CN218472068U - 一种液冷电池包及储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种液冷电池包及储能系统，包括：上箱体、下箱总成和多个电池模组，多个电池模组部署在上箱体和下箱总成连接形成的容置空间内，下箱总成包括用以支撑所述多个电池模组的下箱主体，下箱主体的内部还设置有液冷流道。所述下箱总成采用液冷流道与底托支撑功能相结合的一体化结构，实现了为箱内电池模组均匀循环散热的目的，液冷流道采用半波纹形空腔结构，可增加冷却液体与流道的接触面积并达到增强散热的效果，使得液冷电池包能量密度高且安全可靠，从而提高了电池包的使用寿命；同时，轻量化的结构设计能够满足整箱承重及起吊运输的需求，整体结构性较强、便于维护及返修，有效降低了制造及使用成本。

Description

一种液冷电池包及储能系统

技术领域

本申请涉及储能技术领域，具体涉及一种液冷电池包及储能系统。

背景技术

随着储能技术的发展，储能系统得到了越来越广泛的推广及应用。作为储能系统的基本单元，储能电池包的稳定工作尤为重要，当相关系统运行时储能电池包会产生很大的热量，如果无法及时排出热量，则无法保证电池包的温度一致性，进而影响储能系统的正常运行及储能产品的使用寿命。

目前，相关技术中的现有储能电池包一般采用液冷板内置的方式，一方面，在生产工作过程中，需要先装配液冷板再进行下一步操作，液冷板和电池包箱体的整体性差且结构复杂，不利于优化空间利用率；另一方面，液冷板内置于电池包箱体中，也使得液冷板进出水口置于电池包内，将会增加箱内漏液风险及生产使用成本。

实用新型内容

针对上述问题，本申请公开了一种液冷电池包及储能系统，以达到下箱主体液冷与底托功能一体化、电池模组散热均匀、安全可靠且满足整体运输要求的技术效果。

为达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种液冷电池包，包括：上箱体、下箱总成和多个电池模组，所述多个电池模组部署在所述上箱体和所述下箱总成连接形成的容置空间内，所述下箱总成包括用以支撑所述多个电池模组的下箱主体，所述下箱主体的内部还设置有液冷流道。

进一步地，所述下箱总成至少包括两个限位横梁，所述两个限位横梁位于所述下箱主体的顶部表面，且分别设置于所述多个电池模组的前部和后部，所述两个限位横梁的顶部均开设有多个限位孔。

进一步地，所述下箱总成还包括多个下箱加强筋，所述多个下箱加强筋设置于所述下箱主体的底部表面。

进一步地，所述下箱总成至少包括两个固定耳，所述两个固定耳与所述下箱主体连接，且对称设置于所述下箱主体的左右两侧。

进一步地，所述液冷电池包还包括：液冷进液接口和液冷出液接口，所述液冷进液接口和所述液冷出液接口均设置于所述下箱主体的外部，且与所述下箱主体内部的所述液冷流道连通。

进一步地，所述下箱主体采用铝型材搅拌摩擦焊、钎焊或者氩弧焊中至少一种工艺加工制作的结构，所述下箱主体内部并排设置有多个空腔结构并形成所述下箱主体内部的所述液冷流道。

进一步地，所述下箱主体内部的所述液冷流道包括蛇形流道，且所述下箱主体内部的所述蛇形流道的位置与所述多个电池模组的位置相对应。

进一步地，所述上箱体采用钣金结构折弯焊接或者一体冲压成型中至少一种工艺加工制作的结构，所述上箱体的顶面上设置有多个均匀排列的凸包结构。

进一步地，所述下箱主体内部的所述液冷流道为波纹式通道，所述液冷流道的截面呈半波纹形。

本申请的第二方面提供了一种储能系统，包括如上述第一方面任一项所述的液冷电池包。

本申请的优点及有益效果是：提供了一种液冷电池包及储能系统，液冷电池包包括：上箱体、下箱总成和多个电池模组，所述多个电池模组部署在所述上箱体和所述下箱总成连接形成的容置空间内，所述下箱总成包括用以支撑所述多个电池模组的下箱主体，所述下箱主体的内部还设置有液冷流道。下箱主体采用液冷流道与底托支撑功能相结合的一体化结构，不仅实现了为箱内电池模组均匀散热的目的，而且电池包能量密度高，电池均衡一致性高且安全可靠，从而提高了液冷电池包的使用寿命；同时，能够满足整箱承重及起吊运输的需求，节约了制造及使用成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一个实施例中的液冷电池包的结构示意图；

