WO2020042670A1 - 一种便携式储能电站的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种便携式储能电站的冷却结构，包括电池、转换器和机壳，所述转换器容纳于转换器罩壳内，所述转换器罩壳容纳于机壳内，所述转换器罩壳上设有转换器进风口和转换器出风口，所述机壳上设有机壳进风口和机壳出风口，依次连通的所述机壳进风口、转换器进风口、转换器出风口和机壳出风口之间形成冷却便携式储能电站的过流通道,在所述过流通道上设置有电力驱动的冷却风扇。本发明通过过流通道的散热结构，确保冷却后的热空气能够及时被排到机壳外部，大大提高了储能电站的散热性能，具有显著的技术优势。

Description

一种便携式储能电站的冷却结构 技术领域

本发明属于储能电站技术领域，涉及内置有蓄电池的便携式储能电源（Mobile Power），具体涉及一种便携式储能电站的冷却结构。

背景技术

便携式储能电站内置蓄电池、转换器和电控系统，这里的转换器包括逆变器和充电器两大类装置，充电器可以从市电、太阳能或发电机给蓄电池充电，逆变器可将蓄电池的直流电转换成交流电供各种用电器使用，当然也可配置各种电压的直流输出接口。便携式储能电站具有广泛的应用，例如：家庭或单位备用电源、野外作业、应急用电、灾害救治、户外生活及旅行、游艇及车辆自备电源、移动通讯基站等诸多场合。

储能电站内置的转换器包括逆变器和充电器，逆变器能够将来自蓄电池的直流电转换为特定频率和电压的交流电，充电器能够将外界输入的各种电压的交流电或直流电转换为特定电压和电流的直流电给电池充电，逆变器和充电器在工作时发热量较大，必须对其进行适当冷却。此外，储能电站的控制器和蓄电池在工作时也会发热，因此，储能电站的设计必须具备良好的散热性能。

技术问题

现有技术的逆变器或充电器为裸露结构，逆变器或充电器的线路板以及元器件直接暴露在电站机壳内，由于机壳内部空间较大而且结构复杂，气流在机壳内部自然流动时无法形成有效的散热流道，造成逆变器或充电器散热困难。

技术解决方案

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种便携式储能电站的冷却结构。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种便携式储能电站的冷却结构，包括电池、转换器和机壳，所述转换器容纳于转换器罩壳内，所述转换器罩壳容纳于机壳内，所述转换器罩壳上设有转换器进风口和转换器出风口，所述机壳上设有机壳进风口和机壳出风口，依次连通的所述机壳进风口、转换器进风口、转换器出风口和机壳出风口之间形成冷却便携式储能电站的过流通道, 在所述过流通道上至少设有一个由电力驱动的冷却风扇。

进一步的，所述转换器出风口设置在机壳出风口的一侧。

进一步的，所述转换器进风口设置在机壳进风口的一侧。

进一步的，所述转换器出风口与机壳出风口之间通过出风罩壳和/或密封圈对接连通。

进一步的，所述转换器包括逆变器和/或充电器，逆变器用于将电池的直流电变换为交流电，充电器用于给电池充电。

进一步的，所述转换器出风口一侧设置有转换器风扇。

进一步的，所述机壳出风口一侧设置有风扇。

进一步的，所述机壳内设有控制器，所述控制器设置在机壳进风口的一侧。

进一步的，所述电池容纳于机壳内，所述电池设置在转换器罩壳的下方。

进一步的，便携式储能电站通过市电、太阳能或发电机给电池充电，所述转换器和/或控制器将电池的直流电处理后通过输出面板输出交流电和/或直流电。

有益效果

本发明通过将转换器设置在转换器罩壳中，并将转换器罩壳出风口设置在靠近机壳出风口一侧，在机壳进风口与出风口之间的过流通道上设置冷却风扇，确保冷却后的热空气能够及时被排到机壳外部，大大提高了储能电站的散热性能，具有显著的技术优势。

附图说明

图1是本发明便携式储能电站的立体图；

图2是本发明便携式储能电站的正视图；

图3是本发明便携式储能电站带出风罩壳的冷却风道图；

图4是本发明便携式储能电站不带出风罩壳的冷却风道图；

图5是本发明便携式储能电站拆除机壳后的立体图；

图6是本发明便携式储能电站的爆炸图。

图中标号说明：1.机壳，101.左机壳，1011.维护盖板，1012.防护盖板，102.右机壳，103.前面板，1031.机壳进风口，104.后面板，1041.机壳出风盖，1042.机壳出风口，105.把手盖，106.底座，107.风扇，108.出风罩壳，109.密封圈，2.支架，201.上支架，202.下支架，203.连接螺钉，204.衬管，3.把手装置，4.转换器总成，401.转换器，402.转换器罩壳，403.转换器进风口，404.转换器出风口，405.转换器风扇，5.控制器，6.电池，7.电池压板，8.输出面板，9.充电输入面板，10.滚轮装置，11.拉杆装置。

