新型高效热管理储能电池机柜系统的制作方法

1.本实用新型涉及储能电池技术，尤其涉及一种新型高效热管理储能电池机柜系统。


背景技术：

2.储能快速发展的背后是多种储能应用场景的发展，其中工商业应用的场景一般处于地域狭小、空间紧凑的地区，大型储能常受地域性、时间性的限制，此时，储能机柜的空间灵活性就尤为重要；而在不同地域环境和空间限制下，储能机柜的内部热管理系统能更好的保护机柜内电池pack的安全运用和使用寿命，能根据实际运用环境的情况调节机柜内的温湿度状态，保证电池pack的安全持久使用。
3.现有储能机柜一般是一体式pack结构，其内的热管理多采用风冷管理系统，且风冷系统和电气系统均集成在电池pack系统上，在安装运用方面依赖电池pack结构，缺乏通用性，且电池模组和电气系统一体化不利于电气安全管理。另现有储能机柜结构为固定式机柜结构，仅能满足特定的空间环境需求的使用，运用范围单一，且对电量的装机容量单一化，无法通用于各种装机电量的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中风冷系统和电气系统均集成在电池pack系统上，缺乏通用性的缺点，提供了一种新型高效热管理储能电池机柜系统，风道与电池pack系统分离，提高通用性。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
6.新型高效热管理储能电池机柜系统，包括风冷系统、柜体、设置在柜体内的承重梁、安装在相邻两承重梁之间的电池模组，风冷系统包括设置在承重梁内的风道、设置在承重梁侧面的出风口。风道与电池模组分离，风道安装运用方面脱离电池pack系统，柜体和承重梁组合的结构可通用不同型号的电池模组。且无需在柜体其他空间内设置风道，节约空间。风进入承重梁内后经出风口到电池模组，以供热交换。
7.进一步地，还包括位于电池模组前方的pack电气系统。电池pack系统分解为单独的电池模组和pack电气系统，实现拆装便捷，电气安全分级管理。
8.进一步地，pack电气系统包括位于电池模组前方的格挡面板、设置在格挡面板上的电器管理系统。
9.进一步地，还包括液冷系统、液冷系统包括液冷箱、与液冷箱相通且位于柜体内的液冷管道。双重热交换，提高散热效率。
10.进一步地，液冷管道设置在承重梁内部。液冷管道与电池模组分块设置，相互之间的安装不会受影响，通用性好，且承重梁对液冷管道起到一定的保护作用。
11.进一步地，液冷箱设置在柜体顶端，柜体上设有供液冷管道穿出柜体的进液孔、出液孔。进液孔、出液孔的设置可供液冷管道与柜体外的液冷箱连通。液冷箱设置在柜体上，
减少一些管道的设置，同时减少占用空间。
12.进一步地，风冷系统还包括位于电池模组外的风机，风机与风道相通。风机为进风提供动力。
13.进一步地，每个电池模组两侧均对应有出风口。可对每个电池模组进行均匀热交换，提高散热效率。每个电池模组两侧的出风口为两边对称结构，可实现顶部进风两侧出风的风道循环系统，实现辅助风冷管理系统。
14.进一步地，电池模组包括底托和设置在底托上的单体电池组，底托包括底板和设置在底板上的两侧边梁，两侧边梁分别命名为前侧边梁和后侧边梁，两侧边梁与单体电池组之间均具有散热间隙，出风口与散热间隙相通，散热间隙与外界大气相通。出风口的风通过散热间隙对单体电池组近距离的进行热交换，再排到外界，提高散热效率。
15.进一步地，承重梁沿高度方向的侧面设有至少一个承重筋，承重筋凸出于承重梁表面且沿承重梁宽度方向延伸，承重筋用于承接电池模组。电池模组通过支撑筋限制在柜体内相应的空间内。可根据电量的装机容量要求来装设电池模组数量，更为灵活。可通过承重筋的数量多少决定柜体长度，满足任何装机电量的机柜要求，运用范围广。
16.本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：风冷系统的风道位于承重梁内，承重梁上开设有出风口，风道与电池模组分离，减少依赖性，通用性强；电池pack系统分解为单独的电池模组和pack电气系统，实现拆装便捷，电气安全分级管理，且pack电气系统可作为风冷系统的温度格挡屏障。
17.还是设有液冷系统热管理方案，双重热传导，提高散热效率，可有效解决电池pack系统在柜体内热量堆积问题，降低电池pack系统过热失效风险，延长电池pack使用寿命；液冷系统也与电池模组分离安装，减少依赖性，提高通用性。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构图；
19.图2为本实用新型的部分爆炸图；
20.图3为本实用新型的承重梁的结构图；
21.图4为本实用新型图3的a部放大图；
