CN218568968U - 一种液冷一体化储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液冷一体化储能装置，所述液冷一体化储能装置包括电池舱室，所述电池舱室设置有框架、托盘组件、若干电池模块；所述框架用于固定所述托盘组件；所述的托盘组件包括支撑板、液冷底板与移动隔板，所述支撑板与所述液冷底板一体成型，所述托盘组件用于容纳所述电池模块；所述电池模块置于所述液冷底板的表面，所述移动隔板用于将所述若干电池模块隔开。本实用新型将液冷系统与托盘组件一体集成，提高了散热效率和空间利用率，保证电池的使用寿命和安全性能。

Description

一种液冷一体化储能装置

技术领域

本实用新型属于预制舱式储能系统技术领域，涉及一种液冷一体化储能装置。

背景技术

储能是实现能源转型的必由之路，集装箱式储能系统将电池系统、交直流系统、电池管理系统、监控系统、消防系统和辅助系统等集成到集装箱中。储能电池排布紧密且运行功率较大，电池热量积累容易导致温升过高，且温度分布不均匀，影响电池系统的使用寿命及安全性能。

常规的集装箱式储能系统通过不同系统的堆叠和排布形成，系统间的联系性较差，单位容积利用率低，还具有结构复杂、可靠性低和设计灵活性差等问题，造成资源的浪费和储能系统投资成本的增加。

目前，储能温控技术主要有风冷和液冷两种方式。风冷较为多见，以空气为换热介质，通过风道和空调来实现电芯与环境间的热交换，但对于厚度较大的电芯存在散热慢、传热滞后等问题。另外，电芯寿命末期的厚度膨胀也会挤压风道空间，造成整体换热效率下降，导致电池温度分布不均，甚至危及储能系统安全。

液冷是以液体为换热介质，具有冷却效率高、降温快和空间利用率高等特点，但常规液冷通常将电芯整体浸入循环的冷却液中进行散热，或布置大量液冷电池模组进行独立散热，这些液冷方式配套的冷却液循环系统和独立电池包成本较高，限制了其大规模推广应用。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种液冷一体化储能装置，解决了集装箱式储能系统中，系统间联系性差，单位容积利用率低和设计灵活性差等问题，提高了散热效率，促使电池温度分布均匀，降低了制作成本，便于安装与维护。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种液冷一体化储能装置，所述液冷一体化储能装置包括电池舱室，所述电池舱室设置有框架、托盘组件、若干电池模块；

所述框架用于固定所述托盘组件；

所述托盘组件包括支撑板、液冷底板与移动隔板，所述支撑板与所述液冷底板一体成型，所述托盘组件用于容纳所述电池模块；

所述电池模块置于所述液冷底板的表面，所述的移动隔板用于将所述若干电池模块隔开。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述框架为至少两层，所述托盘组件为至少两层，所述框架与所述托盘组件一一对应，所述托盘组件的所述液冷底板可拆卸连接对应的所述框架。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述移动隔板可拆卸地连接所述框架。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述移动隔板的横截面为倒“T”型结构或“L”型结构。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述移动隔板与所述电池模块之间设置有第一导热层。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述液冷底板与所述电池模块之间设置有第二导热层。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述托盘组件还包括进液管与出液管，所述进液管与所述出液管分别连接所述液冷底板，所述液冷底板远离所述电池模块的一侧表面分布有第一液冷管路，所述进液管用于将冷却介质引入所述第一液冷管路，所述出液管用于将所述冷却介质引出所述第一液冷管路。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述移动隔板设置有第二液冷管路、进液口与出液口，所述进液口用于将冷却介质引入所述第二液冷管路，所述出液口用于将所述冷却介质引出所述第二液冷管路。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述液冷一体化储能装置还包括液冷舱室与电气舱室，所述电池舱室、所述液冷舱室与所述电气舱室中的相邻舱室之间可拆卸地连接。

作为本实用新型一个优选技术方案，所述液冷舱室内设置有液冷机组，所述的液冷机组用于连接所述托盘组件；

所述电气舱室设置有电气控制装置，所述电气控制装置电性连接所述电池模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的一种液冷一体化储能装置中，电池舱室内采用特定结构的托盘组件设计，将电池的液冷系统与电池的托盘组件一体集成，从而达到提高散热效率和空间利用率的目的；

(2)本实用新型采用移动隔板，根据实际需求调节其位置，实现电池模组的灵活分区和固定，通过合理的约束力调整相邻的移动隔板之间的间隔，以使电池模块处于一定的膨胀状态，以保持良好的电化学反应界面，从而保证电池的使用寿命和安全性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的液冷一体化储能装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的电池舱室内框架与托盘组件的示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的电池模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的托盘组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例1提供的移动隔板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例1提供的液冷底板的结构示意图。

