CN219203295U - 电池系统热管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了电池系统热管理装置。该电池系统热管理装置包括冷水水箱、保温水箱、连通管组和光伏组件。其中，冷水水箱和电池系统的冷水出口连通。保温水箱和电池系统的热水进口连通。连通管组包括真空集热管，真空集热管连通于冷水水箱和保温水箱之间。光伏组件为保温水箱供电。该热管理装置较为安全节能。

Description

电池系统热管理装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及电池系统热管理装置。

背景技术

随着新能源行业不断发展，锂电池作为储能单元正在不断被各个行业使用，为了延长锂电池系统的续航时间，需要在电池包的有限空间内布置尽可能多的电芯。然而，由于电芯的化学特性，电芯对环境温度比较敏感，电芯数量的增加，电池箱中温度、电压和电量等信息的控制愈发重要。因此，为电芯提供一个舒适的放电温度环境，是本领域技术人员关注的重点问题。

目前，电池系统热管理策略主要针对电池系统的放电阶段，而当电池系统停止工作后，其内部电芯温度将随着周围环境的变化而变化。当电池系统处于昼夜温差较大的环境中，电芯面临冷热交替的储存状态，这势必会影响电池系统的使用寿命。针对这一问题，部分电池系统配置有热管理装置，通过热管理装置的自动控制功能，即使在电池系统不工作时，仍然可以利用内部的控制程序调节电池系统的温度。这种方式虽然比较智能，但仍需消耗电池系统电量，因此，这种方式在无人值守的情况下，有发生安全事故的危险，且消耗较多能源。

因此，亟需提出电池系统热管理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电池系统热管理装置，该热管理装置较为安全节能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电池系统热管理装置，包括：

冷水水箱，所述冷水水箱和电池系统的冷水出口连通；

保温水箱，所述保温水箱和电池系统的热水进口连通；

连通管组，所述连通管组包括真空集热管，所述真空集热管连通于所述冷水水箱和所述保温水箱之间；

光伏组件，所述光伏组件为所述保温水箱供电。

可选地，所述连通管组还包括第一汇流管和第二汇流管，所述真空集热管并排设置有多个，所述第一汇流管和所述第二汇流管通过多个所述真空集热管连通，所述第二汇流管位于所述第一汇流管上方，所述第一汇流管中的水流经过所述真空集热管输送至所述第二汇流管，所述第一汇流管和所述冷水水箱连通，所述第二汇流管和所述保温水箱连通。

可选地，电池系统的冷水出口和所述冷水水箱之间设置有第一水泵，所述第一水泵用于将电池系统中的水流抽入所述冷水水箱中，所述第一水泵通过所述光伏组件供电。

可选地，所述冷水水箱和所述第一汇流管之间连通有第二水泵，所述第二水泵用于将所述冷水水箱中的水流抽入所述第一汇流管中，所述第二水泵通过所述光伏组件供电。

可选地，所述保温水箱和电池系统的热水进口之间设置有第三水泵，所述第三水泵用于将所述保温水箱中的水流抽入电池系统中，所述第三水泵通过所述光伏组件供电。

可选地，所述光伏组件包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板用于将太阳能转换为所述蓄电池的电能。

可选地，所述电池系统热管理装置还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器用于测量流出所述冷水水箱的水流的温度。

可选地，所述电池系统热管理装置还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于测量流入所述保温水箱的水流的温度。

可选地，所述电池系统热管理装置还包括柜体，所述冷水水箱和所述保温水箱设置在所述柜体内，所述真空集热管设置在所述柜体的外部。

可选地，所述柜体上设置有电气插座，所述电气插座能够用于和所述电池系统电连接。

有益效果：

本实用新型提供的热管理系统通过设置真空集热管为冷水水箱中的水流升温，冷水水箱中的水流流向真空集热管，当阳光照射到真空集热管时，其表面的吸热材料吸收大量的热量，由于真空集热管的内外层管壁之间为真空，吸收过来的热量将传递给内部的水流，随着热量不断汇聚，水温便不断升高。加热后的水流输送至保温水箱进行储存，后续提供给电池系统。光伏组件将太阳能转化为电能，保温水箱内的加热部件通过光伏组件提供电能，无需由电池系统供电。该热管理系统利用的太阳能转化为热能和电能，无需电池系统供电，安全节能。

