CN219457746U - 一种储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种储能系统，主要解决现有电池温控装置无法在箱体外对电池热量进行处理，箱体内冷却能耗较大、冷却效率较低，结构复杂以及占用空间的问题。该储能系统包括箱体、温控单元和多个电池；多个电池设置在箱体内；温控单元包括重力型热管、散热组件和多个传热热管；传热热管的一段设置在电池的极柱通槽内，另一段与重力型热管实现热交换；重力型热管将电池热量从箱体内传递至箱体外，散热组件对重力型热管传递的电池热量进行处理。本实用新型将电池热量通过重力型热管传递至箱体外侧，通过箱体外侧的散热组件对该热量进行处理，该方式不仅能够避免电池热量集中在箱体内，还能够充分利用外部环境的温度，减少了温控的能耗。

Description

一种储能系统

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体涉及一种储能系统。

背景技术

锂离子电池的应用十分广泛，可以被应用于储能、动力电池等领域。随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的安全也受到重点关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，在充放电过程中会产生较大的热量，而且该热量会逐渐增加，若产生的热量没有及时释放，热量将会累积于单体电池中，造成电池温度不均匀，从而降低电池使用寿命，严重时电池的热平衡被破坏，引发一连串的自加热副反应，进而引发电池的安全事故。

目前，主要采用对电池本体进行散热的方式，例如，中国专利CN216872108U公开了一种电池包及其电池冷却结构，电池冷却结构包括电池模组、上液冷板和下液冷板，所述电池模组中电芯的极柱及防爆阀区域位于所述电池模组的上端面；上液冷板位于所述电池模组的上端面且与所述电池模组换热接触，所述上液冷板上具有用于避让所述电芯的极柱及防爆阀区域的镂空结构；下液冷板位于所述电池模组的下端面且与所述电池模组换热接触。上述电池冷却结构，通过在上液冷板上设置用于避让电芯的极柱及防爆阀区域的镂空结构，在电池模组的上端面布置上液冷板的基础上，从空间上避让了电芯极柱所在的位置及防爆阀区域，利于极柱汇流排焊接，保证防爆阀作用。实现电池模组的上下端面均散热的效果，提高电池模组的冷却效果，满足散热需求。

再例如，中国专利CN213042970U公开了一种带温控的电池模组，该带温控的电池模组包括底座、电池和端板。底座包括由铝型材一体化成型的底板和两块侧板。两块侧板分别竖直相对设置于底板的两边，使得底座呈U形结构。底板上设有加热板槽和冷却板槽。加热板槽内设置有加热板。冷却板槽内设置有液冷板。电池沿着两块侧板之间的中心线方向按顺序依次排列在底座上，并设于两块侧板之间的底板上。两块侧板的间距与电池的宽度相匹配，使得电池排列而成的电池排两边受限于两块侧板。电池排两端分别受限于两块端板。端板设置在底座上，并与底板固定连接。本实用新型通过由铝型材一体化成型的底座代替传统电池模组的底板以强化电池模组底板的物理强度。

上述电池冷却结构能够对电池本体进行有效散热，但是，上述冷却结构只能对箱体内的电池热量进行处理，无法在箱体外对电池热量进行处理，同时，该种冷却方式无法对电池的热量集中处进行及时有效的处理，冷却效率较低，冷却能耗较大。此外，该种温控方式结构复杂，还需占用电池箱体内的较大空间。

发明内容

为解决现有电池温控装置无法在箱体外对电池热量进行处理，同时，箱体内冷却能耗较大、冷却效率较低，结构复杂以及占用空间的问题，本实用新型提供一种储能系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种储能系统，包括箱体、温控单元和多个电池；多个电池设置在箱体内，且每个电池的极柱上均设置有通槽；所述温控单元包括重力型热管、散热组件和多个传热热管；单个传热热管的一段设置在至少一个电池的极柱通槽内，另一段与重力型热管实现热交换，且极柱与重力型热管之间绝缘；所述重力型热管的蒸发段设置在箱体内，与至少一个传热热管实现热交换，冷凝段设置在箱体外，将电池热量从箱体内传递至箱体外；所述散热组件包括散热翅片和/或液冷装置，且散热翅片和/或液冷装置设置在重力型热管的冷凝段，对重力型热管传递的电池热量进行处理。

进一步地，所述温控单元还包括液冷温控组件；所述液冷温控组件包括单路循环管路，所述单路循环管路折弯形成并排设置的进液管和回液管，所述并排设置的进液管和回液管与多个传热热管实现热交换，或者，所述液冷温控组件包括两路循环管路，所述两路循环管路分别设置在电池的两侧，并折弯形成并排设置的进液管和回液管，分别与电池的两侧的多个传热热管进行热交换，

