CN113764755B - 储能锂电池组强迫循环冷却散热装置及其安装控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置，包括至少一组储能锂电池单元，温度传感器、压力传感器、液位传感器、控制机构、泄压机构、至少一组散热机构以及至少一组循环泵；每组储能锂电池单元包括至少两个储能锂电池单体和密闭容器，储能锂电池单体安装于密闭容器内，温度传感器、压力传感器和液位传感器设于密闭容器内；泄压机构设于密闭容器外，密闭容器与散热机构通过循环管线连接形成散热循环回路，循环泵设置在循环管线上。本发明还涉及一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置的安装控制方法，针对上述装置进行实施。本发明利用强迫循环冷却散热，有效改善冷却液自然循环过程产生的死区效应，使锂电池及冷却液的整体温度得到稳定的控制。

Description

储能锂电池组强迫循环冷却散热装置及其安装控制方法
技术领域
本发明涉及电力能源领域，尤其涉及一种储能锂电池组强迫循环冷却散热装置及其安装控制方法。
背景技术
储能锂电池的热失控是其在使用时最大的安全隐患，热失控抑制和管理也是使用时的难点，目前虽然有各种各样的措施，例如通过强迫空气循环冷却或冷却剂通过热交换器来降低储能锂电池的温度；通过热隔离和热导出的手段来控制热失控在相邻储能锂电池之间的蔓延。但因为储能锂电池出现热失控后，会在短时间内散发出大量的热，温度急剧上升，甚至出现燃爆，且在灭火后容易复燃，现有的这些控制手段不能保证储能锂电池的安全运行，需要研究更合适的热失控抑制方式。
自然冷却方式可能会存在散热不足的问题，就是在流动性不好的地方会形成一个死区，死区的热量无法进行充分交换和散热，会变成一个局部的高温热点，造成局部温度过高，达不到良好的散热效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种可以有效改善冷却液自然循环过程中产生的死区效应的储能锂电池组强迫循环冷却散热装置及其安装控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置，包括至少一组储能锂电池单元，温度传感器、压力传感器、液位传感器、控制机构、泄压机构、至少一组散热机构以及至少一组循环泵；
每组所述储能锂电池单元包括至少两个储能锂电池单体和密闭容器，所述至少两个储能锂电池单体安装于所述密闭容器内，且所述密闭容器内设置有冷却液以淹没所述至少两个储能锂电池单体；
所述温度传感器、所述压力传感器和所述液位传感器设于所述密闭容器内部，并分别与所述密闭容器外的所述控制机构通信连接，以将温度数据、压力数据和液位数据传输至所述控制机构；
所述泄压机构设于所述密闭容器外，并与所述冷却液液面的上部空间相连通，所述控制机构与所述泄压机构通信连接，以根据检测到的密闭容器中的压力数据控制所述密闭容器内的压力；
所述储能锂电池单元的密闭容器与散热机构通过循环管线连接形成散热循环回路，所述循环泵设置在所述循环管线上；所述控制机构分别与所述至少一组散热机构和所述至少一组循环泵通信连接。
优选地，所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置包括多组储能锂电池单元，
所述散热循环回路包括散热循环支路和散热循环主路，每组所述储能锂电池单元分别通过所述散热循环支路连接至所述散热循环主路，并与设置在所述散热循环主路上的所述散热机构和所述循环泵串联，以将每组所述储能锂电池单元内的冷却液引至散热机构进行散热。
优选地，所述储能锂电池强迫循环冷却散热机构还包括补液罐，所述补液罐设置在所述密闭容器外，并通过循环管线与所述循环泵相连，所述控制机构与所述补液罐通信连接，且至少一个阀门设置在所述循环管线上，以调节所述密闭容器内冷却液液位。
优选地，所述泄压机构包括连通外部和所述冷却液液面上部空间的气体排放通道和开关阀，所述开关阀设置在所述气体排放通道上并与所述控制机构通信连接。
优选地，所述泄压机构还包括泄压件，所述气体排放通道分为第一通道和第二通道，所述泄压件设置在与所述开关阀并联的所述第二通道上；所述开关阀设置在所述第一通道上，以控制所述第一通道的开启与闭合。
