CN114069093A - 一种电池包和储能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明技术方案提供一种电池包,包括U型均热散热器,所述U型均热散热器包括第一侧面、第二侧面和底面,所述第一侧面包括热超导管路和冷媒通道,所述热超导管路中密封有传热工质,多个电芯呈一列或多列安装于所述U型均热散热器的U型槽道内。该U型均热散热器能够快速吸收电芯在充放电过程中产生的热量,通过冷媒在冷媒通道中的移动可以将热量传导出去,或者携带热量的冷媒将热量传递给U型均热散热器,再对电芯进行加热,从而实现电池包的快速散热和升温。本发明还提供具有该电池包的储能系统,由于该电池包能够快速散热或升温,能够避免储能系统因散热不足或温度过低而影响正常使用。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体涉及一种电池包和储能系统。
背景技术
随着电池在生产生活中的大量应用,电池安全问题成为了人们关注的话题。电池充放电过程中热量散热不及时轻则导致电池性能减低、寿命衰减,重则导致拉断冒烟、爆炸。目前对电池的热管理主要采用空气散热,效率较低;或者在电池组底部采用盘管冷却的方式进行液冷,散热路径较长,导致其散热效率较低。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池包和储能系统,旨在解决上述至少一个技术问题。为实现上述目的,本发明提出的电池包,包括:
U型均热散热器,包括第一侧面、第二侧面和底面,所述第一侧面包括热超导管路和冷媒通道,所述热超导管路中密封有传热工质;
多个电芯,安装于所述U型均热散热器的U型槽道内;
外壳,包括盖板和端板,所述盖板设置于所述U型均热散热器的顶部,所述端板设置与所述U型均热散热器的两端。
优选地,所述第二侧面包括热超导管路和冷媒通道,所述热超导管路中密封有传热工质。
优选地,所述冷媒通道呈几字形包围热超导管路,所述冷媒通道两端设有入水口和出水口,与外部冷却系统相连接。
优选地,所述电芯呈一列排布在所述U型均热散热器中。
优选地,所述电芯呈多列排布在所述U型均热散热器中,所述电芯列与列之间夹设有板型均热散热器,所述板型均热散热器与第一侧面结构相同。
优选地,所述热超导管路和冷媒通道的管路凸设于所述第一侧面的表面,朝向所述U型均热散热器腔体外侧。
优选地,所述电芯与电芯之间夹设有柔性绝缘导热层,起着缓冲、绝缘和导热的作用。
优选地,所述U型均热散热器内腔表面与电芯之间设有绝缘层。
优选地,所述电芯为方形电芯。
本发明还提出一种储能系统,包括所述电池包,所述储能系统为风电储能系统、太阳能储能系统或电网储能系统。
本发明技术方案提供一种电池包,包括U型均热散热器,所述U型均热散热器包括第一侧面、第二侧面和底面,所述第一侧面包括热超导管路和冷媒通道,所述热超导管路中密封有传热工质,多个电芯呈一列或多列安装于所述U型均热散热器的U型槽道内。该U型均热散热器能够快速吸收电芯在充放电过程中产生的热量,通过冷媒在冷媒通道中的移动可以将热量传导出去,或者携带热量的冷媒将热量传递给U型均热散热器,再对电芯进行加热,从而实现电池包的快速散热和升温。本发明还提供具有该电池包的储能系统,由于该电池包能够快速散热或升温,能够避免储能系统因散热不足或温度过低而影响正常使用。
附图说明
图1为本发明电池包的实施例一。
图2为本发明电池包的实施例二。
其中: 1-U型均热散热器、10-第一侧面、11-第二侧面、12-底面、13-第一入水口、14-第一出水口、15-第二入水口、16-热超导管路、17-冷媒通道、2-外壳、20-盖板、21-第一端板、22-第二端板、3-电芯、31-第一极柱、32-第二极柱、33-防爆阀、4-柔性绝缘导热层、51-第一绝缘层、52-第二绝缘层、53-第三绝缘层、6-板型均热散热器、61-第三入水口、7-绝缘卡槽。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步的说明。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一组件,它可以直接在另一组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只为了说明目的。
另需要说明,若本发明实施例中涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为只是或者暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电池包,请参阅图1所示,电池包包括U型均热散热器1,多个电芯3和外壳2。多个电芯3安装于所述U型均热散热器1的腔内,外壳2与U型均热散热器1联合作用保护电芯3,避免电芯3受到外部环境的碰撞和干扰。
U型均热散热器1,包括第一侧面10、第二侧面11和底面12,所述第一侧面10和第二侧面11与底面12垂直,所述第一侧面10和第二侧面11平行,所述第一侧面10、第二侧面11和底面12之间紧固连接。
所述第一侧面10包括热超导管路16和冷媒通道17,所述热超导管路16中密封有传热工质(未示出),所述冷媒通道17两端设有第一入水口13和第一出水口14。冷媒通道中通过的冷媒的温度取决于电芯3的温度。可以理解的是,电芯3的适宜工作温度在20-45℃之间,当电芯温度高于45℃,就需要对电芯3进行冷却,因此,冷媒通道17中通入冷水;当电芯3温度低于20℃,就需要对电芯进行加热,因此冷媒通道17中通入热水。
需要说明的是,U型均热散热器1中所填充的传热工质可以为气体或液体或者气体和液体的混合物,例如水、油、酒精等。填充有传热工质的U型均热散热器1具有吸热、传热速率快和均温性好的特点。U型均热散热器1能够快速吸收电芯3充放电过程中产生的热量,并把热量均摊开来,冷媒通道17中通入冷却水可以吸收热量,从而将带走电芯3产生的热量;或者冷媒通道17中通入热水。将热量传递给电芯3,以对低于适宜工作温度的电芯3进行加热。
