CN217641638U - 电池柜及电池储能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池柜和电池储能***。电池柜包括柜体和多个通风管道；柜体内设有多个容纳空间，每个容纳空间用于容纳电池模组，多个容纳空间并排设置；通风管道设有与外部风源连通的第一进风口和第一出风口，通风管道位于相邻两个容纳空间之间，通风管道上面向容纳空间的侧面上设有通风孔，通风孔与容纳空间连通，通风管道上面向容纳空间的侧面上设有膨胀防火层，膨胀防火层能够遇火膨胀并堵塞通风孔。由于通风管道的侧面上设置膨胀防火层，没有火源时通风孔可以正常经常进风散热，如果有容纳空间内的电池模组着火，通风管道上对应的膨胀防火层遇火立刻膨胀，封堵通风孔，有效防止火焰通过通风孔进入通风管道蔓延到其他电池模组。

Description

电池柜及电池储能***

技术领域

本实用新型涉及储能***技术领域，特别是涉及电池柜及电池储能***。

背景技术

近年来，国内外发生的电力储能***火灾引起大家对锂电池储能***的普遍关注。据不完全统计，全世界范围内锂电池储能火灾安全事故在过去的一年内发生超过30起，造成了重大的财产损失。因此，在锂离子电池成本降低到商业化的拐点后，储能***的消防安全问题就成为制约锂离子电池电力储能大规模推广的关键瓶颈。

电池储能***由十几个电芯(也可称为电池单体)以串联方式构成电池模组，接着电池模组进行串联连接成电池簇，随后电池簇通过并联集成***安置在一个电池柜中。火灾蔓延过程中，主要是由于首节电池单体热失控，通过热传导、热辐射引发相邻电池单体相继发生热失控，接着导致电池模组着火。在一般情况下，电池柜中内包含多个电池模组，当其中电池架中一个电池模组发生热失控时，容易引发相邻的电池模组也发生热失控，并蔓延到附近其他电池模组，不断蔓延到整个储能电池***内的其他电池柜，最终导致整个电池储能***发生火灾事故。

目前，电池模组安装固定在敞开式的电池支架或是密闭的电池柜内，前者虽然利于散热，但是在热失控和着火过程中，没有保温隔热和耐火阻燃能力；而后者密闭的电池柜不利于散热，会恶化内部热失控，且保温隔热和耐火阻燃能力有限，无法真正实现阻止火势蔓延的作用。

实用新型内容

基于此，有必要针对电池柜防火性能差的问题，提供一种电池柜及电池储能***。

一种电池柜，包括：

柜体，所述柜体内设有多个容纳空间，每个所述容纳空间用于容纳电池模组，多个所述容纳空间并排设置；

多个通风管道，所述通风管道设有与外部风源连通的第一进风口和第一出风口，所述通风管道位于相邻两个所述容纳空间之间，所述通风管道上面向所述容纳空间的侧面上设有通风孔，所述通风孔与所述容纳空间连通，所述通风管道上面向所述容纳空间的侧面上设有膨胀防火层，所述膨胀防火层能够遇火膨胀并堵塞所述通风孔。

上述的电池柜，柜体内设置多个用于容纳电池模组的容纳空间，多个电池模组串联向外部设备供电，同时在相邻的电池模组之间设置通风管道，为每个电池模组通风散热，防止电池模组过热失控。在多个电池模组同时充电或放电时，如果其中一个电池模组过热着火，火焰会通过通风孔进入通风管道，并顺着通风管道蔓延到其他电池模组，导致整个电池柜燃烧。由于通风管道的侧面上设置膨胀防火层，没有火源时通风孔可以正常进风散热，如果有容纳空间内的电池模组着火，通风管道上对应的膨胀防火层遇火立刻膨胀，封堵通风孔，有效防止火焰通过通风孔进入通风管道蔓延到其他电池模组。因此，该电池柜既能通过通风管道实现良好的散热功能，又能在着火时切断火势传播路径，是一种具有良好散热性能和安全性能的电池柜。