进一步地，所述温控单元还包括液冷温控组件；所述液冷温控组件包括两路循环管路，所述两路循环管折弯形成两路进液管和回液管，其中一路循环管路的进液管与另一路循环管路的回液管与电池一侧的多个传热热管进行热交换，一路循环管路的回液管与另一路循环管路的进液管与电池另一侧的多个传热热管进行热交换。

进一步地，所述通槽的断面呈C字形或U字形，所述通槽的深度小于传热热管的直径，所述传热热管直径与通槽最宽处的比为1:1.05～1:1.1。

进一步地，所述电池的极柱包括侧壁、第一端面和第二端面，所述通槽设置在侧壁或第一端面上，所述通槽的槽底与第二端面之间的最小距离为7～12mm，所述通槽设置在第一端面时，所述通槽将第一端面分为第一区域和第二区域，所述第一区域为电连接区，所述第一区域面积与第一端面的面积比不低于50％。

进一步地，所述通槽表面设置有绝缘层，或者，所述传热热管的表面设置有绝缘层。

进一步地，所述箱体为密封式箱体。

进一步地，所述液冷装置包括液冷板或液冷管，多个散热翅片一体设置在液冷板的侧壁或液冷管的外壁上，且多个散热翅片沿传热方向延伸，且沿传热方向的垂直方向依次排布，所述传热方向为重力型热管由箱体内延伸至箱体外的方向。

进一步地，所述箱体的外侧设置有至少一个散热通道，所述散热通道内设置至少一个排风扇，所述散热组件设置在散热通道内，所述排风扇用于将散热组件的热量通过气流带走。

进一步地，所述重力型热管、循环管路和传热热管通过换热组件实现热交换，所述换热组件包括依次设置的第一压板、绝缘换热件和第二压板，所述传热热管设置在第一压板的凹槽内，所述重力型热管、进液管和回液管设置在第二压板和绝缘换热板之间。

进一步地，所述绝缘换热件为绝缘换热板或导热绝缘垫，所述绝缘换热板为导热陶瓷板，所述导热绝缘垫为导热硅胶垫，所述传热热管在第一压板的凹槽内挤压变形，使得传热热管靠近绝缘换热件的一面被挤压为平面，用于增加热传递效率。

进一步地，所述第二压板和绝缘换热板之间还设置有导热板，所述进液管和回液管设置在绝缘换热板和导热板之间，所述重力型热管设置在导热板和第二压板之间。

进一步地，所述重力型热管内的工作液体的体积为重力型热管内腔体积的30％～50％。

和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：

本实用新型将电池的热量通过重力型热管传递至箱体外侧，通过箱体外侧的散热组件对该热量进行处理，该方式不仅能够避免电池热量集中在箱体内，对箱体内的电池产生影响，还能够充分利用外部环境的温度，减少了温控的能耗。同时，电池的温度主要集中于极柱上，本实用新型将传热热管设置在电池极柱上，当电池温度过高时，传热热管将极柱的热量及时导出，使极柱的温度能够得到有效控制，该种方式可有效对电池温度最高处的热量进行及时处理，避免电池热量集中，进而避免因电池局部温度过高导致的温度不均衡而对电池产生的损害，从而能够使电池的热量达到均衡，散热效果好。

此外，本实用新型电池的温控单元只需将传热热管设置在极柱上，散热组件设置箱体外侧，该种方式结构简单，只占用箱体内部较小的安装空间，且温控效果较好，对于电池的安全、稳定运行有重要意义。

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为本实用新型实施例中温控单元的原理图；

图2为本实用新型实施例中储能系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中箱体设置散热通道的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中散热组件为散热翅片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中散热组件为液冷装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中散热组件为液冷装置和散热翅片结合的示意图；

图7为本实用新型实施例中散热组件为TEC的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中重力型热管的设置示意图；

