CN217641529U - 一种液冷储能电池柜散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液冷储能电池柜散热系统，所述液冷储能电池柜散热系统包括制冷仓、液冷蒸发器、风冷冷凝器、进风通道和出风通道。本实用新型提供的液冷储能电池柜散热系统，通过进风通道将外界的冷空气输送至制冷仓内部的风冷冷凝器上，从而实现对风冷冷凝器内部的制冷剂进行降温，降温后的制冷剂输送至液冷蒸发器内部对液冷蒸发器内部载冷剂进行降温，得到降温后的载冷剂输送至电池柜内部的电池模组内部与电池模组进行换热，再循环至液冷蒸发器内部，本申请通过将进风通道与出风通道设置在风冷冷凝器的同一侧，可以使空气能够重复经过风冷冷凝器进行二次换热，提高散热系统整体的换热效率。

Description

一种液冷储能电池柜散热系统

技术领域

本实用新型属于电池柜散热设备技术领域，具体涉及一种液冷储能电池柜散热系统。

背景技术

电池系统在运行时，电流通过各个电池模块，因电池模块内阻产生热量，若不能及时散热，将严重影响电池的性能，甚至导致系统热失控，出现安全风险。目前在电池柜内对电池模组散热的方式通常在电池模组内部设置有用于输送低温载冷剂的管道，通过载冷剂与电池模组内部进行换热达到电池模组降温的目的。载冷剂的降温是通过液冷蒸发器采用制冷剂进行换热，而制冷剂的降温通常采用风冷的方式。在制冷剂降温过程中通常采用风冷冷凝器，在风冷冷凝器的一侧设置有风扇向风冷冷凝器上输送外界的空气，但采用此种方式对制冷剂的制冷效果较低，且影响整个散热系统的散热效率。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种液冷储能电池柜散热系统，旨在能够解决现有技术中电池柜内部的散热系统散热效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种液冷储能电池柜散热系统，用于对电池柜内的电池模组散热降温，包括：

制冷仓，设置在所述电池柜的底部；

液冷蒸发器，位于所述制冷仓内部，所述液冷蒸发器上设置有用于向电池模组内部输送冷却后的载冷剂的出液口及用于将经过电池模组后的载冷剂回流到所述液冷蒸发器内部的回液口；

风冷冷凝器，位于所述制冷仓内部，所述风冷冷凝器上设置有用于向所述液冷蒸发器内输送制冷剂的出液管和用于将经过所述液冷蒸发器后的制冷剂回流到所述风冷冷凝器内的进气管；

进风通道，位于所述制冷仓的一侧，所述进风通道的出风口朝向所述风冷冷凝器的侧面；

出风通道，与所述进风通道位于所述风冷冷凝器的同一侧，且与所述进风通道沿所述风冷冷凝器的长度方向间隔布置。

在一种可能的实现方式中，所述进风通道与所述出风通道之间还设置有用于将所述进风通道的出风口与所述出风通道的进风口分隔成两个输风空间的隔板，所述隔板的一端抵触在所述风冷冷凝器的中部。

在一种可能的实现方式中，所述进风通道与所述出风通道之间的间距自靠近所述风冷冷凝器向远离所述风冷冷凝器的方向逐渐变大。

在一种可能的实现方式中，所述风冷冷凝器的两端分别设置有挡板，所述挡板的两端分别抵触在所述风冷冷凝器上及所述制冷仓的侧壁上。

在一种可能的实现方式中，所述出液管与所述进气管分别位于所述风冷冷凝器上沿所述进风通道与所述出风通道的布置方向的两端，且所述进风通道位于所述出风通道靠近所述出液管的一侧。

