一种基于常温变相材料的储能电池温度调控系统技术方案

一种基于常温变相材料的储能电池温度调控系统，其特征在于由电池舱(1)、变相材料存储装置(2)、气体存储装置(3)、气体分离装置(4)、气泡发生器(5)、变相材料循环装置(6)、外部辅助换热装置(7)和监控设备组成，将保温气体气泡加入液态变相材料，形成封闭气孔保温结构。该系统采集电池舱温度内部T按照下列策略调控温度，当T小于等于保温启动温度且大于变相温度，启动气泡发生器(5)和变相材料循环装置(6)，形成封闭气孔保温结构。形成封闭气孔保温结构。形成封闭气孔保温结构。

【技术实现步骤摘要】
一种基于常温变相材料的储能电池温度调控系统


[0001]本技术涉及一种基于常温变相材料的储能电池温度调控系统，属于电力储能领域。

技术介绍

[0002]电池的性能在低温环境下会大幅下降，使电池难以发挥其应有的功能，而且在低温下使用由于电解液导电率的降低，电荷转移活化能不足，电阻增大等，电池性能下降严重，对其造成不可逆的损害；而升高温度可促进电解液在活性物质内部的电荷传输能力，减小阻抗，提高导电性、初始放电容量和活性物质利用率，但会导致电解液干涸、负极板硫酸盐化严重，缩短电池的使用寿命；因此电池组的温度直接影响到电池系统的性能、寿命和安全，解决电池温度调控的思路主要有两种：配备额外的加热、冷却设备或使用高性能的保温材料。这两种方法各有优缺点，额外加热所需要的能源大多来自电池，而附加保温材料势必挤占空间。
[0003]相变材料是从一种相到另外一种相的变迁，过程中温度几乎不变，存在一个宽阔的温度平台，同时吸热和放热现象明显，这个过程叫做相变。相变材料吸热放热过程，系统温度平稳，可以达到近似恒温的效果，已经在很多领域得到应用。大功率电力电子器件的冷却，太阳能系统的冷却，建筑材料，工业余热利用，家用车用空调系统以及锂电池的热管理系统。专利《一种与热管联用的电池组冷却装置》专利技术了一种利用石蜡的变相冷却作用对电池进行冷却；文献《RT28/气相二氧化硅复合相变材料的制备及对锂离子电池的保温性能研究》利用气相二氧化硅(固体)吸附液态RT28(变相材料)，形成新的复合变相材料提高保温效果。但是相关技术资料均未提出如何同时提高变相材料的吸热和放热特性的方法，以及相应的散热和保温调控系统。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术提供了一种基于常温变相材料的储能电池温度调控系统，在利用变相材料固态液态转换工程中的放热和吸热维持温度的同时形成保温气体泡在液态变相材料内封闭气孔保温结构。
[0005]所述电池温度调控系统采用电池舱1、变相材料存储装置2、气体存储装置3、气体分离装置4、气泡发生器5、变相材料循环装置6、外部辅助换热装置7和监控设备，将保温气体气泡加入液态变相材料，形成封闭气孔保温结构。
[0006]所述的电池舱1上面有1个电池舱变相材料管道出口11，下面对应电池组12间隙的前端和后端分布电池舱变相材料管道入口15，侧面各有一个外部辅助换热介质管道入口13和外部辅助换热介质管道出口14并连接外部辅助换热管16；所述的外部辅助换热管16围绕电池组12布置；
[0007]所述的变相材料存储装置2有两个液态变相材料管道接口和外部辅助换热管道接口，液态变相材料管道入口连接到气体分离装置4出口、存贮液态变相材料，液态变相材料
管道出口连接到变相材料循环装置6入口、释放液态变相材料，外部辅助换热管道出入接口连接外部辅助换热装置7对变相材料存储装置2内的固态变相材料加热、融化；
[0008]所述的气体存储装置3有保温气体两个管道接口，入口连接气体分离装置4旁路存储从液态变相材料中分离出的保温气体，出口连接气泡发生器5旁路、给液态变相材料补充保温气泡；
[0009]所述的气体分离装置4有三个管道接口，入口连接到电池舱1的电池舱变相材料管道出口11、流入含有保温气体的液态变相材料，旁路连接到气体存储装置3保温气体两个管道入口、排出被分离保温气体，出口连接到变相材料存储装置2的液态变相材料管道入口、流出被净化的液态变相材料；
[0010]所述的气泡发生器5有三个管道接口，入口连接到变相材料循环装置6出口、流入被加压加速的液态变相材料，旁路连接到气体存储装置3、对流入保温气体加压脉冲喷射到液态变相材料形成微小保温气泡，出口连接到电池舱1的电池舱变相材料管道入口15；
[0011]所述的外部辅助换热装置7具备两组空调管道，一组连接外部辅助换热介质管道入口13和外部辅助换热介质管道出口14、给电池舱1内的变相材料冷却，另一组连接到变相材料存储装置2外部辅助换热管道接口、用于对变相材料加热。