图9为本实用新型实施例中传热热管与重力型热管配合的示意图；

图10为本实用新型实施例中单个电池的结构示意图；

图11为本实用新型实施例中多个电池极柱上设置传热热管的结构示意图；

图12为本实用新型实施例中电池极柱的结构示意图一；

图13为本实用新型实施例中电池极柱的结构示意图二；

图14为本实用新型实施例中电池极柱的尺寸定义示意图一；

图15为本实用新型实施例中电池极柱的尺寸定义示意图二；

图16为本实用新型实施例中绝缘换热件的结构示意图；

图17为本实用新型实施例中液冷温控组件与传热热管、重力型热管配合的示意图；

图18为本实用新型实施例中进液管与回液管并排设置示意图；

图19为本实用新型实施例中电池单侧设置液冷温控组件的示意图；

图20为本实用新型实施例中电池两侧设置液冷温控组件的示意图一；

图21为本实用新型实施例中电池两侧设置液冷温控组件的示意图二。

附图标记：1-电池，2-箱体，3-传热单元，4-散热组件，5-传热热管，6-绝缘换热件，7-液冷温控组件，11-极柱，12-通槽，21-散热通道，22-排风扇，31-重力型热管，71-进液管，72-回液管，73-冷暖机，41-液冷装置，42-散热翅片，43-TEC制冷器，111-侧壁，112-第一端面，113-第二端面，114-第一区域，61-第一压板，62-导热陶瓷板，63-第二压板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。

如图1至图9所示，本实用新型提供的储能系统包括箱体2、温控单元和多个电池1；多个电池1设置在箱体2内，每个电池1的极柱11上设置有通槽12；温控单元包括传热单元3、散热组件4和多个传热热管5，传热单元3包括重力型热管31；单个传热热管5的一段设置在至少一个电池的极柱通槽12内，另一段与重力型热管31进行热交换，将电池热量传递至重力型热管31；重力型热管31的蒸发段设置在箱体内，与至少一个传热热管5实现热交换，冷凝段设置在箱体2外，将电池1热量从箱体2内传递至箱体2外，散热组件4设置在箱体2外，将重力型热管31传递的电池热量进行处理。

由于电池1的温度高点在极柱11上，本实用新型将传热热管5设置在电池1的极柱11上，该传热热管为有芯热管，单个传热热管5设置在多个电池的连通的通槽内，即单个传热热管5与多个电池极柱配合，或者，多个传热热管5对应设置在多个电池的通槽内，即多个传热热管5与多个电池的极柱配合。当电池1的极柱11温度过高时，传热热管5将极柱11的热量及时导出，并与重力型热管31实现热交换，随后将其传递至箱体2外侧，在箱体2外侧实现热量散出。该种温控方式尽可能利用外部环境的热量，使得电池温控的能耗大幅降低，同时也避免了电池热量在箱体2内集中对箱体2内的电池1产生损害。此外，该电池中除传热热管5和部分重力型热管31设置在电池1内，其余部件均设置在箱体2外，因此具有结构简单，成本较低，不占用箱体2内部的空间的特点。

为适用不同的使用环境，同时为增加电池1的使用寿命，该箱体2为密封式箱体。密封式箱体不仅能够提高防护等级，避免外部灰尘、水汽进入箱体2内，对箱体2内的电池1产生影响，更重要的是密封后箱体内相对处于隔离外部环境的状态，受外界环境温度变化的影响较小。

如图3至图6所示，本实用新型散热组件4可为不同结构形式的装置，只要能够将重力型热管31传递的热量与外部环境或外部设备进行交换即可，该散热组件4具体设置在重力型热管31位于箱体2外的部分。具体的，该散热组件4可为散热翅片42，该散热翅片42设置在重力型热管31的冷凝段，将重力型热管31传递的热量通过散热翅片42的散热面散出。或者，该散热组件4可为排风扇，通过排风扇对重力型热管31位于箱体2外的部分与环境气流进行热交换，使得热量被环境中的气流快速带走。该散热组件4也可为散热翅片42与排风扇的组合，散热翅片42设置在重力型热管31的末端，通过排风扇进一步对散热翅片42进行热交换。或者，该散热组件4还可为液冷装置，重力型热管31插入液冷装置中或充分与液冷装置接触。由于上述散热组件4设置在箱体2外，此种设置使得散热组件4能够与外部环境进行热交换，充分利用外部环境的温度，从而节约了能源。

如图6所示，在本实用新型优选的实施例中，散热组件4包括液冷装置41和多个散热翅片42，且散热翅片42和液冷装置41设置在重力型热管31位于箱体2外的部分。液冷装置41具体包括液冷板或液冷管，散热翅片42设置在液冷板的侧壁或液冷管的外壁上，且与液冷板或液冷管一体设置。将液冷装置41和散热翅片42一体设置，使得散热单元4可通过主动和被动两种方式实现电池热量的处理，被动温控时，电池的热量通过传热单元3首先传递至液冷板或液冷管，通过设置在液冷组件41外侧的散热翅片42将其散出。若电池的温度超过设定阈值，需要主动温控，则将液冷装置41中的冷却液进行循环，通过冷却液带走电池传递的热量。通过液冷装置41和散热翅片42对电池进行组合式主动散热和被动散热，该种方式既能够保证电池的热量能够得到有效释放，同时温控成本较小，能够有效节约能源，避免了只采用主动冷源(液冷装置41)时浪费能源，还避免了只采用被动冷源(散热翅片42)时电池温度不能得到及时控制的缺陷。且多个散热翅片沿传热方向延伸，且沿传热方向的垂直方向依次排布，传热方向为传热单元3由箱体2内延伸至箱体2外的方向，该种设置使得散热翅片与外部环境进行充分热交换，使得换热效率有所提升。