在其中一个实施例中，所述通风管道上面向所述容纳空间的侧面为基准侧面，所述基准侧面上设有所述通风孔，所述基准侧面上设有导流板，所述导流板的形状与所述通风孔的形状相适应，所述第一进风口与所述第一出风口相对设置，所述导流板上远离所述第一进风口的一侧边与所述基准侧面连接，所述导流板上的其他侧边与所述基准侧面分离，所述导流板的板面向远离对应所述容纳空间的一侧倾斜，所述导流板上靠近所述第一进风口的侧边与所述基准侧面间隔设置，所述导流板上面向对应所述容纳空间的一侧设有所述膨胀防火层。

在其中一个实施例中，所述柜体内设有多列容纳空间组，每列所述容纳空间组包括多个沿第一方向并列设置的所述容纳空间，多列所述容纳空间组沿第二方向并排设置，所述第一方向和第二方向垂直，所述通风管道位于相邻两列所述容纳空间组之间，所述通风管道上设有多个所述通风孔，所述通风孔与所述容纳空间一一对应。

在其中一个实施例中，所述通风管道为方形通风管道，所述通风管道的一端设有所述第一进风口，所述通风管道的另一端设有所述第一出风口，所述第一进风口与所述第一出风口沿所述第一方向相对设置。

在其中一个实施例中，所述柜体包括支撑框架和多个电池插箱，所述支撑框架上设有多个用于容纳所述电池插箱的隔间，所述电池插箱与所述隔间一一对应，所述电池插箱内设有所述容纳空间，所述电池插箱与所述电池模组一一对应，所述电池插箱上设有与所述容纳空间连通的第二进风口和第二出风口，所述第二进风口与所述通风孔连通。

在其中一个实施例中，所述第二进风口设置在所述电池插箱的第一端面上，所述第一端面面向所述通风管道，所述第二出风口设置在所述电池插箱的第二端面上，所述第二端面与所述第一端面垂直，且所述第二端面不与其他所述电池插箱相邻。

在其中一个实施例中，所述第二出风口上设有排气扇。

在其中一个实施例中，所述电池插箱上设有正极连接件和负极连接件，所述电池模组的正极、负极分别与对应所述电池插箱上的正极连接件、负极连接件连接，相邻两个所述电池插箱通过所述正极连接件和所述负极连接件串接；

和/或，所述电池插箱上设有采集模块，所述采集模块用于测试所述电池插箱内的所述电池模组的温度和电压，所述采集模块与外部控制单元电连接。

在其中一个实施例中，所述电池插箱包括盖板和壳体，所述壳体内设有所述容纳空间，所述壳体的顶部设有与外部连通的开口，所述盖板用于封闭所述开口。

一种电池储能***，包括多个电池模组和所述的电池柜，所述电池模组放置在所述电池柜的容纳空间内，所述电池模组与所述容纳空间一一对应，多个所述电池模组串联向外部设备供电。

上述的电池储能***，柜体内设置多个用于容纳电池模组的容纳空间，多个电池模组串联向外部设备供电，同时在相邻的电池模组之间设置通风管道，为每个电池模组通风散热，防止电池模组过热失控。在多个电池模组同时充电或放电时，如果其中一个电池模组过热着火，火焰会通过通风孔进入通风管道，并顺着通风管道蔓延到其他电池模组，导致整个电池柜燃烧。由于通风管道的侧面上设置膨胀防火层，没有火源时通风孔可以正常进风散热，如果有容纳空间内的电池模组着火，通风管道上对应的膨胀防火层遇火立刻膨胀，封堵通风孔，有效防止火焰通过通风孔进入通风管道蔓延到其他电池模组。因此，该电池储能***既能通过通风管道实现良好的散热功能，又能在着火时切断火势传播路径，是一种具有良好散热性能和安全性能的电池储能***。

附图说明

图1为一实施例中电池柜的结构示意图；

图2为一实施例中电池柜的***图；

图3为一实施例中通风管道的结构示意图；

图4为一实施例中通风管道的***图；

图5为一实施例中通风管道的剖视图；

图6为一实施例中通风管道的局部放大图。

附图标号：100、电池柜；10、柜体；11、支撑框架；12、电池插箱；121、第二进风口；122、第二出风口；13、正极连接件；14、负极连接件；15、采集模块；16、壳体；17、盖板；18、排气扇；20、通风管道；21、第一进风口；22、第一出风口；23、通风孔；231、第一通风孔；232、第二通风孔；24、第一导流板；25、第二导流板；26、膨胀防火层；30、高压箱。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图例对一些实施例中的电池柜100和电池储能***进行具体描述。

