CN109904556B - 一种基于新型散热结构的储能蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于新型散热结构的储能蓄电池，包括控制单元、壳体、多个电芯和多个散热单元；多个电芯相互串联，所述壳体包括顶板、底板、隔板和4个侧板，多个电芯呈一排排列，散热单元的数量比电芯的数量少一个，相邻的两个电芯之间夹持有一个散热单元，隔板将壳体内空间分隔为上方空间和下方空间，所述上方空间和下方空间不连通，所有的散热单元的水平散热块均与隔板的上表面抵接，所述下方空间内安装有风扇。本发明的蓄电池散热效果好，且具有自我监测功能。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种基于新型散热结构的储能蓄电池。
背景技术
蓄电池(Storage Battery)是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，并且根据材料的不同可以分别铅酸电池、锂电池、铅碳电池等多种类型；并且随着新能源汽车技术的发展，急需要在大容量的储能电池技术上有所突破，但是大容量的储能电池在使用时，发热量较大，温度较高不利于蓄电池的长期使用，并且现有的散热手段，有时散热效果不够好。
发明内容
发明目的：本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种基于新型散热结构的储能蓄电池。
技术方案：一种蓄电池，包括控制单元、壳体、多个电芯和多个散热单元；多个电芯相互串联，所述壳体包括顶板、底板、隔板和4个侧板，多个电芯呈一排排列，散热单元的数量比电芯的数量少一个，相邻的两个电芯之间夹持有一个散热单元，所述散热单元包括水平散热块和竖直散热块，所述水平散热块具有水平腔室，所述竖直散热块包括第一蒸发竖直通道、第二蒸发竖直通道和回流竖直通道，所述回流竖直通道的底端和第一蒸发竖直通道之间通过第一连接通道连接，所述回流竖直通道的底端和第二蒸发竖直通道之间通过第二连接通道连接，所述第一蒸发竖直通道和回流竖直通道的顶端之间通过第一液化通道连接，所述第一液化通道具有第一斜面，所述第二蒸发竖直通道和回流竖直通道的顶端之间通过第二液化通道连接，所述第二液化通道具有第二斜面，所述第一蒸发竖直通道和第二蒸发竖直通道均与所述水平腔室连通，所述竖直散热块的顶部具有多个散热翅片以及包围所述散热翅片的保护罩，所述竖直散热块的顶部还具有注液口以及用于封闭所述注液口的密封塞，所述竖直散热块与电芯的侧面抵接，所述水平散热块与电芯的底部抵接，所述隔板与4个侧板均固定连接，且隔板将壳体内空间分隔为上方空间和下方空间，所述上方空间和下方空间不连通，所有的散热单元的水平散热块均与隔板的上表面抵接，所述下方空间内安装有风扇；所述壳体的顶板处具有正极柱、负极柱、进气罩和出气罩，每个散热单元的保护罩内的空间通过一个进气管与进气罩内的空间连通，每个散热单元的保护罩内的空间通过一个出气管与出气罩内的空间连通，所述进气罩具有进风口，所述出气罩具有出风口，所述进气罩内安装有风机；所述风机和所述风扇均与所述控制单元连接。
进一步地，所述第一斜面具有多个相互平行的第一条形凹槽；所述第二斜面具有多个相互平行的第二条形凹槽。
进一步地，所述密封塞为橡胶塞。
进一步地，所述散热单元的数量大于等于4个。
进一步地，所述第一斜面和第二斜面均为矩形；第一斜面与第一蒸发竖直通道连接的一侧高于与回流竖直通道连接的一侧；第二斜面与第二蒸发竖直通道连接的一侧高于与回流竖直通道连接的一侧。
