储能冷却装置与双电源储能装置冷却系统的制作方法

1.本发明涉及储能装置冷却技术领域，尤其涉及一种储能冷却装置与双电源储能装置冷却系统。


背景技术：

2.现有的电池柜中，通常采用风冷或液冷的方式对储能电池进行冷却，然而这种方式使电池部分面无法接触到冷源，进而导致电池柜中电池单体内部及单体间温差较大。故现有技术中，常采用电池完全浸没在冷却液中的方式对电池进行冷却，并另配置空调和散热器，对浸没电池的冷却液进行散热。
3.如cn113675497a《一种浸没式液冷储能电池箱》，公开了“互不联通的内腔体一和内腔体二，所述的换热盘管、加热棒和风扇均设置在内腔体二内，所述的电池模组、导流器和隔流支架均设置在内腔体一内，在内腔体一内填充浸没液，所述电池模组和导流器浸泡在浸没液中，风扇对换热盘管中的浸没液进行冷却。”也有一些现有技术中，采用空调吹带有浸没液的壳体的方式，对位于浸没液中的电池进行冷却。
4.然而，现有技术中采用电池浸没式对电池进行冷却的方式，主要通过风扇对浸没液进行冷却，风扇占用了较大的体积，且风扇工作时噪音较大；若采用空调对浸没液进行冷却的方式，不但噪音大，而且能耗较高。并且现有的电池柜中，通常在电池柜内设有消防设施，如自动喷淋系统，实现消防功能；若电池柜内的消防系统出现故障，则电池一旦热失控，将无法控制。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种储能冷却装置与双电源储能装置冷却系统，在降低电池内部及单体间温差的同时，减少噪声及散热能耗，并提升电池柜的可靠性。
6.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
7.一种储能冷却装置，包括电池柜模块和冷却液交换模块；所述电池柜模块包括外壳体、设置在所述外壳体内部的内壳体，所述外壳体与所述内壳体均为具有容纳空间的封闭壳体，所述内壳体内设有电池组件，所述内壳体内填充有第一冷却液，所述电池组件浸没在所述第一冷却液中；所述外壳体与所述内壳体间填充有第二冷却液，所述第二冷却液用于通过所述内壳体与所述第一冷却液进行热交换；所述外壳体上设有进液口与出液口，所述进液口与所述出液口均与所述冷却液交换模块连接，所述冷却液交换模块通过所述进液口与所述出液口对所述第二冷却液进行交换。
8.进一步的，所述内壳体外壁设有热电半导体。
9.进一步的，所述内壳体内壁和/或外壁上设有第一散热翅片。
10.再进一步的，所述第一散热翅片设于所述内壳体外壁，所述第一散热翅片与所述外壳体内壁间隙配合。
11.进一步的，所述内壳体内壁固定有若干层板，各所述层板沿所述内壳体长度方向依次平行排布，所述电池组件包括若干电池包，所述电池包固定在各所述层板上。
12.再进一步的，所述层板的部分侧边与所述内壳体内壁固定连接。
13.再进一步的，所述层板上设有若干贯穿孔。
14.再进一步的，所述层板下表面设有第二散热翅片。
15.本发明还提供了一种双电源储能装置冷却系统，包括上述所述内壳体外壁设有热电半导体的储能冷却装置、电源切换单元，所述热电半导体与所述电源切换单元电连接，所述电源切换单元与所述电池组件电连接，所述电源切换单元并与供电电网电连接；还设有用于监控所述电池组件电量的监控单元，以及控制所述电源切换单元工作的控制单元，所述电源切换单元、所述监控单元均与所述控制单元通信连接；所述控制单元通过所述电源切换单元控制所述供电电网或所述电池组件给所述热电半导电供电，且当所述电池组件对所述热电半导体供电时，所述监控单元监测到所述电池组件低于设定电量时，所述控制单元通过所述电源切换单元切断对所述热电半导体供电。
16.进一步的，所述热电半导体电与所述电源切换单元间电连接有正反接系统，所述正反接系统与所述控制单元通信连接。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过在内壳体内填充有第一冷却液，并将电池组件浸没在第一冷却液中，使得电池组件的电池包内部及电池包单体间温差降低；通过在外壳体与内壳体间填充第二冷却液，且利用冷却液交换模块通过进液口与出液口对第二冷却液进行交换，减少了传统浸没式电池冷却系统中，因风扇冷却带来的噪声，并且因取消了风扇或空调的设计，采用冷却液交换模块进行换热的方式，极大的降低散热系统的电耗。同时，因第二冷却液包裹第一冷却液，且采用物理连接的方式与冷却液交换模块连接，免去了在电池柜内单独设置消防设施的设计，避免消防设施失效的情况发生，提升电池柜的可靠性。
