CN218299901U - 一种基站储能电池散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种基站储能电池散热装置。该电池散热装置包括电池柜，电池柜内放置有至少一个电池组，电池组包括多个电池包，电池包包括箱体和电池模组，电池模组设置在箱体内，箱体设置有流道；流道的两端形成进水口和出水口，箱体的外部设置有水管，水管用于连通相邻两个电池包上的流道，以将多个电池包内的流道串联形成一条冷却回路。该电池组的水冷结构制造简单，生产效率高，散热效果好，且能够使电池模组处于恒温状态。

Description

一种基站储能电池散热装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种基站储能电池散热装置。

背景技术

基站储能电池主要应用于通信基站或5G电源等领域，储能电池组具有能量密度高、使用寿命长、充放电效率高等优点，具有广泛的应用前景。储能电池在使用过程中会产生大量热量，造成电池包内温度升高，如果不能及时散热，将严重影响电池的使用寿命和使用过程中的安全性。因此，如何对使用过程中的电池进行散热，是电池领域的重点研究之一。目前，电池组的散热方式主要分为风冷和水冷两种。风冷是采用外界流通的气流或者电池包内的风扇对电池组进行散热。由于电池包空间小，箱体内部件结构紧凑，风冷会产生散热不均，散热效率低的问题，从而影响电池组的寿命。水冷是利用水循环把电池组散发的热量带走，进而降低电池温度的方法。

现有技术中的水冷电池包的水冷结构的流道设计较为复杂，电池包通过锁合螺丝成组，组装后散热效果差，难以实现电池组快速散热，不能保持电池模组处在恒温状态。

因此亟需提出一种基站储能电池散热装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基站储能电池散热装置，该电池组的水冷结构制造简单，生产效率高，散热效果好，且能够使电池模组处于恒温状态。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基站储能电池散热装置，包括电池柜，所述电池柜内放置有至少一个电池组，所述电池组包括多个电池包，所述电池包包括箱体和电池模组，所述电池模组设置在所述箱体内，所述箱体设置有流道；所述流道的两端形成进水口和出水口，所述箱体的外部设置有水管，所述水管用于连通相邻两个所述电池包上的所述流道，以将多个所述电池包内的所述流道串联形成一条冷却回路。

可选地，所述箱体包括底板，所述流道设置在所述底板内，所述流道的两端在所述底板的侧边形成所述出水口和所述进水口。

可选地，所述底板的壁内设置有散热齿。

可选地，所述箱体内设置有散热器和导热片，所述散热器固连在所述底板上，所述导热片固连在所述散热器上。

可选地，所述箱体还包括第一面板和第二面板，所述第一面板和所述第二面板垂直连接于所述底板的两端，所述第一面板和第二面板上均开设有进水通孔和出水通孔,所述进水通孔与所述进水口连通，所述出水通孔与所述出水口连通。

可选地，所述第一面板上设置有进风口,所述第二面板上设置有出风口。

可选地，所述流道为一字型，并沿所述电池模组的长度方向设置。

可选地，所述电池模组的顶部设置有支撑泡棉。

可选地，所述电池模组的底部设置有硅胶垫。

可选地，每一个所述电池组连接一个水箱或多个所述电池组连接一个所述水箱。

有益效果：

本实用新型提供的一种基站储能电池散热装置，通过在箱体设置流道，并将相邻电池包之间的流道用水管连通，以将每一个电池组包括的所有的电池包上的流道串联形成一条冷却回路。向冷却回路内注水，冷却水流经水管和流道，并不断循环，从而将热量带出。当外部环境在0℃以下，将冷却水加热后再流经水管和流道对电池模组进行加热，保证电池模组表面长期处于恒温状态，延长电池包使用寿命，同时，使电池包能够适应更大的温度范围，适用于不同的应用场景，可支持高倍率或大功率充放电。

附图说明

图1是本实用新型提供的基站储能电池散热装置在侧前方视角的结构示意图；

图2是本实用新型提供的基站储能电池散热装置在侧后方视角的结构示意图；

图3是本实用新型提供的电池包的爆炸图；

图4是本实用新型提供的电池模组的结构示意图。

图中：

100、电池柜；200、电池包；300、箱体；301、进水通孔；302、出水通孔；310、底板；311、流道；312、进水口；313、出水口；314、水管；315、散热齿；320、第一面板；321、进风口；330、第二面板；331、出风口；340、箱盖；400、电池模组；410、支撑泡棉；420、硅胶垫；500、散热器；600、导热片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1和图2为本实施例提供的基站储能电池散热装置的结构示意图，图1所示为侧前方视角的结构示意图，图2所示为侧后方视角的结构示意图。该基站储能电池散热装置包括电池柜100，每个电池柜100内放置至少一个电池组，每个电池组包括多个电池包200，电池包200包括箱体300和电池模组400，电池模组400设置在箱体300内，箱体300设置有流道311，流道311的两端形成进水口312和出水口313，箱体300的外部设置有水管314，水管314用于连通相邻两个电池包200上的流道311，以将多个电池包200内的流道311串联形成一条冷却回路。

