CN109841917A - 一种新型锂电池模块设计与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型锂电池模块设计与装置，其特征是：包括电芯隔栅(1)，电芯(2)，电解连接器(3)，电池组(4)，模组箱(5)，箱体盖板(6)，密封垫圈(7)，紧固螺栓(8)，电阻丝(9)，模组(10)，风冷箱(11)，保温棉(12)，通风管(13)，电池模块(14)，稳压箱(15)，空调盘管(16)。本发明采用独特的液冷与风冷相结合的双容器嵌套设计理念，液冷介质使得电芯温度一致性更佳，电芯使用寿命更长；风冷系统消除了环境温度波动对电池的影响，将温度保持在合理区间，保证电池高效稳定运行，且运行温度区间更广，空调系统能耗显著降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型锂电池模块设计与装置，属于储能技术领域。
背景技术
全球新能源在持续高速发展，随着新能源汽车、可再生能源及分布式电站技术的发展，储能技术在新能源汽车、可再生能源接入及小型分布式电站等方面的应用受到越来越多的关注。先进储能技术能够在很大程度上解决新能源发电的波动性问题，不但能实现新能源电量的平稳输出，还能有效调节新能源电量上网引起的电网电压、频率及谐波等“异动”，使风电及太阳能发电大规模的安全并入电网。锂离子电池作为一种储能技术，与其他传统蓄电池相比，具有比能量高、额定电压高、大电流放电能力强、高功率承受力、自放电率低等优点，其比能量(200Wh/kg)达到了铅酸电池的5倍左右，单体工作电压为3.7V或3.2V，循环寿命在浅充放模式下可以达到3000～5000次，储能效率可以达到90％以上。但锂电池模块对运行温度要求苛刻，安全高效的锂电储能系统强烈依赖于系统的热管理。运行温度包含电芯温度和环境温度，电芯温度差异将使各电芯循环的一致性变差，从而引起模块循环寿命迅速衰减；环境温度波动将影模块散热，过高或过低的环境温度都会影响模块的安全运行。因此，通过优化锂电池模块结构设计与工艺，使电芯温度更均匀，系统运行温度区间更宽，是目前电池模块设计面临的重要课题。传统锂电池储能系统仅通过设置在电池间的空调柜机对运行温度进行调节，该方法温度调节精度差，调节能耗大，且不能对电芯温度进行调节。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明采用独特的液冷与风冷相结合的双容器嵌套设计理念，液冷介质使得电芯温度一致性更佳，电芯使用寿命更长；风冷系统消除了环境温度波动对电池的影响，将温度保持在合理区间，保证电池高效稳定运行，且运行温度区间更广，空调系统能耗显著降低。
技术方案：本发明提供了一种新型锂电池模块设计与装置，其特征是：包括电芯隔栅(1)，电芯(2)，电解连接器(3)，电池组(4)，电芯箱(5)，箱体盖板(6)，密封垫圈(7)，紧固螺栓(8)，电阻丝(9)，模组箱(10)，风冷箱(11)，保温棉(12)，通风管(13)，电池模块(14)，稳压箱(15)，空调盘管(16)。
电池组(4)是由电芯隔栅(1)、电芯(2)以及电极连接器组成，详见附图1。锂电池电芯(2)依次插入电芯隔栅(1)中，电极连接器(3)将电芯(2)串并联连接成组；电芯隔栅(1)的作用是将电池组中的各电芯隔开，避免因电池鼓胀引起电池相互挤压变形。电芯(2)与电极连接器(3)的连接处经过防水绝缘处理。
电芯模组(10)由电池组(4)、模组箱(5)、箱体盖板(6)、密封垫圈(7)、紧固螺栓(8)以及电阻丝(9)组成，详见附图2；将电池组(4)插入模组箱(5)内，向其中注满导热绝缘的液体冷却介质，包括乙二醇溶液或变压器油，然后通过箱体盖板(6)、密封垫圈(7)以及紧固螺栓(8)将电池组(4)以及冷却液密封再模组箱(5)内；模组箱(5)的外表面缠绕加热电阻，在极端温度下实现电池自我加热。
