CN219144268U - 一种温控组件、大容量电池及储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控组件、大容量电池及储能装置，温控组件包括导热部和换热部和绝缘导热片，所述导热部包括热管、第一安装件和第二安装件，所述第一安装件固定设置在电池壳体外，所述热管穿过电池壳体延伸进入电池壳体内，所述第一安装件与所述第二安装件设置有第一容纳槽，以在所述第一安装件和第二安装件扣合后容纳所述热管；所述换热部与所述导热部通过所述绝缘导热片进行热交换。本实用新型温控装置包括绝缘导热片，用于实现导热部和换热部之间的热交换，该绝缘导热片具体采用非导电且热传导性能较好的绝缘材质，结构简单，使得温控组件通过简单的结构即可实现良好的热交换以及绝缘性能，同时，该装置成本较低，换热效率较高。

Description

一种温控组件、大容量电池及储能系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种温控组件、大容量电池及储能系统。

背景技术

锂离子电池的应用领域十分广泛，可以被应用于储能、动力电池等领域。近年来随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的安全使用也受到关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，大容量电池在充放电过程中会产生较大的热量，而且热量会逐渐增加，若产生的热量无法有效释放，热量将会累积于单体电池中，造成大容量电池温度不均匀，从而降低电池使用寿命，严重时引发大容量电池的安全事故。

目前，主要采用半导体装置、风扇、散热翅片或热管的方式对电池进行散热。其中，热管为热交换效率较高的一种散热装置，其主要与电池的极柱连接，对电池的极柱进行散热。但是，热管与电池极柱接触时是导电体，如何将热管的热量更好的传递至外部，且实现与外部设备的绝缘是比较重要的部分。同样，对于其他的电气设备，例如，变压器、高压真空断路器等电气设备，也需要在散热的同时实现可靠绝缘。

中国专利申请CN112349997A公开了一种热管传热的浸泡式液冷电池模组，主要包括模组底板及设置于模组底板上的外置换热器和液冷电池模组，外置换热器由密封固定于模组底板上的循环液壳体及设置于循环液壳体内的散热翅片构成，液冷电池模组由密封固定于模组底板上的模组外壳、套设安装于模组外壳内的模组内壳、套设安装于模组内壳内的电池及封装于模组外壳上部的模组盖板构成，模组底板内部采用热管结构作为电池和浸泡液体传递热量或冷量至外置换热器的传热通道。

中国专利申请CN1963972A公开了一种高额定电流值的高压真空断路器，其真空灭弧室极柱的结构包括：作为绝缘支柱的陶瓷套管，在陶瓷套管内装有真空灭弧室，真空灭弧室的两端分别有静导电杆和动导电杆，静导电杆周围有上导电环和上法兰，并在陶瓷套管外面设有和上导电环连接的上接线端子；动导电杆周围有下导电环和导电支撑，导电支撑的下方有下法兰，并通过下导电环连接陶瓷套管外面的下接线端子；在上法兰的上方，还有第一散热器，在下法兰周围设有第二散热器，在陶瓷套管与真空灭弧室以及陶瓷套管与导电支撑之间的空隙中有作为散热的绝缘油，静导电杆的轴向开有一个或多个孔，孔内插有热管。该结构不改变真空灭弧室基本结构前提下，可显著提高真空断路器的额定电流。

上述结构中的热管能够将设备中的热量及时传导至外侧，但是，热管均通过绝缘油等实现绝缘和传热，该种方式使得热传导装置的结构较为复杂、成本较高且传热效率较低。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种温控组件，包括导热部和换热部，所述导热部和换热部之间设置有绝缘导热片，所述导热部包括热管、第一安装件和第二安装件，所述第一安装件固定设置在电池壳体外，所述热管穿过电池壳体延伸进入电池壳体内，所述第一安装件与所述第二安装件之间设置有第一容纳槽，以在所述第一安装件和第二安装件扣合后容纳所述热管；所述换热部与所述导热部通过所述绝缘导热片进行热交换，所述换热部与外部热处理装置连接。

