CN116130829A - 一种用于储能锂电池的接触式冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于冷却系统技术领域，提供了一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，包括箱体，所述箱体的内壁安装有储水组件，所述箱体的顶部安装有放置箱，所述放置箱的内部安装有风冷组件，所述风冷组件的内部安装有锂电池，该装置解决了通过将用于冷却的板体贴合在锂电池表面降温，或设置风扇经风冷循环降低锂电池温度冷却效率的问题，达到了壳体的侧壁与锂电池内壁存在间隙形成多个β区域，增加了锂电池与外界的接触面积的目的，空气直接流至β区域内，由于多个β区域相互贯通形成风道，致使空气在多个β区域内流动对锂电池均匀散热，避免箱体内部空间大于锂电池的体积导致部分空气不参与冷却作业直接排出的情况，大大提高了空气利用率。

Description

一种用于储能锂电池的接触式冷却系统
技术领域
本发明涉及冷却系统技术领域，更具体地说，它涉及一种用于储能锂电池的接触式冷却系统。
背景技术
现如今的便携式储能电源通常为锂电池组，因为锂离子电池包相较于市面上其他类型的电池，具有更安全稳定以及能量比高的特点。在户外这种没有市电的地方，应急电源所能储存的能量越高，供用户使用的时间也就越长，然而储能锂电池在充放电过程中会产生一定的热量，若不对热量的温度加以控制，热量达到较高温度时容易引起锂电池出现热失控，最终可能产生起火或者爆炸的情况，为了避免此种情况，锂电池需要通过冷却系统控制温度，现有的冷却系统在使用时，通过将用于冷却的板体贴合在锂电池表面降温，或设置风扇经风冷循环降低锂电池温度，当板体贴合时，板体与锂电池表面并未存在间隙，此方式减少了锂电池与外界环境接触面积，大大降低了锂电池的降温冷却效率，并且通过风扇降温时，风扇的吸风范围较大，致使部分空气经过锂电池位置至并未与锂电池接触而是直接流走，大大降低了风冷降温的效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于储能锂电池的接触式冷却系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，包括箱体，所述箱体的内壁安装有储水组件，所述箱体的顶部安装有放置箱，所述放置箱的内部安装有风冷组件，所述风冷组件的内部安装有锂电池，所述箱体的顶部安装有驱动组件，所述驱动组件的下方连接有调节组件，所述调节组件的底部安装有水冷组件，所述锂电池位于水冷组件的内部，所述调节组件的顶部连接有回流组件，所述回流组件远离调节组件的一端与储水组件连通。
本发明进一步设置为：所述储水组件包括水箱，所述水箱安装于箱体的内部，所述水箱的底部连通有进水管，所述进水管延伸至箱体的外部，且所述进水管的外侧壁安装有水阀，所述箱体的内部安装有水泵，所述水泵的进水口与水箱连通，所述水泵的出水口与水冷组件连通。
本发明进一步设置为：所述风冷组件包括风扇，所述风扇均匀设置，且所述风扇安装于放置箱的一侧，所述放置箱远离风扇的一侧对应开设有进气孔。
本发明进一步设置为：所述放置箱的内部底壁有立板，所述立板的一侧均匀开设有通孔，所述通孔位于锂电池和风扇之间。
本发明进一步设置为：所述调节组件包括导轨，所述导轨的顶部转动连接于箱体的内部顶壁，所述导轨的内部滑动连接有两个排水管，所述排水管的外侧壁和导轨的内壁之间连接有弹簧。
本发明进一步设置为：所述驱动组件包括电机，所述电机安装于箱体的顶部，所述电机的输出端延伸至箱体的内部且连接有主动齿轮，所述主动齿轮的外侧壁啮合连接有两个从动齿轮，两个所述从动齿轮与两个排水管对应设置，所述从动齿轮套设于排水管的外侧壁且固定连接。
本发明进一步设置为：所述水冷组件包括壳体，所述壳体对称设置，两个所述壳体分别位于锂电池的两侧，所述水泵的出水口与两个壳体连通，两个所述排水管分别连通于两个壳体的顶部，两个所述壳体相对的一侧均匀设置有柱体，所述柱体与壳体相连通，所述柱体远离壳体的一端连接有橡胶套。
本发明进一步设置为：所述橡胶套与柱体的连接处水平延伸为轴线A，所述橡胶套的倾斜面延伸为轴线B，所述轴线A和轴线B的延伸方向存在夹角，即夹角为α，两个所述柱体和锂电池的一侧之间设置β区域。
本发明进一步设置为：所述回流组件包括限位架，所述限位架与两个排水管对应设置，两个所述限位架的内部均穿设有回流管，所述箱体的顶部对称开设有两个滑槽，所述回流管的一端贯穿滑槽且与排水管连通，所述回流管的另一端与水箱相连通。