U型均热散热器1上冷媒通道17呈几字形包围热超导管路16,冷媒通道17和热超导管路16在U型均热散热器1上呈单面膨胀、双面膨胀或双面平整结构。热超导管路16位封闭管路,所述封闭的热超导管路的形状可以为相互连通的六边形蜂窝状,也可以为相互连通的四边形等。在本实施例中,如图1所示,冷媒通道17和热超导管路16凸设于U型均热散热器1的表面,且朝向均热散热器1的腔外突出。
图1所示的电芯3为方形电芯。当然在其他实施例中,电芯2还可以是圆柱电芯和软包电芯等,本发明不限于此。
外壳2包括盖板20,第一端板21和第二端板22,盖板20设于U型均热散热器1的顶部,第一端板21和第二端板22分别设于均热散热器1的两个端部。可以理解的是,多个电芯3放入U型均热散热器1后,加入外壳2,可以避免电芯3受到外部环境的碰撞和干扰。需要说明的是,电芯3在U型均热散热器1内呈一列排布,电芯3顶部设置有绝缘卡槽7,电芯3上具有第一极柱31、第二极柱32和防爆阀33,所述绝缘卡槽7上的卡槽与电芯3极柱的位置一一对应,固定住各个电芯的位置,进一步紧固内部电芯,避免电芯震荡和松散。所述绝缘卡槽7设于盖板20和电芯3之间。
请参阅图1,U型均热散热器1的第二侧面11上还包括冷媒通道17和热超导管路16,冷媒通道17呈几字形包围热超导管路16,冷媒通道两端分别设有第二入水口15和第二出水口(未示出)。可以理解的是,在本实施例中,U型均热散热器1的两个大侧面上均具有热超导管路和冷媒通道,可以增加U型均热散热器1的散热效率,从而加速对电芯3的散热效率。
进一步地,电池包还包括多个柔性绝缘导热层4,柔性绝缘导热层4夹设与相邻电芯3之间。柔性绝缘导热层4的导热性利于电芯3之间进行传热,将热量分摊出去,同时柔性绝缘导热层4的柔性和绝缘性能够保护电芯3免受碰撞和导电干扰。由于导热硅胶具有良好的导电性能和绝缘性能,因此通常采用导热硅胶作为柔性绝缘导热层的主要材料。当然,柔性绝缘导热层4也可以采用其他柔性绝缘导热材料或具有绝缘性的柔性相变材料。
请继续参阅图1,U型均热散热器1内腔表面与电池3之间设有绝缘层,第一绝缘层51、第二绝缘层52和第三绝缘层53设置在U型均热散热器1内腔表面,多方位包裹住多个电芯3,进一步保护电芯3免受碰撞和导电干扰。当然在其他实施例中,绝缘层可以是涂覆的绝缘涂层、油漆、夹设的绝缘片、贴置的绝缘膜等,本发明不限于此。
请参阅图2所示,所述电芯3呈两列排布在所述U型均热散热器1的U形槽道内,所述电芯3列与列之间夹设有板型均热散热器6,所述板型均热散热器6与第一侧面结构10相同,板型均热散热器6上设有冷媒通道17和热超导管路16,冷媒通道17呈几字形包围热超导管路16,冷媒通道两端分别设有第三入水口61和第三出水口(未示出)。当然,在其他实施例中,电芯可以呈n列排布在U型均热散热器1中,其中n≥3,电芯列与列之间均夹设有板型均热散热器6,所有散热器的入水口与外部冷却系统连接,所有散热器的出水口与外部冷却系统连接,对整个电池包进行散热或加热。
本发明还提出一种储能系统。该储能系统包括上述电池包,电池包的具体结构请参照上述实施例。由于该储能系统采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,再次不再一一赘述。可以理解的是,该储能系统可以为风电储能系统、太阳能储能系统或电网储能系统等。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修改或改变。因此,举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权益要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种电池包,其特征在于,包括:
U型均热散热器,包括第一侧面、第二侧面和底面,所述第一侧面包括热超导管路和冷媒通道,所述热超导管路中密封有传热工质;
多个电芯,安装于所述U型均热散热器的U型槽道内;
外壳,包括盖板和端板,所述盖板设置于所述U型均热散热器的顶部,所述端板设置与所述U型均热散热器的两端。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述第二侧面包括热超导管路和冷媒通道,所述热超导管路中密封有传热工质。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述冷媒通道呈几字形包围热超导管路,所述冷媒通道两端设有入水口和出水口,与外部冷却系统相连接。
4.根据权利要求3所述的电池包,其特征在于,所述电芯呈一列排布在所述U型均热散热器中。
5.根据权利要求4所述的电池包,其特征在于,所述电芯呈多列排布在所述U型均热散热器中,所述电芯列与列之间夹设有板型均热散热器,所述板型均热散热器与第一侧面结构相同。
6.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,所述热超导管路和冷媒通道的管路凸设于所述第一侧面的表面,朝向所述U型均热散热器腔体外侧。
7.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述电芯与电芯之间夹设有柔性绝缘导热层,起着缓冲、绝缘和导热的作用。
8.根据权利要求7所述的电池包,其特征在于,所述U型均热散热器内腔表面与电芯之间设有绝缘层。
9.根据权利要求8所述的电池包,其特征在于,所述电芯为方形电芯。
10.一种储能系统,其特征在于,包括如权利要求8所述电池包,所述储能系统为风电储能系统、太阳能储能系统或电网储能系统。
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