CN115472963A - 一种强制循环冷却的家庭储能锂电池及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强制循环冷却的家庭储能锂电池及其控制方法，涉及家庭储能锂电池技术领域，该家庭储能锂电池及其控制方法旨在解决现有技术下不具备强制循环冷却功能，当锂电池过热后，内部压力增大，容易造成锂电池爆炸，或者锂电池自燃，安全性差的技术问题，该家庭储能锂电池包括外箱体、从下往上依次安装在外箱体内的冷却液箱、冷却管防护箱和内箱体，内箱体内安装有电池箱，电池箱内设置有等距分布的电池组，电池箱上端安装有可拆卸的电池盖，内箱体上端安装有内箱盖，该家庭储能锂电池及其控制方法利用温度传感器和压力传感器对外箱体内的温度和压力进行监测，强制对外箱体内部进行循环冷却。

Description

一种强制循环冷却的家庭储能锂电池及其控制方法
技术领域
本发明属于家庭储能锂电池技术领域，具体涉及一种强制循环冷却的家庭储能锂电池及其控制方法。
背景技术
家庭储能锂电池与家庭屋顶光伏系统相结合，将白天的电量储存，然后供家庭使用，现有的家庭储能锂电池需要通过手动放电或补电，把电池的压差控制在一定范围内，否则容易引起电池损坏，甚至引起火灾等严重事故。
目前，专利号为CN201910307005.1的发明专利公开了一种家用储能电池组自动并联控制方法，包括以下步骤：步骤一，电池模组主机开机自检后经储能变流器接入市电电网、光伏电网，所述电池模组主机预设安全并联电压范围值，所述电池模组主机在接入市电电网、光伏电网后因进行充电、放电而持续发生电压变化；步骤二，电池模组主机与每台未接入直流电网的电池模组从机握手通信，取得每台电池模组从机实时电压数据；步骤三，以电池模组主机的实时电压为基准，将处于安全并联电压范围内的电池模组从机并联入直流电网，对未处于安全并联电压范围内的电池模组从机发送脱机命令使保持待命状态，处于待命状态的电池模组从机重复执行步骤二的过程，直至将所有电池模组从机并联入直流电网，其采用的是通过支杆电动旋转的方式对杯子进行清洗，但该家庭储能锂电池不具备强制循环冷却功能，当锂电池过热后，内部压力增大，容易造成锂电池爆炸，或者锂电池自燃，安全性差。
因此，针对上述不具备强制循环冷却功能的问题，亟需得到解决，以改善家庭储能锂电池的使用场景。
发明内容
(1)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种强制循环冷却的家庭储能锂电池及其控制方法，该家庭储能锂电池及其控制方法旨在解决现有技术下不具备强制循环冷却功能，当锂电池过热后，内部压力增大，容易造成锂电池爆炸，或者锂电池自燃，安全性差的技术问题。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，该家庭储能锂电池包括外箱体、从下往上依次安装在所述外箱体内的冷却液箱、冷却管防护箱和内箱体；其中，所述内箱体内安装有电池箱，所述电池箱内设置有等距分布的电池组，所述电池箱上端安装有可拆卸的电池盖，所述内箱体上端安装有内箱盖，所述外箱体内顶部下端从左往右依次固定连接有温度传感器和压力传感器，所述外箱体上端安装有泄压阀，所述冷却液箱内底部上端固定连接有隔板，所述隔板将冷却液箱分成低温区和高温区，所述冷却管防护箱内侧固定连接有冷却盘管，所述外箱体内底部上端固定连接有水泵，所述外箱体右端固定连接有可拆卸的散热网篮，所述散热网篮内安装有风扇，所述冷却液箱左端前后两侧依次设置有出液口和回液口，所述冷却管防护箱左端前后两侧依次设置有进液口和排液口，所述水泵进口端和出液口之间设置有第一水管，所述水泵出口端和进液口之间设置有第二水管，所述排液口和回液口之间设置有第三水管，所述外箱体左端安装有单片机，所述外箱体左端开设有前后对称分布的滑动槽，所述滑动槽内固定连接有第一磁铁，所述滑动槽内滑动连接有与所述第一磁铁磁性连接的第二磁铁，所述第二磁铁外侧固定连接有防护罩，所述外箱体前端通过铰链转动连接有密封门。
使用本技术方案的家庭储能锂电池及其控制方法时，其步骤如下：
