风道结构、储能系统及风道结构的设计方法技术方案

本发明专利技术涉及储能系统技术领域，具体涉及一种风道结构、储能系统及风道结构的设计方法。储能系统包括风道结构以及电池组，风道结构设置在电池组的一侧，风道结构包括第一风道主体，第一风道主体用于设置在电池组的顶部，第一风道主体设有沿第一方向的第一风道及与第一风道连通的第一进风口及第一出风口，第一进风口位于第一风道的一端并用于与空调风口连通，且沿着第一方向，在第一风道主体上依次设有多个第一出风口，其中，自第一风道靠近第一进风口的一端延伸至第一风道的另一端，第一风道主体的横截面积减小。该储能系统的风道结构设计，保证进入每一电池模块的换热风量一致，从而实现储能系统散热均匀，保障整个储能系统安全高效的运行。安全高效的运行。安全高效的运行。

【技术实现步骤摘要】
风道结构、储能系统及风道结构的设计方法


[0001]本专利技术涉及储能系统
，具体涉及一种风道结构、储能系统及风道结构的设计方法。

技术介绍

[0002]随着能源技术的快速发展，储能系统现如今在各领域中应用广泛。对于储能系统中的电池模块，因电池模块在充放电过程中会产生热量，使得电池模块的温度升高，随着电池模块温度的持续升高，不只会对电池模块的容量和寿命造成不良影响，甚至还会引发热失控，从而导致储能系统出现安全问题，因此，需要及时对电池模块进行散热。
[0003]常规的散热方式有风冷方式，包括空调及风道结构，通过风道结构将空调吹出的冷风吹至电池模块位置，冷风贯穿电池模块并与电池模块进行换热，以将电池模块产生的热量带走，之后再通过空调进行回风，形成一个完整的换热循环，使电池模块处于合适的工作温度范围内。
[0004]然而，储能系统中电池模块的数量通常较多，采用现有的风道结构实现通风散热存在各出风口风量不均匀的情况，使得进入不同位置电池模块的风量不一致，从而导致电池模块换热不均，热量聚集后局部电池模块温度高，各电池模块间温差大，造成电池模块容量及寿命衰减快，储能系统一致性差，严重时甚至会引发热失控等安全问题，尤其是对于以较大倍率进行充放电的储能系统，因电池模块产生的热量更多，对于通过风冷方式进行散热的风量均匀性要求更高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是：提供一种风道结构、储能系统及风道结构的设计方法，旨在解决现有的储能系统，由于进入各电池模块的风量不一致，导致整体散热效果不佳，局部电池模块温度高，各电池模块间温差大的问题。
[0006]为了实现上述技术问题，本专利技术提供了一种风道结构，风道结构包括第一风道主体，所述第一风道主体用于设置在电池组的顶部，所述第一风道主体设有沿第一方向的第一风道及与所述第一风道连通的第一进风口及第一出风口，所述第一进风口位于所述第一风道的一端并用于与空调风口连通，且沿着所述第一方向，在所述第一风道主体上依次设有多个所述第一出风口，其中，自所述第一风道靠近所述第一进风口的一端延伸至所述第一风道的另一端，所述第一风道主体的横截面积减小。
[0007]可选地，在所述第一方向上，所述第一风道主体包括多个依次连接的出风部，多个所述出风部呈阶梯状设置，且自所述第一风道靠近所述第一进风口的一端延伸至所述第一风道的另一端，多个所述出风部的横截面积依次减小。
[0008]可选地，在所述第一方向上，所述第一风道主体包括依次连接的第一出风部、第二出风部及第三出风部，所述第一出风部设有所述第一进风口，多个所述第一出风口分别设置在所述第一出风部、所述第二出风部和所述第三出风部上。
[0009]可选地，所述第一出风部及所述第二出风部呈梯形结构，所述第三出风部呈长方形结构。
[0010]可选地，所述风道结构还包括第二风道主体，所述第二风道主体用于设置在所述电池组的侧端并与所述第一风道主体相抵接，所述第二风道主体设有沿第二方向的第二风道及与所述第二风道连通的第二进风口及第二出风口，所述第二进风口位于所述第二风道的一端并与所述第一出风口连通，且所述第二出风口垂直于所述第二进风口并用于正对所述电池组设置。
[0011]可选地，所述风道结构还包括多个隔板，多个所述隔板位于所述第二风道内并将所述第二风道分隔形成多个沿所述第二方向的出风通道，且所述出风通道、所述第二进风口及所述第一出风口一一对应设置。
[0012]可选地，自所述第二风道靠近所述第二进风口的一端延伸至所述第二风道的另一端，所述第二风道主体的横截面积逐渐减小。
[0013]可选地，所述第二风道主体呈梯形结构。
[0014]另外，本专利技术还提供了一种储能系统，储能系统包括如上述任意一项所述的风道结构，所述储能系统还包括所述电池组，所述风道结构设置在所述电池组的一侧。
[0015]本专利技术又提供了一种风道结构的设计方法，风道结构的设计方法包括确定单一第一出风口的平均出风量；确定每一第一出风口的实际出风量；确定每一第一出风口的实际出风量与平均出风量的风量偏差率；确定多个第一出风口的风量偏差率标准差以及寻求风量偏差率标准差的最小值，确定第一风道主体的各参数值。
