CN216288649U - 一种液冷储能电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液冷储能电池包。该液冷储能电池包，包括箱体、电芯、冷板、进液管和出液管；所述箱体的内部设有容纳所述电芯的容腔，多个所述电芯依次排列分布在所述箱体的内部；所述冷板位于所述箱体的内部并且与所述电芯保持接触；所述进液管和所述出液管与所述冷板连接，并且分别延伸至所述箱体的外部，用于将冷媒介质引入所述冷板和引出所述冷板。本实用新型提出的液冷储能电池包，通过在箱体的内部设置与电芯形成接触的冷板，从而可以利用冷板形成对电芯的散热冷却，达到对电芯的快速散热降温，降低蓄能电池包内的温度，提高电芯的使用寿命和安全性。

Description

一种液冷储能电池包

技术领域

本实用新型属于储能电池技术领域，特别涉及一种液冷储能电池包。

背景技术

随着电储能技术的发展，以及应对新能源市场的需求，低容量储能系统已经无法满足客户的需求，高容量蓄能系统的需求急剧增加，而储能电池包作为储能系统的基本单元，主要作用是实现电芯固定、电芯散热、高压电连接、低压信号采集、BMU(BatteryManagement Unit电池管理单元)固定、产品框架配合、电芯热管理等技术需求。

其中，储能系统在快充快放或高温环境下极易发生电芯过热现象，加上日益受到重视的电池安全和电池热管理技术的不断发展，市场对储能电池包性能要求也越来越严格。

当前，对储能电池包的冷却方式主要是风冷和液冷。风冷即利用空气作为换热介质，通过储能系统配置的风道及空调实现电芯与运行环境间的热量交换。风冷对于电芯的散热降温具有一定程度的延后性、冷却速度慢、散热效率低，并且在采用大电芯情况下，大电芯厚，不易散热，易鼓包，鼓包之后电芯压缩风冷通道造成风冷效率再次降低，出现电芯及电池包整体温度分布不均的问题，极易造成电池热失控而引发电芯内原材料分解并加速电芯失效，危及整个电池包甚至整个储能系统安全。液冷则是利用液体作为换热介质，通过将电芯整体浸入循环的冷却液中，使电芯表面完全与冷却液接触，可直接吸收电芯运行时产生的热量，冷却液比热容大、吸热效果显著，但该液冷方式对冷却液的使用量极大、成本高，而且配套的冷却液循环换热系统造价不菲，导致该液冷方式无法大规模推广应用。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型公开了一种液冷储能电池包，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种液冷储能电池包，包括箱体、电芯、冷板、进液管和出液管；所述箱体的内部设有容纳所述电芯的容腔，多个所述电芯依次排列分布在所述箱体的内部；所述冷板位于所述箱体的内部并且与所述电芯保持接触；所述进液管和所述出液管与所述冷板连接，并且分别延伸至所述箱体的外部，用于将冷媒介质引入所述冷板和引出所述冷板。

可选的，所述冷板包括底冷板和侧冷板；所述底冷板平铺在所述箱体的底部，所述电芯布设在所述底冷板上，所述侧冷板沿竖直方向布设在所述电芯的侧表面。

可选的，所述底冷板与所述侧冷板保持连通，冷媒介质在所述底冷板和所述侧冷板之间循环流动。

可选的，所述箱体的内部设有多个侧冷板；所述进液管和所述出液管与所述底冷板连接，每一个所述侧冷板分别通过进液分管和出液分管与所述底冷板形成连通。

可选的，所述侧冷板的内部设有冷却通道，所述进液分管和所述出液分管位于所述侧冷板的同一端，并且分别与所述冷却通道的两端连通。

可选的，所有的所述进液分管和所有的所述出液分管与所述进液管和所述出液管位于所述底冷板的同一端。

可选的，所述侧冷板的内部设有沿其长度方向开设的至少两个冷却通道，所述侧冷板的两端分别设有前套和后套；所述前套上设有与所述进液分管连接的进液水咀以及与所述出液分管连接的出液水咀，所述侧冷板内部的所述冷却通道分为两部分，并且分别与所述进液水咀和所述出液水咀连通；所述后套上设有连接流道，用于将所述侧冷板内部分为两部分的所述冷却通道连通。

可选的，所述侧冷板与所述底冷板采用可拆卸式固定连接。

可选的，所述侧冷板采用模具挤压成型制备。

可选的，所述冷板与所述电芯之间设有导热介质。

本实用新型的优点及有益效果是：

在本实用新型中，通过在箱体的底部设置底冷板支撑电芯以及在电芯的侧面设置侧冷板，从而可以利用底冷板和侧冷板形成对电芯底面和侧面的散热冷却，将冷媒介质精准引流至电芯的底面和侧面位置，提高对冷媒介质的利用率，达到对电芯的精准快速散热降温，降低蓄能电池包内的温度，提高电芯的使用寿命和安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型的一个实施例中储能电池包拆除箱盖后的外形结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中储能电池包的结构分解示意图；

