CN115000576A - 小型储能***集装箱 - Google Patents

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CN115000576A CN202210693267.8A CN202210693267A CN115000576A CN 115000576 A CN115000576 A CN 115000576A CN 202210693267 A CN202210693267 A CN 202210693267A CN 115000576 A CN115000576 A CN 115000576A
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刘轶豪
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Guangzhou Zhiguang Electric Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种小型储能***集装箱，其中，所述集装箱包括：箱体、风道、空调、电池簇，所述箱体内侧设置所述电池簇，所述电池簇中间开设有第一风腔，所述箱体左右两侧内壁与所述电池簇之间设置有第二风腔，所述空调的出风口与所述风道的进风口连接，所述风道在所述箱体内进风导流，通过所述第一风腔以及所述风道，以使所述空调中的空调冷风对所述电池簇上各个电池pack进行均匀送风散热，通过所述第二风腔对所述电池簇进行抽风对流。所述第一风腔与所述风道的出风口连接，所述第二风腔位于所述箱体内部两侧。通过本申请能够实现对小型储能***的较好地散热，并保证小型储能***的长期稳定高效运行。

Description

小型储能***集装箱
技术领域
本申请涉及电池储能技术领域，尤其涉及一种小型储能***集装箱。
背景技术
电力需求量在一天各时段的非均匀特性显著，在电需求峰值时段电负荷过高，供给侧电力不足；而电力需求谷值时段供给侧又产生大量电冗余。为避免由此造成的高额供电成本和用电负担。电力工业中采用小型储能***(通常在0.5MWh～1MWh的电池容量范围)进行电负荷削峰填谷调整的趋势愈来愈明显。通过这一措施对电网负荷的均衡起到重要作用。
相关技术中的小型储能***，由于空间结构、原件成本的约束，未能外置离心风机对***抽风，无法使气流能够有效通过流阻较大的电池pack而达到强对流散热。此外，相关技术中也未能内置壁挂式空调均布空调出风口，无法使***内空调冷量均匀布置。往往只通过空调冷量在箱体空间中的扩散和弱对流进行散热，因此无法达到最佳的散热效果，基本造成位于中部的电池pack温度过高，***整体的温度一致性较差，无法保证长期稳定的高效运行。
发明内容
本申请实施例提供了小型储能***集装箱，以提供较好地散热，并保证小型储能***的长期稳定高效运行。
本申请实施例采用下述技术方案：
本申请实施例提供一种小型储能***集装箱，其中，所述集装箱包括：箱体(1)、风道(2)、空调(13)、电池簇(6)，所述箱体(1)内侧设置所述电池簇(6)，所述电池簇(6)中间开设有第一风腔(3)，所述箱体(1)内壁与所述电池簇(6)之间设置有第二风腔(7)，其中所述空调(13)的出风口与所述风道(2)的进风口连接；
其中，
所述风道(2)在所述箱体(1)内进风导流，通过所述第一风腔(3)以及所述风道(2)，以使所述空调(13)中的空调冷风对所述电池簇(6)上各个电池pack(602)进行均匀送风散热，通过所述第二风腔(7)对所述电池簇(6)进行抽风对流，所述第一风腔(3)与所述风道(2)的出风口连接，所述第二风腔(7)位于所述箱体(1)内部两侧。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
