CN115084745A - 电池装置及储能电站 - Google Patents

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唐家根
李小武
茅海忠
胡丹丹
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Jiangsu Haisida Power Technology Co ltd
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Jiangsu Haisida Power Supply Co ltd
Jiangsu Haisida Power Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种电池装置和储能电站，所述电池装置包括壳体，所述壳体内部设置有导热板，所述导热板将所述壳体内部分隔为安装腔和散热腔，所述壳体上设置有通风口，所述散热腔与所述通风口连通，所述散热腔内具有散热风道，所述散热风道与所述通风口连通；电池单元，所述电池单元位于所述安装腔内，所述电池单元内设置在所述导热板上，所述导热板用于吸收所述电池单元的热量并通过散热风道对流散热。本发明的电池装置通过设置导热板，可以对电池单元实现均匀降温，有利于提升储能用电池模块的使用性能和循环寿命。

Description

电池装置及储能电站
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体地涉及一种电池装置及储能电站。
背景技术
目前，随着国家以煤为主的能源体系向清洁能源转型，风电、光电等间歇式电源逐渐占据了新增电源的主要部分，但是发电侧的波动越来越大，这给调度带来了难题。
储能电站既能充电又能放电，用电高峰可以放电，低谷时可以充电，可以有效平抑电网内峰谷波动。储能电站响应速度迅速，相对于常规发电机组，储能电站在辅助服务领域优势明显，能够以毫秒级速度为电网提供调峰调频、事故备用、紧急功率支撑等多种服务。
储能模块是储能电站的核心电池装置，目前大部分储能模块都采用方形铁锂电池作为能量单元，基于方形电池结构特性，方形电池模组普遍存在散热不均匀、导热路径不通畅等缺陷，从而导致储能模块的内部通风不良、电芯温度不均匀等问题，进而影响储能模块的使用性能和循环寿命。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在电芯温度不均匀的问题，提供一种电池装置及储能电站，该电池装置及储能电站使电池模块内部散热均匀，有利于提升储能用电池模块的使用性能和循环寿命。
为了实现上述目的，根据本发明一方面，提供一种电池装置，包括：壳体，所述壳体内部设置有导热板，所述导热板将所述壳体内部分隔为安装腔和散热腔，所述壳体上设置有通风口，所述散热腔与所述通风口连通，所述散热腔内具有散热风道，所述散热风道与所述通风口连通；电池单元，所述电池单元位于所述安装腔内，所述电池单元内设置在所述导热板上，所述导热板用于吸收所述电池单元的热量并通过散热风道对流散热。
进一步地，所述电池装置还包括：翅片，所述翅片设置在所述散热腔内，所述翅片与所述导热板相连。
进一步地，所述翅片为多个，多个所述翅片间隔设置，相邻所述翅片之间形成所述散热风道。
进一步地，所述翅片与所述导热板一体成型。
进一步地，所述电池装置还包括：风扇，所述风扇设置在所述壳体上，所述风扇用于带动所述散热风道内的气流流动。
进一步地，所述风扇对应所述通风口设置，所述通风口的过流面积与所述风扇的扇叶覆盖面积相匹配。
进一步地，所述电池装置还包括：导热垫，所述导热垫设置在所述电池单元与所述导热板之间。
进一步地，所述导热垫采用绝缘材质。
进一步地，所述散热腔设置在所述安装腔的下方。
根据本发明的另一个方面，还公开了一种储能电站，包括上述的电池装置。
本发明的电池装置通过设置导热板，将壳体内部分隔为安装腔和散热腔，电池单元安装在安装腔内并与导热板接触，由于导热板与电池单元属于面与面接触，因此，电池单元产生的热量可以均匀地传递至导热板上，再通过导热板传递至散热腔内，由于散热风道内没有障碍物阻挡，散热风道内的气流也是均匀地通过风道实现对流散热，使导热板也均匀散热，因此，可以对电池单元实现均匀降温，有利于提升储能用电池模块的使用性能和循环寿命。
所述储能电站与上述电池装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例的电池转装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的电池转装置的爆炸图；
图例：10、壳体；11、导热板；12、安装腔；13、散热腔；14、通风口；20、电池单元；30、翅片；40、风扇。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
现有技术中通常采用冷风直接吹向电池模组实现散热，由于电池模组因形状问题无法保证通过其表面的风速完全相同，从而影响模组各个位置的散热效率，进而会加大电池模组温差，导致电芯散热不良，会严重影响电池模块的使用性能和循环寿命。
如图1所示，为了解决上述问题，本发明公开了一种电池装置，包括壳体10和电池单元20，壳体10内部具有容纳腔，容纳腔内设置有导热板11，导热板11将壳体10内部分隔为安装腔12和散热腔13，壳体10上设置有通风口14，通风口14包括一个进风口和一个出风口，进风口、出风口分别与散热腔13连通，散热腔13内具有散热风道，散热风道两端分别与进风口、出风口连通；电池单元20位于安装腔12内，电池单元20内设置在导热板11上，导热板11用于吸收电池单元20的热量并通过散热风道对流散热。
本发明的电池装置通过设置导热板，将壳体内部分隔为安装腔和散热腔，电池单元安装在安装腔内并与导热板接触，由于导热板与电池单元属于面与面接触，因此，电池单元产生的热量可以均匀地传递至导热板上，再通过导热板传递至散热腔内，由于散热风道内没有障碍物阻挡，散热风道内的气流也是均匀地通过风道实现对流散热，使导热板也均匀散热，因此，可以对电池单元实现均匀降温，有利于提升储能用电池模块的使用性能和循环寿命。
