CN117856074B - 一种风冷系统、电气舱及储能集装箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电化学储能技术领域，公开了一种风冷系统，应用于储能集装箱电气舱的温度调节，包括用于控制储能集装箱电力的电气柜和用于控制电气舱温度的空调，还包括隔板，空调包括第一出风口和第一进风口，电气柜包括第二进风口和第二出风口，第一进风口和第二出风口位于隔板上方，第一出风口和第二进风口位于隔板下方，第一出风口、隔板和第二进风口围合形成第一风道，第二进风口和第二出风口围合形成第二风道，第二出风口、隔板和第一进风口围合形成第三风道，空调、第一风道、第二风道和第三风道配合为电气柜提供内部循环气流进行散热。本发明能够对电气柜内电气设备定向散热，提高对电气柜的散热效率，提高电气设备使用寿命，节能。

Description

一种风冷系统、电气舱及储能集装箱

技术领域

本发明涉及电化学储能技术领域，具体涉及一种风冷系统、电气舱及储能集装箱。

背景技术

储能系统中，常将多个电气设备集合在一个柜体中，即电气柜中。为了合理布局和集中管理，还将储能系统中的其他设备，比如消防设备和电气柜放在一起组成电气舱。由于电气柜内各电气设备工作时，会产生热量，目前常在电气舱侧壁安装有进风扇和散热风机为电气柜散热，或者在电气柜上安装空调。

但在实际使用过程中，存在以下问题：1、从进风扇进入的风是对整个电气舱内部进行散热，电气柜又是柜体，只有进风口和出风口，从进风扇进入的风无法快速吹向电气柜内电气设备，对电气柜内电气设备散热，散热效率低，影响电气设备使用寿命；2、在电气柜上安装空调对电气柜定向散热，但电气舱内的温度无法调节，使电气柜外部环境温度高，散热耗费时间长，耗电，消防设备长期处于温度过高的环境中，容易发生老化变质，不利使用。

发明内容

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风冷系统，能够对电气柜内电气设备定向散热，提高对电气柜的散热效率，提高电气设备使用寿命，节能。

本发明所采用的技术方案如下：一种风冷系统，应用于储能集装箱电气舱的温度调节，包括用于控制储能集装箱电力的电气柜和用于控制电气舱温度的空调，还包括隔板，所述空调包括第一出风口和第一进风口，所述电气柜包括第二进风口和第二出风口，所述第一进风口和第二出风口位于隔板上方，所述第一出风口和第二进风口位于隔板下方，所述第一出风口、隔板和第二进风口围合形成电气柜内部下方散热的第一风道，所述第二进风口和第二出风口围合形成电气柜内部散热的第二风道，所述第二出风口、隔板和第一进风口围合形成电气柜内部上方散热的第三风道，所述空调、第一风道、第二风道和第三风道配合为电气柜提供内部循环气流进行散热。

技术方案的原理：

当电气柜内电气设备温度升高，空调启动，空调排出的风通过第一风道定向吹向电气柜内部下方，再通过第二风道，带动电气柜内的气流从电气柜内下方流向电气柜上方，对电气柜内部进行散热，通过第三风道，将从电气柜内流出的风带回到空调中，实现对电气柜内电气设备定向循环散热，空调排出的风同时通过第一风道、第二风道和第三风道吹向电气舱内部，调节电气舱内部温度。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的空调与隔板、第一出风口、第二进风口、第二出风口和第一进风口配合，形成第一风道、第二风道和第三风道，对电气柜提供内部循环气流散热，定向对电气柜内部散热，提高电气柜散热效率，提高电气设备使用寿命；还能够调节电气舱内温度，即调节电气柜所处外界温度，减少电气柜内部受到外界温度的影响，使电气柜内部散热时能更快速，从而也减少空调启动时间，节能；空调的设计相比进风扇和散热风机，安装位置集中，能够为布局其他设备留下足够空间，而且相比于安装在电气舱侧壁上的进风扇和散热风机，空调能够防止电气舱内部与电气舱外部连通，减少热交换，提高散热效率。