图2为本申请一个实施例中的液冷电池包的箱体结构示意图；

图3为本申请一个实施例中的液冷电池包的分解示意图；

图4为本申请一个实施例中的液冷电池包的下箱总成结构示意图；

图5为本申请一个实施例中的液冷电池包的下箱总成结构的仰视图；

图6为本申请一个实施例中的液冷电池包的下箱主体内部液冷流道的截面示意图；

图7为本申请一个实施例中的液冷电池包采用的一种液冷流道的流向示意图；

图中：1、上箱体：11-消防喷头，12-防爆阀；2-下箱总成：21-下箱主体，22-限位横梁，23-下箱加强筋，24-固定耳，25-液冷进液接口，26-液冷出液接口；3-电池模组：31-BMU，32-电气总成，33-熔断器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请一个实施例中的液冷电池包的结构示意图，图2为本申请一个实施例中的液冷电池包的箱体结构示意图，图3为本申请一个实施例中的液冷电池包的分解示意图。在本申请的一个实施例中，参照图1、图2和图3所示，提出了一种液冷电池包，包括：上箱体1、下箱总成2和多个电池模组，如图3所示，图中包括4个并排设置的电池模组，为了使图中画面的结构更加简洁，仅标识出最右侧的一个电池模组3(可以理解多个电池模组如图所示并排部署)。所述多个电池模组部署在所述上箱体1和所述下箱总成2连接形成的容置空间内，所述下箱总成2包括用以支撑所述多个电池模组3的下箱主体，所述下箱主体的内部还设置有液冷流道。

结合图1-图3，可以理解，在本实施例中，采用了上箱高、下箱矮的结构设计，不仅能够提高电池包的生产效率，生产加工简单，而且便于维护及返修；同时，对于下箱的设计是集液冷流道和底托功能为一体的总成结构，下箱总成既可作为液冷板为箱内电池模组散热，也可作为下箱底托起到支撑作用。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述下箱总成2至少包括两个限位横梁22(图中仅标识出位于前部的限位横梁)，所述两个限位横梁位于所述下箱主体21的顶部表面，且分别设置于所述多个电池模组3的前部和后部，所述两个限位横梁的顶部均开设有多个限位孔。

具体地，限位横梁可以根据选材与所述下箱主体通过包括但不限于焊接、铆接等连接方式进行固定。将两个限位横梁分别设置于电池模组的前部和后部，可以为电池模组做进箱的纵向定位；在限位横梁的指定位置开孔，并且设置拉铆螺母等配件，即可配合电池模组端板定位销为电池模组做横向的定位和固定。

在本申请的一个实施例中，如图5所示，所述液冷电池包的下箱总成2还包括多个下箱加强筋23，为了使图中画面的结构更加简洁，仅标识出其中一个下箱加强筋，所述多个下箱加强筋23设置于所述下箱主体21的底部表面，并且所述多个下箱加强筋与下箱主体之间通过包括但不限于焊接、铆接、螺纹连接等连接方式进行固定。在本实施例中，下箱加强筋可采用铝材焊接或钣金铆接于下箱主体底部，可以理解，轻量化结构的设计不仅能够降低整包重量，而且所述多个下箱加强筋可以增强整个下箱的结构强度，满足整箱的承重和起吊转运。当然，可以根据具体需要设置相应数量的下箱加强筋，其具体的数量和安装位置不限于图中所示。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，所述下箱总成2至少包括两个固定耳24，为了简洁，图中仅对位于右侧的固定耳作出标识。所述两个固定耳24与所述下箱主体21连接，且对称设置于所述下箱主体21的左右两侧。进一步地，所述固定耳24可与下箱主体21通过焊接、铆接或螺纹连接等连接方式进行固定，所述固定耳能够满足较大重量的多个电池模组以及整个产品起吊转运的承重要求。

在本申请的一些实施例中，如图4所示，所述液冷电池包还包括：液冷进液接口25和液冷出液接口26(左进右出)，当然，也可以采用右进左出的方式，将右侧结构作为液冷进液接口，将左侧结构作为液冷出液接口，其采用的进、出液方式和安装位置不限于图中所示。

所述液冷进液接口25和所述液冷出液接口26均设置于所述下箱主体21的外部，且与所述下箱主体21内部的所述液冷流道连通，具体地，可以连接外部的液冷管道为电池包进行散热，冷却液体自电池包的液冷进液接口进入下箱主体内的液冷流道，并为位于下箱主体上方的所述多个电池模组进行散热和降温，待散热结束后冷却液体自液冷出液接口流出。此外，在本申请的一个较优的实施例中，液冷进液接口和液冷出液接口均设置于箱外或者凸出于箱外，由此可以使得液冷管道装置与液冷进、出液接口之间进行外部的拆卸与安装，从而避免了箱内的漏液风险。