此外，为使得电池传递的热量实现定向传递，同时提高散热组件4的散热效率，也为了增加散热组件4的使用寿命，可在箱体2的外侧设置有至少一个散热通道21，散热组件4设置在散热通道21内，同时，在散热组件4内设置若干个排风扇22，排风扇22用于将散热组件4的热量通过气流带走。电池在充放电过程中能够产生大量的热，为了能够把热量散掉，尽可能的利用环境温度，所以设置散热通道，另外加排风扇，这样即使在气温为40℃的高温情况下，也能够证电池的温度在50℃以下，为防止偶然温度过高的情况，设置液冷装置，防止外界温度过高或过低的情况下影响电池性能。电池温度控制，主要解决能耗的问题，采用空调等制冷设备，能耗很高，所以尽可能利用环境温度对电池的温度进行控制。本实用新型方案在气温非极端情况下采用排风扇利用环境温度为电池降温，在极端情况下温度过高或者过低的时候，才启动冷暖机进行加热或制冷，这样能够最大化利用环境温度，减少了能耗。

如图7所示，在其他实施例中，可通过压缩制冷器或TEC制冷器43对传热单元3传递的热量进行散发。

如图8和图9所示，本实用新型传热单元3可采用不同结构或材料制作的构件。例如，可采用重力型热管、导热铝板、导热铜板、导热陶瓷板、水冷板、水冷管等，只要其能够将传热热管5的热量传递至箱体2外侧即可。优选的，上述传热单元3为重力型热管31，该重力型热管31的蒸发段设置在箱体2内，与传热热管进行热交换，冷凝段设置在箱体2外，且散热组件4设置在重力型热管的冷凝段。传热热管5中的烧结铜粉具有很强的毛细作用，所以传热热管5的放置方向可横向、垂直和倾斜，均不影响传热热管5的传热。如果单独使用传热热管5传热，当外界温度过高时，外界的高温可以通过传热热管5传至电池1，使电池1内部的热量增加。而重力型热管是一种特殊的热管，其热量的传递具有定向性，即热量只能从一端传递至另一端，即从蒸发段传递至冷凝端，因此，本实用新型电池采用重力型热管实现热量的定向传递，重力型热管的介质是通过重力作用来进行传热的，垂直使用时，外界高温传不到电池1内部。因此，传热热管5和重力型热管配合使用，可以达到既能降温，又可以阻止外部的热量传至电池1内部的效果。具体安装时，将重力型热管的蒸发段设置在箱体2内，用于与传热热管5进行热交换，将重力型热管的冷凝端设置在箱体2外，用于与散热组件4进行热交换，该种热交换方式的热量传递具有方向性，此时外部的热量不会通过冷凝端传递至电池1内，即热量只能从箱体2内向箱体2外传递，而不能将热量从箱体2外向箱体2内传递，从而避免箱体2外部的热量通过重力型热管31传递至箱体2内，进而影响箱体2内的电池。

此外，电池的温度过低时，还可在重力型热管的蒸发段上设置加热装置，该加热装置可对重力型热管进行加热，从而将热量传递至电池，使得电池的温度在最佳范围内，上述加热装置可为TEC半导体制冷器、加热丝、加热片、液体循环管路中的一种。

本实用新型重力型热管内工作液体的体积为重力型热管内腔体积的30％～50％，使得与重力型热管连接的多个传热热管5均能够实现很好的热交换，从而避免靠近重力型热管冷凝段的传热热管5热交换效果较差。此外，本实用新型重力型热管与散热组件4连接的部分可以为直线状，即重力型热管不进行弯折，直接与散热组件4连接内，此时，重力型热管的传热效果最好，为方便安装，可也对重力型热管的冷凝段进行弯折，散热组件4设置在弯折的部分。

