CN217641522U - 一种液冷电池pack - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液冷电池PACK，用于电池技术领域，包括箱体、端盖和底板，箱体中设有电池模组，底板位于箱体的下侧，端盖位于箱体的上侧，底板为液冷板，液冷板内设有冷却腔，冷却腔中填充有冷却液，液冷板设有进液口和出液口，电池模组与液冷板贴合。冷却液由进液口进入冷却腔中，在冷却腔中流动的同时通过液冷板与电池模组换热，降低电池模组的温度，然后由出液口流出。液冷电池PACK将底板设置为液冷板，通过冷却液对电池模组进行降温能够显著降低电池模组的温度，保证了液冷电池PACK能够正常出力。

Description

一种液冷电池PACK

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种液冷电池PACK。

背景技术

新能源发电在我国总发电量中占比日渐提高，为保证新能源供电的稳定性，国家强制新能源并网发电厂配置一定容量的储能。根据各省对新能源调节能力和电网结构的不同，新能源并网发电厂按照新能源发电功率一般配置10％～30％的储能。储能系统正朝着高电压、大容量、集群化、规模化的方向发展，特别是共享储能的提出，对储能系统容量和寿命都提出了更高的要求。目前，35kV高压直挂储能具有运行电压等级比较高，不需要并网升压变压器，单机容量最大20MW/40MWh。在百兆瓦大容量储能系统，特别是对光伏、风电新能源发电侧，高压直挂储能具有很大的技术优势。

中高压直挂储能系统单机容量比较大，其通常采用0.5C电池，电池发热量也比较大。传统的风冷PACK难以满足大容量电芯散热的需求，电芯的温度一致性比较差，严重影响电芯正常工作，限制了PACK正常出力。而且风冷PACK采用风扇对电芯进行强迫循环散热，中高压直挂储能系统对地悬浮并处于高位运行状态，每一簇PACK都是独立控制。外部低压供电系统无法给每簇PACK风机供电，只能采用高位取电方式为风机供电，但高位取电对供电容量和可靠性具有很高的要求。以上两点提高了中高压直挂储能系统的技术难度，提高了中高压直挂储能系统的技术门槛。

因此，如何降低中高压直挂储能系统中电池PACK的冷却难度是本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种液冷电池PACK，其将底板设置为液冷板，通过冷却液对电池模组进行降温，从而实现了中高压直挂储能系统中电池PACK的冷却。

为实现上述目的，本申请提供一种液冷电池PACK，包括箱体、端盖和底板，箱体中设有电池模组，底板位于箱体的下侧，端盖位于箱体的上侧，底板为液冷板，液冷板内设有冷却腔，冷却腔中填充有冷却液，液冷板设有进液口和出液口，电池模组与液冷板贴合。

在一些实施例中，冷却腔内设有至少一块导流挡板，导流挡板垂直底板的板面，导流挡板将冷却腔分隔形成冷却流道，进液口和出液口分别位于冷却流道的两端。

在一些实施例中，进液口和出液口均位于底板的第一侧，与第一侧相对的一侧为第二侧，导流挡板为3块，3块导流挡板平行设置，位于中部的一块导流挡板与冷却腔靠近第二侧的内侧壁密封连接，另外2块导流挡板与冷却腔靠近第一侧的内侧壁密封连接。

在一些实施例中，冷却流道中设有平行导流挡板的分隔挡板。

在一些实施例中，第一侧设有连通冷却腔和底板外侧的前通孔，第二侧设有连通冷却腔和底板外侧的后通孔，前通孔和后通孔分别通过前堵头和后堵头进行封闭。

在一些实施例中，箱体设有用以观察箱体内侧的运维窗口。

在一些实施例中，箱体设有泄压口。

在一些实施例中，底板与电池模组之间设有导热垫。

本申请所提供的液冷电池PACK，包括箱体、端盖和底板，箱体中设有电池模组，底板位于箱体的下侧，端盖位于箱体的上侧，底板为液冷板，液冷板内设有冷却腔，冷却腔中填充有冷却液，液冷板设有进液口和出液口，电池模组与液冷板贴合。