本发明的实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

如图1至图6所示，本发明的便携式储能电站主要包括电池6、转换器401、控制器5、机壳1、输出面板8和充电输入面板9，转换器401包括逆变器或充电器，逆变器或充电器一般发热量都较大，如果电站有AC输出，转换器401为逆变器，当然此时也可以将充电器与逆变器设置在一起，逆变器可将电池6的直流电转换成特定电压和频率的交流电从输出面板8输出，当然也可在输出面板8上配置各种电压的直流输出接口；当电站没有AC输出，只有DC输出时，不需要逆变器，转换器401仅为充电器，充电器负责将外界输入的直流电或交流电转换成特定电压和电流的直流电给电池6充电。控制器5控制所有的AC/DC输出，具有过载、过流、欠压和短路等输出保护功能。在机壳1上还设置有充电输入面板9，可以从市电、太阳能或发电机通过充电输入面板9给电池6充电，控制器5能够控制整个充电过程，具有过充、过压和过流等充电保护功能。在电站中还设置有大电流接触器，当充电或输出端口有过载或短路等异常发生时，控制器5会断开接触器，从而切断电池输入和输出以保护电站或用电器。

如图6所示，本实施例机壳1主要由左机壳101、右机壳102、前面板103、后面板104、把手盖105和底座106组成，机壳1及其组成部分通常由金属或塑料等材料制造，在机壳顶部设置有把手装置3。如图1、图2、图3和图4所示，便携式储能电站的基本轮廓被设计成一个占据长方体空间的形状，在机壳1前部的前面板103上方设置有输出面板8，输出面板8上设置有AC和DC多种输出接口，在输出面板8的下方设置有机壳进风口1031。机壳1内设置有控制器5，控制器5靠近机壳进风口1031设置，以确保控制器5获得良好的冷却。本实施例的机壳1是一个近似封闭的壳体，只有两处开口：机壳进风口1031和机壳出风口1042。在电站的后端设置有机壳出风口1042，机壳出风口1042形成于机壳出风盖1041上，机壳出风盖1041与后面板104相连，冷却电站后被加热的空气通过机壳出风口1042排出机壳1。

如图3所示，转换器401容纳于转换器罩壳402内，转换器罩壳402是一个近似封闭的壳体，只有两处开口：转换器进风口403和转换器出风口404。转换器罩壳402由金属铝或非金属塑料等材料制造，电池6和转换器罩壳402容纳于机壳1内。为了使电站获得最佳的散热性能，本发明将转换器出风口404设置在靠近机壳出风口1042一侧。在转换器罩壳402另一端设置有转换器进风口403，为了使更多的冷空气进入转换器罩壳402，本发明将机壳进风口1031设置在转换器进风口403一侧，也即：转换器进风口403设置在靠近机壳进风口1031一侧。

如图3、图4和图5所示，考虑到电站的稳定性、散热性能和便于维护，本发明将电池6设置在转换器罩壳402的下方。当机壳1为塑料等非金属材质时机壳强度较差，为了增加电站的结构强度，本实施例的机壳1内设置有金属支架2，支架2主要由上支架201、下支架202、连接螺钉203及衬管204组成。本实施例中，电池6与下支架202相连，具体是设置在下支架202形成的框形结构中。转换器罩壳402设置在上支架201与下支架202之间，与下支架202顶部相连。上支架201和下支架202之间通过连接螺钉203及衬管204相连，衬管204的两个端面分别与上支架201和下支架202上的配合面贴合以起到定位支撑作用。

如图3所示，本发明在机壳进风口1031、转换器进风口403、转换器出风口404和机壳出风口1042之间按序形成了冷却电站的过流通道，并在此空气流动的路径通道上设置冷却风扇，冷却风扇由电力驱动工作，电力来自于电池6。在冷却风扇的驱动下气流从机壳进风口1031进入机壳1，按序流过转换器进风口403和转换器出风口404，最后从机壳出风口1042排出电站。本实施例的转换器出风口404处设置有转换器风扇405，转换器风扇405由电力驱动工作，在转换器风扇405的驱动下，气流从机壳进风口1031进入机壳1，首先冷却控制器5，在流经电池6时对其进行冷却，然后从转换器进风口403进入转换器罩壳402对转换器401进行冷却。冷却完成后热空气从转换器出风口404排出转换器罩壳402，由于本发明将转换器出风口404设置在靠近机壳出风口1042一侧，从转换器出风口404排出的热空气很容易从机壳出风口1042排出电站。为了提高热空气的排出速度，本实施例在机壳出风口1042处设置有风扇107，风扇107也由电力驱动工作，帮助将热空气加速排出机壳1。当然根据需要，也可以在转换器进风口403处、机壳进风口1031处设置电力驱动的冷却风扇，以加快冷却空气的流动速度，进一步提高冷却效果。本实施例中的上述转换器风扇405、风扇107等冷却风扇均为电力驱动的轴流式冷却风扇，当然根据需要也可以采用风压更高的离心式冷却风扇。

