CN218241983U - 一种电池包及电池储能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包及电池储能***，所述电池包包括电池包壳体和位于所述电池包壳体内部的至少两层电池，每层所述电池具有多个电池单体，多个所述电池单体沿X方向和Y方向排列分布，相邻的所述电池单体之间以及所述电池单体与电池包壳体的内壁之间形成散热风道，所述电池包壳体的一端设有对应于每一层所述电池单体的散热风机，所述电池包壳体的另一端设有对应于所述电池单体的散热风口。该电池包能够实现散热效果的最大化，同时简易化与电池架及整个储能***风道的配合，避免了在电池架上开孔，达到了降低成本、降低工时的目的，同时有效提高了进入电池包的冷风量。

Description

一种电池包及电池储能***

技术领域

本实用新型涉及电池储能技术领域，尤其涉及集装箱式电池储能***的电池包。本实用新型还涉及设有所述电池包的电池储能***。

背景技术

集装箱式电池储能***将锂离子电池、电池管理***、交直流转换装置、热管理***及消防***等集成在标准集装箱内，具有集成度高、占地面积小、存储容量大、运输方便且易于安装等优点，是目前应用最广泛的储能技术之一。

集装箱式储能***电池排布紧密且集装箱环境相对封闭，电池热量容易集聚导致温升过高，影响电池的寿命和使用性能。为了解决集装箱式储能***电池温升过高问题，常用的散热方式有自然散热、强迫风冷、液冷和相变直冷，其中自然散热效率较低，且集装箱内空间狭小，空气流通不便，难以达到温控要求；液冷和相变直冷技术要求和成本较高，不适合在集装箱式电池储能***中使用；强迫风冷散热方式采用工业空调和风扇进行制冷，能够满足储能***的散热要求，且成本在可接受范围内，是目前集装箱式电池储能***最合适的散热方式。

如图1、图2所示，目前侧开门电池储能***通过两排电池架2和顶部封板形成中间的风道，空调***1的冷风通过电池架2的进风口21进入电池包3侧面，电池包3正面的风机抽风从而完成电池包3的散热。

这种散热结构存在以下缺点：

首先，由于风道需要通过两级风道转接，尤其是通过电池架2的进风口21进入电池包3，在转接的过程中冷风的损失量较大，需求的空调功率较大。

其次，电池包3采用侧进风的形式，如若电池包3与电池架2配合中产生间隙，侧面的进风口21与正面的出风口距离过近，很容易产生热风回流现象。

再者，电池包3侧面进风与集装箱风道的配合性较差，导致现有的电池架2需要从上到下开排孔处理，这种处理方式增加了成本，延长了工期，同时电池架2立柱的宽度有限，一定程度上减少了冷风的进入量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效提升电芯散热效果的电池包。

本实用新型的另一目的在于提供一种设有所述电池包的电池储能***。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电池包，包括电池包壳体和位于所述电池包壳体内部的至少两层电池，每层所述电池具有多个电池单体，多个所述电池单体沿X方向和Y方向排列分布，相邻的所述电池单体之间以及所述电池单体与电池包壳体的内壁之间形成散热风道，所述电池包壳体的一端设有对应于每一层所述电池单体的散热风机，所述电池包壳体的另一端设有对应于所述电池单体的散热风口。

可选地，每一层所述电池单体设有至少两个所述散热风机，每一个所述散热风机对应于2～4个电池单体。

可选地，所述散热风口包括若干沿X方向和Z方向排列分布的通风孔。

可选地，各所述通风孔为竖向的长圆孔。

为实现上述另一目的，本发明提供一种电池储能***，包括箱体和设于所述箱体内部的空调***、电池架，所述电池架上设有电池包，所述空调***用于通过送风风道和回风风道对所述电池包进行降温，所述电池包为上述任一项所述的的电池包。

可选地，所述箱体内部在中央位置形成送风风道，所述电池架包括位于所述送风风道两侧的第一电池架和第二电池架，所述第一电池架的外侧为第一回风风道，所述第二电池架的外侧为第二回风风道；所述第一电池架和第二电池架上的电池包的散热风口分别位于送风风道两侧，所述第一电池架上的电池包的散热风机位于第一回风风道一侧，所述第二电池架上的电池包的散热风机位于第二回风风道一侧。