进一步地，还包括第一报警单元；所述隔板的下表面安装有多个温度传感器，所述温度传感器的数量等于所述散热单元的数量，每个温度传感器位于一个散热单元的水平散热块下方，每个散热单元的水平散热块的下方具有一个温度传感器；在所述储能蓄电池充电或放电的过程中，控制单元控制执行周期化作业，每个周期中包括一个均温时间段和一个检测时间段，所述均温时间段中，控制所述风扇开启；所述检测时间段中，控制所述风扇关闭，并且在所述检测时间段中，当任意两个温度传感器的测量值的差值的绝对值大于设定阈值时，使所述第一报警装置报警。
进一步地，所述检测时间段的时长大于等于2分钟；所述均温时间段的时长大于检测时间段时长的10倍。
进一步地，还包括第二报警单元；所述竖直散热块和水平散热块均为长方体形；所述竖直散热块和水平散热块均由铜铝合金制成；所述水平散热块的两侧分别具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔处具有第一透光片，所述第二通孔处具有第二透光片，4个侧板的其中一个安装有激光发射器，另一个安装有光强检测器，所述激光发射器发出的光线能够穿过所有的散热单元的第一透光片和第二透光片被所述光强检测器检测；所述激光发射器和光强检测器均与所述控制单元连接；控制器能够控制执行冷却液检测模式，所述冷却液检测模式中，当光强检测器的测量值不在设定的光强阈值范围内时，使所述第二报警单元报警。
进一步地，所述第一蒸发通道、第二蒸发通道和水平腔室内均具有冷却液。
进一步地，所述冷却液是水或乙醇。
进一步地，正极柱和负极柱分别与两端的电芯连接。
进一步地，所述注液口位于保护罩外。
有益效果：本发明的蓄电池，具有较好的散热效果，并且散热过程中，散热介质与壳体内的电芯不发生的直接接触，保证安全性，避免电芯被污染，并且能够对某个电芯的工作异常进行检测，对散热单元的异常也能够进行检测。
附图说明
图1为蓄电池示意图。
具体实施方式
附图标记：1.1、1.2侧板；1.3顶板；1.4底板；1.5隔板；1.6温度传感器； 1.7风扇；1.8激光发射器；1.9光强检测器；2.1第一蒸发竖直通道；2.2第二蒸发竖直通道；2.3水平腔室；2.4回流通道；2.4.1第一液化通道；2.4.2第二液化通道；2.5散热翅片；2.5.1保护罩；2.6密封塞；2.7进气罩；2.8出气罩；3.1正极柱；3.2负极柱；4电芯。
一种蓄电池，包括控制单元、壳体、多个电芯和多个散热单元；多个电芯4 相互串联，所述壳体包括顶板1.3、底板1.4、隔板1.5和4个侧板1.1，多个电芯4呈一排排列，散热单元的数量比电芯4的数量少一个，相邻的两个电芯之间夹持有一个散热单元，所述散热单元包括水平散热块和竖直散热块，所述水平散热块具有水平腔室2.3，所述竖直散热块包括第一蒸发竖直通道2.1、第二蒸发竖直通道2.2和回流竖直通道2.4，所述回流竖直通道的底端和第一蒸发竖直通道之间通过第一连接通道连接，所述回流竖直通道的底端和第二蒸发竖直通道之间通过第二连接通道连接，所述第一蒸发竖直通道和回流竖直通道的顶端之间通过第一液化通道2.4.1连接，所述第一液化通道具有第一斜面，所述第二蒸发竖直通道和回流竖直通道的顶端之间通过第二液化通道2.4.2连接，所述第二液化通道具有第二斜面，所述第一蒸发竖直通道和第二蒸发竖直通道均与所述水平腔室连通，所述竖直散热块的顶部具有多个散热翅片以及包围所述散热翅片的保护罩，所述竖直散热块的顶部还具有注液口以及用于封闭所述注液口的密封塞，所述竖直散热块与电芯的侧面抵接，所述水平散热块与电芯的底部抵接，所述隔板与4个侧板均固定连接，且隔板1.5将壳体内空间分隔为上方空间和下方空间，所述上方空间和下方空间不连通，所有的散热单元的水平散热块均与隔板的上表面抵接，所述下方空间内安装有风扇1.7；所述壳体的顶板处具有正极柱3.1、负极柱3.2、进气罩2.7和出气罩2.8，每个散热单元的保护罩内的空间通过一个进气管与进气罩内的空间连通，每个散热单元的保护罩内的空间通过一个出气管与出气罩内的空间连通，所述进气罩2.7具有进风口，所述出气罩2.8具有出风口，所述进气罩内安装有风机；所述风机和所述风扇均与所述控制单元连接。即多个保护罩实际上实现并联连接，进气罩的气流通过各个进气管进入对应的保护罩，再由各个出气管出来进入出气罩。