步骤一：通过单片机分别设定温度和压力阈值，温度传感器和压力传感器实时监测外箱体内的温度和压力数据；
步骤二：温度传感器将温度数据发送至单片机，当温度超过阈值时，单片机控制水泵和风扇启动，冷却液箱内隔板前侧低温区内的冷却介质经出液口、第一水管、水泵、第二水管和进液口送入冷却盘管中，然后从冷却盘管的另一端经排液口、第三水管和回液口回到高温区内，冷却盘管对内箱体进行强制冷却，同时散热网篮内的风扇向外箱体吹风，进行冷却，直至外箱体内的温度低于阈值时，单片机关闭水泵和风扇；
步骤三：压力传感器将压力数据发送至单片机，当压力超过阈值时，单片机控制泄压阀启动，直至外箱体内的压力低于阈值时，单片机关闭泄压阀。
进一步地，所述温度传感器、压力传感器、泄压阀、水泵和风扇均与单片机为电性连接。
进一步地，所述接隔板的高度小于冷却液箱内部的高度，所述电池箱和内箱盖的材质为铝合金。
进一步地，所述低温区和高温区的容量均大于冷却盘管的容量。
进一步地，所述进液口和排液口分别与所述冷却盘管的两端相连。
进一步地，所述第二磁铁在滑动槽内可滑动的距离大于单片机的高度。
进一步地，所述防护罩与单片机为左右对齐的设计，且防护罩的面积大于单片机的面积。
一种强制循环冷却的家庭储能锂电池控制方法，其步骤如下：
步骤一：通过单片机分别设定温度和压力阈值，温度传感器和压力传感器实时监测外箱体内的温度和压力数据；
步骤二：温度传感器将温度数据发送至单片机，当温度超过阈值时，单片机控制水泵和风扇启动，冷却液箱内隔板前侧低温区内的冷却介质经出液口、第一水管、水泵、第二水管和进液口送入冷却盘管中，然后从冷却盘管的另一端经排液口、第三水管和回液口回到高温区内，冷却盘管对内箱体进行强制冷却，同时散热网篮内的风扇向外箱体吹风，进行冷却，直至外箱体内的温度低于阈值时，单片机关闭水泵和风扇；
步骤三：压力传感器将压力数据发送至单片机，当压力超过阈值时，单片机控制泄压阀启动，直至外箱体内的压力低于阈值时，单片机关闭泄压阀。
(3)有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的家庭储能锂电池及其控制方法利用温度传感器和压力传感器对外箱体内的温度和压力进行监测，然后在温度或压力超过阈值时，启动风扇和水泵，强制对外箱体内部进行循环冷却，从而避免外箱体内温度过高，保证家庭储能锂电池使用的安全性。
附图说明
图1为本发明家庭储能锂电池一种具体实施方式的拆分结构示意图；
图2为本发明家庭储能锂电池一种具体实施方式的立体结构示意图；
图3为本发明家庭储能锂电池一种具体实施方式中密封门开启状态结构示意图；
图4为本发明家庭储能锂电池一种具体实施方式中电池箱的内部结构示意图；
图5为本发明家庭储能锂电池一种具体实施方式图3中A处放大结构示意图；
图6为本发明家庭储能锂电池控制方法一种具体实施方式的流程图。
附图中的标记为：1、外箱体；2、冷却液箱；3、冷却管防护箱；4、内箱体；5、电池箱；6、电池组；7、电池盖；8、内箱盖；9、温度传感器；10、压力传感器；11、泄压阀；12、隔板；13、低温区；14、高温区；15、冷却盘管；16、水泵；17、散热网篮；18、风扇；19、出液口；20、回液口；21、进液口；22、排液口；23、第一水管；24、第二水管；25、第三水管；26、单片机；27、滑动槽；28、第一磁铁；29、第二磁铁；30、防护罩；31、密封门。
具体实施方式
本具体实施方式是强制循环冷却的家庭储能锂电池，其拆分结构示意图如图1所示，其立体结构示意图如图2所示，该家庭储能锂电池包括外箱体1、从下往上依次安装在所述外箱体1内的冷却液箱2、冷却管防护箱3和内箱体4；所述内箱体4内安装有电池箱5，所述电池箱5内设置有等距分布的电池组6，所述电池箱5上端安装有可拆卸的电池盖7，所述内箱体4上端安装有内箱盖8，所述外箱体1内顶部下端从左往右依次固定连接有温度传感器9和压力传感器10，所述外箱体1上端安装有泄压阀11，所述冷却液箱2内底部上端固定连接有隔板12，所述隔板12将冷却液箱2分成低温区13和高温区14，所述冷却管防护箱3内侧固定