CN214706047U - 一种风冷式储能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风冷式储能电池，包括电芯、箱体、风扇和散热板，所述箱体包括箱板，所述箱板上开有散热孔；所述风扇设置于箱板上，远离风扇的箱板的散热孔的开孔率高于靠近风扇的箱板的散热孔的开孔率；所述散热板设置于电芯与箱体的底部之间，所述散热板与箱体的底部之间形成主散热风道，所述散热板包括散热板主体、散热板翅片、限制电芯位置的限位结构。所述风冷式储能电池还包括导热垫，所述导热垫设置于散热板和电芯之间。本实用新型所提供的风冷式储能电池，根据电芯发热量大小的不同，设置不同的箱板开孔率和风扇位置，优化散热板结构，使电芯的工作温度更加均衡，提高储能电池的热管理安全性，有利于提高储能电池的充放电效率和使用寿命。

Description

一种风冷式储能电池

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，具体涉及一种风冷式储能电池。

背景技术

在现今社会，随着科技的发展，新能源产业也逐步发展，对储能集装箱和储能电池的需求也日益提高，发展新能源产业必须大力发展高安全、长寿命、高能量密度的储能电池。

储能集装箱中主要放置的是储能电池，储能模块是储能集装箱的核心组成部分，目前大部分储能模块散热都靠自冷，其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。

因此，提供一种通风散热良好、电芯间温度均匀的储能电池是具有重要意义的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通风散热良好、电芯间温度均匀的储能电池，以解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种风冷式储能电池，包括电芯、箱体、风扇和散热板，所述箱体用于装载电芯，所述箱体包括箱板，所述箱板上开有散热孔；所述风扇设置于箱板上，远离风扇的箱板的散热孔的开孔率高于靠近风扇的箱板的散热孔的开孔率；所述散热板设置于电芯与箱体的底部之间，所述散热板与箱体的底部之间形成主散热风道。

进一步具体地，所述箱板包括左侧箱板、右侧箱板、前部箱板、后部箱板、上部箱板、底部箱板，所述风扇设置于前部箱板上，所述左侧箱板包括左侧第一区域和左侧第二区域，所述左侧第一区域远离风扇，所述左侧第二区域靠近风扇，所述左侧第一区域开孔率为15％，所述左侧第二区域开孔率为5％，所述右侧箱板结构与左侧箱板一致，所述后部箱板散热孔的开孔率为25％。

进一步具体地，所述左侧第一区域和左侧第二区域的面积各占左侧箱板的面积的50％。

进一步具体地，所述散热板包括散热板主体、散热板翅片。

进一步具体地，所述散热板包括限制电芯位置的限位结构。

进一步具体地，所述风冷式储能电池还包括导热垫，所述导热垫设置于散热板和电芯之间。

进一步具体地，所述风冷式储能电池还包括挡板，所述挡板设置在电芯与前部箱板之间，所述挡板的下部延伸至散热板。

进一步具体地，所述电芯与前部箱板所形成的风室之中设置有用于限制风的流动范围的左侧风道隔板和右侧风道隔板，所述左侧风道隔板与右侧风道隔板之间形成次散热风道。

进一步具体地，所述电芯与上部箱板所形成的风室之中设置有用于限制风的流动范围的顶部风道隔板。

进一步具体地，所述顶部风道隔板包括矩形平板和设置于所述矩形平板两侧的L型板。

本实用新型所具有的有益效果为：

根据电芯之间距离的不同，电芯发热量大小的不同，设置不同的箱板开孔率和风扇位置、风扇数量，使电芯的工作温度更加均衡，提高了储能电池的热管理安全性，提高了储能电池的充放电效率。

通过设计散热风道，在散热板与箱体的底部之间形成主散热风道，在左侧风道隔板与右侧风道隔板之间形成次散热风道，提高了散热效率。

采用风冷的方式，优化散热板结构，直接通过导热垫、散热板对每个电芯进行散热，从而提高了电芯温度的一致性，避免了电芯温度过高，延长了电芯的使用寿命。

附图说明

图1是风冷式储能电池内部结构示意图；

图2是图1中A处放大图；

图3是图1中B处放大图；

图4是风冷式储能电池外部结构示意图；

图5是散热板结构示意图；

其中：1-电芯，2-风扇，3-散热板，4-散热孔，5-左侧箱板，6-右侧箱板，7-前部箱板，8-后部箱板，9-上部箱板，10-左侧第一区域，11-左侧第二区域，12-散热板主题，13-散热板翅片，14-限位结构，15-挡板，16-左侧风道隔板，17-右侧风道隔板，18-顶部风道隔板，19-散热板安装孔。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如果本实用新型在表述的时候涉及方位(例如，上、下、左、右、前、后、外、内等)，则需要对涉及到的方位进行定义，例如“为清楚地表达本实用新型内所描述的位置与方向，以器械操作者作为参照，靠近操作者的一端为近端，远离操作者的一端为远端。”或者以纸面作为参照、以冰箱深度方向作为参照等进行定义。当然，如果在后续描述时，是通过相互参照来定义两者之间的位置关系的，则可不在此定义。

