CN114388933A - 一种电池模组、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模组，包括外壳，多个方形电池和水流通道，所述方形电池安装于所述外壳内，所述电池壳体包括第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，所述第一腔室和第二腔室下部设置有进水口和出水口，所述第三腔室和第四腔室内填充有传热工质；所述水流通道上具有与进水口和出水口对应的插口，所述方形电池插接于所述水流通道上。本发明还提供具有该电池模组的电池包和储能系统，由于该电池模组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，具体涉及一种电池模组、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模组、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，本发明提出的电池模组，包括：
外壳；
多个方形电池，所述电池安装于所述外壳内，所述电池包括电解液、电池壳体和电芯，所述电解液和电芯安装于电池壳体内，所述电池壳体包括盖板、底板和均热散热空腔；所述均热散热空腔上设置有第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室；所述底板上设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口与所述第一腔室和第二腔室的底部对应设置，所述第三腔室和第四腔室内填充有传热工质；
水流通道，所述水流通道中空，一端封闭，一端具有外接口，水流通道上设置有与进水口和出水口对应的插口，所述电池插接于所述水流通道的插口上。
优选地，所述第一腔室和第二腔室内设置有隔断条，所述隔断条靠近盖板处有空缺。
优选地，所述传热工质为气体、液体或者气体和液体的混合物。
优选地，第三腔室和第四腔室内设置有隔断条。
优选地，所述第三腔室和第四腔室内的隔断条呈条状、丝带状或锯齿状中的一种或几种混合。
优选地，所述电池与电池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，所述插口上具有密封圈，所述插头插入所述进水口/出水口时，所述密封圈起密封防水作用。
优选地，所述水流通道设置在一块平板上，起稳固模组的作用。
本发明还提出一种电池包，包括至少两个呈层叠或并排设置的所述电池模组。
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模组，包括外壳，多个方形电池和水流通道，所述电池安装于所述外壳内，所述电池壳体包括第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室，所述第一腔室和第二腔室下部设置有进水口和出水口，所述第三腔室和第四腔室内填充有传热工质；所述水流通道上具有与进水口和出水口对应的插口，所述电池插接于所述水流通道上。该电池模组中的方形电池外壳能够快速吸收电池在充放电过程中产生的热量并均摊开来，水流通道与第一腔室和第二腔室连通，冷媒在水流通道与第一腔室和第二腔室的移动可以将热量传导出去，从而实现电池模组的快速散热和升温。本发明还提供具有该电池模组的电池包和储能系统，由于该电池模组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为本发明电池模组的一实施例的爆炸示意图。
图2为图1方形电池的爆炸示意图。
其中：10-方形电池、1-盖板、11-第一极性端子、12-第二极性端子、13-注液孔、2-均热散热腔体、21-第一腔室、211-第一隔断条、22-第二腔室、221-第二隔断条、23-第三腔室、231-第三隔断条、24-第四腔室、241-第四隔断条、25-空腔、3-底板、31-第一进水口、32-第一出水口、33-第二进水口、34-第二出水口、4-电芯、41-第一极耳、42-第二极耳、5-第一水流通道、51-第一外接口、52-第一插口、53-第二插口、6-第二水流通道、61-第二外接口、62-第三插口、63-第四插口、7-柔性绝缘导热层、81-前端板、82-第一侧板、83-第二侧板、84-后端板、85-承重板、86-顶盖。
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模组，请参阅图1所示，电池模组包括外壳，多个方形电池10和水流通道。多个方形电池10安装于所述外壳内，避免电池10受到外部环境的碰撞和干扰。
所述外壳包括前端板81、第一侧板82、第二侧板83、后端板84和顶盖86，所述前端板81与后端板84平行，所述第一侧板82和第二侧板83平行，所述前端板81、第一侧板82、第二侧板83、后端板84相互紧固连接构成中空的腔体，盖上顶盖86之后罩在方形电池10外面，对方形电池10起保护作用。
方形电池10的结构如图2所示，所述方形电池10包括电池壳体、电解液（未示出）和电芯4，所述电芯4安装于所述电池壳体内，所述电池壳体包括盖板1、均热散热空腔2和底板3，所述均热散热空2上设置有第一腔室21、第二腔室22、第三腔室23和第四腔室24；所述底板3上设置有进水口和出水口，所述第一腔室21下部对应底板3上的第一进水口31和第一出水口32，所述第二腔室22下部对应底板3上的第二进水口33和第二出水口34，所述第三腔室和第四腔室内密封有传热工质。
在本实施例中，第一腔室21中包括第一隔断条211，第二腔室22中包括第二隔断条221，所述第一隔断条211和第二隔断条221与电池壳体的内外两层板紧密连接，起支撑电池壳体的作用，第一隔断条211和第二隔断条221靠近盖板1的一端有空缺，便于腔室内流体流动。当然在其他实施例中，第一腔室21和第二腔室22中也可以没有隔断条。
所述水流通道内里中空，呈长条状，一端封闭，另一端具有外接口。在本实施例中，所述水流通道包括第一水流通道5和第二水流通道6，第一水流通道5和第二水流通道6呈长条形，第一水流通道5上设置有第一外接口51、第一插口52和第二插口53，第二水流通道6上设置有第二外接口61、第三插口62和第四插口63，所述第一进水口31、第一出水口32分别对应第一插口52、第二插口53，所述第二进水口33、第二出水口34分别对应第三插口62、第四插口63，所述插口上具有密封圈，所述插头插入所述进水口/出水口时，所述密封圈起密封防水作用。
