一体化储能电池组设备

技术领域

本申请涉及电池组机柜散热的领域，尤其是涉及一种一体化储能电池组设备。

背景技术

相较于既往商用及工业采用发电机进行备用发电的方式会产生巨大的噪音，储能电池商业及工业化的应用已经逐步在推广。由于储能电池的容量与其体积和重量成正比，为了能够应对商业及工业化应用的大能耗需求，因此储能电池的体积往往会非常大，但专门设置一个独立空间用于安放储能电池，不仅占用了产线用地，且一旦发生事故，容易加剧工厂损失和危险系数。

基于上述问题，商业及工业上设计了一种商用及工业用一体化储能电池组设备，一体化储能电池组设备是指将电池组和电控系统集成在同一个机柜中，以实现更高效的能量存储和管理。一体化储能电池组设备通常包括电池组、电控系统、通信模块、温控系统和电源系统等组件，这些组件能够协同工作，以确保电池组的安全、可靠、高效运行，并实现对电池组的实时监测和管理，机柜会进行防水设计以支持室外放置。

由于电池组高压输出会产生大量的热量，因此内部需要对电池组进行散热，现有的机柜上设置有空调对电池组进行降温。但是空调的出风口只能对着其中几个电池模块，越靠近空调出风口的位置温度越低，对于电池组的各个电池模块来说，有些温度低，有些温度高，温度并不均衡，不利于电池组的放电输出，因此需要如何实现电池组的均匀散热是一个亟需解决的问题。

发明内容

为了改善电池组因散热不均而影响放电性能的问题，本申请提供一种储能电池组设备。

本申请提供的一种一体化储能电池组设备采用如下的技术方案：

一种一体化储能电池组设备，包括机柜、设置于所述机柜内的电池组、设置于所述机柜侧壁上的制冷空调；

所述机柜内设置有内部具有空腔的上冷气箱和内部具有空腔的下冷气箱，所述上冷气箱设置于机柜的顶壁上且位于电池组的正上方，所述下冷气箱设置于机柜的底壁上且位于电池组的正下方，所述下冷气箱上设置有支撑架，所述电池组设置于支撑架上，所述上冷气箱与电池组的顶部之间存在空隙，所述下冷气箱与电池组的底部之间存在空隙，所述上冷气箱的底壁上和下冷气箱的顶壁上均设有若干出气孔，若干所述出气孔均匀间隔分布于上冷气箱和下冷气箱上，所述上冷气箱下表面的面积和下冷气箱上表面的面积均不小于电池组的横截面；

所述上冷气箱和下冷气箱之间连通有冷气输送管，所述制冷空调的出气口连通于冷气输送管。

通过采用上述技术方案，制冷空调产生的冷气经冷气输送管输送至上冷气箱和下冷气箱，然后经出气孔吹向电池组对电池组进行降温，由于上冷气箱下表面的面积和下冷气箱上表面的面积均不小于电池组的横截面，因此冷气能够从出气孔吹向电池组上下两面的各个部分，增大了冷气直接冲击电池组的面积，有利于电池组更均匀地降温，且电池组与上冷气箱和下冷气箱之间存在空隙，冷气在与电池组冲击后更容易分散，有利于提高降温效果，使电池组在运行时各部位的温度差更小，从而使电池组保持优异的放电性能。

优选的，所述上冷气箱内设置有上导流板，所述上导流板的其中三个侧边连接于上冷气箱的内壁，所述上导流板的另一侧边与上冷气箱远离冷气输送管一端的侧壁之间存在空隙以形成上导流口，所述冷气输送管与上冷气箱的连通处位于上导流板的上方；

所述下冷气箱内设置有下导流板，所述下导流板的其中三个侧边连接于下冷气箱的内壁，所述下导流板的另一侧边与下冷气箱远离冷气输送管一端的侧壁之间存在空隙以形成下导流口，所述冷气输送管与下冷气箱的连通处位于下导流板的下方。

通过采用上述技术方案，上导流板和下导流板的设置能够对冷气进行导流，冷气会先充满不具有出气孔一侧的空间，然后冷气会经上导流口和下导流口进入另一侧空间，由于上导流板和下导流板的存在，冷气流动路径的截面面积变小，因此流速会更快，使冷气更容易流动到各个出气孔，从而使各个出气孔中都能够有冷气流出，以保证对电池组进行更均匀地降温。

优选的，所述上导流板上设有若干上导流孔，所述上导流孔由上导流板远离上导流口的一端沿靠近上导流口的方向间隔分布，所述下导流板上设有若干下导流孔，所述下导流孔由下导流板远离下导流口的一端沿靠近下导流口的方向间隔分布。

