储能集装箱的制作方法

1.本技术属于电池集装箱散热技术领域，具体地，本技术涉及一种储能集装箱。


背景技术：

2.现有的集装箱式储能系统集成了电池、热管理系统、电池管理系统、能量管理系统、智能切换和储能变流器等核心部件，具有安装方便、占地少、便于模块化扩容和环境适应性强等优点。现有的集装箱式储能系统可以应用在调峰储能、调频储能、光伏发电储能和风电储能等场合。
3.但是，现有的集装箱式储能系统在电池工作过程中产生的热量散热不及时，热量会积聚在集装箱内，造成箱内温度不断升高。温度过高对电池各方面性能都有很大的影响，轻则影响电池性能和循环寿命，重则引发热失控，造成火灾或爆炸等事故，严重影响了电池集装箱的使用安全。


技术实现要素：

4.本技术实施例的一个目的是提供一种储能集装箱的新技术方案。
5.根据本技术的第一方面，提供了一种储能集装箱，包括：
6.箱体；
7.电池支架和电池包，所述电池支架设置于所述箱体内，所述电池包固定于所述电池支架上；
8.温控组件，所述温控组件包括温控主体和第一通道，所述温控主体的出风口与所述第一通道连通，所述第一通道位于所述电池支架的顶面和所述箱体之间；
9.所述第一通道内设置有多个挡板，多个所述挡板沿所述第一通道的延伸方向排列，所述温控组件被配置为给所述电池包散热或者预热所述电池包。
10.可选地，多个所述挡板的面积从靠近所述温控主体的方向向远离所述温控主体的方向依次增大。
11.可选地，相邻所述挡板之间的距离从靠近所述温控主体的方向向远离所述温控主体的方向依次增大。
12.可选地，所述电池支架的侧面与所述箱体之间设有第二通道，所述第二通道与所述第一通道连通。
13.可选地，还包括围板，所述箱体包括顶板和侧板；
14.所述围板设置于所述电池支架顶部，以使所述围板、所述电池支架和所述顶板围成所述第一通道，所述侧板与所述电池支架的侧面之间设有所述第二通道。
15.可选地，所述电池支架的数量至少为一个，所述电池支架沿第一方向设置于所述箱体内，所述温控主体设置于所述电池支架沿第一方向的两端。
16.可选地，所述电池支架的数量为两个，两个所述电池支架之间形成间隔腔，所述温控主体的进风口与所述间隔腔连通。
17.可选地，所述挡板包括设置于所述第一通道中部的中间挡板和设置于所述中间挡板两侧的侧挡板；
18.所述中间挡板完全阻挡所述第一通道，所述侧挡板阻挡所述第一通道的部分截面。
19.可选地，所述温控组件和所述中间挡板之间设置有多个所述侧挡板；
20.多个所述侧挡板的面积大小从所述温控组件向所述中间挡板的方向依次增大。
21.可选地，所述侧挡板活动连接于所述箱体的顶部，并与所述电池支架之间留出通道间隙。
22.可选地，所述电池包包括电池包壳体、多个电池和散热风扇，多个所述电池设置于所述电池包壳体内，并与所述电池包壳体的两端之间分别形成前腔和后腔，所述散热风扇连接于所述电池包壳体上并与所述前腔连通；
23.所述电池之间夹设有镂空的冷板，所述第二通道和所述间隔腔通过所述冷板连通。
24.本技术实施例的一个技术效果在于：
25.本技术实施例提供了一种储能集装箱，所述储能集装箱包括箱体、电池支架、电池和温控组件。所述储能集装箱的第一通道内设置有多个挡板，多个所述挡板沿所述第一通道的延伸方向排列，所述温控组件被配置为给所述电池包散热或者预热所述电池包，多个所述挡板的设置可以减小整个储能集装箱中电池的温差，增加电池整体的使用寿命。
26.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
27.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
28.图1为本技术实施例提供的一种储能集装箱的示意图；
29.图2为本技术实施例提供的一种储能集装箱沿垂直于第一方向的剖面图；
30.图3为本技术实施例提供的一种储能集装箱的电池示意图；
31.图4为本技术实施例提供的一种储能集装箱的仿真示意图。