所述集装箱包括：箱体、风道、空调、电池簇，并通过所述第一风腔、所述风道在所述箱体内进风导流，通过所述第二风腔在所述箱体内抽风对流的方式，进行***整体的散热气流循环。此外，箱体、风道、空调、电池簇，整体布局结构紧凑，降低了原件成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中小型储能***集装箱内部主体的轴测图；
图2为本申请实施例中小型储能***集装箱顶部的俯视图；
图3为本申请实施例中小型储能***集装箱整体外观的轴测图；
图4为本申请实施例中小型储能***集装箱风道和第一风腔的轴测图；
图5为本申请实施例中小型储能***集装箱的风道和第一风腔侧视图。
其中，附图标记：
1为箱体，2为风道，201进风口，202出风口，3为第一风腔，4为水平分流板，401为固定长板，402为滑动短板，5竖直导流板，6为电池簇，601为电池支撑架，602为电池pack，7为第二风腔，701为风腔隔板，8为高压盒，9为UPS电源，10为熔断器，11为电源变压器，12为储能变流器(PCS)模块，13为空调，14为风机(轴流)。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
本申请实施例提供了一种小型储能***集装箱，如图1至3所示，分别提供了本申请实施例中小型储能***集装箱内部主体的轴测图、顶部的俯视图以及整体外观的轴测图，所述小型储能***集装箱，其中，所述集装箱包括：箱体1、风道2、空调13、电池簇6，所述箱体1内侧设置所述电池簇6，所述电池簇6中间开设有第一风腔3，所述箱体1内壁与所述电池簇6之间设置有第二风腔7，其中所述空调13的出风口与所述风道2的进风口连接；
其中，
所述风道2在所述箱体1内进风导流，通过所述第一风腔3以及所述风道2，以使所述空调13中的空调冷风对所述电池簇6上各个电池pack602进行均匀送风散热，通过所述第二风腔7对所述电池簇6进行抽风对流，所述第一风腔3与所述风道2的出风口连接，所述第二风腔7位于所述箱体1内部两侧。
对于所述箱体1的整体为封装结构，可以理解一般整体几何采用正方体、长方体的形式，也可采用其他形式的几何结构，整体几何结构不会对本发明产生实质性影响。
可选地，本申请的实施例中箱体1设置可打开、翻转的盖板或门，便于箱体内部的安装和维修。
对于所述风道2在所述空调13的出风口处布置为竖直形状，且两者通过合理的方式有效连结，具有除湿效果。所述风道2的其余各侧面、底面可通过焊接、拼接的方式加工结合。所述风道2在左右方位上尺寸与空调13出风口尺寸一致，在前后方位上尺寸较出风口尺寸更大，并满足一定条件。
对于所述空调13采用一体式顶置的方式。所述空调13的出风口、回风口间距适宜，通过在箱体1上相应的开口与箱体内部空间连通。
需要注意的是，所述空调13在回风口吸收小型储能***内的热气流，对热气流降温后由出风口向***输出冷气流，从而实现对小型储能***的散热制冷。具体可参考图2，在前后方位上的所述空调13的进风口在贴近所述箱体1后壁面内侧，并合理的为风道2尺寸提供充分条件，并便于风道2的安装。
对于所述电池簇6包括多个，多个所述电池簇6主要由电池支架上安置的多个电池pack与电池支架本体组成。其中，电池支架的主体结构为立柱式，在高度方向上间隔设置支撑件，将电池pack分层布置。而在电池架的剩余位置上，通常布置有高压箱、UPS电源、熔断器和电源变压器等储能***中的必备装置。
具体实施时，在所述箱体1内侧设置所述电池簇6，且所述电池簇6中间开设有第一风腔3。所述第一风腔3位于内部。所述箱体1内壁与所述电池簇6之间设置有所述第二风腔7，其中所述空调13的出风口与所述风道2的进风口连接。
进一步地，所述风道2在所述箱体1内进风导流，通过所述第一风腔3以及所述风道2，以使所述空调13中的空调冷风对所述电池簇6上各个电池pack602进行均匀送风散热，通过所述第二风腔7对所述电池簇6进行抽风对流，所述第一风腔3与所述风道2的出风口连接，所述第二风腔7位于所述箱体1内部两侧。
通过采用中部的所述风道2、所述第一风腔3进风并分流、导流，所述箱体1的两侧的所述第二风腔7抽风对流的方式，进行小型储能***整体的散热气流循环。
