CN220585309U - 一种电池储能单元温度冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池储能单元温度冷却系统，涉及电池散热技术领域，包括冷却液循环组件、热交换元件、制冷剂循环组件和若干冷却板，冷却液循环组件内的冷却液和制冷剂循环组件内的制冷剂在热交换元件内进行热交换，冷却液循环组件与冷却板相通，并用于向冷却板内通入热交换后的低温冷却液，冷却板的一侧用于接触电芯，制冷剂循环组件用于对高温制冷剂冷却。本实用新型冷却效率高，冷却安全性好，进而降低电池的使用风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池散热技术领域，具体是涉及一种电池储能单元温度冷却系统。
背景技术
在“双碳”政策背景下，电力结构逐步优化调整，新能源发电装机量持续上升，储能市场加速发展。磷酸铁锂动力电池是世界上目前装机规模最大的电化学储能技术，但安全问题仍未解决，尤其是储能电站的火灾事故造成严重的人员伤亡和经济损失。储能电站事故主要原因有：锂电池自身及能量管理系统的缺陷；锂电池电芯内部热失控；锂电池充放电散热不畅。
电池作为电化学储能的核心部件，具有较大的热失控风险容易，引发大面积电池组热失控，因此，从安全性角度看，储能系统的热管理极具重要。高效的热管理技术是保证电池储能系统持续安全运行的关键。热管理：进行温度控制，提升电池运行期间的稳定性，使电池在运行状态时，维持在安全运行参数范围，避免进入热失控状态。电池的寿命与温度息息相关，电池长期运行温度不一致容易导致电池包、电池簇串并联失配，电池生命周期内利用率低、储能系统容量失配，导致“充不满、放不完”的充放电能力差现象。
目前，电池储能系统的冷却手段有风冷，然而风冷所涉及的冷却结构简单、便于安装、成本较低，但冷却效率不高，不能满足储能系统散热，导致电池组之间的温差偏大，即电池散热不均匀。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电池储能单元温度冷却系统，以解决上述现有技术存在的问题，冷却效率高，冷却安全性好，进而降低电池的使用风险。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供了一种电池储能单元温度冷却系统包括冷却液循环组件、热交换元件、制冷剂循环组件和若干冷却板，所述冷却液循环组件内的冷却液和所述制冷剂循环组件内的制冷剂在所述热交换元件内进行热交换，所述冷却液循环组件与所述冷却板相通，并用于向所述冷却板内通入热交换后的低温冷却液，所述冷却板的一侧用于接触电芯，所述制冷剂循环组件用于对高温制冷剂冷却。
优选的，所述冷却液循环组件包括循环泵和冷却液，所述循环泵与所述冷却板之间、所述冷却板与所述热交换元件之间，以及所述热交换元件与所述循环泵之间均通过管道连通，所述循环泵用于将所述冷却板内的高温冷却液泵入所述热交换元件内。
优选的，所述制冷剂循环组件包括冷凝器、压缩机、电磁阀门和制冷剂，所述压缩机与所述热交换元件之间、所述热交换元件与所述冷凝器之间，以及所述冷凝器与所述压缩机之间均通过管道连通，所述电磁阀门安装于所述冷凝器与所述热交换元件之间，所述压缩机用于将热交换元件内的高温制冷剂压缩并输送至所述冷凝器内。
优选的，所述热交换元件为板式热交换器。
优选的，所述冷却板与所述电芯之间设有导热硅脂层。
优选的，所述冷却板内设有冷却液通道，所述冷却液通道在所述冷却板的内腔盘设，且所述冷却液通道的两端分别形成进液口和出液口。
优选的，所述冷却板为铝型材制成。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
本实用新型提供的电池储能单元温度冷却系统，冷却液循环组件内的冷却液和制冷剂循环组件内的制冷剂在热交换元件内进行热交换，以通过低温制冷剂对高温冷却液降温，冷却液循环组件与冷却板相通，并用于向冷却板内通入热交换后的低温冷却液，制冷剂循环组件用于对高温制冷剂冷却，并使低温制冷剂与高温冷却液热交换，冷却液与电芯换热完成后升温，再与制冷剂进行热交换而降温，冷却板的一侧用于接触电芯，进而对电芯散热，给电芯的接触部位降温并使其逐渐传导至其它部位，通过冷却板将循环流动的冷却液进行封装，而使冷却液不与电芯直接接触，相互独立工作，安全可靠。
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是实施例一中电池储能单元温度冷却系统的结构示意图；
图2是实施例一中冷却板的结构示意图；
图3是实施例二中电池包的结构示意图；
图4是实施例三中电池簇的结构示意图；
图5是实施例四中电池集装箱的结构示意图；
图中：1-循环泵，2-热交换元件，3-压缩机，4-冷凝器，5-电磁阀门，6-冷却板，7-导热硅脂层，8-电芯，9-冷却液通道，10-电池包，11-电池簇，12-进液主管，13-出液主管，14-电池集装箱，15-进液总管，16-出液总管。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本实用新型的目的是提供一种电池储能单元温度冷却系统，以解决现有的散热方式散热效果差，危险系数高的技术问题。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种电池储能单元温度冷却系统，包括冷却液循环组件、热交换元件2、制冷剂循环组件和若干冷却板6，冷却液循环组件内的冷却液和制冷剂循环组件内的制冷剂在热交换元件2内进行热交换，以通过低温制冷剂对高温冷却液降温，冷却液循环组件与冷却板6相通，并用于向冷却板6内通入热交换后的低温冷却液，制冷剂循环组件用于对高温制冷剂冷却，并使低温制冷剂与高温冷却液热交换，冷却液与电芯8换热完成后升温，再与制冷剂进行热交换而降温，冷却板6的一侧用于接触电芯8，进而对电芯8散热，给电芯8的接触部位降温并使其逐渐传导至其它部位，通过冷却板6将循环流动的冷却液进行封装，而使冷却液不与电芯8直接接触，相互独立工作，安全可靠，其中，电芯8即电池储能单元。
