【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂电池储能柜，属于储能柜冷却。
技术介绍
1、以锂离子电池为主的电化学储能技术具有响应速度快、模块化设计以及建设周期短等特点，已经规模化应用于电力储能工程中，截止2023年6月底，全国装机容量已经超过千万千瓦。然而，因锂电池热失控导致的安全问题一直是行业规模化发展的隐患，国内外近十年来已经发生数十件起火爆炸事故，锂电池储能制冷技术一直是国内外产业界的研究热点和痛点。
2、早期锂电池储能系统冷却装置主要以空冷，储能仓或者储能柜内通过配置空调制冷装置，使空调产生的低温气流流过电池堆的四周，将电池堆的热量带走，实现锂电池储能系统的冷却。这种方式由于用于散热冷却的气流在沿着电池堆周围流动的过程中，气流温度逐渐升高，导致电池堆首先接触气流的部分得到良好的降温效果，而后续接触气流的部分由于气流温度逐渐升高而得不到良好的散热，存在制冷效果不均匀导致的锂电池温度分布差异性较大，影响储能系统的一致性。出于安全冗余考虑，为了使电池堆后续接触气流的部分得到足够的冷却效果，往往需要将空调的启动温度设置较低(通常为18℃)，以兼顾电池堆不同位置单体锂电池散热冷却，导致部分锂电池运行温度偏低，空调能耗较大等系列问题，这在当前的百千瓦级工商业储能柜中尤其明显。
3、为提高制冷系统的均匀性，降低空调能耗，近年来锂电池储能仓采用液冷系统，液体冷却方式是采用1：1比例的水和乙二醇混合物作为液冷剂，使液冷剂流经锂电池模块底盘，通过导热胶实现与锂电池底部热交换。由于水的热容较大，导致电池堆的底部和顶部温差较大，考虑到温差对电池
4、为改善底盘液冷导致的电芯局部温差问题，同时改善液冷剂存在的消防隐患，近来开发了油浸没式液冷技术，将电池模块或者电池簇浸没于绝缘液体中，实现了锂电池制冷与消防一体化保护目标，但极大的增加了成本，同时不利于锂电池系统的维护，电池簇浸没于绝缘液体中导致运维难度偏高。
5、因此，空调制冷仍然是降低锂电池储能仓成本的有效方案，但目前现有技术的锂电池储能仓，为了保证可靠控温仍需预留较大的制冷余量、设定较低的冗余预冷温度，导致浪费能源，制冷效率低的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种锂电池储能柜，用以解决现有空调制冷锂电池仓制冷效率低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
3、本专利技术的一种锂电池储能柜的技术方案，包括柜体和设置在柜体内的电池堆，以及制冷空调，所述柜体内间隔设置两个电池堆，两个电池堆相对的一侧之间形成进风风道，进风风道内在电池堆上方设置有封闭的与制冷空调出风口连通的冷风通道，冷风通道朝向两个电池堆之间开设有若干冷气出风孔；两个电池堆朝外的一侧分别与所述柜体之间形成回风风道，回风风道与制冷空调进风口连通；制冷空调产生的低温气体从冷风通道进入两个电池堆之间并从电池堆的端部进入回风风道最终进入制冷空调完成一个散热循环。
4、本专利技术提供的一种锂电池储能柜，通过柜体和锂电池电池堆之间形成冷却流道，冷却气流在两电池堆之间上方的冷风通道内聚集后均匀进入热量聚集最多的两电池堆之间的上部，从两电池堆之间上部下降到两电池堆之间的下部对两电池堆之间一侧进行散热，并向两电池堆远离空调进风口的一端流动，并在绕过电池堆端部后进入电池堆与柜体侧壁之间的下游流道(即回风风道)对两电池堆相背朝外的一侧进行散热。
5、本专利技术的锂电池储能柜散热过程中冷却气流均匀的进入电池之间，且在流向方向上首先进入热量最大的区域，随着冷却气流温度逐渐升高然后再流过热量相对较小的区域，保证了电池堆温度的均衡，避免热量在舱内积累，无需设置较低的预冷温度来应对不均衡电池堆温度的较高温度部分，提高空调启动温度，因而提高了空调制冷效率，同时还减少了特定装机容量下的制冷功率配置。
6、进一步地，所述制冷空调设置在柜体一个端面上，所述冷风通道和回风风道均延伸到该端面上；该端面上还设置有连通回风风道到柜体外环境的散热风机，以及连通柜体外环境到两个电池堆之间的进风风机。
7、同时本专利技术还设计了连通外界空气的进出排风扇(进风风机和散热风机)，并纳入闭环风道设计中，在外部环境温度较低或者内部环境温度过高时，启动进排风系统，与制冷空调协同控制，实现降低能耗的同时保障运行安全的功能。
8、进一步地，两个电池堆顶部沿间隔方向均设置有连接柜体顶部的隔热板，两个电池堆及对应的隔热板及柜体顶部围成所述进风风道。
9、进一步地，与所述柜体顶部围成所述冷风通道。
10、进一步地，每个电池堆和其顶部设置的隔热板、对应的柜体顶部及柜体侧壁之间围成回风风道。
11、进一步地，所述回风风道内设置有朝向制冷空调进风口方向的回风风道风扇。
12、进一步地，所述制冷空调出风口设置用于检测空调出风温度的空调温度传感器，所述空调出风温度大于第一设定阈值时，所述制冷空调满功率运行，所述进风风机最大转速运行；所述空调出风温度小于第一设定阈值时，所述制冷空调以非满功率运行。
13、进一步地，所述空调出风温度小于第一设定阈值，但大于第二设定阈值时，所述制冷空调以一个柜体内预设温度为目标自动运行；所述空调出风温度小于第二设定阈值时，所述制冷空调以一个预设的较低功率运行。
14、进一步地，所述空调出风温度小于第一设定阈值时，但大于第二设定阈值时，还比较所述空调出风温度和外界环境温度；若外界环境温度小于空调出风温度，所述进风风机以预设转速运行；若外界环境温度大于空调出风温度，所述进风风机以最大转速运行。
15、进一步地，所述空调出风温度小于第二设定阈值时，还比较所述空调出风温度和外界环境温度；若外界环境温度小于空调出风温度，所述进风风机以预设转速运行；若外界环境温度不小于空调出风温度，所述进风风机以最大转速运行。
