CN221041288U - 一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统，该冷却系统包括：冷却单元、储能集装箱、若干电池簇、进液单元和回液单元，其中，电池簇设置于所述储能集装箱的内部；电池簇包括一个或多个电池包，电池包分别通过进液单元和回液单元与冷却单元连接，通过冷却单元对电池包进行冷却。本实用新型实施例通过将电池包设置有具有绝缘、无腐蚀性、无闪点或者闪点高的浸没液中，利用循环泵对浸没液进行循环冷却，并带走电池包充放电过程中的热量，从而达到控制电池包温度的目的，极大提高冷却效率。

Description

一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统。

背景技术

储能技术可以改变电能生产、输送和使用必须同步完成的模式，提高电网运行的安全性、经济性和灵活性，成为支撑可再生能源发展的关键技术之一。储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备，储能应用场景的多样性决定了储能技术的多元化发展，没有任何一种技术可以同时满足所有储能场景的需求。其中抽水蓄能是中国目前最为成熟的电力储能技术，但选址受地理因素限制较大且施工周期较长，在电力系统中的应用受限。

以电化学为代表的新型储能具有调节速度快、布置灵活、建设周期短等特点，已成为提升电力系统可靠性的重要手段。作为新型储能的主力军，电化学储能已经开始从兆瓦级别的示范应用迈向吉瓦级别的规模市场化。目前常规储能电池的合理工作温度为10-35℃，储能电池在充放电过程中，由于化学反应，需要释放大量的热量导致电池温度升高。同时由于电池组内电池数量多，排列密集，和冷源接触的电池部分容易被冷却，而和冷源没有接触的部分只能通过电池自身把热量导走，从而造成在整个电池内部，电池和电池之间存在较大的温差，给电池的使用带来极大的危害。因此，对电池进行热管理的目的是确保电池的寿命和安全性，储能电池热管理的主要作用是控制储能电池工作在一个合理范围内，同时控制所有电池的温差越小越好，即控制电池单元温度和温差处于合理的范围内，并且对于有缺陷的电池保证电池单元不进入热失控的状态。

目前储能电池热管理采用的主要冷却方式为风冷、液体冷却、热管冷却和相变材料冷却等方式。其中，风冷是指在电池包内安装风扇进行强制对流，由于电池包内空间受限，均温效果十分不理想；液体冷却是指在方壳电池包底部或者圆柱电池侧面加液冷板，冷却液在液冷板内部循环流动，外部连接制冷器降温，效果一般且严重影响电池包的结构紧凑性。热管冷却是指在电池包内部的使用热管将电池热量导出到外部进行冷却。电池包内部空间有限，使用热管会造成电池包体积过大，并且制造工艺困难。相变材料冷却是利用相变材料的相变潜热吸收热量的被动式冷却方式。相变材料冷却存在着密封性要求和结构复杂等特点，相变材料是一种能够在一定温度范围内改变自身物理状态的材料。

可见，现有技术中对电池的冷却仅是一部分冷却介质与电池的表面积接触，而且要通过界面材料把热量导出到冷却介质中，冷却效率偏低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统，以解决现有技术中现的对电池的冷却仅是一部分冷却介质与电池的表面积接触，而且要通过界面材料把热量导出到冷却介质中，冷却效率偏低的技术问题。

为达上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供了一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统，所述冷却系统包括：冷却单元、储能集装箱、若干电池簇、进液单元和回液单元，其中，

