CN219419202U - 一种液冷散热回路及储能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液冷散热回路及储能设备，液冷散热回路包括制冷回路、液冷单元和四通阀；制冷回路包括制冷输出端和制冷输入端；液冷单元包括第一接口端和第二接口端；其中，通过制冷回路向液冷单元输送制冷介质，以通过液冷单元对储能电池进行冷却；其中，当储能电池的第一端温度大于第二端温度时，四通阀处于第一状态，使得制冷回路先对储能电池的第一端进行冷却；当储能电池的第二端温度大于第一端温度时，四通阀处于第二状态，使得制冷回路先对储能电池的第二端进行冷却；通过上述设置，使得储能电池在长期运行下，其内部的电芯温度均匀分布，提高了储能电池的性能，且增加的结构较少，占用空间小，保证整体的能量密度满足要求。

Description

一种液冷散热回路及储能设备

技术领域

本实用新型涉及储能电池散热结构技术领域，尤其涉及一种液冷散热回路及储能设备。

背景技术

当前，储能行业主要利用储能电池存储能源，以在需要时将能量释放出来，从而起到调节能量供需在时空和强度上不匹配的作用。现有的储能行业中，一方面，为了保障储能电池的长期运行，开始对储能电池的散热手段进行改进，例如，利用风冷带走储能电池表面的热量，利用液冷对储能电池进行冷却等；另一方面，为了提高储能电池的能量密度，对整体结构的紧凑性要求较高。

但实际上，无论选用哪一种散热手段，通常冷却介质均是沿单一方向流动的，并且对储能电池的温度进行评估时，选用储能电池中所有电芯的平均温度来对散热效果进行评估；因此，在实际使用时，会出现被冷却介质先冷却的电芯温度低于最后被冷却介质的电芯温度，导致长期运行下，储能电池电芯温度分布不均匀，导致储能电池性能降低。目前，有设计两套冷却结构的方案，以从两个方向对储能电池进行降温，但是增加的结构较多，导致整体的能量密度降低。

因此，需要开发一种占用空间较小的储能电池冷却结构，以在占用空间较小的情况下，提高储能电池的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液冷散热回路及储能设备，来解决当前储能电池冷却结构不能兼容尺寸小与温度均匀的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种液冷散热回路，包括制冷回路、液冷单元和四通阀；所述制冷回路包括制冷输出端和制冷输入端；所述液冷单元包括第一接口端和第二接口端；

当冷却对象的第一端温度大于冷却对象的第二端温度时，所述四通阀处于第一状态，所述四通阀连通所述制冷输出端与所述第一接口端，连通所述第二接口端与所述制冷输入端；

当冷却对象的第二端温度大于冷却对象的第一端温度时，所述四通阀处于第二状态，所述四通阀连通所述制冷输出端与所述第二接口端，连通所述第一接口端与所述制冷输入端。

可选地，所述四通阀包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；所述第一端口与所述制冷输出端连通，所述第二端口与所述第一接口端连通，所述第三端口与所述制冷输入端连通，所述第四端口与所述第二接口端连通；

当所述四通阀处于第一状态时，所述第一端口与所述第二端口连通，所述第三端口与所述第四端口连通；

当所述四通阀处于第二状态时，所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通。

可选地，所述制冷回路包括二次侧换热器和一次侧制冷回路；所述二次侧换热器包括能相互换热的第一换热管路和第二换热管路；

所述第一换热管路接入所述一次侧制冷回路；所述第二换热管路的一端为所述制冷输出端，所述第二换热管路的另一端为所述制冷输入端，且所述第二换热管路与所述液冷单元之间连接有循环泵。

可选地，所述循环泵设置于所述制冷输出端与所述第一端口之间，所述循环泵从所述制冷输出端泵向所述第一端口。

可选地，所述循环泵设置于所述第三端口与所述制冷输入端之间，所述循环泵从所述第三端口泵向所述制冷输入端。

可选地，所述循环泵的数量为多个，且多个所述循环泵之间相互并联连接。

可选地，所述第三端口与所述制冷输入端之间设置有过滤器。

可选地，所述一次侧制冷回路包括依次连通的压缩机、放热换热装置及电子膨胀阀，所述第一换热管路分别连通所述压缩机与所述电子膨胀阀。

可选地，所述第一换热管路与所述压缩机之间设置有气分单元。

一种储能设备，包括储能电池和如上所述的液冷散热回路，所述液冷单元与所述储能电池贴合或所述储能电池浸没在液冷单元中。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的液冷散热回路及储能设备，其对储能电池进行冷却时，可以通过制冷回路向液冷单元输送制冷介质，以通过液冷单元对储能电池进行冷却；其中，当储能电池的第一端温度大于第二端温度时，四通阀处于第一状态，使得制冷回路先对储能电池的第一端进行冷却；当储能电池的第二端温度大于第一端温度时，四通阀处于第二状态，使得制冷回路先对储能电池的第二端进行冷却；通过上述设置，使得储能电池在长期运行下，其内部的电芯温度均匀分布，提高了储能电池的性能，且液冷散热回路中增加的结构较少，占用空间小，保证整体的能量密度满足要求。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的液冷散热回路的第一状态结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的液冷散热回路的第二状态结构示意图。