附图说明
18.图1是本发明的电池柜模块的结构示意图；
19.图2是本发明的储能冷却装置的结构示意图；
20.图3是本发明的电池柜模块的局部剖视图；
21.图4是图3中a部的放大示意图；
22.图5是本发明的内壳体的结构示意图；
23.图6是本发明的电池包及层板的结构示意图；
24.图7是本发明的层板的俯视图；
25.图8是本发明的双电源储能装置冷却系统的结构示意图。
26.图中：
27.1-电池柜模块；1a-外壳体；1b-内壳体；1c-进液口；1d-出液口；1e-热电半导体；1f-层板；1g-电池包；1h-第一散热翅片；1i-第二散热翅片。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“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。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
31.如图1-图5所示，本发明公开了一种储能冷却装置，主要用于电池柜中，包括电池柜模块1和冷却液交换模块，所述冷却液交换模块可以是冷却水塔。所述电池柜模块1包括外壳体1a、设置在所述外壳体1a内部的内壳体1b，所述外壳体1a与所述内壳体1b均为具有容纳空间的封闭壳体。所述内壳体1b内设有电池组件，所述电池组件可包括若干个内设电芯的电池包，所述内壳体1b内填充有第一冷却液，所述电池组件完全浸没在所述第一冷却液中,所述第一冷却液为绝缘液体。具体，所述第一冷却液可以是单相浸没液，如合成油；也可以是双相浸没液，如氟化液。所述外壳体1a与所述内壳体1b间填充有第二冷却液，所述第二冷却液用于通过所述内壳体1b与所述第一冷却液进行热交换。所述外壳体1a上设有进液口1c与出液口1d，所述进液口1c与所述出液口1d均与所述冷却液交换模块连接，所述冷却液交换模块通过所述进液口1c与所述出液口1d对所述第二冷却液进行交换。
32.本发明的储能冷却装置工作过程中，所述电池组件因充放电产生热量，由于所述电池组件完全浸没在所述第一冷却液中，所述第一冷却液吸收所述电池组件的热量，从而所述第一冷却液温度升高。由于所述外壳体1a与所述内壳体1b间填充有所述第二冷却液，故所述第二冷却液可通过所述内壳体1b与相对温度较高所述第一冷却液进行热交换，相对温度较高的所述第一冷却液中的热量传递到相对温度较低的所述第二冷却液中。并且，由于所述冷却液交换模块，即冷却水塔通过所述进液口1c与所述出液口1d对所述第二冷却液进行交换。因此，待所述外壳体1a与所述内壳体1b间的所述第二冷却液吸收了所述第一冷却液的热量后，可进入到冷却水塔中进行降温。待所述第二冷却液降温后再次进入到所述外壳体1a与所述内壳体1b间。如此往复循环，实现持续对所述电池组件的降温。
33.本发明的储能冷却装置，通过在内壳体内填充有第一冷却液，并将电池组件浸没在第一冷却液中，使得电池组件的电池包内部及电池包单体间温差降低；通过在外壳体与内壳体间填充第二冷却液，且利用冷却液交换模块通过进液口与出液口对第二冷却液进行交换，减少了传统浸没式电池冷却系统中，因风扇冷却带来的噪声，并且因取消了风扇或空调的设计，采用冷却水塔进行换热的方式，极大的降低散热系统的电耗。同时，因第二冷却液包裹第一冷却液，且采用物理连接的方式与冷却液交换模块连接，免去了在电池柜内单独设置消防设施的设计，即便电池组件发生热失控，因第二冷却液的存在，可将热失控控制
在内壳体中，避免消防设施失效的情况发生，提升电池柜的可靠性。
34.如图3-图4,以及图6所示，在本实施例中，所述内壳体1b外壁设有若干热电半导体1e。所述内壳体1b内壁固定有若干层板1f，各所述层板1f沿所述内壳体1b长度方向依次平行排布，所述电池组件包括若干电池包1g，所述电池包1g固定在各所述层板1f上。所述热电半导体1e设置在相邻两个所述层板1f的中间位置。所述层板1f主要起固定所述电池包1g，以及传递所述电池包1g热量的作用。本实施例中，通过热电半导体的设置，当热电半导体通电后对内壳体制冷时，可降低第一冷却液的温度；当电池柜处于寒冷地区欲启动时，可对热电半导体通电并对内壳体制热，提升第一冷却液温度，进而提高电池温度，提高电池的寿命。