其中，1-电池舱室；2-液冷舱室；3-电气舱室；4-电池模块；5-支撑板；6-液冷底板；7-框架；8-移动隔板；9-进液管；10-出液管。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了液冷一体化储能装置，包括电池舱室1，电池舱室1内设置有框架7、托盘组件、若干电池模块4，框架7用于固定托盘组件。托盘组件包括支撑板5、液冷底板6与移动隔板8，支撑板5与液冷底板6一体成型。托盘组件用于容纳电池模块4，电池模块4置于液冷底板6的表面，移动隔板8用于将若干电池模块4隔开。

本实用新型中的移动隔板8为至少一个，采用可移动式结构的竖梁，按设计需求调节竖梁位置，实现在液冷底板6上灵活分区和固定来布置电池模块4，通过合理的约束力调节，以使电池处于一定的膨胀状态，实现电池内部持续保持良好的电化学反应界面，从而保证电池的使用寿命和安全性能。

本实用新型中可灵活布置若干个并排设置的移动隔板8，对电池模块4进行分隔，放置于相邻的两个移动隔板8之间的电池模块4的数量可以相同，也可以不同，本领域技术人员可根据实际情况进行调整，实现灵活分区。另外，电池模块4可以是电池单体(即电芯)，也可以是电池模组。根据电池模块4的所需初始约束力，调整两个移动隔板8的间距，为电池模块4提供膨胀空间，有利于延长电池的使用寿命，提高电池的安全性能。

在一些实施方式中，框架7为至少两层，托盘组件为至少两层，框架7与托盘组件一一对应，托盘组件的液冷底板6可拆卸连接对应的框架7。

本实用新型中的框架7采用多层组装的设计，并固定在电池舱室1内，为电池舱室1内的多层电池模块4，以及托盘组件提供支撑，合理利用电池舱室1内空间，便于安装与维护。本实用新型中的液冷底板6可以为单块一体式液冷板，也可以由多个液冷板依次拼接而成，例如可以是两块、三块、四块或五块，本领域技术人员可根据实际情况进行调整。液冷底板6与托盘实现一体化，进行分层液冷管理，使得电池温度分布均匀，有利于提高电池的散热效率，使其能够适用于较长电池模块4的散热。

在一些实施方式中，移动隔板8可拆卸地连接框架7。本实用新型中的移动隔板8通过卡接或螺栓连接框架7，可拆卸，方便移动，以形成不同尺寸的间隔空间，容纳不同尺寸或数量的电池模块4。

在一些实施方式中，移动隔板8的横截面为倒“T”型结构或“L”型结构。

在一些实施方式中，移动隔板8与电池模块4之间设置有第一导热层。

在一些实施方式中，第一导热层为导热泡棉或导热胶。

在一些实施方式中，液冷底板6与电池模块4之间设置有第二导热层。第二导热层为导热泡棉或导热胶。液冷底板6与托盘为一体式结构，其上表面通过导热胶或导热泡棉，与电池模块4的底部保持接触。导热胶可采用聚氨酯导热胶、有机硅树脂导热胶或环氧树脂导热胶。

在一些实施方式中，托盘组件还包括进液管9与出液管10，进液管9与出液管10分别连接液冷底板6，液冷底板6远离电池模块4的一侧表面分布有第一液冷管路，进液管9用于将冷却介质引入第一液冷管路，出液管10用于将冷却介质引出第一液冷管路。

在一些实施方式中，移动隔板8设置有第二液冷管路、进液口与出液口，进液口用于将冷却介质引入第二液冷管路，出液口用于将冷却介质引出第二液冷管路。

本实用新型的托盘组件与液冷系统实现一体化，液冷底板6的一侧表面接触电池模块4，另一侧表面分布第一液冷管路，通过向液冷底板6中引入和引出冷却介质，达到散热的作用，解决了常规液冷采用浸入式冷却液，从而导致系统成本提高，以及由于布置大量液冷电池模块4而造成的系统分散和高成本等问题，同时，在移动隔板8的表面设置第二液冷管路，有利于提高散热效果。

在一些实施方式中，液冷一体化储能装置还包括液冷舱室2与电气舱室3，电池舱室1、液冷舱室2与电气舱室3中的相邻舱室可拆卸地连接。

在一些实施方式中，液冷舱室2内设置有液冷机组，液冷机组用于连接托盘组件；电气舱室3设置有电气控制装置，电气控制装置电性连接电池模块4。

在一些实施方式中，电池舱室1、液冷舱室2与电气舱室3中的相邻舱室之间进行卡接或螺栓连接。

本实用新型体的液冷一体化储能装置包括电池舱室1、液冷舱室2与电气舱室3，液冷舱室2内的液冷机组与电池舱室1内的液冷底板6的管路系统连接设置，电气舱室3内设置的电气控制装置用于连接各电池模块4，以实现电气控制与电池管理。

