述直流交流转换单元(30)和所述液冷组件(40)散热。

2.根据权利要求1所述的液冷储能装置，其特征在于，所述机柜(10)沿竖直方向设置有换热腔和密封腔，所述直流交流转换单元(30)和所述液冷组件(40)均位于所述换热腔内，所述电池模块(20)位于所述密封腔内，所述通风口(13)与所述换热腔连通。

3.根据权利要求2所述的液冷储能装置，其特征在于，所述液冷储能装置还包括：

配电单元(50)，设置在所述密封腔内，所述配电单元(50)分别与所述液冷组件(40)和所述直流交流转换单元(30)电连接。

4.根据权利要求1所述的液冷储能装置，其特征在于，所述机柜(10)上设置有多个走线口(14)，多个所述走线口(14)沿所述机柜(10)的侧壁环形间隔设置，多个所述走线口(14)位于所述机柜(10)的底部。

5.根据权利要求1所述的液冷储能装置，其特征在于，所述液冷进口(21)在所述电池模块(20)上的高度低于所述液冷出口(22)在所述电池模块(20)上的高度，所述液冷出口(22)处还设置有排气阀。

6.根据权利要求1所述的液冷储能装置，其特征在于，所述液冷储能装置包括总进管(60)、总出管(70)和多个所述电池模块(20)，所述总进管(60)的一端与所述液冷循环管路连通，所述总进管(60)的另一端分别与多个所述电池模块(20)的液冷进口(21)连通，所述总出管(70)的一端与所述液冷循环管路连通，所述总出管(70)的另一端分别与多个所述电池模块(20)的液冷出口(22)连通。

7.根据权利要求3所述的液冷储能装置，其特征在于，所述液冷组件(40)还包括驱动件，所述驱动件设置在所述液冷循环管路上，所述驱动件用于驱动所述冷媒在所述液冷循环管路内流动，所述液冷储能装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述密封腔内，所述温度传感器用于检测所述密封腔内的温度，所述配电单元(50)分别与所述驱动件以及所述温度传感器电连接，所述配电单元(50)根据所述温度传感器的检测数据控制所述驱动件工作。

8.根据权利要求1所述的液冷储能装置，其特征在于，所述机柜(10)还包括：框架(15)、左侧门板(16)、右侧门板(17)以及后门板(121)，所述前面板(11)、所述后面板(12)、所述左侧门板(16)以及所述右侧门板(17)均设置在所述框架(15)上，所述后门板(121)具有后开口，所述后门板(121)可转动地设置在所述后开口处，所述左侧门板(16)和所述右侧门板(17)分别与所述框架(15)铰接。

9.根据权利要求3所述的液冷储能装置，其特征在于，所述液冷储能装置还包括：

消防组件，设置在所述机柜(10)内，所述消防组件能够对所述机柜(10)内的火情进行检测并进行灭火操作。

10.根据权利要求9所述的液冷储能装置，其特征在于，所述消防组件包括：

气体检测单元(81)，设置在所述机柜(10)内，所述气体检测单元(81)用于检测所述机柜(10)内的可燃气体含量；

气体消防组件(82)，设置在所述机柜(10)内；

消防水管(83)，所述消防水管(83)的出水口位于所述机柜(10)内，所述消防水管(83)的进水口用于与供水管连通；

水浸检测单元(84)，设置在所述机柜(10)内，且位于所述机柜(10)的底部；

其中，所述气体检测单元(81)和所述水浸检测单元(84)均与所述配电单元(50)电连接，所述配电单元(50)能够根据所述气体检测单元(81)和所述水浸检测单元(84)的检测数据控制线路通断。