CN220895617U - 浸没式液冷储能电池系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种浸没式液冷储能电池系统，包括冷却液供水干路、冷却液循环回路、电导率检测支路，冷却液循环回路包括首尾连接的一级进水管路与一级回水管路，冷却液循环回路上至少设置有多个电池簇；冷却液供水干路并联连接于一级回水管路；电导率检测支路并联连接于一级进水管路，且电导率检测支路的起始端至少设置于电池簇的进水口前。本申请通过在一级进水管路中增设电导率检测支路，从而实现对浸没式液冷储能电池系统中冷却液电导率的定期监控，进而提高储能电池的安全性。

Description

浸没式液冷储能电池系统

技术领域

本实用新型涉及储能电池冷却领域技术领域，具体涉及一种浸没式液冷储能电池系统。

背景技术

相关技术中，储能散热方法分为风冷和间接液冷。风冷是以低温空气为介质，利用冷风接触电池表面进行换热，风冷散热容易造成电池内部温度不均匀，且影响电池使用寿命。间接液冷的储能电池，则是采用在电池底部铺设液冷板的方式，这种冷却方式容易造成电池上部温度过高且需要增加液冷板，间接换热的冷却方式也限制了电池的充放电倍率。

浸没式的冷却方式直接将液冷将部件或者整机直接浸泡在液体中，再通过液体循环带走热量，可以有效解决电池散热问题。由于浸没式冷却中冷却液与电池直接接触，因此，冷却液的电导率对电池的正常运行至关重要。但是相关技术中对缺乏对冷却液电导率的定期监控系统，从而无法保证电池的安全性能。

综上所述，针对相关技术中因缺乏对浸没式液冷电池中冷却液电导率定期监控，而无法保证电池安全性能的问题，本申请提供一种浸没式液冷储能电池系统以改善这一问题。

实用新型内容

本申请的实施例提供了一种浸没式液冷储能电池系统，可以改善相关技术中因缺乏对浸没式液冷电池中冷却液电导率定期监控，而无法保证电池安全性能的技术问题。

本申请的实施例提供了一种浸没式液冷储能电池系统，包括冷却液供水干路、冷却液循环回路、电导率检测支路，其中：

所述冷却液循环回路包括首尾连接的一级进水管路与一级回水管路，所述冷却液循环回路上至少设置有多个电池簇；

所述冷却液供水干路并联连接于所述一级回水管路；

所述电导率检测支路并联连接于所述一级进水管路，且所述电导率检测支路的起始端至少设置于所述电池簇的进水口前。

在一实施例中，所述一级进水管路由换热装置的出水口、液压泵和所述电池簇的进水口依次连接形成；所述一级回水管路由所述电池簇的出水口和所述换热装置的进水口连接形成；

所述冷却液供水干路的起始端连接于水箱的出水口；

所述电导率检测支路的末端连接于所述水箱的进水口，所述电导率检测支路上设置有电导率仪，所述电导率仪被配置为检测经所述电导率检测支路引流至所述水箱内的冷却液的电导率。

在一实施例中，所述电导率检测支路上设置有电磁阀，所述电磁阀被配置为打开或关闭所述电导率检测支路。

在一实施例中，所述液压泵的出水口与所述电导率检测支路的起始端之间设置有过滤器。

在一实施例中，多个所述电池簇的进水口串联于所述一级进水管路；多个所述电池簇的出水口并联至所述一级回水管路。

在一实施例中，所述电池簇包括并联设置的多个电池包，所述电池包具有容纳腔，所述容纳腔内设置有浸没于所述冷却液中的电芯。

在一实施例中，所述一级进水管路上并联设置有多个二级进水管路分支，所述二级进水管路由所述电池簇的进水口及多个二级进水管件依次连接形成，每一所述二级进水管件对应一所述电池包。

在一实施例中，所述二级进水管路上并联设置有多个三级进水管路分支，所述三级进水管路由所述二级进水管件的出水口与所述电池包的进水口连接形成。

在一实施例中，所述一级回水管路上并联设置有多个二级回水管路分支，所述二级回水管路由所述电池簇的出水口及多个二级回水管件依次连接形成，所述一所述二级回水管件对应一所述电池包。

