本实用新型专利技术涉及一种用于储能电池的组合式冷却装置，包括电池箱体、设置于电池箱体内的多个液冷式电池模组单元以及用于对多个液冷式电池模组单元进行风冷散热的风冷单元；液冷式电池模组单元包括由多个单体电池排列形成的电池模组、用于对各单体电池进行冷却的环绕式液冷管道组件以及分别设置于电池模组上下两侧的多孔板，环绕式液冷管道组件具有多个沿单体电池长度方向并排排列的液冷管道；风冷单元用于将电池箱体外界的冷却风引入并流经液冷式电池模组单元，对其进行风冷散热。与现有技术相比，本实用新型专利技术通过将高效的液冷系统与优化的风冷系统结合，实现储能电池的高效散热。热。热。
【技术实现步骤摘要】
用于储能电池的组合式冷却装置
[0001]本技术涉及锂电池的热管理
，尤其是涉及一种用于储能电池的组合式冷却装置。
技术介绍
[0002]锂电池组使用过程中，各种电化学变化和物理变化导致产生大量的热量，而如果这些热量得不到很好的散发或形成局部挤压，会影响电池容量、电池内阻、电压平台以及影响电池使用寿命，更与电池系统的安全息息相关，特别是在温度超过使用范围极限后，电池内部会发生多种不可逆反应。比如：电解液的分解反应，正极的分解并与电解液反应，负极的分解并与电解液反应。这些反应会在短时间内制作大量热能，并产生一定量的气体，使得电池内压急剧上升，极端情况会发生爆炸、起火。所以加强储能电站中电池组的热管理非常重要，通过热管理我们可以准确测量单体电池或模块的温度。通常情况下，当单体电池或模块工作并产生热力时，利用各种传热介质进行有效散热。在低温环境下，还需要使用外部能量转换成热能使得单体电池或模组工作在合适的温度范围，这类情况在系统启动时尤为重要。通过热管理还可以营造均匀的工作环境温度场，避免外部因素或内部产热积压等形成区域不均衡，防止电池系统出现热失控现象。
[0003]但是，现有研究主要集中在动力电池系统上，驾驶工况中的电池热管理做得较为成熟，但在储能工况中，热管理的设计较为单一。空气冷却，也就是常说的风冷，是利用流动的空气来降低电池温度，主要有自然冷却和强制冷却两种途径。目前在储能工况中，主要还是以空调强制风冷为主，储能电站中空调已经成为标配，采用空气冷却的电池组结构相比于其它要简单很多，故成本比较低。但是，一方面空气的冷却系数较小，另外当电池的排列密度比较大时，电池组的散热性会变差，所以仅仅靠单一的强制风冷系统并不一定满足热安全性要求。相比于空冷，液冷技术使用得更加灵活，可以将电池直接浸没在冷液中，还可以在电池组内部设计冷却通道，在底部装以冷却板等。液体冷却的效率很高，还可以保持整个电池组温度的一致，所以目前热管理领域内在这一方面上的研究非常多。但是，液冷系统的结构设计比较复杂，既需要考虑电池的布置问题，即散热效果；还需要考虑系统的安全性问题，因为一旦冷却液发生泄漏等问题，轻则影响电池工作和寿命，重则引发严重的安全事故。因此，液冷系统的设计成本和经济成本都比较高。所以储能工况中液冷和相变材料冷却的研究较少，尤其后者。再进一步考虑到经济性以及安全性需要，相变材料冷却在现阶段应用较为困难，但在选取合适的冷却液基础上，设计出高效简洁的液冷系统，并和优化后的风冷系统相组合，是完全可行的。
技术实现思路
[0004]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于储能电池的组合式冷却装置。通过将高效的液冷系统与优化的风冷系统结合，实现储能电池的高效散热。
[0005]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种用于储能电池的组合式冷却装置，其特征在于，包括：电池箱体、设置于电池箱体内的多个液冷式电池模组单元以及用于对多个液冷式电池模组单元进行风冷散热的风冷单元；
[0007]所述的液冷式电池模组单元包括由多个单体电池排列形成的电池模组、用于对各单体电池进行冷却的环绕式液冷管道组件以及分别设置于电池模组上下两侧的多孔板，所述的环绕式液冷管道组件具有多个沿单体电池长度方向并排排列的液冷管道，
[0008]所述的风冷单元用于将电池箱体外界的冷却风引入并流经液冷式电池模组单元，对其进行风冷散热。
[0009]作为本技术优选的技术方案，所述的电池模组包括多排呈叉排排布的单体电池，各单体电池间隔有空隙，所述的环绕式液冷管道组件呈S型走向沿相邻两排单体电池之间的空隙将各排单体电池包围。
[0010]作为本技术优选的技术方案，所述的环绕式液冷管道组件的走向与其所经过的单体电池的外侧形状相匹配，覆盖于单体电池外侧的部分表面。
[0011]作为本技术优选的技术方案，所述的多孔板具有与电池模组的单体电池端部形状相匹配的镂空孔，且每排单体电池相邻两个镂空孔之间设有用于通过冷却风的透风孔。
[0012]作为本技术优选的技术方案：
[0013]所述的环绕式液冷管道组件的两端分别连接有导流板，所述的导流板上设有冷却液进出口；