由于上述电池极柱11为电池的电流引出端子，其为导电体，而将电池极柱11的热量依次通过传热热管5、传热组件3传导至散热组件4时，需注意极柱11与传热组件3之间的绝缘处理，该绝缘处理可在传热热管5与极柱11之间绝缘，也可在传热热管5与传热组件3之间绝缘，若在传热热管5与极柱11之间绝缘，具体可在通槽表面设置有绝缘层或者在传热热管5的表面设置有绝缘层，该种绝缘方式结构简单，设置方便，只需设置绝缘涂层或包覆绝缘膜即可。

如图8、图9和图16所示，在其他实施例中，本实用新型储能系统中传热热管5与重力型热管通过绝缘换热件6实现交换，绝缘换热件6可为不同结构形式的组件，只要能够实现传热热管5与重力型热管的绝缘且热量交换即可。该绝缘换热件6优选为绝缘换热板或导热绝缘垫，绝缘换热板可为导热陶瓷板62，导热绝缘垫可为导热硅胶垫。在安装时，绝缘换热板或导热绝缘垫的两侧还设置有第一压板61和第二压板63，传热热管5设置在第一压板61上，重力型热管设置在第二压板63和绝缘换热板之间。优选的，上述导热陶瓷板62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、氧化铍陶瓷板中的一种。本实用新型采用导热陶瓷板62或导热绝缘垫实现传热，该导热陶瓷板62或导热绝缘垫在具有优良的热传导效率时，还同时具备良好的绝缘性能，使得绝缘换热件6在具有良好热传导性能和绝缘性能的同时，还具有结构简单，体积和质量较小的优点。

为了更进一步增加绝缘换热板的换热性能，以及使得其拆卸和安装方便，还可在第一压板61上设置有凹槽，传热热管5设置在该凹槽内。上述凹槽的形状可为多种，优选的，上述凹槽为半圆形凹槽或弓形凹槽，传热热管5在凹槽内被挤压和变形，使得传热热管5靠近导热陶瓷板62的一面被挤压为平面，使得其与绝缘换热板紧密接触，实现良好的热交换和稳固的安装，上述第一压板61、第二压板63具体可采用绝缘材料制作，例如塑料压板、pp压板、pe压板、尼龙压板、PC压板、陶瓷压板、树脂压板等。

为进一步增加电池的散热效果，本实用新型温控单元还包括液冷温控组件，液冷温控组件设置在传热热管与重力型热管的换热处，也对传热热管传出的热量进行主动交换。本实用新型电池包括多个电池，多个电池串联或并联，为使电池运行在较佳温度，就需要保证各电池温度的一致性。为保证各电池温度的一致性，现有技术一般采用并联式液冷管道进行冷却，但是并联管路的每个支路的流量并不一致，必须保持一致才能够均匀冷却，根据流量Q＝SV(管路截面积x液体流速),必须在每个支路设置流量调节阀以及流量计来调节流量，才能使支路流量一致，这样使得单个电池的温控系统结构较为复杂且成本相对较高，如果需要更多的电池进行冷却，那么成本会更高。

基于此，如图17至图21所示，本实用新型提供一种结构简单且成本较低的方案来解决多个极柱之间散热不均等的问题。将多个电池的传热热管5与并排设置的进液管71与回液管72进行换热，此时即可能够保持各层电池之间的换热量均匀，该种方式结构简单，不需要在每条管道设置流量计和节流阀调节流量。具体的，整个液冷温控组件采用单路循环管路或两路循环管路，单路循环管路或两路循环管路形成并排设置的进液管71与回液管72，将多个传热热管与同一组并排设置的进液管71与回液管72进行换热。该进液管71和回液管72可为同一循环管路的进液管71和回液管72，也可为不同循环管路的进液管71和回液管72。本实用新型将进液管71和回液管72并排设置，此时，不同电池之间的传热热管与并排设置的进液管71与回液管72进行换热，多个电池之间的传热热管与进液管71和回液管72进行换热的换热量是相同的，即可保证不同电池的温度均一性。

该液冷温控组件包括单路循环管路或两路循环管路，若为单路循环管路，单路循环管路折弯形成并排设置的进液管和回液管，也就是说，将单条单路循环管路沿其某一点折弯，折弯后的一部分为进液管，另一部分为回液管，此时进液管和回液管并排并列设置，并排设置的进液管和回液管与电池一侧的传热热管通过换热组件实现热交换。

若液冷温控组件包括两路循环管路，两路循环管路分别设置在电池的两侧，并折弯形成并排设置的进液管和回液管，分别与电池两侧的多个传热热管进行热交换；或者，两路循环管路折弯形成两路进液管和回液管，其中一路循环管路的进液管与另一路循环管路的回液管与电池一侧的多个传热热管进行热交换，一路循环管路的回液管与另一路循环管路的进液管与电池另一侧的多个传热热管进行热交换。

