CN220400702U - 电池冷却系统和电池簇 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池冷却系统和电池簇，涉及储能电池领域；其中，电池冷却系统包括电池架、电池包和储液箱；电池架设有多个容纳空间，多个容纳空间沿第一方向间隔布设；多个电池包放置于对应的容纳空间内，且每一电池包分别设有冷却室；储液箱分别与各冷却室连通并高于各冷却室设置，且储液箱放置于电池架上；本申请储液箱向各冷却室实时补足消耗的冷却液，达到提高冷却效果的目的。

Description

电池冷却系统和电池簇

技术领域

本申请涉及储能电池领域，具体而言，涉及一种电池冷却系统和电池簇。

背景技术

目前，随着我国能源消费结构的不断改善，储能电池行业呈现爆发式发展，储能系统的安全性及稳定性越来越引起大家的重视。储能电池在充放电应用的过程中由于欧姆热、极化热的存在，会产生大量的热量，这些热量如果不能及时扩散，堆积在电池内部一方面会造成储能电池界面副反应的速度增加，另一方面热量过度积累可能会引起电池热失控，因此高效的散热措施是储能电池设计必须要考虑的问题。

目前储能系统的散热方式主要有风冷和液冷两种。其中，风冷式主要通过空调制冷，冷却介质为空气，能效比低，设备占地面积大，储能电池温度一致性较差。液冷采用以水为冷却介质的冷却板，通过冷却板内流通的冷却介质与储能电池之间换热，热量需要通过电池外壳、冷却板后最终传递到冷却介质，再由冷却介质通过散热器将热量散出，其热传递的环节多，热阻大，换热效率低，导致对散热器性能要求较高。

实用新型内容

本申请的目的在于提供电池冷却系统和电池簇，能够解决储能电池的过热问题，延长储能电池的使用寿命。

第一方面，本实用新型提供一种电池冷却系统，包括电池架、电池包和储液箱；

所述电池架设有多个容纳空间，多个所述容纳空间沿第一方向间隔布设；

多个所述电池包放置于对应的所述容纳空间内，且每一所述电池包分别设有冷却室；

所述储液箱分别与各所述冷却室连通并高于各所述冷却室设置，且所述储液箱放置于所述电池架上。

在可选的实施方式中，所述储液箱与各所述冷却室之间设置有冷却管道，所述冷却管道与所述电池架固定连接。

在可选的实施方式中，所述冷却管道包括主管道和多个分管道，各所述分管道分别与所述主管道和对应的所述冷却室连通，所述主管道与所述储液箱连通。

在可选的实施方式中，所述主管道与所述储液箱之间设有第一阀，每一所述分管道与对应的冷却室之间设有第二阀，各所述第二阀均低于所述第一阀设置。

在可选的实施方式中，所述主管道还设有泄压阀，所述泄压阀位于所述主管道的一端，且所述泄压阀高于所述第一阀设置。

在可选的实施方式中，所述电池架包括多根第一杆和第二杆，各所述第一杆沿第一方向延伸，各所述第二杆垂直于各所述第一杆设置，且每一所述第二杆的两端分别与相邻所述第一杆固定连接，所述冷却管道与其中一根所述第一杆固定连接，所述电池包装设于至少两根所述第二杆上。

在可选的实施方式中，所述电池架还包括供所述电池包装设的安装板，所述安装板架设于至少两根所述第二杆，且该两根所述第二杆位于同一水平面。

在可选的实施方式中，所述电池包设有分别与所述冷却室连通的第一进液口和第一出液口，所述第一进液口与所述储液箱连通，所述第一出液口处设置有第三阀。

在可选的实施方式中，所述储液箱设有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口处设置有第四阀，所述第二出液口与各所述冷却室连通。