需要注意的是，为了确保上述功能的更好实现，需要将所述第一风腔3与所述风道2的出风口连接，所述第二风腔7位于所述箱体1内部左右两侧，增加抽风对流的效果。
在本申请的一个实施例中，所述第一风腔3内设置有竖直导流板5，和/或水平分流板4，所述电池簇6布置于所述箱体1内左右两侧，且所述第一风腔3开设于左右两侧的所述电池簇6之间。
具体实施时，在所述第一风腔3内设置有竖直导流板，也可以设置水平分流板4，可以增加内部进风导流。所述电池簇6布置于所述箱体1内的左右两侧。对应地，如图1所示所述第一风腔3开设于左右两侧的所述电池簇6之间。
优选地，如图4和5所示，两侧电池簇间的空间布置有所述第一风腔3，所述第一风腔3的后侧面同于风道前侧面，在其余各侧面、底面处设置平板，通过焊接、拼接的方式加工结合。所述第一风腔3的高度和长度与一侧电池簇6整体的最前端至最右端，最顶端至最底端的距离相同。
在本申请的一个实施例中，如图1所示，所述电池簇6包括多个，每个所述电池簇6包括电池支架601，所述电池支架601上安装有多个电池pack602，用以将所述电池pack分层布置。
如图1或2所示，两侧电池簇对称布置且每侧有三列电池簇6。每列电池簇6主要由电池支架601和一定数量的电池pack602组成。
在一些实施例中，所述电池架主体是由四根立柱和连接横梁组成的立柱式框架，长度和宽度与电池pack602的长、宽相匹配。两侧的立柱在高度方向上分别以相同的间隔设置支撑板件将若干个电池pack602分层布置，该方向上间隔与电池pack602高度匹配。
在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述水平分流板4包括多个，分别设置在多个所述电池pack602的竖直方向上，且每个所述水平分流板4与所述风道2相应位置的开孔底部对齐；所述竖直导流板5包括多个，分别设置在距离所述电池簇6的预设范围内，且每组所述竖直导流板5相对于所述第一风腔3的左右两侧设置。
具体实施时，在所述第一风腔3的竖直方向上，根据各行电池pack602的所在位置，布置长度渐变的水平分流板4，各水平分流板4与风道2相应位置的开孔底部平齐。
进一步地，所述水平分流板4包括多个，分别设置在多个所述电池pack602的竖直方向上，且每个所述水平分流板4与所述风道2相应位置的开孔底部对齐，即每个所述水平分流板4与风道2相应位置的开孔底部平齐，水平分流板4最前端与第一风腔3最前端平齐，后端局部区域位于风道2内。
可以理解，风道2末端位于电池簇6底部下方，因为竖直形式的风道2可使空调冷凝水在重力作用下在风道底部聚集，位于更低处的风道2底部可有效避免冷凝水在电池簇中对电芯产生严重影响，实施例中相关尺寸满足该条件。
进一步地，在前后方位上，风道2的布置满足后侧面与空调出风口后侧面平齐，此时前侧面能与电池簇6后端平齐。使风道2相对空调13出风口多出的部分位于风道2前端。因为空调冷风以较大的速度自上而下流动，风道2前端的多余空间能减弱竖直方向上强对流效果，同时也有利于冷风以平缓的速度向前方扩散，使冷风稳定的从各开孔流出进入第一风腔。
在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述风道2包括一竖直结构，所述风道2的顶部作为所述风道的进风口201，所述风道2的底部位于所述电池簇6的底部下方位置处，所述风道2的前侧面在所述电池簇6中每个电池pack602的竖直方向上的相应分布位置处设有面积大小呈渐变状态的开孔用以作为所述风道的出风口202。
具体实施时，所述风道2包括一竖直结构即整体呈“自上而下”的竖直形式。所述风道2的顶部作为所述风道的进风口201，所述风道2的底部位于所述电池簇6的底部下方位置处，截面尺寸稍大于空调出风口。风道前侧面在电池簇中各电池pack602竖直方向上的相应分布位置设有面积渐变的开孔，为风道出风处202。
在本申请的一个实施例中，所述电池簇6的外侧还设置有第二风腔7，且所述第二风腔7的高度高于所述电池簇6的高度，所述第二风腔7的顶部设置有多个风机14，所述电池簇6中每个所述电池pack602的出口为所述第二风腔7的进风口，气流由此进风口进入所述第二风腔7且在所述风机14的作用下离开。