可选地，所述空调***包括第一空调***和第二空调***，所述送风风道由风道隔板分为第一送风风道和第二送风风道，所述第一空调***的送风口对应于所述第一送风风道，所述第二空调***的送风口对应于所述第二送风风道；所述第一回风风道对应于所述第一空调***的回风口，所述第二回风风道对应于所述第二空调***的回风口。

可选地，所述箱体内部在中央位置形成回风风道，所述电池架包括位于所述回风风道两侧的第一电池架和第二电池架，所述第一电池架的外侧为第一送风风道，所述第二电池架的外侧为第二送风风道；所述第一电池架和第二电池架上的电池包的散热风机分别位于回风风道两侧，所述第一电池架上的电池包的散热风口位于所述第一送风风道一侧，所述第二电池架上的电池包的散热风口位于第二送风风道一侧。

可选地，所述空调***包括第一空调***和第二空调***，所述回风风道由风道隔板分为第一回风风道和第二回风风道，所述第一空调***的回风口对应于所述第一回风风道，所述第二空调***的回风口对应于所述第二回风风道；所述第一空调***的送风口对应于所述第一送风风道，所述第二空调***的送风口对应于所述第二送风风道。

可选地，所述送风风道和/或回风风道的顶部设有风道顶板，所述送风风道和/或回风风道的端部设有风道封板。

本实用新型所提供的电池包，利用电池单体之间以及电池单体与电池包壳体之间的间隙形成散热风道，并在电池包壳体的一端设有散热风机，另一端设有散热风口，使进入电池包的冷风直接流经电池单体，实现了散热的最大化效果，同时简易化了其与电池架及整个储能***风道的配合，避免了在电池架上开孔，达到了降低成本、降低工时的目的，同时有效提高了进入电池包的冷风量。

本实用新型所提供的电池储能***，使电池包的进风口直接位于一级风道中，同时冷风进入电池包后，直接流经发热的电池单体，不仅风道短，而且抽风方向与风流经方向一致，有效提高了电池包的冷风利用率，降低了空调的功率，而且，降低了风道设计的复杂程度，同时避免了电池包侧面进风距离出风口过近导致的热风回流现象。

附图说明

图1为侧开门电池储能***的集装箱风道结构示意图；

图2为图1中所示电池架的轴侧图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种电池包的轴侧图；

图4为图3所示电池包在另一视角下的轴侧图；

图5为图3所示电池包一端的正面示意图；

图6为图3所示电池包的剖视图；

图7为图3所示电池包另一端的正面示意图；

图8为图3所示电池包的俯视图；

图9为本实用新型实施例所提供的一种电池储能***的轴侧图；

图10为图9所示电池储能***的风道示意图；

图11为图10所示电池储能***的A-A视图；

图12为图10所示电池储能***的B-B视图；

图13为本实用新型实施例所提供的另一种电池储能***的风道示意图。

图中：

1.空调*** 2.电池架 21.进风口 3.电池包

100.电池包 110.电池包壳体 111.底板 112.分隔板 113.通风孔 120.电池单体 130.散热风机

210.箱体 220.空调*** 221.第一空调*** 222.第二空调*** 230.电池架 231.第一电池架 232.第二电池架 240.风道顶板 250.风道封板 260.配电柜270.送风风道 271.第一送风风道 272.第二送风风道 280.回风风道 281.第一回风风道 282.第二回风风道 290.风道隔板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图3至图8，图3为本实用新型实施例所提供的一种电池包的轴侧图；图4为图3所示电池包在另一视角下的轴侧图；图5为图3所示电池包一端的正面示意图；图6为图3所示电池包的剖视图；图7为图3所示电池包另一端的正面示意图；图8为图3所示电池包的俯视图

在一种具体实施例中，本实用新型所提供的电池包100主要由电池包壳体110和位于电池包壳体110内部的两层电池组成，电池包壳体110大体呈矩形，具有承载第一层电池的底板111和承载第二层电池的分隔板112，每一层电池具有八个电池单体120，八个电池单体120沿X方向和Y方向排列分布，在X方向上的数量为四个，在Y方向上的数量为两个，两层电池的排列方式相同，共计十六个电池单体120，在每一层电池中，相邻的电池单体120之间以及电池单体120与电池包壳体110的内壁之间形成散热风道，散热风道的方向与Y方向相一致。

电池包壳体110的一端设有四个散热风机130，其中两个散热风机130对应于第一层电池的八个电池单体120，另外两个散热风机130对应于第二层电池的八个电池单体120，每一个散热风机130对应四个电池单体120。