具体地，冷却液循环组件包括循环泵1和冷却液，循环泵1与冷却板6之间、冷却板6与热交换元件2之间，以及热交换元件2与循环泵1之间均通过管道连通，循环泵1用于将冷却板6内的高温冷却液泵入热交换元件2内，进而实现高温冷却液和低温制冷剂的热交换。
制冷剂循环组件包括冷凝器4、压缩机3、电磁阀门5和制冷剂，压缩机3与热交换元件2之间、热交换元件2与冷凝器4之间，以及冷凝器4与压缩机3之间均通过管道连通，电磁阀门5安装于冷凝器4与热交换元件2之间，压缩机3用于将热交换元件2内的高温制冷剂压缩并输送至冷凝器4内，以在冷凝器4内对高温制冷剂制冷，制冷后的低温制冷剂用于通入热交换元件2内与高温冷却液进行换热，电磁阀门5用于控制冷凝器4通入热交换元件2内的制冷剂的通断。
热交换元件2为板式热交换器。
冷却板6与电芯8之间设有导热硅脂层7。
如图2所示，冷却板6内设有冷却液通道9，冷却液通道9在冷却板6的内腔盘设，增大与电芯8的接触面积，提高散热效果和散热均匀性，冷却液通道9的两端分别形成进液口和出液口。
冷却板6为铝型材制成。
使用本实施例中的电池储能单元温度冷却系统，再通过设置温度传感器测温系统，经过中央控制系统，精准控制电磁阀门5出水冷却液的温度、流速、回水温差等，最终使电芯8工作在最佳温度区间15～35℃。
通过上述设计，可以实时控制电芯8温度，实现快速散热，通过间接接触方式对电芯8散热，最终控制电芯8工作在最佳温度区间15～35℃。相比于设置风冷散热系统，可有效提高散热效率，可使电池之间的堆叠更加紧密以提高能量密度，具备更强的散热性能，降低电池温差，降低热失控风险；保障电芯8适宜温度运行、提高电芯8运行环境一致性、延长电芯8循环使用寿命。
实施例二
如图3所示，本实施例提供一种电池包10，包括多个电芯8和实施例一中的电池储能单元温度冷却系统，多个电芯8堆叠设置，且冷却板6位于电池包10的底部。电芯8优选为60个，电芯8容量为3.2V/280Ah。
实施例三
如图4所示，本实施例三提供一种电池簇11，包括多个电池包10，且多个电池包10并列设置，一个电池包10的底部对应一块冷却板6，且各冷却板6的进液口通过一进液主管12连通，各冷却板6的出液口通过一出液主管13连通，多个冷却板6并联设置。电池包10优选为六个，冷却液在循环泵1驱动下通过进液主管12流动至六块冷却板6，并对电芯8冷却。
实施例四
如图5所示，本实施例提供一种电池集装箱14，包括多个电池簇11，且多个电池簇11并排设置，且各进液主管12的进液口通过一进液总管15连通，各出液主管13的出液口通过一出液总管16连通，多个电池簇11并联设置。电池簇11优选为六个，冷却液在循环泵1驱动下通过进液总管15流动至四个电池簇11的进液主管12处，冷却液收集电芯8热量后回流至热交换元件2换热。
本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (7)
1.一种电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：包括冷却液循环组件、热交换元件、制冷剂循环组件和若干冷却板，所述冷却液循环组件内的冷却液和所述制冷剂循环组件内的制冷剂在所述热交换元件内进行热交换，所述冷却液循环组件与所述冷却板相通，并用于向所述冷却板内通入热交换后的低温冷却液，所述冷却板的一侧用于接触电芯，所述制冷剂循环组件用于对高温制冷剂冷却。
2.根据权利要求1所述的电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：所述冷却液循环组件包括循环泵和冷却液，所述循环泵与所述冷却板之间、所述冷却板与所述热交换元件之间，以及所述热交换元件与所述循环泵之间均通过管道连通，所述循环泵用于将所述冷却板内的高温冷却液泵入所述热交换元件内。
3.根据权利要求1所述的电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：所述制冷剂循环组件包括冷凝器、压缩机、电磁阀门和制冷剂，所述压缩机与所述热交换元件之间、所述热交换元件与所述冷凝器之间，以及所述冷凝器与所述压缩机之间均通过管道连通，所述电磁阀门安装于所述冷凝器与所述热交换元件之间，所述压缩机用于将热交换元件内的高温制冷剂压缩并输送至所述冷凝器内。
4.根据权利要求1所述的电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：所述热交换元件为板式热交换器。
5.根据权利要求1所述的电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：所述冷却板与所述电芯之间设有导热硅脂层。
6.根据权利要求1所述的电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：所述冷却板内设有冷却液通道，所述冷却液通道在所述冷却板的内腔盘设，且所述冷却液通道的两端分别形成进液口和出液口。
7.根据权利要求1所述的电池储能单元温度冷却系统，其特征在于：所述冷却板为铝型材制成。
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