冷却液由进液口进入冷却腔中，在冷却腔中流动的同时通过液冷板与电池模组换热，降低电池模组的温度，然后由出液口流出。液冷电池PACK将底板设置为液冷板，通过冷却液对电池模组进行降温能够显著降低电池模组的温度，保证了液冷电池PACK能够正常出力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的液冷电池PACK的结构示意图；

图2为图1中液冷板的结构示意图；

图3为图2中液冷板的剖视图；

图4为图2中液冷板与电池模组相连的结构示意图；

图5为图1中液冷电池PACK后侧的结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记为：

液冷板1、箱体2、端盖3、电池模组4、进液口5、出液口6、运维窗口7、泄压口8、导流挡板11、分隔挡板12、冷却流道13、前堵头14、后堵头15。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本申请所提供的液冷电池PACK的结构示意图；图2为图1中液冷板的结构示意图；图3为图2中液冷板的剖视图；图4为图2中液冷板与电池模组相连的结构示意图；图5为图1中液冷电池PACK后侧的结构示意图。

本申请所提供的液冷电池PACK，结构如图1所示，包括箱体2、端盖3、底板以及电池模组4。箱体2为沿水平方向设置的矩形框架结构，端盖3封闭箱体2的上侧，底板封闭箱体2的下侧。箱体2、端盖3和底板相连形成PACK箱，PACK箱内形成安装腔。电池模组4为多个，全部电池模组4设置在安装腔内，并与底板贴合。底板为液冷板1，液冷板1内设有冷却腔，冷却腔分布的范围不小于电池模组4分布的范围。底板的一侧延伸至箱体2外侧，形成连接边，连接边设有与冷却腔连通的进液口5和出液口6，冷却液由进液口5进入冷却腔中，冷却液充满冷却腔，再由出液口6流出。冷却液流入冷却腔中与电池模组4换热，使电池模组4温度降低，再从出液口6流出。液冷电池PACK通入液冷的方式对电池模组4进行降温，能够显著提高降温效果。用户也可以根据需要设置进液口5和出液口6的位置，例如将进液口5和出液口6分别设置在底板的两端，在此不做限定。

PACK箱的防护等级可采用IP65，液冷板1也采用IP65的防护等级，避免冷却液泄漏入安装腔中，造成电池模组4短路。当然，用户也可根据需要设置PACK箱和液冷板1的防护等级，在此不做限定。

在一些实施例中，底板与电池模组4之间设有导热垫，底板的上侧面与导热垫贴合，导热垫与电池模组4贴合，导热垫可提高电池模组4和底板之间的导热系数，从而加快热量传递。导热垫可采用硅胶、硅脂等材料制成。

在一些实施例中，进液口5和出液口6分别设有进液管和出液管，如图2所示，进液管和出液管均垂直底板的板面向上延伸，进液管和出液管可通过焊接的方式与底板密封连接。进液口5和出液口6用于与冷却系统相连。用户也采用其他方式进液管和出液管，在此不做限定。

在一些实施例中，如图3所示，冷却腔内设有至少一块导流挡板11。导流挡板11垂直底板的板面，且平行底板的长度方向。导流挡板11与冷却腔的上下两侧密封连接，并与冷却腔一个侧面密封连接，与该侧面相对的侧面和导流挡板11之间形成用于供冷却液流通的过流间隙。导流挡板11将冷却腔分隔形成冷却流道13，进液口5和出液口6分别位于冷却流道13的两端。冷却液沿冷却流道13流动，能够延长冷却液的停留时间，同时能够避免进液口5和出液口6之间产生短路流。

在一些实施例中，进液口5和出液口6所在的一侧为底板的第一侧，底板与第一侧相对的一侧为第二侧。如图3所示，导流挡板11为3块，3块沿底板的宽度方向分布。其中，位于冷却腔中部的一块导流挡板11与冷却腔靠近第二侧的内侧壁密封连接，另外2块导流挡板11与冷却腔靠近第一侧的内侧壁密封连接。3块导流挡板11将冷却腔分隔形成S型的冷却流道13。当然，用户也可根据需要设置导流挡板11的数量和分布方式，在此不做限定。