现有的储能电池一部分靠自冷，储能电池的电芯温度温差大，储能电池的使用性能和循环寿命大大降低。而本实用新型的目的，是在增加导热垫、散热板3、风扇2的基础上，对储能电池实现强制风冷从而解决储能电池的电芯1温度温差大的问题，以此来提高能电池的使用性能和循环寿命。

一种风冷式储能电池，包括电芯1、箱体、风扇2和散热板3，所述箱体用于装载电芯1，所述箱体包括箱板，所述箱板上开设有散热孔4；所述风扇2设置于箱板上，远离风扇2的箱板的散热孔4的开孔率高于靠近风扇2的箱板的散热孔4的开孔率；所述散热板设置于电芯与箱体的底部之间，所述散热板3与箱体的底部之间形成主散热风道。所述散热板3包括散热板主体12、散热板翅片13、限制电芯1位置的限位结构14。所述风冷式储能电池还包括导热垫，所述导热垫设置于散热板3和电芯1之间。

图1、图2、图3、图4、图5给出了本实用新型技术方案的一个实施例。

在本实施例中，一种风冷式储能电池，包括电芯1、箱体、风扇2和散热板3，所述箱体用于装载电芯1，电芯1分为2组对称分布在箱体内。

所述箱体包括箱板，所述箱板包括左侧箱板5、右侧箱板6、前部箱板7、后部箱板8、上部箱板9、底部箱板，所述箱板上开有散热孔4。

所述风扇2设置于前部箱板7上。所述左侧箱板5包括左侧第一区域10和左侧第二区域11，所述左侧第一区域10和左侧第二区域11的面积各占左侧箱板5的面积的50％。所述左侧第一区域10远离风扇2，所述左侧第二区域11靠近风扇2，所述左侧第一区域10开孔率为15％，所述左侧第二区域11开孔率为5％，所述右侧箱板6包括右侧第一区域和右侧第二区域，所述右侧第一区域和右侧第二区域的面积各占右侧箱板6的面积的50％。所述右侧第一区域远离风扇2，所述右侧第二区域靠近风扇2，所述右侧第一区域开孔率为15％，所述右侧第二区域开孔率为5％，所述后部箱板8散热孔4的开孔率为25％。

所述散热板3设置于电芯1与箱体的底部之间，结合图5，所述散热板3包括散热板主体12、散热板翅片13、限位结构14、散热板安装孔19。所述散热板3可以由镀锌钢板、不锈钢板、铜板、铝板、镍板或合金板为原料，经冲床冲压而成,，所述散热板3具有良好的散热效果。

所述限位结构14用于限制电芯1的位置，将电芯1按2组的规格安置好。在本实施例中，所述限位结构14设置在散热板3的左右两侧，具体为2块向上伸出的平板。

所述散热板安装孔19用于固定电芯1和底部箱板，使其安装的更加牢固。在本实施例中，所述散热板安装孔19开设于散热板3的前后端。

所述散热板3与箱体的底部之间形成主散热风道，具体为底部箱板和散热板3上的散热翅片13间隙形成主散热风道。

所述风冷式储能电池还设置有导热垫，所述导热垫设置于散热板3和电芯1之间。导热垫是高性能间隙填充导热材料，具有良好的压缩性能和优良的热传导率。

在本实用新型的技术方案中设置导热垫，可以使电芯1和散热板3之间的热量完全排出，其良好的柔韧性可以很好的贴合电芯1与散热板3，接触充分，可以有效的提高散热效果。

所述风冷式储能电池还包括挡板15，所述挡板15设置在电芯1与前部箱板7之间，所述挡板15的下部延伸至散热板3。在本实施例中，所述挡板15共设有2块，分别设置在2组电芯1模组前侧，所述挡板15的下部与散热板3固定连接，紧密贴合，热量流动至此处时将被阻挡。

所述电芯1与前部箱板7形成一个风室，在该风室之中设置有用于限制风的流动范围的左侧风道隔板16和右侧风道隔板17，所述左侧风道隔板16与左侧箱板5之间紧密贴合，所述右侧风道隔板17与右侧箱板6之间紧密贴合，热量流动至此处时将被阻挡，所述左侧风道隔板16与右侧风道隔板17之间形成次散热风道。

所述电芯1与上部箱板9形成一个风室，在该风室之中设置有用于限制风的流动范围的顶部风道隔板18。所述顶部风道隔板18与左侧箱板5、右侧箱板6紧密贴合，热量流动至此处时将被阻挡。

