CN217182271U - 一种组合式冷却的储能电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种组合式冷却的储能电池包，通过设置通风盖板和水冷板，对电芯顶部进行风冷冷却，对电芯底部进行水冷，能够有效解决单纯风冷散热性能差、电芯温度分布不均匀的缺点，又能解决单纯水冷电芯底面温度低，顶面温度高造成的单体电芯温度不一致性问题；同时，风冷与液冷组合式冷却方式，可以通过合理的控制策略，降低系统能耗，有效提高电池包的使用寿命，提高电池包的安全性，保证电池包可靠安全的运行。

Description

一种组合式冷却的储能电池包

技术领域

本实用新型涉及储能电池领域，尤其涉及一种组合式冷却的储能电池包。

背景技术

现有的储能电池包多采用强迫风冷的方式，冷源来源于集装箱空调系统，结构简单成本较低。

部分储能电池包采用液冷方式，目前主要采用冲压式水冷板，或者是与电池包下箱体集成一体设置的挤压型水冷板，水冷板均布置在电芯底部，通过底部传热将电芯热量带走。

单纯采用强迫风冷散热时，空气对流换热系数较低，特别在电芯排列比较密集、数量较多、发热较大的电池包中，风冷散热很难满足电芯本体的散热需求，而且不同电芯与空气之间的换热面积不同，从而导致电芯之间的温度一致性较差，从而影响电池包的使用安全。

单纯采用液冷时，底部布置液冷板，会使得电芯本体上下表面的温差过大，使得不同部位的温度不同，影响电芯的温度一致性，从而影响电池包的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种组合式冷却的储能电池包，有效解决电芯温度分布不均匀的缺点。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种组合式冷却的储能电池包，其包括上盖、下箱体、风扇、通风盖板和电池模组，其中，下箱体顶部开口，上盖盖在下箱体顶部开口处，上盖或者下箱体上设置有风扇和通风口；电池模组包括若干电芯和两端板，若干电芯并排排列且两端分别设置一端板，电芯与端板相对固定，各个电池模组并排或者直线排列在下箱体内；通风盖板设置于电池模组的各电芯顶部，通风盖板与电芯顶部端面之间形成风道，风扇对准风道鼓风，还包括水冷板，水冷板设置于电池模组上的各电芯底部并与之通过导热胶粘接。

在以上技术方案的基础上，优选的，通风盖板包括左侧板、顶板和右侧板，左侧板和右侧板分别由顶板左右两侧向下弯曲形成，左侧板、顶板、右侧板与电芯顶部端面之间形成风道。

进一步优选的，每一个电池模组顶部设置一通风盖板，直线排列的通风盖板相互间隔设置。

进一步优选的，部分通风盖板还包括两导流板，两导流板分别倾斜设置于左侧板和右侧板端部并与之固定，两导流板正对风扇设置。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括隔热减震板，所述隔热减震板设置于水冷板与下箱体内底面之间。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水冷板表面设置有矩阵式排列的椭圆形凸起。

在以上技术方案的基础上，优选的，电池模组还包括两绝缘隔热片，设置于端部的电芯与端板之间。

进一步优选的，所述通风盖板和绝缘隔热片分别采用聚碳酸酯材质。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括若干温度传感器和控制板，部分温度传感器设置于电芯极柱上，部分温度传感器设置于电芯与导热胶接触面上，各温度传感器和风扇分别与控制板电性连接。

本实用新型的组合式冷却的储能电池包相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置通风盖板和水冷板，对电芯顶部进行风冷冷却，对电芯底部进行水冷，能够有效解决单纯风冷散热性能差、电芯温度分布不均匀的缺点，又能解决单纯水冷电芯底面温度低，顶面温度高造成的单体电芯温度不一致性问题；

(2)同时，风冷与液冷组合式冷却方式，可以通过合理的控制策略，降低系统能耗，有效提高电池包的使用寿命，提高电池包的安全性，保证电池包可靠安全的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的组合式冷却的储能电池包的立体图；

图2为本实用新型的组合式冷却的储能电池包的拆解图；

图3为本实用新型的组合式冷却的储能电池包的电池模组的立体图；

图4为本实用新型的组合式冷却的储能电池包的通风盖板的立体图；

图5为本实用新型的组合式冷却的储能电池包的水冷板的立体图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～2所示，本实用新型的组合式冷却的储能电池包，其包括上盖11、下箱体12、风扇13、通风盖板2、电池模组3、水冷板4、隔热减震板14、若干温度传感器和控制板。

其中，下箱体12顶部开口，上盖11盖在下箱体12顶部开口处，二者内部共同围合出一容纳空腔。

风冷需要开设进风口和出风口，因此，在上盖11或者下箱体12上设置有风扇13和通风口10，通过风扇13鼓入冷风进行风冷，并通过通风口10排出热风。具体的，在本实施例中，所述风扇13设置有两个，位于上盖11侧面。

如图3，电池模组3包括若干电芯31、两端板32和两绝缘隔热片33，其中，若干电芯31并排排列且两端分别设置一端板32，电芯31与端板32相对固定，各个电池模组3并排或者直线排列在下箱体12内。实际使用中，一般采用扎带将前后端板32捆扎固定。绝缘隔热片33设置于端部的电芯31与端板32之间，起到绝缘隔热作用，具体的，绝缘隔热片33可采用聚碳酸酯材质。