本发明的优点是，
(1)受主体和橡胶套的影响，壳体的侧壁不与锂电池接触，而是壳体的侧壁与锂电池内壁存在一定间隙，此间隙形成多个β区域，增加了锂电池与外界的接触面积，避免锂电池与外界接触被遮挡影响降温的情况；
(2)风扇在对箱体内的空气吸收时，通过进气孔进入箱体内的空气直接流至β区域内，由于多个β区域相互贯通形成风道，致使空气在多个β区域内流动对锂电池均匀散热，避免箱体内部空间大于锂电池的体积导致部分空气不参与冷却作业直接排出的情况，大大提高了空气利用率；
(3)当排水管位移时带动对应壳体位移，壳体带动柱体和橡胶套同步位移，水泵将水箱内部的冷却水吸出并排到两个壳体的内部堆积，冷却水进入柱体和橡胶套的内部同时两个壳体位移，从而对锂电池表面均匀接触冷却，致使增加锂电池与外界接触面的同时，提高风冷和水冷的冷却效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的前视局部结构示意图；
图4是图3按照A-A方向剖切的剖视图；
图5为本发明的放置箱局部结构示意图；
图6为图5的侧视结构示意图；
图7是图6按照C-C方向剖切的剖视图；
图8为本发明的壳体与放置箱连接结构示意图；
图9为本发明的壳体、柱体和锂电池连接结构示意图；
图中：1、箱体；2、放置箱；3、储水组件；31、水箱；32、进水管；33、水阀；34、水泵；4、风冷组件；41、风扇；42、立板；43、通孔；5、驱动组件；51、电机；52、滑槽；53、主动齿轮；54、从动齿轮；6、调节组件；61、导轨；62、弹簧；63、排水管；7、水冷组件；71、壳体；72、柱体；73、橡胶套；8、回流组件；81、回流管；82、限位架；9、锂电池。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
实施例
请参阅图1-9，本发明提供以下技术方案：
一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，包括箱体1，箱体1的内壁安装有储水组件3，箱体1的顶部安装有放置箱2，放置箱2的内部安装有风冷组件4，风冷组件4的内部安装有锂电池9，箱体1的顶部安装有驱动组件5，驱动组件5的下方连接有调节组件6，调节组件6的底部安装有水冷组件7，锂电池9位于水冷组件7的内部，调节组件6的顶部连接有回流组件8，回流组件8远离调节组件6的一端与储水组件3连通，放置箱2用于对锂电池9进行承载，储水组件3用于将冷却用的冷却水承载，并且将冷却水送至水冷组件7的内部，致使水冷组件7对锂电池9进行冷却降温，并且水冷组件7对锂电池9进夹持，驱动组件5用于带动调节组件6转动，致使调节组件6调节水冷组件7的位置，从而对锂电池9均匀进行接触水冷降温冷却，同时风冷组件4配合水冷组件7对锂电池9快速降温。
储水组件3包括水箱31，水箱31安装于箱体1的内部，水箱31的底部连通有进水管32，进水管32延伸至箱体1的外部，且进水管32的外侧壁安装有水阀33，箱体1的内部安装有水泵34，水泵34的进水口与水箱31连通，水泵34的出水口与水冷组件7连通，进水管32用于将冷却水注入水箱31的内部储存，当冷却水使用时，水泵34将水箱31内的冷却水抽出供水冷组件7使用。
风冷组件4包括风扇41，风扇41均匀设置，且风扇41安装于放置箱2的一侧，放置箱2远离风扇41的一侧对应开设有进气孔，当锂电池9散发热量时，风扇41用于将放置箱2内的热量吸出，而放置箱2内产生负压，外部空气通过进气孔进入放置箱2内补充，从而达到空气循环的目的。
放置箱2的内部底壁有立板42，立板42的一侧均匀开设有通孔43，通孔43位于锂电池9和风扇41之间，立板42对锂电池9的温度吸收，当空气在放置箱2的内部流动时，空气经过通孔43的内部流动，不仅将空气形成流动风道，并且降低立板42和锂电池9的温度。
调节组件6包括导轨61，导轨61的顶部转动连接于箱体1的内部顶壁，导轨61的内部滑动连接有两个排水管63，排水管63的外侧壁和导轨61的内壁之间连接有弹簧62，驱动组件5包括电机51，电机51安装于箱体1的顶部，电机51的输出端延伸至箱体1的内部且连接有主动齿轮53，主动齿轮53的外侧壁啮合连接有两个从动齿轮54，两个从动齿轮54与两个排水管63对应设置，从动齿轮54套设于排水管63的外侧壁且固定连接，电机51用于带动主动齿轮53转动，由于从动齿轮54与主动齿轮53啮合，当主动齿轮53转动时，从动齿轮54随之转动并位移，从动齿轮54带动排水管63位移，由于从动齿轮54是沿主动齿轮53的外侧壁转动，从动齿轮54的位移方向为弧形，致使排水管63在导轨61的内部滑移，导轨61受排水管63推力影响发生转动，从而对排水管63的位移距离限定；
