CN107204410A - 一种液态金属电池模组保温箱 - Google Patents

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蒋凯
张玘
黎朝晖
王康丽
胡林
李建颖
方瑛
何亚玲
陈金玲
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Abstract

本发明提出了一种液态金属电池模组保温箱，其由外至内依次包括外壁层、复合保温层、抑制辐射反射层和保温箱内腔，其中：所述复合保温层包括内层莫来石纤维保温层、中层金属真空保温层和外层莫来石纤维保温层，或者所述复合保温层包括内、中、外三层莫来石纤维保温层；所述抑制辐射反射层为单侧镜面不锈钢板，其镜面向内设置；所述保温箱内腔中设置有分层放置的液态金属电池模组。所述保温箱由外至内依次包括外壁层、复合保温层、抑制辐射反射层和保温箱内腔，结构简单、保温功耗低，有利于将液态金属电池模组保温箱体积做大，满足液态金属电池模块大型化的要求。

Description

一种液态金属电池模组保温箱
技术领域
本发明涉及电化学储能领域，特别涉及一种液态金属电池模组保温箱。
背景技术
随着我国经济的高速发展，能源问题日益成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈，发展风能、太阳能等新能源、提高能源的使用效率是解决能源问题的有效途径。但风能、太阳能存在稳定性低、有地域和时域限制的缺点。大容量储能系统的运用，可对电网进行调峰，对负荷进行削峰填谷，有效的增强风力发电、太阳能发电系统的运行稳定性、提高电能质量。
液态金属电池是一类低成本、高效率、长寿命的新型储能电池技术，在电网的规模储能中有很好的应用前景。液态金属电池属于高温电池，运行温度一般在400-600℃，故电池运行需要具有加热保温的装置，而保温箱稳定运行的最高设计温度为600℃，还需保证保温箱工作过程中箱内最大温差小于20℃。现有技术中的保温箱一般应用在钠硫电池，最高温度只有350℃，且保温箱内最大温差控制为30℃，如钠硫电池专用保温箱(申请号：CN201010584548.7)、一种钠硫电池模块保温箱(申请号：CN201410106677.3)等。现有技术中专门针对液态金属电池的保温箱较少，例如，一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组(申请号：CN201410777993.3)用到的保温箱设计，加热部分依靠电池组自身的焦耳热以及箱内电池组间的加热隔板维持箱内温度，采用的多层加热隔板会占用过多的空间，极大降低了电池模组总的能量效率，而且仅利用电池自身的产热量设计保温层的厚度虽减小了保温层厚度，却增大了加热隔板的电功耗，不利于节能环保。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种液态金属电池模组保温箱，其内部空间利用率高，结构装配简单，保温功耗低。
为了解决上述技术问题，本发明的解决方案是这样实现的：一种液态金属电池模组保温箱，保温箱由外至内依次包括外壁层、复合保温层、抑制辐射反射层和保温箱内腔，其中：所述复合保温层包括内层莫来石纤维保温层、中层金属真空保温层和外层莫来石纤维保温层，或者所述复合保温层包括内、中、外三层莫来石纤维保温层；所述抑制辐射反射层为单侧镜面不锈钢板，其镜面向内设置；所述保温箱内腔中设置有分层放置的液态金属电池模组，每层均可布置相同数量的单体电池，每层支撑结构由起受力作用的不锈钢板件和起绝缘及定位作用的耐火砖型腔组成，每层单体电池及型腔以方形阵列的方式列置于各层。另外，所述外壁层可以由不锈钢板制成。所述保温箱由外至内依次包括外壁层、复合保温层、抑制辐射反射层和保温箱内腔，结构简单、保温功耗低，有利于将液态金属电池模组保温箱体积做大，满足液态金属电池模块大型化的要求。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述复合保温层由金属真空保温板和复合材料保温板构成。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述保温箱的侧面和底面的复合保温层中嵌入有电热丝和电加热管。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述保温箱的侧面和底面嵌入布置有电热丝，所述保温箱的中部设置有电加热管。具体可以根据箱体的总体尺寸来确定所需电加热管的数量和排列形式。