在一些实施例中，冷却流道13中设有分隔挡板12，如图3所示，分隔挡板12平行导流挡板11设置，冷却腔靠近第一侧的内侧壁和冷却腔靠近第二侧的内侧壁均与分隔挡板12之间间隔预设距离，该预设距离不小于过流间隙的宽度。分隔挡板12与冷却腔的上下两侧内壁相连，分隔挡板12能够增加液冷板1与冷却液之间的换热面积，进一步提高换热效果。

在一些实施例中，底板的第一侧设有前通孔，底板的第二侧设有后通孔。前通孔和后通孔均可将冷却腔和底板外侧连通，前通孔和后通孔分别通过前堵头14和后堵头15进行封闭。前通孔和后通孔可用于排空冷却腔中的冷却液。

在一些实施例中，箱体2设有运维窗口7，运维窗口7可采用透明材料制成，通过运维窗口7可观察箱体2内不的状况。如图1所示，运维窗口7设置在靠近底板第一侧的侧面上。用户也可将运维窗口7设置在其他位置，在此不做限定。另外，为进一步提高液冷电池PACK的安全性，安装腔内还设有快熔机构，电池模组4与快熔机构串联。当电池模组4温度过高或发生短路等故障时，快熔机构能够熔断，从而将电路断开，避免液冷电池PACK热失控。

在一些实施例中，箱体2设有泄压口8，如图5所示，泄压口8将安装腔与箱体2外侧连通。泄压口8能够平衡安装腔与箱体2外侧的压力，避免安装腔内部压力过大导致液冷电池PACK发生爆炸，消除消防安全隐患。

本申请中，液冷电池PACK将底板设置为液冷板1，通过液冷的方式与电池模组4换热，降低电池模组4的温度，提高了电池模组4温度的一致性。另外，液冷电池PACK采用IP65防护等级，防止外部液冷管路问题导致液冷电池PACK内部发生短路故障。液冷电池PACK还设置了泄压口8，提高了液冷电池PACK的安全性；箱体2的侧壁还设置了运维窗口7，方便后期运维。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的液冷电池PACK进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种液冷电池PACK，其特征在于，包括箱体(2)、端盖(3)和底板，所述箱体(2)中设有电池模组(4)，所述底板位于所述箱体(2)的下侧，所述端盖(3)位于所述箱体(2)的上侧，所述底板为液冷板(1)，所述液冷板(1)内设有冷却腔，所述冷却腔中填充有冷却液，所述液冷板(1)设有进液口(5)和出液口(6)，所述电池模组(4)与所述液冷板(1)贴合。

2.根据权利要求1所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述冷却腔内设有至少一块导流挡板(11)，所述导流挡板(11)垂直所述底板的板面，所述导流挡板(11)将所述冷却腔分隔形成冷却流道(13)，所述进液口(5)和所述出液口(6)分别位于所述冷却流道(13)的两端。

3.根据权利要求2所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述进液口(5)和所述出液口(6)均位于所述底板的第一侧，与所述第一侧相对的一侧为第二侧，所述导流挡板(11)为3块，3块所述导流挡板(11)平行设置，位于中部的一块所述导流挡板(11)与所述冷却腔靠近所述第二侧的内侧壁密封连接，另外2块所述导流挡板(11)与所述冷却腔靠近所述第一侧的内侧壁密封连接。

4.根据权利要求3所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述冷却流道(13)中设有平行所述导流挡板(11)的分隔挡板(12)。

5.根据权利要求4所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述第一侧设有连通所述冷却腔和所述底板外侧的前通孔，所述第二侧设有连通所述冷却腔和所述底板外侧的后通孔，所述前通孔和所述后通孔分别通过前堵头(14)和后堵头(15)进行封闭。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述箱体(2)设有用以观察所述箱体(2)内侧的运维窗口(7)。

7.根据权利要求6所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述箱体(2)设有泄压口(8)。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的液冷电池PACK，其特征在于，所述底板与所述电池模组(4)之间设有导热垫。

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