所述冷却单元、所述电池簇、进液单元和回液单元均设置于所述储能集装箱的内部；

所述电池簇包括一个或多个电池包，所述电池包分别通过所述进液单元和回液单元与所述冷却单元连接，通过所述冷却单元对所述电池包内部的浸没液进行冷却。

在一些可能的实施方式中，所述进液单元包括：依次连接的一级进液管、二级进液管和三级进液管；

所述回液单元包括：依次连接的一级回液管、二级回液管和三级回液管；

所述一级进液管和所述一级回液管分别与所述冷却单元连接；

所述二级进液管用于将所述一级进液管中冷却后的浸没液通过所述三级进液管分流给所述电池包；

所述三级回液管用于将所述电池包中的浸没液通过所述二级回液管汇流至所述一级回液管，并通过所述一级回液管流入所述冷却单元进行冷却。

在一些可能的实施方式中，所述冷却系统还包括：

高位液箱，设置于所述储能集装箱的顶部，所述高位液箱的底部通过球阀与所述回液单元连接，所述高位液箱用于对所述冷却系统进行补充浸没液；

所述高位液箱包括：储液箱，以及设置在所述储液箱上的第一电子液位计、第一呼吸阀和第一可视液位计；

所述第一电子液位计设置于所述储液箱第一侧面的底部，用于监测所述储液箱内部的液位，当所述储液箱内部的液位低于预设值时发出报警信号；

所述第一呼吸阀设置于所述储液箱的第一侧面的顶部，用于平衡所述储液箱内部的气压，所述第一呼吸阀使用滤棉进行空气过滤；

所述第一可视液位计，设置于所述储液箱的第二侧面的底部，用于监测所述储液箱内的液位。

在一些可能的实施方式中，所述冷却单元包括：浸没液循环系统、制冷剂循环系统和板式换热器，所述浸没液循环系统与所述制冷剂循环系统分别与所述板式换热器连接，并且通过所述板式换热器交换热量。

在一些可能的实施方式中，所述浸没液循环系统通过所述进液单元和所述回液单元与所述电池包连接，所述浸没液循环系统通过循环泵对所述电池包内部的浸没液进行循环冷却；

所述浸没液循环系统还包括加热器，所述加热器用于对所述电池包进行加热，此时，所述制冷剂循环系统关闭；

所述制冷剂循环系统包括压缩机、冷凝器和电子膨胀阀，所述板式换热器中的制冷剂在所述压缩机的作用下进入所述冷凝器进行散热；所述电子膨胀阀用于对所述制冷剂进行节流控制。

在一些可能的实施方式中，所述电池包包括：

电池箱，所述电池箱内设置有浸没液；

电池单元和电池管理单元，均设置于所述电池箱的内部，并浸没于所述浸没液中；所述电池单元与所述电池管理单元电连接；

进液部件，设置于所述电池箱的顶部，所述进液部件上设置有若干进液孔，用来将浸没液流入所述电池箱内；

出液部件，设置于电池包包箱体的底部，所述出液部件上设置有若干出液孔，用于将所述电池箱内的浸没液流出。

在一些可能的实施方式中，所述电池包还包括：

第二可视液位计，设置于所述电池箱的侧面，用于监测所述电池箱内的液位；

所述第二可视液位计内设置有浮球，用于识别所述可视液位计内的液位高度。

在一些可能的实施方式中，所述电池包还包括：

第二呼吸阀，设置在所述电池箱的顶部，用于排出所述电池箱内部的多余空气，以调节所述电池箱内的压力；

第二排液阀，设置在所述电池箱的底部，用于排空所述电池箱内部的浸没液；

第二电子液位计，用于自动监测所述电池箱内的液位，当监测到所述电池箱内的液位低于预设值时，输出警报信号。

在一些可能的实施方式中，所述电池单元包括：若干电池单体，所述若干电池单体一侧的正极和负极通过第一翅片金属排固定连接，所述若干电池单体另外一侧的正极和负极通过第二翅片金属排和与其相邻的电池单元中的电池单体的负极和正极固定连接；

所述第一翅片金属排和/或所述第二翅片金属排上设置有温度传感器，所述温度传感器与电池管理单元电连接。

在一些可能的实施方式中，所述第一翅片金属排和所述第二翅片金属排中的金属排的截面形状为圆形、方形、椭圆或三角形，所述第一翅片金属排和所述第二翅片金属排中的翅片的形状为直齿形、错齿形或针翅形；

