CN217903230U - 一种储能电池模组、电池包和储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能电池模组，包括：多个内框支架，多个设于内框支架内的电芯以及液冷板，液冷板设于电芯的大侧面外，液冷板上设有热超导管路和冷媒通道，所述冷媒通道在液冷板下端两侧形成向外凸出的冷媒通道开口；两个冷媒通道开口分别与进水侧分水器和出水侧分水器连通，冷媒通过进水侧分水器进入液冷板，从液冷板的冷媒通道流过，再进入出水侧分水器并流出；该电池模组内的液冷板可以快速导出电芯在充放电过程中产生的热量，并通过冷媒流动将热量带出，从而实现电芯的快速散热。本实用新型还提供了具有该电池模组的电池包和储能系统，由于该电池模组可以快速散热，因此该电池包和储能系统可以避免因散热不足引发的使用问题。

Description

一种储能电池模组、电池包和储能系统

技术领域

本实用新型涉及新能源储能电池技术领域，具体涉及一种储能电池模组、电池包和储能系统。

背景技术

电池安全问题成为了人们关注的焦点。一般的储能系统进行充电或放电时，会产生大量热量，加上电池空间布置紧密的影响，会使储能电池组内的温度迅速上升，如不能很好的散热，电池将会有很大的安全隐患。

主流的储能电池冷却方式有风冷和液冷这两种，风冷降温主要依靠散热风机等送风元件实现，但是集装箱式储能电池的内部剩余空间有限，很难安置体积较大的风机，进而只能选用多孔风管送风的方式作为替代，但是风管位置相对固定，利用风管送风时，冷风的风向、风速等参数都难以进行调整，容易出现送风不均匀的现象，严重影响风冷效果；相较风冷冷却的方式而言，液冷形式效果会更明显，但是液冷系统单独作用时，主要是可对集装箱侧部或者电池组底部进行快速高效地降温，集装箱、电池组内部的热量还是难以及时的散发出去，整体降温效果不理想。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种储能电池模组、电池包和储能系统，在模组内部设置多个液冷板，有效导出电芯工作产生的热量，导热效率高，电池均温性好。

为实现上述功能，本实用新型采用如下技术方案：一种储能电池模组，包括：

多个内框支架，多个所述内框支架堆叠，并通过第一紧固件连接固定；

多个电芯，所述电芯包括第一极性端子和第二极性端子，所述第一极性端子和第二极性端子设置于所述电芯顶部，所述电芯定位于所述内框支架内；

多个液冷板，所述液冷板设于多个所述电芯的大侧面外，通过所述内框支架上的定位部定位；所述液冷板上设有热超导管路和冷媒通道，所述冷媒通道在液冷板下端两侧形成向外凸出并与外界联通的冷媒通道开口；

水流通道，包括进水侧分水器和出水侧分水器，所述进水侧分水器及所述出水侧分水器分别设置在多个所述内框支架外侧，多个所述液冷板的冷媒通道开口分别与所述进水侧分水器及所述出水侧分水器联通，冷媒通过进水侧分水器进入各个液冷板，从液冷板的冷媒通道流过，再进入出水侧分水器并流出；

进一步的，所述电芯与液冷板之间设有柔性绝缘导热层。

进一步的，所述液冷板的冷媒通道开口与所述进水侧分水器及出水侧分水器通过焊接密封连接。

进一步的，所述液冷板上设有温度采集线、形变采集线，所述电芯上设有电压采集线。

进一步的，所述温度采集线、形变采集线及电压采集线，均通过设于模组顶部的ICB板集成，所述ICB板通过第二紧固件与内框支架固连。。

进一步的，所述电芯底部设有加热装置。

进一步的，所述加热装置为PI发热膜，设于电芯底部与内框支架之间，其线束通过内框支架底面的线束孔伸出，并在内框支架下方汇成一束。

进一步的，模组顶部还设有盖板，模组前后两端端分别设有前端板、后端板，所述前端板、后端板均通过所述第一紧固件与内框支架固连；所述盖板通过第三紧固件与所述内框支架固连。