电池模块(14)由电芯模组(10)、风冷箱(11)，保温棉(12)以及通风管(13)组成，详见附图3与图4；将电芯模组(10)插入风冷箱(11)内，通过顶部对位，在电芯模组(5)的外部与通风箱的内部组成气流通道，通过箱体盖板(6)表面的气孔与进出口通风管(13)连接，冷却气流流经风冷箱(11)的进出口，带走电芯模组(10)散发的热量，详见附图5。
独立的通风系统由电池模块(14)、稳压箱(15)以及空调盘管(16)组成，详见附图6；空调系统在低温时制热，对电池模块(14)加热升温，高温时制冷，对电池模块(14)冷却降温
有益效果
1采用独特的液冷与风冷相结合的双容器嵌套设计理念，液冷介质使得电芯温度一致性更佳，电芯使用寿命更长；
2风冷系统消除了环境温度波动对电池的影响，将温度保持在合理区间，保证电池高效稳定运行，且运行温度区间更广，空调系统能耗显著降低
附图说明
图1：锂电池组结构详图
其中：1—电芯隔栅；2—电芯；3—电极连接器；4—电池组。
锂电池电芯(2)依次插入电芯隔栅(1)中，电极连接器(3)将电芯(2)串并联连接成组。
图2：电芯模组结构详图
其中：5—模组箱；6—箱体盖板；7—密封垫圈；8—紧固螺栓；9—电阻丝；10—电芯模。
图3：电池模块结构详图
其中：11—风冷箱；12—保温棉；13—通风管；14—电池模块。
电芯模组(10)插入风冷箱(11)内，通过顶部对位，在电芯模组(5)的外部与通风箱的内部组成气流通道，通过箱体盖板(6)表面的气孔与进出口通风管(13)连接。
图4：电池模块设计详图
其中：14-1—主视图；14-2—俯视图；14-3—主视断面图；14-4—俯视断面图；
图5风冷箱气流组织图
冷却气流流经风冷箱(11)的进出口，带走电芯模组(10)散发的热量。
图6空调系统气流组织图
其中：15—稳压箱；16—空调盘管。
空调系统在低温时制热，对电池模块(14)加热升温，高温时制冷，对电池模块(14)冷却降温，消除了环境温度波动对电池的影响。
具体实施方式
本发明提供了一种新型锂电池模块设计与装置，其特征是：包括电芯隔栅(1)，电芯(2)，电解连接器(3)，电池组(4)，模组箱(5)，箱体盖板(6)，密封垫圈(7)，紧固螺栓(8)，电阻丝(9)，模组(10)，风冷箱(11)，保温棉(12)，通风管(13)，电池模块(14)，稳压箱(15)，空调盘管(16)。本发明采用独特的液冷与风冷相结合的双容器嵌套设计理念，液冷介质使得电芯温度一致性更佳，电芯使用寿命更长；风冷系统消除了环境温度波动对电池的影响，将温度保持在合理区间，保证电池高效稳定运行，且运行温度区间更广，空调系统能耗显著降低。
池组(4)是由电芯隔栅(1)、电芯(2)以及电极连接器组成，详见附图1。锂电池电芯(2)依次插入电芯隔栅(1)中，电极连接器(3)将电芯(2)串并联连接成组；电芯隔栅(1)的作用是将电池组中的各电芯隔开，避免因电池鼓胀引起电池相互挤压变形。电芯(2)与电极连接器(3)的连接处经过防水绝缘处理。
电芯模组(10)由电池组(4)、模组箱(5)、箱体盖板(6)、密封垫圈(7)、紧固螺栓(8)以及电阻丝(9)组成，详见附图2；将电池组(4)插入模组箱(5)内，向其中注满导热绝缘的液体冷却介质，包括乙二醇溶液或变压器油，然后通过箱体盖板(6)、密封垫圈(7)以及紧固螺栓(8)将电池组(4)以及冷却液密封再模组箱(5)内；模组箱(5)的外表面缠绕加热电阻，在极端温度下实现电池自我加热。
电池模块(14)由电芯模组(10)、风冷箱(11)，保温棉(12)以及通风管(13)组成，详见附图3与图4；将电芯模组(10)插入风冷箱(11)内，通过顶部对位，在电芯模组(5)的外部与通风箱的内部组成气流通道，通过箱体盖板(6)表面的气孔与进出口通风管(13)连接，冷却气流流经风冷箱(11)的进出口，带走电芯模组(10)散发的热量，详见附图5。
