一种储能电站锂离子电池柜的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种储能电站锂离子电池柜。


背景技术：

2.储能电站是解决新能源风电、光伏间歇波动性，实现“削峰平谷”功能的重要手段之一。在我国的电力储能实际应用中，可再生能源并网、用户侧、电网侧以及辅助服务是四个最重要的领域。当前，在储能电站中，锂离子电池由于其优异的性能，得到了越来越广泛的应用。在储能电站中，通常包括若干储能装置，每个储能装置又包括由多个储能锂离子电池组成的电池柜，每个电池柜中当众多的锂离子电池聚在一起时，温度上升很快，需要进行降温处理，否则会产生火灾甚至爆炸的安全隐患。现有技术中，用于放置储能锂离子电池的专用电池柜，一般采用风冷和冷却板式冷却方法，在柜体内设置风扇或空调。
3.在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
4.现有的采用风冷和冷却板式冷却方法的电池柜，其最终靠空气接触电池表面循环冷却，散热效率不高，降温方式的可靠性差，对电池柜中的储能锂离子电池的冷却效果常常不理想；并且由于空气的比热容较小，在电池出现热失稳等故障状态下，不能迅速为电池降温到安全水平以下，会导致电池热蔓延进而影响整箱电池安全。因此，如何制造一种更安全可靠的储能锂离子用电池柜，是需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种储能电站锂离子电池柜，用以为电池柜中的储能锂离子电池提供更可靠的安全防护。
6.为达上述目的，本实用新型实施例提供一种储能电站锂离子电池柜，包括柜体、电池固定架、进水主管、进水支管、回水管道、水箱和柜门；柜门通过铰链连接于所述柜体；电池固定架固定设置于柜体内部；进水主管固定设置于柜体内；进水主管上还连接有进水支管；进水支管上设置有多个喷头接口；水箱位于柜体内部且水箱顶部敞开；回水管道设置于柜体的下方，并通过位于柜体底板的回水口与水箱连通；柜门上设置有观察窗。
7.进一步的，观察窗为透明的有机玻璃面板；柜门上开设有面板开孔，有机玻璃面板固定连接于柜门上，并覆盖住面板开孔。
8.进一步的，柜门和/或柜体的边缘，设置有防水密封条。
9.进一步的，柜体为竖直设立的空心长方体结构，包括正面面板和背板。
10.进一步的，喷头接口为螺纹接口，喷头接口处以螺纹连接方式固定有连接件。
11.进一步的，连接件包括：喷头、或丝堵。
12.进一步的，进水主管在柜体内竖直布置。
13.进一步的，电池固定架包括多层托板，位于最底层的托板，高于水箱的顶面。
14.进一步的，进水支管有多根；多根进水支管分层布置，在每一层托板的顶部均设置有一根进水支管。
15.进一步的，在柜体的背板上的靠中部位置，开设有导线进出口。
16.上述技术方案具有如下有益效果：
17.本实用新型的储能电站锂离子电池柜，在内部设置了进水管、出水管和水箱，从而实现了采用液体喷淋的方式为设置于柜体内部的锂离子电池降温，其降温效率高、可靠性好，并且在电池出现热失稳等故障状态下，能够迅速将电池降温到安全水平以下，避免影响整箱电池安全，因此，有效保证了整个储能电站的安全运行。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型实施例一种储能电站锂离子电池柜的结构示意图(柜门打开时的正视图)；
20.图2是本实用新型实施例一种储能电站锂离子电池柜的侧面剖视图(柜门关闭时)；
21.附图标号：1、柜体；2、电池固定架；3、进水主管；4、回水管道；5、水箱；6、柜门；7、进水支管；8、连接件。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1、图2所示，本实用新型实施例提供一种储能电站锂离子电池柜，包括柜体1、电池固定架2、进水主管3、进水支管7、回水管道4、水箱5和柜门6；所述柜门6通过铰链连接于所述柜体1；所述电池固定架2固定设置于所述柜体1内部；所述进水主管3固定设置于所述柜体1内；所述进水主管3上还连接有进水支管7；所述进水支管7上设置有多个喷头接口；所述水箱5位于所述柜体1内部且其顶部敞开；所述回水管道4设置于所述柜体1的下方，并通过位于所述柜体1底板的回水口与所述水箱5连通；所述柜门6上设置有观察窗。
