电池柜及储能集装箱

技术领域

本发明属于储能技术领域，尤其涉及一种电池柜及储能集装箱。

背景技术

在风力电厂、光伏电厂等新能源电厂或者微电网等技术领域中，一般需要设置储能集装箱，以满足移动式电力需求。储能集装箱内通常设置有电池柜。

相关技术中，电池柜通常包括柜体、散热系统以及设置在柜体内的多个电池组件，柜体上沿竖直方向间隔地设置有多个容置空间，每一容置空间内设置一个电池组件；散热系统包括沿竖直方向设置的散热通道以及与散热通道连接的风扇，散热通道上沿竖直方向间隔的设置有多个出风口，每一出风口正对一个容置空间中电池组件的底部设置。工作时，风扇驱动散热通道内的空气经各出风口流出，由出风口流出的空气与对应的电池组件底部之间进行热交换，以实现电池组件的冷却。

然而，相关技术的电池柜，对电池组件的冷却效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电池柜及储能集装箱，以解决对电池组件的冷却效果不佳的技术问题。

本发明实施例一方面提供一种电池柜，包括：柜体、散热系统及设置在柜体内的电池组件，散热系统包括散热通道以及与安装在散热通道上的风扇，散热通道上设置有出风组件，出风组件包括设置在散热通道上的主出风口和辅助出风口；

主出风口与电池组件沿竖直方向的底面对应，以使主出风口流出的空气经底面下部流过；辅助出风口与电池组件上与底面相邻的侧面对应。

如此设置，通过在散热通道上设置主出风口和辅助出风口，主出风口流出的空气能够对电池组件的底面进行散热，辅助出风口流出的空气能够对电池组件的侧面进行散热。与相关技术中的电池柜相比，增加散热通道内流出的空气与电池组件之间的接触面积，增大了散热通道内流出的空气与电池组件之间的换热量，增强对电池组件的冷却效果，提高了电池柜的散热效率。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，柜体具有沿竖直方向间隔设置的多个容置空间，电池组件为多个，每一容置空间内容置有一个电池组件；

散热通道沿竖直方向延伸，且出风组件为多个，每一出风组件与一个电池组件对应。

如此设置，能够增加电池柜内电池组件的数量，提高电池柜的电池容量。且电池柜能够对每一个电池组件均进行散热，保证电池柜内多个电池组件的冷却效果。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，电池组件包括并排设置的第一电芯组件和第二电芯组件，第一电芯组件和第二电芯组件之间具有缝隙，辅助出风口正对缝隙设置。

如此设置，辅助出风口流出的空气能够同时与第一电芯组件的侧面和第二电芯组件的侧面进行热交换，同时对第一电芯组件和第二电芯组件进行散热，增加散热通道内流出的空气与第一电芯组件和第二电芯组件之间的接触面积，增强对第一电芯组件和第二电芯组件的冷却效果，提高了电池柜的散热效率。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，主出风口包括第一主出风口和第二主出风口，第一主出风口与第一电芯组件的底面对应，第二主出风口与第二电芯组件的底面对应。

如此设置，第一电芯组件和第二电芯组件是电池组件的主要散热元件，第一主风口流出的空气能够对第一电芯组件的底面进行散热，第二主风口流出的空气对第二电芯组件的底面进行散热，能够对主要散热元件进行精准散热，提高电池柜的散热效率。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，出风组件还包括主导风管和辅助导风管，主导风管包括第一主导风管和第二主导风管，第一主导风管的进风端与第一主出风口连通，第一主导风管的出风端向第一电芯组件的底面延伸，第二主导风管的进风端与第二主出风口连通，第二主导风管的出风端向第二电芯组件的底面延伸；