作为风冷部分，通风盖板2设置于电池模组3的各电芯31顶部，通风盖板2与电芯31顶部端面之间形成风道，风扇13对准风道鼓风。如此，通过风扇13鼓入冷风，流经通风盖板2与电芯31顶部端面之间的风道，与电芯31进行热交换，再通过通风口10流出。

具体的，如图4，通风盖板2包括左侧板21、顶板22、右侧板23和两导流板24，左侧板21和右侧板23分别由顶板22左右两侧向下弯曲形成，左侧板21、顶板22、右侧板23与电芯31顶部端面之间形成风道。

具体的，每一个电池模组3顶部设置一通风盖板2，直线排列的通风盖板2相互间隔设置。间隔设置的通风盖板2便于单独与电池模组3固定；当然，也可以将直线排列的通风盖板2连续贯通设置，防止漏风。

为了便于导风，部分通风盖板2还包括两导流板24，两导流板24分别倾斜设置于左侧板21和右侧板23端部并与之固定，两导流板24正对风扇13设置。如此，便于风扇13鼓入的冷风引导进入风道内。

具体的，所述通风盖板2采用聚碳酸酯材质。

作为水冷部分，如图5，水冷板4设置于电池模组3上的各电芯31底部并与之通过导热胶粘接。设置导热胶，可降低接触热阻。通过冷却水进口导入冷水，并经过冷却水出口导出热水。水冷板4可采用现有技术，具体的，所述水冷板4表面设置有矩阵式排列的椭圆形凸起41，达到增大换热面积和扰流的作用，使换热能力增强。

具体的，还包括隔热减震板14，所述隔热减震板14设置于水冷板4与下箱体12内底面之间，起到到支撑和缓冲水冷板4的作用。

作为控制部分，还包括若干温度传感器和控制板，部分温度传感器设置于电芯31极柱上，部分温度传感器设置于电芯31与导热胶接触面上，各温度传感器和风扇13分别与控制板电性连接。如此，通过温度传感器监控电芯31顶部和底部的温度，控制液冷系统的开启和关闭，以及风扇的开启与关闭。

以下介绍本实用新型的组合式冷却的储能电池包的工作原理：

加热：当电芯31顶部温度传感器检测到温度达到设定的加热温度点时，例如最低温度Tmin≤0℃，开启冷却系统，加热液体通过冷却水进口进入水冷板给电池模组3加热；当电芯31顶部温度大于设定值时停止加热，例如最小温度Tmin≥5℃，关闭冷却系统。

冷却：当电芯31顶部温度传感器检测温度达到设定值，例如Tmax≥30℃时，开启风扇13，进行降温，减少系统能耗。若温度继续升高，例如Tmax≥35℃时开启冷却系统，冷却液通过冷却水入口，进入水冷板4对电芯31进行散热。此时，关闭风扇13。当电芯31顶部温度传感器检测的温度与电芯31底部温度传感器检测到的温度之差，例如温差≥5℃时，风扇13再次开启，对电芯31顶部进行降温，直至温差低于5℃时，关闭风扇13。风扇13均根据电芯31顶部温度和电芯31顶部与底部之间的温差同时开启或单独开启。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合式冷却的储能电池包，其包括上盖(11)、下箱体(12)、风扇(13)、通风盖板(2)和电池模组(3)，其中，下箱体(12)顶部开口，上盖(11)盖在下箱体(12)顶部开口处，上盖(11)或者下箱体(12)上设置有风扇(13)和通风口(10)；电池模组(3)包括若干电芯(31)和两端板(32)，若干电芯(31)并排排列且两端分别设置一端板(32)，电芯(31)与端板(32)相对固定，各个电池模组(3)并排或者直线排列在下箱体(12)内；通风盖板(2)设置于电池模组(3)的各电芯(31)顶部，通风盖板(2)与电芯(31)顶部端面之间形成风道，风扇(13)对准风道鼓风，其特征在于：还包括水冷板(4)，水冷板(4)设置于电池模组(3)上的各电芯(31)底部并与之通过导热胶粘接。

2.如权利要求1所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：通风盖板(2)包括左侧板(21)、顶板(22)和右侧板(23)，左侧板(21)和右侧板(23)分别由顶板(22)左右两侧向下弯曲形成，左侧板(21)、顶板(22)、右侧板(23)与电芯(31)顶部端面之间形成风道。

3.如权利要求2所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：每一个电池模组(3)顶部设置一通风盖板(2)，直线排列的通风盖板(2)相互间隔设置。

4.如权利要求2所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：部分通风盖板(2)还包括两导流板(24)，两导流板(24)分别倾斜设置于左侧板(21)和右侧板(23)端部并与之固定，两导流板(24)正对风扇(13)设置。

5.如权利要求1所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：还包括隔热减震板(14)，所述隔热减震板(14)设置于水冷板(4)与下箱体(12)内底面之间。

6.如权利要求1所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：所述水冷板(4)表面设置有矩阵式排列的椭圆形凸起(41)。

7.如权利要求1所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：电池模组(3)还包括两绝缘隔热片(33)，设置于端部的电芯(31)与端板(32)之间。

8.如权利要求7所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：所述通风盖板(2)和绝缘隔热片(33)分别采用聚碳酸酯材质。

9.如权利要求1所述的组合式冷却的储能电池包，其特征在于：还包括若干温度传感器和控制板，部分温度传感器设置于电芯(31)极柱上，部分温度传感器设置于电芯(31)与导热胶接触面上，各温度传感器和风扇(13)分别与控制板电性连接。

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