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，在所述保温箱内腔的下底面靠近电热丝的位置布置有热电偶和/或在所述保温箱内腔的上、下底面靠近电加热管的位置布置有热电偶。所述热电偶，可以通过补偿导线连至电池管理系统。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述内层莫来石纤维保温层中Al2O3的质量比例大于等于52％，Al2O3和SiO2的总质量比例大于等于99％。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述中层金属真空保温层由不锈钢板折弯焊接而成，所述中层金属真空保温层内设有在200℃-550℃可激活的吸气剂。其中，所述吸气剂可以由Zr、Fe、V、Zn、Si、Mn、Cr、Ti等材料以一定质量分数构成的中温激活的锆钒铁非蒸散型吸气剂，或者所述吸气剂可以为氧化钙干燥剂、非蒸散型锆钒铁吸气剂以及钡锂吸气剂压入金属环内而制成的复合吸气剂。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述分层放置的液态金属电池模组之间、每层电池之间采用耐高温导线连接。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述液态金属电池模组分层的支撑结构由下部不锈钢支撑板件和上部高温耐火砖型腔构成。进一步的，所述保温箱的箱体底部横竖两个方向分别设置了限制耐火砖型腔移位的、用于定位每层电池组件的耐火砖定位件。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述抑制辐射反射层与所述内层莫来石纤维保温层在保温箱的四个侧面交错布置，并在所述内层莫来石纤维保温层靠近保温箱内腔的一侧绕制有电热丝。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电热丝、电加热管和/或热电偶的温度控制线路连接电池管理系统(BMS)，通过电池管理系统(BMS)对电热丝和电加热管的启停控制，实现点对点温度控制，其能够保证液态金属电池模组保温箱工作时，内部任意两点之间的温度差都控制在20℃以内，使液态金属电池模块保温箱的温度场适合于液态金属电池的工作，并且通过对保温箱内各热电偶的监测和对电热丝及电加热管的加热控制，最快可实现30分钟内保温箱内部温度从室温加热到700℃，即最快加热速度达22.6℃/min。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电池管理系统，通过对保温箱内各热电偶的监测及温度控制电路，可控制保温箱内从室温到目标温度的加热过程中保温箱内最大温差小于30℃，并可控制液态金属电池模块正常运行过程即保温过程中保温箱内最大温差小于20℃，保证了整个系统工作过程的温度均匀性。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述的电池管理系统，通过温控仪表初期的自整定过程，可以对加热速度、保温环境进行智能识别和记忆，有效减少温控过程的无功功耗，且保温效果显著，长时间保温550℃的功耗可控制在200W以内。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为表示本专利一种实施方式所涉及的液态金属电池模组保温箱的立体透视图；
图2为图1中液态金属电池模组保温箱的横切剖视图；
图3为图1中液态金属电池模组保温箱的纵切剖视图；
图4为图1中液态金属电池模组保温箱的俯视图；
图5为图1中液态金属电池模组保温箱的支撑架构图；
图6为图1中液态金属电池模组保温箱的内腔分层结构示意图；
图7为图1中液态金属电池模组保温箱的内腔分层结构主视图；
图8为图1中液态金属电池模组保温箱的内腔分层结构俯视图；
图9为图1中液态金属电池模组保温箱的底板内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝结构示意图；
图10为图1中液态金属电池模组保温箱的电池管理系统的温控过程示意图；
图11为本专利另一种实施方式涉及的液态金属电池模组保温箱的立体示意图；
图12为图11中液态金属电池模组保温箱的横切剖视图；
图13为图11中液态金属电池模组保温箱的纵切剖视图；
图14为图11中液态金属电池模组保温箱的支撑架构图；
图15为图11中液态金属电池模组保温箱的内腔分层结构示意图；