图3为本实用新型的一个实施例中电池模组的外形结构示意图；

图4为本实用新型的一个实施例中电池模组的结构分解示意图；

图5为本实用新型的一个实施例中底冷板与侧冷板连接结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

结合图1至图5所示，本实施例公开了一种液冷储能电池包，包括箱体1、箱盖2、电芯3、底冷板4、侧冷板5、进液管6和出液管7。其中，箱盖2与箱体1采用可拆卸式固定连接，并且构成用于容纳电芯3的容腔，而多个电芯3则依次排列分布在箱体1的内部。

底冷板4平铺在箱体1的底部，电芯3则直接布设固定在底冷板4上，即电芯3的底面与底冷板4形成直接接触。侧冷板5沿竖直方向依次固定在底冷板4上，并且与电芯3的侧面直接接触。进液管6和出液管7与底冷板4内部的冷却通道连接，用于将冷媒介质引入和引出底冷板4，使冷媒介质在底冷板4的内部形成流动。侧冷板5的内部设有冷却通道并且通过进液分管8和出液分管9与底冷板4形成连通，从而将底冷板4内部的冷媒介质引流至侧冷板5中，并且使冷媒介质在侧冷板5的内部形成流动。

此时，通过在箱体的底部设置底冷板支撑电芯以及在电芯的侧面设置侧冷板，从而可以利用底冷板和侧冷板形成对电芯底面和侧面的散热冷却，达到对电芯的快速散热降温，降低蓄能电池包内的温度，提高电芯的使用寿命和安全性。

在本实施例中，在电芯的底面和侧面分别设置了底冷板和侧冷板，从而增加电芯与冷板之间的热交换面积，提高了对电芯的散热冷却效果。同样，在其他实施例中，根据设计和使用环境的不同，也可以调整箱体内部的冷板设置情况，例如仅设置底冷板或仅设置侧冷板，以满足对电芯的不同散热冷却要求。

此外，在本实施例中，将进液管和出液管设置在底冷板上，在底冷板与侧冷板之间设置进液分管和出液分管，从而通过将冷媒介质引入底冷板之后在引流至侧冷板，使冷媒介质在底冷板和侧冷板之间形成循环流动，达到对电芯底面和电芯侧面的高效散热冷却。当然，在其他实施例中，也可以将进液管和出液管设置在侧冷板上，再利用进液分管和出液分管将侧冷板中的冷媒介质引入底冷板，使冷媒介质在底冷板内形成循环。甚至，省去对进液分管和出液分管的设置，使底冷板和侧冷板处于非连通关系，同时在底冷板和侧冷板上再分别设置进液管和出液管，以形成冷媒介质在底冷板内和侧冷板内的独立循环。

在本实施例中，箱体1采用方形箱体，并且多个电芯3采用电池模组3a的形式依次排列在箱体1的内部。其中，电池模组3a由前挡板31a、后挡板31b和两个侧挡板31c对通过导电铝排串联的两个单排电芯进行围绕并借助两个钢带箍31d进行缠绕固定组成，而单排电芯则由沿箱体长度方向依次排布并通过导电铝排串联连接的多个电芯3组成。与此同时，侧冷板5位于电池模组3a中两个单排电芯之间，同时与位于两侧的电芯3的侧面形成直接接触。

此时，通过将电芯以电池模组的形式安装在箱体的内部，就可以使电芯以模块化的形式固定在箱体的内部，以便于实现标准化设计，进行大规模的生产制造，从而降低该液冷储能电池包的生产成本。

在其他实施例中，还可以在构成电池模组的电芯与侧挡板之间设置侧冷板，使每一个电芯的两侧同时与侧冷板形成直接接触，进一步提高对电芯的散热冷却效果。甚至，还可以直接由侧冷板替代侧挡板，由侧冷板构成电池模组，从而降低单个电池模组的重量和尺寸，提高该液冷储能电池包的使用灵活性。

结合图4和图5所示，在本实施例侧冷板5的内部设有沿其长度方向开设的四个平行冷却通道，同时在侧冷板5的两端分别设有前套10和后套11。其中，前套10上设有与进液分管8连接的进液水咀12以及与出液分管9连接的出液水咀13，侧冷板5内部的四个冷却通道分为两两一组，并且分别与进液水咀12和出液水咀13连通。在后套11上则设有连接流道，用于将侧冷板5内部分为两组的冷却通道进行连通。

此时，通过后套将侧冷板内部的冷却通道形成C形冷却通道，并通过前套上设置的进液水咀和出液水咀分别与进液分管和出液分管形成连接，进而实现冷媒介质在侧冷板内的循环流动。