优选地，所述冷却液沸点温度范围在46℃-100℃。
优选地，每组所述散热机构包括热交换器和散热风机，所述热交换器设置在所述密闭容器外，并通过循环管线与所述密闭容器内的冷却液相连通，所述散热风机设置在所述热交换器侧壁上。
本发明还构造了一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置的安装控制方法，所述方法包括：
步骤S1，设置至少一组储能锂电池单元；设置至少一个密闭容器，将至少两个储能锂电池单体安装于至少一个所述密闭容器内；在所述密闭容器12内放入冷却液并淹没所述至少两个储能锂电池单体；
步骤S2，在所述密闭容器外设置控制机构；在所述密闭容器内部设置温度传感器、压力传感器和液位传感器，并分别与所述密闭容器外的所述控制机构通信连接，以将温度数据、压力数据和液位数据传输至所述控制机构；
步骤S3，在所述密闭容器外设置至少一组散热机构和至少一组循环泵，所述控制机构根据所述温度传感器的温度数据控制所述散热机构和所述循环泵进行散热处理；
当所述冷却液温度高于第一预设温度时，启动所述散热机构和所述循环泵进行散热；
当所述冷却液温度低于第二预设温度时，停止运行所述散热机构和所述循环泵；
其中，所述第二预设温度低于所述第一预设温度；
步骤S4，在所述密闭容器外设置泄压机构，并与所述冷却液液面的上部空间相连通，所述控制机构与所述泄压机构通信连接，以根据所述压力数据控制所述密闭容器内的压力。
优选地，在步骤S4中，还包括以下步骤：
步骤S4-1，在所述密闭容器外设置泄压机构，所述泄压机构包括连通外部和所述冷却液液面上部空间的气体排放通道和开关阀；将所述开关阀设置在所述气体排放通道上并与所述控制机构通信连接；
所述控制机构根据所述冷却液温度和压力控制所述开关阀；当所述控制机构检测到所述密闭容器内压力大于第一预设气压值，和/或所述冷却液温度达到沸点时，则开启所述开关阀，将所述冷却液蒸汽排出所述密闭容器外，同时断开所述至少两个储能锂电池单体组成的储能锂电池组的电源回路；
当所述密闭容器内压力下降到第二预设气压值以内，且冷却液温度下降到第三预设温度时，关闭所述开关阀；
其中，所述第二预设气压值低于所述第一预设气压值；
步骤S4-2，将所述气体排放通道分别设置成第一通道和第二通道，并在所述泄压机构上设置泄压件，所述泄压件设置在与所述开关阀并联的所述第二通道上；将所述开关阀设置在所述第一通道上，以控制所述第一通道的开启与闭合；当密闭容器内压力剧烈上升时，通过所述泄压件来对所述第二通道进行泄压。
优选地，在步骤S4之后，还包括以下步骤：
步骤S5，在所述密闭容器外设置补液罐，所述控制机构与所述补液罐通信连接，并在所述循环管线上设置至少一个阀门，所述控制机构根据所述液位传感器的液位数据控制所述补液罐和所述阀门来调节所述密闭容器内冷却液液位。
实施本发明具有以下有益效果：本发明将储能锂电池淹没在冷却液中，利用冷却液蒸发潜热直接冷却锂电池，能有效控制锂电池使用时的温度异常上升，抑制锂电池的热失控。另外，冷却液还可以兼做灭火材料，在个别锂电池发生热失控燃爆时，及时扑灭火灾。利用强迫循环冷却散热的方法，可以有效改善冷却液自然循环过程中产生的死区效应，从而使得锂电池***及其冷却液的整体温度得到稳定的控制。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的另一些实施例结构示意图；
图3是本发明实施例2安装控制方法的流程示意图；
图4是本发明的安装控制方法另一些实施例的流程示意图；
图5是本发明实施例2安装控制方法的步骤S1的示意图；
图6是本发明实施例2安装控制方法的逻辑框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
实施例1，如图1所示，本发明构造了一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置，包括至少一组储能锂电池单元1，温度传感器21、压力传感器22、液位传感器23、控制机构3、泄压机构4、至少一组散热机构5以及至少一组循环泵6；
每组储能锂电池单元1包括至少两个储能锂电池单体11和密闭容器12，至少两个储能锂电池单体11安装于密闭容器12内，且密闭容器12内设置有冷却液13以淹没至少两个储能锂电池单体11；