图16为图11中液态金属电池模组保温箱的保温箱内腔分层结构主视图；
图17为图11中液态金属电池模组保温箱的内腔分层结构俯视图；
图18为图11中液态金属电池模组保温箱的前侧内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝结构示意图；
图19为图11中液态金属电池模组保温箱的底板内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝结构示意图；
图20为本专利另一种实施方式涉及的液态金属电池模组保温箱的电池管理系统的温控过程示意图。
图中：
1保温箱体 2上盖板 3后侧板 4右侧板 5左侧板
6前侧板 7底板 8热电偶 9电加热管阵列
11分层结构
100电池 101万向轮 102外立柱 103两侧外横梁
104内部支撑梁 105前后外横梁 106内部导轨梁 107内部结构梁
108内立柱
110不锈钢支撑板 111电池绝缘支撑耐火砖 112竖向定位耐火砖
113横向定位耐火砖 119电加热管位置孔
20电控柜 201电池管理系统
21上盖外壁 22上盖外层莫来石纤维保温层
23上盖中层莫来石纤维保温层 24上盖内层莫来石纤维保温层
25上盖结构支撑板
30穿线孔 31后侧外壁 32后侧外层莫来石纤维保温层
33后侧中层金属真空保温层 34后侧内层莫来石纤维保温层
35后侧单面镜面不锈钢板反射层 342电热丝 343热电偶槽
41右侧外壁 42右侧外层莫来石纤维保温层
43右侧中层金属真空保温层 44右侧内层莫来石纤维保温层
45右侧单面镜面不锈钢板反射层
51左侧外壁 52左侧外层莫来石纤维保温层
53左侧中层金属真空保温层 54左侧内层莫来石纤维保温层
55左侧单面镜面不锈钢板反射层
61前侧外壁 62前侧外层莫来石纤维保温层
63前侧中层金属真空保温层 64前侧内层莫来石纤维保温层
65前侧单面镜面不锈钢板反射层
71底板外壁 72底板外层莫来石纤维保温层
73底板中层莫来石纤维保温层 74底板内层莫来石纤维保温层
75底板结构支撑板
742电热丝
81左上热电偶 82右上热电偶 83左下热电偶 84右下热电偶
88温度检测热电偶 801温度检测热电偶
803测温热电偶 805测温热电偶 806测温热电偶
91左上电加热管 92右上电加热管 93左下电加热管 94右下电加热管
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明的实施例如下，请参阅图1至图10，本发明的一种液态金属电池模组保温箱的规格为1.5kW级，为长方体结构，长550mm，宽550mm，高705mm。液态金属电池模组保温箱由外至内依次包括外壁层、复合保温层、抑制辐射反射层和保温箱内腔，其中：所述复合保温层包括内层莫来石纤维保温层、中层金属真空保温层和外层莫来石纤维保温层，或者所述复合保温层包括内、中、外三层莫来石纤维保温层；所述抑制辐射反射层为单侧镜面不锈钢板，其镜面向内设置；所述保温箱内腔中设置有分层放置的液态金属电池模组。另外，液态金属电池模组保温箱可以包括保温箱体1和电控柜20。整个保温箱体1和电控柜20由四个万向轮101支撑，提高了保温箱的可移动性和便捷性。
具体的，请参阅图1至图4，本发明的保温箱体1包括上盖板2、后侧板3、右侧板4、左侧板5、前侧板6和底板7。上盖板2从外到内包括上盖外壁21、上盖外层莫来石纤维保温层22、上盖中层莫来石纤维保温层23、上盖内层莫来石纤维保温层24和上盖结构支撑板25；后侧板3从外到内包括后侧外壁31、后侧外层莫来石纤维保温层32、后侧中层金属真空保温层33、后侧内层莫来石纤维保温层34和后侧单面镜面不锈钢板反射层35，其中，后侧外层莫来石纤维保温层32、后侧中层金属真空保温层33和后侧内层莫来石纤维保温层34形成复合真空保温结构；右侧板4从外到内包括右侧外壁41、右侧外层莫来石纤维保温层42、右侧中层金属真空保温层43、右侧内层莫来石纤维保温层44和右侧单面镜面不锈钢板反射层45，其中，右侧外层莫来石纤维保温层42、右侧中层金属真空保温层43、右侧内层莫来石纤维保温层44形成复合真空保温结构；左侧板5从外到内包括左侧外壁51、左侧外层莫来石纤维保温层52、左侧中层金属真空保温层53、左侧内层莫来石纤维保温层54和左侧单面镜面不锈钢板反射层55，其中，左侧外层莫来石纤维保温层52、左侧中层金属真空保温层53、左侧内层莫来石纤维保温层54形成复合真空保温结构；前侧板6从外到内包括前侧外壁61、前侧外层莫来石纤维保温层62、前侧中层金属真空保温层63、前侧内层莫来石纤维保温层64和前侧单面镜面不锈钢板反射层65，其中，前侧外层莫来石纤维保温层62、前侧中层金属真空保温层63、前侧内层莫来石纤维保温层64形成复合真空保温结构；底板7从外到内包括底板外壁71、底板外层莫来石纤维保温层72、底板中层莫来石纤维保温层73、底板内层莫来石纤维保温层74和底板结构支撑板75。