电池包壳体110的另一端设有散热风口，在本实施例中，散热风口为若干通风孔113，每一个通风孔113为竖向的长圆孔，若干通风孔113沿X方向和Z方向排列分布，通风孔113的分布区域覆盖每一层电池的电池单体120，以将电池包内部的散热风道与风道连通。

这里需要说明的是，上述散热风机130的排风方向既可以朝向电池包100的内部，也可以朝向电池包100的外部。如果散热风机130的排风方向朝向电池包100的内部，则散热风口为出风口，如果散热风机130的排风方向朝向电池包100的外部，则散热风口为进风口。

该电池包100由原有的侧面进风改为前后进风的结构形式，同时考虑了风道过长会导致电池结构内部温度不均，因此将电池单体120分为上下两层，通过四个散热风机130，每个散热风机130对应四个电池单体120，通过电池单体120反馈的平均温度控制散热风机130的启停，冷风进入电池包100之后，直接流经电池单体120，与电池单体120进行冷热交换后排出，完成对电池单体120的冷却，其散热风道较短，且散热风道符合冷风的流向，有效的提升了电池单体的散热效果，实现了散热效果的最大化。

而且，该电池包100能够实现与散热风道配合的简易性，避免了在电池架上开孔导致的成本增加、工期延长、风量损失等一系列问题。

电池包100的散热风机130可由电池管理***控制，且每一个电池包100的散热风机130可独立控制运行。当电池管理***检测某一电池包100温度高于设定值T时，该电池包100的散热风机130启动，至温度回差小于Δt时停止运行。该温控策略可以基于不同工况启动不同热管理控制模式，极大提升了热管理***的温度控制能力，在实现热管理性能指标的前提下，有效降低了储能***能耗。

请参考图9至图12，图9为本实用新型实施例所提供的一种电池储能***的轴侧图；图10为图9所示电池储能***的风道示意图；图11为图10所示电池储能***的A-A视图；图12为图10所示电池储能***的B-B视图。

在一种具体实施例中，本实用新型所提供的一种电池储能***为集装箱式电池储能***，其主要由箱体210、空调***220、电池架230、风道顶板240、风道封板250以及配电柜260等构成，其中，风道顶板240和风道封板250组成空调***的送风风道，电池架230上设有上文所描述的电池包100，空调***220通过送风风道和回风风道对电池架230上的电池包100进行降温。

具体地，箱体210内部在中央位置形成送风风道270，电池架230分为位于送风风道270两侧的第一电池架231和第二电池架232，第一电池架231的外侧为第一回风风道281，第二电池架232的外侧为第二回风风道282；第一电池架231和第二电池架232上的电池包100的通风孔113分别位于送风风道270两侧，第一电池架231上的电池包100的散热风机130位于第一回风风道281一侧，第二电池架232上的电池包100的散热风机130位于第二回风风道282一侧。

为了使左右两侧的流路相对独立，本实施例的空调***220由第一空调***221和第二空调***222组成，并且在送风风道270内设有风道隔板290，由风道隔板290将送风风道270分为第一送风风道271和第二送风风道272，第一空调***221的送风口对应于第一送风风道271，第二空调***222的送风口对应于第二送风风道272，第一回风风道281对应于第一空调***221的回风口，第二回风风道282对应于第二空调***222的回风口，从而形成中间进风、两侧回风的降温流路，风道隔板290将第一空调***221和第二空调***222隔开，平均分配两个空调***的冷风，使得两侧的风量更加平均。

该电池储能***在运行时，通过温度探头实时监测集装箱内各设定点的温度，当设定点的温度高于空调***的设定启动温度时，第一空调***221和/或第二空调***222运行制冷功能，并通过风道对集装箱内部进行降温，温度达到设定值时，第一空调***221和/或第二空调***222停止工作。当设定点的温度低于空调***的设定启动温度时，空调运行制热功能，并通过风道对集装箱内部进行升温，温度达到设定值时，空调停止工作。

请参考图13，图13为本实用新型实施例所提供的另一种电池储能***的风道示意图。

在另一种实施例中，箱体210内部在中央位置形成回风风道280，电池架230分为位于回风风道280两侧的第一电池架231和第二电池架232，第一电池架231的外侧为第一送风风道271，第二电池架232的外侧为第二送风风道272；第一电池架231和第二电池架232上的电池包100的散热风机130分别位于回风风道280两侧，第一电池架231上的电池包100的通风孔113位于第一送风风道271一侧，第二电池架232上的电池包100的通风孔113位于第二送风风道272一侧。

