CN221080192U - 快速制冷的锂离子电池储能柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速制冷的锂离子电池储能柜，涉及锂离子电池储能柜结构技术领域，所述储能柜包括柜体、电池模块和散热系统，所示电池模块和散热系统安装在柜体内，所述电池模块设有多个，位于柜体内，按顺序排列；所述电池模块包括电池单体、抽屉柜和卡紧组件，所述电池单体排列设于抽屉柜内，相邻抽屉柜通过卡紧组件定位；所述散热系统包括水箱、进水管、回水管和换热组件，所述水箱设置在柜体内部的底部，所述进水管和回水管分别连接水箱和换热组件，液体从所述水箱通过进水管进入换热组件进行换热后从回水管回到水箱。本实用新型的快速制冷的锂离子电池储能柜，方便操作、散热效果好。

Description

快速制冷的锂离子电池储能柜

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池储能柜结构技术领域，特别是涉及一种快速制冷的锂离子电池储能柜。

背景技术

储能柜是储能设备的基础单元，一个储能柜每天的储电量达到了5500度，像是一个大型的充电宝，相当于五百多户家庭一天的用电量。储能柜的工作原理是指在电力系统中，储能柜能将储存的能量在需要时释放，以便平衡电网的电压和频率。储能柜通常由储能装置、变流器和控制系统组成，具有能够吸收和释放能量的能力。储能柜主要通过储能装置将电能转化为另一种形式的能量并将其储存下来，然后在需要时通过变流器将其转换为电能，并通过电网传输给需要的电气设备。

锂离子电池作为电网储能的介质来说，一般需要首先将电池单体组装成电池模块，再将电池模块通过规则的排列固定在某种支架上或者柜子里，这些多个支架或者多个柜子排列设置在一个固定箱体的模块化的空间内，在这样的有限的空间内进行电池模块降温容易产生降温效果不好的问题，不能保证电池模块的内部得到散热，影响电池的性能稳定。

实用新型内容

针对上述要解决的技术问题，本实用新型提供一种快速制冷的锂离子电池储能柜，方便操作、散热效果好，电池处于性能较好的状态。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种快速制冷的锂离子电池储能柜，包括柜体、电池模块和散热系统，所示电池模块和散热系统安装在柜体内，所述电池模块设有多个，位于柜体内，按顺序排列；所述电池模块包括电池单体、抽屉柜和卡紧组件，所述电池单体排列设于抽屉柜内，相邻抽屉柜通过卡紧组件定位；所述散热系统包括水箱、进水管、回水管和换热组件，所述水箱设置在柜体内部的底部，所述进水管和回水管分别连接水箱和换热组件，液体从所述水箱通过进水管进入换热组件进行换热后从回水管回到水箱。

对上述技术方案做进一步地改进为：

进一步地，所述柜体采用框架结构，所述柜体内通过梁架分为多个用于放置电池模块的独立空间。

进一步地，所述储能柜还设有变流器，所述变流器通过一个箱体安装在柜体的顶部，所述柜体与箱体的贴合处设有出风孔。

进一步地，所述抽屉柜设有底板和四侧壁，其中一侧壁设有多个通风孔，所述与通风孔相对的侧壁设有把手，设置把手的侧壁设为前侧壁。

进一步地，所述卡紧组件包括卡块和卡带，所述卡块包括固定部、活动部和卡扣，所述固定部与前侧壁固定连接，所述活动部与固定部可转动连接，所述卡扣固定设置于固定部的一侧，用于打开或者卡紧活动部使卡带松开或者固定。

进一步地，所述水箱设有出水管路和入水管路，所述出水管路设有增压泵。

进一步地，所述换热组件采用翅片散热器和风扇的组合，所述进水管一端与翅片散热器的进液口连接，另一端与出水管路连接，所述回水管一端与翅片散热器的出液口连接，另一端与入水管路连接。

本实用新型提供的快速制冷的锂离子电池储能柜，与现有技术相比，有以下优点：

(1)本实用新型的快速制冷的锂离子电池储能柜，采用抽屉柜的形式，方便抽拉及安装，相邻抽屉柜通过卡紧组件定位，防止运输过程中电池模块的损伤。

(2)本实用新型的快速制冷的锂离子电池储能柜，在储能柜设置换热组件，换热组件通过液体换热，并能使换热后的冷空气快速进入到每组电池模块中对电池单体进行降温，降温效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型储能柜的结构示意图。