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图2和图3，本发明的保温箱体侧面保温结构为复合真空保温结构，核心部件是后侧板3、右侧板4、左侧板5和前侧板6的各金属真空保温层33、43、53和63，由于箱体的对称结构，前后侧金属真空保温层63和33，左右侧金属真空保温层53和43的结构尺寸完全相同，且前后侧金属真空保温层63、33和左右侧金属真空保温层53、43结构特点相似，只存在外形尺寸上的差别。在后侧中层金属真空保温层的一个侧板上开有抽气孔，通过抽气孔中设置的阀门实现真空腔内的抽真空，并在抽气完成之后将阀门锁死。真空腔内设有一系列规则排列的支撑圆柱，该支撑圆柱由小直径不锈钢管外套装绝热保温材料型材管组成，在保证保温性能的同时可有效控制抽真空时金属真空保温板的形变。另外，真空腔内填充有在200℃-550℃可激活的吸气剂，该吸气剂在200℃时开始激活，随着温度的升高吸气剂的激活量增加。吸气剂可更好的保证真空保温板在高温下的真空度。其中，所述吸气剂可以由Zr、Fe、V、Zn、Si、Mn、Cr、Ti等材料以一定质量分数构成的中温激活的锆钒铁非蒸散型吸气剂，或者所述吸气剂可以为氧化钙干燥剂、非蒸散型锆钒铁吸气剂以及钡锂吸气剂压入金属环内而制成的复合吸气剂。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图1、图5和图6，本发明的保温箱体1的支撑受力结构由外立柱102、两侧外横梁103、内部支撑梁104、前后外横梁105、内部导轨梁106、内部结构梁107和内立柱108组成，材料为冷拔异形方形钢管或冷拔异形矩形钢管，各梁的连接方式为焊接。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图5至图8，保温箱内腔分层结构11由不锈钢支撑板110、电池绝缘支撑耐火砖111、竖向定位耐火砖112及横向定位耐火砖113组成。其中，电池绝缘支撑耐火砖111根据电池型号尺寸定制，固定限制腔内分层结构11内电池100的位置。每个分层结构11都有若干穿线孔30和若干电加热管位置孔119，且它们的位置皆避开电池绝缘支撑耐火砖111与电池100形成的电池整列。优选的是，每层电池绝缘支撑耐火砖111形成3X3的方形整列，即每层可放置9个单体电池，保温箱体内共计4层电池，因此电池总量为36个。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图1至图4、图6和图9，本发明的一种液态金属电池模块保温箱的加热器件分为两种，即底板内层莫来石纤维保温层74内嵌的电热丝742和保温箱内腔方形排列的电加热管阵列9。其中，方形电加热管阵列由左上电加热管91、右上电加热管92、左下电加热管93和右下电加热管94组成。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图1至图10，本发明的保温箱底板内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝742为大功率加热工作组，保证模块保温箱在加热阶段的加热速度；保温箱内腔电加热管阵列9为小功率加热工作组，保证模块保温箱在保温阶段的温度场均匀性。进一步地，在电热丝742的旁边还可以布置有热电偶8，也可以在保温箱内腔的上、下底面靠近电加热管的位置布置有热电偶8。一般情况下，本发明的保温箱在启动过程，即加热过程中主要以大功率加热工作组内嵌电热丝742开启，小功率加热工作组电加热管阵列9关闭。大功率电加热工作组内嵌电热丝742工作时，电池管理系统201通过测温热电偶86反馈的温度信号控制电热丝742的加热功率和加热速度，实现目标温度加热控制。特殊情况下，若需加快启动速度，使箱内温度快速升高，则可两个工作组同时开启。通过电控柜20内的电池管理系统201的调控，实现两个加热工作组工作状态启停控制。一般情况下，本发明的保温箱在电池模块正常运行时，即保温过程中主要以小功率加热工作组电加热管阵列9开启，大功率加热工作组内嵌电热丝742关闭。