较佳的，所述换热部包括第三安装件和第四安装件，还包括液冷管，所述第三安装件贴合所述绝缘导热片，所述第三安装件与所述第四安装件设置有第二容纳槽，以在所述第三安装件和第四安装件扣合后容纳所述液冷管。

较佳的，所述绝缘导热片为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷中的一种；

所述第一安装件为绝缘安装件，所述第二安装件、第三安装件为金属安装件；所述第四安装件为金属安装件或绝缘安装件。

较佳的，所述金属安装件为铝合金安装件，所述绝缘导热片为碳化硅陶瓷片。

较佳的，所述绝缘导热片被所述第二安装件和第三安装件夹紧；且

所述第二安装件嵌入所述第一安装件内扣合，所述第三安装件嵌入所述第四安装件内扣合，所述第一安装件和所述第四安装件设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿所述第四安装件、第一安装件后与电池壳体固定连接；或

所述第二安装件嵌入所述第一安装件内扣合，所述第一安装件、第三安装件和第四安装件均设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿所述第四安装件、第三安装件和第一安装件后与电池壳体固定连接。

较佳的，所述第二安装件嵌入所述第一安装件内扣合，所述第一安装件和第三安装件设置有一组第一固定孔，所述第一安装件、第三安装件和第四安装件设置有一组第二固定孔，由一组固定螺栓通过所述第一固定孔将所述第三安装件和第一安装件与电池壳体固定连接后，由另一组固定螺栓依次贯穿所述第四安装件、第三安装件和第一安装件上的所述第二固定孔后与电池壳体固定连接。

较佳的，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽为圆形凹槽或椭圆形凹槽，所述热管在所述第一容纳槽内被压紧，且所述第一容纳槽设置有通孔，以使热管穿出所述通孔；所述液冷管在所述第二容纳槽内被压紧，且所述液冷管沿所述第二容纳槽的轴向延伸至所述第三安装件和第四安装件外。

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种大容量电池，所述电池包括壳体，还包括所述温控组件。

较佳的，所述温控组件至少包括两组导热部和一组换热部，且两组导热部之间绝缘接触，所述导热部的所述热管分别与所述电池的正极柱和负极柱接触，以将所述正极柱和所述负极柱散发的热量传导至所述换热部。

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种储能系统，包括若干所述大容量电池。

本实用新型的有益效果：

本实用新型温控装置包括绝缘导热片，用于实现导热部和换热部之间的热交换，该绝缘导热片具体采用非导电且热传导性能较好的绝缘材质，结构简单，使得温控组件通过简单的结构即可实现良好的热交换以及绝缘性能，同时，该装置成本较低，换热效率较高。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中温控组件的结构示意图；

图2为一个实施例中温控组件组装后的剖面结构示意图；

图3为一个实施例中温控组件组装后的结构示意图；

图4为一个实施例中电池内部局部结构示意图；

图5为另一个实施例中储能装置的结构示意图。

附图标记：

100-温控组件

1-导热部

2-换热部

3-绝缘导热片

11-第一安装件

12-第二安装件

13-热管

14-第一容纳槽

15-固定孔

21-第三安装件

22-第四安装件

23-液冷管

24-第二容纳槽

261-第一固定孔

262-第二固定孔

271-固定螺栓

272-固定螺栓

200-电池壳体

201电池盖板

202-正极柱

203-负极柱

具体实施方式

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的一种温控组件、大容量电池及储能系统。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

