[发明专利]超大容量蓄能锂离子电池组散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超大容量蓄能锂离子电池组散热装置,属于新能源技术领域.

背景技术

锂离子电池具有较高的蓄电能量密度、较低的自放电率、无记忆效应、能量转换效率高以及对环境无污染等特点，近年来在大功率蓄电应用中占有很重要的地位。但是大功率锂离子电池在充放电过程中会产生很大的热量，且热量分布不均匀，位于电池箱中间的热量不易被及时带走，如不及时对其散热将会导致电池温升过高，影响电池的充放电效率、降低电池的使用寿命及破坏其使用的安全性。现有技术一般是采用强制通风的方式，带走电池组表面的热量，但由于超大容量锂离子电池组的产热量大，强制通风散热效果不理想，且电池箱内部电池组片密集的地方热量不容易及时散发。导致电池组温升高、效率低、使用寿命短、不安全。

发明内容

本发明公开了一种超大容量蓄能锂离子电池组散热装置,利用水冷长翅片散热系统，对电池组进行散热冷却,合理布置水冷盘管墙和风扇，加以强制通风散热，形成锂离子电池组的散热装置，以达到锂离子电池组良好的散热效果。本发明可以有效克服现有技术中单纯采用强制通风带来的散热效果不理想，尤其是电池组片密集的地方不容易散发热量，导致电池组温升高、效率低、使用寿命短、不安全等弊端。

本发明技术方案是这样实现的:

一种超大容量蓄能锂离子电池组散热装置,包括锂离子电池组，隔板水冷长翅片，水冷盘管墙，风扇，电池箱体；其特点是：在电池箱体内相邻的两排电池组之间纵向设置水冷盘管墙，相邻的两层锂离子电池组之间横向设置隔板水冷长翅片，锂离子电池组置于隔板水冷长翅片上，由隔板水冷长翅片支撑、固定；在每排电池组的每一层对应加装一台风扇，以用于送风加快散热；通过加入隔板水冷长翅片、水冷盘管墙及风扇，解决超大容量电池组散热问题。

所述的水冷盘管墙结构为蛇型盘管，材料为紫铜。

所述的隔板水冷长翅片焊接于水冷盘管墙上，隔板水冷长翅片材料均采用具有良好导热性能的钢板。

本发明设计的超大容量蓄能锂离子电池组散热装置,可以有效、及时的带走超大容量锂离子电池组的热量，散热均匀，不仅达到锂离子电池箱内及时散热的效果，保证了锂离子电池组的工作环境，而且提高了锂离子电池组的工作效率，延长其使用寿命，确保其使用的安全性。同时冷却水集中回收的锂离子电池组的热量可再利用。

附图说明

图1为超大容量蓄能锂离子电池组散热装置的俯视结构图；

图2为超大容量蓄能锂离子电池组散热装置的侧视结构图；

图3水冷盘管的结构示意图。

1、锂离子电池组，2、隔板水冷长翅片，3、水冷盘管墙，4、风扇，5、电池箱体,6、冷水进口，7、冷水出口。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

一种超大容量蓄能锂离子电池组散热装置,如图1、图2所示，包括锂离子电池组1，隔板水冷长翅片2，水冷盘管墙3，风扇4，电池箱体5；在电池箱体内相邻的两排锂离子电池组之间纵向设置水冷盘管墙3，相邻的两层锂离子电池组之间横向设置隔板水冷长翅片2，锂离子电池组置于隔板水冷长翅片2上，由隔板水冷长翅片支撑、固定；在每排锂离子电池组的每一层对应加装一台风扇4，以用于送风加快散热；通过加入隔板水冷长翅片2、水冷盘管墙3及风扇4，解决超大容量电池组散热问题。如图3所示，水冷盘管墙3的结构为蛇型盘管，材料为紫铜。隔板水冷长翅片2焊接于水冷盘管墙3上，隔板水冷长翅片材料采用具有良好导热性能的钢板。

隔板水冷长翅片2在支撑电池组的同时又起到了导热翅片的作用，与水冷盘管墙3以热传导的形式进行热交换，增加了锂离子电池组片的散热面积，提高换热效率，使散热装置紧凑。在每排锂离子电池组的每一层对应加装一个风扇4，将室外的空气从电池箱体5的一侧引入室内，进行锂离子电池组横向送风，增强空气流动，强化与水冷盘管墙3和锂离子电池1表面的对流换热，再从电池箱体5的另一侧排到室外。冷却水从冷水进口6进入蛇形水冷盘管墙3，被加热的冷却水通过冷水出口7被引到室外，再通过冷却塔或者热用户将冷却水的温度降到设计的进口温度。

实施例：

取单个锂离子电池的在正常充放电时的发热量为1.2w，其几何尺寸是65*18*120(mm)。某机组设计的散热负荷为5Kw，则该机体要容纳4166个锂离子电池。在电池箱体内分布7排锂离子电池组，每排锂离子电池组横向布置60个单个电池，每两个相邻的锂离子电池单体间隔5mm，纵向布置10层电池条，每层隔板水冷长翅片2的间隔为150mm。在每相邻的两排锂离子电池组中间布置蛇形水冷盘管墙3，共有6排水冷盘管墙。冷却水的吸热量为5kw，设定冷水的进口温度为20℃，出口温度为30℃，则总流量为0.013kg/s。循环冷却水的冷却采用常规方法，例如，冷却塔或者大容量自然蒸发以及风冷均可。管束的直径为3.2mm，管束的总长为100m，经流体力学计算，冷却水在管内的流态为强制湍流，雷诺数为1.03×10⁴。设定该电池箱体的工作环境为30℃，经传热学计算，电池箱体内风速为2.5m/s。锂离子电池单体与管束的间距为2mm，则每层应提供20L/s的风量。