22.图5为本实用新型的电池pack系统。
23.附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—承重梁、2—电池模组、3—格挡面板、4—电器管理系统、5—固定折耳、6—柜体、11—承重筋、21—单体电池组、22—底板、23—前侧边梁、24—后侧边梁、25—导流孔、26—凸耳、27—散热间隙、31—液冷箱、32—液冷管道、33—进液孔、34—出液孔、35—进液管口、36—出液管口、41—风道、42—出风口、43—风机。
具体实施方式
24.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
25.实施例1
26.新型高效热管理储能电池机柜系统，如图1、2所示，包括液冷系统、风冷系统、具有
上下左右后五个面板的柜体6、至少两个并排设置在柜体6内的承重梁1、安装在相邻两承重梁1之间且沿纵向并排设置的电池模组2、设置在每个电池模组2前方的pack电气系统。
27.承重梁1沿横向并排焊接在柜体6内，在本实施例中，承重梁1为四根，其中两根分别贴合在柜体6左右两个面板内端，剩余两根等间隔设置在柜体6内，承重梁1沿高度方向的左右两侧均设有等间隔并排设置的承重筋11，承重筋11凸出于承重梁1表面且沿承重梁1宽度方向延伸，每个承重筋11均分别与相邻的承重梁1上对应的承重筋11配合以承接一个电池模组2。
28.如图2所示，图中的竖直方向的直线箭头表示液体的进出方向及位置，液冷系统包括固定设置在柜体6上端的液冷箱31、设置在承重梁1内部的液冷管道32，如图3、4所示，液冷管道32的布置路径迂回弯曲设置，以增加液冷管道32与电池模组2及内部空间的接触面，增加液冷管道32与电池模组2的热交换面积，提高液冷管道32与电池模组2的热交换效率，进而提高液冷管道32的散热效率。液冷管道32的布置路径可以是m型、u型或s型等，在本实施例中，液冷管道32的布置路径是u型。每块承重梁1内均设置有液冷管道32，以对电池模组2进行高效的热交换，每块承重梁1内的液冷管道32的进液管口35和出液管口36均位于承重梁1上端，柜体6的上面板与每根液冷管道32的进液管口35和出液管口36相应位置分别设置有进液孔33和出液孔34，每根液冷管道32均分别通过相应的进液孔33、出液孔34穿出柜体6与液冷箱31内部形成回流，低于柜体6内温度的液体从进液管口35进入液冷管道32，即进入柜体6内部的空气进行热交换，再从出液管口36流入液冷箱31进行冷却。
29.风冷系统包括设置在承重梁1内部的风道41、设置在承重梁1上的出风口42、设置在pack电气系统上的风机43、用于将外界风连入风道41的横向风道(未示出)，横向风道位于承重梁1顶端且抵接柜体6上面板，在本实施例中，横向风道朝向柜体6背面，其进风口朝向柜体6背面。承重梁1上设置承重筋11的两个侧面均设置有出风口42，承重梁1上位于每个承重筋11上方均设置有至少一个出风口42，用于对相应的电池模组2进行风冷作用。在本实施例中，每个承重筋11上方均具有复数个出风口42，出风口42的数量根据电池模组2的横向长度进行设置，出风口42沿着承重筋11的长度方向均匀设置，以均匀的对电池模组2进行热交换。出风口42正对着电池模组2侧面。
30.如图5所示，电池模组2包括底托和设置在底托上的单体电池组21，底托包括底板22和设置在底板22上的两个相对的侧边梁，两个侧边梁分别命名为前侧边梁23和后侧边梁24，两侧边梁与单体电池组21之间均具有散热间隙27，两个侧边梁上均设有与散热间隙27相通的导流孔25。风道41通过出风口42、后侧边梁24上的导流孔25与散热间隙27相通，散热间隙27通过前侧边梁23上的导流孔25与外界相通，且前侧边梁23的两端边缘均向外凸设有凸耳26，凸耳26上具有螺孔，电池模组2嵌入相邻两个承重梁1之间并通过相应的两个承重筋11承接，再通过凸耳26用螺丝将电池模组2固定在相邻两个承重梁1上。
31.如图5所示，pack电气系统包括位于前侧边梁23前方的格挡面板3、设置在格挡面板3中部的电器管理系统4，格挡面板3两端边缘设有固定折耳5，固定折耳5上设有螺孔，格挡面板3通过固定折耳5用螺丝将格挡面板3锁紧在相邻两个承重梁1上。风机43为两个，分别设置格挡面板3的左右两部份上，且风机43与前侧边梁23上的导流孔25相通。外界风经空调系统或液冷系统处理后进入风道41，再从各个出风口42经过后侧边梁24的导流孔25进入散热间隙27，对单体电池组21内部热量进行热交换后再经前侧边梁23的导流孔25通过风机
43排出至柜体6外部。
32.上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。