CN220984706U - 电池簇和储能集装箱 - Google Patents

Abstract

本公开提供的一种电池簇和储能集装箱，涉及电池技术领域。该电池簇包括电池架和多个电池组，电池架设有至少两个置物架，两个置物架之间形成第一风道。多个电池组设于置物架上；每个电池组包括箱体和设于箱体内的多个电芯；箱体上设有与第一风道连通的进风口，相邻电芯之间设有与进风口连通的第二风道，箱体上还设有与第二风道连通的出风口。可提高电池组的散热效率，延长使用寿命。

Description

电池簇和储能集装箱

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池簇和储能集装箱。

背景技术

电池簇作为一种储能系统，在工作时会产出大量的热量，如不及时将热量导出，会严重影响电池的寿命，甚至可能发生热失控、火灾、爆炸等安全事故。目前大多采用风冷方式进行散热，但由于空气的比热容低，导热系数也很低，散热效率不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池簇和储能集装箱，优化风冷散热通道的路径，其能够改善风冷的散热效果，提高散热效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种电池簇，包括：

电池架，所述电池架设有至少两个置物架，两个所述置物架之间形成第一风道；

多个电池组，所述多个电池组设于所述置物架上；每个所述电池组包括箱体和设于所述箱体内的多个电芯；所述箱体上设有与所述第一风道连通的进风口，相邻所述电芯之间设有与所述进风口连通的第二风道，所述箱体上还设有与所述第二风道连通的出风口。

在可选的实施方式中，所述箱体朝向所述第一风道的一侧设有所述进风口。

在可选的实施方式中，相邻所述电芯之间设有散热件，所述散热件上设有所述第二风道。

在可选的实施方式中，所述进风口和所述第二风道连通。

在可选的实施方式中，所述电池组内设有风扇，所述风扇用于将所述第一风道的气体引入所述第二风道中，并将所述第二风道的气体导出至所述出风口。

在可选的实施方式中，所述箱体包括相互连接的上箱体和下箱体，所述上箱体设有所述进风口，所述下箱体设有所述出风口，所述进风口和所述出风口位于所述箱体的不同侧。

在可选的实施方式中，所述电池架设有挡风板，以防止所述第一风道内的气体逃逸至所述电池架外。

在可选的实施方式中，所述挡风板包括第一挡风板和第二挡风板，所述第一挡风板和所述第二挡风板分别设于所述第一风道的两侧。

第二方面，本实用新型提供一种储能集装箱，包括气源和至少一个如前述实施方式中任一项所述的电池簇，所述气源与所述第一风道连通。

在可选的实施方式中，还包括空调和管道，所述空调的出风侧产出所述气源，所述气源经所述管道与所述第一风道连通。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的电池簇，在电池架内设置第一风道，在电池组上开设进风口和出风口，以及在电池组内设计分别与进风口和出风口连通的第二风道，优化风冷散热通道的路径，其能够改善风冷的散热效果，提高散热效率。有利于维持电芯在合理的温度范围内工作，延长电芯的使用寿命。

本实用新型实施例提供的储能集装箱，包括气源和上述的电池簇，有利于提高对电池簇中电芯的散热效率，延长电芯的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池簇的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池簇的第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电池组的第一视角的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电池组的第二视角的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电池组的拆分结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的电池组的散热件的安装结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的电池组的第二风道和进风口的位置关系示意图；

图8为本实用新型实施例提供的电池组的散热件的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的电池簇的电池架的结构示意图。

图标：100-电池簇；110-电池架；111-置物架；113-第一风道；120-电池组；130-箱体；131-上箱体；132-进风口；133-下箱体；134-出风口；140-电芯；141-散热件；143-第二风道；150-风扇；161-第一挡风板；163-第二挡风板；165-第三挡风板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

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定义和解释。

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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

请参照图1至图4，本实施例提供一种电池簇100，包括电池架110和多个电池组120，电池架110设有至少两个置物架111，两个置物架111之间形成第一风道113。多个电池组120设于置物架111上；每个电池组120包括箱体130和设于箱体130内的多个电芯140；箱体130上设有与第一风道113连通的进风口132，相邻电芯140之间设有与进风口132连通的第二风道143，箱体130上还设有与第二风道143连通的出风口134。通过在电池架110内设置第一风道113，在电池组120上开设进风口132和出风口134，以及在电池组120内设计分别与进风口132和出风口134连通的第二风道143，优化风冷散热通道的路径，其能够改善风冷的散热效果，提高散热效率，有利于维持电芯140在合理的温度范围内工作，延长电芯140的使用寿命，进而延长整个电池簇100的使用寿命。

