[发明专利]一种锂离子电容水冷循环系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电容水冷循环系统，该系统包括水冷模组和制冷水机；所述水冷模组包括水冷板，水冷板呈蛇形来回绕行于锂离子电容之间，水冷模组还包括用于检测环境温度以及锂离子电容温度，并对制冷水机的供水温度进行调节控制的电池管理系统；水冷模组通过集水管连接到制冷水机的进水口，制冷水机的出水口通过分水管连接水冷模组；在集水管或分水管上且位于系统最高处还设置有膨胀水箱。本发明还公开了通过该系统的控制方法。系统结构简单，控制有效。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电容水冷循环系统及其控制方法，尤其适用于锂离子电容储能包。

背景技术

锂离子电容器是一种新型能量存储装置，其正极采用超级电容器正极材料，负极采用锂离子电池负极材料，兼具超级电容器的高功率输出(其功率密度远大于蓄电池)、长寿命特性和锂离子电池高能量密度的特性。因此，锂离子电容器在储能和能量回收领域被广泛运用。

锂离子电容目前在电网调峰储能及轨道交通启停能量回收领域应用广泛，现有的锂离子电容器储能系统采用风冷换热技术较多，随着人们对电力的需求不断加大，对储能系统的功率和能量也提出更高的要求，大功率和大电流随之而来的就是锂离子电容的大发热量的问题，风冷散热技术已经很难满足储能系统的温升和均温要求，因此高效的水冷方案被提上应用需求。

目前新能源电池包也有采用水冷方式的，但由于目前所用的新能源车用锂电池放电电流小，因此发热较小，其冷板结构较为简单，而由于其车用环境较为恶劣，整体电池包需满足IP67的防尘防水要求。目前大部分储能电池包使用环境为室内，无防水需求，因此电池包不需做密封设计。而对于非气密性系统，当电池包表面温度过低时，周围大气中的水蒸气就会源源不断在表面结露，由此产生凝露，引起电池包的安全问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的锂离子电容水冷循环系统及其控制方法，系统结构简单，水冷循环控制效果好。

为解决以上技术问题，本发明首先公开了一种锂离子电容水冷循环系统，该系统包括水冷模组和制冷水机；所述水冷模组包括水冷板，水冷板呈蛇形来回绕行于锂离子电容之间，水冷模组还包括用于检测环境温度以及锂离子电容温度、并对制冷水机的供水温度进行调节控制的电池管理系统；水冷模组通过集水管连接到制冷水机的进水口，制冷水机的出水口通过分水管连接水冷模组；在集水管或分水管上且位于系统最高处还设置有膨胀水箱。膨胀水箱对整个系统起到补水排气定压的作用。

进一步地，所述水冷板为扁平状的管带，在管带的两端设置有带水嘴的端头，管带内部设有连通水嘴的冷却流道。

进一步地，所述集水管和分水管通过连接软管连接水嘴。

进一步地，每个所述端头上均设置有两个水嘴，所述冷却流道有两个，每个冷却流道均在各自的两端连通一个水嘴，每个端头上的水嘴一个连接集水管，冷水板流道内的水流经该集水管流入制冷水机，另一个连接分水管，制冷水机的出水经该分水管进入水冷板流道内。该连接方式使水冷板内的两路水流为逆流形式，水流通过管带会被锂离子电容逐渐加热，当水冷模组为单向水流时水冷模组水路下游的锂离子电容温度会比上游的温度高，水路上下游的锂离子电容之间存在温差，两路水逆流的方式可消除这种积温的影响，利于锂离子电容的温度均衡，延长锂离子电容的使用寿命和效率。

进一步地，所述管带内设置有若干条孔道，所述端头为中空结构，中部设置有隔板，将孔道分为两个独立的冷却流道。孔道的设置利于管带承受夹紧力及加强内部传热。

进一步地，所述集水管或分水管上且位于系统最低处设置有放水阀。该放水阀的设置便于检修的时候排水作用。