一种电池簇的风冷控制系统及方法与流程

本发明涉及电化学储能，具体涉及一种电池簇的风冷控制系统及方法。

背景技术：

1、电池簇是储能集装箱的重要组成部分，包括了电池簇架和多个放置在电池簇架上的电池包，能够实现电池包的快速集成和快速投入使用。

2、电池簇在工作过程中，电池包中的电芯放电时易产生热量，使得电芯、电池包、电池簇内部温度升高，为了使得电芯始终处于合适的环境温度下正常工作，电池簇连接有空调风机，空调风机将冷风输送进电池簇中，吹向电池簇架、电池包外表面和电芯，对电池簇架、电池包外表面和电芯进行散热，电池包上的风扇排出电池簇内部散热后的冷空气，进而降低电芯、电池包和电池簇的温度，降低电芯所处的环境温度。

3、但是，目前在为电芯散热时，空调风机启动后，电池簇内的所有电池包对应的风扇全部启动，不能针对性地启动对应电芯所在电池包上的风扇，使得进入电池簇内的风不能针对性流向对应电芯所在电池包，而且进入电池簇内的冷风不能充分快速流向电池包，导致电芯散热所需时间较长，不能快速散热。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电池簇的风冷控制系统，能够精准快速为电芯、电池包和电池簇散热，提高散热效率。

2、本发明所采用的技术方案如下：一种电池簇的风冷控制系统，包括空调风机、电池簇架、多个放置在电池簇架上的电池包以及用于控制空调风机启停的控制模块，

3、所述空调风机出风口连接有用于导风且可调节风量的围挡件，所述围挡件与电池簇架连接，所述围挡件包括两侧板、后围挡板和进风箱，所述电池簇架包括两个座体、多根竖梁和多根横梁本体，所述竖梁行列分布在两座体之间，所述横梁本体位于座体两侧和后侧的竖梁之间，并沿着竖梁高度方向间隔分布，所述座体为四边形的固定框，所述侧板与座体两侧的竖梁连接，所述后围挡板一端与位于下方的座体后侧端面连接，另一端与位于上方的座体后侧端面有距离，所述进风箱与侧板上端、后围挡板均连接，所述进风箱后端面与后围挡板共面，所述进风箱下端面靠近后围挡板的一端与后围挡板有距离，所述进风箱设有第一进风口，所述进风箱下端面一端与后围挡板之间围合形成第二进风口，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板和两侧板围合形成第一风道，所述进风箱下端面设有第二通槽，所述第二通槽靠近后围挡板的内侧壁连接有扰流板，所述扰流板倾斜设置并位于进风箱内，所述扰流板上设有若干个第三过孔，所述第一进风口、扰流板和第二通槽围合形成第二风道；

4、所述电池包包括电池箱和多组放置在电池箱内的电池模组，所述电池箱前端面设有风扇，后端面设有多个蜂窝孔，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板和蜂窝孔围合形成第十四风道，所述电池模组包括多个电芯；

5、所述控制模块还用于控制风扇启停，所述电芯均设有用于检测电芯温度的第一检测模块，所述第一检测模块用于将检测的温度信息传输给控制模块；

6、若所述控制模块接收到第一检测模块检测的温度信息高于预设的第一温度阈值时，所述控制模块启动空调风机和与第一检测模块对应的电池包上的风扇，所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十四风道，用于对电芯散热；

7、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道，用于对电池簇架和电池包散热；

8、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第二风道，用于对电池簇架和电池包散热。

9、解释说明：储能集装箱包括多个电池簇，电池簇包括电池簇架、多个位于电池簇架上的电池包和用于导风的电池簇风道结构，电池包包括电池箱和位于电池箱内部的多个电池模组，电池模组包括多个电芯。

10、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

11、1、本发明的控制模块、第一检测模块配合作用，能够针对性地精准控制某一电池包（某一电池包具体指第一检测模块检测出的温度信息高于预设的温度阈值时，第一检测模块对应的电池包）上风扇的启停，具体为，当某一电池包上的风扇启动时，从空调风机排入的风流向电池簇内，因只有该电池包上的风扇启动，所以内部的风会大量朝向该电池包内部流动，使得进入该电池包内的风量增加，进而使得电池包的电芯充分与冷风接触，电芯能够快速散热，再配合上第一风道、第二风道、第十四风道，能够使得从空调风机排入的风通过多道有效的风道充分快速流向电芯、电池包和电池簇架，使得电芯能够快速散热；

12、2、本发明的第一风道为电池簇提供主要进风风道，经过第一风道的风流向是从底座后侧向底座前侧流动，能够调节电池簇内部温度，后围挡板是倾斜的，后围挡板下端端面与下端的座体后侧端面之间垂直距离小于后围挡板上端端面与上端的座体后侧端面之间垂直距离，能够使得后围挡板上端与两侧板围合的面积大于后围挡板下端与两侧板围合的面积，进而使得风从第一风道进入之后，后围挡板上端与电池簇架围合的空间也有大量的风，能够使得用于散热的风吹向电池簇上端，防止因风的流速过快直接流向后围挡板下端，防止电池簇内散热不均匀；第二风道为电池簇的辅助进风风道，能够使得进入的部分风直接从电池簇顶部流向电池簇内部，即是从电池簇内部上方开始逐渐向电池簇内部进行散热，第二风道和第一风道配合作用，使得进入电池簇的风分两个大方向流动，进而能够提高电池簇散热效率；

13、3、本发明的蜂窝孔能够便于风进入到电池包内部，实现对电池包内部的散热，第十四风道是风进入电池包内部的主要通道，能够实现电池包内部的有效散热。

14、作为本发明优选的实施方式，所述座体前后的端面均设有第四过孔，与所述横梁本体连接的竖梁均沿着竖梁高度方向设有第二过孔，所述横梁本体设有开口朝向电池包的第一通槽，所述第一通槽底部设有若干个第一过孔，所述电池包后端面和两侧面均设有若干个蜂窝孔，所述第一过孔与蜂窝孔相对，所述第一过孔的面积大于蜂窝孔的面积，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板和第四过孔围合形成第三风道，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板和第二过孔围合形成第四风道，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板和第一过孔围合形成第五风道，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、第一过孔和蜂窝孔围合形成第十六风道；

15、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十六风道，用于对电芯散热；

16、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第五风道，用于对电池包局部散热；

17、所述空调风机吹出的冷源路径为 空调风机出风口、第一风道、第四风道，用于对电池包局部散热；

18、所述座体四个角落均设有用于检测座体温度的第二检测模块，所述第二检测模块用于将检测的温度信息传输给控制模块；

19、若所述控制模块接收到第二检测模块检测的温度信息高于预设的第二温度阈值时，所述控制模块启动空调风机，所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第三风道，用于对电池簇架局部散热。

20、本方案有益效果：第十六风道能够使得在电池包后端面与横梁本体相对时，风能够通过第一过孔处进入电池包内，第四过孔能够减轻座体的重量，又使得风能够穿过座体，进而使得座体快速散热，第三风道能够使得风流到座体与后围挡板连接处，进而使得座体和后围挡板连接处快速散热，第二过孔能够减轻竖梁的重量，能够便于风穿过竖梁进入到电池簇内部，第四风道是风进入电池簇架内部的主要风道，第四风道能够使得风流向电池簇内部，即电池簇架和电池包之间，能够使得竖梁快速散热，也能够使得风快速吹向电池包外表面，能够提高电池簇内部散热效率，第一通槽能够减轻横梁本体的重量，第一过孔能够便于风穿过横梁本体，第五风道能够使得风穿过第一过孔流向电池包外表面，同时风穿过第一过孔时也辅助横梁本体散热，第十六风道、第五风道和第四风道为风在电池簇内部流动提供有效的风道，既实现对电芯的散热，又对电芯周围的环境进行散热，从而提高散热效率；

21、第二检测模块和控制模块配合，能够辅助检测电池簇内部温度情况，第三风道能够使得风流到座体与后围挡板连接处，进而使得座体和后围挡板连接处快速散热。

22、作为本发明优选的实施方式，所述座体宽度方向的竖梁之间设有若干张用于安装电池包的安装板，所述安装板沿着竖梁高度方向间隔分布，所述安装板包括与竖梁连接的第一支撑部和与第一支撑部连接并呈夹角的第二支撑部，两张所述安装板之间连接有电池包，所述电池包下表面与第二支撑部上表面贴合，所述第一支撑部连接有与电池包侧面抵接的第一弹性限位件，所述第二支撑部连接有与电池包上表面抵接的第二弹性限位件，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、第一支撑部和电池包侧面之间围合形成第六风道，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、相邻电池包之间围合形成第七风道；

23、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第六风道，用于对电池包局部散热；

24、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第七风道，用于对电池包局部散热。

25、本方案有益效果：当电池包放置在安装板上时，电池包下端面位于第二支撑部上，电池包两侧边分别与第一支撑部相对，此时，1、位于第一支撑部上的第一弹性限位件与电池包侧边抵接，第一弹性限位件既能够对电池包两侧边进行限位，又使得电池包两侧边与第一支撑部之间有间隙，即电池包两侧和第一支撑部围合形成的空间能够便于用于散热的风流动，能够避免电池包与第一支撑部直接贴合积聚储存热量，便于电池包和第一支撑部散热，还能够防止电池包横向移动，还能够在电池簇移动时对电池包起到缓冲和减震的作用，有效保护到电池包内部的部件；2、第二支撑部上的第二弹性限位件与相邻电池包上端面抵接，使得电池包下端面与相邻电池包上端面相对被固定，能够对相邻电池包进行限位，且电池包下端面与相邻电池包上端面有间隙，即相邻两电池包围合形成的空间能够便于用于散热的风流动，还能够避免电池包与相邻电池包靠得太近积聚储存热量无法散热；3、第一弹性限位件和第二弹性限位件配合作用，能够减少电池包与安装板的接触面积、增大电池包与相邻电池包之间的距离，从而便于用于散热的风与电池包外表面充分接触，进而提高电池包散热效率，提高电池簇整体的散热效率；4、第六风道能够使得风直接吹向电池包侧面和第一支撑部，能够为电池包侧面和第一支撑部快速散热，第七风道能够使得风直接吹向电池包下端面和相邻电池包上端面，为相邻电池包散热。

26、作为本发明优选的实施方式，所述第一支撑部靠近座体后侧的竖梁的一端设有第一缺口，所述第一弹性限位件倾斜设置，所述第一弹性限位件一端与第一缺口内侧壁连接，所述第一弹性限位件与第一支撑部之间的夹角开口朝向座体后侧，所述第二支撑部靠近座体后侧的竖梁的一端设有第二缺口，所述第二弹性限位件倾斜设置，所述第二弹性限位件一端与第二缺口内侧壁连接，所述第二弹性限位件与第二支撑部之间的夹角开口朝向座体后侧，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、第二过孔和第一缺口围合形成第八风道，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、相邻电池包之间和第二缺口围合形成第九风道；

27、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第八风道，用于对电池包局部散热；

28、所述第二支撑部上设有用于检测第二支撑部温度的第三检测模块，所述第三检测模块用于将检测的温度信息传输给控制模块；

29、若所述控制模块接收到第三检测模块检测的温度信息高于预设的第三温度阈值时，所述控制模块启动空调风机和位于第三检测模块周围的电池包上的风扇，所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第九风道，用于对第二支撑部散热。

30、本方案有益效果：1、第一缺口能够在第一弹性限位件摆动时提供容纳空间，便于第一弹性限位件顺利摆动，还能够便于用于散热的风穿过为第一支撑部散热；2、第一弹性限位件倾斜设置且夹角开口朝向座体后侧，能够便于电池包放置在第二支撑部上时电池包两侧被逐渐稳定限位；3、第二缺口能够在第二弹性限位件摆动时提供容纳空间，便于第一弹性限位件顺利摆动，还能够便于用于散热的风穿过为第二支撑部散热，还能够减少电池包下端面与第二支撑部接触的面积，便于用于散热的风为电池包下端面散热；4、第二弹性限位件倾斜设置且夹角开口朝向座体后侧，能够便于相邻电池包放置在第二支撑部上时该电池包上端面被上方第二支撑部上的第二弹性限位件逐渐稳定限位；5、第八风道能够使得风吹向电池包侧面为电池包外表面散热，还能够在风穿过第一缺口时也为第一支撑部散热，第九风道能够使得进入相邻电池包之间的风能够吹向电池包与第二支撑部紧贴处，为电池包下端面散热，同时也能够为第二支撑部散热；5、第三检测模块和控制模块配合作用，能够辅助检测电池簇内部温度情况。

31、作为本发明优选的实施方式，所述第二支撑部下表面与横梁本体上表面之间有距离，所述第二支撑部下表面与横梁本体上表面之间的距离大于相邻电池包之间的距离，所述第二支撑部和横梁本体分别位于相邻电池包间隙两侧，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、第二支撑部下表面、横梁本体上表面和相邻电池包之间的间隙围合形成第十风道；

32、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十风道，用于对电池包局部散热。

33、本方案有益效果：第二支撑部下表面与横梁本体上表面之间的距离大于相邻电池包之间的距离，能够使得穿过第二支撑部下表面与横梁本体上表面之间的风量大于进入相邻电池包之间的风量，使得风有效进入相邻电池包之间，有效对相邻电池包进行散热，第十风道能够使得在电池包与横梁本体相对时，风进入相邻电池包之间，进而实现对相邻电池包相邻的面散热。

34、作为本发明优选的实施方式，所述横梁本体靠近电池包的端面与电池包后端面之间有距离，所述电池包前端面与座体前侧端面位于同一水平面上，所述电池包长度小于与第二支撑部长度，所述第二支撑部两端分别与座体对应的侧面位于同一水平面上，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、横梁本体上表面和第一通槽围合形成第十一风道，所述第一进风口、第二进风口、后围挡板、横梁本体上表面、第一通槽和蜂窝孔围合形成第十五风道；

35、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十一风道，用于对电池包局部散热；

36、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十五风道，用于对电芯散热。

37、本方案有益效果：横梁本体与电池包后端面有距离，即横梁本体与电池包不接触，能够减少因横梁本体与电池包表面接触积聚的热量，此时第一通槽的侧壁能够作为挡板，第一通槽侧壁、横梁本体靠近电池包的端面与用于储能的电池包有距离这两部分配合作用，能够辅助对部分风的流向进行改道，使得从风道口进入电池簇内的部分风遇到第一通槽的侧壁时能够稍作停留，进一步使得风也能够流向第一通槽上表面再进入电池包内，防止风直接往下流动，电池包纵向方向长度小于与第二支撑部纵向方向长度，能够使得电池包和靠近电池包后端面的竖梁之间有距离，防止电池包与竖梁之间接触或者靠近导致的热量积聚，也使得电池包后端面与后围挡板之间的距离增加，即能够使得电池包后端面与后围挡板围合的空间体积变大，使得能够存储更多的风，进一步能够增加电池包的散热能力，第十一风道能够便于风到达横梁本体上表面后，从第一通槽靠近电池包的面流动，最后流向电池包后端面，实现对电池包后端面散热；第十五风道能够使得风做短暂停留然后进入到电池包内部，使得风能够有效进入电池包内。

38、本发明的目的之二在于提供一种电池簇的风冷控制方法，包括以下步骤：

39、s1：用于检测电芯温度的第一检测模块、用于检测座体温度的第二检测模块、用于检测第二支撑部温度的第三检测模块分别将检测到的温度信息传输给控制模块；

40、s2：所述控制模块接收到第一检测模块检测的温度信息高于预设的第一温度阈值时，所述控制模块控制空调风机和与第一检测模块对应的电池包上的风扇启动运转，所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十四风道，用于对电芯散热；

41、所述控制模块接收到第二检测模块检测的温度信息高于预设的第二温度阈值时，所述控制模块控制空调风机启动运转，所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第三风道，用于对电池簇架局部散热；

42、所述控制模块接收到第三检测模块检测的温度信息高于预设的第三温度阈值时，所述控制模块控制空调风机和位于第三检测模块周围的电池包上的风扇启动运转，所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第七风道，用于对电池包局部散热；

43、同时所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道，用于对电池簇架和电池包散热；

44、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第二风道，用于对电池簇架和电池包散热；

45、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十六风道，用于对电芯散热；

46、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第五风道，用于对电池包局部散热；

47、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第四风道，用于对电池包局部散热；

48、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第六风道，用于对电池包局部散热；

49、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十风道，用于对电池包局部散热；

50、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十一风道，用于对电池包局部散热；

51、所述空调风机吹出的冷源路径为空调风机出风口、第一风道、第十五风道，用于对电芯散热；

52、s3：所述控制模块接收到第一检测模块检测的温度信息处于预设的第一温度阈值区间内时，所述控制模块控制空调风机和与第一检测模块对应的电池包上的风扇暂停运转；

53、所述控制模块接收到第二检测模块检测的温度信息处于预设的第二温度阈值区间内时，所述控制模块控制空调风机暂停运转；

54、所述控制模块接收到第三检测模块检测的温度信息处于预设的第三温度阈值区间内时，所述控制模块控制空调风机和位于第三检测模块周围的电池包上的风扇暂停运转。

55、本方案有益效果：第一检测模块能够检测电芯的温度信息，第二检测模块能够检测电池包与电池包之间位置处的温度信息，第三检测模块能够检测电池簇底部的温度信息，第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块配合作用，能够充分对电池簇内部进行温度检测，便于有效掌握电池簇内部温度情况，第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块和控制模块配合作用，能够控制空调风机和风扇的启停，能够实现电池簇内部有效精准散热；第一风道、第二风道、第三风道、第四风道、第五风道、第六风道、第七风道、第十风道、第十一风道、第十四风道和第十五风道配合作用，既能够为空调风机排入的风提供风道，又能够为电池簇内部电池包与电池簇架之间、电池簇架与电池簇架之间、电池包与电池包之间提供多道有效风道，使得进入电池簇的风能够充分快速流向电池簇内部，实现快速降温。