在本实施例中，所述顶部风道隔板18包括矩形平板和设置于所述矩形平板两侧的L型板。

本实用新型的工作原理为：

风扇2处于工作状态时，向前部箱板7所在方向吸风，带动热量向前部箱板7所在方向流动。箱体外部的风从左侧箱板5和右侧箱板6的散热孔4进入箱体内，在电芯1之间流动。由于顶部风道隔板18、左侧风道隔板16、右侧风道隔板17、挡板15的限制，使风只能在电芯1之间流动，最终通过散热风道到风扇2导出。

底部箱板和散热板3上的散热翅片13的间隙形成主散热风道，电芯1所产生的热量通过下部导热垫和散热板3的散热板翅片13导出，通过风扇2的作用，在主散热风道的导流下将热量散出。

左侧风道隔板16与右侧风道隔板17之间形成次散热风道，通过风扇2的作用，在次散热风道的导流下将热量散出。

从后部箱板8的散热孔4进入的外界的风，一部分通过主散热风道，带走电芯1底部的热量从风扇2散出，另一部分通过电芯1之间的间隙进入次散热通道，带走电芯1之间的热量从风扇2散出。从左侧箱板5和右侧箱板6的散热孔4进入的外界的风，通过电芯1之间的间隙进入次散热通道，带走电芯1之间的热量从风扇2散出。

箱板的不同面以及同一面的不同部分采用不同的开孔率，以此来保证箱体内离风扇2远距离和近距离的不同距离的电芯1在风扇2强制风冷的作用下，热量尽可能的均流，实现每个电芯1之间的温度尽量保持一致温差最小。

本实用新型所提供的风冷式储能电池的技术方案，可以根据电芯1发热量大小的不同，设置不同的箱板开孔率和风扇2位置、风扇2数量，使电芯1的工作温度更加均衡，提高了储能电池的热管理安全性，提高了储能电池的充放电效率。

通过设计散热风道，在散热板3与箱体的底部之间形成主散热风道，在左侧风道隔板16与右侧风道隔板17之间形成次散热风道，提高了散热效率。

采用风冷的方式，优化散热板3结构，直接通过导热垫、散热板3对每个电芯1进行散热，从而提高了电芯1温度的一致性，避免了电芯1温度过高，延长了电芯1的使用寿命。

此外，本实用新型所提供的导热结构适用广泛，可以应用于各类锂电池、成组方式和热管理方式的电池模组。运用该导热结构的电池模组，有望提高电储能电池的热管理安全性，提高电力储能系统的系统效率和寿命。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非是用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风冷式储能电池，包括电芯(1)、箱体，所述箱体用于装载电芯(1)，其特征在于：所述风冷式储能电池还包括风扇(2)和散热板(3)，所述箱体包括箱板，所述箱板上开有散热孔(4)；所述风扇(2)设置于箱板上，远离风扇(2)的箱板的散热孔(4)的开孔率高于靠近风扇(2)的箱板的散热孔的开孔率；所述散热板(3)设置于电芯(1)与箱体的底部之间，所述散热板(3)与箱体的底部之间形成主散热风道。

2.根据权利要求1所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述箱板包括左侧箱板(5)、右侧箱板(6)、前部箱板(7)、后部箱板(8)、上部箱板(9)、底部箱板，所述风扇(2)设置于前部箱板(7)上，所述左侧箱板(5)包括左侧第一区域(10)和左侧第二区域(11)，所述左侧第一区域(10)远离风扇(2)，所述左侧第二区域(11)靠近风扇(2)，所述左侧第一区域(10)开孔率为15％，所述左侧第二区域(11)开孔率为5％，所述右侧箱板(6)结构与左侧箱板(5)一致，所述后部箱板散热孔(4)的开孔率为25％。

3.根据权利要求2所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述左侧第一区域(10)和左侧第二区域(11)的面积各占左侧箱板(5)的面积的50％。

4.根据权利要求1所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述散热板(3)包括散热板主体(12)、散热板翅片(13)。

5.根据权利要求1或4所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述散热板(3)包括限制电芯(1)位置的限位结构(14)。

6.根据权利要求1所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述风冷式储能电池还包括导热垫，所述导热垫设置于散热板(3)和电芯(1)之间。

7.根据权利要求1所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述风冷式储能电池还包括挡板(15)，所述挡板(15)设置在电芯(1)与前部箱板(7)之间，所述挡板(15)的下部延伸至散热板(3)。

8.根据权利要求1所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述电芯(1)与前部箱板(7)所形成的风室之中设置有用于限制风的流动范围的左侧风道隔板(16)和右侧风道隔板(17)，所述左侧风道隔板(16)与右侧风道隔板(17)之间形成次散热风道。

9.根据权利要求1所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述电芯(1)与上部箱板(9)所形成的风室之中设置有用于限制风的流动范围的顶部风道隔板(19)。

10.根据权利要求9所述的风冷式储能电池，其特征在于：所述顶部风道隔板(19)包括矩形平板和设置于所述矩形平板两侧的L型板。

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