CN216488253U - 风冷储能大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风冷储能大容量电池，包括若干并联的电池模组、电池固定座和盖板，电池模组设置在电池固定座上，电池模组包括若干个串联的电芯，电芯竖向排列且彼此留有间隙；盖板包括底部盖板、前侧盖板、设置在电池模组两侧的电芯盖板；电池固定座固定在底部盖板上，最左侧电芯盖板和最右侧电芯盖板上设置进风口，其余电芯盖板上设置出风口，前侧盖板上设风扇，相邻的电池模组间设置有导风腔，导风腔与出风口相连通并引导风被风扇抽走；电芯独立散热，无热串联影响，形成的散热通道使得电芯的每个侧面都有冷却，提高了电芯间温差的一致性，提高了电池的充放电效率，延长电池的使用寿命，且仅需要使用一个风扇，功耗远低于行业水平。

Description

风冷储能大容量电池

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，具体涉及一种风冷储能大容量电池。

背景技术

新能源产业发展需求储能集装箱和储能电池，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。

目前市场上的储能电池多采用风冷降温，所述风冷冷却更优的考虑系统效率，其风冷设计有串联风冷及并联风冷甚至有串并联混合形式，散热通道有底部冷却、大侧面冷却等等，通常情况下的设计是加大流量，加大风扇数量、风量等，这类设计存在散热流量一致性差的不足，一味地解决降低最高温度，忽略了温差，以致于散热不均匀，使得系统效率降低，增加了风扇的维护难度，提高了成本，性价比低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种风冷储能大容量电池，以解决上述问题。

一种风冷储能大容量电池，包括若干并联的电池模组、电池固定座和盖板，所述电池模组设置在电池固定座上，所述电池模组包括若干个串联的电芯，所述电芯竖向排列且彼此留有间隙；

所述盖板包括底部盖板、设置在所有电池模组前侧的前侧盖板、设置在所有电池模组后侧的后侧盖板、设置在所述电池模组两侧的电芯盖板；

所述电池固定座固定在底部盖板上，位于最左侧的电芯盖板和位于最右侧的电芯盖板上设置有进风口，其余电芯盖板上设置有出风口，所述前侧盖板上设置有风扇，所述风扇向外抽风，相邻的电池模组之间设置有导风腔，所述导风腔与出风口相连通并引导风被风扇抽走。

进一步具体地，距离所述风扇越近的出风口，所述出风口的出风面积越大。

进一步具体地，所述盖板还包括上侧盖板，所述上侧盖板与电池模组之间设置有若干个均匀分布的绝缘电木。

进一步具体地，所述绝缘电木与上侧盖板之间设置有第一绝缘片。

进一步具体地，所述电池模组上设置有正极母线和负极母线，所述正极母线和负极母线均使用软铜排。

进一步具体地，还包括采集线，所述采集线下设置有正极母线保险丝，所述采集线和正极母线保险丝之间设置有第二绝缘片。

进一步具体地，所述前侧盖板上设置有可调节出风面积的窗口，所述窗口用于对正极母线保险丝进行散热。

进一步具体地，所述前侧箱体上设置有一对把手，所述把手上、下设置有带电运输固定孔。

进一步具体地，所述把手上设置有长条腰孔。

进一步具体地，所述电池模组上设置有气溶胶安装座。

本实用新型所具有的有益效果为：

电池模组采用并联方式，电芯独立散热，无热串联影响，形成的散热通道将电芯全部包围，使得电芯的每个侧面都有冷却，提高了电芯间温差的一致性，使得电池模组的工作温度更加均衡，有利于提高电池模组的充放电效率，有利于延长其使用寿命；并且整个散热设计仅需要使用一个风扇，功耗远低于行业水平，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。

附图说明

图1是风冷储能大容量电池结构示意图；

图2是风冷储能大容量电池无上部盖板的示意图；

图3是风冷储能大容量电池无上部盖板和第一绝缘片的俯视图；

图4是风冷储能大容量电池内部示意图；

图5是风冷储能大容量电池的前视图；

图6是导风腔结构示意图。

其中：1-电池模组，2-电池固定座，3-上部盖板，4-底部盖板，5-前侧盖板，6-后侧盖板，7-电芯盖板，71-最左侧的电芯盖板，72-最右侧的电芯盖板，8-进风口，9-出风口，10-风扇，11-导风腔，1110-风孔，1120-压铆柱，12-绝缘电木，13-第一绝缘片，14-窗口，15-把手，16-带电运输孔，17-长条腰孔,18-气溶胶安装座，19-固定孔。