具体地，空调***220由第一空调***221和第二空调***222组成，回风风道280由风道隔板290分为第一回风风道281和第二回风风道282，第一空调***221的回风口对应于第一回风风道281，第二空调***222的回风口对应于第二回风风道282；第一空调***221的送风口对应于第一送风风道271，第二空调***222的送风口对应于第二送风风道272，从而形成中间回风、两侧进风的降温流路，通过风道隔板290可避免左右两列电池包的热风对吹，从而影响电池包的温度。

本实施例相当于在第一实施例的基础上，将电池架反向安装，同时通过风道顶板240和风道封板250组成集装箱的送风风道，需要增加一块风道封板250，也就是说，将第一实施例中间使用风道封板250、两侧开放的结构更改为两侧使用风道封板250、中间开放的结构即可。

本实施例与第一种电池储能***相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，电池包100内电池单体120的数量进一步增加或减少，或者，对每一个电池包100上的散热风机130的数量作出调整，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

改进之后的电池储能***能够使电池包100的进风口直接位于一级风道内，无需通过二三级风道的转接，从而有效减少了冷风的损失，高效的利用了冷风，有效的降低了空调选型的功率，而且，降低了风道设计的复杂程度，同时避免了电池包侧面进风距离出风口过近导致的热风回流现象。

以上对本实用新型所提供的电池包及电池储能***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括电池包壳体和位于所述电池包壳体内部的至少两层电池，每层所述电池具有多个电池单体，多个所述电池单体沿X方向和Y方向排列分布，相邻的所述电池单体之间以及所述电池单体与电池包壳体的内壁之间形成散热风道，所述电池包壳体的一端设有对应于每一层所述电池单体的散热风机，所述电池包壳体的另一端设有对应于所述电池单体的散热风口。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，每一层所述电池单体设有至少两个所述散热风机，每一个所述散热风机对应于2～4个电池单体。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述散热风口包括若干沿X方向和Z方向排列分布的通风孔。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，各所述通风孔为竖向的长圆孔。

5.一种电池储能***，包括箱体和设于所述箱体内部的空调***、电池架，所述电池架上设有电池包，所述空调***用于通过送风风道和回风风道对所述电池包进行降温，其特征在于，所述电池包为上述权利要求1至4中任一项所述的电池包。

6.根据权利要求5所述的电池储能***，其特征在于，所述箱体内部在中央位置形成送风风道，所述电池架包括位于所述送风风道两侧的第一电池架和第二电池架，所述第一电池架的外侧为第一回风风道，所述第二电池架的外侧为第二回风风道；所述第一电池架和第二电池架上的电池包的散热风口分别位于送风风道两侧，所述第一电池架上的电池包的散热风机位于第一回风风道一侧，所述第二电池架上的电池包的散热风机位于第二回风风道一侧。

7.根据权利要求6所述的电池储能***，其特征在于，所述空调***包括第一空调***和第二空调***，所述送风风道由风道隔板分为第一送风风道和第二送风风道，所述第一空调***的送风口对应于所述第一送风风道，所述第二空调***的送风口对应于所述第二送风风道；所述第一回风风道对应于所述第一空调***的回风口，所述第二回风风道对应于所述第二空调***的回风口。

8.根据权利要求5所述的电池储能***，其特征在于，所述箱体内部在中央位置形成回风风道，所述电池架包括位于所述回风风道两侧的第一电池架和第二电池架，所述第一电池架的外侧为第一送风风道，所述第二电池架的外侧为第二送风风道；所述第一电池架和第二电池架上的电池包的散热风机分别位于回风风道两侧，所述第一电池架上的电池包的散热风口位于所述第一送风风道一侧，所述第二电池架上的电池包的散热风口位于第二送风风道一侧。

9.根据权利要求8所述的电池储能***，其特征在于，所述空调***包括第一空调***和第二空调***，所述回风风道由风道隔板分为第一回风风道和第二回风风道，所述第一空调***的回风口对应于所述第一回风风道，所述第二空调***的回风口对应于所述第二回风风道；所述第一空调***的送风口对应于所述第一送风风道，所述第二空调***的送风口对应于所述第二送风风道。

10.根据权利要求5所述的电池储能***，其特征在于，所述送风风道和/或回风风道的顶部设有风道顶板，所述送风风道和/或回风风道的端部设有风道封板。

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