[0014]两个多孔板在电池模组的外侧设有支撑柱。
[0015]作为本技术优选的技术方案，所述的风冷单元包括设置于电池箱体上的散热风入口和散热风出口、以及分别用于承托各液冷式电池模组单元的散热底板件；
[0016]所述的散热风入口和散热风出口设置于电池箱体上两个相对布置的侧面上，所述的散热风出口处设有出口风扇；
[0017]多个液冷式电池模组单元在散热风入口和散热风出口之间依次排列，且相邻两个液冷式电池模组单元之间设有间隔，且各液冷式电池模组单元与电池箱体的底部和顶部之间均设有间隔。
[0018]作为本技术优选的技术方案，所述的散热底板件设有散热孔，用于冷却风的流通。
[0019]作为本技术优选的技术方案，所述的散热底板件的下方设有导风片。
[0020]作为本技术优选的技术方案，从散热风入口到散热风出口，液冷式电池模组单元的底部高度逐渐降低，并形成高度差；所述的散热底板件靠近散热风入口的一侧设有向上的延伸板，延伸板上设有通风孔。
[0021]作为本技术优选的技术方案，靠近散热风入口的液冷式电池模组单元与散热风入口之间设有挡板。
[0022]与现有技术相比，本技术具有有益效果：
[0023]本技术首先设计了一套管道环绕式液冷系统，通过环绕式液冷管道对单体电池进行冷却，单体电池按预定位置布置在多层管道中间，液冷管道外侧的支撑柱对管道起
到固定作用。相比于直接将电池浸没于冷却液中，采用液冷管道环绕的方式进行冷却，安全性更高。而相比于直接使用冷却带，多层的管道布置可以更好的提高散热效果，同时流经各个电池单体的冷却液分布也更加均匀，保证电池模组内电池散热和温度分布的一致性。除此之外，由于多层管道同时泄漏的概率较小，所以安全性也更高。上下两块多孔板上开有楼空孔，方便冷却风流动。同时电池采用叉排排布的方式，进一步增加电池和冷却管道的接触，进一步提高散热效果。
[0024]同时，本技术对风冷系统进行了优化设计。常见的串行方式中气体从箱体的一侧流入，从另一侧流出，但是先后流经的模块接受的状态不一致，比如温度参数，所以温度一致性较差。本技术选用并行方式，将进入箱体的气体分成多个流量相近的支流，此时各个支流的状态一致，这些支流分别流经内部的电池模组单元，气体与电池模组单元之间保持相对一致的温度差，通过相同距离的冷却路径，可以达到散热均匀的目的。为此本技术增加一块底板(散热底板件，优选采用钣金件)来分割风道，并用以支撑电芯模块，散并切出多个散热孔(例如可以是矩形孔)，使得冷却风流经这些散热孔。同时避免在距离冷却风入口较近的模组一侧形成死角，形成温度堆积，本技术还在钣金件靠近散热风入口的一侧设有向上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于储能电池的组合式冷却装置，其特征在于，包括：电池箱体(1)、设置于电池箱体(1)内的多个液冷式电池模组单元(2)以及用于对多个液冷式电池模组单元(2)进行风冷散热的风冷单元；所述的液冷式电池模组单元(2)包括由多个单体电池(211)排列形成的电池模组(21)、用于对各单体电池(211)进行冷却的环绕式液冷管道组件(22)以及分别设置于电池模组(21)上下两侧的多孔板(23)，所述的环绕式液冷管道组件(22)具有多个沿单体电池(211)长度方向并排排列的液冷管道(221)，所述的风冷单元用于将电池箱体(1)外界的冷却风引入并流经液冷式电池模组单元(2)，对其进行风冷散热。2.根据权利要求1所述的用于储能电池的组合式冷却装置，其特征在于，所述的电池模组(21)包括多排呈叉排排布的单体电池(211)，各单体电池(211)间隔有空隙，所述的环绕式液冷管道组件(22)呈S型走向沿相邻两排单体电池(211)之间的空隙将各排单体电池(211)包围。3.根据权利要求2所述的用于储能电池的组合式冷却装置，其特征在于，所述的环绕式液冷管道组件(22)的走向与其所经过的单体电池(211)的外侧形状相匹配，覆盖于单体电池(211)外侧的部分表面。4.根据权利要求2所述的用于储能电池的组合式冷却装置，其特征在于，所述的多孔板(23)具有与电池模组(21)的单体电池(211)端部形状相匹配的镂空孔(231)，且每排单体电池(211)相邻两个镂空孔(231)之间设有用于通过冷却风的透风孔(232)。5.根据权利要求1所述的用于储能电池的组合式冷却装置，其特征在于：所述的环绕式液冷管道组件(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾万选，郭韵，张诺楠，尹世界，刘景龙，杨凯，欧阳叶郁，陈思文，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：
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