当然，在其他实施例中，根据侧冷板沿箱体深度方向的尺寸，可以调整其内部平行冷却通道的数量，并调整后套上连接流道的数量以及在前套上设置连接流道，从而使侧冷板内形成S形冷却通道甚至更多往复次数的蛇形冷却通道，以提高冷媒介质在侧冷板中的循环流动效果，进而增强对电芯的散热冷却效果。

进一步，在本实施例中，针对侧冷板内部的平行冷却通道设计，侧冷板采用模具挤压成型制备。这样，通过采用模具挤压成型制备，不仅可以降低侧冷板加工成本，还可以提高对侧冷板加工效果，从而大幅度降低整个液冷储能电池包的成本。

另外，在本实施例中，侧冷板5与底冷板4之间采用可拆卸式固定连接，例如螺栓连接。这样，就可以对侧冷板与底冷板进行快速拆装，不仅便于安装制备，而且还便于后续维护，提高该液冷储能电池包的制备灵活性和维护便捷性。

进一步，在本实施例的每一个侧冷板5与底冷板4之间分别设有一个进液分管8和出液分管9。此时，每一个侧冷板都通过独立的进液分管和出液分管与底冷板形成连通关系，这样当某一个侧冷板发生损坏时，只需要对相应进液分管和出液分管进行拆卸就可以对相应侧冷板快速拆除而不影响其他侧冷板，从而提高后续维护的便捷性。

与此同时，在本实施例中，还将所有进液分管8、出液分管9以及进液管6和出液管7设置在底冷板4的同一端。这样，就可以将进液分管、出液分管以及进液管和出液管所用空间集中在底冷板的一侧，从而减少对底冷板另一侧的空间占用，而且可以利用相邻出液分管之间的空间安装其他装置，例如进行BMU(Battery Management Unit电池管理单元)的固定，进而提高对蓄能电池包内空间的利用率。

此外，在本实施例的底冷板4与电芯3之间以及侧冷板5与电芯3之间设有导热硅胶垫。此时，利用导热硅胶垫可以弥补电芯表面不平整所导致电芯与底冷板和侧冷板之间贴合接触不均匀的问题，从而提高电芯与底冷板和侧冷板的贴合面积，提高电芯与底冷板和侧冷板之间的热交换效率。当然，在其他实施例中，也可以选用导热结构胶或导热硅脂作为导热介质，提高电芯与底冷板和侧冷板之间的热交换效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液冷储能电池包，其特征在于，包括箱体、电芯、冷板、进液管和出液管；所述箱体的内部设有容纳所述电芯的容腔，多个所述电芯依次排列分布在所述箱体的内部；所述冷板位于所述箱体的内部并且与所述电芯保持接触；所述进液管和所述出液管与所述冷板连接，并且分别延伸至所述箱体的外部，用于将冷媒介质引入所述冷板和引出所述冷板。

2.根据权利要求1所述液冷储能电池包，其特征在于，所述冷板包括底冷板和侧冷板；所述底冷板平铺在所述箱体的底部，所述电芯布设在所述底冷板上，所述侧冷板沿竖直方向布设在所述电芯的侧表面。

3.根据权利要求2所述液冷储能电池包，其特征在于，所述底冷板与所述侧冷板保持连通，冷媒介质在所述底冷板和所述侧冷板之间循环流动。

4.根据权利要求3所述液冷储能电池包，其特征在于，所述箱体的内部设有多个侧冷板；所述进液管和所述出液管与所述底冷板连接，每一个所述侧冷板分别通过进液分管和出液分管与所述底冷板形成连通。

5.根据权利要求4所述液冷储能电池包，其特征在于，所述侧冷板的内部设有冷却通道，所述进液分管和所述出液分管位于所述侧冷板的同一端，并且分别与所述冷却通道的两端连通。

6.根据权利要求5所述液冷储能电池包，其特征在于，所有的所述进液分管和所有的所述出液分管与所述进液管和所述出液管位于所述底冷板的同一端。

7.根据权利要求4所述液冷储能电池包，其特征在于，所述侧冷板的内部设有沿其长度方向开设的至少两个冷却通道，所述侧冷板的两端分别设有前套和后套；所述前套上设有与所述进液分管连接的进液水咀以及与所述出液分管连接的出液水咀，所述侧冷板内部的所述冷却通道分为两部分，并且分别与所述进液水咀和所述出液水咀连通；所述后套上设有连接流道，用于将所述侧冷板内部分为两部分的所述冷却通道连通。

8.根据权利要求2所述液冷储能电池包，其特征在于，所述侧冷板与所述底冷板采用可拆卸式固定连接。

9.根据权利要求2所述液冷储能电池包，其特征在于，所述侧冷板采用模具挤压成型制备。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述液冷储能电池包，其特征在于，所述冷板与所述电芯之间设有导热介质。

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