小功率加热工作组电加热管阵列9工作时，通过电池管理系统201实现对整个保温箱内腔目标温度下的温度均匀性控制。根据位置，将四根电加热管分为左上电加热管91、右上电加热管92、左下电加热管93和右下电加热管94，并人为的把保温箱内腔在横剖空间上划分为左上、右上、左下和右下四个区域，对应分区域的分别设置左上热电偶81、右上热电偶82、左下热电偶83和右下热电偶84通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201进行温度的均匀性控制。若左上热电偶81检测到左上区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制左上电加热管91，加大左上电加热管91的功率输出；若右上热电偶82检测到右上区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制右上电加热管92，加大右上电加热管92的功率输出；若左下热电偶83检测到左下区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制左下电加热管93，加大左下电加热管93的功率输出；若右下热电偶84检测到右下区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制右下电加热管94，加大右下电加热管94的功率输出。另外，保温箱体1的内底部四个角落还有一个温度检测热电偶88，若温度超过设定的最低温度或者最高温度，将触发电池管理系统201的报警，提醒检查低温或超温原因，规避电池组使用风险或安全风险。电池管理系统201还可对电池的运行状态进行监测，并通过人机交换界面显示，人机界面还可以进行在线数据查询、通讯和操作控制等操作。上述构成一个完整的液态金属电池模组保温箱。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图11至图20，本发明的一种液态金属电池模组保温箱的规格为20kW级，为长方体结构，长950mm，宽950mm，高1060mm，总体积接近1立方米。液态金属电池模组保温箱可以包括保温箱体1和电控柜20组成。整个保温箱体1和电控柜20由四个万向轮101支撑，提高了保温箱的可移动性和便捷性。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图11至图13，本发明的保温箱体1由上盖板2、后侧板3、右侧板4、左侧板5、前侧板6和底板7围成。上盖板2从外到内包括上盖外壁21、上盖外层莫来石纤维保温层22、上盖中层莫来石纤维保温层23、上盖内层莫来石纤维保温层24和上盖结构支撑板25；后侧板3从外到内包括后侧外壁31、后侧外层莫来石纤维保温层32、后侧中层金属真空保温层33和后侧内层莫来石纤维保温层34，其中，后侧外层莫来石纤维保温层32、后侧中层金属真空保温层33和后侧内层莫来石纤维保温层34形成复合真空保温结构；右侧板4从外到内包括右侧外壁41、右侧外层莫来石纤维保温层42、右侧中层金属真空保温层43、右侧内层莫来石纤维保温层44和右侧单面镜面不锈钢板反射层45，其中，右侧外层莫来石纤维保温层42、右侧中层金属真空保温层43、右侧内层莫来石纤维保温层44形成复合真空保温结构；左侧板5从外到内包括左侧外壁51、左侧外层莫来石纤维保温层52、左侧中层金属真空保温层53、左侧内层莫来石纤维保温层54和左侧单面镜面不锈钢板反射层55，其中，左侧外层莫来石纤维保温层52、左侧中层金属真空保温层53、左侧内层莫来石纤维保温层54形成复合真空保温结构；前侧板6从外到内包括前侧外壁61、前侧外层莫来石纤维保温层62、前侧中层金属真空保温层63和前侧内层莫来石纤维保温层64，其中，前侧外层莫来石纤维保温层62、前侧中层金属真空保温层63、前侧内层莫来石纤维保温层64形成复合真空保温结构；底板7从外到内包括底板外壁71、底板外层莫来石纤维保温层72、底板中层莫来石纤维保温层73、底板内层莫来石纤维保温层74和底板结构支撑板75。从上述描述结合图片可以看出，后侧板3、右侧板4、左侧板5和前侧板6这四个侧板中，由于后侧板3和前侧板6的内层莫来石纤维保温层34、64中分别嵌入有电热丝，此两个侧板内层不再安装单面镜面不锈钢反射层，以保证电热丝的加热效果。因此，在四个侧面形成了镜面不锈钢反射层和内嵌电热丝的内层莫来石纤维保温层的交错安装。