箱体130朝向第一风道113的一侧设有进风口132。这样，便于第一风道113的气体直接进入电池组120内，对电芯140进行散热。需要说明的是，进风口132的大小、形状和数量可以根据实际情况而设定，这里不作具体限定。如在箱体130上设置多个进风口132，则进风口132在箱体130上的排布可以是呈一排、两排或多排设置，也可以是沿其他任意形状分布，这里不作具体限定。

本实施例中，箱体130相对的两侧分别设有进风口132，这样，无论电池组120设有第一风道113的哪一侧(如左侧或右侧)，都可以将第一风道113内的气体引入电池组120内。并且，两侧设置进风口132，通风效果更好，有利于提高散热效果。

可以理解，本实施例中的电池组120可以是电池包，也可以是电池模块，这里不作具体限定。

结合图5至图8，可选的，相邻电芯140之间设有散热件141，散热件141上设有第二风道143。可选地，散热件141采用云母片，云母片和电芯140接触，增加了散热面积，有利于将电芯140产生的热量导出。第二风道143作为散热通道，可提高散热效率。此外，云母片作为极好的防火材质，当电芯140发生热失控时，可有效阻止电芯140之间发生热扩散。

进一步地，进风口132和散热件141相对设置。即，进风口132和第二风道143对应设置且连通，这样，第一风道113内的气体经进风口132后直接进入第二风道143，气体流动更顺畅，提升换热效率，增强换热效果。本实施例中，散热件141位于相邻电芯140的大面之间，即第二风道143也位于电芯140的大面之间，增加换热面积，提升换热效率。

可选的，电池组120内设有风扇150，风扇150用于将第一风道113的气体引入第二风道143中，并将第二风道143的气体导出至出风口134。风扇150可采用工业风扇150，或其它风扇150，风扇150的数量和位置不作具体限定。可以理解，风扇150的排风量需要大于箱体130侧面进风口132的进风量，这样，箱体130内部会形成负压环境，由于气压的原因，箱体130外部的冷空气(第一风道113中的冷空气)会从箱体130的进风口132主动进入箱体130内部，并经风扇150从出风口134排出，从而带走电芯140的热量。本实施例中，风扇150设于出风口134处。

可选的，箱体130包括相互连接的上箱体131和下箱体133，上箱体131设有进风口132，下箱体133设有出风口134，进风口132和出风口134位于箱体130的不同侧。当然，在一些实施方式中，进风口132也可以设于下箱体133，或上箱体131和下箱体133分别设有进风口132。类似地，出风口134也可以设于上箱体131，或上箱体131和下箱体133分别设有出风口134。本实施例中，进风口132设于上箱体131的左右侧面，出风口134设于下箱体133的前面。

需要说明的是，上箱体131采用钣金冲压制成，进风口132也是冲压形成的，在上箱体131加工过程完成后，进风口132的冲压工艺对整个上箱体131起到加工硬化的作用，增强了上箱体131的结构强度，可以更好的保护箱体130内的电芯140。

结合图1和图9，可选的，电池架110设有挡风板，以防止第一风道113内的气体逃逸至电池架110外，提高换热效率。挡风板包括第一挡风板161、第二挡风板163和第三挡风板165，第一挡风板161和第二挡风板163分别设于第一风道113的前后两侧。本实施例中，电池架110的顶部为气源的进入侧，气体在第一风道113中沿从上往下的方向流动，以进入每一层的电池组120的箱体130中。即输送气源的管道和电池架110顶部的第一风道113连通，第三挡风板165设于电池架110的底部。这样，第一风道113的前后、上下均被封堵，可有效将换热气体挡在第一风道113内，从左右两侧分别进入电池组120内，确保第一风道113中的气体流动路径相对稳定，经与电芯140换热后再排出至电池架110外。这样，可提升换热效率。

应当理解，置物架111的支撑立柱可以充当第一挡风板161和第二挡风板163，实现对第一风道113的风堵。当然，也可以单独设置第一挡风板161和第二挡风板163，这里不作具体限定。