辅助导风管的进风端与辅助出风口连通，辅助导风管的出风端向缝隙延伸。

如此设置，第一主导风管、第二主导风管和辅助导风管对流出的空气起到导向的作用，使从第一主出风口、第二主出风口和辅助出风口流出的空气能够准确流向第一电芯组件的底面、第二电芯组件的底面和缝隙，保证对第一电芯组件和第二电芯组件的冷却效果。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，辅助导风管的截面面积由进风端向出风端逐渐减小。

如此设置，辅助出风口流出的空气经辅助导风管流出后风速增大，增强对第一电芯组件和第二电芯组件的冷却效果。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，出风组件还包括设置到于散热通道内的第一导风板和第二导风板，散热通道包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，主出风口和辅助出风口均设置在第一侧壁上；散热通道包括进气端，进气端位于散热通道沿竖直方向的上方，第一导风板设置在辅助出风口远离进气端一侧的第一侧壁上，第二导风板设置在主出风口远离进气端一侧的第一侧壁上。

如此设置，空气由散热通道的进气端进入，在第一导风板的作用下经由辅助出风口流出，在第二导风板的作用下经由主出风口流出。第一导风板和第二导风板对散热通道内的空气进行减速及导向的作用，且可对辅助出风口和主出风口的出风量进行调节，确保辅助出风口和主出风口出风量的均匀性，避免由于出风量不均匀造成电池组件局部温度过高的现象，减小电池柜内的温差。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，靠近进气端的第一导风板与第二侧壁之间的距离大于其他第一导风板与第二侧壁之间的距离。

如此设置，能够减小靠近进气端的辅助出风口流出的空气量，避免靠近进气端的辅助出风口流出的空气量过多，保证散热通道内沿竖直方向的多个辅助出风口的出风均匀性，从而保证能够对多个电池组件进行均匀散热，避免由于出风量不均匀造成电池组件局部温度过高的现象，减小电池柜内的温差。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，风扇有多个，多个风扇沿主出风口竖直方向的中心面对称设置，第一导风板与第二侧壁之间的距离小于第二导风板与第二侧壁之间的距离。

如此设置，能够增加进入散热通道内的空气量。同时，由于多个风扇沿主出风口竖直方向的中心面对称设置，则散热通道内与中心面处相对应的方向上空气量较少，导致辅助出风口处的空气量较少。通过使第一导风板与第二侧壁之间的距离小于第二导风板与第二侧壁之间的距离，能够增加从辅助出风口流出的空气量，提高主出风口与辅助出风口出的出风均匀性，从而保证能够对多个电池组件进行均匀散热，避免由于出风量不均匀造成电池组件局部温度过高的现象，减小电池柜内的温差。

本发明实施例另一方面提供一种储能集装箱，包括上述任一项的电池柜。

本发明实施例的储能集装箱由于包含上述电池柜，因此该储能集装箱也具有上述电池柜的优点，具体可参见上面描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的电池柜的整体结构示意图；

图2为图1中的电池柜的爆炸结构示意图；

图3为图1中的电池组件与支撑架的前视立体图；

图4为图1中的电池组件与支撑架的后视立体图；

图5为图4中的电池组件与支撑架的爆炸结构示意图；

图6为图1中散热系统的俯视图；

图7为图6中散热系统的A-A向剖视图。

附图标记说明：

10-柜体；

11-框架； 12-托架； 121-第一托杆；

122-第二托杆； 13-支撑架； 131-第一支撑杆；

132-第二支撑杆； 133-第三支撑杆； 134-第一支撑平台；

135-第二支撑平台； 14-挡风板； 141-连接部；

142-通风孔； 143-第一固定杆； 144-第二固定杆；

20-散热系统；

21-散热通道； 211-顶部风道； 212-侧部风道；

213-第一侧壁； 214-第二侧壁； 215-第二主出风口；

216-辅助出风口； 217-第一导风板； 218-第二导风板；

22-风扇； 23-主导风管； 24-辅助导风管；

30-电池组件；

31-第一电芯组件； 32-第二电芯组件； 33-缝隙。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