应理解，术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。

实施例1

如图1和2所示，为一种温控组件100的结构示意图。该温控组件100包括导热部1和换热部2，导热部1和换热部2之间设置有绝缘导热片3。导热部1包括第一安装件11、第二安装件12和热管13，第一安装件11固定设置在电池壳体外，热管13穿过电池壳体延伸进入电池壳体内，第一安装件11与第二安装件12之间设置有第一容纳槽14，以在第一安装件11和第二安装件12扣合后容纳热管13；换热部2与导热部1通过绝缘导热片3进行热交换。本实施例中，第一安装件11优选为导热陶瓷片，导热陶瓷片具有良好的导热和绝缘性能，第二安装件12为金属安装件，金属安装件具有良好的导热和导电性能，亦可更换为其他导热系数更好的材质。第一安装件11、第二安装件12的形状为矩形，亦可为椭圆形、圆形或梯形，且安装表面不要求为平面，也可为曲面，只要可将热管13固定在电池壳体上即可。第一容纳槽14设置在第一安装件11和第二安装件12拼合后的中缝上，第一容纳槽14应尽量贴合热管13，以充分的将热管13的热量传导到二安装件12上，以使热量进一步传导至绝缘导热片3。第一容纳槽14设置有通孔，以使热管13穿出通孔，并穿过电池壳体200，进入电池内部。第一容纳槽14和第二容纳槽24为半圆形凹槽或弓形凹槽，第一容纳槽14设置有通孔，以使热管13穿出通孔，热管13在第一容纳槽14内紧密接触；液冷管23在第二容纳槽24内紧密接触，且液冷管23沿第二容纳槽24的轴向延伸至第三安装件21和第四安装件22外。

在一些实施方式中，换热部2包括第三安装件21、第四安装件22和液冷管23，第三安装件21贴合绝缘导热片3设置，第三安装件21与第四安装件22设置有第二容纳槽24，以在第三安装件21和第四安装件22扣合后容纳液冷管23。此处，液冷管亦可更换为其他降温装置，例如半导体制冷器。第三安装件21、第四安装件22的形状为矩形，亦可为椭圆形、圆形或梯形，且安装表面不要求为平面，亦可为曲面，只要可将液冷管23固定在电池壳体上即可。第二容纳槽24设置在第三安装件21和第四安装件22拼合后的中缝上，第二容纳槽应尽量贴合液冷管23，以充分的将液冷管23的热量传导到第三安装件21上，以使绝缘导热片3的热量进一步传导到第三安装件上，再由第三安装件21将热量传导至液冷管23，由液冷管23连接的外部热处理装置对热量进行处理。第二容纳槽24还应沿其自身的轴向贯穿第三安装件21和第四安装件22，以使液冷管23能够伸出第三安装件21和第四安装件22，与其他大容量电池的液冷管衔接上。

在一些实施方式中，第一安装件11、第二安装件12、第三安装件21和第四安装件22有多种不同的拼接和安装固定方式，例如：

绝缘导热片3被第二安装件12和第三安装件21夹紧；且

第二安装件12嵌入第一安装件11内扣合，第三安装件21嵌入第四安装件22内扣合，第一安装件11和第四安装件22设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿第四安装件22、第一安装件11上的固定孔后与电池壳体固定连接；或

第二安装件12嵌入第一安装件11内扣合，第一安装件11、第三安装件21和第四安装件22均设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿第四安装件22、第三安装件21和第一安装件11的固定孔后与电池壳体固定连接；或

第二安装件12嵌入第一安装件11内扣合，第一安装件11和第三安装件21均设置有一组第一固定孔261，第一安装件11、第三安装件21和第四安装件22均设置有一组第二固定孔262，由一组固定螺栓271通过第一固定孔261将第三安装件21和第一安装件11与电池壳体固定连接后，由另一组固定螺栓272依次贯穿第四安装件22、第三安装件21和第一安装件11上的第二固定孔262后与电池壳体固定连接。这样的设置，可以使电池上的第四安装件便于独立拆卸。

在一些实施方式中，绝缘导热片3为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷中的一种；第一安装件11为绝缘安装件，无论电池壳体为金属材质还是绝缘材质均可应用，第二安装件12为金属安装件，有利于导热和导电，第三安装件21为金属安装件，有利于导热；第四安装件22为金属安装件或绝缘安装件，其材质本身对于导热及绝缘无明确需求。金属安装件优选为铝合金安装件。