弹簧62用于对排水管63支撑，致使排水管63初始状态处于远离导轨61内壁端部位置，当排水管63在导轨61的内部滑移时对弹簧62进行挤压，从而对排水管63起到缓冲作用。
水冷组件7包括壳体71，壳体71对称设置，两个壳体71分别位于锂电池9的两侧，水泵34的出水口与两个壳体71连通，两个排水管63分别连通于两个壳体71的顶部，两个壳体71相对的一侧均匀设置有柱体72，柱体72与壳体71相连通，柱体72远离壳体71的一端连接有橡胶套73，当排水管63位移时带动对应壳体71位移，壳体71带动柱体72和橡胶套73同步位移；
并且两个壳体71配合对锂电池9夹持，水泵34将水箱31内部的冷却水吸出并排到两个壳体71的内部堆积，冷却水进入柱体72和橡胶套73的内部同时两个壳体71位移，从而对锂电池9表面均匀接触冷却。
橡胶套73与柱体72的连接处水平延伸为轴线A，橡胶套73的倾斜面延伸为轴线B，轴线A和轴线B的延伸方向存在夹角，即夹角为α，两个柱体72和锂电池9的一侧之间设置β区域，受柱体72和橡胶套73的影响，壳体71的侧壁存在一定间隙，并形成多个β区域，风扇41在对放置箱2内的空气吸收时，通过进气孔进入放置箱2内的空气直接流至β区域内，由于多个β区域相互贯通形成风道，致使空气在多个β区域内流动对锂电池9均匀散热，避免放置箱2内部空间大于锂电池9的体积导致部分空气不参与冷却作业直接排出的情况，大大提高了空气利用率。
回流组件8包括限位架82，限位架82与两个排水管63对应设置，两个限位架82的内部均穿设有回流管81，箱体1的顶部对称开设有两个滑槽52，回流管81的一端贯穿滑槽52且与排水管63连通，回流管81的另一端与水箱31相连通，由于水泵34持续工作，导致壳体71内的水体逐渐增多，壳体71内充满水体后，多余的水体经排水管63和回流管81流至水箱31内再次使用，大大提高水体利用率。
具体地，此设备上的所有零部件组成冷却系统，而多所有零部件中的电气件配合组成冷却控制系统；
工作人员将锂电池9安装在放置箱2的内部，且锂电池9位于两个壳体71之间，两个壳体71受锂电池9的体积影响相互远离，并且壳体71带动排水管63在导轨61的内部滑移对弹簧62挤压，弹簧62的弹力推动排水管63和壳体71反向移动，从而对锂电池9进行夹持；
此外，工作人员通过进水管32将冷却水注入水箱31的内部储存；
当锂电池9开始工作时，冷却控制系统控制风扇41、电机51和水泵34启动；
当锂电池9散发热量时，风扇41用于将放置箱2内的热量吸出，而放置箱2内产生负压，外部空气通过进气孔进入放置箱2内补充，从而达到空气循环的目的，且立板42对锂电池9的温度吸收，当空气在放置箱2的内部流动时，空气经过通孔43的内部流动，不仅将空气形成流动风道，并且降低立板42和锂电池9的温度；
电机51用于带动主动齿轮53转动，由于从动齿轮54与主动齿轮53啮合，当主动齿轮53转动时，从动齿轮54随之转动并位移，从动齿轮54带动排水管63位移，由于从动齿轮54是沿主动齿轮53的外侧壁转动，从动齿轮54的位移方向为弧形，致使排水管63在导轨61的内部滑移，导轨61受排水管63推力影响发生转动，从而对排水管63的位移距离限定；
弹簧62用于对排水管63支撑，致使排水管63初始状态处于远离导轨61内壁端部位置，当排水管63在导轨61的内部滑移时对弹簧62进行挤压，从而对排水管63起到缓冲作用，当排水管63位移时带动对应壳体71位移，壳体71带动柱体72和橡胶套73同步位移；
并且两个壳体71配合对锂电池9夹持，水泵34将水箱31内部的冷却水吸出并排到两个壳体71的内部堆积，冷却水进入柱体72和橡胶套73的内部同时两个壳体71位移，从而对锂电池9表面均匀接触冷却；
受柱体72和橡胶套73的影响，壳体71的侧壁存在一定间隙，并形成多个β区域，风扇41在对放置箱2内的空气吸收时，通过进气孔进入放置箱2内的空气直接流至β区域内，由于多个β区域相互贯通形成风道，致使空气在多个β区域内流动对锂电池9均匀散热，避免放置箱2内部空间大于锂电池9的体积导致部分空气不参与冷却作业直接排出的情况，大大提高了空气利用率；