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、以电池模组1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。

定义所述“左侧”为图中所标注的“左”所在方向，所述“右侧”为图中所标注的“右”所在方向，所述“前侧”为图中所标注的“前”所在方向，所述“后侧”为图中所标注的“后”所在方向，所述“上部”为图中所标注的“上”所在方向，所述“底部”为图中所标注的“下”所在方向。

现有储能电池的散热设计存在着散热不均匀、电芯间温差大的不足，为了提高储能电池的散热能力和使用寿命，本实用新型设计了一种风冷储能大容量电池。

大容量储能电池要满足电池散热优、电芯温度一致性的要求，电芯散热需要考虑并联散热风道。如图4所示，在本实施例中，所述风冷储能大容量电池，包括两个并联的电池模组1、电池固定座2、和盖板，所述电池模组1设置在电池固定座2上，一个所述电池模组1包括十节串联的电芯，所述电芯竖向排列且彼此留有间隙。

如图1、图4所示，所述盖板包括前侧盖板5、后侧盖板6、上部盖板3、底部盖板4和电芯盖板7，所述前侧盖板5设置在所有电池模组1的最前端，所述后侧盖板6设置在所有电池模组1的的最后端，所述电池固定座2固定在底部盖板4上，所述电芯盖板7设置在所述电池模组1的两侧，其中，位于最左侧的电芯盖板71和位于最右侧的电芯盖板72上设置有进风口8，其余电芯盖板7上设置有出风口9。

所述前侧盖板5上设置有风扇10，所述风扇10向外抽风，相邻的电池模组1之间设置有导风腔11，所述导风腔11与出风口9相连通并引导风被风扇10抽走。

储能电池设计最关键的是其安全性、适应性、可靠性的设计，并且要尽可能使用户取得更高的收益。近18度电的电池，行业内普遍使用120、90风扇10等高功耗风扇来解决电池温度高的问题，未考虑收益等权益。

本设计方案根据所用电芯为64V，280Ah，0.5C的充放电倍率，采用8025小风扇，其功率仅有十几瓦。

此外，在前侧盖板5上还设置有提供给风扇10供电转接的电路板，使得风扇10的走线更为便捷，无需过于复杂的线束。

为了有效保障每节电芯的流量一致，需要设置不同的出风口9出风面积。出风面积根据风压进行分配，靠近风扇10的一侧风压大，即距离所述风扇10越近的出风口9，所述出风口9的出风面积越大。

如图3所示，由于所述上部盖板3距离带电体电芯极柱距离比较近，为了防止电池堆叠导致上部盖板3变形，进而发生短路，在所述上部盖板3与电池模组1之间设置若干个均匀分布的绝缘电木12，在本实施例中，所述绝缘电木12的数量为三个，其有效的起到加强筋的作用，本设计方案放弃了传统式的钣金冲桥或焊筋，选择增加绝缘结构来加强支撑，相较于传统方案，安全性更高。

此外，如图2所示，所述绝缘电木12与上部盖板3之间设置有第一绝缘片13，用于做额外的绝缘处理，所述绝缘电木12支撑在导风腔11的压铆柱1120上。

所述电池模组1上设置有正极母线和负极母线，所述正极母线和负极母线均使用软铜排。软铜排具有载流能力好、抗震、抗冲击性能优的优点。

在储能电池的电气保护方面，在所述采集线下设置正极母线保险丝，这种内部保险丝结构能够有效的控制外部短路对储能电池的损伤，相较于传统方案，电气安全性更高。

所述采集线和正极母线保险丝之间设置有第二绝缘片，用于固定、支撑电池采集线，并有效隔离保险丝的热源。

由于正极母线保险丝也是一个热源，也会持续向外散发热量，为了降低正极母线保险丝对电芯的传热影响，在所述导风腔11上预留有可调节出风面积的窗口14，所述窗口14用于对正负极母线保险丝进行散热。

该窗口14和电池电芯散热是并联设计，单独给正极母线保险丝提供了独立的进出风风道，对电池电芯的散热无任何影响。

目前市场上标准把手的设计无法满足承重、占空间尺寸小、带电运输和绑线的要求，因而，本设计方案中，如图4、图5所示在所述前侧箱体上设置了一对把手15，方便维护人员抓握，承重性能优。