上述基站储能电池散热装置，通过将相邻电池包200的箱体300设置的流道311采用水管314连通，形成冷却回路。当需要对电池模组400进行冷却时，向水管314注入冷却水，冷却水流经水管314和流道311不断循环，将热量带出。当外部环境在0℃以下，为避免电池模组400的应用环境温度过低，影响电池包200的使用寿命和充放电效果，将冷却水加热后再流经水管314和流道311对电池模组400进行加热，保证电池模组400表面长期处于恒温状态，延长电池模组400使用寿命，同时，使电池模组400能够适应更大的温度范围，适用于不同的应用场景，也有利于电池模组400分选和配组要求，该装置散热效果好，可支持高倍率或大功率充放电。

继续参见图1和图2，本实施例中的电池柜100为立式的长方体框架结构，其框架采用角铁连接成型。左右两侧设置有封闭侧面框架的平板，以增加电池柜100整体的稳固性。电池柜100的顶部至底部采用间隔设置的条形板将框架连接，一方面增加结构稳定性，另一方面，条形板间隔设置能够避免电池柜100整体结构过于封闭，从而利于电池包200通风散热。电池柜100在前后方向相贯通，方便电池组装配成组。在一实施例中，电池柜100沿竖直方向分成七层，相应地，电池柜100上放置的电池组包括七个电池包200，电池柜100的每层放置一个电池包200。本实施例中的电池柜100相邻部件之间采用铆接的连接方式，在其他实施例中，可采用焊接或其他连接方式，其结构也可以为卧式或将电池包200多列并列排布，每列电池包200形成一个电池组，只要是用于放置电池包200使其成组的结构均在本申请的保护范围之内。

电池包200大致呈长方体结构，其高度小于电池柜100每一层的高度，从而使相邻电池包200之间有一定间隔而不是紧密排列，以避免相邻电池包200之间进行热量传递，利于电池包200周围空气流通，利于散热。从图1中可以看到位于箱体300前端的第一面板320，以及从图2中可以看到位于箱体300后端的第二面板330。可选地，第一面板320和第二面板330采用钣金冲压工艺，生产工艺简单。第一面板320和第二面板330均开设有进水通孔301和出水通孔302，进水通孔301与流道311的进水口312位置相对，出水通孔302与流道311的出水口312位置相对，从而使进水通孔301与进水口312连通，出水通孔302与出水口313连通。具体地，在本实施例中，从图1和图3中可以看出，箱体300前方和后方均开设有一个进水口312和一个出水口313，即箱体300内设置有两条平行的流道311，一流道311的两端分别具有进水口312与出水口313。从图1中可以看出，每个箱体300的第一面板320上的进水通孔301和出水通孔302采用水管314横向连通，相邻两个箱体300的第二面板330上的进水通孔301和出水通孔302采用水管314纵向连通，最底层的进水口312与最顶层的出水口313和水箱连通，从而多个电池包200的箱体300内的流道311和水管314串联形成一条冷却回路。

可选地，水箱连接有水泵，水泵的出口和最底层的箱体300上的进水口312连通。该电池散热装置拆装方便，能够适应不同基站的需求，灵活安装不同扬程的水泵。每一个电池组连接一个水箱以对单个电池柜100进行冷却，或多个电池组共用一个水箱以对多个电池柜100同时进行冷却。水箱的水也可以用于灭火，增加基站电池运行的安全性。

当然，冷却回路的连接方式不限于本实施例提供的这一种，电池包200上进水口312和出水口313的数量可以根据电池包200的大小进行调整，只要是能够在电池组之间形成冷却回路的结构形式均在本实用新型的保护范围之内。可选地，第一面板320设置有进风口321，第二面板330设置有出风口331，以形成散热风道，在低倍率的情况下，可采用风冷散热，通过直流风将热量带走，在高倍率的情况下，启动水冷散热结构，水流在冷却回路中循环，将热量带走。根据实际情况灵活选择散热方式，能够节约资源，降低成本。

图3为本实施例提供的电池包200的爆炸图，由图3可以看出，除第一面板320和第二面板330之外，箱体300还包括底板310和箱盖340。第一面板320和第二面板330分别垂直连接于底板310的两端。箱盖340由顶板和两个侧板焊接或一体成型，底板310两侧连接有沿竖直方向向上延伸的连接板，侧板和连接板搭接。流道311设置在底板310内，流道311的两端在底板310的侧边形成进水口312和出水口313。进一步地，底板310包括两层平板，流道311设置在两层平板之间。本实施例中，底板310上设置有两条流道311，每一条流道311均为一字型,并均沿电池模组400的长度方向平行设置，在其他实施例中，可以设置一条流道311或两条以上流道311，或将流道311设置为一条S型或U型通道等。可选地，底板310的壁内，即两层平板之间设置有散热齿315，散热齿315能够有效增加散热面积，从而进一步提高导热效率。