所述第一翅片金属排和所述第二翅片金属排的翅片安装方向与浸没液的流动方向相同；

所述二级进液管的顶部设置有自动排气阀，所述自动排气阀用于排放所述浸没液中混合的气体；

所述二级回液管的底部设置有第二排液阀，用于排出所述浸没液；

所述三级进液管和所述三级回液管分别通过具有闭合功能的快插接头连接。

上述技术方案的有益技术效果在于：

本实用新型实施例的一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统，该冷却系统包括：冷却单元、储能集装箱、若干电池簇、进液单元和回液单元，其中，电池簇设置于所述储能集装箱的内部；电池簇包括一个或多个电池包，电池包分别通过进液单元和回液单元与冷却单元连接，通过冷却单元对电池包内的浸没液进行冷却。本实用新型实施例通过将电池包设置有具有绝缘、无腐蚀性、无闪点或者闪点高的浸没液中，利用循环泵对浸没液进行循环冷却，并带走电池包充放电过程中的热量，从而达到控制电池包温度的目的，极大提高冷却效率。

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是本实用新型实施例的一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种高位液箱的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的一种冷却单元的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的一种电池包的整体结构示意图；

图5是本实用新型实施例的一种电池单元的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的第一种第一和第二翅片金属排的示意图；

图7是本实用新型实施例的第二种第一和第二翅片金属排的示意图。

附图标号说明：

1、冷却单元；11、浸没液循环系统；12、制冷剂循环系统；13、板式换热器；111、循环泵；112、加热器；121、压缩机；122、冷凝器；123、电子膨胀阀；

2、储能集装箱；

3、电池簇；30、电池包；31、电池箱；32、电池单元；321、电池单体；322、第一翅片金属排；323、第二翅片金属排；324、温度传感器；33、电池管理单元；34、进液部件；341、进液孔；35、出液部件；351、出液孔；36、第二可视液位计；37、第二呼吸阀；38、第二排液阀；39、第二电子液位计；

401、一级进液管；402、二级进液管；403、三级进液管；404、自动排气阀；501、一级回液管；502、二级回液管；

503、三级回液管；504、第一排液阀；

60、高位液箱；601、储液箱；602、第一电子液位计；603、第一呼吸阀；604、第一可视液位计；605、球阀。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

术语解释：

浸没冷却：指将被冷却的电气设备放置于绝缘的浸没液中，通过单相循环或者两相蒸发冷却来对设备进行冷却，冷却效率高。

电池单元：为电池经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电池与电池包的中间产品。其结构必须对电池起到支撑、固定和保护作用。

电池包：电池定制的包装、封装、装配，主要工序分为加工、组装、包装三大部分。当数个电池单元被电池管理系统和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做电池包。

储能集装箱：针对移动储能市场的需求开发的集成化储能系统，其内部集成电池柜、电池管理系统(BMS)、集装箱动环监控系统，并可根据客户需求集成储能变流器和能量管理系统。

图1是本实用新型实施例的一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统的结构示意图，如图1所示，该冷却系统包括：冷却单元1、储能集装箱2、若干电池簇3、进液单元和回液单元，其中，为了便于管理和运输，冷却单元1、电池簇3、若干电池簇3、进液单元和回液单元均设置于所述储能集装箱2的内部；电池簇3包括一个或多个电池包30，电池包30分别通过进液单元和回液单元与冷却单元1连接，通过冷却单元1对电池单元32进行冷却。本实施例中，电池簇3由多个浸没电池包30组成，冷却单元1通过进液单元和回液单元对电池包30内的浸没也进行冷却，冷却的浸没液对电池包30进行热交换。

