[发明专利]一种大功率电池组的喷淋液冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种大功率电池组的喷淋液冷系统。

背景技术

分析报告显示，日益增长的能源消费，特别是煤炭、石油等化石燃料的大量使用对环境和全球气候所带来的影响使得人类可持续发展的目标面临严峻威胁。如今电力行业发展迅猛，我国当前电网运营面临着最高用电负荷持续增加、间歇式能源接入占比扩大，调峰手段有限等诸多挑战，建设优质、自愈、安全、清洁、经济的智能电网是电力行业发展的既定目标，而储能技术则是构建智能电网的重要环节。

在各种储能技术中，储能电池技术具有悠久的历史，目前常用的储能电池有铅酸蓄电池，锂电池等几种，存在高温使用寿命短，大容量难集成等缺点，容量和规模扩大、集成度高的新型纳硫电池具有广阔的发展前景。但是大容量、高功率的储能电池性能对温度变化敏感，长时间高低温环境会缩减电池容量，长时间积累则会造成电池过充点和过放电，影响电池的寿命和性能。对于高功率的储能电池在工作时产生的热量必须采用专门的冷却装置散热。目前使用的电池冷却装置有以下几种：

1)冷却装置采用空气强制对流冷却，空气的比热小，散热效率低，额外功耗大，并且对空气的洁净度提出更高要求；

2)电池系统内设置导热管间接传热，电池与散热介质之间为间接接触，存在热阻及流动不均匀的问题，并且导热管回路排布复杂，占用空间大。

公开号为CN201946715U的中国专利公开了“一种动力锂离子电池箱控温循环水系统”，当电池箱内的电池正常工作时，BMS数据采集器将所采集到的电池箱的温度状况信号传给温控系统，温控系统根据电池箱的温度的高低来决定电池箱是需要升温还是降温。当电池箱温度较高时，冷却水泵启动，将冷却水从电池箱的左侧底部泵入，冷却水流从电池箱的钢板上吸收大量热后，从电池箱的左侧顶部流出。当电池箱内部温度较低需要加热时，加热水泵启动，加热水从电池箱的左侧顶部流进，将自身热量传递给电池箱的钢板后，从电池箱的左侧底部流出。在电池箱的冷却过程中，如果冷却水对电池箱的冷却效果达不到要求时，可在水冷却的同时启动风冷系统。但是该系统采用冷却水与电池箱钢板接触导热的方式散热，传热效率低下，尤其是电池箱内如果装载大功率电池，由于通过钢板间接传热，电池与散热介质之间为间接接触，存在热阻及流动不均匀的问题，从而导致电池箱内的热量积攒不能被及时带出，严重影响大功率电池的使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种大功率电池组的喷淋液冷系统及方法，本大功率电池组的喷淋液冷系统通过喷淋的形式将冷却工质直接与电池组接触，通过流动的冷却工质直接将电池组产生的热量及时带出，从而保证大功率电池组的正常运行。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种大功率电池组的喷淋液冷系统，包括：主油箱、油泵、散热器、过滤器、分油器、分液管、布液模块、总回油器和多个并联排布的电池组，每个电池组上均安装独立的布液模块，所述布液模块的出口端均连接到总回油器，所述总回油器的出口连接到主油箱，所述主油箱的出口端通过油泵连接到散热器的进口端，过滤器安装在散热器的出口端，所述过滤器的出口端连接到分油器的入口端，所述分油器通过分液管连接到每个独立布液模块的进口端。

在上述技术方案中，冷却液体储存于主油箱中，当系统工作时，冷却液体通过油泵输送至散热器，然后经过过滤器进入分油器，最后通过分液管进入各级布液模块喷淋至电池组，对电池组进行冷却，经过换热后的冷却油最后汇总至总回油器并重新流入主油箱中，如此循环。

优选的，所述布液模块包括回油腔、喷淋油腔、进油口、回油口、溢流孔和淋油孔，所述进油口与分液管连接，喷淋油腔设置在进油口下方，淋油孔均匀分布在喷淋油腔的底面，回油腔设置在喷淋油腔的上方，喷淋油腔和回油腔之间通过溢流孔连接，回油口设置在回油腔上与进油口相对的一侧。当电池组进行模块化设计，布液模块可以采用标准化模块，系统工作时，冷却液先由布液模块的进油口进入到喷淋油腔，喷淋油腔底面开有淋油孔，冷却油从淋油孔流出，进入电池组内，对电池组进行冷却。同时，在喷淋油腔的底面还设置有溢流孔，当喷淋油腔液位高于设定液位时，冷却油就会通过溢流孔流出至电池组内，对电池组进行冷却，也即是说，多出来的冷却油并没有浪费，全部参与到冷却工作中。对电池组进行冷却后的冷却油，最终由电池组底部流出，流至回油腔，通过回油腔把冷却油汇集到回油口，最后汇集在总回油器。

优选的，所述喷淋油腔沿冷却油流动方向体积逐渐减少，可以确保冷却油喷出时压力稳定，使得喷淋更加均匀。