32.其中：1、箱体；11、顶板；12、侧板；2、电池支架；21、第一通道；211、挡板；22、第二通道；3、电池包；31、电池包壳体；32、电池；33、散热风扇；34、冷板；4、温控组件；5、围板；6、bms系统。
具体实施方式
33.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
34.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
35.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适
当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
36.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
38.参照图1至图4，本技术实施例提供了一种储能集装箱，所述储能集装箱包括：
39.箱体1、电池支架2、电池包3和温控组件4，所述电池支架2设置于所述箱体1内，所述电池包3固定于所述电池支架2上。
40.参见图1和图4，所述温控组件4包括温控主体和第一通道21，所述温控主体的出风口与所述第一通道21连通，所述第一通道21位于所述电池支架2的顶面和所述箱体1之间。
41.所述第一通道21内设置有多个挡板211，多个所述挡板211沿所述第一通道21的延伸方向排列，所述温控组件4被配置为给所述电池包3散热或者预热所述电池包3，以保证所述电池包3运行的稳定性和安全性。
42.具体地，所述温控组件4可以为空调，由于所述温控组件4的出风口与所述第一通道21连通，使得所述第一通道21靠近温控主体位置的风速较高，比如给电池包3进行降温时，导致靠近温控组件4的电池包3得到的冷量较少，远离温控组件4的电池包3得到的冷量较多，这样整个储能集装箱中的电池包3之间的温差增大，会降低较多电池包3的寿命和性能。而所述挡板211的设置可以对第一通道21中的风速进行调节，并且根据挡板211的数量、安装位置和挡板高度的调节，可以调整冷风在第一通道21中的分配量，使到每组电池包3获得的冷量相同，减小整个储能集装箱中电池包3的温差，增加电池包3整体的使用寿命。
43.本技术实施例提供的所述储能集装箱包括箱体1、电池支架2、电池包3和温控组件4，所述电池支架2设置于所述箱体1内，所述电池包3固定于所述电池支架2上，所述温控组件4包括温控主体和第一通道21，所述温控主体的出风口与所述第一通道21连通，所述第一通道21位于所述电池支架2的顶面和所述箱体1之间。所述第一通道21内设置有多个挡板211，多个所述挡板211沿所述第一通道21的延伸方向排列，所述温控组件4被配置为给所述电池包3散热或者预热所述电池包3，多个所述挡板211的设置可以减小整个储能集装箱中电池包3的温差，增加电池包3整体的使用寿命。
44.可选地，多个所述挡板211的面积从靠近所述温控主体的方向向远离所述温控主体的方向依次增大。
45.具体地，由于所述挡板211阻挡了所述第一通道21中的部分流通面积，使得所述挡板211可以对第一通道21中的风速进行调节。而所述第一通道21靠近温控主体位置的风速较高，较小的挡板211面积便会阻挡较大的风量，而且为了给远离所述温控主体的电池包3进行有效降温，可以将靠近所述温控主体的挡板211的面积设置的较小，而将远离所述温控主体的挡板211的面积设置的较大，以在远离所述温控主体的第一通道21中逐渐增大局部阻力，较好地维持第一通道21内部各段压强接近或者相等。
46.可选地，相邻所述挡板211之间的距离从靠近所述温控主体的方向向远离所述温控主体的方向依次增大。
47.具体地，所述挡板211对所述第一通道21进行阻挡后，会使得所述第一通道21中的冷风流速降低，也就是使得所述第一通道21中的冷风压强增加；为了避免所述第一通道21
中的冷风压强过度增大，使得相邻所述挡板211之间的压强接近或者相同，可以控制相邻所述挡板211之间的距离从靠近所述温控主体的方向向远离所述温控主体的方向依次增大。