本实用新型还提出一种电池包，包括一个或多个呈层叠或并排设置的上述电池模组。

本实用新型还提出一种储能系统，包括上述的电池包，所述储能系统为风电储能系统、太阳能储能系统或电网储能系统。

综上所述，本实用新型提供了一种电池模组，在电芯两侧设置液冷板，其内的热超导管路可以迅速的导出电芯工作过程中产生的热量，使热量在模组内部均摊开，冷媒通道内循环的冷媒将热量带走，有效降低电芯的热量，并保证各个电芯温度均衡；电芯底部设置的PI发热膜，可以在低温环境下对电芯进行升温，解决了较低温度下电池不能启动、不能保证工作性能的问题。本实用新型还提供具有该电池模组的电池包和储能系统，由于该电池模组能够快速散热或升温，能够避免储能系统因散热不足或温度过低而影响正常使用。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的三维结构示意图。

图2为图1的爆炸结构示意图。

附图标记说明：

1-内框支架，2-电芯，3-液冷板，31-热超导管路，32-冷媒通道，33-冷媒通道开口，4-盖板，5-前端板，6-后端板，7-ICB板，81-进水侧分水器，82-出水侧分水器，91-第一紧固件，92-第二紧固，93-第三紧固件，10-柔性绝缘导热层，11-板型螺母。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一组件，它可以直接在另一组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只为了说明目的。

另需要说明，若本实用新型实施例中涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为只是或者暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出了一种储能电池模组，请参阅图1和图2，包括：

多个内框支架1，多个所述内框支架1堆叠，并通过第一紧固件91连接固定；本实施例中，第一紧固件91位长螺杆，端部由螺母锁紧。

多个电芯2，所述电芯2为方形电芯，所述电芯2包括第一极性端子和第二极性端子，所述第一极性端子和第二极性端子设置于所述电芯2顶部，所述电芯2定位于所述内框支架1内；

多个液冷板3，所述液冷板3设于多个所述电芯2的大侧面外，通过所述内框支架1上的定位部定位；所述液冷板3上设有热超导管路31和冷媒通道32，所述冷媒通道32在液冷板3下端两侧形成向外凸出并与外界联通的冷媒通道开口33；本实施例中，热超导管路31中填充有传热工质（图中未示出），传热工质在热超导管路31内密封，冷媒通道32在上方、左侧和右侧包围热超导管路31，冷媒通道32内循环有冷媒，冷媒循环流动将电芯2工作产生的热量带走。需要说明的是，冷媒可以为水、乙二醇，乙二醇的水溶液等比热容较大的流体。

还包括水流通道，水流通道包括进水侧分水器81和出水侧分水器82，所述进水侧分水器81及所述出水侧分水器82分别设置在多个所述内框支架1的外侧，多个所述液冷板3的冷媒通道开口33分别与所述进水侧分水器81及所述出水侧分水器82联通，冷媒通过进水侧分水器81进入各个液冷板3，从液冷板3的冷媒通道32流过，再进入出水侧分水器82并流出；进水侧分水器81和出水侧分水器82均上设有多个插接口，各个液冷板3上的冷媒通道开口33依次插入该插接口，使冷媒可以在水流通道和液冷板3内流动。需要说明的是，在本实施例中，进水侧分水器81前端进水，出水侧分水器82后端出水，可以很好的均衡各个液冷板3之间的液压，使冷媒均匀的流过每一个液冷板3，更好的提升均温性。

进一步的，所述电芯2与液冷板3之间设有柔性绝缘导热层10，该柔性绝缘导热层10具有一定的弹性模量，在电芯2膨胀、收缩、晃动等多种情况下，使电芯2始终与液冷板3紧密连接，保证液冷板的传热效率。柔性绝缘导热层10可以使电芯2和液冷板3的接触面质检部存在空气，减小热阻，使电芯2的热量可以更快的传递到液冷板3上，通过热超导管路31扩散，并通过冷媒通道32内循环流动的冷媒带出，进一步提高电芯2的散热效率。同时柔性绝缘导热层10的柔性和绝缘性能够保护电芯2免受碰撞和导电干扰。导热硅胶、导热硅脂等具有良好的导电性能和绝缘性能，因此，经常采用此种材料作为柔性绝缘导热层10的主要材料。

进一步的，所述液冷板3的冷媒通道开口33与所述进水侧分水器81及出水侧分水器82通过焊接密封连接。本实施例中，液冷板3与水流通道，即进水侧分水器81、出水侧分水器82通过焊接密封连接。焊接成组方式操作简单，成本低，可靠性好，使用寿命长。

