CN105655666A - 一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法 - Google Patents

一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105655666A
CN105655666A CN201610179543.3A CN201610179543A CN105655666A CN 105655666 A CN105655666 A CN 105655666A CN 201610179543 A CN201610179543 A CN 201610179543A CN 105655666 A CN105655666 A CN 105655666A
Authority
CN
China
Prior art keywords
change material
cells
series
energy
phase change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610179543.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105655666B (zh
Inventor
范利武
冯飙
朱子钦
郑梦莲
曾轶
许粲羚
刘闵婕
金虹庆
俞自涛
胡亚才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201610179543.3A priority Critical patent/CN105655666B/zh
Publication of CN105655666A publication Critical patent/CN105655666A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105655666B publication Critical patent/CN105655666B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/627—Stationary installations, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/659—Means for temperature control structurally associated with the cells by heat storage or buffering, e.g. heat capacity or liquid-solid phase changes or transition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法，所述***由：电池组、外壳、多元醇类相变材料、脂酸类相变材料胶囊、纤维材料肋片组成，本发明利用固相多元醇类相变材料吸热熔化，抑制电池组短时间内温度的急剧升高，利用脂酸类相变材料胶囊内液相脂酸类相变材料的凝固，对电池组保温，利用纤维材料肋片导热系数随温度升高而增大的特点，进一步实现对电池组高温下提高散热、低温下增强防冻的功能；利用多元醇类相变材料吸热储能并对用户供热，节能、经济、环保；该***环境适应性强，可用于温差变化大的极端环境；相变材料重复性好，使用寿命长。