通过采用上述技术方案，在冷气流向上导流口和下导流口的过程中，部分冷气会经上导流孔和下导流孔直接进入出气孔所在的空间，由于靠近冷气输送管一端的出气孔与上导流孔和下导流孔之间的距离比较远，因此冷气流动至靠近冷气输送管一端的出气孔的难度更大，上导流孔和下导流孔的设置降低了冷气流动至靠近冷气输送管一端的出气孔的难度，有利于提高降温效果。

优选的，所述上冷气箱远离冷气输送管的一端连通有上导流管，所述上导流管沿竖向向下延伸，所述上导流管的侧壁上设有若干通孔，所述通孔沿上导流管的管径方向间隔分布；

所述下冷气箱远离冷气输送管的一端连通有下导流管，所述下导流管沿竖向向上延伸，所述下导流管的侧壁上设有若干通孔，所述通孔沿下导流管的管径方向间隔分布。

通过采用上述技术方案，上导流管和下导流管的设置用于将部分冷气导流至电池组的侧面，从而进一步增加了对电池组的降温面积，有利于提高降温效果。

优选的，所述上导流管远离上冷气箱的一端连通于下导流管远离下冷气箱的一端。

通过采用上述技术方案，从上冷气箱中进入上导流管的冷气和从下冷气箱中进入下导流管的冷气会产生对流冲击，从而产生较大的压力，使冷气更容易从通孔中流出，有利于提高降温效果。

优选的，所述上导流管与下导流管之间设置有冷气缓冲箱，所述上导流管与下导流管通过冷气缓冲箱相连通。

通过采用上述技术方案，冷气缓冲箱能够起到平衡上导流管和下导流管内部压力的作用，保证上导流管和下导流管输出冷气的均匀性，有利于提高降温效果。

优选的，所述冷气输送管与制冷空调出气口的连通处设置有导流部，所述导流部用于将制冷空调吹出的冷气分流成两部分并分别流向上冷气箱和下冷气箱。

通过采用上述技术方案，导流部的设置使冷气更容易流向上冷气箱和下冷气箱。

优选的，所述上冷气箱与机柜内壁之间及所述下冷气箱与机柜内壁之间均设置有隔热层。

通过采用上述技术方案，隔热层的设置能够减少冷气制冷的损耗，有利于提高降温效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、通过设置上冷气箱和下冷气箱并在上冷气箱和下冷气箱上开设出气孔从电池组上下两面进行全面降温，增大了冷气直接冲击电池组的面积，有利于电池组更均匀地降温，且电池组与上冷气箱和下冷气箱之间存在空隙，冷气在与电池组冲击后更容易分散，有利于提高降温效果。

2、通过设置上导流板和下导流板对冷气进行导流，使冷气更容易流动到各个出气孔，从而使各个出气孔中都能够有冷气流出，以保证对电池组进行更均匀地降温。

3、通过设置上导流管和下导流管将部分冷气导流至电池组的侧面，从而进一步增加对电池组的降温面积，有利于提高降温效果。

附图说明

图1是本申请实施例一体化储能电池组设备的示意图；

图2是本申请实施例一体化储能电池组设备另一视角的示意图；

图3是本申请实施例一体化储能电池组设备的剖面示意图；

附图标记说明：1、机柜；11、排风口；2、电池组；3、制冷空调；4、冷气输送管；41、导流部；5、上冷气箱；51、上导流板；511、上导流孔；52、上导流口；6、下冷气箱；61、下导流板；611、下导流孔；62、下导流口；71、上导流管；72、下导流管；73、通孔；74、冷气缓冲箱；8、隔热层；9、支撑架。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种一体化储能电池组设备。参照图1-3，一体化储能电池组设备包括机柜1、安装于机柜1内的电池组2及安装于机柜1侧壁上的制冷空调3，机柜1的侧壁上设有排风口11。

参照图3，机柜1的内部安装有上冷气箱5和下冷气箱6，上冷气箱5和下冷气箱6内部均具有空腔，上冷气箱5固定安装于机柜1的顶壁上，下冷气箱6固定安装于机柜1的底壁上。上冷气箱5和下冷气箱6之间沿竖向连通有冷气输送管4，制冷空调3的出气口连通于冷气输送管4的中部。

参照图3，下冷气箱6的顶部固定安装有支撑架9，电池组2固定安装于支撑架9上，电池组2的底部与下冷气箱6之间通过支撑架9分隔开并具有一定的空隙，上冷气箱5的下表面与电池组2的顶部之间也存在空隙。

上冷气箱5下表面的面积和下冷气箱6上表面的面积均不小于电池组2的横截面，从而使电池组2的顶部能够被上冷气箱5下表面在竖直方向上对应的区域完全覆盖，使电池组2的底部能够被下冷气箱6上表面在竖直方向上对应的区域完全覆盖。