温度传感器21、压力传感器22和液位传感器23设于密闭容器12内部，并分别与密闭容器12外的控制机构3通信连接，以将温度数据、压力数据和液位数据传输至控制机构3；具体地，将至少一个温度传感器21设置在密闭容器12内部液面下的储能锂电池附近，以测量储能锂电池单体11周围冷却液13的温度。压力传感器22设置在密闭容器12内部液面上，以检测容器内的压力。液位传感器23设置在储能锂电池上方，用于检测容器内冷却液13的液位，一旦冷却液13的液位低于电池，就不能有效冷却电池了。因此，可通过设置警报器以发出警示信息，以提醒工作人员进行检修。优选地，可将多个温度传感器21分别布置在圆的三个均分点，以更好地测得密闭容器12内冷却液13的温度。
泄压机构4设于密闭容器12外，并与冷却液13液面的上部空间相连通，控制机构3与泄压机构4通信连接，以根据检测到的密闭容器12中的压力数据控制密闭容器12内的压力；避免容器受压过大，导致热失控。
储能锂电池单元1的密闭容器12与散热机构5通过循环管线7连接形成散热循环回路，循环泵6设置在循环管线7上；控制机构3分别与至少一组散热机构5和至少一组循环泵6通信连接。利用循环泵6通过设置在循环管线7上与散热机构5连接形成散热循环回路，驱动冷却液13流动起来，再通过散热机构5进行散热。一方面，在锂电池容量很大的***中，发热量很大，光靠冷却液13的自然冷却，无法及时散热。而强迫循环冷却方式使液体流动加快散热，有效避免存在因流动性不好形成的局部高温热点和散热死区，而强迫循环冷却能够使得冷却液13充分的流动起来，消除死区和局部热点，使得***的整体温度能够得到更好的控制，更进一步提高锂电池***安全性。另一方面，由于上述死区的存在，容器内会存在局部热点，只要温度测点所在的位置不处于局部热点位置，那么温度测点所检测到的温度就不能代表容器内最热点的温度，从而使得监控失效；而强迫循环冷却，可以使冷却液13充分流动、混合，使得容器内的温度趋于平衡，不至于出现局部热点，这样温度测量数据就能较为真实的反映容器内的温度情况，从而保障监控的准确性，更进一步提高锂电池***安全性。
进一步地，密闭容器12可与泄压机构4采用一体成型方式进行连接，以保证装置的密封性良好。可选地，在一些实施例中，也可以采用其它连接方式进行连接，如焊接等，或其它可拆卸连接方式。当采用可拆卸连接方式进行连接时，虽然密封性能可能达不到最佳效果，但在泄压机构4出现破损漏气时，可快速方便进行维修。因此可根据实际使用情况进行调整。
进一步地，密闭容器12内还设有安装架121，安装架121架体呈长方形，除了将安装架121设置成单层外，还可以分为两层或两层以上结构，可满足需要对多个储能锂电池进行管理的情况，节省装置的空间。安装架121上设置有间隔板122，间隔板122至少将安装架121分隔成两个电池安装格，储能锂电池单体11安装于电池安装格中。
进一步地，可对多组储能锂电池单元1进行散热，储能锂电池强迫循环冷却散热装置包括多组储能锂电池单元1，散热循环回路包括散热循环支路和散热循环主路，每组储能锂电池单元1分别通过散热循环支路连接至散热循环主路，并与设置在散热循环主路上的散热机构5和循环泵6串联，以将每组储能锂电池单元1内的冷却液13引至散热机构5进行散热。在本实施例中，分别设置了一组散热机构5和一组循环泵6，并且通过串联设置在散热循环主路上。当需要对多组储能锂电池单元1进行散热时，每组储能锂电池单元1分别通过散热循环支路将冷却液13引流至散热循环主路上进行循环散热。可以根据容量的计算结果，增加一组或多组的散热机构和循环泵，加强冷却效果，能够满足更大容量锂电池***的散热要求。
如图2所示，在另一些实施例中，储能锂电池强迫循环冷却散热装置包括两组散热机构5和两组循环泵6，每组散热机构5和每组循环泵6串联后再并联设置在散热循环主路上，因此可根据设定不同的预设温度分别控制该两组散热机构和循环泵进行循环散热，可根据情况调整散热机构和循环泵的设置数量，在此不作具体要求。
进一步地，储能锂电池强迫循环冷却散热机构5还包括补液罐8，补液罐8设置在密闭容器12外，并通过循环管线7与循环泵6相连，控制机构3与补液罐8通信连接，且至少一个阀门71设置在循环管线7上，以调节密闭容器12内冷却液13液位。具体地，补液罐8通过循环管线7将补充的冷却液13输至散热循环回路上，至少一个阀门71设置在循环管线7上，通过调节阀门71的开度控制补液量对各组储能锂电池单元1的密闭容器12进行补液。