48.可选地，所述电池支架2的侧面与所述箱体1之间设有第二通道22，所述第二通道22与所述第一通道21连通。
49.具体地，所述第二通道22可以作为所述温控组件4的一部分，使得所述第二通道22与所述第一通道21均作为所述温控组件4的气流通道。所述温控组件4可以为空调，使得温控组件4可以进行制冷或者制热操作。温控组件4制冷时产生的冷空气可以依次通过第一通道21和第二通道22，最后再回到温控组件4内，以达到对电池包3进行散热的目的；而温控组件4制热时产生的热空气同样可以依次通过第一通道21和第二通道22，最后再回到温控组件4内，以达到对电池包3进行预热的目的。
50.另外，在温控组件4的进风口和出风口可以安装有百叶窗，以防止雨天雨水进入集装箱；而且考虑到进风口风速较高、负压较大，为了防止雨滴被吸进空调，在进风口可以安装防雨罩。
51.可选地，参见图1和图2，所述储能集装箱还包括围板5，所述箱体1包括顶板11和侧板12；
52.所述围板5设置于所述电池支架2顶部，以使所述围板5、所述电池支架2和所述顶板11围成所述第一通道21，所述侧板12与所述电池支架2的侧面之间设有所述第二通道22。
53.具体地，为了保证所述第一通道21的密封性和完整性，所述电池支架2顶部可以设置有支架顶板，围板5、支架顶板和顶板11之间形成第一通道21，也就是顶部通道；第一通道21和第二通道22连通，比如第一通道21的一侧敞开后与第二通道22连通，第一通道21的气流在流入第二通道22后仍然可以对电池包3进行温度控制。而第一通道21和第二通道22的设计不仅可以降低通道设置的物料成本，还可以节省装配时间，降低对于通道结构件的精度要求。另外，所述第一通道21和第二通道22可以通过冷空气或者热空气，以便于给所述电池包3散热或者预热。
54.具体地，所述围板5的设置使得底下的电池支架2、侧面的围板5和顶部的顶板11围成所述第一通道21，在保证所述第一通道21密封性的同时，将所述温控组件4的进出风口隔开，提高了所述温控组件4对电池包3的温度调节效率。
55.可选地，所述电池支架2的数量至少为一个，比如所述电池支架2的数量可以为一个，所述电池支架2沿第一方向设置于所述箱体1内，所述温控主体设置于所述电池支架2沿第一方向的两端。
56.具体地，所述箱体1可以为长方体，所述第一方向为所述箱体1的长度方向，所述电池支架2沿所述箱体1的长度方向设置。所述温控主体设置于所述电池支架2沿第一方向的两端，也就是一个所述电池支架2沿其长度方向的两端均设置有所述温控主体。所述电池支架2的顶部与所述箱体1之间形成第一通道21，所述电池支架2的两侧与所述箱体1之间分别形成一个第二通道22。
57.另外，所述温控组件4的外部进风口可以设置于所述箱体1沿第一方向的两端端面上，实现所述箱体1的侧面进风。而且在多个所述箱体1沿第一方向并排设置时，所述温控组件4的外部进风口设置于所述箱体1沿第一方向的两端端面上可以避免相邻箱体1对外部进风口的遮挡，保证温控组件4的进风顺畅性。
58.所述温控主体可以为空调，由于空调设置于在电池支架2的两端，因此该储能集装箱可以背靠背安装，以降低储能集装箱安装场地所占用的面积，降低了设计的成本，而且空调安装在电池支架2两端可以方便其安装固定，提高了空调后期维护的便捷性。另外，所述温控主体也可以设置于所述电池支架2沿第一方向的一端，以形成沿一个方向流通的所述第一通道21，本技术实施例对所述温控主体的数量和设置位置不做限制。
59.可选地，参见图1，所述电池支架2的数量可以为两个，两个所述电池支架2沿第一方向并排设置，所述温控主体设置于所述电池支架2沿第一方向的两端。