图2是本实用新型储能柜的柜体的结构示意图。

图3是本实用新型应用实施时抽屉柜连接示意图(未示出是散热系统)。

图4是本实用新型单个电池模块的结构示意图。

图5是本实用新型抽屉柜的结构示意图。

图中标号说明：

1、柜体；2、电池模块；21、电池单体；22、抽屉柜；221、前侧壁；222、通风孔；23、卡块；231、固定部；232、活动部；233、卡扣；24、卡带；3、变流器；31、箱体；32、出风孔；4、水箱；41、出水管路；42、入水管路；43、增压泵；44、制冷压缩机；5、进水管；6、回水管；7、换热组件；71、风扇；72、翅片散热器；8、抽气扇。

具体实施方式

以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1至图5示出了本实用新型快速制冷的锂离子电池储能柜的一种是实施方式，储能柜包括柜体1、电池模块2和散热系统，电池模块2和散热系统安装在柜体1内，电池模块2设有多个，位于柜体1内，按顺序排列，根据储能柜设计要求设计为单排或者多排，单排一般采用5-10个电池模块2叠放；多排是多个单排平行放置在储能柜内。散热系统用于给电池模块2降温。

本实施例中，如图2所示，柜体1采用框架结构，设有可以打开的门体，便于操作，柜体1内通过梁架分为多个用于放置电池模块2的独立空间。储能柜还设有变流器3，变流器3通过箱体31安装在柜体1的顶部，柜体1与箱体31的贴合处设有出风孔32，出风孔32设有排气扇，箱体31的两侧设有透风孔。

本实施例中，每个电池模块2内设有多个电池单体21，电池单体21成排串联连接，每个电池模块2中设有至少两排电池单体21，每排之间留有间隙，用于通风散热。电池模块2包括抽屉柜22，抽屉柜22设有底板和四侧壁，一侧壁设有多个通风孔222，通风孔222排满一整个侧壁；与通风孔222相对的侧壁设有把手，设置把手的侧壁设为前侧壁221。电池模块2还包括卡块23和卡带24，每个电池模块2设有至少一个卡块23，优选地在抽屉柜22的前侧壁221间隔设置两个卡块23，两个卡块23分别对应上下相邻的抽屉柜22上的两个卡块23，上下相邻抽屉柜22的两个对应卡口之间通过卡带24卡紧定位，且错位连接。例如，如图3所示，中间抽屉柜第一个卡块与下方抽屉柜对应位置的卡块通过卡带24连接卡紧，则中间抽屉柜第二个卡块与上方抽屉柜对应位置的卡块通过卡带24连接卡紧。

本实施例中，卡块23通过螺钉固定在抽屉柜22前侧壁221上，卡块23包括固定部231、活动部232和卡扣233，固定部231连接前侧壁221，活动部232与固定部231通过转轴活动连接，活动部232可绕转轴相对固定部231转动，卡扣233固定设置于固定部231的一侧，用于打开或者卡紧活动部232。抽屉柜22安装后，将活动部232打开，将卡带24的一端放入活动部232与固定部231之间，转动活动部232，通过卡扣233卡紧活动部232，将活动部232和固定部231闭合，使卡带24卡紧在活动部232和固定部231之间。

本实施例中，散热系统包括水箱4、进水管5、回水管6、换热组件7和多个抽气扇8，水箱4设置在柜体1内部的底部。水箱4设有出水管路41和入水管路42，出水管路41设有增压泵43。换热组件7采用翅片散热器72和风扇71组合的结构，风扇71与翅片散热器72固定连接为一体，进水管5一端与翅片散热器72的进液口连接，另一端与出水管路41连接，回水管6一端与翅片散热器72的出液口连接，另一端与入水管路42连接，出水管路41和进水管5连接处设有电磁阀开关。沿液体的流动方向，液体从水箱4——出水管路41——进水管5——翅片散热器72的铜管——回水管6——入水管路42——水箱4，形成冷却循环水路。水箱4采用保温箱。