本实用新型实施例中，将电池包30内设置有具有绝缘、无腐蚀性、无闪点或者闪点高的浸没液中，利用循环泵111(请参阅图3)对浸没液进行循环冷却，并带走电池包30充放电过程中的热量，从而达到控制电池包30温度的目的，由于浸没液的密度远远大于空气，所以比空气对流的冷却效果更加明显，对比液冷板的液冷冷却，液冷板只和电池的一部分表面积接触，而且要通过界面材料把热量导出到冷却介质中，冷却效率偏低，本实施例直接通过对流交换热量，冷却效果更加明显，能够更好地将电池包30内的电池温差控制在较小范围内，以延长电池寿命。

如图1所示，在一些实施例中，进液单元包括：依次连接的一级进液管401、二级进液管402和三级进液管403；回液单元包括：依次连接的一级回液管501、二级回液管502和三级回液管503；一级进液管401和一级回液管501分别与冷却单元1连接；二级进液管402用于将一级进液管401中冷却后的浸没液通过三级进液管403分流给电池包30；三级回液管503用于将电池包30中的浸没液通过二级回液管502汇流至一级回液管501，并通过一级回液管501流入冷却单元1进行冷却；二级进液管402的顶部设置有自动排气阀404，自动排气阀404用于排放浸没液中混合的气体；二级回液管502的底部设置有第一排液阀504，用于排出浸没液；三级进液管403和三级回液管503分别通过具有闭合功能的快插接头连接。

本实施例中，通过进液单元和回液单元将电池包30与冷却单元1连接，通过冷却单元1对电池包30内的浸没液进行冷却，另外，与电池包30相连的三级进液管403和三级回液管503分别通过具有闭合功能的快插接头与电池包30连接，以避免维修时在管路上安装阀门。

图2是本实用新型实施例的一种高位液箱的结构示意图，如图1和图2所示，该冷却系统还可以包括：高位液箱60，设置于储能集装箱2的顶部，高位液箱60的底部通过球阀605与回液单元连接，高位液箱60用于对冷却系统进行补充浸没液；高位液箱60包括：储液箱601，以及设置在储液箱601上的第一电子液位计602、第一呼吸阀603和第一可视液位计604；第一电子液位计602与储能集装箱2上的控制系统电连接，用于监测储液箱601内部的液位，当储液箱601内部的液位低于预设值时发出报警；第一呼吸阀603用于平衡储液箱601内部的气压，第一呼吸阀603使用滤棉进行空气过滤；第一可视液位计604，用于监测储液箱601内的液位。

具体的，高位液箱60位于储能集装箱2的顶部，用于对整个管路进行补液，同时起到系统稳压的作用。第一电子液位计602与储能集装箱2的控制系统电连接，当液位低于预设液位值时，第一液位计602发出警报信号，控制系统接收到警报信号后发出报警，对储液箱601进行补充浸没液，本实施例中，控制系统指的是储能集装箱2的控制系统(能量管理系统的一部分)，由硬件和软件组成，设置于储能集装箱2外部的，管理整个冷却系统。第一呼吸阀603的作用是当整个系统液体温度升高时，箱体内的液体体积膨胀，压缩箱体内上方的空气，当内部空气压力大于一定压力阈值时，第一呼吸阀603打开，向外排气，当内外气压平衡时，第一呼吸阀603关闭。当整个系统液体温度降低时，箱体内的液体体积收缩，箱体内上方的空气膨胀，当内部空气压力小于一定压力阈值时，第一呼吸阀603打开，向内吸气，当内外气压平衡时，第一呼吸阀603关闭。另外，第一呼吸阀603使用滤棉进行呼吸空气过滤，以避免杂质进入在浸没液中。

图3是本实用新型实施例的一种冷却单元的结构示意图，如图3所示，在一些实施例中，冷却单元包括：浸没液循环系统11、制冷剂循环系统12和板式换热器13，浸没液循环系统11与制冷剂循环系统12分别与板式换热器13连接，并且通过板式换热器13交换热量。其中，浸没液循环系统11通过进液单元和回液单元与电池簇3中的电池包30连接，浸没液循环系统11通过循环泵111对电池包30内部的浸没液进行循环冷却；浸没液循环系统11还包括加热器112，加热器112用于加热浸没液并对电池包30进行加热，此时，制冷剂循环系统12关闭；制冷剂循环系统12包括压缩机121、冷凝器122和电子膨胀阀123，板式换热器13中的制冷剂在压缩机121的作用下进入冷凝器122进行散热；电子膨胀阀123用于对制冷剂进行节流控制。