Description

一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法
技术领域
本发明涉及智慧能源网和新能源领域，尤其涉及一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法。
背景技术
随着环境压力的增大，常规能源的有限性日益突出，目前具有环保和可再生优势的新能源得到世界越来越多的重视。发展新能源产业不仅可以有效补充整个能源***的供应，更有利于生态环境的治理，是未来可持续发展道路的最佳选择。
智慧能源网整合太阳能、地热能、水能、空气能、工业废水废热等多种可再生能源，以冷热量平衡为核心，采用热平衡、蓄能、冷热回收等新技术智能平衡控制各种能量流，可以提高能源循环利用率，同时满足发电、供暖、除雪化冰、烘干加热等多种需求。
在智慧能源网新能源发电***对新能源电池组充电以及电池组与外部电网的充/放电过程中，电池组温度会在短时间内急剧升高，影响新能源电池组的使用寿命。未来智慧能源网的发展会遍布全球，甚至深入宇宙太空，更会面临各种极端昼夜温差的工况，将需要同时满足白天工作时散热、夜间低温时保温的功能。目前的对电池组的散热大多采用传统风扇长时间吹风的物理降温模式，应用于短时间内的急速升温情况时不经济，且目前缺少对智慧能源网新能源电池组在剧烈的温差变动下的有效保护手段。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提出一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法。利用相变材料的熔化和凝固对电池组进行高/低温保护，同时存储热量对用户供热；充分利用纤维材料肋片在低温下导热系数低、高温下导热系数高的优势，节能、经济、环保。
本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***，所述***由：电池组、外壳、多元醇类相变材料、脂酸类相变材料胶囊、纤维材料肋片组成，电池组和外壳之间充满多元醇类相变材料，脂酸类相变材料胶囊分布于多元醇类相变材料内，多元醇类相变材料的相变温度低于电池组最高工作温度，脂酸类相变材料胶囊内脂酸类相变材料的相变温度高于电池组最低工作温度，外壳内壁焊有纤维材料肋片。脂酸类相变材料胶囊的量根据实际应用环境中昼夜时间长短、极端温度等具体情况来计算确定。
优选的，所述的纤维材料肋片采用导热性与温度成正比的纤维材料。
优选的，所述的纤维材料肋片与电池组接触，并平均分布于电池组四周。其片数、间距需要根据实际应用环境中昼夜时间长短、极端温度等具体情况来计算确定。
所述储能式新能源电池保护***的散热储能/防冻保温方法是：
电池组的能量由新能源发电***提供，在新能源发电***对电池组充电以及电池组与外部电网的充/放电过程中，电池组短时间内会释放大量的热量并使得其温度迅速升高，由于固相多元醇类相变材料的相变温度低于电池组最高工作温度，因此固相多元醇类相变材料率先吸热熔化，维持电池组温度处于恒定的相变熔化温度，避免电池组过热损坏，同时多元醇类相变材料将热量吸收存储用来对用户供热，纤维材料肋片在高温下导热系数高，进一步加速了电池组散热；
当外部环境温度较低时，由于脂酸类相变材料胶囊内脂酸类相变材料的相变温度高于电池组最低工作温度，因此脂酸类相变材料胶囊内的液相脂酸类相变材料率先凝固，维持电池组温度处于恒定的相变凝固温度不变，起到防冻保温的效果，纤维材料肋片在低温下导热系数低，减缓了电池组向外部环境的散热，进一步增强了防冻保温效果。
所述储能式新能源电池保护***的应用，其特征在于应用于任何新能源电池领域。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)利用固相多元醇类相变材料吸热熔化，抑制电池组短时间内温度的急剧升高，避免其超温损坏；
(2)利用脂酸类相变材料胶囊内液相脂酸类相变材料的凝固，对电池组保温，避免外界低温环境对电池组运行工况的破坏；
(3)利用纤维材料肋片导热系数随温度升高而增大的特点，进一步实现对电池组高温下提高散热、低温下增强防冻的功能；
(4)利用相变材料吸热储能并对用户供热，节能、经济、环保；
(5)***环境适应性强，可用于温差变化大的极端环境；
(6)相变材料重复性好，使用寿命长。
附图说明
图1为一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***的结构示意图。
附图中，各部件的列表如下：
1：电池组；2：外壳；
3：多元醇类相变材料；4：脂酸类相变材料胶囊；
5：纤维材料肋片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步详细地说明。
如图1所示，本发明的用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***由电池组1、外壳2、多元醇类相变材料3、脂酸类相变材料胶囊4、纤维材料肋片5组成，电池组1和外壳2之间充满多元醇类相变材料3，脂酸类相变材料胶囊4分布于多元醇类相变材料3内，多元醇类相变材料3的相变温度低于电池组1最高工作温度，脂酸类相变材料胶囊4内脂酸类相变材料的相变温度高于电池组1最低工作温度，外壳2内壁焊有纤维材料肋片5。
本发明的工作过程如下：
电池组1的能量由新能源发电***提供，在新能源发电***对电池组1充电以及电池组1与外部电网的充/放电过程中，电池组1短时间内会释放大量的热量并使得其温度迅速升高，由于固相多元醇类相变材料3的相变温度低于电池组1最高工作温度，因此固相多元醇类相变材料3率先吸热熔化，维持电池组1温度处于恒定的相变熔化温度，避免电池组1过热损坏，同时多元醇类相变材料3将热量吸收存储用来对用户供热，纤维材料肋片5在高温下导热系数高，进一步加速了电池组1散热；
当外部环境温度较低时，由于脂酸类相变材料胶囊4内脂酸类相变材料的相变温度高于电池组1最低工作温度，因此脂酸类相变材料胶囊4内的液相脂酸类相变材料率先凝固，维持电池组1温度处于恒定的相变凝固温度不变，起到防冻保温的效果，纤维材料肋片5在低温下导热系数低，减缓了电池组1向外部环境的散热，进一步增强了防冻保温效果。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述实施例序号仅仅用于描述，不代表实施例的优劣。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何在本发明的精神和原则之内，所作的修改、替代、组合、简化、改进等，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***，其特征在于所述***由：电池组(1)、外壳(2)、多元醇类相变材料(3)、脂酸类相变材料胶囊(4)、纤维材料肋片(5)组成，电池组(1)和外壳(2)之间充满多元醇类相变材料(3)，脂酸类相变材料胶囊(4)分布于多元醇类相变材料(3)内，多元醇类相变材料(3)的相变温度低于电池组(1)最高工作温度，脂酸类相变材料胶囊(4)内脂酸类相变材料的相变温度高于电池组(1)最低工作温度，外壳(2)内壁焊有纤维材料肋片(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***，其特征在于所述的纤维材料肋片(5)采用导热性与温度成正比的纤维材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***，其特征在于所述的纤维材料肋片(5)与电池组(1)接触，并平均分布于电池组(1)四周。
4.一种如权利要求1所述储能式新能源电池保护***的散热储能/防冻保温方法，其特征在于：
电池组(1)的能量由新能源发电***提供，在新能源发电***对电池组(1)充电以及电池组(1)与外部电网的充/放电过程中，电池组(1)短时间内会释放大量的热量并使得其温度迅速升高，由于固相多元醇类相变材料(3)的相变温度低于电池组(1)最高工作温度，因此固相多元醇类相变材料(3)率先吸热熔化，维持电池组(1)温度处于恒定的相变熔化温度，避免电池组(1)过热损坏，同时多元醇类相变材料(3)将热量吸收存储用来对用户供热，纤维材料肋片(5)在高温下导热系数高，进一步加速了电池组(1)散热；
当外部环境温度较低时，由于脂酸类相变材料胶囊(4)内脂酸类相变材料的相变温度高于电池组(1)最低工作温度，因此脂酸类相变材料胶囊(4)内的液相脂酸类相变材料率先凝固，维持电池组(1)温度处于恒定的相变凝固温度不变，起到防冻保温的效果，纤维材料肋片(5)在低温下导热系数低，减缓了电池组(1)向外部环境的散热，进一步增强了防冻保温效果。
5.一种如权利要求1所述储能式新能源电池保护***的应用，其特征在于应用于任何新能源电池领域。
CN201610179543.3A 2016-03-25 2016-03-25 一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法 Active CN105655666B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610179543.3A CN105655666B (zh) 2016-03-25 2016-03-25 一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610179543.3A CN105655666B (zh) 2016-03-25 2016-03-25 一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105655666A true CN105655666A (zh) 2016-06-08
CN105655666B CN105655666B (zh) 2018-02-27