所述把手15可以进行外部线束绑线，除去正面挂耳的四个固定孔19，所述把手15上、下设置有带电运输固定孔16，可满足带电运输要求。

所述把手15上设置有长条腰孔17。所述长条腰孔17可用于外部外观件的固定，后续不同的外观设计仅仅需要更换外观件即可无需变更箱体。

如图6所示，所述导风腔11主体为中空的柱体，与两组电池模组1间的间隙形状相配合，所述导风腔11两侧壁上设置有风孔1110，所述风孔1110的形状、大小与所述电池模组1的出风口9形状、大小相配合，所述风孔1110用于接收从电池模组1的出风口9中流出的热风。

所述前侧盖板5上开通风孔，所述导风腔11的前端与所述通风孔相接，供热风从导风腔11中被风扇10抽出。

所述导风腔11上还设置有气溶胶安装座18。此种设计可适用各地域安规要求，安全性更高。

本实用新型的工作原理为：

冷风从进风口8进入电池内部，由于电芯间间隙的存在，冷风充分的环绕每节电芯的大小侧面，带走电芯产生的热量，冷风化为热风，每节电芯的热风从出风口9流出，通过电池模组1间的导风腔11上的风孔进入导风腔11，并顺着导风腔11被位于前侧盖板5上的风扇10抽出。

所述正极母线保险丝在工作过程中产生热量，所述导风腔11上预留有可调节出风面积的窗口14，冷风从所述窗口14进入，带走正极母线保险丝产生的热量化为热风，随后经过导风腔11，被风扇10抽出。

传统电池散热技术方案中，在风扇的吸力作用下，风多从电芯的两侧流过，因此，仅对电芯的两侧有较好的散热效果，而对电芯的其他面的散热效果较差，这种不均匀的散热方式使得电芯存在散热流量差，导致电芯各个面存在温差、散热效率低。

本实用新型所提供的技术方案，电池模组1采用并联方式，电芯独立散热，无热串联影响，形成的散热通道将电芯全部包围，使得电芯的每个侧面都有冷却，提高了电芯间温差的一致性，使得电池模组1的工作温度更加均衡，有利于提高电池模组1的充放电效率，有利于延长其使用寿命。并且整个散热设计仅需要使用一个风扇10，功耗远低于行业水平，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1。

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内。

Claims (10)

1.一种风冷储能大容量电池，其特征在于：

包括若干并联的电池模组(1)、电池固定座(2)和盖板，所述电池模组(1)设置在电池固定座(2)上，所述电池模组(1)包括若干个串联的电芯，所述电芯竖向排列且彼此留有间隙；

所述盖板包括底部盖板(4)、设置在所有电池模组(1)前侧的前侧盖板(5)、设置在所有电池模组(1)后侧的后侧盖板(6)、设置在所述电池模组(1)两侧的电芯盖板(7)；

所述电池固定座(2)固定在底部盖板(4)上，位于最左侧的电芯盖板(71)和位于最右侧的电芯盖板(72)上设置有进风口(8)，其余电芯盖板(7)上设置有出风口(9)，所述前侧盖板(5)上设置有风扇(10)，所述风扇(10)向外抽风，相邻的电池模组(1)之间设置有导风腔(11)，所述导风腔(11)与出风口相连通并引导风被风扇(10)抽走。

2.根据权利要求1所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

距离所述风扇(10)越近的出风口(9)，所述出风口(9)的出风面积越大。

3.根据权利要求1所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述盖板还包括上侧盖板(3)，所述上侧盖板(3)与电池模组(1)之间设置有若干个均匀分布的绝缘电木(12)。

4.根据权利要求3所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述绝缘电木(12)与上侧盖板(3)之间设置有第一绝缘片(13)。

5.根据权利要求1所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述电池模组(1)上设置有正极母线和负极母线，所述正极母线和负极母线均使用软铜排。

6.根据权利要求5所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

还包括采集线，所述采集线下设置有正极母线保险丝，所述采集线和正极母线保险丝之间设置有第二绝缘片。

7.根据权利要求6所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述导风腔(11)上设置有可调节出风面积的窗口(14)，所述窗口(14)用于对正负极母线保险丝进行散热。

8.根据权利要求1所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述前侧盖板(5)上设置有一对把手(15)，所述把手(15)上、下设置有带电运输固定孔(16)。

9.根据权利要求8所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述把手(15)上设置有长条腰孔(17)。

10.根据权利要求1所述的风冷储能大容量电池，其特征在于：

所述导风腔(11)上设置有气溶胶安装座(18)。

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