作为本发明优选的实施方式，所述第一进风口和第一出风口位于空调上且同侧，所述第二进风口和第二出风口位于电气柜上且同侧，所述第一出风口和第二进风口相邻，所述第一进风口和第二出风口相邻。

有益效果：第一出风口和第二进风口相邻，第一进风口和第二出风口相邻的设计，能够确保第一风道、第三风道路径最短，为电气柜提供内部循环气流的路径最短，提高散热效率。

作为本发明优选的实施方式，所述电气柜还包括第三出风口，所述第三出风口位于隔板上方，所述第三出风口位于第二出风口上方，所述第三出风口、隔板和第一进风口围合形成电气柜内部上方散热的第四风道。

有益效果：第三出风口、隔板和第一进风口配合，能够形成第四风道，进而增加电气柜内部气流排出通道，确保电气柜内部快速散热。

作为本发明优选的实施方式，所述电气柜包括柜体，所述柜体下部用于放置电气设备，上部用于放置线束，所述第二进风口与电气设备相对，所述第二出风口与线束相对。

有益效果：第二进风口与电气设备相对，能够确保从空调中排出的风通过第一风道以最短路径快速定向流向电气设备，为电气设备快速降温散热，提高散热效率，提高电气设备使用寿命，而且电气柜中电气设备产生的热相比线束产生的热而言是较多的，首先对电气设备进行。

本发明的目的之二在于提供一种电气舱，包括上文所述的风冷系统，能够确保消防设备始终处于合适的贮存环境中，防止消防设备在高温下变质和不利使用。

作为本发明优选的实施方式，还包括舱体，所述舱体中设有消防设备、消防气罐和消防排风通道，所述空调和消防设备分别位于舱体相邻内侧壁上，所述电气柜位于舱体中，所述隔板分别与舱体内侧壁、消防设备侧壁、电气柜侧壁和空调侧壁抵接，所述空调、消防设备、消防气罐和消防排风通道位于电气柜一侧，所述消防排风通道和消防气罐分别位于隔板上方和隔板下方。

有益效果：空调和消防设备分别位于舱体相邻内侧壁上，以及空调、消防设备、消防气罐和消防排风通道位于电气柜一侧的设计，能够使舱体内自身产生热量的设备在一侧，自身不产生热量的设备在一侧，减少内部热传递，便于空调排出的风快速通过第一风道、第二风道和第三风道为舱体内部、电气柜内部散热，消防排风通道和消防气罐分别位于隔板上方和隔板下方的设计，能够使消防排风风道和消防气罐相对分开处于两个空间中，确保消防气罐所处的环境相对独立，温度适宜，不受其他设备产生的热量的影响。

作为本发明优选的实施方式，所述消防排风通道位于空调上方，所述消防排风通道一侧与第二出风口上方相对，所述消防排风通道上表面和电气柜上表面均与舱体内侧壁有间隙，所述第二出风口、消防排风通道下表面、隔板和第一进风口围合形成电气柜散热的第五风道，所述第三出风口、舱体内侧壁、消防排风通道上表面和第一进风口围合形成电气柜散热的第六风道。

有益效果：第二出风口、消防排风通道下表面和第一进风口围合形成第五风道时，消防排风通道作为挡风板，促使从第二出风口排出的风汇聚，通过第五风道快速回到第一进风口，防止从第二出风口的风四处窜，第三出风口、舱体内侧壁、消防排风通道上表面围合形成第六风道时，排风通道作为导流板，引导从第三出风口排出的风从消防排风通道上方流过，不直接与从第二出风口排出的风汇合，相比第三出风口排出的风直接与从第二出风口排出的风汇合进入第一进风口而言，本方案延长了第三出风口排出的风进入第一进风口的时间，使第一进风口单位时间内进的风量减少，提高空调散热性能，舱体内整体散热效果更好。

作为本发明优选的实施方式，所述电气柜与空调所在的舱体侧壁有间隙，所述隔板包括第一阻隔部和第二阻隔部，所述第一阻隔部与舱体内侧壁固定连接，所述空调位于第一阻隔部和舱体侧壁围合的空间中，所述电气柜侧壁设有用于支撑第二阻隔部的第一支架，所述消防设备两侧均设有用于支撑第二阻隔板的第二支架，所述第一阻隔部分别与电气柜侧壁、第二阻隔部抵接，所述第二阻隔部分别与消防设备侧壁、舱体侧壁、电气柜侧壁和第一阻隔部抵接。