图示说明：1、四通阀；11、第一端口；12、第二端口；13、第三端口；14、第四端口；2、液冷单元；21、第一接口端；22、第二接口端；31、循环泵；32、二次侧换热器；321、第一换热管路；322、第二换热管路；323、制冷输出端；324、制冷输入端；33、过滤器；41、放热换热装置；42、压缩机；43、气分单元；44、电子膨胀阀。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

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。

请参考图1至图2，图1为本实用新型实施例提供的液冷散热回路的第一状态结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的液冷散热回路的第二状态结构示意图。

实施例一

本实施例提供的液冷散热回路，其主要应用于对储能电池进行冷却的场景；通过对液冷散热回路的结构进行优化，使其对储能电池的温控更加均匀，且其所占用的空间较小。

如图1和图2所示，本实施例中的液冷散热回路包括制冷回路、液冷单元2和四通阀1，其中，液冷单元2呈板状，以保证与储能电池的接触面积较大，以充分带走储能电池的热量；制冷回路包括制冷输出端323和制冷输入端324；液冷单元2包括第一接口端21和第二接口端22。如图1所示，当冷却对象的第一端温度大于冷却对象的第二端温度时，四通阀1处于第一状态，四通阀1连通制冷输出端323与第一接口端21，连通第二接口端22与制冷输入端324；如图2所示，当冷却对象的第二端温度大于冷却对象的第一端温度时，四通阀1处于第二状态，四通阀1连通制冷输出端323与第二接口端22，连通第一接口端21与制冷输入端324。

具体地，液冷散热回路对储能电池进行冷却时，可以通过制冷回路向液冷单元2输送制冷介质，以通过液冷单元2对储能电池进行冷却；其中，当储能电池的第一端温度大于第二端温度时，四通阀1处于第一状态，使得制冷回路先对储能电池的第一端进行冷却；当储能电池的第二端温度大于第一端温度时，四通阀1处于第二状态，使得制冷回路先对储能电池的第二端进行冷却；通过上述设置，使得储能电池在长期运行下，其内部的电芯温度均匀分布，提高了储能电池的性能，且液冷散热回路中增加的结构较少，占用空间小，保证整体的能量密度满足要求。

具体地，在本实施例中，如图1和图2所示，四通阀1包括第一端口11、第二端口12、第三端口13及第四端口14；第一端口11与制冷输出端323连通，第二端口12与第一接口端21连通，第三端口13与制冷输入端324连通，第四端口14与第二接口端22连通；如图1所示，当四通阀1处于第一状态时，第一端口11与第二端口12连通，第三端口13与第四端口14连通，此时制冷介质由储能电池的一端流动至另一端；如图2所示，当四通阀1处于第二状态时，第一端口11与第四端口14连通，第二端口12与第三端口13连通，此时制冷介质由储能电池的另一端流动至一端。

在本实施例中，制冷回路包括二次侧换热器32和一次侧制冷回路；二次侧换热器32包括能相互换热的第一换热管路321和第二换热管路322；其中，二次侧换热器32可以选用板式换热器，还可以选用其他具备两路相互换热的结构，例如套管式换热器、壳管式换热器等；其中，第一换热管路321接入一次侧制冷回路；第二换热管路322的一端为制冷输出端323，第二换热管路322的另一端为制冷输入端324，且第二换热管路322与液冷单元2之间连接有循环泵31。可以理解的是，通过上述二次侧换热器32和一次侧制冷回路的设置，使得一次侧制冷回路能够设置于储能电池或者机房外，即仅需通过管路将制冷介质引入至液冷单元2即可，减少了对储能电池的影响。

在一个具体的实施方式中，如图1和图2所示，循环泵31设置于制冷输出端323与第一端口11之间，循环泵31从制冷输出端323泵向第一端口11，此时循环泵31以抽吸的形式，将制冷介质从第二换热管路322抽向液冷单元2。

在其他可选的实施方式中，循环泵31设置于第三端口13与制冷输入端324之间，循环泵31从第三端口13泵向制冷输入端324，此时循环泵31以泵送的形式，将制冷介质从液冷单元2泵向第二换热管路322。

在上述实施方式的基础上，循环泵31的数量为多个，且多个循环泵31之间相互并联连接，从而实现多个循环泵31之间相互备份，从而在其中一个循环泵31损坏时，其他的循环泵31能够正常令制冷介质在液冷单元2与二次侧换热器32之间循环。