[0016]本专利技术的有益效果为：上述储能系统的风道结构，用于将空调风口吹出的冷风吹至电池组位置，从而实现对电池组的多个电池模块进行散热。风道结构包括设置在电池组顶部的第一风道主体，储能系统工作时，空调风口吹出的冷风先经第一进风口进入第一风道内，然后经沿着第一方向设置的多个第一出风口送出以与每一电池模块分别进行换热，完成降低电池模块的温度的作用，其中，对于该第一风道主体，通过对第一风道长度方向进行非等截面设计，即第一风道靠近第一进风口的一端通风面积较大，而远离第一进风口的一端通风面积较小，这样可减小距离第一进风口较远的第一出风口的出风量，同时增大距离第一进风口较近的第一出风口的出风量，以使距离第一进风口不同距离的第一出风口的流出风量一致，保证进入每一电池模块的换热风量一致，从而实现储能系统散热均匀，每一电池模块温度均匀且不会超过温度限值，保障整个储能系统安全高效的运行。
[0017]上述风道结构的设计方法，先依次计算得出单一第一出风口的平均出风量和每一第一出风口的实际出风量，然后据此计算得出每一第一出风口的实际出风量与平均出风量的风量偏差率，再根据此风量偏差率计算得出多个第一出风口的风量偏差率标准差，最后通过寻求风量偏差率标准差的最小值，确定第一风道主体的各参数值。对于该第一风道主体，基于等压分配原理，设计等流量流通的第一风道，其中，通过对第一风道主体进行参数化建模，以将工程问题转化为数学问题求解，进而确定第一风道主体最优设计参数，此时风量偏差最小，实现第一风道的等流量流通，保证进入每一电池模块的换热风量一致，从而实现相同的散热效果，控制每一电池模块温度的一致性。另外，相比于传统风道结构设计
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仿真
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实测
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校准设计的循环设计方法，上述基于田口算法的风道结构的设计方法更简单可靠，只需要采用数学方法求解即可。
附图说明
[0018]本专利技术上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1是本专利技术的储能系统的结构示意图；
[0020]图2是图1中储能系统的另一视角的结构示意图；
[0021]图3是图1中储能系统的爆炸图；
[0022]图4是图3中储能系统的另一视角的爆炸图；
[0023]图5是图1中储能系统的第一风道主体的结构示意图；
[0024]图6是图1中储能系统的第二风道主体的结构示意图；
[0025]其中图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
[0026]10、第一风道主体；11、第一进风口；12、第一出风口；
[0027]20、第二风道主体；21、第二进风口；22、第二出风口；
[0028]30、隔板；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风道结构，其特征在于，包括第一风道主体(10)，所述第一风道主体(10)用于设置在电池组的顶部，所述第一风道主体(10)设有沿第一方向的第一风道及与所述第一风道连通的第一进风口(11)及第一出风口(12)，所述第一进风口(11)位于所述第一风道的一端并用于与空调风口连通，且沿着所述第一方向，在所述第一风道主体(10)上依次设有多个所述第一出风口(12)，其中，自所述第一风道靠近所述第一进风口(11)的一端延伸至所述第一风道的另一端，所述第一风道主体(10)的横截面积减小。2.根据权利要求1所述的风道结构，其特征在于，在所述第一方向上，所述第一风道主体(10)包括多个依次连接的出风部，多个所述出风部呈阶梯状设置，且自所述第一风道靠近所述第一进风口(11)的一端延伸至所述第一风道的另一端，多个所述出风部的横截面积依次减小。3.根据权利要求2所述的风道结构，其特征在于，在所述第一方向上，所述第一风道主体(10)包括依次连接的第一出风部、第二出风部及第三出风部，所述第一出风部设有所述第一进风口(11)，多个所述第一出风口(12)分别设置在所述第一出风部、所述第二出风部和所述第三出风部上。4.根据权利要求3所述的风道结构，其特征在于，所述第一出风部及所述第二出风部呈梯形结构，所述第三出风部呈长方形结构。5.根据权利要求1至4任意一项所述的风道结构，其特征在于，所述风道结构还包括第二风道主体(20)，所述第二风道主体(20)用于设置在所述电池组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段科，蒋世用，刘克勤，姚骏，
申请(专利权)人：格力钛新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：