独立的通风系统由电池模块(14)、稳压箱(15)以及空调盘管(16)组成，详见附图6；空调系统在低温时制热，对电池模块(14)加热升温，高温时制冷，对电池模块(14)冷却降温。
Claims (6)
1.本发明公开了一种新型锂电池模块设计与装置，其特征是：包括电芯隔栅(1)，电芯(2)，电极连接器(3)，电池组(4)，模组箱(5)，箱体盖板(6)，密封垫圈(7)，紧固螺栓(8)，电阻丝(9)，电芯模组(10)，风冷箱(11)，保温棉(12)，通风管(13)，电池模块(14)，稳压箱(15)，空调盘管(16)。
2.根据权利1所述，其特征在于，电池组(4)是由电芯隔栅(1)、电芯(2)以及电极连接器组成，锂电池电芯(2)依次插入电芯隔栅(1)中，电极连接器(3)将电芯(2)串并联连接成组；电芯隔栅(1)的作用是将电池组中的各电芯隔开，避免因电池鼓胀引起电池相互挤压变形。
3.根据权利2所述，其特征在于，电芯(2)与电极连接器(3)的连接处经过防水绝缘处理。
4.根据权利1所述，其特征在于，电芯模组(10)由电池组(4)、模组箱(5)、箱体盖板(6)、密封垫圈(7)、紧固螺栓(8)以及电阻丝(9)组成；将电池组(4)放入模组箱(5)内，向其中注满导热绝缘的液体冷却介质，包括乙二醇溶液或变压器油，然后通过箱体盖板(6)、密封垫圈(7)以及紧固螺栓(8)将电池组(4)以及冷却液密封再模组箱(5)内；模组箱(5)的外表面缠绕加热电阻，在极端温度下实现电池自我加热。
5.根据权利1所述，起特征在于，电池模块(14)由电芯模组(10)、通风箱(11)，保温棉(12)以及通风管(13)组成；将电芯模组(10)插入风冷箱(11)内，通过顶部对位，在电芯模组(5)的外部与通风箱的内部组成气流通道，通过箱体盖板(6)表面的气孔与进出口通风管(13)连接，冷却气流流经风冷箱(11)的进出口，带走电芯模组(10)散发的热量。
6.根据权利2所述，其特征在于，独立的通风系统由电池模块(14)、稳压箱(15)以及空调盘管(16)组成；空调系统在低温时制热，对电池模块(14)加热升温，高温时制冷，对电池模块(14)冷却降温；该系统消除了环境温度波动对电池的影响，将温度保持在合理区间，保证电池高效稳定运行。
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| CN (1) | CN109841917A (zh) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN200976387Y (zh) * | 2006-12-07 | 2007-11-14 | 比亚迪股份有限公司 | 电池包冷却装置 |
| US20100012741A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Coolant Systems For Electric And Hybrid-Electric Vehicles |
| CN105900260A (zh) * | 2015-07-02 | 2016-08-24 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电池及其壳体结构、电芯保护方法、可移动装置及其套件 |
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2017
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| CN105900260A (zh) * | 2015-07-02 | 2016-08-24 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电池及其壳体结构、电芯保护方法、可移动装置及其套件 |
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