第二方面，本实用新型提供一种电池簇，包括多个电池和前述实施方式中所述电池冷却系统，多个电池彼此电连接，且每一所述电池分别放置于对应的所述冷却室内。

相比于现有技术，本申请的有益效果是：

首先，本申请通过容纳空间供多个电池包放置，且多个容纳空间沿第一方向间隔布设，形成电池簇，节约空间占用，且排布方式灵活。

其次，本申请中，每一电池包分别设有冷却室，该冷却室用于放置电池，表明本申请的电池采用浸没的方式进行冷却，冷却液包裹电池的外表面，提高散热效果和散热效率。

最后，本申请设置有储液箱，且储液箱位于本申请的最高处，可以利用重力的自然规律对冷却室进行冷却液的补充，无需额外设置泵，减少冷却液的浪费和消耗，结构简单，可行性佳。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了一些实施例中电池冷却系统的结构示意图；

图2示出了实施例一中电池包的结构示意图；

图3示出了实施例一中储液箱的结构示意图；

图4示出了实施例一中冷却管道的结构示意图；

图5示出了图4中A部放大图。

主要元件符号说明：

100-电池架；110-第一杆；120-第二杆；130-安装板；200-电池包；210-第一进液口；220-第一出液口；300-储液箱；310-第二进液口；320-第二出液口；400-冷却管道；410-主管道；420-分管道；500-高压箱；

10-第一阀；20-泄压阀；30-第三阀；40-第四阀。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例利用浸没的方式对电池进行全方位冷却处理，且本实施例采用油脂作为冷却液，油脂的种类包括但不限于变压器油、硅油、天然脂绝缘油等，采用油脂具有如下优势：

首先，油脂具有高击穿电压和良好的绝缘性，可以保证整个电池簇的安全性；其次，油脂具备良好的抗燃特性，燃点超过350摄氏度；再者，油脂的导热率高，有利于与电池进行热交换，从而提高冷却效率和冷却效果；综上，油脂作为冷却液具有良好的散热性，保证电池的稳定运行。

当然，由于油脂在运行过程中出现分解或漏液的现象，形成气体，导致本申请的冷却液不断减少，在长时间运转情况下，冷却液逐渐减少至无法对电池进行浸没。

请参阅图1，本实施例提供了一种电池冷却系统，该电池冷却系统包括电池架100、电池包200和储液箱300。

首先，电池架100设有多个容纳空间，多个容纳空间沿第一方向间隔布设；本实施例中，第一方向为竖直方向，在其他实施例不作此限制，为便于叙述和理解，电池架100包括最上端和最下端。

电池架100包括多根第一杆110和第二杆120，各第一杆110沿第一方向延伸，各第二杆120垂直于各第一杆110设置，且每一第二杆120的两端分别与相邻第一杆110固定连接，通过多根第一杆110和第二杆120的组合形成电池架100的框架。

本实施例中，第一杆110的数量为六根，六根第一杆110竖直放置，相邻两个容纳空间由两根第二杆120隔开，该两根第二杆120相对设置，且两根第一杆110位于同一水平面上。

其次，多个电池包200放置于对应的容纳空间内，本实施例中，电池包200装设于至少两根第二杆120上，即电池包200架设于相对的两根第二杆120，且水平放置，当然，每一水平面的第二杆120数量可以根据情况适量增加，从而提高电池包200的稳定性，防止电池包200在运输过程中倾倒掉落。

请一并参阅图2，每一电池包200分别设有冷却室(图中未示出)、第一进液口210和第一出液口220，冷却室分别与第一进液口210和第一出液口220连通，第一出液口220处设置有第三阀30。

当电池包200放置于电池架100上时，第一进液口210和第一出液口220位于第一杆110和第二杆120之间，即第一进液口210和第一出液口220为裸露状态，方便操作人员控制第一进液口210和第一出液口220的进液与出液。

若电池包200内的冷却液受污染或者电池包200需要进行检修时，打开第三阀30进行冷却液的排放，可以实现电池包200的快速抢修，且冷却液排放后降低了电池包200的重量，方便操作人员进行拆装和运输。