进一步地，箱体300内设置有散热器500和导热片600，散热器500固连在底板310上，导热片600固连在散热器500上。在电池模组400的箱体300底部增加散热器500传导电池模组400产生的热量，形成热量缓冲区域，能够有效避免因电池模组400高倍率充放电造成的热量累积，使电池出现热失控现象，提高产品的安全可靠性。可选地，采用局部摩擦焊焊接散热器500，散热器500采用铲齿工艺，使散热片和散热基板采用一块型材成为一体，减少散热器500的热阻，增加散热传热效率，从而达到降低电池模组400温度的效果。通过高导热率的导热片600使电池模组400的热量传递到散热器500中，当冷却水流经散热器500时，可快速带走散热器500上的热量，增加散热效果和热交换率，从而降低电池模组400的温度，使电池模组400各部位温度更加均匀，各电池模组400温度一致性更加优越。同时，为了防止漏水，可对焊接起点进行激光焊接，然后整体铣平整。

图4为本实施例提供的电池模组400的结构示意图，电池模组400包括电芯，可选用高能量密度的电芯(如LF160)，电池模组400之间用背胶硅胶隔开，电池模组400使用紧固螺丝固定，以利于电池模组400组装。在电池模组400的顶部设置支撑泡棉410，在电池模组400的底部设置硅胶垫420，从而使电池模组400产生的热量快速导到散热器500上，减少热量在箱体300上的累积。

本实施例提供的基站储能电池散热装置，将风冷和水冷两种散热方式相结合，设有两级热管理，可根据实际使用情况进行选择。该基站储能电池散热装置的工作模式如下：

在低倍率充放电时可采用风冷散热，风冷采用直通模式，通过箱体300进行自然散热和热辐射将热量带走，第一面板320上的进风口321和第二面板330上的出风口331形成电池模组400本身的散热风道，风向沿水平方向流过电池包200表面，将电池模组400产生的热量带走，避免对上层电池包200造成热量堆积。

在高倍率充放电时，通过BMS智能调控，开启水冷模式，水流通过水管314和流道311流经每个电池包200的底板310，底板310通过冷却水、散热器500和导热片600持续给两旁电池模组400散热，热量快速传播到外界。在底板310的壁内设置散热齿315，可有效增加散热面积。

当外部环境温度低于0°时，可启动加热模式，水箱内的冷却水升温后流向水管314和流道311，从而对电池包200的箱体300底板310加热，以保证电池模组400处于恒温状态。采用这种方式可不使用PTC或加热膜，以避免产生过度加热的风险。

该水冷电池组可有效地进行热管理，提升了电池包200的使用寿命和安全系数，基站内无需增加额外的散热措施(如室内空调)对电池进行冷却，减少基站的用电量，从而降低整个系统成本。电池始终处于类似恒温的状态，与外部环境适应性更高，增加了电池模组400的配组和分选范围宽度。同时，箱体采用铝挤工艺加工，无焊接折弯，零件加工简单，材料利用率高，整体组装简单方便，提高了可拆卸组装的循环次数，便于售后维护拆卸，节约成本。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基站储能电池散热装置，包括电池柜(100)，所述电池柜(100)内放置有至少一个电池组，所述电池组包括多个电池包(200)，所述电池包(200)包括箱体(300)和电池模组(400)，所述电池模组(400)设置在所述箱体(300)内，其特征在于，所述箱体(300)设置有流道(311)；所述流道(311)的两端形成进水口(312)和出水口(313)，所述箱体(300)的外部设置有水管(314)，所述水管(314)用于连通相邻两个所述电池包(200)上的所述流道(311)，以将多个所述电池包(200)内的所述流道(311)串联形成一条冷却回路。

2.根据权利要求1所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述箱体(300)包括底板(310)，所述流道(311)设置在所述底板(310)内，所述流道(311)的两端在所述底板(310)的侧边形成所述出水口(313)和所述进水口(312)。

3.根据权利要求2所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述底板(310)的壁内设置有散热齿(315)。

4.根据权利要求2所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述箱体(300)内设置有散热器(500)和导热片(600)，所述散热器(500)固连在所述底板(310)上，所述导热片(600)固连在所述散热器(500)上。

5.根据权利要求2所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述箱体(300)还包括第一面板(320)和第二面板(330)，所述第一面板(320)和所述第二面板(330)垂直连接于所述底板(310)的两端，所述第一面板(320)和第二面板(330)上均开设有进水通孔(301)和出水通孔(302),所述进水通孔(301)与所述进水口(312)连通，所述出水通孔(302)与所述出水口(313)连通。

6.根据权利要求5所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述第一面板(320)上设置有进风口(321),所述第二面板(330)上设置有出风口(331)。

7.根据权利要求1所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述流道(311)为一字型，并沿所述电池模组(400)的长度方向设置。

8.根据权利要求1所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述电池模组(400)的顶部设置有支撑泡棉(410)。

9.根据权利要求1所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，所述电池模组(400)的底部设置有硅胶垫(420)。

10.根据权利要求1所述的基站储能电池散热装置，其特征在于，每一个所述电池组连接一个水箱或多个所述电池组连接一个所述水箱。

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