在本申请的实施例中，所述下箱主体采用铝型材搅拌摩擦焊、钎焊或者氩弧焊中至少一种工艺加工制作的结构，所述下箱主体内部并排设置有多个空腔结构并形成所述下箱主体内部的所述液冷流道。

具体地，如图6所示，图6为可支撑2个电池模组的下箱主体的截面示意图，图中A代表液冷流道截面中空腔结构的局部放大区域。在本实施例中，下箱总成结构由铝型材搅拌摩擦焊制作而成，也可采用其他各种焊接工艺进行生产加工以形成满足要求的结构。型材下料之后下箱主体的内部形成多个并排设置的空腔结构，该空腔结构即为液冷电池包的液冷流道。

进一步地，在本申请的一个实施例中，如图7所示，所述下箱主体内部的所述液冷流道包括蛇形流道，且所述下箱主体内部的所述蛇形流道的位置与所述多个电池模组的位置相对应。具体地，型材下料后可在下箱主体内部前后端焊接引流空腔使得液冷流道形成从液冷进液接口至液冷出液接口的蛇形串-并联流道。

在本申请的一个实施例中，所述下箱主体内部的所述液冷流道为波纹式通道，所述液冷流道的截面呈半波纹形。具体地，如图6所示，本申请实施例中的液冷流道为波纹式通道，流道截面呈半波纹形。可以理解，相较于圆形空腔流道，半波纹形空腔可增加冷却液体与液冷流道内壁面的接触面积，并达到增强散热的效果，进而提高整个下箱主体的温度一致性，实现多个电池模组的均匀循环散热。

图7所示为本实施例中的一种液冷流道的设计方式，液冷流道可分为左侧流道和右侧流道，左侧流道为左侧两个电池模组进行散热，右侧流道为右侧两个电池模组进行散热。冷却液体从液冷进液接口进入进液分流区后被划分为多条并联的支流，并进入左侧流道为左侧的两个电池模组进行散热，之后多条支流汇集于流道串联区，再进入右侧流道为右侧的两个电池模组进行散热，最后，右侧的多条并联支流汇集于出液汇流区自液冷出液接口流出。可以理解，这种每两个模组共用同向流道的设计，使得液冷流道内的流阻更小，电池包均温性好且温度一致性高。当然，图7所示的流向示意图仅为举例，本申请实施例中蛇形流道的设计方式可根据具体需要进行调整。

在本申请的另一个实施例中，各个电池模组对应的流道区域采用了异向流道的设计，冷却液体流经左侧第一个电池模组对应的流道区域后，再进入左侧第二个电池模组对应的流道区域，之后再依次流经右侧第一、第二个电池模组对应的流道区域。可以理解，上述流道的设计方式仅是举例说明，并为了便于描述本实用新型和简化描述，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，所述液冷电池包的上箱体1采用钣金结构折弯焊接或者一体冲压成型中至少一种工艺加工制作的结构，当然，也可采用其他各种焊接工艺进行生产加工，以形成满足要求的结构。所述上箱体的顶面上设置有多个均匀排列的凸包结构。采用凸包结构可以增强较大面积平板的强度，避免生产、运输和使用过程中导致的顶面凹陷情况，进而使得电池模组顶部距离上箱体内部顶面保留有一定的电气间隙。需要说明的是，凸包结构的形状、样式和数量不限于图中所示，根据强度和应力分析优化的其他样式及位置的凸包结构仍属于本申请请求的保护范围。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述多个电池模组中至少包括如下之一的组件：BMU 31(Battery Management Unit，网络电池管理单元)、电气总成32、熔断器33以及正负极输出端等。具体地，在液冷电池包的前区布置有BMU、电气总成、和熔断器以及相关连接排，这些零配件布置在同一区域可以方便生产及维护，并且，上述BMU和熔断器都能实现外维护，从而避免了在电池包工作时进行包内的拆除维护。

进一步地，在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述液冷电池包的前区还布置有消防喷头11和防爆阀12，并且包内设置有消防监测器，可以直接进行VOC(volatileorganic compounds，挥发性有机化合物)、CO、气体、温度、烟雾等多合一监测，并实现针对电池包的直接监控，快速响应及通讯等功能，从而配合消防喷头的及时作用，第一时间完成消防防控，降低热失控扩散的风险。