[0012]所述的变相材料存储装置的液态变相材料进出管道采用耐腐蚀的保温管道；
[0013]所述的气体存储装置的进出管道采用耐用管道；
[0014]所述的气体分离装置的进出管道采用耐腐蚀的保温管道；
[0015]所述的气泡发生器的进出管道采用耐腐蚀的保温管道；
[0016]所述的变相材料循环装置的进出管道采用耐腐蚀的保温管道；
[0017]所述的外部辅助换热装置的进出管道采用空调冷媒专用保温管道。
[0018]所述的变相材料为常温变相物质，固液态变相温度应为电池正常工作要求温度范围内。
[0019]所述的保温气体为温室气体且不与变相材料发生化学反应或溶解现象。
[0020]所述的监控设备收集到电池舱1、变相材料存储装置2、气体存储装置3、气体分离装置4、气泡发生器5、变相材料循环装置6和外部辅助换热装置7的运行传感器和温度传感器传回的实时数据，系统利用运行数据和温度信息给监控设备下达指令控制气体分离装置4、气泡发生器5、变相材料循环装置6和外部辅助换热装置7的运行。
[0021]本技术将保温气体加压脉冲喷射到液态变相材料形成微小保温气泡形成封闭气孔保温结构，提高电池保温效果；而且当电池升温使变相材料液化后，分离出保温气体并启动辅助换热设备，确保散热降温速度。
附图说明
[0022]图1电磁保温系统原理图；
[0023]图中，1为电池舱，2为变相材料存储装置，3为气体存储装置，4为气体分离装置，5为气泡发生器，6为变相材料循环装置，7为外部辅助换热装置。
[0024]图2电池舱结构图；
[0025]图中，11为电池舱变相材料管道出口，12为电池组，13为外部辅助换热介质管道入口，14为外部辅助换热介质管道出口，15为电池舱变相材料管道入口，16为外部辅助换热
管。
[0026]图3电池温度调控流程图。
具体实施方式
[0027]如图1、图2所示，电池温度调控系统的机电设备包括电池舱1、变相材料存储装置2、气体存储装置3、气体分离装置4、气泡发生器5、变相材料循环装置6、外部辅助换热装置7；所有机电设备监测和控制由监控设备执行。
[0028]电池舱1为储能电池(即电池组12)的存放设备，其内部充满变相材料，本系统所有变相材料均采用熔点18.6℃的丙三醇。
[0029]变相材料存储装置2可以存贮气体分离装置4从电池舱1回流丙三醇中分离出不含有气体的液态丙三醇，同时为变相材料循环装置6提供液态丙三醇；外部辅助换热装置7为变相材料存储装置2内丙三醇加热，保证丙三醇为可流动的液态。
[0030]气体存储装置3可以存贮气体分离装置4从电池舱1回流丙三醇中分离出的保温气体(采用二氧化碳)，也能为气泡发生器5补充保温气体。
[0031]气体分离装置4可以对电池舱1回流的含有二氧化碳的液态丙三醇进行气液分离，并将气体二氧化碳输送到气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于常温变相材料的储能电池温度调控系统，其特征在于采用电池舱(1)、变相材料存储装置(2)、气体存储装置(3)、气体分离装置(4)、气泡发生器(5)、变相材料循环装置(6)、外部辅助换热装置(7)和监控设备，将保温气体气泡加入液态变相材料，形成封闭气孔保温结构；所述的电池舱(1)上面有1个电池舱变相材料管道出口(11)，下面对应电池组(12)间隙的前端和后端分布电池舱变相材料管道入口(15)，侧面各有一个外部辅助换热介质管道入口(13)和外部辅助换热介质管道出口(14)并连接外部辅助换热管(16)；所述的外部辅助换热管(16)围绕电池组(12)布置；所述的变相材料存储装置(2)有两个液态变相材料管道接口和外部辅助换热管道接口，液态变相材料管道入口连接到气体分离装置(4)出口、存贮液态变相材料，液态变相材料管道出口连接到变相材料循环装置(6)入口、释放液态变相材料，外部辅助换热管道出入接口连接外部辅助换热装置(7)对变相材料存储装置(2)内的固态变相材料加热、融化；所述的气体存储装置(3)有保温气体两个管道接口，入口连接气体分离装置(4)旁路，出口连接气泡发生器(5)旁路；所述的气体分离装置(4)有三个管道接口，入口连接到电池舱(1)的电池舱变相材料管道出口(11)、流入含...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涌，王朋朋，杜璇，韩林林，王帅，张桐博，
申请(专利权)人：上海博英信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：