附图说明

图1是本实用新型提供的电池系统热管理装置的结构示意图一；

图2是本实用新型提供的电池系统热管理装置的结构示意图二；

图3是本实用新型提供的电池系统热管理装置的结构示意图三。

图中：

100、冷水水箱；200、保温水箱；310、真空集热管；320、第一汇流管；330、第二汇流管；340、总管；350、分流管；410、太阳能电池板；420、蓄电池；510、第一水泵；520、第二水泵；530、第三水泵；600、柜体；610、电气插座；620、进水接头；630、出水接头。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1和图2，本实施例提供一种电池系统热管理装置，包括冷水水箱100、保温水箱200、连通管组和光伏组件。其中，冷水水箱100和电池系统的冷水出口连通。保温水箱200和电池系统的热水进口连通。连通管组包括真空集热管310，真空集热管310连通于冷水水箱100和保温水箱200之间。光伏组件为保温水箱200供电。

本实施例中的热管理系统通过设置真空集热管310为冷水水箱100中的水流升温，冷水水箱100中的水流流向真空集热管310，当阳光照射到真空集热管310时，其表面的吸热材料吸收大量的热量，由于真空集热管310的内外层管壁之间为真空，吸收过来的热量将传递给内部的水流，随着热量不断汇聚，水温便不断升高。加热后的水流输送至保温水箱200进行储存，后续提供给电池系统。光伏组件将太阳能转化为电能，保温水箱200内的加热部件通过光伏组件提供电能，无需由电池系统供电。该热管理系统利用的太阳能转化为热能和电能，无需电池系统供电，安全节能。

进一步地，继续参见图1和图2，光伏组件包括太阳能电池板410和蓄电池420，太阳能电池板410用于将太阳能转换为蓄电池420的电能。太阳能电池板410将太阳能转化为电能，对蓄电池420进行充电，蓄电池420为保温水箱200的加热部件进行供电，从而保证保温水箱200内的水温恒定。

进一步地，参见图2，电池系统热管理装置还包括柜体600，冷水水箱100和保温水箱200设置在柜体600内，真空集热管310设置在柜体600的外部。可选地，柜体600的顶部和前方均为太阳能电池板410，顶部的太阳能电池板410水平设置，前方的太阳能电池板410倾斜设置，以便充分接收光照。

进一步地，柜体600上设置有电气插座610，电气插座610将热管理系统和电池系统电连接，用于热管系统外部通讯及低压控制。可选地，柜体600上还设置有进水接头620和出水接头630，进水接头620用于将冷水水箱100和电池系统的冷水出口连通，出水接头630用于将保温水箱200和电池系统的热水进口连通。

继续参见图2，连通管组还包括第一汇流管320和第二汇流管330，真空集热管310并排设置有多个，第一汇流管320和第二汇流管330通过多个真空集热管310连通，第二汇流管330位于第一汇流管320上方，第一汇流管320中的水流经过真空集热管310输送至第二汇流管330，第一汇流管320和冷水水箱100连通，第二汇流管330和保温水箱200连通。具体地，多个真空集热管310在设置在柜体600前方，真空集热管310的轴线方向和前方太阳能电池板410平行设置。多个真空集热管310相互平行，其底部均连通于第一汇流管320，顶部均连通于第二汇流管330。第一汇流管320和第二汇流管330均水平设置，即和真空集热管310垂直设置，并通过固定支架固定在柜体600上。

进一步地，连通管组还包括多个分流管350和总管340，总管340的一端连通于第二水泵520，另一端连通有多个分流管350，多个分流管350并联设置，多个分流管350的出口均连通到第一汇流管320。本实施例中的分流管350的数量为三个，在其他实施例中，分流管350的数量也可以为两个、四个或五个等，根据需要设置即可。通过设置多个分流管350，水流能够均匀分散至第一汇流管320中，保证第一汇流管320中的水温均衡。

进一步地，参见图3，电池系统的冷水出口和冷水水箱100之间设置有第一水泵510，第一水泵510用于将电池系统中的水流抽入冷水水箱100中，第一水泵510通过光伏组件供电。冷水水箱100和第一汇流管320之间设置有第二水泵520，第二水泵520用于将冷水水箱100中的水流抽入第一汇流管320中，第一水泵510通过光伏组件供电。保温水箱200和电池系统的热水进口之间设置有第三水泵530，第三水泵530用于将保温水箱200中的水流抽入电池系统中，第三水泵530通过光伏组件供电。本实施例中的第一水泵510、第二水泵520和第三水泵530均通过光伏组件供电，无需消耗电池系统电量，可提高电池系统续航时间。