需要说明的是，电池架110采用多层复式结构，由钣金拼接后焊接而成。电池架110中至少设有两个置物架111，每个置物架111从上往下分为多层，每一层可以容纳一个电池组120。两个置物架111并排设置，则每一层可以容纳两个电池组120。置物架111也可以是三个、四个或更多个并排设置。并且相邻两个置物架111的中间留有间隙，形成第一风道113。该第一风道113的作用是引入电池架110上方的空调风，空调风进入第一风道113后，从各个电池组120的箱体130的进风口132分别进入各个电池组120，经第二风道143与箱体130内部的电芯140进行热量交换，之后从出风口134排出，带走电芯140的热量，达到快速散热的目的。电池组120中的风扇150能够加快气体流速，提高换热效率。

可以理解，第一风道113从上往下是贯通的，并且第一风道113的前后是被挡风板封住的，可以最大程度的防止冷风逃逸，提升换热效率，节约能耗。

本实用新型实施例还提供一种储能集装箱，包括气源和至少一个如前述实施方式中任一项的电池簇100，气源与第一风道113连通。可选的，储能集装箱还包括空调和管道，空调的出风侧产出气源，气源经管道与第一风道113连通，将冷气输送至第一风道113，对电池架110内的电池组120进行冷却散热。当然，根据实际情况，若电池簇100的工作温度过低，也可以向第一风道113内通入热气，对电池组120加热，这里不作具体限定。

可以理解，储能集装箱还包括电池管理单元、消防系统、储能变流器及隔离变压器等，所有模块均集成在集装箱内。空调根据外部环境温度，通过热管理策略控制空调的冷热系统，保证集装箱内温度处于合适的温度范围内，延长电池使用寿命。该储能集装箱可以增强电芯140的散热效率，更好的保护电芯140，延长其使用寿命，且提高电池簇100的安全性。

综上所述，本实用新型实施例提供的电池簇100和储能集装箱，具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型实施例提供的电池簇100和储能集装箱，在电池架110内设置第一风道113，在电池组120上开设进风口132和出风口134，以及在电池组120内设计分别与进风口132和出风口134连通的第二风道143，优化风冷散热通道的路径，其能够改善风冷的散热效果，提高散热效率。有利于维持电芯140在合理的温度范围内工作，延长电芯140的使用寿命。电池架110的第一风道113的设计、电池组120内第二风道143、进风口132和出风口134的设计，配合集装箱内的空调，共同形成了对电池组120的换热系统，极大增强散热效果，可有效延长电芯140寿命，提高电池组120工作的安全性，进而提升整个储能集装箱的安全性。

以上所述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)

1.一种电池簇，其特征在于，包括：

电池架(110)，所述电池架(110)设有至少两个置物架(111)，两个所述置物架(111)之间形成第一风道(113)；

多个电池组(120)，所述多个电池组(120)设于所述置物架(111)上；每个所述电池组(120)包括箱体(130)和设于所述箱体(130)内的多个电芯(140)；所述箱体(130)上设有与所述第一风道(113)连通的进风口(132)，相邻所述电芯(140)之间设有与所述进风口(132)连通的第二风道(143)，所述箱体(130)上还设有与所述第二风道(143)连通的出风口(134)。

2.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述箱体(130)朝向所述第一风道(113)的一侧设有所述进风口(132)。

3.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，相邻所述电芯(140)之间设有散热件(141)，所述散热件(141)上设有所述第二风道(143)。

4.根据权利要求3所述的电池簇，其特征在于，所述进风口(132)和所述第二风道(143)连通。

5.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述电池组(120)内设有风扇(150)，所述风扇(150)用于将所述第一风道(113)的气体引入所述第二风道(143)中，并将所述第二风道(143)的气体导出至所述出风口(134)。

6.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述箱体(130)包括相互连接的上箱体(131)和下箱体(133)，所述上箱体(131)设有所述进风口(132)，所述下箱体(133)设有所述出风口(134)，所述进风口(132)和所述出风口(134)位于所述箱体(130)的不同侧。

7.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述电池架(110)设有挡风板，以防止所述第一风道(113)内的气体逃逸至所述电池架(110)外。

8.根据权利要求7所述的电池簇，其特征在于，所述挡风板包括第一挡风板(161)和第二挡风板(163)，所述第一挡风板(161)和所述第二挡风板(163)分别设于所述第一风道(113)的两侧。

9.一种储能集装箱，其特征在于，包括气源和至少一个如权利要求1至8中任一项所述的电池簇，所述气源与所述第一风道(113)连通。

10.根据权利要求9所述的储能集装箱，其特征在于，还包括空调和管道，所述空调的出风侧产出所述气源，所述气源经所述管道与所述第一风道(113)连通。