具体的，如图19所示，液冷温控组件包括单路循环管路，单路循环管路折弯形成并排设置的进液管71和回液管72，并排设置的进液管71和回液管72与多个电池一侧的传热热管5实现热交换。

如图20所示，液冷温控组件包括分别设置在电池两侧的两路循环管路，即第一管路和第二管路，第一管路设置在电池的左侧，并折弯形成并排设置的进液管71和回液管72，分别与电池的左侧的多个传热热管5进行热交换，第二管路设置在电池的右侧，并折弯形成并排设置的进液管71和回液管72，分别与电池的右侧的多个传热热管5进行热交换。

如图21所示，该液冷温控组件包括两路循环管路，分别为第一管路和第二管路，第一管路和第二管路在电池顶端折弯形成两路进液管和回液管，第一管路的进液管71和第二管路的回液管72设置在电池的左侧，分别与电池的左侧的多个传热热管5进行热交换，第一管路的回液管72和第二管路的进液管71设置在电池的右侧，分别与电池的右侧的多个传热热管进行热交换。

此外，上述温控单元还包括冷暖机73，冷暖机73与循环管路连接，以使循环管路内的循环介质循环。其中，两条循环管路可以与一个冷暖机连接，即冷暖机具有两个进液口和两个出液口，或者，两条循环管路可以与两个冷暖机连接，两个冷暖机分别使两个循环管路内的循环介质循环。

上述并排设置的进液管和回液管与多个电池的传热热管5进行换热，可使得多个电池的温度一致性较高。上述循环介质为液态介质，例如为水、乙二醇/水(50：50V/V)、丙乙烯乙二醇/水(50/50V/V)、甲醇/水(40/60wt/wt)、乙醇/水(44/56wt/wt)、甲酸钙/水(40/60wt/wt)等等。

如图18所示，以上液冷温控组件能够保证每层电池的温升基本一致，其原理如下：假设液体出口初始温度为t，经过第一个换热面吸收热量△Q，根据Q＝CM(T2-T1)，吸收热量△Q后，液体到达第二个换热面的温度升高△t，以此类推，共8个换热面，第8个换热面的吸收热量为8△t。每两个换热面与一个传热热管进行换热，即同一高度处的进液管71和回液管72与传热热管进行换热，第1个换热面和第8个换热面共吸收的热量为△Q+8△Q，第2个换热面和第7个换热面共吸收的热量为2△Q+7△Q，以此类推，到第4个换热面和第5个换热面共吸收的热量为4△Q+5△Q,上述换热面与传热热管均进行换热，与传热热管进行换热的进液管71和回液管72热热量和均为9△Q,然后该传热热管再与电池的极柱进行热交换，假设每个电池是相同的，工况一致的情况下，根据Q＝CM(T2-T1)，那么每层电池的温升基本一致，从而达到每层换热量均衡，即可保证不同电池的温度均一性。该换热装置是一种结构简单、成本低、散热效率高的装置。

如图10至如图13所示，由于电池1的温度主要集中于极柱11上，本实用新型在极柱11上设置通槽12，以在通槽12内放置传热热管5，使极柱11的温度能够得到有效控制，进一步在极柱11的第一端面112上设置电连接区，使其能够通过该电连接区上安装极板以实现多个单体电池1的串联或并联。该种结构实用性强、易操作，能够使电池的热量均衡，散热效果好，成本低。为使得传热热管更好的与极柱11进行配合，使得二者热交换效率更好，可对极柱11进行以下进一步限定：

本实施例中的极柱11为柱状体，柱状体包括第一端面112、第二端面113和侧壁111，第一端面112或侧壁111上至少设置有一个通槽12，以安装传热热管5，即通槽12的开口位于第一端面112或侧壁111上。第一端面112设置有电连接区，第二端面113用于设置导电连接部，以与电池1壳体内的电极组件电连接。N个电池1的极柱11的通槽12依次排列，传热热管5设置在多个通槽12内。

如图14和图15所示，极柱11的高度为h1，通槽12最低处至第二端面113的距离为h2，通槽12最宽处为h3，通槽12深度为h4。优选的，通槽12的断面呈C字形或U字形，通槽12断面呈C字形时，其开口宽度小于通槽12的最宽处h3，这样的设计有利于传热热管5过盈卡接在通槽12内，C字形通槽12其两端形成的弧度具有自然张力，有利于将传热热管5紧密卡接在通槽12。通槽12断面呈U字形时，其开口宽度与通槽12的最宽处h3较为接近，便于放置传热热管5，且能够提供足够的操作空间使专用工装将传热热管5整平或将传热热管5与通槽12贴合的更加紧密。