具体实施时，所述电池簇外侧设置的所述第二风腔7，其高度较电池簇高度更高，应当能够满足风机14的安装。所述第二风腔7设置风腔隔板701使其整体封闭，在风腔顶部的若干风机14于高出电池簇6的部分中，等间距均匀布置。则电池簇6中各个电池pack602的出口则为第二风腔7进风处，气流由此进入所述第二风腔7，在风机的作用下离开。
优选地，在所述电池簇6外侧安装有所述第二风腔7，其长度与三列电池簇6整体长度相同，其厚度为电池簇6外侧面至箱体1内壁的间距，其高度为电池簇6底面至箱体1内天花板的距离。即第二风腔7由电池簇6外侧上的风腔隔板701及箱体1内壁面围成的空间构成，各面可通过焊接、拼接的方式加工结合。其中风腔隔板701前后端分别与箱体1内壁的前端面和后端面贴合，上下端分别与箱体1内天花板和电池簇6外侧面顶端贴合，并在中部设有系列等间距的开孔，开孔上布置有若干风机(轴流风机)14。所述第二风腔7用于完成电池pack602散热后的热风回风，并对***内整体的气流循环具有一定的促进作用。
在本申请的一个实施例中，如图5所示，所述水平分流板4至少包括：固定长坂401和滑动短板402，所述固定长板401的长度与所述第一风腔3的长度相同，所述固定长板401的前端以及后端分别与所述第一风腔3的前侧以及后侧连接，所述滑动短板402布置于所述固定长坂401的后方，且底面与固定长坂401的顶面相抵，所述滑动短板402的后端的左右两侧设置有凸起部，相应地所述风道2在所述滑动短板402的对应位置上则开设有凹槽部。
具体实施时，水平分流板由固定长坂401和滑动短板402两部分形成，其中固定长板401的长度与第一风腔3相同，固定长板401的前端面和后端面分别与第一风腔3的前侧面和后侧面紧固安装。
滑动短板402布置于固定长板401的后端，底面与固定长板401顶面接触，前半部分位于固定长板401上，后半部分则位于风道2内。滑动短板402后端的左右两侧加工有伸出端，而风道2在滑动短板402的对应位置上则开有孔槽，这样可使滑动短板402在前后方向上于风道2内滑动，进而可以基于流体仿真、工程实际显示的各行风量大小，来设置不同长度渐变形式的水平分流板4，达到竖直方向上风量均分的效果。
进一步地，所述风腔在前后方向上，基于流体仿真得到的各列电池簇6风量均匀优化方法，在距离风道最近的电池簇位置处设有一定的竖直导流板5。在从后至前的方向上，首先在第一个电池簇的1/4位置，居中布置宽210mm的挡板；其次在第一个电池簇的中间位置，两侧布置宽25mm的挡板；最后，在第二个电池簇中间位置，居中布置宽120mm的挡板。这是因为冷风由风道2出风口进入第一风腔3时在前后方向的对流效果显著，左右方向的扩散效果较差，因此需要近风道2处设置左右两端对称布置或居中布置的竖直导流板5，其与送风来流互相垂直，能很好的形成绕流以减弱前后向的对流效果，增强流体在左右向的扩散。进而提高近风道2处的电池簇6风量，使前后方向上风量均匀。
在本申请的一个实施例中，所述集装箱的底部布置有多个储能变流器(PCS)模块12，位于所述电池簇6的下方，其中每个所述储能变流器(PCS)模块内置多个散热风机。
具体实施时，如图3和4所示，所述集装箱的底部布置有若干储能变流器(PCS)模块12，于电池簇模块下方空间均匀分布。储能变流器模块内置有若干风机，通过风机抽风实现模块内IGBT等电子器件的散热，模块的进风口、出风口满足相应的防尘、防水要求。
在本申请的一个实施例中，所述箱体1的内壁和外壁采用钣金架构，且所述内壁与所述外壁之间通过保温材料填充并形成保温层。
具体实施时，所述箱体整体采用两层钣金和一层保温填料构成，其中两层钣金分别为箱体的内壁和外壁，保温填料则填充内壁、外壁间的空间。
需要注意的是，在用料成本，保温性能可满足要求的条件下，两层钣金和保温填料的材料和厚度可根据实际需要取定，在本申请中并不进行具体限定。
在本申请的一个实施例中，所述空调13为一体式空调，其中，所述空调13的制冷功率不小于储能***内所有电池pack的发热功率之和。