如图1至图6所示，在一实施例中，提供了一种电池柜100，包括柜体10和多个通风管道20；

其中，柜体10内设有多个容纳空间，每个容纳空间用于容纳电池模组，多个容纳空间并排设置；通风管道20设有与外部风源连通的第一进风口21和第一出风口22，通风管道20位于相邻两个容纳空间之间，通风管道20上面向容纳空间的侧面上设有通风孔23，通风孔23与容纳空间连通，通风管道20上面向容纳空间的侧面上设有膨胀防火层26，膨胀防火层26能够遇火膨胀并堵塞通风孔23。

上述的电池柜100，柜体10内设置多个用于容纳电池模组的容纳空间，多个电池模组串联向外部设备供电，同时在相邻的电池模组之间设置通风管道20，为每个电池模组通风散热，防止电池模组过热失控。在多个电池模组同时充电或放电时，如果其中一个电池模组过热着火，火焰会通过通风孔23进入通风管道20，并顺着通风管道20蔓延到其他电池模组，导致整个电池柜100燃烧。由于通风管道20的侧面上设置膨胀防火层26，没有火源时通风孔23可以正常进风散热，如果有容纳空间内的电池模组着火，通风管道20上对应的膨胀防火层26遇火立刻膨胀，封堵通风孔23，有效防止火焰通过通风孔23进入通风管道20蔓延到其他电池模组。因此，该电池柜100既能通过通风管道20实现良好的散热功能，又能在着火时切断火势传播路径，是一种具有良好散热性能和安全性能的电池柜100。

在本具体实施例中，膨胀防火层26由特殊结构的聚甲基丙烯酸酯或环氧树脂与氨基树脂、氯化石蜡等复配作为基料粘合剂，以高聚合度聚磷酸铵等为防火阻燃体系，添加钛白粉、硅灰石等无机耐火材料，并用溶剂油为溶剂复合而成。膨胀防火层26的膨胀系数、厚度可以根据通风孔23的尺寸进行设置，只要能实现遇火封堵通风孔23的功能即可。

具体地，如图3至图6所示，在一实施例中，通风管道20上面向容纳空间的侧面为基准侧面，基准侧面上设有通风孔23，基准侧面上设有导流板，导流板的形状与通风孔23的形状相适应，第一进风口21与第一出风口22相对设置，导流板上远离第一进风口21的一侧边与基准侧面连接，导流板上的其他侧边与基准侧面分离，导流板的板面向远离对应容纳空间的一侧倾斜，导流板上靠近第一进风口21的侧边与基准侧面间隔设置，导流板上面向对应容纳空间的一侧设有膨胀防火层26。

在本具体实施例中，通风管道20两侧的容纳空间分别为第一容纳空间和第二容纳空间，通风管道20两侧的通风孔23分别为第一通风孔231和第二通风孔232，通风管道20上面向第一容纳空间的侧面为第一侧面，通风管道20上面向第二容纳空间的侧面为第二侧面，第一侧面上设有第一通风孔231，第二侧面上设有第二通风孔232。

其中，如图5和图6所示，第一侧面上设有第一导流板24，第一导流板24的形状与第一通风孔231的形状相适应，第一进风口21与第一出风口22相对设置，第一导流板24上远离第一进风口21的一端与第一侧面连接，第一导流板24上的其他部分与第一侧面分离，第一导流板24的板面向远离第一容纳空间的一侧倾斜，第一导流板24上靠近第一进风口21的一端与第一侧面间隔设置，第一导流板24上面向第一容纳空间的一侧设有膨胀防火层26。