连接有冷却盘管15，所述外箱体1内底部上端固定连接有水泵16，所述外箱体1右端固定连接有可拆卸的散热网篮17，所述散热网篮17内安装有风扇18，所述冷却液箱2左端前后两侧依次设置有出液口19和回液口20，所述冷却管防护箱3左端前后两侧依次设置有进液口21和排液口22，所述水泵16进口端和出液口19之间设置有第一水管23，所述水泵16出口端和进液口21之间设置有第二水管24，所述排液口22和回液口20之间设置有第三水管25，所述外箱体1左端安装有单片机26，所述外箱体1左端开设有前后对称分布的滑动槽27，所述滑动槽27内固定连接有第一磁铁28，所述滑动槽27内滑动连接有与所述第一磁铁28磁性连接的第二磁铁29，所述第二磁铁29外侧固定连接有防护罩30，所述外箱体1前端通过铰链转动连接有密封门31。
其中，所述温度传感器9、压力传感器10、泄压阀11、水泵16和风扇18均与单片机26为电性连接，所述接隔板12的高度小于冷却液箱2内部的高度，所述电池箱5和内箱盖8的材质为铝合金。
同时，所述低温区13和高温区14的容量均大于冷却盘管15的容量，所述进液口21和排液口22分别与所述冷却盘管15的两端相连。
另外，所述第二磁铁29在滑动槽27内可滑动的距离大于单片机26的高度，所述防护罩30与单片机26为左右对齐的设计，且防护罩30的面积大于单片机26的面积。
一种强制循环冷却的家庭储能锂电池控制方法，其步骤如下：
步骤一：通过单片机26分别设定温度和压力阈值，温度传感器9和压力传感器10实时监测外箱体1内的温度和压力数据；
步骤二：温度传感器9将温度数据发送至单片机26，当温度超过阈值时，单片机26控制水泵16和风扇18启动，冷却液箱2内隔板12前侧低温区13内的冷却介质经出液口19、第一水管23、水泵16、第二水管24和进液口21送入冷却盘管15中，然后从冷却盘管15的另一端经排液口22、第三水管25和回液口20回到高温区14内，冷却盘管15对内箱体4进行强制冷却，同时散热网篮17内的风扇18向外箱体1吹风，进行冷却，直至外箱体1内的温度低于阈值时，单片机26关闭水泵16和风扇18；
步骤三：压力传感器10将压力数据发送至单片机26，当压力超过阈值时，单片机26控制泄压阀11启动，直至外箱体1内的压力低于阈值时，单片机26关闭泄压阀11。
该家庭储能锂电池中密封门31开启状态结构示意图如图3所示，其电池箱5的内部结构示意图如图4所示，其图3中A处放大结构示意图如图5所示，其流程图如图6所示。
使用本技术方案的家庭储能锂电池及其控制方法时，其步骤如下：
步骤一：通过单片机26分别设定温度和压力阈值，温度传感器9和压力传感器10实时监测外箱体1内的温度和压力数据；
步骤二：温度传感器9将温度数据发送至单片机26，当温度超过阈值时，单片机26控制水泵16和风扇18启动，冷却液箱2内隔板12前侧低温区13内的冷却介质经出液口19、第一水管23、水泵16、第二水管24和进液口21送入冷却盘管15中，然后从冷却盘管15的另一端经排液口22、第三水管25和回液口20回到高温区14内，冷却盘管15对内箱体4进行强制冷却，同时散热网篮17内的风扇18向外箱体1吹风，进行冷却，直至外箱体1内的温度低于阈值时，单片机26关闭水泵16和风扇18；
步骤三：压力传感器10将压力数据发送至单片机26，当压力超过阈值时，单片机26控制泄压阀11启动，直至外箱体1内的压力低于阈值时，单片机26关闭泄压阀11。

Claims (8)

1.一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，该家庭储能锂电池包括外箱体(1)、从下往上依次安装在所述外箱体(1)内的冷却液箱(2)、冷却管防护箱(3)和内箱体(4)；其特征在于，所述内箱体(4)内安装有电池箱(5)，所述电池箱(5)内设置有等距分布的电池组(6)，所述电池箱(5)上端安装有可拆卸的电池盖(7)，所述内箱体(4)上端安装有内箱盖(8)，所述外箱体(1)内顶部下端从左往右依次固定连接有温度传感器(9)和压力传感器(10)，所述外箱体(1)上