如图12和图13所示，通槽12可置于极柱11的第一端面112上，此时第一端面112除通槽12开口处的空缺外全部作为电连接区，用以连接极板。通槽12也可置于极柱11的侧壁111上，此时第一端面112全部作为电连接区，用以连接极板。当通槽12的开口位于侧壁111时，可同时在极柱11侧壁111设置两个相对的通槽12，以增加传热热管5放置数量，提高极柱11的传热效率。若电连接区的面积过小，使得极柱11的载流面积变小，会提升极柱11的温度，在一些实施方式中，为了增大电连接区的面积，将通槽12偏心设置。如图7所示，通槽12将第一端面112分为第一区域114和第二区域，第一区域114为电连接区，第一区域114面积占第一端面112的面积比不低于50％。这样的设计可有效的使电连接区面积增大，提高载流面积。需要说明的是，第一端面112的面积中包含了因通槽12开口而缺失的部分面积，即第一端面112的面积等同于第二端面113的面积。

如图12和图13所示，极柱11平行高度方向上的横切面可为圆形、矩形或跑道形，依据不同的电池1型号选择不同形状的极柱11，亦可为其他不同形状，本实施例中不再穷举。

如图14和图15所示，极柱11的第二端面113靠近电极组件，为了更好的控制电池内部的温度，传热热管5的设置应尽量贴近第二端面113。为适应大部分市面上常用的电池1，本实施例中极柱11的高度h1为20mm-25mm，通槽12的最低处与极柱11第二端面113之间的距离h2为7-12mm，这样的设置能够使传热热管5尽量贴近极柱11温度最高点以进行传热。传热热管5的直径小于通槽12的最宽处，有利于传热热管的安装，安装后挤压使传热热管5与通槽12紧密贴合，传热热管5的直径与通槽12最宽处h3的比为1:1.05-1:1.1。例如，传热热管5的直径为φ10，则其直径的尺寸为10mm，通槽12的最宽处h3则为10.5mm～11mm，使传热热管5置于极柱11的通槽12内，挤压后且紧密贴合通槽12，提高传热效率。

如图14所示，可将通槽12的深度h4小于传热热管5的直径设置，以使传热热管5略突出于极柱11的表面，有利于将传热热管5整平使其与通槽12紧密接触。

此外，还可在通槽12表面设置有绝缘层，可以涂覆绝缘材料或者贴硅胶层、橡胶层等，也可以在传热热管5上设置绝缘层，以使金属材质的传热热管5与极柱11绝缘安装。

此外，上述电池1为方壳电池时，通槽12的长度与盖板的宽度之比为0.7:1～0.9:1。通槽12的延伸方向与单体电池1壳体盖板的宽度方向平行，有利于在多个单体电池1并联连接时，将一根传热热管5固定在一组极柱11上。通槽12的长度与盖板的宽度比为0.7:1～0.9:1，有利于增加传传热热管与通槽12的接触面积，加强传热效果。

以下对电池中将传热热管设置在极柱11通槽后，对其各项性能参数进行了汇总分析：

如表1所示，结合图10、图11、图14和图15所示，标注h2的部分为通槽12最低处至第二端面113的距离。在通槽12放置传热热管5后，利用测温仪对电池1和极柱11的温度进行了测试，发现随着h2数值的改变，电池1的极柱11和电池壳体温度发生了相应的变化。当h2小于7mm时，极柱11与上盖组件装配完成后，安装传热热管5的空间不足不予考虑，而h2大于13mm时，极柱11的温度虽然与未使用本实用新型的极柱11时相比所有下降，但电池1自身的温度不再持续降低。随着h2的数值增加，在7-12mm的区间内，极柱11的温度不高于34℃，电池壳体表面的温度也在36℃左右，整体温度控制相比未使用本实用新型极柱11的市面常规极柱11的电池1而言，极柱11温度最少降低了19.2％，电池壳体表面温度最少降低了4.7％，有效降低了电池1整体的温度，显著降低了极柱11的温度，安全性能得到了较大提升。