并且，第二侧面上设有第二导流板25，第二导流板25的形状与第二通风孔232的形状相适应，第一进风口21与第一出风口22相对设置，第二导流板25上远离第一进风口21的一端与第二侧面连接，第二导流板25上的其他部分与第二侧面分离，第二导流板25的板面向远离第二容纳空间的一侧倾斜，第二导流板25上靠近第一进风口21的一端与第二侧面间隔设置，第二导流板25上面向第二容纳空间的一侧设有膨胀防火层26。散热风从第一进风口21进入通风管道20后，分别经过第一导流板24与第一侧面之间的间隙、第二导流板25与第二侧面之间的间隙达到第一容纳空间、第二容纳空间，对通风管道20两侧的电池模组进行散热。当电池模组过热着火时，第一导流板24和第二导流板25上的膨胀防火层26会迅速膨胀，从而封堵第一导流板24与第一侧面之间的间隙、第二导流板25与第二侧面之间的间隙，切断火苗的传播路径，提高电池柜100的安全性。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，柜体10内设有多列容纳空间组，每列容纳空间组包括多个沿第一方向并列设置的容纳空间，多列容纳空间组沿第二方向并排设置，第一方向和第二方向垂直，通风管道20位于相邻两列容纳空间组之间，通风管道20上设有多个通风孔23，通风孔23与容纳空间一一对应。

在本具体实施例中，通风管道20上设有多个第一通风孔231、多个第二通风孔232、多个第一导流板24和多个第二导流板25，第一通风孔231、第一导流板24与第一容纳空间一一对应，第二通风孔232、第二导流板25与第二容纳空间一一对应。通风管道20可以隔绝相邻两列电池模组之间的火焰传播。

具体地，如图4和图5所示，在一实施例中，通风管道20为方形通风管道，通风管道20的一端设有第一进风口21，通风管道20的另一端设有第一出风口22，第一进风口21与第一出风口22沿第一方向相对设置。

在本具体实施例中，电池储能***还包括风机，风机的出口与第一进风口21连通，风机用于为通风管道20提供散热风源。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，柜体10包括支撑框架11和多个电池插箱12，支撑框架11上设有多个用于容纳电池插箱12的隔间，电池插箱12与隔间一一对应，电池插箱12内设有容纳空间，电池插箱12与电池模组一一对应，电池插箱12上设有与容纳空间连通的第二进风口121和第二出风口122，第二进风口121与通风孔23连通。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，第二进风口121设置在电池插箱12的第一端面上，第一端面面向通风管道20，第二出风口122设置在电池插箱12的第二端面上，第二端面与第一端面垂直，且第二端面不与其他电池插箱12相邻，即第二端面朝向柜体10外侧。散热风从通风管道的通风孔23经过第二进风口121进入容纳空间中，带走电池模组上的热量，再从第二出风口122流出容纳空间。因此该电池插箱12可以通过第二进风口121和第二出风口122实现对容纳空间的散热的功能。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，第二出风口122上设有排气扇18。可以通过控制排气扇18的风速来控制进入容纳空间的冷却风量，从而控制冷却速度。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，电池插箱12上设有正极连接件13和负极连接件14，电池模组的正极、负极分别与对应电池插箱12上的正极连接件13、负极连接件14连接，相邻两个电池插箱12通过正极连接件13和负极连接件14串接。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，电池插箱12上设有采集模块15，采集模块15用于测试电池插箱12内的电池模组的温度和电压，采集模块15与外部控制单元电连接。

具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，电池插箱12包括盖板17和壳体16，壳体16内设有容纳空间，壳体16的顶部设有与外部连通的开口，盖板17用于封闭开口。盖板17可以有效提高上下两个电池模组之间的防火性能。

如图1和图2所示，在一实施例中，提供了一种电池储能***，包括多个电池模组和电池柜100，电池模组放置在电池柜100的容纳空间内，电池模组与容纳空间一一对应，多个电池模组串联向外部设备供电。

上述的电池储能***，柜体10内设置多个用于容纳电池模组的容纳空间，多个电池模组串联向外部设备供电，同时在相邻的电池模组之间设置通风管道20，为每个电池模组通风散热，防止电池模组过热失控。在多个电池模组同时充电或放电时，如果其中一个电池模组过热着火，火焰会通过通风孔23进入通风管道20，并顺着通风管道20蔓延到其他电池模组，导致整个电池柜100燃烧。由于通风管道20的侧面上设置膨胀防火层26，没有火源时通风孔23可以正常进风散热，如果有容纳空间内的电池模组着火，通风管道20上对应的膨胀防火层26遇火立刻膨胀，封堵通风孔23，有效防止火焰通过通风孔23进入通风管道20蔓延到其他电池模组。因此，该电池储能***既能通过通风管道20实现良好的散热功能，又能在着火时切断火势传播路径，是一种具有良好散热性能和安全性能的电池储能***。