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图12和图13，本发明的保温箱体侧面保温结构为复合真空保温结构，核心部件是后侧板3、右侧板4、左侧板5和前侧板6的各金属真空保温层33、43、53和63，由于箱体的对称结构，前后侧金属真空保温层63和33，左右侧金属真空保温层53和43的结构尺寸完全相同，且前后侧金属真空保温层63、33和左右侧金属真空保温层53、43结构特点相似，只存在外形尺寸上的差别。另外，在后侧中层金属真空保温层33的一个侧板上开有抽气孔，通过抽气孔中设置的阀门实现真空腔内的抽真空，并在抽气完成之后将阀门锁死。真空腔内设有一系列规则排列的支撑肋板，该支撑肋板由薄不锈钢板和其外层的绝热保温材料型材夹板组成，在保证保温性能的同时可有效控制抽真空时金属真空保温板的形变。另外，真空腔内填充有在200℃-550℃可激活的吸气剂，该吸气剂在200℃时开始激活，随着温度的升高吸气剂的激活量增加。吸气剂可更好的保证真空保温板在高温下的真空度。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图1、图15和图16，本发明的保温箱体1的支撑受力结构由外立柱102、两侧外横梁103、内部支撑梁104、前后外横梁105、内部导轨梁106、内部结构梁107和内立柱108组成，材料为冷拔异形方形钢管或冷拔异形矩形钢管，各梁的连接方式为焊接。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图15至图18，保温箱内腔分层结构11由不锈钢支撑板110、电池绝缘支撑耐火砖111、竖向定位耐火砖112及横向定位耐火砖113组成。其中，电池绝缘支撑耐火砖111根据电池型号尺寸定制，固定限制腔内分层结构11内电池100的位置。每个分层结构11都有若干穿线孔30和若干电加热管位置孔119，且它们的位置皆避开电池绝缘支撑耐火砖111与电池100形成的电池整列。本实施例中，每层电池绝缘支撑耐火砖111形成8X8的方形整列，即每层可放置64个单体电池，保温箱体内共计7层电池，因此电池总量为448个。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图11至图13、图15、图19和图20，本发明的一种液态金属电池模块保温箱的加热器件分为两种，即电热丝加热组件和电加热管加热组件。其中电热丝加热组件分布在后侧板3、前侧板6和底板7中。电热丝卷制后嵌装到后侧板内层莫来石纤维保温层内层34形成后侧板内层莫来石纤维保温层内层内嵌电热丝342，电热丝卷制后嵌装到前侧板内层莫来石纤维保温层内层64形成前侧板内层莫来石纤维保温层内层电热丝342，电热丝卷制后嵌装到底板内层莫来石纤维保温层内层74形成底板内层莫来石纤维保温层内层电热丝742。电加热管阵列9以矩形阵列方式安装在保温箱内腔。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，请参阅图11至图20，本发明的保温箱后侧内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝342、前侧内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝342和底板内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝742为大功率加热工作组，保证模块保温箱在加热阶段的加热速度；保温箱内腔电加热管阵列9为小功率加热工作组，保证模块保温箱在保温阶段的温度场均匀性。一般情况下，本发明的保温箱在启动过程，即加热过程中主要以大功率加热工作组内嵌电热丝342和742开启，小功率加热工作组电加热管阵列9关闭。大功率电加热工作组内嵌电热丝342和742工作时，电池管理系统201通过测温热电偶803、806和805分别反馈的温度信号控制电热丝后侧内层莫来石纤维保温层、前侧内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝342和底板内层莫来石纤维保温层内嵌电热丝742的加热功率和加热速度，实现目标温度加热控制。特殊情况下，若需加快启动速度，使箱内温度快速升高，则可同时开启大功率电热丝工作组和小功率电加热管阵列工作组。通过电控柜20内的电池管理系统201的调控，实现两个加热工作组工作状态启停控制。一般情况下，本发明的保温箱在电池模块正常运行时，即保温过程中主要以小功率加热工作组电加热管阵列9开启，大功率加热工作组内嵌电热丝342和742关闭。