[发明专利]一种带风冷散热机构的液态金属电池保温箱及其散热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带风冷散热机构的液态金属电池保温箱及其散热方法。

背景技术

液态金属电池是一类低成本、高效率、长寿命的新型储能电池技术，在电网的规模储能中有很好的应用前景。液态金属电池成组的大容量储能系统，可对电网进行调峰，对负荷进行削峰填谷，有效的增强风力发电、太阳能发电系统的运行稳定性、提高电能质量。

液态金属电池属于高温电池，长期运行温度一般在400-600℃，短期升温或者化成时工作温度需达700℃，故电池运行需要具有加热保温的装置，而保温箱稳定运行的最高设计温度为700℃，还需保证保温箱工作过程中箱内最大温差小于20℃。已有报道的保温箱一般应用在钠硫电池，最高温度只有350℃，且保温箱内最大温差控制为30℃，如钠硫电池专用保温箱(申请号：CN201010584548.7)、一种钠硫电池模块保温箱(申请号：CN201410106677.3)等。已报道的专门针对液态金属电池的保温箱较少，一种用于千瓦级储电设施的液态金属电池模组(申请号：CN201510514549.7)中有关保温箱的部分只介绍了采用电热管加热补充系统所需热量，采用硅酸铝陶瓷纤维作为保温层的材料，既没有阐述电加热管的布置位置和形式，也没有说明能够控制的温度范围，也没有对保温层的厚度选取、层数设置、具体实施的描述或者计算。一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组(申请号：CN201410777993.3)用到的保温箱设计，加热部分依靠电池组自身的焦耳热以及箱内电池组间的加热隔板维持箱内温度，是多层的加热设计，但是存在着一些缺陷。首先，其层间电池组的接线是通过侧面连接，空间利用率较低；其次，该专利(申请号：CN201410777993.3)强调电池在大电流放电下自身焦耳热维持保温箱系统的供热，在几个千瓦级模块保温箱也许是可行的，但在十千瓦、百千瓦、兆瓦级及以上级别的大型储能保温箱是很难实现电池组在正常工作状态下的完全自供热，尤其是在初始的加热阶段，更是难易实现加热到目标温度；最后，该专利(申请号：CN201410777993.3)较少的关注隔板的加热设计，并没有公开隔板内的加热方式及加热器件安装布置情况，更没有针对每层分腔结构内设置单独的温度控制和监测装置，很大程度上限制了液态金属电池模组的放大。本公司前期的一些液态金属电池保温箱专利(申请号：CN201610920571.6和CN201611209114.2)主要侧重于加热、保温和温控设计，没有考虑到主动散热和快速降温控制。

相比钠硫电池用保温箱，本专利可实现更高加热温度和更均匀的控制温度；相比已报道有的液态金属电池模组用保温箱(申请号：CN201410777993.3、CN201610920571.6和CN201611209114.2)，本专利侧重于对保温箱的温度控制尤其是降温和停机控制，并在保温箱腔内安装多个测温热电偶，用于温度控制或监测，电热丝的温度控制线路以及腔内的测温热电偶均连接电池管理系统(BMS)。另外，本专利强调通过加热保温实现可用功能的同时更强调后期停机和降温维护，更好的应对储能电池组在复杂工况下的应用，保证复杂工况下温度场的温度性和工作的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带风冷散热机构的液态金属电池保温箱及其散热方法，该带风冷散热机构的液态金属电池保温箱及其散热方法易于实施，由于具有风冷散热模块，在降温时响应更快。

发明的技术解决方案如下：

一种带风冷散热机构的液态金属电池保温箱，包括箱体和电控柜；箱体上设有风冷散热机构；电控柜可以是与箱体分离的，也可以是与箱体一体的，如固定在箱体的顶部或侧面；如图1，是固定在外侧。

所述的风冷散热机构包括设置在箱体四个侧面的散热翅片组；每一散热翅片组包括多块水平布置的扇热翅片；散热翅片组的侧部设有受控于电控柜的散热风机。

所述的散热风机为调频风机。

每一散热翅片组中，各散热翅片等间距布置。

散热翅片组的外侧设有侧面挡板，相邻散热翅片之间的间隙以及散热翅片组与挡板之间空隙共同组成散热风道。

散热翅片组的两侧都设有散热风机，且一侧为送风机，另一侧为抽风机。

散热翅片组的两侧都对称设有多个散热风机，如图4所示，每一侧设有5个风机。

散热翅片的内侧厚度大于外侧厚度。这样翅片固定牢靠，不容易变形。

箱体的顶部和底部均设有温度传感器，温度传感器与电控柜相连。

温度传感器为热电偶。

温度传感器为多个，呈方形阵列式布置。如采用3*3方式布置，如图5所示。