在本具体实施例中，如图1所示，电池储能***还包括高压箱30，高压箱30与其中一个电池模组电连接。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池柜，其特征在于，包括：

柜体，所述柜体内设有多个容纳空间，每个所述容纳空间用于容纳电池模组，多个所述容纳空间并排设置；

多个通风管道，所述通风管道设有与外部风源连通的第一进风口和第一出风口，所述通风管道位于相邻两个所述容纳空间之间，所述通风管道上面向所述容纳空间的侧面上设有通风孔，所述通风孔与所述容纳空间连通，所述通风管道上面向所述容纳空间的侧面上设有膨胀防火层，所述膨胀防火层能够遇火膨胀并堵塞所述通风孔。

2.根据权利要求1所述的电池柜，其特征在于，所述通风管道上面向所述容纳空间的侧面为基准侧面，所述基准侧面上设有所述通风孔，所述基准侧面上设有导流板，所述导流板的形状与所述通风孔的形状相适应，所述第一进风口与所述第一出风口相对设置，所述导流板上远离所述第一进风口的一侧边与所述基准侧面连接，所述导流板上的其他侧边与所述基准侧面分离，所述导流板的板面向远离对应所述容纳空间的一侧倾斜，所述导流板上靠近所述第一进风口的侧边与所述基准侧面间隔设置，所述导流板上面向对应所述容纳空间的一侧设有所述膨胀防火层。

3.根据权利要求1所述的电池柜，其特征在于，所述柜体内设有多列容纳空间组，每列所述容纳空间组包括多个沿第一方向并列设置的所述容纳空间，多列所述容纳空间组沿第二方向并排设置，所述第一方向和第二方向垂直，所述通风管道位于相邻两列所述容纳空间组之间，所述通风管道上设有多个所述通风孔，所述通风孔与所述容纳空间一一对应。

4.根据权利要求3所述的电池柜，其特征在于，所述通风管道为方形通风管道，所述通风管道的一端设有所述第一进风口，所述通风管道的另一端设有所述第一出风口，所述第一进风口与所述第一出风口沿所述第一方向相对设置。

5.根据权利要求1所述的电池柜，其特征在于，所述柜体包括支撑框架和多个电池插箱，所述支撑框架上设有多个用于容纳所述电池插箱的隔间，所述电池插箱与所述隔间一一对应，所述电池插箱内设有所述容纳空间，所述电池插箱与所述电池模组一一对应，所述电池插箱上设有与所述容纳空间连通的第二进风口和第二出风口，所述第二进风口与所述通风孔连通。

6.根据权利要求5所述的电池柜，其特征在于，所述第二进风口设置在所述电池插箱的第一端面上，所述第一端面面向所述通风管道，所述第二出风口设置在所述电池插箱的第二端面上，所述第二端面与所述第一端面垂直，且所述第二端面不与其他所述电池插箱相邻。

7.根据权利要求6所述的电池柜，其特征在于，所述第二出风口上设有排气扇。

8.根据权利要求5所述的电池柜，其特征在于，所述电池插箱上设有正极连接件和负极连接件，所述电池模组的正极、负极分别与对应所述电池插箱上的正极连接件、负极连接件连接，相邻两个所述电池插箱通过所述正极连接件和所述负极连接件串接；

和/或，所述电池插箱上设有采集模块，所述采集模块用于测试所述电池插箱内的所述电池模组的温度和电压，所述采集模块与外部控制单元电连接。

9.根据权利要求5所述的电池柜，其特征在于，所述电池插箱包括盖板和壳体，所述壳体内设有所述容纳空间，所述壳体的顶部设有与外部连通的开口，所述盖板用于封闭所述开口。

10.一种电池储能***，其特征在于，包括多个电池模组和权利要求1-9任意一项所述的电池柜，所述电池模组放置在所述电池柜的容纳空间内，所述电池模组与所述容纳空间一一对应，多个所述电池模组串联向外部设备供电。

Images