本实用新型对于电池舱室1、液冷舱室2与电气舱室3的相对位置不作具体限定，示例性地，可将电池舱室1、液冷舱室2与电气舱室3进行依次布置，电池舱室1与液冷舱室2之间进行可拆卸连接，液冷舱室2与电气舱室3之间进行可拆卸连接，合理布置，分舱设计，相邻舱体分开管理，紧密联系，提高了系统空间利用率、设计灵活性及安全性。

实施例1

本实施例提供了一种液冷一体化储能装置，如图1所示，包括依次设置的电池舱室1、液冷舱室2与电气舱室3，液冷舱室2的两端分别螺栓连接电池舱室1与电气舱室3。

如图2和图3所示，电池舱室1内固定有依次层叠的八层框架7，每一层框架7上均固定有一层托盘组件，每一层的托盘组件内均容纳多个电池模块4。托盘组件包括支撑板5、液冷底板6与多个移动隔板8，支撑板5与液冷底板6一体成型。电池模块4置于液冷底板6的表面，移动隔板8用于将电池模块4隔开。

如图4所示，移动隔板8并排设置，相邻的两个移动隔板8之间形成用于容纳电池模块4的间隔空间，每个间隔空间内的电池模块4的数量相同。移动隔板8与两侧的电池模块4之间设置有导热泡棉。如图5所示，移动隔板8的横截面为倒“T”型结构，并通过螺栓组件固定在框架7上。

液冷底板6的一侧表面通过导热胶粘结接触电池模块4，另一侧表面设置有第一液冷管路。如图6所示，托盘组件还包括进液管9与出液管10，进液管9与出液管10分别连接液冷底板6，进液管9用于将冷却介质引入第一液冷管路，出液管10用于将冷却介质引出第一液冷管路，移动隔板8上设置有第二液冷管路、进液口与出液口，进液口用于将冷却介质引入第二液冷管路，出液口用于将冷却介质引出第二液冷管路，使得电池模块4的温度分布均匀。

液冷舱室2内设置有液冷机组，用于连接托盘组件，保证散热效率。电气舱室3内设置有电气控制装置，用于电性连接电池单元，本实施例采用分舱设计，相邻舱体分开管理，提高了集装箱式储能系统组间联系性与单位容积利用率，增强了设计灵活性。

本实用新型提供的液冷一体化储能装置将电池单元的液冷系统与模组托盘组件一体集成，从而达到提高散热效率和空间利用率的目的，同时采用多个移动隔板8，实现电池模块4的灵活分区和固定，通过合理的约束力调整相邻的移动隔板8之间的间隔，以使电池模块4处于一定的膨胀状态，以保持良好的电化学反应界面，从而保证电池的使用寿命和安全性能。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷一体化储能装置，其特征在于，所述液冷一体化储能装置包括电池舱室，所述电池舱室设置有框架、托盘组件、若干电池模块；

所述框架用于固定所述托盘组件；

所述托盘组件包括支撑板、液冷底板与移动隔板，所述支撑板与所述液冷底板一体成型，所述托盘组件用于容纳所述电池模块；

所述电池模块置于所述液冷底板的表面，所述的移动隔板用于将所述若干电池模块隔开。

2.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述框架为至少两层，所述托盘组件为至少两层，所述框架与所述托盘组件一一对应，所述托盘组件的所述液冷底板可拆卸连接对应的所述框架。

3.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述移动隔板可拆卸地连接所述框架。

4.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述移动隔板的横截面为倒“T”型结构或“L”型结构。

5.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述移动隔板与所述电池模块之间设置有第一导热层。

6.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述液冷底板与所述电池模块之间设置有第二导热层。

7.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述托盘组件还包括进液管与出液管，所述进液管与所述出液管分别连接所述液冷底板，所述液冷底板远离所述电池模块的一侧表面分布有第一液冷管路，所述进液管用于将冷却介质引入所述第一液冷管路，所述出液管用于将所述冷却介质引出所述第一液冷管路。

8.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述移动隔板设置有第二液冷管路、进液口与出液口，所述进液口用于将冷却介质引入所述第二液冷管路，所述出液口用于将所述冷却介质引出所述第二液冷管路。

9.根据权利要求1所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述液冷一体化储能装置还包括液冷舱室与电气舱室，所述电池舱室、所述液冷舱室与所述电气舱室中的相邻舱室之间可拆卸地连接。

10.根据权利要求9所述的液冷一体化储能装置，其特征在于，所述液冷舱室内设置有液冷机组，所述的液冷机组用于连接所述托盘组件；

所述电气舱室设置有电气控制装置，所述电气控制装置电性连接所述电池模块。

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