本实施例中，水箱4内的液体为10℃以下。散热系统还设有制冷压缩机44，制冷压缩机44与水箱4连接，用于将水箱4内的液体降低到10℃以下。

本实施例中，每个抽屉柜22均设有抽气扇8，抽气扇8设置在前侧壁221上。空气经翅片散热器72换热后形成冷空气，再通过风扇71吹入储能柜内部，通过抽气扇8的运行使冷空气从通风孔222流入抽屉柜22内对电池单体21进行降温，降温后的空气从抽气扇8流出抽屉柜22，再从出风孔32的排气扇排出柜体1，进入箱体31内对变流器3进行降温，然后从箱体31的透风孔排出。

本实施例的散热系统还包括检测单元，监测单元包括温度传感器、压力传感器和液位传感器，温度传感器设有多个，水箱4内设置温度传感器和液位传感器，用于测量水箱4内液体的温度和液位；液位传感器采用静压式液位传感器，设置于水箱4底部；温度传感器设置于水箱4的顶部。水箱4的出水管路41处设置水压传感器。每个抽屉柜22内设置一个温度传感器，用于检测电池单体21的平均温度。风扇71和抽气扇8的出风口均设有温度传感器，分别用于检测经翅片散热器72换热后的冷空气温度和给电池单体21降温换热后的空气温度。

本实用新型的散热系统，可以在低电价时对水箱4内的液体进行降温，并在高电价储能柜放电时利用水箱4内的液体对储能柜进行降温。储能柜放电时，电池单体21温度上升后开始运行散热系统，当检测到水箱4内的液体温度高于10℃时，制冷压缩机44开始运行，这样可以节省成本。

本实用新型的储能柜工作原理如下：

电池模块2中的电池单体21最佳工作温度区间为20～30℃，电池单体21放电时开始升温，且温度可高达40℃，设置当电池模块2温度高于23℃时散热系统开始运行，即开启电磁阀开关，同时打开增压泵43、风扇71和抽气扇8；液体经过进水管5进入翅片散热器72的铜管，对空气进行热交换，热交换后的冷空气通过风扇71的吹力和抽气扇的吸力从通风孔222进入每个抽屉柜22内，对电池单体21进行热交换降温，热交换后的空气通过抽气扇8抽出流入抽屉柜22，然后从出风孔32进入箱体31中对变流器3进行降温，再通过透风孔排出，完成散热过程。当电池模块2温度低于23℃时散热系统停止运行。

散热系统的启动温度，可以根据储能柜安装环境来设置，通常是在20～30℃之间的温度。

上述实施案例只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，包括柜体、电池模块和散热系统，所示电池模块和散热系统安装在柜体内，所述电池模块设有多个，位于柜体内，按顺序排列；所述电池模块包括电池单体、抽屉柜和卡紧组件，所述电池单体排列设于抽屉柜内，相邻抽屉柜通过卡紧组件定位；所述散热系统包括水箱、进水管、回水管和换热组件，所述水箱设置在柜体内部的底部，所述进水管和回水管分别连接水箱和换热组件，液体从所述水箱通过进水管进入换热组件进行换热后从回水管回到水箱。

2.根据权利要求1所述的快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，所述柜体采用框架结构，所述柜体内通过梁架分为多个用于放置电池模块的独立空间。

3.根据权利要求1所述的快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，所述储能柜还设有变流器，所述变流器通过一个箱体安装在柜体的顶部，所述柜体与箱体的贴合处设有出风孔。

4.根据权利要求1所述的快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，所述抽屉柜设有底板和四侧壁，其中一侧壁设有多个通风孔，与通风孔相对的侧壁设有把手，设置把手的侧壁设为前侧壁。

5.根据权利要求4所述的快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，所述卡紧组件包括卡块和卡带，所述卡块包括固定部、活动部和卡扣，所述固定部与前侧壁固定连接，所述活动部与固定部可转动连接，所述卡扣固定设置于固定部的一侧，用于打开或者卡紧活动部使卡带松开或者固定。

6.根据权利要求1所述的快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，所述水箱设有出水管路和入水管路，所述出水管路设有增压泵。

7.根据权利要求6所述的快速制冷的锂离子电池储能柜，其特征在于，所述换热组件采用翅片散热器和风扇的组合，所述进水管一端与翅片散热器的进液口连接，另一端与出水管路连接，所述回水管一端与翅片散热器的出液口连接，另一端与入水管路连接。