小功率加热工作组电加热管阵列9工作时，通过电池管理系统201实现对整个保温箱内腔目标温度下的温度均匀性控制。根据保温箱内腔各区域距离后侧内嵌电热丝342和前侧内嵌电热丝的远近，可人为的将保温箱内腔划分为A、B、C、D四个区域，其中A区域的温度控制由电池管理系统201通过埋于在后侧内层莫来石纤维保温层热电偶槽343中的测温热电偶803的反馈控制实现，D区域的温度控制由电池管理系统201通过埋于在前侧内层莫来石纤维保温层热电偶槽343中的测温热电偶806的反馈控制实现。在B和C区域内再根据各空间距离进行分区，对应分区域的左上热电偶通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201进行温度的均匀性控制。若左上热电偶81检测到B1区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制左上电加热管91，加大左上电加热管91的功率输出；若右上热电偶82检测到B2区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制右上电加热管92，加大右上电加热管92的功率输出；若左下热电偶83检测到B3区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制左下电加热管93，加大左下电加热管93的功率输出；若右下热电偶84检测到B4区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制右下电加热管94，加大右下电加热管94的功率输出；若热电偶85检测到C1区域的温度过低，则通过温控系统反馈温度信号给电池管理系统201控制电加热管，加大电加热管的功率输出。另外，保温箱体1的内底部四个角落还有一个温度检测热电偶801，若温度超过设定的最低温度或者最高温度，将触发电池管理系统201的报警，提醒检查低温或超温原因，规避电池组使用风险或安全风险。电池管理系统201还可对电池的运行状态进行监测，并通过人机交换界面显示，人机界面还可以进行在线数据查询、通讯和操作控制等操作。上述构成一个完整的液态金属电池模组保温箱。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液态金属电池模组保温箱，其特征在于，保温箱由外至内依次包括外壁层、复合保温层、抑制辐射反射层和保温箱内腔，其中：
所述复合保温层包括内层莫来石纤维保温层、中层金属真空保温层和外层莫来石纤维保温层，或者所述复合保温层包括内、中、外三层莫来石纤维保温层；
所述抑制辐射反射层为单侧镜面不锈钢板，其镜面向内设置；
所述保温箱内腔中设置有分层放置的液态金属电池模组。
2.根据权利要求1所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述复合保温层由金属真空保温板和复合材料保温板构成。
3.根据权利要求1所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述保温箱的侧面和底面的复合保温层中嵌入有电热丝和电加热管。
4.根据权利要求1所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述保温箱的侧面和底面嵌入布置有电热丝，所述保温箱的中部设置有电加热管。
5.根据权利要求4所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，在所述保温箱内腔的下底面靠近电热丝的位置布置有热电偶和/或在所述保温箱内腔的上、下底面靠近电加热管的位置布置有热电偶。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述内层莫来石纤维保温层中Al2O3的质量比例大于等于52％，Al2O3和SiO2的总质量比例大于等于99％。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述中层金属真空保温层由不锈钢板折弯焊接而成，所述中层金属真空保温层内设有在200℃-550℃可激活的吸气剂。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述分层放置的液态金属电池模组之间、每层电池之间采用耐高温导线连接。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述液态金属电池模组分层的支撑结构由下部不锈钢支撑板件和上部高温耐火砖型腔构成。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的液态金属电池模组保温箱，其特征在于，所述抑制辐射反射层与所述内层莫来石纤维保温层在保温箱的四个侧面交错布置，并在所述内层莫来石纤维保温层靠近保温箱内腔的一侧绕制有电热丝。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107742752A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 中国西电电气股份有限公司 一种液态金属电池模块及其组装方法