进一步地，泄压机构4包括连通外部和冷却液13液面上部空间的气体排放通道41和开关阀42，开关阀42设置在气体排放通道41上并与控制机构3通信连接。
进一步地，泄压机构4还包括泄压件43，气体排放通道41分为第一通道411和第二通道412，泄压件43设置在与开关阀42并联的第二通道412上；开关阀42设置在第一通道411上，以控制第一通道411的开启与闭合。
气体排放通道41分为第一通道411和第二通道412，开关阀42设置在第一通道411上，以控制第一通道411的开启与闭合。泄压件43设置在第二通道412上，当热失控储能锂电池出现爆燃，容器内压力出现剧烈上升，第一通道411上的开关阀42来不及泄压时，则通过泄压件43快速***第二通道412来泄压以保证容器的安全。
开关阀42设置在第一通道411上，泄压件43设置在与开关阀42并联的第二通道412上，即可实现当第一通道411无法及时通过控制正常泄压时，可快速***泄压件43来对第二通道412实行***控制密闭容器12内的压力。第一通道411可为一个直线通道，第二通道412可为一个从第一通道411上引出的一个并联通道，其与第一通道411相连通。
该泄压件43相当于一个盲板堵在第二通道412里，其不影响开关阀42对第一通道411的控制开启与闭合，泄压件43是对第二通道412独立管理的。
进一步地，泄压件43为防爆膜，防爆膜的***压力低于密闭容器12最大工作压力，并留有20％以上的裕度。保证密闭容器12的安全性。
进一步地，冷却液13沸点温度范围在46℃-100℃。冷却液13的选择是该方法实现的关键。首先，冷却液13需要绝缘、无毒、不燃烧、与储能锂电池的各种材料不发生化学反应、对环境友好的惰性液体。冷却液13的沸腾温度要合适。锂储能锂电池的SEI膜在100℃开始分解，隔膜在150℃融化，从而引发大规模内部短路，导致热失控，所以冷却液13在常压下的蒸发温度要在100℃以下。冷却液13的粘度要低，利于液体对流换热，为了在正常情况下保持液态，蒸发温度宜在46℃以上。冷却液13的蒸发潜热要大，少量液体蒸发即可带走大量热量。有部分氟化液的沸点在46℃～100℃之间，并满足以上各项要求，适合作为锂储能锂电池直接冷却的热失控抑制介质。
进一步地，每组散热机构5包括热交换器51和散热风机52，热交换器51设置在密闭容器12外，并通过循环管线7与密闭容器12内的冷却液13相连通，散热风机52设置在热交换器51侧壁上。
热交换器51全程参与散热，各个储能锂电池单体11的密闭容器12内的冷却液13经热交换器51进行换热处理，并在检测出温度数据过高时，开启散热风机52进行进一步辅助加快散热。散热风机52可分别设置在热交换器51的多个侧壁上，加快散热。控制箱可对多个不同侧壁上的散热风机52进行分开管理控制，以在节省能源的同时达到较佳的散热效果。
实施例2，参见图3-6，本发明还构造了一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置的安装控制方法，包括：
步骤S1，设置至少一组储能锂电池单元1；设置至少一个密闭容器12，将至少两个储能锂电池单体11安装于至少一个密闭容器12内；在密闭容器12内放入冷却液13并淹没至少两个储能锂电池单体11；
再如图4所示，进一步地，在步骤S1中，包括以下步骤：
步骤S1-1，设置至少一组储能锂电池单元1；设置一个密闭容器12，并在密闭容器12内部设置安装架121，将至少两个储能锂电池单体11安装于安装架121上；
步骤S1-2，在密闭容器12内放入冷却液13，且控制冷却液13的液面高度高于安装架121高度，以保证冷却液13淹没至少两个储能锂电池单体11。
在密闭容器12内部设置安装架121，并将储能锂电池单体11分别安装于安装架121上，各储能锂电池单体11之间留有合适的空隙，方便对多个储能锂电池进行管理，节省装置的空间。安装架121上设置有间隔板122，间隔板122至少将安装架121分隔成两个电池安装格，储能锂电池单体11安装于电池安装格中。