进一步地，第三端口13与制冷输入端324之间设置有过滤器33。

在本实施例中，一次侧制冷回路包括依次连通的压缩机42、放热换热装置41及电子膨胀阀44，第一换热管路321分别连通压缩机42与电子膨胀阀44。其中，放热换热装置41可以选用风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器等结构，且放热换热装置41的一侧设置有风机，以加强换热；通过电子膨胀阀44的设置，能够实时调节一次侧制冷回路的制冷量，从而匹配储能电池的温度。在其他可选的实施方式中，一次侧制冷回路还可以选用氟泵循环回路、重力热管循环回路等其他具备利用室外冷源的制冷回路。

进一步地，第一换热管路321与压缩机42之间设置有气分单元43。通过在压缩机42的入口处设置气分单元43，能够防止压缩机42的入口吸气进液，从而提高液冷散热回路的稳定性。

综上所述，本实施例提供的液冷散热回路，能够保证储能电池的温度均匀，且具备占用空间小等优点。

实施例二

本实施例提供的储能设备包括储能电池和实施例一中的液冷散热回路，液冷单元2与储能电池贴合或储能电池浸没在液冷单元2中。实施例一中叙述了关于液冷散热回路的具体结构及技术效果，本实施例的储能设备引用了该结构，同样具有其技术效果。综上所述，本实施例提供给的储能设备能够保证储能电池的温度均匀，且具备占用空间小等优点。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液冷散热回路，其特征在于，包括制冷回路、液冷单元(2)和四通阀(1)；所述制冷回路包括制冷输出端(323)和制冷输入端(324)；所述液冷单元(2)包括第一接口端(21)和第二接口端(22)；

当冷却对象的第一端温度大于冷却对象的第二端温度时，所述四通阀(1)处于第一状态，所述四通阀(1)连通所述制冷输出端(323)与所述第一接口端(21)，连通所述第二接口端(22)与所述制冷输入端(324)；

当冷却对象的第二端温度大于冷却对象的第一端温度时，所述四通阀(1)处于第二状态，所述四通阀(1)连通所述制冷输出端(323)与所述第二接口端(22)，连通所述第一接口端(21)与所述制冷输入端(324)。

2.根据权利要求1所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述四通阀(1)包括第一端口(11)、第二端口(12)、第三端口(13)及第四端口(14)；所述第一端口(11)与所述制冷输出端(323)连通，所述第二端口(12)与所述第一接口端(21)连通，所述第三端口(13)与所述制冷输入端(324)连通，所述第四端口(14)与所述第二接口端(22)连通；

当所述四通阀(1)处于第一状态时，所述第一端口(11)与所述第二端口(12)连通，所述第三端口(13)与所述第四端口(14)连通；

当所述四通阀(1)处于第二状态时，所述第一端口(11)与所述第四端口(14)连通，所述第二端口(12)与所述第三端口(13)连通。

3.根据权利要求2所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述制冷回路包括二次侧换热器(32)和一次侧制冷回路；所述二次侧换热器(32)包括能相互换热的第一换热管路(321)和第二换热管路(322)；

所述第一换热管路(321)接入所述一次侧制冷回路；所述第二换热管路(322)的一端为所述制冷输出端(323)，所述第二换热管路(322)的另一端为所述制冷输入端(324)，且所述第二换热管路(322)与所述液冷单元(2)之间连接有循环泵(31)。

4.根据权利要求3所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述循环泵(31)设置于所述制冷输出端(323)与所述第一端口(11)之间，所述循环泵(31)从所述制冷输出端(323)泵向所述第一端口(11)。

5.根据权利要求3所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述循环泵(31)设置于所述第三端口(13)与所述制冷输入端(324)之间，所述循环泵(31)从所述第三端口(13)泵向所述制冷输入端(324)。

6.根据权利要求3所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述循环泵(31)的数量为多个，且多个所述循环泵(31)之间相互并联连接。

7.根据权利要求3所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述第三端口(13)与所述制冷输入端(324)之间设置有过滤器(33)。

8.根据权利要求3所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述一次侧制冷回路包括依次连通的压缩机(42)、放热换热装置(41)及电子膨胀阀(44)，所述第一换热管路(321)分别连通所述压缩机(42)与所述电子膨胀阀(44)。

9.根据权利要求8所述的一种液冷散热回路，其特征在于，所述第一换热管路(321)与所述压缩机(42)之间设置有气分单元(43)。

10.一种储能设备，其特征在于，包括储能电池和如权利要求1-9中任一项所述的液冷散热回路，所述液冷单元(2)与所述储能电池贴合或所述储能电池浸没在液冷单元(2)中。