有益效果：电气柜与空调所在的舱体侧壁有间隙，由于舱体侧壁上有空调，这样设计能够在空间占用小的情况下，也能顺利打开舱体侧壁；第一阻隔部和第二阻隔部配合作用，将舱体内侧壁、第一阻隔部上表面和第二阻隔部上表面围合为一个空间，将舱体内侧壁、第一阻隔部下表面和第二阻隔部下表面围合为一个空间。

本发明的目的之三在于提供一种储能集装箱，包括上文所述的电气舱。

附图说明

图1是本发明电气舱的结构示意图；

图2是本发明电气舱局部的结构示意图；

图3是本发明电气舱另一角度局部的结构示意图；

图4是本发明电气舱又一角度局部的结构示意图；

图5是本发明电气舱再一角度局部的结构示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图；

图7是本发明实施例2另一角度的结构示意图

图8是本发明储能集装箱局部的结构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中具体叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，术语“第一”“第二”“一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

附图标记包括：电气舱1、电气柜101、第二进风口1011、第二出风口1012、第三出风口1013、柜体1014、放线槽1015、空调102、第一出风口1021、第一进风口1022、隔板103、第一阻隔部1031、第二阻隔部1032、舱体104、消防设备105、消防气罐106、消防排风通道107、第一支架108、第二支架109；

第一输送管2011、第二输送管2012、第三输送管2021、第四输送管2022、第一连接筒206、第二连接筒207、限位环208、锁紧件209、立柱210；

隔板401、第一通孔402、轨道403、第一遮挡板404、第三滑块4041、支撑组件405、支撑块4051、第一滑块4052、第二滑块4053、第二通孔406、第二遮挡板407。

实施例1

如图1至图5所示，一种风冷系统，如图1和图3所示，应用于储能集装箱电气舱1的温度调节，包括用于控制储能集装箱电力的电气柜101和用于控制电气舱1温度的空调102，还包括隔板103，如图2所示，空调102包括第一出风口1021和第一进风口1022，第一出风口1021和第一进风口1022位于同侧，如图2和图3所示，电气柜101包括第二进风口1011、第二出风口1012、第三出风口1013和柜体1014，第二进风口1011和第二出风口1012位于同侧，第一出风口1021和第二进风口1011相邻，第一出风口1021与消防气罐106相对，本实施例中，第一出风口1021与消防气罐106相对，能够在为电气柜内部输送风的同时，快速为消防气罐106降温，确保消防气罐106始终处于适宜的贮存环境中，确保消防气罐106能够正常使用，第一进风口1022和第二出风口1012相邻，第一进风口1022、第二出风口1012和第三出风口1013位于隔板103上方，第三出风口1013位于第二出风口1012上方，第一出风口1021和第二进风口1011位于隔板103下方。

本实施例中，柜体1014为空心立方体，柜体1014四周侧壁都密封，第二进风口1011和第二出风口1012位于柜体1014左侧，第三出风口1013位于柜体1014上表面。

如图3所示，柜体1014下部用于放置电气设备，上部用于放置线束，第二进风口1011与电气设备相对，第二出风口1012与线束相对，柜体1014内设有多个用于放置线束的放线槽1015，放线槽1015包括第一连接部和分别位于第一连接部两端且同侧的第二连接部，第二连接部沿第二连接部长度方向间隔设有多个通孔，本实施例中，第一连接部和两个第二连接部配合能够用于放置线束，通孔的设置既能辅助束缚带穿过通孔将线束束缚在放线槽中，又能减轻放线槽的重量，以及使放线槽能够快速散热。