Family

ID=56495577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610179543.3A Active CN105655666B (zh) 2016-03-25 2016-03-25 一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105655666B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111384463A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池
CN111742443A (zh) * 2018-09-11 2020-10-02 株式会社Lg化学 具有提高的冷却效率的电池模块及包括电池模块的电池组
WO2023093543A1 (zh) * 2021-11-25 2023-06-01 南京泉峰科技有限公司 电池包及电动工具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102655247A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 杭州普维光电技术有限公司 锂电池恒温运行的方法与装置
CN102738536A (zh) * 2011-04-07 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有用于增强热交换属性的微胶囊相变材料的电池热界面
CN205028988U (zh) * 2015-09-30 2016-02-10 北京建筑大学 一种电池恒温保护装置
CN105356004A (zh) * 2015-10-27 2016-02-24 上海工程技术大学 一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102655247A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 杭州普维光电技术有限公司 锂电池恒温运行的方法与装置
CN102738536A (zh) * 2011-04-07 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有用于增强热交换属性的微胶囊相变材料的电池热界面
CN205028988U (zh) * 2015-09-30 2016-02-10 北京建筑大学 一种电池恒温保护装置
CN105356004A (zh) * 2015-10-27 2016-02-24 上海工程技术大学 一种带翅片和泡沫导热结构的复合散热装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111742443A (zh) * 2018-09-11 2020-10-02 株式会社Lg化学 具有提高的冷却效率的电池模块及包括电池模块的电池组
CN111384463A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池
CN111384463B (zh) * 2018-12-29 2021-10-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池
WO2023093543A1 (zh) * 2021-11-25 2023-06-01 南京泉峰科技有限公司 电池包及电动工具

Also Published As

Publication number Publication date
CN105655666B (zh) 2018-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aftab et al. Phase change material-integrated latent heat storage systems for sustainable energy solutions
CN202255002U (zh) 一种双罐熔融盐储热***
CN107946683B (zh) 一种大温差环境下动力电池热管理装置
CN103178314A (zh) 具有高效均衡散热功能和电加热功能的电池热管理设备
CN104022689A (zh) 一种太阳能相变储能式温差发电装置及照明***
CN201621770U (zh) 一种储电型电暖气装置
CN104833253A (zh) 一种带相变蓄热的单罐蓄热装置及其使用方法
CN107749431A (zh) 复合相变材料辅助的光伏电池组件
CN105655666A (zh) 一种用于智慧能源网的储能式新能源电池保护***及其方法
CN202384449U (zh) 基于泡沫金属/复合相变材料的动力电池冷却***
CN102376997A (zh) 具有温度调节装置的电池***
CN105162232A (zh) 一种高地温隧道降温散热及热能转化装置
CN106338213B (zh) 一种蓄热电站及其供热与发电方法
CN203024632U (zh) 一种组合式相变材料蓄热换热单元管
Zhou et al. Study on the temperature control performance of photovoltaic module by a novel phase change material/heat pipe coupled thermal management system
CN204678943U (zh) 一种带相变蓄热的单罐蓄热装置
CN106532184A (zh) 一种外部控温电池
CN205784775U (zh) 一种套管相变蓄热换热器
CN204630443U (zh) 熔融盐相变储热装置
CN110360865A (zh) 一种翅片式组合相变材料蓄热球
CN109755432A (zh) 一种相变储热材料在电池pack里的储存设计及其应用
CN113921955A (zh) 填充相变材料具有温度稳定性的锂电池
CN205610312U (zh) 智能热能回收利用装置及空调***
CN211452001U (zh) 一种相变蓄热换热单元
Kavitha et al. Performance of paraffin as PCM solar thermal energy storage

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant