一种无风扇设计的储能柜散热系统的制作方法

专利2025-03-23  12


本发明属于储能设备散热,尤其是一种无风扇设计的储能柜散热系统。


背景技术:

1、热管理是储能/充电技术中不可或缺的一部分,它关系到电池/电源的安全性、寿命以及整体的能量效率。随着可再生能源的发展和电网调峰的需求,储能柜在电力系统中扮演着越来越重要的角色。然而,传统的储能柜在运行过程中会产生大量热量,需要通过风扇等散热设备进行散热,这不仅增加了能耗,还容易受到环境因素的影响。同时风扇导致的噪音也是充电桩无法进入对噪音敏感的场所。因此,开发一种无需风扇散热的储能柜具有重要的实际意义。

2、现有技术1:风冷散热储能柜是一种用于储存电能的设备,它通常包含电池模块和控制管理系统,适用于电网调峰、备用电源、可再生能源储存等领域。风冷散热系统是储能柜中关键的一部分,用于维持电池在最佳工作温度范围内。风冷散热储能柜通过风扇或其他空气流动装置,将储能柜内的电池模块在充放电过程中产生的热量带走,以防止电池过热,保证电池性能和延长使用寿命。面对高密度储能的发展趋势,风冷散热储能柜存在的主要问题:1)散热能力有限:风冷散热系统的散热能力受限于空气的散热性能,对于大功率或高能量密度的储能柜,散热效果可能存在不足。2)环境适应性:风冷散热系统在高温或高湿环境下,散热效果会受到影响。3)噪音问题:风扇运行时会产生噪音,对周围环境造成影响。风冷散热系统需要高风量来提高散热效率的情况下,噪声问题就会特别突出。4)高灰尘高盐雾等恶劣环境应用:对于环境比较恶劣的应用场景,如矿山高粉尘、沿海高盐雾,风冷散热系统通过风扇会将粉尘或盐雾吸入到设备内部,导致设备故障。

3、现有技术2:冷板液冷储能柜是一种采用液冷散热技术的储能设备,主要用于大功率或高能量密度的储能应用,如电网调峰、大型数据中心备用电源等。冷板液冷储能柜通过循环的冷却液(如水、乙二醇溶液等)吸收电池模块在充放电过程中产生的热量,然后通过散热器将热量排放到外部环境中,从而维持电池在最佳工作温度范围内。具体来说,冷板液冷散热系统主要由液冷机组、冷板、循环管路和快速接头等关键部件组成。在液冷系统中,发热部件产生的热量通过液冷板传递给循环的冷却液,然后冷却液将热量带到蒸发器释放,之后重新进入冷板循环。这个过程中,蒸发器从冷却液中吸取热量,然后通过压缩机和冷凝器将热量释放到周围环境中。冷板液冷散热方案的主要问题:1)整个散热系统相对复杂,需要消耗大量能源解决散热问题,成本也不菲。2)压缩机和冷凝器的散热也需要风扇将热量释放到周围环境中,噪声问题也无法有效解决。3)冷板液冷系统管路接口较多,很难有效规避漏液风险,可能对系统产生灾难性故障。4)冷板液冷系统需要可以解决储能电池底部的温度一致性问题,但是无法解决电池电芯上下温度一致性问题。5)环境适应性问题,对于环境比较恶劣的应用场景,如矿山高粉尘、沿海高盐雾,冷板散热系统仍然会通过风扇会将粉尘或盐雾吸入到设备内部,导致设备故障。同时增加了维护的成本,如防尘网的清洗工作。

4、随着新能源技术的发展,储能柜作为重要的能量存储和转换装置,在电力系统中扮演着越来越重要的角色。然而,储能柜内部的电池包和pcs模块等电子设备在工作过程中会持续产生大量热量,如果不及时有效地散出这些热量,将会严重影响设备的正常运行和使用寿命。目前常见的散热方式主要有风冷和水冷两种,但它们都存在一定的局限性。传统风冷系统使用风扇进行散热,运行时会产生较大的噪音,尤其是在夜间或安静环境下更为明显。水冷系统通常需要复杂的管路和水泵,增加了系统的复杂度和安装难度。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无风扇设计的储能柜散热系统,以解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种无风扇设计的储能柜散热系统,包括:

3、热源部件;包括电池包和pcs模块;

4、盛装部件,包括第一容器和第二容器,所述第一容器和第二容器内部均填充有非导电介质,所述电池包和pcs模块分别浸泡于第一容器和第二容器中的非导电介质中并通过所述非导电介质热交换;存放电池包的第一容器具体数量可以根据客户需求进行增加,来扩充储能的容量。

5、水冷却循环系统,包括水箱以及土壤,所述电池包和pcs模块与所述水冷却循环系统相连用于热量从所述电池包和pcs模块传输至水箱;

6、储能柜本体,所述第一容器和第二容器通过u型承载板承载于储能柜本体内腔中,所述u型承载板通过移动组件安装于储能柜本体的内腔中并且能够根据所需位置进行调整第一容器和第二容器的位置,所述u型承载板的内部设置有振动源部件,所述振动源部件发生震动传递至第一容器和第二容器中令内部的水波动同时变动第一容器和第二容器的横向位置,所述u型承载板通过减震缓冲部件与移动组件连接。

7、本方案优选的,所述u型承载板的顶面中间位置焊接有固定安装块,所述振动源部件包括在固定安装块的内部固定内嵌的双头气缸件,所述第一容器和第二容器分别滑动设置于固定安装块的两侧。

8、本方案优选的,所述第一容器和第二容器滑动连接在u型承载板的内底壁上,所述双头气缸件的两端均具有气缸冲击头,两个所述气缸冲击头分别与第一容器和第二容器动态接触。

9、本方案优选的,所述振动源部件还包括在u型承载板的两侧内壁上对称固定连接的多根挤压弹簧,多根所述挤压弹簧分别与相邻的第一容器或第二容器动态接触。

10、本方案优选的,当所述双头气缸件的气缸冲击头撞击在第一容器和第二容器上时,使得所述第一容器和第二容器相背滑动撞击在相邻的挤压弹簧上,在挤压弹簧的弹性反作用力下驱动第一容器和第二容器向心滑动。使得第一容器和第二容器内部的水波动,从而提高内部水冷的循环以及提高对电池包和pcs模块的冷却速度。

11、本方案优选的,所述固定安装块两侧且位于u型承载板的内底壁均开设有滑槽件,所述第一容器和第二容器的底面均固定连接有在滑槽件中滑动的定位滑块。

12、本方案优选的,所述移动组件包括对称安装在储能柜本体两侧内壁上的横向导轨件以及安装于每一侧的横向导轨件上的纵向导轨件,所述纵向导轨件的表面滑动连接有纵向滑块支座。

13、本方案优选的,所述u型承载板安装于两个纵向滑块支座之间,所述减震缓冲部件包括对称粘接在u型承载板两侧外壁上的橡胶缓冲垫,所述橡胶缓冲垫弹性抵接于纵向滑块支座的外壁上。

14、本方案优选的,所述减震缓冲部件还包括对称内嵌至每个橡胶缓冲垫中的空气缓冲弹簧件,所述空气缓冲弹簧件远离u型承载板的一端弹性抵接于纵向滑块支座的内壁上,所述u型承载板通过螺钉与纵向滑块支座连接。

15、本方案优选的,所述水冷却循环系统还包括分别置于第一容器和第二容器中的第一散热盘管和第二散热盘管,所述第一散热盘管和第二散热盘管采用多个s型铜管并联相接,所述第一散热盘管和第二散热盘管的均通过贯穿定位滑块从滑槽件穿出的连接管延伸至水箱中,并且连接管靠近水箱的一端具有循环泵。在储能柜本体正前侧面铰接有柜门,储能柜本体的两侧内壁均安装有散热窗口。

16、与现有技术相比,本发明的技术效果和优点:

17、该无风扇设计的储能柜散热系统,本技术方案采用无风扇设计,取代了传统的风扇散热系统。这不仅显著降低了系统的运行噪音,而且减少了由于风扇磨损导致的维护需求和潜在故障点,提高了系统的可靠性和使用寿命。通过双头气缸件产生的振动,使第一容器和第二容器中的非导电介质产生波动,从而增强了热交换效率。与静态的介质相比,波动的介质可以更有效地带走热源部件产生的热量,进而提高整个系统的散热效率。