最后，请参阅图1，储液箱300分别与各冷却室连通并高于各冷却室设置，且储液箱300放置于电池架100上，为保持本实施例的整体性和平稳性，故将储液箱300亦放置于容纳空间内，且储液箱300位于电池架100的最上端。

本实施例通过储液箱300的设置，保证冷却液的充足状态，避免冷却液消耗过多后，电池包200未得到充分冷却导致的过热损坏。

具体来说，储液箱300与各冷却室之间设置有冷却管道400，冷却管道400与电池架100固定连接，本实施例中，冷却管道400与其中一根第一杆110固定连接。

请参阅图1、图2和图3，储液箱300设有第二进液口310和第二出液口320，第二进液口310处设置有第四阀40，在不拆卸电池包200的情况下对储液箱300进行补液，保证本实施例的运行稳定性，第二出液口320与各冷却室连通。

具体来说，第二出液口320通过第一进液口210与冷却室连通。

请一并参阅图4，冷却管道400包括主管道410和多个分管道420，各分管道420分别与主管道410和对应的冷却室连通，主管道410与储液箱300连通。

主管道410竖直放置，分管道420的数量与电池包200的数量相同且一一对应，且分管道420呈水平放置，分管道420的一端与主管道410连通，另一端与对应的冷却室连通，冷却液自储液箱300流出后，通过主管道410进行分流至各个分管道420，最后进入各个冷却室内。

由于电池包200水平放置，冷却管道400内的冷却液在进入电池包200后，能够将冷却室填充饱和，保证冷却室内装满冷却液，而不存在空隙。

针对冷却管道400与储液箱300和冷却室之间的冷却液流通与切断控制，本实施例中，主管道410与储液箱300之间设有第一阀10，具体来说，第一阀10位于第二出液口320处，从而实现冷却管道400与储液箱300之间的流通与切断控制，每一分管道420与对应的冷却室之间设有第二阀，各第二阀均低于第一阀10设置，本实施例中，各第二阀分别位于对应的分管道420的自由端，从而实现冷却管道400与冷却室之间的流通与切断控制。

在正常使用时，第一阀10和各第二阀均为常开状态，保证冷却液在冷却管道400内流通，当冷却室内的冷却液因分解或漏液减少时，利用重力的作用，能够对冷却室的冷却液进行及时的补充，维持冷却室充盈状态。

请一并参阅图5，主管道410还设有泄压阀20，泄压阀20位于主管道410的一端，且泄压阀20高于第一阀10设置，在保证分解的气体通过泄压阀20排出的同时，由于泄压阀20位于本实施例的最高位置，有效避免冷却液从泄压阀20漏出，保持泄压阀20的正常使用，减少冷却液浪费，节约成本。

当本实施例使用一定周期后，打开泄压阀20进行定期释放，防止冷却管道400内的气体过多，导致冷却液产生气泡而影响散热效果。

请参阅图1和图4，基于上述内容，这里就电池冷却系统的使用原理作进一步说明如下：

S100.将冷却管道400预装于电池架100上，使得每一分管道420的自由端朝向对应的容纳空间，并在每一分管道420的自由端装设第二阀；

S200.将第四阀40和第一阀10分别装设于储液箱300的第二进液口310和第二出液口320，将第三阀30装设于电池包200的第一出液口220；

S300.将各电池包200装设于同一容纳空间内的两根第二杆120上，并将储液箱300放置于电池架100最上端所在的容纳空间内；

S400.将第一进液口210与对应的第二阀对接，并将第一阀10与主管道410连通；

S500.打开第一阀10和第二阀，利用重力及时补充冷却室消耗的冷却液；

S600.当储液箱300的冷却液不足时，打开第四阀40并向内注入新的冷却液。

S700.当某一电池包200内的冷却液受污染或者电池包200需要进行检修时，关闭对应的第二阀，打开对应的第三阀30进行排放，排放完成后，关闭第三阀30并重新打开第二阀进行进液。