16、本专利技术的有益效果为：
17、本方法锂电池储能柜的特点是对低温和升温气流分流道设计，形成一个循环闭环结构，升温气流经过的回风风道与空调的进风口及连通外界的散热风机连接，形成制冷与排空两种可协同工作的方式，低温气流的进风风道与空调出风口连接，同时储能柜内设置连通外界和进风风道的进风风机，进风风机和散热风机均采用电控格栅实现与外部闭合或者开启的控制，同时启动以维持内部气压平衡。
18、同时由于空调回风是回风风道内的升温空气，不是舱内的环境温度的空气，因此也使得可以提高空调的启动温度，减少储能系统运行及备用制冷能耗。同时，当舱外环境温度较低或者舱内温度过高时，可以采用进出风扇协助储能系统制冷，在减少能耗的同时，还可以降低空调容量配置，提高了安全性，降低系统成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锂电池储能柜，包括柜体和设置在柜体内的电池堆，以及制冷空调，其特征在于，所述柜体内间隔设置两个电池堆，两个电池堆相对的一侧之间形成气流方向朝向远离制冷空调一端的进风风道，进风风道内在电池堆上方设置有封闭的与制冷空调出风口连通的冷风通道，冷风通道朝向两个电池堆之间开设有若干冷气出风孔；两个电池堆朝外的一侧分别与所述柜体之间形成回风风道，回风风道与制冷空调进风口连通。
2.根据权利要求1所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述制冷空调设置在柜体一个端面上，所述冷风通道和回风风道均延伸到该端面上；该端面上还设置有连通回风风道和柜体外环境的散热风机，以及连通柜体外环境和两个电池堆之间的进风风机。
3.根据权利要求2所述的锂电池储能柜，其特征在于，两个电池堆顶部沿间隔方向均设置有连接柜体顶部的隔热板，两个电池堆及对应的隔热板及柜体顶部围成所述进风风道。
4.根据权利要求3所述的锂电池储能柜，其特征在于，与所述柜体顶部围成所述冷风通道。
5.根据权利要求3所述的锂电池储能柜，其特征在于，每个电池堆和其顶部设置的隔热板、对应的柜体顶部及柜体侧
6.根据权利要求5所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述回风风道内设置有朝向制冷空调的回风风道风扇。
7.根据权利要求2所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述制冷空调出风口设置用于检测空调出风温度的空调温度传感器，所述空调出风温度大于第一设定阈值时，所述制冷空调满功率运行，所述进风风机最大转速运行；所述空调出风温度小于第一设定阈值时，所述制冷空调以非满功率运行。
8.根据权利要求7所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述空调出风温度小于第一设定阈值时，但大于第二设定阈值时，所述制冷空调以一个柜体内预设温度为目标自动运行；所述空调出风温度小于第二设定阈值时，所述制冷空调以一个预设的较低功率运行。
9.根据权利要求8所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述空调出风温度小于第一设定阈值时，但大于第二设定阈值时，还比较所述空调出风温度和外界环境温度；若外界环境温度小于空调出风温度，所述进风风机以预设转速运行；若外界环境温度大于空调出风温度，所述进风风机以最大转速运行。
10.根据权利要求8所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述空调出风温度小于第二设定阈值时，还比较所述空调出风温度和外界环境温度；若外界环境温度小于空调出风温度，所述进风风机以预设转速运行；若外界环境温度不小于空调出风温度，所述进风风机以最大转速运行。
...【技术特征摘要】
1.一种锂电池储能柜，包括柜体和设置在柜体内的电池堆，以及制冷空调，其特征在于，所述柜体内间隔设置两个电池堆，两个电池堆相对的一侧之间形成气流方向朝向远离制冷空调一端的进风风道，进风风道内在电池堆上方设置有封闭的与制冷空调出风口连通的冷风通道，冷风通道朝向两个电池堆之间开设有若干冷气出风孔；两个电池堆朝外的一侧分别与所述柜体之间形成回风风道，回风风道与制冷空调进风口连通。
2.根据权利要求1所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述制冷空调设置在柜体一个端面上，所述冷风通道和回风风道均延伸到该端面上；该端面上还设置有连通回风风道和柜体外环境的散热风机，以及连通柜体外环境和两个电池堆之间的进风风机。
3.根据权利要求2所述的锂电池储能柜，其特征在于，两个电池堆顶部沿间隔方向均设置有连接柜体顶部的隔热板，两个电池堆及对应的隔热板及柜体顶部围成所述进风风道。
4.根据权利要求3所述的锂电池储能柜，其特征在于，与所述柜体顶部围成所述冷风通道。
5.根据权利要求3所述的锂电池储能柜，其特征在于，每个电池堆和其顶部设置的隔热板、对应的柜体顶部及柜体侧壁之间围成回风风道。
6.根据权利要求5所述的锂电池储能柜，其特征在于，所述回风风道内设...
【专利技术属性】
技术研发人员：白雪杰，田刚领，阮鹏，张柳丽，李爱魁，李娟，司付庆，李铜，么晖，赵亚一，罗军，代紫薇，国勇健，吕金洲，
申请(专利权)人：平高集团储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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