所述第一斜面具有多个相互平行的第一条形凹槽；所述第二斜面具有多个相互平行的第二条形凹槽。所述密封塞为橡胶塞。所述散热单元的数量大于等于4 个。所述第一斜面和第二斜面均为矩形；第一斜面与第一蒸发竖直通道连接的一侧高于与回流竖直通道连接的一侧；第二斜面与第二蒸发竖直通道连接的一侧高于与回流竖直通道连接的一侧。还包括第一报警单元；所述隔板的下表面安装有多个温度传感器1.6，所述温度传感器的数量等于所述散热单元的数量，每个温度传感器位于一个散热单元的水平散热块下方；在所述储能蓄电池充电或放电的过程中，控制单元控制执行周期化作业，每个周期中包括一个均温时间段和一个检测时间段，所述均温时间段中，控制所述风扇开启；所述检测时间段中，控制所述风扇关闭，并且在所述检测时间段中，当任意两个温度传感器的测量值的差值的绝对值大于设定阈值时，使所述第一报警装置报警。所述检测时间段的时长大于等于2分钟；所述均温时间段的时长大于检测时间段时长的10倍。还包括第二报警单元；所述竖直散热块和水平散热块均为长方体形；所述竖直散热块和水平散热块均由铜铝合金制成；所述水平散热块的两侧分别具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔处具有第一透光片，所述第二通孔处具有第二透光片，4个侧板的其中一个安装有激光发射器，另一个安装有光强检测器，所述激光发射器发出的光线能够穿过所有的散热单元的第一透光片和第二透光片被所述光强检测器检测；所述激光发射器和光强检测器均与所述控制单元连接；控制器能够控制执行冷却液检测模式，所述冷却液检测模式中，当光强检测器的测量值不在设定的光强阈值范围内时，使所述第二报警单元报警。
如图1 所示，在使用的过程中，电芯发出的热量使得冷却液蒸发吸热，并且上升到第一、二斜面时被冷却液化，顺着第一、二斜面的第一、二条形凹槽流淌到回流通道内，再流淌至第一、二蒸发竖直通道内，完成散热循环。通过注液口可以注入冷却液，使用一段时间后，如果出现故障，例如冷却液密封性出现问题，当某个散热单元的冷却液的量不足(或冷却液完全挥发掉)时，通过冷却液检测模式可以检测出来，正常情况下，光线经过各个散热单元的第一透光片、冷却液和第二透光片到达光强检测器，测量值应该在光强阈值范围内；当超出这个范围时，则使第二报警装置报警，从而提醒维护。
另外，在正常使用时，下方空间的各个区域之间的温度可能会有细微差距，通过在均温时间段中，风扇的开启实现下方空间的内循环，有助于各个电芯的温度的均温。但是在工作周期中特别增加了检测时间段，目的就是检测在关闭内循环的情况下，各个电芯所对应的下方空间的温度差距大不大，如果不大说明工作正常，如果很大，说明某些电芯出现了工作异常，从而第一报警装置报警提醒维护。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
Claims (8)
1.一种基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，包括控制单元、壳体、多个电芯和多个散热单元；多个电芯相互串联，所述壳体包括顶板、底板、隔板和4个侧板，多个电芯呈一排排列，散热单元的数量比电芯的数量少一个，相邻的两个电芯之间夹持有一个散热单元，所述散热单元包括水平散热块和竖直散热块，所述水平散热块具有水平腔室，所述竖直散热块包括第一蒸发竖直通道、第二蒸发竖直通道和回流竖直通道，所述回流竖直通道的底端和第一蒸发竖直通道之间通过第一连接通道连接，所述回流竖直通道的底端和第二蒸发竖直通道之间通过第二连接通道连接，所述第一蒸发竖直通道和回流竖直通道的