相关技术中，电池组件安装在柜体的容置空间内，散热通道的出风口正对一个容置空间中电池组件的底部设置。工作时，风扇驱动散热通道内的空气经出风口流出，由出风口流出的空气与对应的电池组件底部之间进行热交换，以实现对电池组件的冷却。然而相关技术中的电池柜，仅与电池组件的底部进行热交换，由散热通道内流出的空气与电池组件之间的接触面积有限，导致对电池组件的冷却效果不佳，影响电池组件的工作性能和使用寿命。

本发明实施例提供一种电池柜及储能集装箱，通过在散热通道上设置主出风口和辅助出风口，主出风口流出的空气对电池组件的底面进行冷却，辅助出风口流出的空气对电池组件的侧面进行冷却；与相关技术中的电池柜相比，增大了空气与电池组件之间的接触面积，增强了对电池组件的冷却效果。

本发明实施例提供一种电池柜。请参照图1，该电池柜包括柜体10、散热系统20和电池组件30，电池组件30设置于柜体10内，散热系统20用于对电池组件30进行散热。

在一些实现方式中，电池柜可以设置在集装箱内，以构成储能集装箱，储能集装箱用于满足新能源电厂或微电网等技术领域中移动电力需求。例如应用于风力电厂中的储能集装箱，以稳定电力供需平衡及保持电网高效安全运行等。

本实施例中，柜体10围设成容置空间，电池组件30放置于容置空间内。柜体10为电池组件30提供支撑和保护作用。容置空间可以有多个，多个容置空间沿竖直方向间隔设置。其中竖直方向以图1中所示的方位为例。相应的，电池组件30为多个，每一容置空间内容置一个电池组件30。如此设置，使得柜体10内能够放置多个电池组件30，以增加柜体10内电池组件30的数量，提高电池柜的电池容量。

在一些实现方式中，容置空间可以为侧面开放的半封闭腔体，电池组件30可由开放的侧面放置于半开放腔体内。该半封闭腔体可与柜体10一体成型，也可由多个板材连接而成。

在其他实现方式中，容置空间也可以为开放空间，以便于电池组件30向周围散热。示例性地，请参照图1和图2，柜体10包括框架11和支撑架13。框架11可以包括四个纵杆和四个横杆，四个纵杆沿竖直方向平行且间隔地设置，四个横杆连接于四个纵杆的顶端，四个纵杆和四个横杆围设成长方体状的空间，并且四个纵杆分别位于长方体状空间的四个与竖直方向平行的棱边处，四个横杆分别位于长方体状空间的顶面的棱边处。

请参照图3、图4和图5，支撑架13包括两个第一支撑杆131、两个第二支撑杆132和第三支撑杆133，两个第一支撑杆131平行设置且分别与框架11连接，一个第二支撑杆132的两端分别连接于两个第一支撑杆131的一端，另一个第二支撑杆132的两端分别连接于两个第一支撑杆131的另一端，第三支撑杆133与第一支撑杆131平行，第三支撑杆133的两端分别连接于两个第二支撑杆132的中部。第一支撑杆131、第二支撑杆132和第三支撑杆133均设置有支撑面，各支撑面相连以形成用于安装电池组件30的第一支撑平台134和第二支撑平台135，第一支撑平台134和第二支撑平台135的上方形成开放空间。电池组件30安装于第一支撑平台134和第二支撑平台135上，电池组件30可通过第一支撑平台134和第二支撑平台135上的开放空间向周围散热，防止电池组件30温度过高而影响其工作性能及使用寿命。

柜体10还包括托架12，托架12包括第一托杆121和第二托杆122，第一托杆121和第二托杆122沿竖直方向对称且等间隔安装于框架11内。两个第一支撑杆131可分别与第一托杆121和第二托杆122可拆卸连接。