具体实施时，所述的空调13为一体式空调，具有适宜的出风口和回风口间距。空调的制冷功率不小于储能***内所有电池pack的发热功率之和。箱体在出风口和回风口的对应位置设有相应尺寸的开孔。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种小型储能***集装箱，其中，所述集装箱包括：箱体(1)、风道(2)、空调(13)、电池簇(6)，所述箱体(1)内侧设置所述电池簇(6)，所述电池簇(6)中间开设有第一风腔(3)，所述箱体(1)左右两侧内壁与所述电池簇(6)之间设置有第二风腔(7)，其中所述空调(13)的出风口与所述风道(2)的进风口连接；
其中，
所述风道(2)在所述箱体(1)内进风导流，通过所述第一风腔(3)以及所述风道(2)，以使所述空调(13)中的空调冷风对所述电池簇(6)上各个电池pack(602)进行均匀送风散热，通过所述第二风腔(7)对所述电池簇(6)进行抽风对流，所述第一风腔(3)与所述风道(2)的出风口连接，所述第二风腔(7)位于所述箱体(1)内部两侧。
2.如权利要求1所述集装箱，其中，所述风道(2)包括一竖直结构，所述风道(2)的顶部作为所述风道的进风口(201)，所述风道(2)的底部位于所述电池簇(6)的底部下方位置处，所述风道(2)的前侧面在所述电池簇(6)中每个电池pack(602)的竖直方向上的相应分布位置处设有面积大小呈渐变状态的开孔用以作为所述风道的出风口(202)。
3.如权利要求1所述集装箱，其中，所述第一风腔(3)内设置有竖直导流板(5)，和/或水平分流板(4)，所述电池簇(6)布置于所述箱体(1)内左右两侧，且所述第一风腔(3)开设于左右两侧的所述电池簇(6)之间。
4.如权利要求3所述集装箱，其中，所述电池簇(6)包括多个，每个所述电池簇(6)包括电池支架(601)，所述电池支架(601)上安装有多个电池pack(602)，用以将所述电池pack分层布置。
5.如权利要求4所述集装箱，其中，所述水平分流板(4)包括多个，分别设置在多个所述电池pack(602)的竖直方向上，且每个所述水平分流板(4)与所述风道(2)相应位置的开孔底部对齐；
所述竖直导流板(5)包括多个，分别设置在距离所述电池簇(6)的预设范围内，且每组所述竖直导流板(5)相对于所述第一风腔(3)的左右两侧设置。
6.如权利要求1所述集装箱，其中，所述电池簇(6)的外侧设置有第二风腔(7)，且所述第二风腔(7)的高度高于所述电池簇(6)的高度，
所述第二风腔(7)的顶部设置有多个风机(14)，所述电池簇(6)中每个所述电池pack(602)的出口为所述第二风腔(7)的进风口，气流由此进风口进入所述第二风腔(7)且在所述风机(14)的作用下离开。
7.如权利要求2所述集装箱，其中，所述水平分流板(4)至少包括：固定长坂(401)和滑动短板(402)，所述固定长板(401)的长度与所述第一风腔(3)的长度相同，所述固定长板(401)的前端以及后端分别与所述第一风腔(3)的前侧以及后侧连接，
所述滑动短板(402)布置于所述固定长坂(401)的后方，且底面与固定长坂(401)的顶面相抵，所述滑动短板(402)的后端的左右两侧设置有凸起部，相应地所述风道(2)在所述滑动短板(402)的对应位置上则开设有凹槽部。
8.如权利要求1至7任一项所述集装箱，其中，所述集装箱的底部布置有多个储能变流器(PCS)模块(12)，位于所述电池簇(6)的下方，其中每个所述储能变流器(PCS)模块内置多个散热风机。
9.如权利要求1至7任一项所述集装箱，其中，所述箱体(1)的内壁和外壁采用钣金架构，且所述内壁与所述外壁之间通过保温材料填充并形成保温层。
10.如权利要求1至7任一项所述集装箱，其中，所述空调(13)为一体式空调，其中，所述空调(13)的制冷功率不小于储能***内所有电池pack的发热功率之和。
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