具体的，浸没液循环系统11中通过循环泵111提供动力，将浸没液在浸没液循环系统11中往复循环，浸没液进入每个电池簇3(电池包30)带走电池的热量，进入板式热交换器冷却后冷却电池。浸没液循环中还配有加热器112，当低温情况下，电池包30需要加热时，循环泵111和加热器112开启，对电池包30加热，此时制冷剂循环系统12不开启。制冷剂循环系统12是通过压缩机121提供动力，制冷剂在板式换热器13中和浸没液进行热交换后，汽化带走热量，通过电子膨胀阀123进行节流控制后，进入冷凝器122冷凝成液体，向环境释放热量。

图4是本实用新型实施例的一种电池包的整体结构示意图，如图4所示，该电池包30可以包括：电池箱31，电池箱31内设置有浸没液，电池单元31和电池管理单元(BMU，Battery Management Unit)33均设置于电池箱31的内部，并浸没于浸没液中；电池单元32与电池管理单元33电连接；进液部件34，设置于电池箱31的顶部，进液部件34上设置有若干进液孔341，用来将浸没液流入电池箱31内；出液部件35，设置于电池包30包箱体的底部，出液部件35上设置有若干出液孔351，用于将电池箱31内的浸没液流出。另外，电池箱31是用来存储浸没液和安装电池单元32的，同时还用来安装电池包30的一些插件，例如正负极插座，通讯插座等。

本实用新型实施例通过将多个电池单元32浸没在绝缘、无腐蚀性、无闪点或者闪点高的浸没液中，即电池单元32充分与液体接触，利用循环泵111对浸没液进行循环冷却，并带走电池单元32充放电过程中的热量，从而达到控制电池单元32温度的目的，由于浸没液的密度远远大于空气，所以比空气对流的冷却效果更加明显，对比液冷板的液冷冷却，液冷板只和电池的一部分表面积接触，而且要通过界面材料把热量导出到冷却介质中，冷却效率偏低，浸没液完全和电池单元32接触，直接通过对流交换热量，冷却效果明显，能够更好地控制电池包30内的电池温差在较小范围内，延长电池寿命。另外，33设置在浸没液中，只需要一个通讯口即可，可以增加箱体的密封性，因为线束比较多，如果33设置在箱体的外部，会导致箱体不好密封。

在一些实施例中，浸没液为绝缘液体，进液部件34为多根进液管或者开槽的孔板；出液部件35为多根回液管或者开槽的孔板。本实用新型实施例中，由于电池箱31包括多个电池单元32，有多种排布方式，如果采用一根进液管和一根回液管的冷却布置，会导致电池箱31的温差较大，所以本实施例的进液部件34由多根进液管组成，每根进液管的位置位于每列电池单元32的正上方(本实施例中电池包中的多个电池单元32成列的设置)，出液部件35的回液管的数量与进液管的数量相同且回液管和进液管一一对应，位于进液管的正下方，这样有利于电池单元32的散热。开槽的孔板与进液管和回液管相同，开孔位置与电池单元32对应，是另外一种结构型式，作用原理与进液管和回液管相同。进液管或者开槽孔板的开孔位置与电池单元32翅片金属排的位置对应，同理回液管或者开槽孔板的开孔位置与电池单元32翅片金属排的位置对应。

本实用新型实施例中，浸没液位于电池箱31内，是一种绝缘的液体，具有较高的换热参数(比热容、导热系数)。电池单元32组成的电池包30浸没在浸没液中。不仅可以通过浸没液完全与电池单元32接触，与电池单元32进行对流热交换，起到冷却电池的作用，还由于浸没液是绝缘的，能够防止电池发生热失控，避免发生电池火灾。