示例性地，本发明实施例中，第一托杆121具有两个相互垂直的侧壁，其中一侧壁与框架11的一侧面连接。第二托架122具有两个相互垂直的侧壁，其中一侧壁与框架11远离第一托杆121的一侧面连接。两个第一支撑杆131可以分别与第一托杆121的另一侧壁和第二托杆122的另一侧壁滑动连接。对电池组件30进行拆装或检修时，可拉动支撑架13，两个第一支撑杆131相对第一托杆121和第二托杆122滑动，使电池组件30从框架11中抽出，便于电池组件30的拆装或检修。完成电池组件30的拆装和检修后，可推动支撑架13，两个第一支撑杆131相对第一托杆121和第二托杆122滑动，使电池组件30插入框架11内。

柜体10还包括挡风板14。挡风板14位于电池组件30远离散热系统20的一侧，挡风板14竖直设置，挡风板14连接于柜体10上。挡风板14能够阻隔电池柜外部的热气流进入电池组件30，防止外部热气流与已经冷却的电池组件30发生热交换，保证电池组件30的冷却效果。

示例性地，请参照图3、图4和图5，挡风板14连接于两个第一支撑杆131一端。挡风板14通过沿竖直方向设置的第一固定杆143及与第一固定杆143垂直的第二固定杆144，与两个第一支撑杆131的一端连接，以提高与两个第一支撑杆131的连接强度。挡风板14的边缘设置有连接部141，连接部141与框架11可拆卸连接。挡风板14上设置有通风孔142，散热系统20流出的空气对电池组件30进行冷却后可由通风口142流出，避免吸收了电池组件30热量后的空气回流至电池柜内，而影响对电池组件30的冷却效果。

在本发明的其他实施例中，当容置空间为侧面开放的半封闭腔体时，挡板14可设置于半封闭腔体的开口处且与柜体10连接，以防止外部热气流与已经冷却的电池组件30发生热交换，保证电池组件30的冷却效果。

请参照图1和图2，散热系统20安装于框架11上，散热系统20用于对电池组件30进行散热。散热系统20包括散热通道21和风扇22。请参照图6和图7，散热通道21包括相对设置的第一侧壁213和第二侧壁214，散热通道21包括进气端，进气端位于散热通道21沿竖直方向的上方。

示例性地，散热通道21包括顶部风道211和侧部风道212，顶部风道211设置在框架11的顶部，侧部风道212连接于框架11沿竖直方向的一侧面上，也就是说侧部风道沿框架11的侧面向框架11的底部延伸；侧部风道212与顶部风道211连通，顶部风道211上设置有风扇22，风扇22可将外部的空气输送至顶部风道211和侧部风道212内。

本发明实施例中，散热通道21上设置有出风组件，示例性的，出风组件可以设置在侧部风道212上，侧部风道212内的空气由出风组件流出后，吹向电池组件30，以对电池组件30进行冷却。

进一步地，出风组件包括主出风口和辅助出风口216。主出风口与电池组件30沿竖直方向的底面对应，以使主出风口流出的空气经底面下部流过，经底面下部流过的空气与电池组件30的底面进行热量交换以对电池组件30进行冷却。辅助出风口216与电池组件30上与底面相邻的侧面对应，示例性的，辅助出风口216可以正对侧面设置，使得由辅助出风口216流出的空气直接与侧面接触，进而对侧面进行冷却。其中侧面可以为电池组件30靠近侧部风道212的侧面。

本发明实施例提供的电池柜，柜体10内设置有电池组件30，散热系统20包括散热通道21以及与散热通道21连接的风扇22，散热通道21上设置有出风组件，出风组件包括设置在散热通道21上的主出风口和辅助出风口216，主出风口与电池组件30的底面对应，辅助出风口216与电池组件30中与底面相邻的侧面对应；风扇22工作时，主出风口流出的空气流经电池组件30的底面，辅助出风口216流出的空气吹向电池组件30的侧面，空气可以同时与电池组件30底面和侧面之间进行热交换，与空气仅与电池组件30的底面进行热交换相比，增大了空气与电池组件30的接触面积，增强了对电池组件30的冷却效果，提高了电池柜的散热效率。