18、u型承载板能够根据需要调整位置,这使得系统可以根据热源的实际发热情况灵活调节散热策略,提高了系统的适应性和灵活性。通过橡胶缓冲垫和空气缓冲弹簧件等减震缓冲部件,减少了系统内部的振动传递到外部环境,进一步降低了噪音水平,并且提高了系统的稳定性。

19、利用土壤作为自然散热环境,水箱中的冷却液通过与土壤接触进行自然冷却,这种方式比传统的机械制冷更加环保和经济。采用自然冷却方式减少了对电力的需求,同时也减少了对环境的影响。


技术特征:

1.一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述u型承载板(96)的顶面中间位置焊接有固定安装块(97),所述振动源部件包括在固定安装块(97)的内部固定内嵌的双头气缸件(98),所述第一容器(30)和第二容器(31)分别滑动设置于固定安装块(97)的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述第一容器(30)和第二容器(31)滑动连接在u型承载板(96)的内底壁上,所述双头气缸件(98)的两端均具有气缸冲击头(9801),两个所述气缸冲击头(9801)分别与第一容器(30)和第二容器(31)动态接触。

4.根据权利要求3所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述振动源部件还包括在u型承载板(96)的两侧内壁上对称固定连接的多根挤压弹簧(9602),多根所述挤压弹簧(9602)分别与相邻的第一容器(30)或第二容器(31)动态接触。

5.根据权利要求4所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:当所述双头气缸件(98)的气缸冲击头(9801)撞击在第一容器(30)和第二容器(31)上时,使得所述第一容器(30)和第二容器(31)相背滑动撞击在相邻的挤压弹簧(9602)上,在挤压弹簧(9602)的弹性反作用力下驱动第一容器(30)和第二容器(31)向心滑动。

6.根据权利要求5所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述固定安装块(97)两侧且位于u型承载板(96)的内底壁均开设有滑槽件(9601),所述第一容器(30)和第二容器(31)的底面均固定连接有在滑槽件(9601)中滑动的定位滑块(301)。

7.根据权利要求6所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述移动组件包括对称安装在储能柜本体(90)两侧内壁上的横向导轨件(93)以及安装于每一侧的横向导轨件(93)上的纵向导轨件(94),所述纵向导轨件(94)的表面滑动连接有纵向滑块支座(95)。

8.根据权利要求7所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述u型承载板(96)安装于两个纵向滑块支座(95)之间,所述减震缓冲部件包括对称粘接在u型承载板(96)两侧外壁上的橡胶缓冲垫(100),所述橡胶缓冲垫(100)弹性抵接于纵向滑块支座(95)的外壁上。

9.根据权利要求8所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述减震缓冲部件还包括对称内嵌至每个橡胶缓冲垫(100)中的空气缓冲弹簧件(99),所述空气缓冲弹簧件(99)远离u型承载板(96)的一端弹性抵接于纵向滑块支座(95)的内壁上,所述u型承载板(96)通过螺钉与纵向滑块支座(95)连接。

10.根据权利要求9所述的一种无风扇设计的储能柜散热系统,其特征在于:所述水冷却循环系统还包括分别置于第一容器(30)和第二容器(31)中的第一散热盘管(50)和第二散热盘管(51),所述第一散热盘管(50)和第二散热盘管(51)采用多个s型铜管并联相接,所述第一散热盘管(50)和第二散热盘管(51)的均通过贯穿定位滑块(301)从滑槽件(9601)穿出的连接管(302)延伸至水箱(70)中,并且连接管(302)靠近水箱(70)的一端具有循环泵(60)。


技术总结
本发明公开了一种无风扇设计的储能柜散热系统,属于储能设备散热技术领域,包括:热源部件;包括电池包和PCS模块;盛装部件,包括第一容器和第二容器,所述第一容器和第二容器内部均填充有非导电介质,所述电池包和PCS模块分别浸泡于第一容器和第二容器中的非导电介质中并通过所述非导电介质热交换;储能柜本体,所述第一容器和第二容器通过U型承载板承载于储能柜本体内腔中,存放电池包的第一容器具体数量可以根据客户需求进行增加,来扩充储能的容量。U型承载板的内部设置有振动源部件,所述振动源部件发生震动传递至第一容器和第二容器中令内部的水波动同时变动第一容器和第二容器的横向位置。

技术研发人员:王曼,李佳媚
受保护的技术使用者:杭州京工电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
转载请注明原文地址: https://tieba.8miu.com/read-12365.html

最新回复(0)