进一步的，所述液冷板3上设有温度采集线、形变采集线，所述电芯2上设有电压采集线。进一步的，所述温度采集线、形变采集线及电压采集线，均通过设于模组顶部的ICB板7集成，所述ICB板7通过第二紧固件92与内框支架1固连。其中，第二紧固件92为紧固螺钉，内框支架1上设有板型螺母11，紧固螺钉穿过ICB板7上设置的螺纹孔，与内框支架1上的板型螺母11连接，将ICB板7与内框支架1固连。

进一步的，所述电芯2底部设有加热装置（未示出），在本实施例中，所述加热装置为PI发热膜，设于电芯2底部与内框支架1之间，其线束通过内框支架1底面的线束孔伸出，并在内框支架1下方汇成一束。PI发热膜通电后，可为电芯2加热，提高电芯2的温度，实现较低温度下电池的启动，保证较低温度下电池的工作性能。

进一步的，模组顶部还设有盖板4，模组前后两端分别设有前端板5、后端板6，所述前端板5、后端板6均通过所述第一紧固件91与内框支架1固连；所述第一紧固件91为长螺杆，长螺杆依次穿过后端板6、多个内框支架1、前端板5，在前端板5上通过螺母锁紧，所述盖板4通过第三紧固件93与所述内框支架1固连，在本实施例中，第三紧固件93为锁紧螺钉，与前述第二紧固件92一样，穿过盖板4上的孔，锁紧在内框支架1上设置的板型螺母11中。

本实施例中，前端板5、内框支架1、后端板6通过长螺杆锁紧，构成电池模组的基本框架，顶部再设置盖板4，保证模组具有足够的机械强度，可以抵抗一定的冲击和翻转。同时，模组两侧设置的进水侧分水器81和出水侧分水器82，也在一定程度上增加了模组的机械强度。

本实用新型还提出一种电池包，包括一个或多个呈层叠或并排设置的上述电池模组。

本实用新型还提出一种储能系统，包括上述的电池包，由于该储能系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。可以理解的是，该储能系统可以为风电储能系统、太阳能储能系统或电网储能系统等。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修改或改变。因此，举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种储能电池模组，其特征在于，包括：

多个内框支架，多个所述内框支架堆叠，并通过第一紧固件连接固定；

多个电芯，所述电芯包括第一极性端子和第二极性端子，所述第一极性端子和第二极性端子设置于所述电芯顶部，所述电芯定位于所述内框支架内；

多个液冷板，所述液冷板设于多个所述电芯的大侧面外，通过所述内框支架上的定位部定位；所述液冷板上设有热超导管路和冷媒通道，所述冷媒通道在液冷板下端两侧形成向外凸出并与外界联通的冷媒通道开口；

水流通道，包括进水侧分水器和出水侧分水器，所述进水侧分水器及所述出水侧分水器分别设置在多个所述内框支架外侧，多个所述液冷板的冷媒通道开口分别与所述进水侧分水器及所述出水侧分水器联通，冷媒通过进水侧分水器进入各个液冷板，从液冷板的冷媒通道流过，再进入出水侧分水器并流出。

2.根据权利要求1所述的一种储能电池模组，其特征在于，所述电芯与液冷板之间设有柔性绝缘导热层。

3.根据权利要求1所述的一种储能电池模组，其特征在于，所述液冷板的冷媒通道开口与所述进水侧分水器及出水侧分水器通过焊接密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种储能电池模组，其特征在于，所述液冷板上设有温度采集线、形变采集线，所述电芯上设有电压采集线。

5.根据权利要求4所述的一种储能电池模组，其特征在于，所述温度采集线、形变采集线及电压采集线，均通过设于模组顶部的ICB板集成，所述ICB板通过第二紧固件与内框支架固连。

6.根据权利要求1所述的一种储能电池模组，其特征在于，所述电芯底部设有加热装置。

7.根据权利要求6所述的一种储能电池模组，其特征在于，所述加热装置为PI发热膜，设于电芯底部与内框支架之间，其线束通过内框支架底面的线束孔伸出，并在内框支架下方汇成一束。

8.根据权利要求1所述的一种储能电池模组，其特征在于，模组顶部还设有盖板，模组前后两端端分别设有前端板、后端板，所述前端板、后端板均通过所述第一紧固件与内框支架固连；所述盖板通过第三紧固件与所述内框支架固连。

9.一种电池包，其特征在于，包括一个或多个呈层叠或并排设置的如权利要求1至8任意一项所述的电池模组。

10.一种储能系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包，所述储能系统为风电储能系统、太阳能储能系统或电网储能系统。

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