在一实施例中，所述二级回水管路上并联设置有多个三级回水管路分支，所述三级回水管路由所述电池包的出水口与所述二级回水管件的进水口连接形成。

本申请的实施例的有益效果：本申请提供一种浸没式液冷储能电池系统，包括冷却液供水干路、冷却液循环回路、电导率检测支路，冷却液循环回路包括首尾连接的一级进水管路与一级回水管路，冷却液循环回路上至少设置有多个电池簇；冷却液供水干路并联连接于一级回水管路；电导率检测支路并联连接于一级进水管路，且电导率检测支路的起始端至少设置于电池簇的进水口前。本申请通过在一级进水管路中增设电导率检测支路，从而实现对浸没式液冷储能电池系统中冷却液电导率的定期监控，进而提高储能电池的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提供的浸没式液冷储能电池系统的系统原理图。

图2是本申请实施例提供的浸没式液冷储能电池系统的管路关系流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

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所述特征。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种浸没式液冷储能电池系统100，包括冷却液供水干路10、冷却液循环回路11、电导率检测支路14，其中：所述冷却液循环回路11包括首尾连接的一级进水管路111与一级回水管路112，所述冷却液循环回路11上至少设置有多个电池簇40；所述冷却液供水干路10并联连接于所述一级回水管路112，所述冷却液供水干路10被配置为向所述冷却液循环回路11提供冷却液；所述电导率检测支路14并联连接于所述一级进水管路111，且所述电导率检测支路14的起始端至少设置于所述电池簇40的进水口前。

在本实施例中，一级进水管路111由所述换热装置32的出水口、所述液压泵33和所述电池簇40的进水口依次连接形成；一级回水管路112由所述电池簇40的出水口和所述换热装置32的进水口连接形成；所述冷却液供水干路10的起始端连接于水箱31的出水口；所述电导率检测支路14的末端连接于所述水箱31的进水口，所述电导率检测支路14上设置有电导率仪36，所述电导率仪36被配置为检测经所述电导率检测支路引流至所述水箱31内的冷却液的电导率。

需要说明的是，电池簇40数量为大于或等于2的整数，图1示意出的两个电池簇40仅为示意性说明，本申请并不对电池簇40的数量进行具体限定。

本申请通过在一级进水管路111中增设电导率检测支路14，从而实现对浸没式液冷储能电池系统100中冷却液电导率的定期监控，进而提高储能电池的安全性。

在本实施例中，所述换热装置32为空调。

在本实施例中，所述电池簇40包括并联设置的多个电池包41，所述电池包41具有容纳腔，所述容纳腔内设置有浸没于所述冷却液中的电芯。示例性的，本实施例中的冷却液为电子氟化液。在其他实施例中，冷却液还可以选用变压器油、乙二醇水溶液、液压油等有机液体。当然，冷却液还可选用其他类型的冷却液，可根据实际情况选用不同的冷却液，在此不做具体限定。

在本实施例中，使用电介质浸没冷却，由电池包41直接与电绝缘工作流体接触。一方面增加了电芯与电绝缘工作流体的接触面积，另一方面电芯与浸没流体的直接接触可以实现极高的热传递率。浸没式冷却法可以提供最佳的电池簇40和电池温度均匀性，同时让电芯可以在更高的充放电倍率下工作。

应当理解的是，在本实施例中，水箱31中的冷却液通过冷却液供水干路10流入冷却液循环回路11。示例性的，水箱31中的冷却液通过冷却液供水干路10流入冷却液循环回路11中，冷却液循环回路11中的冷却液容积达到预设范围后，关闭冷却液供水干路10。通过冷却液在回路中循环流动带走电芯充放电过程中产生的热量，以提高散热效率及散热效果。

如图1所示，在本实施中，所述一级进水管路111上设置有第一支路管件21，以在一级进水管路111上分支出电导率检测支路14。具体的，所述第一支路管件21至少设置于所述电池簇40的进水口前。示例性的，第一支路管件21为三通管件，该第一支路管件21的进水口连接液压泵33的出水口，第一支路管件21的第一出水口连接电池簇40的进水口，所述第一支路管件21的第二出水口将一级进水管路111中的冷却液分流至电导率检测支路14。

需要说明的是，通过将第一支路管件21设置在电池簇40进水口前，以使进入电池簇40之前的冷却液流入电导率检测支路14，通过电导率检测支路14检测电池簇40进水口的冷却液电导率，从而避免进入储能电池的冷却液电导率超标。