端安装有泄压阀(11)，所述冷却液箱(2)内底部上端固定连接有隔板(12)，所述隔板(12)将冷却液箱(2)分成低温区(13)和高温区(14)，所述冷却管防护箱(3)内侧固定连接有冷却盘管(15)，所述外箱体(1)内底部上端固定连接有水泵(16)，所述外箱体(1)右端固定连接有可拆卸的散热网篮(17)，所述散热网篮(17)内安装有风扇(18)，所述冷却液箱(2)左端前后两侧依次设置有出液口(19)和回液口(20)，所述冷却管防护箱(3)左端前后两侧依次设置有进液口(21)和排液口(22)，所述水泵(16)进口端和出液口(19)之间设置有第一水管(23)，所述水泵(16)出口端和进液口(21)之间设置有第二水管(24)，所述排液口(22)和回液口(20)之间设置有第三水管(25)，所述外箱体(1)左端安装有单片机(26)，所述外箱体(1)左端开设有前后对称分布的滑动槽(27)，所述滑动槽(27)内固定连接有第一磁铁(28)，所述滑动槽(27)内滑动连接有与所述第一磁铁(28)磁性连接的第二磁铁(29)，所述第二磁铁(29)外侧固定连接有防护罩(30)，所述外箱体(1)前端通过铰链转动连接有密封门(31)。
2.根据权利要求1所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，其特征在于，所述温度传感器(9)、压力传感器(10)、泄压阀(11)、水泵(16)和风扇(18)均与单片机(26)为电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，其特征在于，所述接隔板(12)的高度小于冷却液箱(2)内部的高度，所述电池箱(5)和内箱盖(8)的材质为铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，其特征在于，所述低温区(13)和高温区(14)的容量均大于冷却盘管(15)的容量。
5.根据权利要求1所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，其特征在于，所述进液口(21)和排液口(22)分别与所述冷却盘管(15)的两端相连。
6.根据权利要求1所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，其特征在于，所述第二磁铁(29)在滑动槽(27)内可滑动的距离大于单片机(26)的高度。
7.根据权利要求1所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，其特征在于，所述防护罩(30)与单片机(26)为左右对齐的设计，且防护罩(30)的面积大于单片机(26)的面积。
8.一种强制循环冷却的家庭储能锂电池控制方法，其特征在于包括根据权利要求1-7所述的一种强制循环冷却的家庭储能锂电池，步骤如下：
步骤一：通过单片机(26)分别设定温度和压力阈值，温度传感器(9)和压力传感器(10)实时监测外箱体(1)内的温度和压力数据；
步骤二：温度传感器(9)将温度数据发送至单片机(26)，当温度超过阈值时，单片机(26)控制水泵(16)和风扇(18)启动，冷却液箱(2)内隔板(12)前侧低温区(13)内的冷却介质经出液口(19)、第一水管(23)、水泵(16)、第二水管(24)和进液口(21)送入冷却盘管(15)中，然后从冷却盘管(15)的另一端经排液口(22)、第三水管(25)和回液口(20)回到高温区(14)内，冷却盘管(15)对内箱体(4)进行强制冷却，同时散热网篮(17)内的风扇(18)向外箱体(1)吹风，进行冷却，直至外箱体(1)内的温度低于阈值时，单片机(26)关闭水泵(16)和风扇(18)；
步骤三：压力传感器(10)将压力数据发送至单片机(26)，当压力超过阈值时，单片机(26)控制泄压阀(11)启动，直至外箱体(1)内的压力低于阈值时，单片机(26)关闭泄压阀(11)。
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