如图4所示，在一些实施例中，电池包30还可以包括：第二可视液位计36，设置于电池箱31的侧面，用于监测电池箱31内的液位；第二可视液位计内设置有浮球361，用于识别可视液位计内的液位高度。第一可视液位计36的原理是连通器的原理，第一可视液位计36与电池箱31连通，第一可视液位计36内的浸没液的液位高度与电池箱31内的液位高度相同。第一可视液位计36的表面设置有刻度，可以实时精确观测电池箱10内液体的高度，浮球361主要是用于显示液位的位置，因为一般浸没液的是无色的，第一可视液位计36具有透明的窗口，所以通过设置浮球361，以便于观察液位的高度。

如图4所示，在一些实施例中，该电池包30还可以包括：第二呼吸阀37，设置在电池箱31的顶部，用于排出电池箱31内部的多余空气，以调节电池箱31内的压力；第二排液阀38，设置在电池箱31的底部，用于排空电池箱31内部的浸没液。在电池包30的顶部和底部分别设置第二呼吸阀37和第二排液阀38，第二呼吸阀37的作用来排出电池包30内的多余空气，调节电池包30内的压力平衡，同时起自动排气的作用；第二排液阀38用于当电池包30需要维护和更换时，用来排空电池包30内的浸没液。

在一些实施例中，电池箱31上还设置有第二电子液位计39，与储能集装箱2上的控制系统电连接，当电池箱31内的液位低于预设值时，第二电子液位计39发出警报信号，控制系统接收到警报信号后发出警报以补充浸没液，但是当控制系统持续发出警报后，需要通过第二排液阀38进行人工补液。本实用新型实施例，通过在电池箱31上设置第二可视液位计36和第二电子液位计39两种液位监测器，可以更好了监测电池箱31内的浸没液的液位。图5是本实用新型实施例的一种电池单元的结构示意图，如图5所示，该电池单元32包括：若干电池单体321，若干电池单体321一侧的正极和负极通过第一翅片金属排322固定连接，若干电池单体321另一侧的正极和负极通过第二翅片金属排323和与其相邻的电池单元32的电池单体的负极和正极固定连接，即每个电池单元32的若干电池单体321的另一侧设置有两个第二翅片金属排323，分别于上一个相邻电池单元32中的部分电池单体321的正极连接，另一个第二翅片金属排323与下一个相邻的电池单元32中的部分电池单体321的负极连接，这样，将多个电池单元32通过第二翅片金属排323串联连接；第一翅片金属排322和/或第二翅片金属排323上设置有温度传感器324，温度传感器324与电池管理单元33电连接。本实施例中，第一翅片金属排322和第二翅片金属排323使用激光焊接在电池单体321的正极和负极上。本实施例中，进液管和回液管的数量或者开槽孔板的开孔位置均与与电池单体的列数相同，且上下一一对应。另外，第一翅片金属排322和第二翅片金属排323的金属材质可以为纯铜或者铝合金。

本实用新型实施例中，通过第一翅片金属排322将若干电池单体321一侧的正极与负极固定连接在一起，使用第二翅片金属排323将若干电池单体321另一侧的正极和负极分别和与其相邻的电池单元32的电池单体321的负极和正极固定连接在一起，使电池单元32或者串联或者并联连接，成为并联或串联电路，另外翅片金属排为在金属排上加工出翅片结构，增大换热面积，同时还可以提高对流换热系数，以加强电池单体321与浸没液的热交换。