进一步的，在本实施例中，所述电导率检测支路14上设置有电磁阀37，所述电磁阀37被配置为打开或关闭所述电导率检测支路14。根据数据中心的使用环境，定期通过电磁阀37开启电导率检测支路14，以对电池簇40进水口的冷却液电导率进行定期检测，从而提升安全性。

示例性的，当电磁阀37开启时，部分冷却液经电导率检测支路14进入水箱31。将该电磁阀37检测支路中的冷却液定义为待测冷却液，通过待测冷却液冲刷水箱31，以使水箱31中原本残余的冷却液完全排出，随后通过电导率仪36对此时水箱31中的待测冷却液的电导率进行检测。如果电导率仪36检测到待测冷却液的电导率超出预设的安全范围，则需要更换浸没式液冷储能电池系统100中的冷却液，避免冷却液电导率超标对电池包41造成影响。

示例性的，在本申请另一实施例中，所述水箱31为上下两层结构，水箱31中部设置有层控阀门，以控制水箱31上层和下层的连通或分隔。在本实施例中，当电导率检测支路14开启时，水箱31的层控阀门关闭，此时部分冷却液经电导率检测支路14流入水箱31上层，当电导率仪36对水箱31上层的待测冷却液的电导率检测完成后，水箱31的层控阀门开启，待测冷却液在重力作用下汇流至水箱31下层。

如图1所示，在本实施例中，所述液压泵33的出水口与所述电导率检测支路14的起始端之间设置有过滤器34。具体的，所述液压泵33的出水口与第一支路管件21的进水口之间设置有过滤器34。通过设置该过滤器34，避免液压泵33在长期运行中产生的铁屑等杂质进入电池簇40，从而影响其安全性能。

在本实施例中，所述电导率检测支路14的起始端与所述过滤器34之间设置有单向阀35，以防止冷却液回流。具体的，所述单向阀35设置于所述第一支路管件21的进水口与所述过滤器34之间。

在本实施例中，多个所述电池簇40的进水口串联于所述一级进水管路111；多个所述电池簇40的出水口并联汇入所述一级回水管路112。

如图1所示，所述一级进水管路111上并联设置有多个二级进水管路121分支，所述二级进水管路121由所述电池簇40的进水口及多个二级进水管件24依次连接形成，每一所述二级进水管件24对应一所述电池包41，即所述二级进水管件24与所述电池包41一一对应。所述二级进水管路121上并联设置有多个三级进水管路131分支，所述三级进水管路131由所述二级进水管件24的出水口与所述电池包41的进水口连接形成。

示例性的，所述一级进水管路111上串联设置有多个第二支路管件22，以在一级进水管路111上分支出二级进水管路121。示例性的，位于所述一级进水管路111最末端的第二支路管件22为二通管件，剩余第二支路管件22均为三通管件，需要说明的是，一级进水管路111最末端为距离所述换热装置32最远的一端。

需要说明的是，与第一支路管件21相邻的第二支路管件22的进水口，与第一支路管件21的出水口连通，剩余第二支路管件22的进水口和第一出水口依次连通。第二支路管件22的第二出水口将一级进水管路111中的冷却液分流至二级进水管路121。应当理解的是，当第二支路管件22为二通管件时，其出水口即为二级进水管路121的进水口。进一步的，将一级进水管路111中的第二支路管件22中的第二出水口定义为电池簇40的进水口，换言之，二级进水管路121的起始端为电池簇40的进水口。

示例性，二级进水管件24为三通管件和二通管件，所述二通管件位于所述二级进水管路121的最末端，即距离所述一级进水管路111最远的一端。冷却液通过位于二级进水管路121中的三通管件的进水口、第一出水口以及二通管件的进水口在二级级进水管路中流通，冷却液通过位于二级进水管路121中的三通管件的第二出水口以及二通管件的出水口流入所述三级进水管路131，并通过三级进水管路131进入电池包41。

如图1所示，在本实施例中，所述一级回水管路112上并联设置有多个二级回水管路122分支，所述二级回水管路122由所述电池簇40的出水口及多个二级回水管件25依次连接形成，所述一所述二级回水管件25对应一所述电池包41，即所述二级回水管件25与所述电池包41一一对应。所述二级回水管路122上并联设置有多个三级回水管路132分支，所述三级回水管路132由所述电池包41的出水口与所述二级回水管件25的进水口连接形成。