顶端之间通过第一液化通道连接，所述第一液化通道具有第一斜面，所述第二蒸发竖直通道和回流竖直通道的顶端之间通过第二液化通道连接，所述第二液化通道具有第二斜面，所述第一蒸发竖直通道的底端和第二蒸发竖直通道的底端均与所述水平腔室连通，所述竖直散热块的顶部具有多个散热翅片以及包围所述散热翅片的保护罩，所述竖直散热块的顶部还具有注液口以及用于封闭所述注液口的密封塞，所述竖直散热块与电芯的侧面抵接，所述水平散热块与电芯的底部抵接，所述隔板与4个侧板均固定连接，且隔板将壳体内空间分隔为上方空间和下方空间，所述上方空间和下方空间不连通，所有的散热单元的水平散热块均与隔板的上表面抵接，所述下方空间内安装有风扇；所述壳体的顶板处具有正极柱、负极柱、进气罩和出气罩，每个散热单元的保护罩内的空间分别通过一个进气管与进气罩内的空间连通，每个散热单元的保护罩内的空间分别通过一个出气管与出气罩内的空间连通，所述进气罩具有进风口，所述出气罩具有出风口，所述进气罩内安装有风机；所述风机和所述风扇均与所述控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，所述第一斜面具有多个相互平行的第一条形凹槽；所述第二斜面具有多个相互平行的第二条形凹槽。
3.根据权利要求1所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，所述密封塞为橡胶塞。
4.根据权利要求1所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，所述散热单元的数量大于等于4个。
5.根据权利要求1所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，所述第一斜面和第二斜面均为矩形；第一斜面与第一蒸发竖直通道连接的一侧高于与回流竖直通道连接的一侧；第二斜面与第二蒸发竖直通道连接的一侧高于与回流竖直通道连接的一侧。
6.根据权利要求1所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，还包括第一报警单元；所述隔板的下表面安装有多个温度传感器，所述温度传感器的数量等于所述散热单元的数量，每个温度传感器位于一个散热单元的水平散热块下方；在所述储能蓄电池充电或放电的过程中，控制单元控制执行周期化作业，每个周期中包括一个均温时间段和一个检测时间段，所述均温时间段中，控制所述风扇开启；所述检测时间段中，控制所述风扇关闭，并且在所述检测时间段中，当任意两个温度传感器的测量值的差值的绝对值大于设定阈值时，使所述第一报警单元报警。
7.根据权利要求6所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，所述检测时间段的时长大于等于2分钟；所述均温时间段的时长大于检测时间段时长的10倍。
8.根据权利要求1所述的基于散热结构的储能蓄电池，其特征在于，还包括第二报警单元；所述竖直散热块和水平散热块均为长方体形；所述竖直散热块和水平散热块均由铜铝合金制成；所述水平散热块的两侧分别具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔处具有第一透光片，所述第二通孔处具有第二透光片，4个侧板的其中一个安装有激光发射器，另一个安装有光强检测器，所述激光发射器发出的光线能够穿过所有的散热单元的第一透光片和第二透光片被所述光强检测器检测；所述激光发射器和光强检测器均与所述控制单元连接；控制单元能够控制执行冷却液检测模式，所述冷却液检测模式中，当光强检测器的测量值不在设定的光强阈值范围内时，使所述第二报警单元报警。
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