35.所述内壳体1b的内壁和/或外壁上设有第一散热翅片1h。如图5所示，本实施例中，所述第一散热翅片1h设于所述内壳体1b的外壁，并且所述第一散热翅片1h与所述外壳体1a内壁间隙配合。通过第一散热翅片的设置，增加内壳体与第二冷却液的接触面积，有利于对电池温度的降低。
36.本实施例中，所述内壳体1b呈长方体状，所述层板1f呈矩形，所述层板1f的部分侧边与所述内壳体1b内壁固定连接。具体的，如图7所示，所述层板1f相对的两个第一侧边与所述内壳体1b相对的两侧内壁焊接连接。所述层板1f的相对的两个第二侧边与所述内壳体1b的内壁见存在间隙，形成供所述第一冷却液通过的开口。同时，如图6所示，所述层板1f上设有若干贯穿孔。所述第一冷却液可从所述贯穿孔中通过。通过限定层板的固定位置以及贯穿孔的设置，保障第一冷却液在内壳体中随意流动，使电池包间的温度较为均匀。
37.如图6所示，在本实施例中，所述层板1f下表面设有第二散热翅片1i。所述第二散热翅片1i可以成圆弧状或呈锯齿状。通过第二散热翅片的设计，可增加电池包经层板导热的散热面积，提高电池冷却效果。
38.如图8所示，本发明还提供了一种双电源储能装置冷却系统，包括电源切换单元以及上述的储能冷却装置，所述热电半导体与所述电源切换单元电连接，所述电源切换单元与所述电池组件电连接，所述电源切换单元并与供电电网电连接。还设有用于监控所述电池组件电量的监控单元，以及控制所述电源切换单元工作的控制单元，所述电源切换单元、所述监控单元均与所述控制单元通信连接。所述控制单元通过所述电源切换单元控制所述供电电网或所述电池组件给所述热电半导电供电，且当所述电池组件对所述热电半导体供电时，所述监控单元监测到所述电池组件低于设定电量时，所述控制单元通过所述电源切换单元切断对所述热电半导体供电。本实施例中，所述热电半导体电与所述电源切换单元间电还连接有正反接系统，所述正反接系统与所述控制单元通信连接。还设有电池充电单元，所述电池充电单元与所述电池组件电连接，所述电池充电单元与所述控制单元通信连接。
39.本实施例的双电源储能装置冷却系统主要运用于商业/家用供电系统中，工作原理如下：
40.当供电电网电价处于谷时电价时，所述控制单元控制所述电源切换单元采用供电电网，即市电对用电设备进行供电。并控制所述电池包充电单元对所述电池组件进行充电。还控制所述正反接系统，使所述热电半导体与所述内壳体1b的接触面制冷，降低电池组件的温度。
41.当供电电网电价处于峰时电价时，所述控制单元控制所述电源切换单元采用所述电池组件对用电设备进行供电。当双电源储能装置冷却系统位于寒冷地区欲启动时，所述控制单元控制所述正反接系统，使所述热电半导体与所述内壳体1b的接触面制热。当双电源储能装置冷却系统位于炎热地区时，所述控制单元控制所述正反接系统，使所述热电半导体与所述内壳体1b的接触面制冷。并且，所述监控单元对所述电池组件内的电量进行监测，一旦所述电池组件的电量低于设定电量时，为保护电池组件不处于馈电状态，损坏电池，所述控制单元通过所述电源切换单元切断对所述热电半导体供电。若此时电池组件发生热失控的状况，即便供电电网和电池组件均不能提供电能，但仍可通过手动更换第二冷却液的方式实现对内壳体中的电阻组件进行换热，提升系统的可靠性。且在实际使用中，本系统通常会包含若干组储能冷却装置的电池柜，即便一组电池柜发生热失控，因第二冷却液的设置，有效阻止热失控蔓延，可将热失控控制在单体电池柜级别。
42.本发明的双电源储能装置冷却系统通过电源切换单元的设置，通过将谷时电价的电能储层至电池组件中，降低了用户用电成本；通过正反接系统的设置，实现对电池组件的加热及冷却。
43.综上所述，本发明的储能冷却装置，通过在内壳体内填充有第一冷却液，并将电池组件浸没在第一冷却液中，使得电池组件的电池包内部及电池包单体间温差降低；通过在外壳体与内壳体间填充第二冷却液，且利用冷却液交换模块通过进液口与出液口对第二冷却液进行交换，减少了传统浸没式电池冷却系统中，因风扇冷却带来的噪声，并且因取消了风扇或空调的设计，采用冷却水塔进行换热的方式，极大的降低散热系统的电耗。同时，因第二冷却液包裹第一冷却液，且采用物理连接的方式与冷却液交换模块连接，免去了在电池柜内单独设置消防设施的设计，避免消防设施失效的情况发生，提升电池柜的可靠性。通过热电半导体的设置，当热电半导体通电后对内壳体制冷时，可降低第一冷却液的温度；当电池柜处于寒冷地区欲启动时，可对热电半导体通电并对内壳体制热，提升第一冷却液温度，进而提高电池温度，提高电池的寿命。通过第一散热翅片的设置，增加内壳体与第二冷却液的接触面积，有利于对电池温度的降低。通过限定层板的固定位置以及贯穿孔的设置，保障第一冷却液在内壳体中随意流动，使电池包间的温度较为均匀。通过第二散热翅片的设计，可增加电池包经层板导热的散热面积，提高电池冷却效果。本发明的双电源储能装置冷却系统通过电源切换单元的设置，将谷时电价的电能储层至电池组件中，降低了用户用电成本；通过正反接系统的设置，实现对电池组件的加热及冷却。