请参照图2和图7，示例性地，本发明实施例中侧部风道212包括第一侧壁213和第二侧壁214，第一侧壁213位于电池组件30远离挡风板14的一侧，主出风口和辅助出风口216设置于第一侧壁213上。第二侧壁214与第一侧壁213相对设置。从第一侧壁213上的主出风口和辅助出风口216流出的空气对电池组件30进行冷却后，能够从挡风板14的通风孔142流出电池柜，避免吸收了电池组件30热量后的空气回流至电池柜内，而影响电池组件30的冷却效果。

当本发明实施例设置有多个电池组件30时，相应地，侧部风道212沿竖直方向延伸，且第一侧壁213上的出风组件为多个，每一出风组件与一个电池组件30对应，以使出风组件能够对每一个电池组件30均进行散热，保证电池柜内多个电池组件30的冷却效果。

请参照图6和图7，出风组件还包括设置于散热通道21内的第一导风板217和第二导风板218。第一导风板217设置在辅助出风口216远离进气端的一侧的第一侧壁213上，第二导风板218设置在主出风口远离进气端一侧的第一侧壁213上。外部的空气在风扇22的作用下由散热通道21的进气端进入，散热通道21内的空气在第一导风板217的作用下经由辅助出风口216流出，以对电池组件30的侧面进行散热；且在第二导风板218的作用下经由主出风口流出，以对电池组件30的底面进行散热。第一导风板217和第二导风板218对散热通道21内的空气进行减速及导向的作用，以调节辅助出风口216和主出风口的出风量及风向，确保辅助出风口216和主出风口出风量的均匀性，避免由于出风量不均匀造成电池组件30局部温度过高的现象，减小电池柜内的温差。

示例性地，在本发明实施例中，侧部风道212与顶部风道211相连通，顶部风道211包括进气端，进气端位于顶部风道211沿竖直方向的上方，第一导风板217设置在辅助出风口216远离进气端的一侧的第一侧壁213上，第二导风板218设置在主出风口远离进气端一侧的第一侧壁213上。请参照图7，虚线箭头方向表示散热系统20对电池组件30进行散热时空气的流向。外部的空气在风扇22的作用下由顶部风道211的进气端进入，然后进入侧部风道212，侧部风道212内的空气在第一导风板217的作用下经由辅助出风口216流出，以对电池组件30的侧面进行散热；且在第二导风板218的作用下经由主出风口流出，以对电池组件30的底面进行散热。第一导风板217和第二导风板218对侧部风道212内的空气进行减速及导向的作用，以调节辅助出风口216和主出风口的出风量及风向，确保辅助出风口216和主出风口出风量的均匀性，避免由于出风量不均匀造成电池组件30局部温度过高的现象，减小电池柜内的温差。

在本发明实施例中，靠近进气端的第一导风板217与第二侧壁214之间的距离大于其他第一导风板217与第二侧壁214之间的距离。由于侧部风道212内靠近进气端处空气量较大，如此设置，能够减小靠近进气端的辅助出风口216流出的空气量，避免较多的空气量经由靠近进气端的辅助出风口216流出，辅助出风口216以保证侧部风道212内沿竖直方向的多个辅助出风口216的出风均匀性，从而保证能够对多个电池组件30进行均匀散热，进一步减小电池柜内的温差。

风扇22可以有多个，能够增加进入散热通道21内的空气量，保证冷却效果。当风扇22有多个时，多个风扇22沿主出风口竖直方向的中心面对称设置。由于多个风扇22沿主出风口竖直方向的中心面对称设置，则侧部风道212内与中心面处相对应的方向上对应多个风扇22的边缘，使得侧部风道212内此处的空气量较少，导致辅助出风口216处的空气量不足。本发明实施例中，第一导风板217与第二侧壁214之间的距离小于第二导风板218与第二侧壁214之间的距离，能够增加从辅助出风口216流出的空气量，提高主出风口与辅助出风口216出的出风均匀性，从而保证能够对多个电池组件30进行均匀散热，减小电池柜内的温差。需要说明的是，沿主出风口竖直方向的中心面是指如图6所示的剖切面。