在一种可能的实现方式中，所述液冷蒸发器的回液口处设置有用于防止载冷剂泵回流的单向阀。

在一种可能的实现方式中，所述液冷蒸发器的回液口处连通有回液管，所述回液管沿竖直方向设置在电池柜内部，且所述回液管的顶部连通有排气阀。

在一种可能的实现方式中，所述液冷蒸发器的回液口处还设置有用于向所述液冷蒸发器内部增加载冷剂的补液装置。

在一种可能的实现方式中，所述补液装置包括：

加液管，与所述液冷蒸发器的回液口连通；

控制阀，设置在所述加液管上，用于控制所述加液管的流通状态；

压力表，设置在所述加液管上，且位于所述控制阀与所述液冷蒸发器的回液口之间。

在一种可能的实现方式中，所述进风通道的出风口与所述出风通道的进风口均垂直于所述风冷冷凝器的侧面设置。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，通过在电池柜的底部设置有制冷仓。在制冷仓的内部设置有液冷蒸发器，液冷蒸发器的出液口连通有用于对电池柜内部的电池模组内部进行换热的载冷剂管路。液冷蒸发器的回液口与载冷剂管路的出液端连通，从而实现载冷剂在液冷蒸发器与电池模组之间的循环。在液冷蒸发器的回液口处还连通有用于将载冷剂输送至液冷蒸发器内部的输送泵。从而实现载冷剂的循环输送。低温低压的液态制冷剂输送至液冷蒸发器内部后通过吸热蒸发变成低温低压气体，并对载冷剂进行降温。在液冷蒸发器与风冷冷凝器之间还设置有用于将低温低压制冷剂气体输送至风冷冷凝器内部的压缩机。低温低压气体经过压缩机的吸气管后输送至压缩机内部，低温低压制冷剂在压缩机内压缩变成高温高压的气态制冷剂，并通过压缩机的排气管输送至风冷冷凝器内。在风冷冷凝器的出液管上依次连通有干燥过滤器和节流膨胀机构。液态制冷剂经过干燥过滤器，干燥过滤器能够吸收液态制冷剂中的非制冷剂液体成分及固体杂质再次经过节流膨胀机构变成低温低压的液体制冷剂并输送至液态蒸发器内部，完成制冷剂的循环。本实用新型，通过在风冷冷凝器的同一侧沿风冷冷凝器的长度方向依次设置有进风通道和出风通道，能够使外界的冷空气通过进风通道穿过一半的风冷冷凝器并在制冷仓内部循环后通过出风通道进风口处对应的另一半风冷冷凝器后通过出风通道排出。可以让外界空气能够二次作用到风冷冷凝器上，实现对风冷冷凝器二次降温的作用。提高换热效率。从而提高散热系统整体的换热效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的液冷储能电池柜散热系统的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构图；

图3为图1中B部的局部放大图。

附图标记说明：

1、电池柜；11、电池模组；2、制冷仓；3、液冷蒸发器；31、出液口；32、回液口；321、回液管；322、排气阀；33、单向阀；4、风冷冷凝器；41、进气管；42、出液管；5、进风通道；6、出风通道；7、隔板；8、挡板；9、补液装置；91、加液管；92、控制阀；93、压力表；101、气囊式膨胀罐；102、载冷剂泵；103、压缩机；104、干燥过滤器；105、节流膨胀机构。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的液冷储能电池柜1散热系统进行说明。所述液冷储能电池柜1散热系统，用于对电池柜1内的电池模组11散热降温，包括制冷仓2、液冷蒸发器3、风冷冷凝器4、进风通道5和出风通道6，制冷仓2设置在所述电池柜1的底部；液冷蒸发器3位于所述制冷仓2内部，所述液冷蒸发器3上设置有用于向电池模组11内部输送冷却后的载冷剂的出液口31及用于将经过电池模组11后的载冷剂回流到所述液冷蒸发器3内部的回液口32；风冷冷凝器4位于所述制冷仓2内部，所述风冷冷凝器4上设置有用于向所述液冷蒸发器3内输送制冷剂的出液管42和用于将经过所述液冷蒸发器3后的制冷剂回流到所述风冷冷凝器4内的进气管41；进风通道5位于所述制冷仓2的一侧，所述进风通道5的出风口朝向所述风冷冷凝器4的侧面；出风通道6与所述进风通道5位于所述风冷冷凝器4的同一侧，且与所述进风通道5沿所述风冷冷凝器4的长度方向间隔布置。

本实施例提供的液冷储能电池柜1散热系统，与现有技术相比，通过在电池柜1的底部设置有制冷仓2。在制冷仓2的内部设置有液冷蒸发器3，液冷蒸发器3的出液口31连通有用于对电池柜1内部的电池模组11内部进行换热的载冷剂管路。液冷蒸发器3的回液口32与载冷剂管路的出液端连通，从而实现载冷剂在液冷蒸发器3与电池模组11之间的循环。在液冷蒸发器3的回液口32处还连通有用于将载冷剂输送至液冷蒸发器3内部的输送泵。从而实现载冷剂的循环输送。低温低压的液态制冷剂输送至液冷蒸发器3内部后通过吸热蒸发变成低温低压气体，并对载冷剂进行降温。在液冷蒸发器3与风冷冷凝器4之间还设置有用于将低温低压制冷剂气体输送至风冷冷凝器4内部的压缩机103。低温低压气体经过压缩机103的吸气管后输送至压缩机103内部，低温低压制冷剂在压缩机103内压缩变成高温高压的气态制冷剂，并通过压缩机103的排气管输送至风冷冷凝器4内。在风冷冷凝器4的出液管42上依次连通有干燥过滤器104和节流膨胀机构105。液态制冷剂经过干燥过滤器104，干燥过滤器104能够吸收液态制冷剂中的非制冷剂液体成分及固体杂质再次经过节流膨胀机构105变成低温低压的液体制冷剂并输送至液态蒸发器内部，完成制冷剂的循环。本实用新型，通过在风冷冷凝器4的同一侧沿风冷冷凝器4的长度方向依次设置有进风通道5和出风通道6，能够使外界的冷空气通过进风通道5穿过一半的风冷冷凝器4并在制冷仓2内部循环后通过出风通道6进风口处对应的另一半风冷冷凝器4后通过出风通道6排出。可以让外界空气能够二次作用到风冷冷凝器4上，实现对风冷冷凝器4二次降温的作用。提高换热效率。从而提高散热系统整体的换热效率。