如图3所示，为了防止从转换器出风口404排出的热空气泄露到机壳1内部，本实施例在转换器出风口404与机壳出风口1042之间设置出风罩壳108，并在靠近机壳出风口1042一侧设置密封圈109，密封圈109可由橡胶等软质材质制造以便于密封热空气。出风罩壳108是一个由塑料等材料制造的通风管道，其进风端口与转换器出风口404对接连通，出风端口通过密封圈109与机壳出风口1042对接连通。根据需要，也可以在出风罩壳108与转换器出风口404之间设置密封圈109。当然，通过出风罩壳108两端合理的密封设计，也可以取消密封圈109。这样以来，从转换器出风口404排出的热空气就能通过出风罩壳108顺畅的从机壳出风口1042排出机壳1，不会有热空气泄露进入机壳1，确保电站的散热性能。

如图4所示，也可以取消上述出风罩壳108，将转换器出风口404向机壳出风口1042处延伸，使转换器出风口404与机壳出风口1042直接连通，中间不再需要额外的通风管道。当然根据需要，也可以在转换器出风口404与机壳出风口1042之间设置密封圈109，防止热空气泄露。

如图1、图3和图5所示，电站内置的电池6上有+/-极接线端子，电池6放置在下支架202形成的框形结构中，在电池6靠近左机壳101的外侧设置有电池压板7，拆除电池压板7后就可将电池6从下支架202框形结构中取出，打开维护盖板1011就可以将电池6从机壳1中取出，维修非常方便。

如图1和图6所示，在本实例中，把手盖105上还设置有拉杆装置11，底座106上设置有滚轮装置10，打开拉杆通过滚轮可以方便的移动电站，大大提高了储能电站的便携性。

综上所述，本发明通过将转换器设置在转换器罩壳中，并将转换器罩壳出风口设置在靠近机壳出风口一侧，在机壳进风口与出风口之间的过流通道上设置冷却风扇，大大提高了储能电站的散热性能，具有明显的技术优势。

本发明原理

如图3所示，本发明在转换器401外部设置转换器罩壳402，并在便携式储能电站冷却的过流通道上设置冷却风扇，大大增加了便携式储能电站的冷却效果；冷却气流被转换器401加热后从转换器出风口404排出；为了进一步提高散热效率，本发明将转换器出风口404设置在机壳出风口1042一侧，并与其对接连通，确保冷却后的热空气能够及时被排到机壳外部，从而大大提高了电站的冷却效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种便携式储能电站的冷却结构，包括电池（6）、转换器（401）和机壳（1），其特征在于，所述转换器（401）容纳于转换器罩壳（402）内，所述转换器罩壳（402）容纳于机壳（1）内，所述转换器罩壳（402）上设有转换器进风口（403）和转换器出风口（404），所述机壳（1）上设有机壳进风口（1031）和机壳出风口（1042），依次连通的所述机壳进风口（1031）、转换器进风口（403）、转换器出风口（404）和机壳出风口（1042）之间形成冷却便携式储能电站的过流通道, 在所述过流通道上至少设有一个由电力驱动的冷却风扇。
2. 根据权利要求1所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述转换器出风口（404）设置在机壳出风口（1042）的一侧。
3. 根据权利要求1或2所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述转换器进风口（403）设置在机壳进风口（1031）的一侧。
4. 根据权利要求1或2所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述转换器出风口（404）与机壳出风口（1042）之间通过出风罩壳（108）和/或密封圈（109）对接连通。
5. 根据权利要求1所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述转换器（401）包括逆变器和/或充电器，逆变器用于将电池的直流电变换为交流电，充电器用于给电池充电。
6. 根据权利要求1或5所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述转换器出风口（404）一侧设置有转换器风扇（405）。
7. 根据权利要求6所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述机壳出风口（1042）一侧设置有风扇（107）。
8. 根据权利要求1或5所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述机壳（1）内设有控制器（5），所述控制器（5）设置在机壳进风口（1031）的一侧。
9. 根据权利要求6所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，所述电池（6）容纳于机壳（1）内，所述电池（6）设置在转换器罩壳（402）的下方。
10. 根据权利要求8所述的便携式储能电站的冷却结构，其特征在于，便携式储能电站通过市电、太阳能或发电机给电池（6）充电，所述转换器（401）和/或控制器（5）将电池（6）的直流电处理后通过输出面板（8）输出交流电和/或直流电。