由于水泵34持续工作，导致壳体71内的水体逐渐增多，壳体71内充满水体后，多余的水体经排水管63和回流管81流至水箱31内再次使用，大大提高水体利用率。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)的内壁安装有储水组件(3)，所述箱体(1)的顶部安装有放置箱(2)，所述放置箱(2)的内部安装有风冷组件(4)，所述风冷组件(4)的内部安装有锂电池(9)，所述箱体(1)的顶部安装有驱动组件(5)，所述驱动组件(5)的下方连接有调节组件(6)，所述调节组件(6)的底部安装有水冷组件(7)，所述锂电池(9)位于水冷组件(7)的内部，所述调节组件(6)的顶部连接有回流组件(8)，所述回流组件(8)远离调节组件(6)的一端与储水组件(3)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述储水组件(3)包括水箱(31)，所述水箱(31)安装于箱体(1)的内部，所述水箱(31)的底部连通有进水管(32)，所述进水管(32)延伸至箱体(1)的外部，且所述进水管(32)的外侧壁安装有水阀(33)，所述箱体(1)的内部安装有水泵(34)，所述水泵(34)的进水口与水箱(31)连通，所述水泵(34)的出水口与水冷组件(7)连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述风冷组件(4)包括风扇(41)，所述风扇(41)均匀设置，且所述风扇(41)安装于放置箱(2)的一侧，所述放置箱(2)远离风扇(41)的一侧对应开设有进气孔。
4.根据权利要求3所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述放置箱(2)的内部底壁有立板(42)，所述立板(42)的一侧均匀开设有通孔(43)，所述通孔(43)位于锂电池(9)和风扇(41)之间。
5.根据权利要求2所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述调节组件(6)包括导轨(61)，所述导轨(61)的顶部转动连接于箱体(1)的内部顶壁，所述导轨(61)的内部滑动连接有两个排水管(63)，所述排水管(63)的外侧壁和导轨(61)的内壁之间连接有弹簧(62)。
6.根据权利要求5所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述驱动组件(5)包括电机(51)，所述电机(51)安装于箱体(1)的顶部，所述电机(51)的输出端延伸至箱体(1)的内部且连接有主动齿轮(53)，所述主动齿轮(53)的外侧壁啮合连接有两个从动齿轮(54)，两个所述从动齿轮(54)与两个排水管(63)对应设置，所述从动齿轮(54)套设于排水管(63)的外侧壁且固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述水冷组件(7)包括壳体(71)，所述壳体(71)对称设置，两个所述壳体(71)分别位于锂电池(9)的两侧，所述水泵(34)的出水口与两个壳体(71)连通，两个所述排水管(63)分别连通于两个壳体(71)的顶部，两个所述壳体(71)相对的一侧均匀设置有柱体(72)，所述柱体(72)与壳体(71)相连通，所述柱体(72)远离壳体(71)的一端连接有橡胶套(73)。
8.根据权利要求7所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述橡胶套(73)与柱体(72)的连接处水平延伸为轴线A，所述橡胶套(73)的倾斜面延伸为轴线B，所述轴线A和轴线B的延伸方向存在夹角，即夹角为α，两个所述柱体(72)和锂电池(9)的一侧之间设置β区域。
9.根据权利要求8所述的一种用于储能锂电池的接触式冷却系统，其特征在于：所述回流组件(8)包括限位架(82)，所述限位架(82)与两个排水管(63)对应设置，两个所述限位架(82)的内部均穿设有回流管(81)，所述箱体(1)的顶部对称开设有两个滑槽(52)，所述回流管(81)的一端贯穿滑槽(52)且与排水管(63)连通，所述回流管(81)的另一端与水箱(31)相连通。
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