在本实施例中，所述第一水流通道5和第二水流通道6设置在一块平板上，即承重板85，所述第一外接口51和第二外接口61分布在平板的同一侧，所述第一水流通道5和第二水流通道6设置在一块平板上，增加了模组的稳定性。
需要说明的是，所述第三腔室23和第四腔室24中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。填充有传热工质的电池外壳具有吸热、传热速率快和均温性好的特点。方形电池10的适宜工作温度在20-50℃之间，当方形电池10温度高于50℃，需要对方形电池10进行冷却，因此，冷媒从第一外接口51进入第一水流通道5，在压力作用下再通过第一插口52进入第一腔室21，流经第一隔断条211上的空缺处，最后从第二插口53中流出，同时，冷媒从第二外接口61进入第二水流通道6，在压力作用下再通过第三插口62进入第二腔室22，流经第二隔断条221上的空缺处，最后从第四插口63中流出，第三腔室23和第四腔室24吸收电芯4的热量均摊开来传导到第一腔室21和第二腔室22中，冷媒吸收第一腔室21和第二腔室22的热量后从流出，从而达到降温目的；当方形电池10温度低于20℃，就需要对电池进行加热，因此向第一腔室21和第二腔室22中通入热水，将热量传递给第三腔室23和第四腔室24，从而加热电池内部，达到升温的目的。
所述第三腔室23和第四腔室24内还设置有隔断条，所述隔断条与电池壳体10的内外板材紧密连接，起支撑电池壳体和保证腔室传热均匀性的作用，所述隔断条呈条状、丝带状或锯齿状中的一种或几种混合，在本实施例中，第三腔室23的第三隔断条231和第四腔室24的第四隔断条241均为条状。当然在其他实施例中，第三隔断条231和第四隔断条241也可以为其他形状，本发明不限于此。
请继续参阅图1，方形电池10呈一列插接在水流通道上，所述多个方形电池10之间设置有柔性绝缘导热层7，柔性绝缘导热层7夹设于相邻方形电池10之间，利于方形电池10之间进行传热，将热量分摊出去，同时柔性绝缘导热层7的柔性和绝缘性能够保护方形电池10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层的主要材料。柔性绝缘层5也可以采用其他柔性绝缘材料或具有绝缘性的柔性相变材料。
本发明还提出一种电池包，包括至少两个呈层叠或并排设置的所述电池模组。
本发明还提出一种储能系统。该储能系统包括上述电池包。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)
1.一种电池模组，其特征在于包括：
外壳；
多个方形电池，所述电池安装于所述外壳内，所述电池包括电解液、电池壳体和电芯，所述电解液和电芯安装于电池壳体内，所述电池壳体包括盖板、底板和均热散热空腔；所述均热散热空腔上设置有第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室；所述底板上设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口与所述第一腔室和第二腔室的底部对应设置，所述第三腔室和第四腔室内填充有传热工质；
水流通道，所述水流通道中空，一端封闭，一端具有外接口，水流通道上设置有与进水口和出水口对应的插口，所述电池插接于所述水流通道的插口上。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一腔室和第二腔室内设置有隔断条，所述隔断条靠近盖板处有空缺。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述传热工质为气体、液体或者气体和液体的混合物。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，第三腔室和第四腔室内设置有隔断条。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述第三腔室和第四腔室内的隔断条呈条状、丝带状或锯齿状中的一种或几种混合。
6.根据权利要求4或5所述的电池模组，其特征在于，所述电池与电池之间夹设有柔性绝缘导热层，起着缓冲、绝缘和导热的作用。
7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述插口上具有密封圈，所述插头插入所述进水口/出水口时，所述密封圈起密封防水作用。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述水流通道设置在一块平板上，起稳固模组的作用。
9.一种电池包，其特征在于，包括至少两个呈层叠或并排设置的如权利要求1至8任意一项所述的电池模组。
10.一种储能系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包，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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- 2022-12-16 WO PCT/CN2022/139771 patent/WO2023125086A1/zh unknown
Cited By (3)
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| WO2023124584A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 重庆三峡时代能源科技有限公司 | 方形壳体和方形电池 |
| WO2023125086A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 重庆三峡时代能源科技有限公司 | 电池模组、电池包和储能系统 |
| WO2023133688A1 (zh) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法 |
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