第一出风口1021、隔板103和第二进风口1011围合形成电气柜101内部下方散热的第一风道，第二进风口1011和第二出风口1012围合形成电气柜101内部散热的第二风道，第二出风口1012、隔板103和第一进风口1022围合形成电气柜101内部上方散热的第三风道，第三出风口1013、隔板103和第一进风口1022围合形成电气柜101内部上方散热的第四风道，空调102、第一风道、第二风道、第三风道和第四风道配合为电气柜101提供内部循环气流进行散热。

本实施例中，空调102排出的风通过第一风道、第二风道、第三风道和第四风道定向为电气柜101内部提供循环气流，循环气流流动时带走电气柜101内电气设备产生的热，为电气柜101内电气设备散热。

一种电气舱1，包括上文所述的风冷系统，如图3和图4所示，还包括舱体104，本实施例中，舱体104为封闭的空心立方体，舱体104中设有消防设备105、消防气罐106和消防排风通道107，空调102和消防设备105分别位于舱体104相邻内侧壁上，空调102所在的舱体104侧壁为舱体104的一扇门，可打开，电气柜101位于舱体104中，如图2所示，电气柜101右边靠近的舱体104侧壁也为舱体104的一扇门，可打开，空调102、消防设备105、消防气罐106和消防排风通道107位于电气柜101一侧，消防排风通道107位于空调102上方，消防排风通道107一侧与第二出风口1012上方相对，消防排风通道107上表面和电气柜101上表面均与舱体104内侧壁有间隙，消防排风通道107和消防气罐106分别位于隔板103上方和隔板103下方。

第二出风口1012、消防排风通道107下表面、隔板103上表面和第一进风口1022围合形成电气柜101散热的第五风道，第三出风口1013、舱体104内侧壁、消防排风通道107上表面和第一进风口1022围合形成电气柜101散热的第六风道。

本实施例中，空调102设置在舱体104内侧壁上，空调102排出的风也能够用于调节电气舱1内的温度，即调节电气柜101所处环境中的温度。

如图2、图3和图5所示，电气柜101与空调102所在的舱体104侧壁有间隙，隔板103包括第一阻隔部1031和第二阻隔部1032，第一阻隔部1031与舱体104内侧壁固定连接，空调102位于第一阻隔部1031和舱体104侧壁围合的空间中，电气柜101侧壁设有用于支撑第二阻隔部1032的第一支架108，消防设备105两侧均设有用于支撑第二阻隔板103的第二支架109，第一阻隔部1031分别与电气柜101侧壁、第二阻隔部1032抵接，第二阻隔部1032分别与消防设备105侧壁、舱体104侧壁、电气柜101侧壁和第一阻隔部1031抵接。

本实施例中，第一阻隔部1031和舱体104侧壁螺纹连接，第一支架108和第二支架109均为L形，第一支架108与柜体1014侧壁螺纹连接，第二支架109与舱体104侧壁螺纹连接，第二阻隔部1032两侧分别放在第一支架108和第二支架109上，并与对应的第一支架108、第二支架109螺纹连接。

本实施例中，消防设备105可以是端子箱、模块箱。

一种储能集装箱，包括上文所述的电气舱1。

电气柜内电气设备调节温度具体流程：

电气柜101内电气设备温度达到预设值，空调102启动，空调102从第一出风口1021排出风，该风通过第一出风口1021、隔板103和第二进风口1011围合形成的第一通道定向流向与第二进风口1011相对的电气柜101内电气设备，同时该风部分通过第一通道也流向舱体104内侧壁、隔板103下表面围合的第一容纳腔中，为第一容纳腔、消防气罐106调节温度；

该风通过第二进风口1011和第二出风口1012围合形成的第二通道将电气柜101内部热量带出，并经第二出风口1012、消防排风通道107下表面、隔板103上表面和第一进风口1022围合形成的第五风道，第三出风口1013、舱体104内侧壁、消防排风通道107上表面和第一进风口1022围合形成的第六风道将风引导回空调102中，该过程中该风也通过第五风道和第六风道流向舱体104内侧壁、隔板103上表面围合的第二容纳腔中，为第二容纳腔调节温度；