实施例2

如图3和4所示，为一种大容量电池的局部结构示意图，该大容量电池包括壳体200和温控组件100。温控组件100设置在电池盖板201上。

如图1和2所示，为一种温控组件100的结构示意图。该温控组件100包括导热部1和换热部2，导热部1和换热部2之间设置有绝缘导热片3。导热部1包括第一安装件11、第二安装件12和热管13，第一安装件11固定设置在电池壳体外，热管13穿过电池壳体延伸进入电池壳体内，第一安装件11与第二安装件12之间设置有第一容纳槽14，以在第一安装件11和第二安装件12扣合后容纳热管13；换热部2与导热部1通过绝缘导热片3进行热交换。本实施例中，第一安装件11优选为导热陶瓷片，导热陶瓷片具有良好的导热和绝缘性能，第二安装件12为金属安装件，金属安装件具有良好的导热和导电性能，亦可更换为其他导热系数更好的材质。第一安装件11、第二安装件12的形状为矩形，亦可为椭圆形、圆形或梯形，且安装表面不要求为平面，也可为曲面，只要可将热管13固定在电池壳体上即可。第一容纳槽14设置在第一安装件11和第二安装件12拼合后的中缝上，第一容纳槽14应尽量贴合热管13，以充分的将热管13的热量传导到二安装件12上，以使热量进一步传导至绝缘导热片3。第一容纳槽14设置有通孔，以使热管13穿出通孔，并穿过电池壳体200，进入电池内部。第一容纳槽14和第二容纳槽24为半圆形凹槽或弓形凹槽，第一容纳槽14设置有通孔，以使热管13穿出通孔，热管13在第一容纳槽14内紧密接触；液冷管23在第二容纳槽24内紧密接触，且液冷管23沿第二容纳槽24的轴向延伸至第三安装件21和第四安装件22外。

在一些实施方式中，换热部2包括第三安装件21、第四安装件22和液冷管23，第三安装件21贴合绝缘导热片3设置，第三安装件21与第四安装件22设置有第二容纳槽24，以在第三安装件21和第四安装件22扣合后容纳液冷管23。此处，液冷管亦可更换为其他降温装置，例如半导体制冷器。第三安装件21、第四安装件22的形状为矩形，亦可为椭圆形、圆形或梯形，且安装表面不要求为平面，亦可为曲面，只要可将液冷管23固定在电池壳体上即可。第二容纳槽24设置在第三安装件21和第四安装件22拼合后的中缝上，第二容纳槽应尽量贴合液冷管23，以充分的将液冷管23的热量传导到第三安装件21上，以使绝缘导热片3的热量进一步传导到第三安装件上，再由第三安装件21将热量传导至液冷管23，由液冷管23连接的外部热处理装置对热量进行处理。第二容纳槽24还应沿其自身的轴向贯穿第三安装件21和第四安装件22，以使液冷管23能够伸出第三安装件21和第四安装件22，与其他大容量电池的液冷管衔接上。

在一些实施方式中，第一安装件11、第二安装件12、第三安装件21和第四安装件22有多种不同的拼接和安装固定方式，例如：

绝缘导热片3被第二安装件12和第三安装件21夹紧；且

第二安装件12嵌入第一安装件11内扣合，第三安装件21嵌入第四安装件22内扣合，第一安装件11和第四安装件22设置有固定孔，以使固定第10页

螺栓依次贯穿第四安装件22、第一安装件11上的固定孔后与电池壳体固定连接；或

第二安装件12嵌入第一安装件11内扣合，第一安装件11、第三安装件21和第四安装件22均设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿第四安装件22、第三安装件21和第一安装件11的固定孔后与电池壳体固定连接；或

第二安装件12嵌入第一安装件11内扣合，第一安装件11和第三安装件21均设置有一组第一固定孔261，第一安装件11、第三安装件21和第四安装件22均设置有一组第二固定孔262，由一组固定螺栓271通过第一固定孔261将第三安装件21和第一安装件11与电池壳体固定连接后，由另一组固定螺栓272依次贯穿第四安装件22、第三安装件21和第一安装件11上的第二固定孔262后与电池壳体固定连接。这样的设置，可以使电池上的第四安装件便于独立拆卸。

在一些实施方式中，绝缘导热片3为氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷中的一种；第一安装件11为绝缘安装件，无论电池壳体为金属材质还是绝缘材质均可应用，第二安装件12为金属安装件，有利于导热和导电，第三安装件21为金属安装件，有利于导热；第四安装件22为金属安装件或绝缘安装件，其材质本身对于导热及绝缘无明确需求。金属安装件优选为铝合金安装件。