图6是本实用新型实施例提供的第一种第一和第二翅片金属排的示意图，图7是本实用新型实施例提供的第二种第一和第二翅片金属排的示意图，如图6所示，在一些实施例中，第一翅片金属排322和第二翅片金属排323中的翅片的形状为直齿形、错齿形或针翅形；如图7所示，在一些实施例中，第一翅片金属排322和第二翅片金属排323中的金属排的截面形状为圆形、方形、椭圆或三角形；第一翅片金属排322和第二翅片金属排323的安装方向与浸没液的流动方向相同。即，本实施例中，电池单元32在电池箱31中水平放置，使得电池单元32的第一翅片金属排322和第二翅片金属排323与从上到下流动的浸没液流动方向一致，以加快浸没液流动，提高冷却效率。

本实用新型实施例提供的冷却系统的工作原理如下：

电池包30内的电池管理单元33通过温度传感器324检测电池单元32的第一翅片金属排322和/或第二翅片金属排323的温度，当检测到第一翅片金属排322和/或第二翅片金属排323的温度大于预设温度阈值时，开启浸没液循环系统11和制冷剂循环系统12，通过进液单元和回液单元对电池箱31内的冷却液进行冷却，浸没液与电池单元32进行热量交换，并通过第一翅片金属排322和第二翅片金属排323加快对电池单体321进行散热；当检测到第一翅片金属排322和/或第二翅片金属排323的温度不大于预设温度阈值时，关闭浸没液循环系统11和制冷剂循环系统12。

本实用新型实施例提供的冷却系统，将电池单元32完全浸泡在绝缘、无腐蚀性、无闪点或者闪点高的液体中，例如氟化液或者油类浸没液，利用循环泵111对浸没液进行循环，并带走电池单元32充放电过程中的热量，从而达到控制电池单元32温度的目的。而且，由于浸没液和电池单元32完全接触，通过对流实现电池单元32的散热，由于浸没液的密度远远大于空气，所以比空气对流的冷却效果更加明显；而对比和液冷板的液冷冷却，液冷板只和电池的一部分表面积接触，而且要通过界面材料把热量导出到冷却介质中，冷却效率偏低，浸没液完全和电池单元32接触，直接通过对流交换热量，冷却效果明显。另外，本实施例中的浸没液为绝缘的液体，所以在对电池单元32的温度控制时，还能够提前预防电池单元32的热失控。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型实施例中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种单相浸没的储能集装箱的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括：冷却单元(1)、储能集装箱(2)、若干电池簇(3)、进液单元和回液单元，其中，

所述冷却单元(1)设置于所述储能集装箱(2)的内部或外部，所述电池簇(3)、进液单元和回液单元均设置于所述储能集装箱(2)的内部；

所述电池簇(3)包括一个或多个电池包(30)，所述电池包(30)分别通过所述进液单元和回液单元与所述冷却单元(1)连接，通过所述冷却单元(1)对所述电池包(30)内部的浸没液进行冷却；

所述冷却系统还包括：

高位液箱(60)，设置于所述储能集装箱(2)的顶部，所述高位液箱(60)的底部通过球阀(605)与所述回液单元连接，所述高位液箱(60)用于对所述冷却系统补充浸没液；

所述高位液箱(60)包括：储液箱(601)，以及设置在所述储液箱(601)上的第一电子液位计(602)、第一呼吸阀(603)和第一可视液位计(604)；

所述第一电子液位计(602)设置于所述储液箱(601)第一侧面的底部，用于监测所述储液箱(601)内部的液位，当所述储液箱(601)内部的液位低于预设值时发出报警信号；

所述第一呼吸阀(603)设置于所述储液箱(601)第一侧面的顶部，用于平衡所述储液箱(601)内部的气压，所述第一呼吸阀(603)使用滤棉进行空气过滤；

所述第一可视液位计(604)设置于所述储液箱(601)第二侧面的底部，用于监测所述储液箱(601)内的液位。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，