从空调102中排出的风通过上述流向循环为电气柜101内电气设备、电气舱1内部调节温度。

实施例2

如图6、图7和图8所示，本实施例与实施例基本相同，不同之处在于，本方案所述一应用于如下的储能集装箱，包括电池舱和设备舱，设备舱包括电气舱和液冷机组舱，电池舱和电气舱连接处设有用于分隔电池舱和电气舱的隔板401，隔板401与储能集装箱宽度方向的侧面平行，隔板401上设有用于主管路、舱级气消防管路、水消防管路通过的三面贯通的第一通孔402，第一通孔402纵截面为长方形，第一通孔402两侧边均设有轨道403，隔板401靠近电气舱内部的侧面设有用于遮挡第一通孔402并与隔板401表面滑动配合的第一遮挡板404，本实施例中，第一遮挡板404下端与隔板401下端之间有距离，当主管路与液冷机组连接时，主管路能够贯穿第一通孔402，两个轨道403和第一遮挡板404之间连接有支撑组件405。

支撑组件405能够为第一遮挡板404提供支撑，使第一遮挡板404能够有效遮挡第一通孔402，确保电池舱和设备舱处于相对独立的环境中，比如，电池需要一个恒温、湿度适中的环境，而设备则可能需要在更为干燥、空气流动更好的环境中运行。

支撑组件405包括支撑块4051、位于支撑块4051两端且同侧的第一滑块4052和第二滑块4053，支撑块4051与第一遮挡板404转动连接，支撑块4051与轨道403上端面抵接，本实施例中，支撑块4051与轨道403上端面抵接，使得轨道403能为支撑块4051提供支撑，由于支撑块4051与第一遮挡板404连接，又间接为第一遮挡板404提供支撑，确保第一遮挡板404在设定位置保持不动，第一滑块4052长度大于第二滑块4053长度，第一滑块4052和第二滑块4053均与轨道403卡接且滑动配合，第一遮挡板404两侧边对称设有第三滑块4041，第三滑块4041与轨道403卡接且滑动配合，第三滑块4041能够在移动第一遮挡板404时为第一遮挡板404导向，也能够固定第一遮挡板404的位置，确保第一遮挡板404和隔板401侧面始终贴合，本实施例中，支撑块4051与第一遮挡板404之间设有连接柱，连接柱与第一遮挡板404固定连接，连接柱与支撑块4051转动连接，本实施例中，支撑组件405既能够对第一遮挡板404起到支撑作用，又能够方便快速露出第一通孔402。

隔板401在第一通孔402正上方设有两面贯通的第二通孔406，第二通孔406纵截面为长方形，第二通孔406位于储能集装箱宽度方向的长度大于支撑块4051的长度，第二通孔406的高度大于支撑块4051与第一滑块4052高度之和，隔板401的厚度小于支撑块4051长度的二分之一，能够确保支撑块4051转动之后能够有效搭在第二通孔406侧壁上，隔板401铰接有用于遮挡第二通孔406的第二遮挡板407，隔板401上设有卡柱，第二遮挡板407上设有弹性块，弹性块设有第三通孔，弹性块通过第三通孔与卡柱卡接，本实施例中，第一通孔402和第二通孔406方便维护人员查看靠近第一隔板401的电池簇侧边情况，第二通孔406还方便维护人员查看电池簇上方。