CN113826273A (zh) * 2018-12-17 2021-12-21 安保瑞公司 高温能量存储系统和方法
CN114678642A (zh) * 2022-03-15 2022-06-28 华中科技大学 一种液态金属电池组保温箱及保温系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10234590A (ja) * 1997-02-28 1998-09-08 Sanyo Electric Co Ltd 移動型温蔵庫
CN102152902A (zh) * 2011-01-27 2011-08-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 储能钠硫电池模块用复合真空保温箱体
CN103129842A (zh) * 2013-03-07 2013-06-05 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种钠硫电池模块专用保温箱
CN203603281U (zh) * 2013-10-28 2014-05-21 重庆庚锢科技有限公司 真空绝热保温板
CN205808005U (zh) * 2016-05-30 2016-12-14 日照新三明化工有限公司 一种保温材料烘干机
CN206282906U (zh) * 2016-12-23 2017-06-27 东莞威胜储能技术有限公司 一种液态金属电池模组保温箱

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10234590A (ja) * 1997-02-28 1998-09-08 Sanyo Electric Co Ltd 移動型温蔵庫
CN102152902A (zh) * 2011-01-27 2011-08-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 储能钠硫电池模块用复合真空保温箱体
CN103129842A (zh) * 2013-03-07 2013-06-05 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种钠硫电池模块专用保温箱
CN203603281U (zh) * 2013-10-28 2014-05-21 重庆庚锢科技有限公司 真空绝热保温板
CN205808005U (zh) * 2016-05-30 2016-12-14 日照新三明化工有限公司 一种保温材料烘干机
CN206282906U (zh) * 2016-12-23 2017-06-27 东莞威胜储能技术有限公司 一种液态金属电池模组保温箱

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107742752A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 中国西电电气股份有限公司 一种液态金属电池模块及其组装方法
CN107742752B (zh) * 2017-10-09 2019-10-29 中国西电电气股份有限公司 一种液态金属电池模块及其组装方法
CN113826273A (zh) * 2018-12-17 2021-12-21 安保瑞公司 高温能量存储系统和方法
CN114678642A (zh) * 2022-03-15 2022-06-28 华中科技大学 一种液态金属电池组保温箱及保温系统
CN114678642B (zh) * 2022-03-15 2023-01-24 华中科技大学 一种液态金属电池组保温箱及保温系统

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