请参照图1和图2，电池组件30包括电芯组件，电芯组件的数量可以为多个，相应地，支撑架13包括多个第三支撑杆133以形成多个支撑平台，多个电芯组件并排安装于支撑架13内。

请参照图3、图4和图5，本发明实施例中，示例性地，电池组件30包括第一电芯组件31和第二电芯组件32，第一电芯组件31和第二电芯组件32并排布置，以使第一电芯组件31和第二电芯组件32之间具有缝隙33，辅助出风口216正对缝隙33设置。如此设置，辅助出风口216流出的空气能够同时与第一电芯组件31的侧面和第二电芯组件32的侧面进行热交换，能够同时对第一电芯组件31和第二电芯组件32进行散热，增加从侧部风道212内流出的空气与第一电芯组件31和第二电芯组件32之间的接触面积，进一步增强对第一电芯组件31和第二电芯组件32的冷却效果，提高电池柜的散热效率。

相应地，本发明实施例中，主出风口包括第一主出风口和第二主出风口215，第一主出风口与第一电芯组件31的底面对应，第二主出风口215与第二电芯组件32的底面对应。第一电芯组件31和第二电芯组件32是电池组件30的主要散热元件，第一主出风口流出的空气能够对第一电芯组件31的底面进行散热，第二主出风口215流出的空气对第二电芯组件32的底面进行散热，如此设置能够对主要散热元件进行精准散热，提高电池柜的散热效率。

出风组件还包括主导风管23和辅助导风管24，主导风管23包括第一主导风管和第二主导风管，第一主导风管的进风端与第一主出风口连通，第一主导风管的出风端向第一电芯组件31的底面延伸，第二主导风管的进风端与第二主出风口215连通，第二主导风管的出风端向第二电芯组件32的底面延伸。辅助导风管24的进风端与辅助出风口216连通，辅助导风管24的出风端向缝隙33延伸。第一主导风管、第二主导风管和辅助导风管24对流出的空气起到导向的作用，使从第一主出风口、第二主出风口215和辅助出风口216流出的空气能够准确流向第一电芯组件31的底面、第二电芯组件32的底面和缝隙33内，保证对第一电芯组件31和第二电芯组件32的冷却效果，提高电池柜的散热效率。

示例性地，主导风管23为两端贯穿的扁平空心长方体结构，扁平空心长方体的一端开口罩设于主出风口上。辅助导风管24为两端贯穿的扁平空心长方体结构，扁平空心长方体的一端开口罩设于辅助出风口216上。

请参照图2，在本发明实施例中，辅助导风217的截面面积由进风端向出风端逐渐减小。辅助出风口216流出的空气经辅助导风管24流出后风速增大，增强对第一电芯组件31和第二电芯组件32的冷却效果。示例性地，辅助导风管24可以为两端贯穿的扁平空心棱锥台结构。

在本发明的其他实施例中，第一导风管和第二导风管的截面面积由进风端向出风端逐渐减小。第一出风口215和第二出风口216流出的空气经第一导风管和第二导风管流出后风速增大，增强对第一电芯组件31和第二电芯组件32的冷却效果。

继续参照图1-图7，本发明实施例还了提供一种储能集装箱，包括上述任一实施例的电池柜。

本发明实施例的储能集装箱通过在散热通道21上设置主出风口和辅助出风口216，主出风口流出的空气能够对电池组件30的底面进行散热，辅助出风口216流出的空气能够对电池组件30的侧面进行散热，与相关技术中的电池柜相比，增加散热通道21内流出的空气与电池组件30之间的接触面积，增大了散热通道21内流出的空气与电池组件30之间的换热量，增强对电池组件30的冷却效果，提高了电池柜的散热效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。