可选地，本实施例中，节流膨胀机构105可以采用毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀。

可选地，本实施例中，风冷冷凝器4与液冷蒸发器3可以采用铜管铝翅片、微通道等风冷形式。

在一些实施例中，上述制冷仓2可以采用如图2所示结构。参见图2，所述进风通道5与所述出风通道6之间还设置有用于将所述进风通道5的出风口与所述出风通道6的进风口分隔成两个输风空间的隔板7，所述隔板7的一端抵触在所述风冷冷凝器4的中部。隔板7分别与制冷仓2的顶部与底部密封连接，同时隔板7将进风通道5与出风出道在制冷仓2内部分隔成两个独立的通道，并抵触在风冷冷凝器4的中部，从而使外界空气可以通过进风通道5先经过风冷冷凝器4的一半后在经过另一半从出风通道6内排出，使外界空气可以重复经过风冷冷凝器4对风冷冷凝器4内部的制冷剂进行降温，提高对制冷剂的换热效率。

在一些实施例中，上述进风通道5与出风通道6可以采用如图2所示结构。参见图2，所述进风通道5与所述出风通道6之间的间距自靠近所述风冷冷凝器4向远离所述风冷冷凝器4的方向逐渐变大。进风通道5的进风方向与出风通道6的出风方向呈夹角设置，并且进风通道5的进风口与出风通道6的出风口的朝向相互背离设置，从而可以避免从出风通道6内出来的热风重新流入进风通道5内部。

在一些实施例中，上述风冷冷凝器4可以采用如图2所示结构。参见图2，所述风冷冷凝器4的两端分别设置有挡板8，所述挡板8的两端分别抵触在所述风冷冷凝器4上及所述制冷仓2的侧壁上。挡板8的数量为两个，两个挡板8分别与制冷仓2的顶部与底部密封连接，并与制冷仓2的侧壁密封连接，两个挡板8分别抵触在风冷冷凝器4的端部抵触连接。从而使外界的空气仅能穿过风冷冷凝器4进行流通，合理的将外界空气引导至冷风冷凝器上，提高对外界空气的利用率。

在一些实施例中，上述风冷冷凝器4可以采用如图2所示结构。参见图2，所述出液管42与所述进气管41分别位于所述风冷冷凝器4上沿所述进风通道5与所述出风通道6的布置方向的两端，且所述进风通道5位于所述出风通道6靠近所述出液管42的一侧。进风通道5位于出风通道6靠近出液管42的方向，风冷冷凝器4上靠近进气管41的一半温度高于靠近出液管42一半的温度。使外界的空气在经过进风通道5后在经过风冷冷凝器4后会吸收风冷冷凝器4上的热量使空气升温，升温后的空气在经过靠近进气管41的另一半风冷冷凝器4。使空气能够与风冷冷凝器4始终保持温度差来对风冷冷凝器4进行合理有效的降温。

在一些实施例中，上述液冷蒸发器3可以采用如图2所示结构。所述液冷蒸发器3的回液口32处设置有用于防止载冷剂泵102单向阀33。在液冷蒸发器3的回液口32处设置有载冷剂泵102，单向阀33位于载冷剂泵102与液冷蒸发器3之间，可以避免液冷蒸发器3内的载冷剂逆流损伤载冷剂泵102。

在一些实施例中，上述液冷蒸发器3可以采用如图1、图2所示结构。一并参见图1、图2，所述液冷蒸发器3的回液口32处连通有回液管321，所述回液管321沿竖直方向设置在电池柜1内部，且所述回液管321的顶部连通有排气阀322。在液冷蒸发器3的出液口31处连通有进液管。在电池柜1内部设置有多个电池模组11，多个电池模组11设置有两端分别与回液管321和进液管连通的载冷剂管路。载冷剂通过液冷蒸发器3换热后通过进液管输送至电池柜1内部，并通过载冷剂管路输送至电池模组11内部进行换热，换热后的载冷剂通过回液管321重新输送回液冷蒸发器3。排气阀322的设置，可以在运行过程中将载冷剂内部的不凝性气体随时排出。