进一步地，电池系统热管理装置还包括第一温度传感器(图中未示出)，第一温度传感器用于测量流出冷水水箱100的水流的温度。电池系统热管理装置还包括第二温度传感器(图中未示出)，第二温度传感器用于测量流出第二汇流管330的水流的温度。当第一温度传感器采集的温度达到预设温度下限或第二温度传感器采集的温度达到预设温度上限时，第二水泵520启动，从而冷水水箱100中的水流流向真空集热管310进行升温，进而输送至保温水箱200储存。

本实施例提供的电池系统热管理装置的工作原理如下：

在需要对冷水水箱100中的冷水进行加热时，第二水泵520从冷水水箱100中抽取一定体积的冷水注入到连通管道中，当第一汇流管320、真空集热管310及第二汇流管330注满冷水后，第二水泵520关闭。经过一段时间的热交换，真空集热管310中热水向上运动，冷水向下流动，在管内形成对流，热水输送至保温水箱200。当第一温度传感器采集的温度达到预设温度下限或者第二温度传感器采集的温度达到预设温度上限时，第二水泵520再次启动，循环上述步骤，直至保温水箱200中注满热水为止。

当电池系统停机后，其内部的水温便随着周围的环境开始逐步下降，由于白天有光照，环境气温尚处于一定的范围。当夜幕降临后，气温便开始急剧下降，当电池系统内部的水温低于一定条件时，第一水泵510启动，将电池系统内部的冷水抽到冷水水箱100中。抽水完毕后，第一水泵510关闭，第三水泵530启动，将保温水箱200中的热水注入到电池系统内部。注入完毕后第三水泵530停止，继续监控电池系统中的水温，当水温低于一定条件时，再次重复上述动作，以确保电池系统长期处于理想的温度环境。

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.电池系统热管理装置，其特征在于，包括：

冷水水箱(100)，所述冷水水箱(100)和电池系统的冷水出口连通；

保温水箱(200)，所述保温水箱(200)和电池系统的热水进口连通；

连通管组，所述连通管组包括真空集热管(310)，所述真空集热管(310)连通于所述冷水水箱(100)和所述保温水箱(200)之间；

光伏组件，所述光伏组件为所述保温水箱(200)供电。

2.根据权利要求1所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述连通管组还包括第一汇流管(320)和第二汇流管(330)，所述真空集热管(310)并排设置有多个，所述第一汇流管(320)和所述第二汇流管(330)通过多个所述真空集热管(310)连通，所述第二汇流管(330)位于所述第一汇流管(320)上方，所述第一汇流管(320)中的水流经过所述真空集热管(310)输送至所述第二汇流管(330)，所述第一汇流管(320)和所述冷水水箱(100)连通，所述第二汇流管(330)和所述保温水箱(200)连通。

3.根据权利要求1所述的电池系统热管理装置，其特征在于，电池系统的冷水出口和所述冷水水箱(100)之间连通有第一水泵(510)，所述第一水泵(510)用于将电池系统中的水流抽入所述冷水水箱(100)中，所述第一水泵(510)通过所述光伏组件供电。

4.根据权利要求2所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述冷水水箱(100)和所述第一汇流管(320)之间设置有第二水泵(520)，所述第二水泵(520)用于将所述冷水水箱(100)中的水流抽入所述第一汇流管(320)中，所述第二水泵(520)通过所述光伏组件供电。

5.根据权利要求1所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述保温水箱(200)和电池系统的热水进口之间设置有第三水泵(530)，所述第三水泵(530)用于将所述保温水箱(200)中的水流抽入电池系统中，所述第三水泵(530)通过所述光伏组件供电。

6.根据权利要求1所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述光伏组件包括太阳能电池板(410)和蓄电池(420)，所述太阳能电池板(410)用于将太阳能转换为所述蓄电池(420)的电能。

7.根据权利要求1所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述电池系统热管理装置还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器用于测量流出所述冷水水箱(100)的水流的温度。

8.根据权利要求2所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述电池系统热管理装置还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于测量流入所述保温水箱(200)的水流的温度。

9.根据权利要求1所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述电池系统热管理装置还包括柜体(600)，所述冷水水箱(100)和所述保温水箱(200)设置在所述柜体(600)内，所述真空集热管(310)设置在所述柜体(600)的外部。

10.根据权利要求9所述的电池系统热管理装置，其特征在于，所述柜体(600)上设置有电气插座(610)，所述电气插座(610)能够和所述电池系统电连接。

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