表1不同尺寸通槽下电池极柱和电池壳体表面温度

如表2所示，通槽12的长度与单体电池壳体盖板的宽度之比对于电池1的极柱11温度有较大影响，当h2固定为7mm时，传热热管5与极柱11的贴合面积越大，传热和散热效果越好，但最长不可超过盖板的宽度。在测试了不同长度的通槽12在电池1以1C充放时极柱11的温度后，对比未使用本实用新型极柱11的市面常规电池1的极柱11，可知极柱11表面温度最少降低了20.2％，本实用新型中的极柱11温度显著降低，安全性能得到了较大提升。

h5：h6	对比例	0.5:1	0.6:1	0.7:1	0.8:1	0.9:1
							极柱温度(℃)	42	33.5	32.6	31.7	30.4	29.8

表2不同尺寸通槽下电池极柱表面温度

如图12和图13所示,当第一端面112被通槽12分为第一区域114和第二区域后，第一区域114在第一端面112之间的占比越大，固定电池的极板的接触面积则越大，载流面积也就越大，载流效果越好，温升越小，优选占比不低于50％。

Claims (12)

1.一种储能系统，其特征在于，包括箱体、温控单元和多个电池；

多个电池设置在箱体内，且每个电池的极柱上均设置有通槽；

所述温控单元包括重力型热管、散热组件和多个传热热管；

单个传热热管的一段设置在至少一个电池的极柱通槽内，另一段与重力型热管实现热交换，且极柱与重力型热管之间绝缘；

所述重力型热管的蒸发段设置在箱体内，与至少一个传热热管实现热交换，冷凝段设置在箱体外，将电池热量从箱体内传递至箱体外；

所述散热组件包括散热翅片和/或液冷装置，且散热翅片和/或液冷装置设置在重力型热管的冷凝段，对重力型热管传递的电池热量进行处理。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述温控单元还包括液冷温控组件；

所述液冷温控组件包括单路循环管路，所述单路循环管路折弯形成并排设置的进液管和回液管，并排设置的进液管和回液管与多个传热热管实现热交换；

或者，所述液冷温控组件包括两路循环管路，所述两路循环管路分别设置在电池的两侧，并折弯形成并排设置的进液管和回液管，分别与电池两侧的多个传热热管进行热交换。

3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述温控单元还包括液冷温控组件；所述液冷温控组件包括两路循环管路，所述两路循环管路折弯形成两路进液管和回液管，其中一路循环管路的进液管与另一路循环管路的回液管与电池一侧的多个传热热管进行热交换，一路循环管路的回液管与另一路循环管路的进液管与电池另一侧的多个传热热管进行热交换。

4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述通槽的断面呈C字形或U字形，所述通槽的深度小于传热热管的直径，所述传热热管直径与通槽最宽处的比为1:1.05～1:1.1。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述电池的极柱包括侧壁、第一端面和第二端面，所述通槽设置在侧壁或第一端面上，所述通槽的槽底与第二端面之间的最小距离为7～12mm，所述通槽设置在第一端面时，所述通槽将第一端面分为第一区域和第二区域，所述第一区域为电连接区，所述第一区域面积与第一端面的面积比不低于50％。

6.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述通槽表面设置有绝缘层，或者，所述传热热管的表面设置有绝缘层。

7.根据权利要求2至6任一所述的储能系统，其特征在于，所述液冷装置包括液冷板或液冷管，多个散热翅片一体设置在液冷板的侧壁或液冷管的外壁上，且多个散热翅片沿传热方向延伸，且沿传热方向的垂直方向依次排布，所述传热方向为重力型热管由箱体内延伸至箱体外的方向。

8.根据权利要求7所述的储能系统，其特征在于，所述箱体的外侧设置有至少一个散热通道，所述散热通道内设置至少一个排风扇，所述散热组件设置在散热通道内，所述排风扇用于将散热组件的热量通过气流带走。

9.根据权利要求8所述的储能系统，其特征在于，所述重力型热管、循环管路和传热热管通过换热组件实现热交换，所述换热组件包括依次设置的第一压板、绝缘换热件和第二压板，所述传热热管设置在第一压板的凹槽内，所述重力型热管、进液管和回液管设置在第二压板和绝缘换热板之间。

10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述绝缘换热件为绝缘换热板或导热绝缘垫，所述绝缘换热板为导热陶瓷板，所述导热绝缘垫为导热硅胶垫，所述传热热管在第一压板的凹槽内挤压变形，使得传热热管靠近绝缘换热件的一面被挤压为平面，用于增加热传递效率。

11.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述第二压板和绝缘换热板之间还设置有导热板，所述进液管和回液管设置在绝缘换热板和导热板之间，所述重力型热管设置在导热板和第二压板之间。

12.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述箱体为密封式箱体，所述重力型热管内的工作液体的体积为重力型热管内腔体积的30％～50％。