在安装主管路、舱级气消防管路、水消防管路时，将弹性块从卡柱上取下，转动第二遮挡板407，露出第二通孔406，手分别放在第一滑块4052和第二滑块4053上，此时第一滑块4052能够作为把柄，方便间接抓取第一遮挡板404，然后手带动第一滑块4052和第二滑块4053向上移动，使第一滑块4052和第二滑块4053分别与对应的轨道403滑动配合，由于支撑块4051与遮挡板转动连接，第一滑块4052和第二滑块4053向上移动时，先带动支撑块4051一起移动，再通过支撑块4051间接带动遮挡板向上移动，露出第一通孔402下端部分，再继续滑动第一滑块4052和第二滑块4053，第一滑块4052和第二滑块4053脱离轨道403，第二滑块4053下端与第二通孔406相对，由于支撑块4051与第一遮挡板404转动连接，周向转动支撑块4051，支撑块4051搭在第二通孔406侧壁上，此时对第一遮挡板404限位，确保第一遮挡板404位置固定，由于支撑块4051转动后，第二滑块4053位于电池舱内，此时舱级气消防管路和水消防管路通过第一通孔402能模块化（模块化是指在储能集装箱外将舱级气消防管路一节一节安装完成，再通过第一通孔402一次性放入储能集装箱中）装配到电池舱中，由于舱级气消防管路和水消防管路均需完全放入电池舱中，舱级气消防管路和水消防管路位于电池舱中的长度小于电池舱长度方向长度，并靠近隔板401，在将舱级气消防管路和水消防管路安装在电池舱顶部内表面上时，支撑块4051还能够对舱级气消防管路和水消防管路提供支撑，比如，安装舱级气消防管路时，将舱级气消防管路一端搭在支撑块4051上，一人手拿舱级气消防管路另一端，然后将舱级气消防管路安装在电池舱顶部内表面上，相比常规的由两个人抬着舱级气消防管路两端，一人安装的方式，本实施例可以节省人工，节省安装成本。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种电气舱，包括应用于储能集装箱电气舱的温度调节的风冷系统，所述风冷系统包括用于控制储能集装箱电力的电气柜和用于控制电气舱温度的空调，其特征在于：还包括隔板，所述空调包括第一出风口和第一进风口，所述电气柜包括第二进风口和第二出风口，所述第一进风口和第二出风口位于隔板上方，所述第一出风口和第二进风口位于隔板下方，所述第一出风口、隔板和第二进风口围合形成电气柜内部下方散热的第一风道，所述第二进风口和第二出风口围合形成电气柜内部散热的第二风道，所述第二出风口、隔板和第一进风口围合形成电气柜内部上方散热的第三风道，所述空调、第一风道、第二风道和第三风道配合为电气柜提供内部循环气流进行散热；

所述电气柜还包括第三出风口，所述第三出风口位于隔板上方，所述第三出风口位于第二出风口上方，所述第三出风口、隔板和第一进风口围合形成电气柜内部上方散热的第四风道；

还包括舱体，所述舱体中设有消防设备、消防气罐和消防排风通道，所述空调和消防设备分别位于舱体相邻内侧壁上，所述电气柜位于舱体中，所述隔板分别与舱体内侧壁、消防设备侧壁、电气柜侧壁和空调侧壁抵接，所述空调、消防设备、消防气罐和消防排风通道位于电气柜一侧，所述消防排风通道和消防气罐分别位于隔板上方和隔板下方；

所述消防排风通道位于空调上方，所述消防排风通道一侧与第二出风口上方相对，所述消防排风通道上表面和电气柜上表面均与舱体内侧壁有间隙，所述第二出风口、消防排风通道下表面、隔板和第一进风口围合形成电气柜散热的第五风道，所述舱体内侧壁、第三出风口、消防排风通道上表面和第一进风口围合形成电气柜散热的第六风道。

2.根据权利要求1所述的电气舱，其特征在于：所述第一进风口和第一出风口位于空调上且同侧，所述第二进风口和第二出风口位于电气柜上且同侧，所述第一出风口和第二进风口相邻，所述第一进风口和第二出风口相邻。

3.根据权利要求1所述的电气舱，其特征在于：所述电气柜包括柜体，所述柜体下部用于放置电气设备，上部用于放置线束，所述第二进风口与电气设备相对，所述第二出风口与线束相对。

4.根据权利要求1所述的电气舱，其特征在于：所述电气柜与空调所在的舱体侧壁有间隙，所述隔板包括第一阻隔部和第二阻隔部，所述第一阻隔部与舱体内侧壁固定连接，所述空调位于第一阻隔部和舱体侧壁围合的空间中，所述电气柜侧壁设有用于支撑第二阻隔部的第一支架，所述消防设备两侧均设有用于支撑第二阻隔板的第二支架，所述第一阻隔部分别与电气柜侧壁、第二阻隔部抵接，所述第二阻隔部分别与消防设备侧壁、舱体侧壁、电气柜侧壁和第一阻隔部抵接。

5.一种储能集装箱，其特征在于：包括权利要求1至4任一所述的电气舱。