示例性的，所述一级回水管路112上串联设置有多个第三支路管件23，以在一级回水管路112上分支出二级回水管路122。示例性的，位于所述一级回水管路112最末端的第三支路管件23为二通管件，与换热装置32相邻的第三支路管件23为四通管件，剩余第三支路管件23均为三通管件(图中未示出)，需要说明的是，一级回水管路112最末端为距离所述换热装置32最远的一端。

需要说明的是，四通管件的出水口与所述换热装置32连通，四通管件的第一进水口与水箱31的出水口连通，四通管件的第二进水口和第三进水口分别用来汇流不同二级回水管路122中的冷却液。二通管件的出水口、三通管件的第一进水口、第一出水口，以及四通管件的第二进水口依次连通。二通管件的进水口、三通管件的第二进水口，以及四通管件的第三进水口将二级回水管路122中的冷却液汇流至一级回水管路112。进一步的，将一级回水管路112中的第三支路管件23中二通管件的进水口、三通管件的第二进水口，以及四通管件的第三进水口定义为电池簇40的出水口，换言之，二级回水管路122的末端为电池簇40的出水口。

示例性，二级回水管件25为三通管件和二通管件，所述二通管件位于所述二级回水管路122的起始端，即距离所述一级回水管路112最远的一端。冷却液通过位于二级回水管路122中的二通管件的出水口，以及三通管件的第一进水口和出水口在二级回水管路122中流通，冷却液通过从电池包41流出，进入三级回水管路132，并通过位于二级回水管路122中的三通管件的第二进水口以及二通管件的进水口流入二级回水管路122，并经二级回水管路122汇流入一级回水管路112。一级回水管路112中的冷却液经过换热装置32降温后重新进入一级进水管路111，形成完整的冷却液循环回路11。

需要说明的是，图1中的各级管路箭头方向指代的是冷却液的水流方向。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，包括冷却液供水干路、冷却液循环回路、电导率检测支路，其中：

所述冷却液循环回路包括首尾连接的一级进水管路与一级回水管路，所述冷却液循环回路上至少设置有多个电池簇；

所述冷却液供水干路并联连接于所述一级回水管路；

所述电导率检测支路并联连接于所述一级进水管路，且所述电导率检测支路的起始端至少设置于所述电池簇的进水口前。

2.如权利要求1所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述一级进水管路由换热装置的出水口、液压泵和所述电池簇的进水口依次连接形成；所述一级回水管路由所述电池簇的出水口和所述换热装置的进水口连接形成；

所述冷却液供水干路的起始端连接于水箱的出水口；

所述电导率检测支路的末端连接于所述水箱进水口，所述电导率检测支路上设置有电导率仪，所述电导率仪被配置为检测经所述电导率检测支路引流至所述水箱内的冷却液的电导率。

3.如权利要求1所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述电导率检测支路上设置有电磁阀，所述电磁阀被配置为打开或关闭所述电导率检测支路。

4.如权利要求2所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述液压泵的出水口与所述电导率检测支路的起始端之间设置有过滤器。

5.如权利要求1所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，多个所述电池簇的进水口串联于所述一级进水管路；多个所述电池簇的出水口并联至所述一级回水管路。

6.如权利要求5所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述电池簇包括并联设置的多个电池包，所述电池包具有容纳腔，所述容纳腔内设置有浸没于所述冷却液中的电芯。

7.如权利要求6所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述一级进水管路上并联设置有多个二级进水管路分支，所述二级进水管路由所述电池簇的进水口及多个二级进水管件依次连接形成，每一所述二级进水管件对应一所述电池包。

8.如权利要求7所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述二级进水管路上并联设置有多个三级进水管路分支，所述三级进水管路由所述二级进水管件的出水口与所述电池包的进水口连接形成。

9.如权利要求6所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述一级回水管路上并联设置有多个二级回水管路分支，所述二级回水管路由所述电池簇的出水口及多个二级回水管件依次连接形成，所述一所述二级回水管件对应一所述电池包。

10.如权利要求9所述的浸没式液冷储能电池系统，其特征在于，所述二级回水管路上并联设置有多个三级回水管路分支，所述三级回水管路由所述电池包的出水口与所述二级回水管件的进水口连接形成。