参照图3，上冷气箱5的底壁上和下冷气箱6的顶壁上均设有若干出气孔，若干出气孔均匀间隔密布于上冷气箱5和下冷气箱6上。应用时，制冷空调3产生的冷气经冷气输送管4输送至上冷气箱5和下冷气箱6，然后经出气孔吹向电池组2的顶部和底部，实现对电池组2的降温。

参照图3，上冷气箱5的中部水平安装有上导流板51，上导流板51的其中三个侧边分别连接于上冷气箱5的其中三个内壁，上导流板51的另一侧边与上冷气箱5远离冷气输送管4一端的侧壁之间存在空隙以形成上导流口52，冷气输送管4与上冷气箱5的连通处位于上导流板51的上方。上导流板51上设有若干上导流孔511，上导流孔511由上导流板51远离上导流口52的一端沿靠近上导流口52的方向均匀间隔分布。

下冷气箱6的中部水平安装有下导流板61，下导流板61的其中三个侧边分别连接于下冷气箱6的其中三个内壁，下导流板61的另一侧边与下冷气箱6远离冷气输送管4一端的侧壁之间存在空隙以形成下导流口62，冷气输送管4与下冷气箱6的连通处位于下导流板61的下方。下导流板61上设有若干下导流孔611，下导流孔611由下导流板61远离下导流口62的一端沿靠近下导流口62的方向均匀间隔分布。

在冷气进入上冷气箱5和下冷气箱6后，上导流板51和下导流板61会对冷气进行导流，冷气会先充满不具有出气孔一侧的空间，然后冷气会经上导流口52和下导流口62进入上冷气箱5另一侧的空间和下冷气箱6另一侧的空间，由于上导流板51和下导流板61的存在，冷气流动路径所在的截面面积变小，因此冷气的流速会更快，在冷气流向上导流口52和下导流口62的过程中，部分冷气会经上导流孔511和下导流孔611直接进入出气孔所在的空间，其余冷气因流速的加快更容易经上导流口52和下导流口62流动到各个出气孔，从而使各个出气孔中都能够有冷气流出，以保证对电池组2进行更均匀地降温。

参照图3，冷气输送管4与制冷空调3出气口的连通处安装有导流部41，导流部41的上具有两个相同的弧面，两个弧面由导流部41的两侧沿相互靠近的方向凹陷形成，两个弧面对称设置。冷气进入冷气输送管4后，导流部41上的弧面可引导冷气分流成两部分并分别流向上冷气箱5和下冷气箱6，使冷气更容易流向上冷气箱5和下冷气箱6。

参照图3，上冷气箱5远离冷气输送管4的一端连通有上导流管71，上导流管71沿竖向向下延伸，下冷气箱6远离冷气输送管4的一端连通有下导流管72，下导流管72沿竖向向上延伸，上导流管71远离上冷气箱5的一端连通于下导流管72远离下冷气箱6的一端。

上导流管71的侧壁上和下导流管72的侧壁上均设有若干通孔73，通孔73沿上导流管71的管径方向和下导流管72的管径方向均匀间隔分布，通孔73朝向电池组2。

上导流管71和下导流管72可将部分冷气导流至电池组2的侧面，从而进一步增加了对电池组2的降温面积，从上冷气箱5中进入上导流管71的冷气和从下冷气箱6中进入下导流管72的冷气会产生对流冲击，从而产生较大的压力，使冷气更容易从通孔73中流出，有利于提高降温效果。

参照图3，上导流管71与下导流管72之间连通有冷气缓冲箱74，冷气缓冲箱74距离上冷气箱5和下冷气箱6的距离相等，冷气缓冲箱74能够对上导流管71和下导流管72内部的压力起到平衡作用，使从通孔73中流出的冷气更均匀，有利于提高降温效果。

参照图3，上冷气箱5与机柜1内壁之间及下冷气箱6与机柜1内壁之间均设有隔热层8，隔热层8能够减少冷气制冷的损耗，有利于提高降温效率。隔热层8可以采用岩棉、硅酸铝纤维、玻璃棉等防火隔热材料，本实施例对此不作具体限制。

本申请实施例一种一体化储能电池组2设备的实施原理为：通过设置冷气输送管4、上冷气箱5、下冷气箱6、上导流管71及下导流管72，在电池组2运行时，将制冷空调3产生的冷气经冷气输送管4输送至上冷气箱5、下冷气箱6、上导流管71及下导流管72内并经出气孔和通孔73流出，实现对电池组2多方向的降温，冷气冲击电池组2的面积大大增加，使电池组2各部位的降温更均匀，降温效果好，降温效率高，使电池组2在长时间运行时各部位的温度差更小，从而使电池组2保持优异的放电性能，并且更均匀地降温也能够提高电池组2的使用安全性，避免因局部问题过高而产生安全隐患。

以上为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。