进一步地，电池装置还包括翅片30，翅片30设置在散热腔13内，翅片竖直设置，翅片30的顶部与导热板11相连，翅片的长度方向与散热风道的延伸方向相同，可以避免对气流产生阻力。本发明的电池装置通过在散热腔内设置翅片，并使翅片与导热板相连，可以增加散热面积，提高散热效果。
需要说明的是，翅片的材质为金属材质，例如：铝、铜等导热性能较好的材质。
为了实现更好的散热效果，翅片30的数量可以为多个，多个翅片30间隔设置，相邻翅片30之间形成散热风道。本发明的电池装置通过设置多个翅片可以大大增加散热面积，提高散热效果，当然，为了避免散热不均匀，翅片之间的间距需要相同，而且，翅片的底部可以与壳体内壁相连，这样翅片不仅可以散热，还可以起到支撑导热板的效果，属于一物多用。
更进一步地，翅片与导热板的连接方式可以是焊接、抵接等多种方式，优选地，翅片30与导热板11一体成型，例如：铝材质一体成型，翅片与导热板形成一个成体结构，这样的优势在于会使导热效率更高，另外，制造过程中只需要一次成型即可，方便制造，而且，安装过程也仅需一次安装，不用再将翅片一个一个地焊接在导热板上，因此，安装和维护也更方便。
进一步地，电池装置还包括风扇40，如图2所示，风扇40设置在壳体10上，风扇40用于带动散热风道内的气流流动。本发明的电池装置通过设置风扇，可以提高散热风道内的气流流动速度，从而提高换热效率，需要说明的是，风扇可以使多种，优选轴流风扇。
更进一步地，风扇40对应通风口14设置，通风口包括进风口和出风口，风扇可以设置在进风口处，对散热风道内吹风，实现强制对流，提高换热效率；风扇也可以设置在出风口处，从出风口向散热风道外抽风，同样可以实现强制对流。需要说明的是，在具体实施过程中，在电池装置整体尺寸的要求下，散热风道的高度通常都比较小，因此，若风扇直接与散热风道大小一致，那么风量会较小。因此，需要将通风口的过流面积增大，大于散热风道的过流面积，这样可以使通风口匹配较大的风扇，可以提高散热风道内的风量。通风口与散热风道之间需要平滑过渡，避免产生涡流。
例如，若风扇设置在进风口处，进风口的过流面积需要与风扇的扇叶覆盖面积相匹配，在进风口向出风口的方向上，散热风道的过流面积可以逐渐平滑过渡的减小。当然，若风扇设置在出风口处，出风口的过流面积需要与风扇的扇叶覆盖面积相匹配，在出风口向进风口的方向上，散热风道的过流面积可以逐渐平滑过渡的减小。
进一步地，电池装置还包括导热垫，导热垫设置在电池单元20与导热板11之间。本发明的电池装置通过设置导热垫可以填充电池单元与导热板接触面之间的空隙，从而提高导热效率。
更进一步地，导热垫采用绝缘材质。本发明的电池装置通过采用绝缘材质的导热垫，可以在提高导热效果的同时，实现绝缘，避免电池单元漏电或外部电流的影响，提高安全防护效果，属于一物两用。
需要说明的事，本实施例中，散热腔13设置在安装腔12的下方，这样设置的好处是，可以通过电池单元的自重使其自身与导热板紧密贴合，从而提高散热效果。除了此种设置方式之外，也可以将散热腔设置在安装腔的上方或者两侧。
进一步地，壳体10包括钣金箱体和上盖，钣金箱体上设置用于增加强度的加强筋。
需要说明的是，本实施例中，电池单元采用CTP电池模组，CTP电池模组包括电芯、绝缘材料、压条及铝钯，CTP电池模组通过压条直接固定钣金箱体上。
本发明的电池装置，结构简单、紧凑，可靠性高；组装工艺简单、可制造性强、生产成本低；散热风道与电池单元隔离，通过导热材料传热、散热，改善了电池模块内部因风路不畅，导致散热不均匀等现象，解决了储能用模块内部电芯散热不良、温差大等问题，能够将电池单元温差控制在2℃以内，极大地提升储能用电池单元的使用性能和循环寿命。
根据本发明的另一个实施例，还公开了一种储能电站，包括上述的电池装置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池装置，其特征在于，包括：
壳体(10)，所述壳体(10)内部设置有导热板(11)，所述导热板(11)将所述壳体(10)内部分隔为安装腔(12)和散热腔(13)，所述壳体(10)上设置有通风口(14)，所述散热腔(13)与所述通风口(14)连通，所述散热腔(13)内具有散热风道，所述散热风道与所述通风口(14)连通；
电池单元(20)，所述电池单元(20)位于所述安装腔(12)内，所述电池单元(20)内设置在所述导热板(11)上，所述导热板(11)用于吸收所述电池单元(20)的热量并通过散热风道对流散热。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：
翅片(30)，所述翅片(30)设置在所述散热腔(13)内，所述翅片(30)与所述导热板(11)相连。
3.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
所述翅片(30)为多个，多个所述翅片(30)间隔设置，相邻所述翅片(30)之间形成所述散热风道。
4.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，
所述翅片(30)与所述导热板(11)一体成型。
5.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：
风扇(40)，所述风扇(40)设置在所述壳体(10)上，所述风扇(40)用于带动所述散热风道内的气流流动。
6.根据权利要求5所述的电池装置，其特征在于，
所述风扇(40)对应所述通风口(14)设置，所述通风口(14)的过流面积与所述风扇(40)的扇叶覆盖面积相匹配。
7.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：
导热垫，所述导热垫设置在所述电池单元(20)与所述导热板(11)之间。
8.根据权利要求7所述的电池装置，其特征在于，
所述导热垫采用绝缘材质。
9.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，
所述散热腔(13)设置在所述安装腔(12)的下方。
10.一种储能电站，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电池装置。
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