44.需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种储能冷却装置，其特征在于：包括电池柜模块(1)和冷却液交换模块；所述电池柜模块(1)包括外壳体(1a)、设置在所述外壳体(1a)内部的内壳体(1b)，所述外壳体(1a)与所述内壳体(1b)均为具有容纳空间的封闭壳体，所述内壳体(1b)内设有电池组件，所述内壳体(1b)内填充有第一冷却液，所述电池组件浸没在所述第一冷却液中；所述外壳体(1a)与所述内壳体(1b)间填充有第二冷却液，所述第二冷却液用于通过所述内壳体(1b)与所述第一冷却液进行热交换；所述外壳体(1a)上设有进液口(1c)与出液口(1d)，所述进液口(1c)与所述出液口(1d)均与所述冷却液交换模块连接，所述冷却液交换模块通过所述进液口(1c)与所述出液口(1d)对所述第二冷却液进行交换。2.根据权利要求1所述的储能冷却装置，其特征在于：所述内壳体(1b)外壁设有热电半导体(1e)。3.根据权利要求1所述的储能冷却装置，其特征在于：所述内壳体(1b)内壁和/或外壁上设有第一散热翅片(1h)。4.根据权利要求3所述的储能冷却装置，其特征在于：所述第一散热翅片(1h)设于所述内壳体(1b)外壁，所述第一散热翅片(1h)与所述外壳体(1a)内壁间隙配合。5.根据权利要求1所述的储能冷却装置，其特征在于：所述内壳体(1b)内壁固定有若干层板(1f)，各所述层板(1f)沿所述内壳体(1b)长度方向依次平行排布，所述电池组件包括若干电池包(1g)，所述电池包(1g)固定在各所述层板(1f)上。6.根据权利要求5所述的储能冷却装置，其特征在于：所述层板(1f)的部分侧边与所述内壳体(1b)内壁固定连接。7.根据权利要求5所述的储能冷却装置，其特征在于：所述层板(1f)上设有若干贯穿孔。8.根据权利要求5所述的储能冷却装置，其特征在于：所述层板(1f)下表面设有第二散热翅片(1i)。9.一种双电源储能装置冷却系统，其特征在于：包括权利要求2所述的储能冷却装置、电源切换单元，所述热电半导体(1e)与所述电源切换单元电连接，所述电源切换单元与所述电池组件电连接，所述电源切换单元并与供电电网电连接；还设有用于监控所述电池组件电量的监控单元，以及控制所述电源切换单元工作的控制单元，所述电源切换单元、所述监控单元均与所述控制单元通信连接；所述控制单元通过所述电源切换单元控制所述供电电网或所述电池组件给所述热电半导电(1e)供电，且当所述电池组件对所述热电半导体(1e)供电时，所述监控单元监测到所述电池组件低于设定电量时，所述控制单元通过所述电源切换单元切断对所述热电半导体(1e)供电。10.根据权利要求9所述的双电源储能装置冷却系统，其特征在于：所述热电半导体电与所述电源切换单元间电连接有正反接系统，所述正反接系统与所述控制单元通信连接。

技术总结
本发明涉及一种储能冷却装置与双电源储能装置冷却系统，所述储能冷却装置包括电池柜模块和冷却液交换模块；所述电池柜模块包括外壳体、内壳体，所述外壳体与所述内壳体均为具有容纳空间的封闭壳体，所述内壳体内设有电池组件，所述内壳体内填充有第一冷却液，所述电池组件浸没在所述第一冷却液中；所述外壳体与所述内壳体间填充有第二冷却液，所述第二冷却液用于通过所述内壳体与所述第一冷却液进行热交换。所述双电源储能装置冷却系统包括设有热电半导体的储能冷却装置以及电源切换单元。本发明的储能冷却装置及双电源储能装置冷却系统，在降低电池内部及单体间温差的同时，减少噪声及散热能耗，并可提升电池柜的可靠性。并可提升电池柜的可靠性。并可提升电池柜的可靠性。


技术研发人员：赵东兴 冯俊达 汪承晔 施敏捷 房雨辰
受保护的技术使用者：沃太能源股份有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/5