装件或绝缘安装件。金属安装件优选为铝合金安装件。

如图4所示，在一些实施方式中，温控组件100至少包括两组导热部1和一组换热部2，且两组导热部1之间绝缘接触，导热部1的热管13分别与电池的正极柱202和负极柱203接触，以将正极柱201和负极柱202散发的热量传导至换热部2。换热部2的液冷管23通过外部热处理装置将电池极柱的热量散发。

实施例3

如图5所示，为一种储能系统，包括若干实施例2中描述的大容量电池。在本实施例中，多个大容量电池的换热部2中的液冷管23为一体设计。

本申请的上述实用新型内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

Claims (10)

1.一种温控组件，其特征在于，包括导热部和换热部，所述导热部和换热部之间设置有绝缘导热片，所述导热部包括热管、第一安装件和第二安装件，所述第一安装件固定设置在电池壳体外，所述热管穿过电池壳体延伸进入电池壳体内，所述第一安装件与所述第二安装件之间设置有第一容纳槽，以在所述第一安装件和第二安装件扣合后容纳所述热管；所述换热部与所述导热部通过所述绝缘导热片进行热交换，所述换热部与外部热处理装置连接。

2.如权利要求1所述的温控组件，其特征在于，所述换热部包括第三安装件和第四安装件，还包括液冷管，所述第三安装件贴合所述绝缘导热片，所述第三安装件与所述第四安装件之间设置有第二容纳槽，以在所述第三安装件和第四安装件扣合后容纳所述液冷管。

3.如权利要求2所述的温控组件，其特征在于，所述绝缘导热片为氧化铝陶瓷片、氮化硅陶瓷片、氧化锆陶瓷片、碳化硅陶瓷片、氧化镁陶瓷片、氮化硼陶瓷片、氮化铝陶瓷片、氧化铍陶瓷中的一种；

所述第一安装件为绝缘安装件，所述第二安装件、第三安装件为金属安装件；所述第四安装件为金属安装件或绝缘安装件。

4.如权利要求3所述的温控组件，其特征在于，所述金属安装件为铝合金安装件，所述绝缘导热片为碳化硅陶瓷片。

5.如权利要求3所述的温控组件，其特征在于，所述绝缘导热片被所述第二安装件和第三安装件夹紧；且

所述第二安装件嵌入所述第一安装件内扣合，所述第三安装件嵌入所述第四安装件内扣合，所述第一安装件和所述第四安装件设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿所述第四安装件、第一安装件后与电池壳体固定连接；或

所述第二安装件嵌入所述第一安装件内扣合，所述第一安装件、第三安装件和第四安装件均设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿所述第四安装件、第三安装件和第一安装件后与电池壳体固定连接。

6.如权利要求3所述的温控组件，其特征在于，所述绝缘导热片被所述第二安装件和第三安装件夹紧，所述第二安装件嵌入所述第一安装件内扣合，所述第一安装件和第三安装件设置有一组第一固定孔，所述第一安装件、第三安装件和第四安装件设置有一组第二固定孔，由一组固定螺栓通过所述第一固定孔将所述第三安装件和第一安装件与电池壳体固定连接后，由另一组固定螺栓依次贯穿所述第四安装件、第三安装件和第一安装件上的所述第二固定孔后与电池壳体固定连接。

7.如权利要求2所述的温控组件，其特征在于，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽为圆形凹槽或椭圆形凹槽，且所述热管在所述第一容纳槽内被压紧，所述第一容纳槽设置有通孔，以使热管穿出所述通孔；所述液冷管在所述第二容纳槽内被压紧，且所述液冷管沿所述第二容纳槽的轴向延伸至所述第三安装件和第四安装件外。

8.一种大容量电池，其特征在于，所述电池包括壳体，还包看如权利要求1-7任一所述的温控组件。

9.如权利要求8所述的大容量电池，其特征在于，所述温控组件至少包括两组导热部和一组换热部，且两组导热部之间绝缘接触，所述导热部的所述热管分别与所述电池的正极柱和负极柱接触，以将所述正极柱和所述负极柱散发的热量传导至所述换热部。

10.一种储能系统，其特征在于，包括若干如权利要求8或9任一所述的大容量电池。

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