具体地，本实施例中，在回液管321上还设置有气囊式膨胀罐101，可以对载冷剂输送过程有效的定压。

可选地，本实施例中，载冷剂可以采用乙二醇水溶液或绝缘导热油等。

在一些实施例中，上述液冷蒸发器3可以采用如图1、图2所示结构。一并参见图1、图2，所述液冷蒸发器3的回液口32处还设置有用于向所述液冷蒸发器3中的载冷剂循环系统内部增加载冷剂的补液装置9。当载冷剂循环系统内的载冷剂缺少载冷剂时，可以通过补液装置9向载冷剂循环系统内部补充载冷剂，以满足载冷剂循环系统的正常运行。

在一些实施例中，上述补液装置9可以采用如图1、图3所示结构。一并参见图1、图3，所述补液装置9包括加液管91、控制阀92和压力表93。加液管91与所述液冷蒸发器3的回液口32连通；控制阀92设置在所述加液管91上，用于控制所述加液管91的流通状态；压力表93设置在所述加液管91上，且位于所述控制阀92与所述液冷蒸发器3的回液口32之间。通过压力表93可以观察载冷剂是否缺量。压力表93压力降低时，可以通过打开控制阀92向加液管91内部带压补液，再补液完成后关闭补液手阀。

在一些实施例中，上进风通道5与出风通道6可以采用如图2所示结构。参见图2，所述进风通道5的出风口与所述出风通道6的进风口均垂直于所述风冷冷凝器4的侧面设置。本实施例中，风机安装在出风通道6的进风口处，风机上的风向垂直于风冷冷凝器4的表面，可以使空气能够有效经过风冷冷凝器4，并对风冷冷凝器4进行换热降温。

具体地，本实施例中，在进风通道5的进风口处设置有防尘网。在出风通道6的出风口处设置有防虫防鼠网。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷储能电池柜散热系统，用于对电池柜内的电池模组散热降温，其特征在于，包括：

制冷仓，设置在所述电池柜的底部；

液冷蒸发器，位于所述制冷仓内部，所述液冷蒸发器上设置有用于向电池模组内部输送冷却后的载冷剂的出液口及用于将经过电池模组后的载冷剂回流到所述液冷蒸发器内部的回液口；

风冷冷凝器，位于所述制冷仓内部，所述风冷冷凝器上设置有用于向所述液冷蒸发器内输送制冷剂的出液管和用于将经过所述液冷蒸发器后的制冷剂回流到所述风冷冷凝器内的进气管；

进风通道，位于所述制冷仓的一侧，所述进风通道的出风口朝向所述风冷冷凝器的侧面；

出风通道，与所述进风通道位于所述风冷冷凝器的同一侧，且与所述进风通道沿所述风冷冷凝器的长度方向间隔布置。

2.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述进风通道与所述出风通道之间还设置有用于将所述进风通道的出风口与所述出风通道的进风口分隔成两个输风空间的隔板，所述隔板的一端抵触在所述风冷冷凝器的中部。

3.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述进风通道与所述出风通道之间的间距自靠近所述风冷冷凝器向远离所述风冷冷凝器的方向逐渐变大。

4.如权利要求2所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述风冷冷凝器的两端分别设置有挡板，所述挡板的两端分别抵触在所述风冷冷凝器上及所述制冷仓的侧壁上。

5.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述出液管与所述进气管分别位于所述风冷冷凝器上沿所述进风通道与所述出风通道的布置方向的两端，且所述进风通道位于所述出风通道靠近所述出液管的一侧。

6.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述液冷蒸发器的回液口处设置有用于防止载冷剂泵回流的单向阀。

7.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述液冷蒸发器的回液口处连通有回液管，所述回液管沿竖直方向设置在电池柜内部，且所述回液管的顶部连通有排气阀。

8.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述液冷蒸发器的回液口处还设置有用于向所述液冷蒸发器内部增加载冷剂的补液装置。

9.如权利要求8所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述补液装置包括：

加液管，与所述液冷蒸发器的回液口连通；

控制阀，设置在所述加液管上，用于控制所述加液管的流通状态；

压力表，设置在所述加液管上，且位于所述控制阀与所述液冷蒸发器的回液口之间。

10.如权利要求1所述的液冷储能电池柜散热系统，其特征在于，所述进风通道的出风口与所述出风通道的进风口均垂直于所述风冷冷凝器的侧面设置。

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