在本申请的一个实施例中，在箱内气压升高到设定值时，防爆阀能够快速开启并定向释放箱内气体，平衡电池箱内外压差；此外，防爆阀内部设置有防湿气进箱瓣膜，瓣膜打开内部气体排出。在液冷电池包工作期间，通过电池温度升高并增大气压将箱内湿气排出，排出的空气通过外部除湿器不断减少湿气含量，在长时间循环下，可使电池包箱内的湿气量处于较低值，从而避免箱内因湿气量过高产生凝露，造成安全风险。

需要说明的是，图3中所示的上箱体中的消防喷头11、防爆阀12，图4和图5中所示的下箱总成中的限位横梁22、下箱加强筋23、固定耳24、液冷进液接口25、液冷出液接口26以及图3中所示的电池模组中的BMU31、电气总成32、熔断器33等各个组件的样式及位置、图7中所示的液冷流道的样式及位置仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件、流道必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作等，因此不能理解为对本实用新型的限制，如上述各部分组件或者液冷流道的设计有其它的样式及位置变化仍属于本申请请求保护的对象。

在本申请的实施例中，还提出了一种储能系统，包括如上述实施例中的任一项所述的液冷电池包。将上述液冷电池包应用于低压或者级联型高压等储能系统，不仅可以保证整个系统的稳定性与可靠性，而且使得储能系统内的每个电池包达到了液冷循环散热的技术效果，进而延长系统内各个组件的使用寿命。

综上所述，本实施例提出了一种液冷电池包及储能系统，包括：上箱体、下箱总成和多个电池模组，所述多个电池模组部署在所述上箱体和所述下箱总成连接形成的容置空间内，所述下箱总成包括用以支撑所述多个电池模组的下箱主体，所述下箱主体的内部还设置有液冷流道。通过采用下箱主体液冷流道与底托支撑功能相结合的一体化结构设计，实现了为箱内电池模组均匀循环散热的目的，液冷流道采用半波纹形空腔结构，可增加冷却液体与流道的接触面积并达到增强散热的效果，使得电池包能量密度高，电池均衡一致性高且安全可靠，从而提高了液冷电池包的使用寿命；同时，轻量化的结构设计能够满足整箱承重及起吊运输的需求，整体结构性较强、便于维护及返修，有效降低了制造及使用成本。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液冷电池包，包括：上箱体、下箱总成和多个电池模组，其特征在于，所述多个电池模组部署在所述上箱体和所述下箱总成连接形成的容置空间内，所述下箱总成包括用以支撑所述多个电池模组的下箱主体，所述下箱主体的内部还设置有液冷流道。

2.根据权利要求1所述的液冷电池包，其特征在于，所述下箱总成至少包括两个限位横梁，所述两个限位横梁位于所述下箱主体的顶部表面，且分别设置于所述多个电池模组的前部和后部，所述两个限位横梁的顶部均开设有多个限位孔。

3.根据权利要求2所述的液冷电池包，其特征在于，所述下箱总成还包括多个下箱加强筋，所述多个下箱加强筋设置于所述下箱主体的底部表面。

4.根据权利要求3所述的液冷电池包，其特征在于，所述下箱总成至少包括两个固定耳，所述两个固定耳与所述下箱主体连接，且对称设置于所述下箱主体的左右两侧。

5.根据权利要求1所述的液冷电池包，其特征在于，还包括：液冷进液接口和液冷出液接口，所述液冷进液接口和所述液冷出液接口均设置于所述下箱主体的外部，且与所述下箱主体内部的所述液冷流道连通。

6.根据权利要求1所述的液冷电池包，其特征在于，所述下箱主体采用铝型材搅拌摩擦焊、钎焊或者氩弧焊中至少一种工艺加工制作的结构，所述下箱主体内部并排设置有多个空腔结构并形成所述下箱主体内部的所述液冷流道。

7.根据权利要求6所述的液冷电池包，其特征在于，所述下箱主体内部的所述液冷流道包括蛇形流道，且所述下箱主体内部的所述蛇形流道的位置与所述多个电池模组的位置相对应。

8.根据权利要求1所述的液冷电池包，其特征在于，所述上箱体采用钣金结构折弯焊接或者一体冲压成型中至少一种工艺加工制作的结构，所述上箱体的顶面上设置有多个均匀排列的凸包结构。

9.根据权利要求1所述的液冷电池包，其特征在于，所述下箱主体内部的所述液冷流道为波纹式通道，所述液冷流道的截面呈半波纹形。

10.一种储能系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的液冷电池包。

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