60.具体地，所述温控组件4从出风口输出的气流可以依次进过第一通道21、第二通道22，最后进入到温控组件4的进风口。在一种具体的实施方式中，参见图1，温控组件4可以为空调，单个储能集装箱中有4个空调，4个空调分别设置于两个电池支架2的两端后，可以分别放置在集装箱的4个角，空调内循环进风口设计在空调靠近两个所述电池支架2中间空间一侧的下部，空调内循环出风口设置在空调的顶部，空调顶部出风口和第一通道21之间通过过渡风道(过渡风道下部设置有配电箱)结构连接密封，以减小温控组件4输出气流的风阻。空调的设置位置一方面可以方便空调安装固定，另一方面提高了空调后期维护的便捷性。
61.可选地，参见图1和图2，所述电池支架2的数量为两个，两个所述电池支架2之间形成间隔腔，所述温控主体的进风口与所述间隔腔连通。
62.具体地，所述温控组件4从出风口输出的气流可以依次进过第一通道21、第二通道22、电池包3中间的缝隙和间隔腔，最后通过间隔腔进入到温控组件4的进风口，以增加了对所述电池包3温度控制的效率。另外，所述围板5的设置可以将所述第一通道21和所述间隔腔隔开，也就是将所述温控组件4的进出风口隔开，保证了所述温控组件4的温度调节效果。
63.而电池包3安装在电池支架2上后，在电池包3边缘和电池支架2靠近第二通道22的位置用密封棉做密封处理，以减弱第二通道22里面的冷气从电池支架2和电池包3之间的缝隙泄露，同时能避免电池支架2内部气流的短路。而且在对电池包3进行制冷时，可以确保流经电池包3的空气都是冷气，提高电池包3冷却的效果，降低电池包3之间的温差。
64.可选地，参见图1和图4，所述挡板211包括设置于所述第一通道21中部的中间挡板和设置于所述中间挡板两侧的侧挡板；
65.所述中间挡板完全阻挡所述第一通道21，所述侧挡板阻挡所述第一通道21的部分截面。
66.具体地，由于所述温控组件4设置于所述电池支架2沿第一方向的两端，也就是两侧温控组件4吹出的冷风风向相反，在两股气流冲撞在一起时，会造成冷气动量较大的损失，导致冷却效果会打折扣。而所述中间挡板将第一通道21分割成两段，温控组件4吹出的冷风在第一通道21中经过侧挡板时的阻挡速度会降低，进而从第一通道21输送至第二通道22后，冷风可以在第二通道22内部进一步扩散均匀，达到对电池包3的均匀控温。
67.可选地，参见图4，所述温控组件4和所述中间挡板之间设置有多个所述侧挡板；
68.多个所述侧挡板的面积大小从所述温控组件4向所述中间挡板的方向依次增大。另外，多个所述电池包3中还设置有bms系统6，也就是电池管理系统。
69.具体地，所述侧挡板的数量、安装位置和挡板高度可以通过仿真模拟获得。由于储能集装箱的实物较大且整整体呈对称结构，因此在不影响仿真准确性的情况下可以取一半
储能集装箱建立仿真数模进行制冷情况的仿真。
70.根据仿真结果和实际测试数据，储能集装箱两端靠近空调的两组电池包3周围的冷风速度高、动量大，冷风流经时由于动压高并且静压小，使得冷风漏出量很少，导致电池包3的热量无法被及时带走，该处电池包3温度相对于其他位置电池包3的温度高很多。根据多次仿真结果分析对比发现，如图4所示，在储能集装箱左侧距离第一通道21入口232mm处安装130mm高的左侧第一侧挡板，可以让第1簇第1列电池包3的温度得到有效控制，以便于其他位置的电池包3的温差维持在一个最小的范围。
71.由于左侧温控组件4和第一通道21之间通过过渡风道连接，在流经过渡风道时冷风会变得均匀一些，而在储能集装箱右侧温控组件4直接和第一通道21连接，因此进入第一通道21的冷风在风道横截面的分布均匀性比左侧稍差，而且风速也稍高，因此储能集装箱右侧第以侧挡板安装在距离风道入口348mm处，挡板高度为130mm，经过右侧第一侧挡板的阻挡作用，第一通道21内部的冷风速度下降并且静压增大，冷风从第一通道21漏出到第二通道22的风量也将增大，从而将该处电池包3热量可以被及时带走。
72.流经左右两侧第一侧挡板之后，一部分冷风漏出，剩下的冷风在第一通道21内部向前流动，此时冷风的速度已经有所下降，根据多次仿真结果对比，将左侧第二侧挡板和右侧第二侧块挡板安装在距离对应第一侧挡板1168mm处，挡板高度均为160mm，根据实际测试数据，侧挡板安装在这个位置可以有效保证第一侧挡板和第二侧挡板之间电池包3的均温性。