S800.当所有电池包200内的冷却液受污染时，关闭第一阀10，打开所有的第三阀30进行排放，排放完成后，关闭所有第三阀30并重新打开第一阀10进行进液。

实施例二

本实施例基于上述实施例作出改进，请参阅图1，电池架100还包括供电池包200装设的安装板130，安装板130架设于至少两根第二杆120，且该两根第二杆120位于同一水平面，即通过安装板130的设置，使得电池包200更为平稳地安装于第二杆120上，提高支撑力。

实施例三

本实施例基于上述实施例作出改进，请参阅图1，本实施例省略第二阀的布置，使得各分管道420与冷却室直接连通，一般来说，某一冷却室的冷却液受污染后，其他冷却室的冷却液极易发生污染的传播，操作人员直接关闭第一阀10，并打开各第三阀30，进行冷却系统的冷却液更换，减少阀门的设置，有利于节约设备成本。

实施例四

基于上述实施例，本实施例提供了一种电池簇，该电池簇包括多个电池和上述的电池冷却系统，多个电池彼此电连接，且每一电池分别放置于对应的冷却室内。

由于冷却室保持冷却液的充盈状态，因此，电池在冷却室内被冷却液浸没，实现电池的高效换热，提高换热效果，降低电池的温度，延长电池的使用寿命。

请参阅图1，该电池簇还包括高压箱500，高压箱500与各电池电连接，当第一方向为竖直方向时，高压箱500位于电池架100的最下端。

本实施例在保持电池正常运行的情况下，可直接对冷却室消耗的冷却液进行及时的补充，减少维修等待时间，提高工作效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池冷却系统，其特征在于，包括电池架、电池包和储液箱；

所述电池架设有多个容纳空间，多个所述容纳空间沿第一方向间隔布设；

多个所述电池包放置于对应的所述容纳空间内，且每一所述电池包分别设有冷却室；

所述储液箱分别与各所述冷却室连通并高于各所述冷却室设置，且所述储液箱放置于所述电池架上。

2.如权利要求1所述的电池冷却系统，其特征在于，所述储液箱与各所述冷却室之间设置有冷却管道，所述冷却管道与所述电池架固定连接。

3.如权利要求2所述的电池冷却系统，其特征在于，所述冷却管道包括主管道和多个分管道，各所述分管道分别与所述主管道和对应的所述冷却室连通，所述主管道与所述储液箱连通。

4.如权利要求3所述的电池冷却系统，其特征在于，所述主管道与所述储液箱之间设有第一阀，每一所述分管道与对应的冷却室之间设有第二阀，各所述第二阀均低于所述第一阀设置。

5.如权利要求4所述的电池冷却系统，其特征在于，所述主管道还设有泄压阀，所述泄压阀位于所述主管道的一端，且所述泄压阀高于所述第一阀设置。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的电池冷却系统，其特征在于，所述电池架包括多根第一杆和第二杆，各所述第一杆沿第一方向延伸，各所述第二杆垂直于各所述第一杆设置，且每一所述第二杆的两端分别与相邻所述第一杆固定连接，所述电池包装设于至少两根所述第二杆上。

7.如权利要求6所述的电池冷却系统，其特征在于，所述电池架还包括供所述电池包装设的安装板，所述安装板架设于至少两根所述第二杆，且该两根所述第二杆位于同一水平面。

8.如权利要求1至4中任意一项所述的电池冷却系统，其特征在于，所述电池包设有分别与所述冷却室连通的第一进液口和第一出液口，所述第一进液口与所述储液箱连通，所述第一出液口处设置有第三阀。

9.如权利要求1至4中任意一项所述的电池冷却系统，其特征在于，所述储液箱设有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口处设置有第四阀，所述第二出液口与各所述冷却室连通。

10.一种电池簇，其特征在于，包括多个电池和权利要求1至9中任意一项所述电池冷却系统，多个电池彼此电连接，且每一所述电池分别放置于对应的所述冷却室内。