24.现有技术中的电池柜中，配置的均为冷却板、或风扇、或空调管路，用于以风冷形式为柜内的锂离子电池降温，由于最终要靠空气接触电池表面循环冷却，其散热效率不高。为解决该问题，发明人考虑以液体介质(水或氟化液等)为锂离子电池进行喷淋冷却降温。而要实现这种方式，必须要设计一种专用的电池柜。本技术的电池柜中，不再设置任何风冷装置，而是从柜体1外部引入了进水主管3，并在柜体1内将其分成了多个水平布置的进水支管7，在进水支管7上开设多个螺纹接口，从而使冷却介质可以从管路中流出并喷洒到做好绝缘防护的锂离子电池外表面，以此实现喷淋式冷却。为了循环使用冷却液，在柜体1内侧底部还设置了水箱5，水箱5中的液体介质可以通过回水管道4被排出柜体1外，以进行后续的回收和循环利用。为了观察柜体1内的运行情况，柜门6上需要设置观察窗。同时为了防
腐，柜体内壁可采用喷塑、涂覆树脂层等方式，也可采用不锈钢材料制作柜体1。如图所示，柜门6通过上下分布的多个铰链与柜体1连接，可选用多种形式的铰链，但应保证牢固可靠，能承受柜门6的重量，并应开合顺畅。
25.此外，在能够保证可靠密封的情况下，可以不单独加工水箱5，而是将柜体1的底部空间自然形成一个水箱5，以此简化加工并减轻设备重量，但需要保证各侧边的接缝和底板的回水口处的密封，防止泄露。
26.进一步的，所述观察窗为透明的有机玻璃面板；所述柜门6上开设有面板开孔，所述有机玻璃面板固定连接于所述柜门6上，并覆盖住所述面板开孔。
27.最简单的观察窗是在柜体1的某个侧面开设一个观察孔，但为了观看更直观，同时方便查看水箱5内的液面高度，可以将柜门6上设置一块较大面积的透明面板，面板材质以有机玻璃为宜。
28.进一步的，所述柜门6和/或所述柜体1的边缘，均设置有防水密封条。
29.在采用喷淋冷却的柜体1内，为避免冷却液溅出，需要在必要的接缝处设置密封条，以橡胶条为宜。
30.进一步的，所述柜体1为竖直设立的空心长方体结构，包括正面面板和背板。
31.柜体1为便于加工，设计成常用的竖直放置的方形柜。
32.进一步的，所述喷头接口为螺纹接口，所述喷头接口处以螺纹方式固定有连接件8。
33.进一步的，所述连接件8包括：喷头、或丝堵。
34.理论上，进水支管7上设置接口即可实现液体冷却方式，但为了实现更好地喷淋效果，可以在进水支管7上的恰当位置设置喷头，特别是具有螺旋喷嘴的喷头，可使喷出的液体冷却介质覆盖整个电池盒表面，形成均匀的喷洒冷却面，对柜体1内的锂离子电池进行防护。同时，由于各层的喷头数量分配不同(最上层的喷头除保护本层电池外，还可兼顾其下层的电池，喷出的液体介质可沿着储能锂离子电池的侧壁自上而下流动，因此顶层的喷头数量最多，其下方各层可减少)，可以将不需设置喷头的接口处用丝堵堵住，以此根据实际使用需要进行数量调节。为方便操作，可将进水支管7上的各个接口设置为螺纹连接的形式。
35.进一步的，所述进水主管3在所述柜体1内竖直布置。
36.在柜体1的背板的中部位置，开设有进水口，进水口内侧连接所述进水主管3。由于喷淋时是从顶部向下喷洒冷却液，因此进水主管3在柜体内竖直向上布设，并与一或多个水平布置的进水支管7相连通。
37.进一步的，所述电池固定架2包括多层托板，位于最底层的所述托板，高于所述水箱5的顶面。
38.对于储能电站所用的锂离子电池柜来说，单独的一块储能锂离子电池是无法达到电压、容量等方面的使用要求的，因此每个电池柜中要设置很多块电池。为了便于布置，通常需要将储能锂离子电池分层均布，每一层电池固定于电池固定架2的托板上，每相邻的两层之间留有预定间距。由于本技术为喷淋式冷却方式，不要求锂离子电池浸入液体中，故水箱5应设置于最底层的托板的下方，使锂离子电池表面不会积液。
39.进一步的，所述进水支管7有多根；所述多根进水支管7分层布置，在每一层所述托
板的顶部均设置有一根进水支管7。
40.为取得最佳的冷却效果，进水支管7的设置应与托板一一对应。
41.进一步的，在所述柜体1的背板上的靠中部位置，开设有导线进出口。
42.在应用时，需要将众多的储能锂离子电池采用金属连接件连接成电池组，再通过电缆连接到柜体1外部的储能变流器等设备上，因此上，柜体1上必须设置用于穿线的导线进出口。
43.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
44.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
45.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。