所述进液单元包括：依次连接的一级进液管(401)、二级进液管(402)和三级进液管(403)；

所述回液单元包括：依次连接的一级回液管(501)、二级回液管(502)和三级回液管(503)；

所述一级进液管(401)和所述一级回液管(501)分别与所述冷却单元(1)连接；

所述二级进液管(402)用于将所述一级进液管(401)中冷却后的浸没液通过所述三级进液管(403)分流给所述电池包(30)；

所述三级回液管(503)用于将所述电池包(30)中的浸没液通过所述二级回液管(502)汇流至所述一级回液管(501)，并通过所述一级回液管(501)流入所述冷却单元(1)进行冷却。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却单元(1)包括：浸没液循环系统(11)、制冷剂循环系统(12)和板式换热器(13)，所述浸没液循环系统(11)与所述制冷剂循环系统(12)分别与所述板式换热器(13)连接，并且通过所述板式换热器(13)交换热量。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述浸没液循环系统(11)通过所述进液单元和所述回液单元与所述电池包(30)连接，所述浸没液循环系统(11)通过循环泵(111)对所述电池包(30)内部的浸没液进行循环冷却；

所述浸没液循环系统还包括加热器(112)，所述加热器(112)用于对所述电池包(30)进行加热，此时，所述制冷剂循环系统(12)关闭；

所述制冷剂循环系统(12)包括压缩机(121)、冷凝器(122)和电子膨胀阀(123)，所述板式换热器(13)中的制冷剂在所述压缩机(121)的作用下进入所述冷凝器(122)进行散热；所述电子膨胀阀(123)用于对所述制冷剂进行节流控制。

5.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述电池包(30)包括：

电池箱(31)，所述电池箱(31)内设置有浸没液；

电池单元(32)和电池管理单元(33)，均设置于所述电池箱(31)的内部，并浸没于所述浸没液中；所述电池单元(32)与所述电池管理单元(33)电连接；

进液部件(34)，设置于所述电池箱(31)的顶部，所述进液部件(34)上设置有若干进液孔(341)，用于将浸没液流入所述电池箱(31)内；

出液部件(35)，设置于电池箱(31)的底部，所述出液部件(35)上设置有若干出液孔(351)，用于将所述电池箱(31)内的浸没液流出。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述电池包(30)还包括：

第二可视液位计(36)，设置于所述电池箱(31)的侧面，用于监测所述电池箱(31)内的液位；

所述第二可视液位计(36)内设置有浮球(361)，用于识别所述第二可视液位计(36)内的液位高度。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述电池包(30)还包括：

第二呼吸阀(37)，设置在所述电池箱(31)的顶部，用于排出所述电池箱(31)内部的多余空气，以调节所述电池箱(31)内的压力；

第二排液阀(38)，设置在所述电池箱(31)的底部，用于排空所述电池箱(31)内部的浸没液；

第二电子液位计(39)，用于自动监测所述电池箱(31)内的液位，当监测到所述电池箱(31)内的液位低于预设值时，输出警报信号。

8.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述电池单元(32)包括：若干电池单体(321)，所述若干电池单体(321)一侧的正极和负极通过第一翅片金属排(322)固定连接，所述若干电池单体(321)另外一侧的正极和负极分别通过第二翅片金属排(323)和与其相邻的电池单元(32)中的电池单体(321)的负极和正极固定连接；

所述第一翅片金属排(322)和/或所述第二翅片金属排(323)上设置有温度传感器(324)，所述温度传感器(324)与所述电池管理单元(33)电连接。

9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述第一翅片金属排(322)和所述第二翅片金属排(323)中的金属排的截面形状为圆形、方形、椭圆或三角形，所述第一翅片金属排(322)和所述第二翅片金属排(323)中的翅片的形状为直齿形、错齿形或针翅形；

所述第一翅片金属排(322)和所述第二翅片金属排(323)的翅片安装方向与浸没液的流动方向相同；

所述二级进液管(402)的顶部设置有自动排气阀(404)，所述自动排气阀(404)用于排放所述浸没液中混合的气体；

所述二级回液管(502)的底部设置有第一排液阀(504)，用于排出所述浸没液；

所述三级进液管(403)和所述三级回液管(503)分别通过具有闭合功能的快插接头与所述电池包(30)连接。