73.经左右两侧分别的两块侧挡板的阻碍作用，冷风速度进一步下降，风量也相应减小，根据多次仿真结果对比分析，将左侧第三侧挡板安装在距离第二侧挡板1800mm处，由于该处风量小风速低，因此将挡板高度增加到190mm，右侧第三侧挡板也采用相同布置，根据实际测试数据，第三侧挡板安装在该处可以最大限度的降低电池包3之间的温差。
74.经过左右三块侧挡板的阻挡作用之后，剩下的一部分冷风继续向前流动，由于左右两侧温控组件4吹出的冷风流动方向相反，因此，中间挡板将两侧冷风隔开后，可以避免两侧冷风撞击在一起，提高冷风的利用率。
75.由于第一通道21内部的冷风在前进过程中逐渐漏出后进入第二通道22，所以冷风风量逐渐减少，冷风压强也逐渐变小，因此需要在冷风前进的方向逐渐增加挡板的高度，以增大局部阻力，较好地维持风道内部各段压强相等，从而使冷风漏出量均匀，比如左侧的侧挡板高度依次为130mm、160mm、190mm；同时靠近第一通道21入口的侧挡板高度还可以根据温控组件4输出的风量和风速进行调整，挡板的高度可以相等，但是远离温控组件4的侧挡板高度不能比靠近温控组件4的侧挡板高度低。
76.由于冷风在前进过程中速度逐渐降低，根据多次仿真结果对比分析发现，侧挡板的间距逐渐增大也利于冷风漏出均匀，因为经过靠近第一通道21入口的侧挡板的阻挡，冷风风速下降，流场更加缓和，压强变低，第一通道21内部冷风分布更加均匀，增加相邻侧挡板之间的间距可以减少冷风因频繁受到阻挡而扰动，避免了冷风的能量损失。
77.可选地，参见图4，所述侧挡板活动连接于所述箱体1的顶部，比如连接于是顶板11上，并与所述电池支架2之间留出通道间隙。
78.具体地，温控组件4在对电池包3进行制冷时，所述侧挡板的设置可以阻挡第一通道21中的冷风，使得冷风从所述侧挡板与所述电池支架2之间的通道间隙流出，以增大第一
通道21中的局部阻力，较好地维持风道内部各段压强相等，从而使冷风漏出量均匀。
79.而所述侧挡板活动连接于所述箱体1的顶部后，比如通过活动卡扣或者卡接于箱体1顶部的卡槽内，可以灵活调节所述侧挡板对第一通道21中风量的阻挡。
80.可选地，参见图4，所述挡板211垂直于所述第一通道21的流通方向。
81.具体地，所述挡板211可以对第一通道21中的风速进行调节，而所述挡板211在所述第一通道21中气流流通方向上的阻挡面积与起阻挡效果直接相关。在所述挡板211垂直于所述第一通道21的流通方向时，也就是所述挡板211可以在所述第一通道21中气流流通方向上达到最有效的阻挡效果，达到对所述第一通道21中风速的高效调节。而所述挡板211与所述第一通道21的流通方向也可以呈锐角或者钝角，本技术实施例对此不做限制。
82.可选地，参见图3，所述电池包3包括电池包壳体31、多个电池32和散热风扇33，多个所述电池32设置于所述电池包壳体31内，并与所述电池包壳体31的两端之间分别形成前腔和后腔，所述散热风扇33连接于所述电池包壳体31上并与所述前腔连通；
83.所述电池32之间夹设有镂空的冷板34，所述第二通道22和所述间隔腔通过所述冷板34连通。
84.具体地，所述电池32可以为电池模组，也可以为单体电池，电池包3自带的散热风扇33工作时，可以在电池包3内部产生负压，第二通道22的冷气会被吸进电池包3，流过电池包3内部冷板34中的镂空区域后流至间隔腔，进而带走电池包3之间产生的热量，完成气体流场的循环。
85.冷板34可以是镂空的铝型材，冷风可以从镂空间隙穿过，在电池包壳体31的前端和后端设计有前腔和后腔，以提高过风横截面积和减少风阻，同时也可以让散热风扇33产生的负压分布均匀，从而让流经每个冷板34的镂空间隙的冷风量均匀，降低多个电池包3之间的温差。由于电池包壳体31、前腔和后腔以及冷板34的镂空间隙围成一个封闭的流道，冷风只能从这一流道流过，可以增大电池32的换热面积，充分利用冷风来提高散热效果。
86.虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。