步骤S2，在密闭容器12外设置控制机构3，控制机构3主要是根据检测到的密闭容器12中的数据对相关设备进行控制。在密闭容器12内部设置温度传感器21、压力传感器22和液位传感器23，并分别与密闭容器12外的控制机构3通信连接，以将温度数据、压力数据和液位数据传输至控制机构3；具体的，至少在密闭容器12内部设置一个温度传感器21、一个压力传感器22和一个液位传感器23。温度传感器21设置在密闭容器12内部液面下，压力传感器22设置在密闭容器12内部液面上，液位传感器23设置在储能锂电池的安装架121上方。优选地，考虑到测量有误差，可将多个温度传感器21分别布置在圆的三个均分点，以更好地测得密闭容器12内冷却液13的温度，多个测量结果互相对比会反映得更加全面、准确。可理解地，温度传感器21、压力传感器22和液位传感器23可根据实际情况调整设置传感器的数量，以提高测量和控制的准确性。
进一步地，该控制机构3包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算器、中央处理器、场编程门阵列、可编程逻辑设备、状态器、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任何基于操作指令操作信号模拟和/或数字的设备，其可以采用市面上成熟的主控MCU等控制方案，或根据需求进行改进或是创新设计，这里不再细述。
步骤S3，在密闭容器12外设置至少一组散热机构5和循环泵6，储能锂电池单元1的密闭容器12与散热机构5通过循环管线7连接形成散热循环回路，循环泵6设置在循环管线7上，控制机构3分别与散热机构5和循环泵6通信连接，控制机构3根据温度传感器21的温度数据控制散热机构和循环泵6进行散热处理；
如图5所示，以下针对设置一组散热机构5的情况进行说明，当冷却液13温度高于第一预设温度时，断开储能锂电池的电源回路，并启动散热机构5和循环泵6进行散热；
当冷却液13温度低于第二预设温度时，停止运行散热机构5和循环泵6；
其中，第二预设温度低于第一预设温度。
进一步地，散热机构5包括热交换器51和散热风机52，热交换器51设置在密闭容器12外，并通过循环管线7与密闭容器12内的冷却液13相连通，散热风机52设置在热交换器51侧壁上。
例如，可先测量在正常情况下装置周围的环境温度，将第一预设温度设为环境温度+5℃，第二预设温度设为环境温度+1℃。那么，当控制机构3检测到密闭容器12内冷却液13温度高于环境温度5℃以上时，启动散热风机52进行强迫风冷散热；当冷却液13温度降低到仅高于环境温度1℃以下时，停运散热风机52。可理解的，第一预设温度和第二预设温度的温度设定范围并不限定于此，其可根据实际情况来进行调整。
可理解地，散热机构5组数和散热冷却方式的选择，可根据锂电池***的热容量和该***所需控制的安全温度范围进行计算，以兼顾安全性和经济性，设计最优化的方案。当设置有多组散热机构5时，可以根据温度的设定，自动控制启动一组或多组散热机构5。
如图2所示，在另一些实施例中，包括步骤S3，在密闭容器12外设置两组散热机构5和循环泵6，储能锂电池单元1的密闭容器12分别与每组散热机构5通过循环管线7连接形成散热循环回路，循环泵6设置在循环管线7上，控制机构3分别与每组散热机构5和循环泵6通信连接，控制机构3根据温度传感器21的温度数据控制散热机构5和循环泵6进行散热处理。
当冷却液13温度高于第一预设温度时，启动第一组散热机构5和第一组循环泵6进行散热；
当冷却液13温度高于第四预设温度时，断开储能锂电池的电源回路，并启动第二组散热机构5和第二组循环泵6进行散热；
当所述冷却液13温度低于第五预设温度时，停止运行第二组散热机构5和第二组循环泵6；
当冷却液13温度低于第二预设温度时，停止运行第一组散热机构5和第二组循环泵6；
其中，第四预设温度高于第一预设温度，第五预设温度低于第一预设温度，第二预设温度低于第五预设温度。
在本实施例中，采用直接换热方式对冷却液13进行散热。在一些实施例中，可采用其他散热冷却方式进行散热，例如采用交换冷却液13的方式，将储能锂电池单元1的密闭容器12内的温度过高部分的冷却液13通过循环泵6的作用抽至散热机构5中，并与储存在散热机构5中的已经过冷却处理的冷却液13进行交换，实现热液与冷液的交换，而热液会继续存储在散热机构5中进行散热处理。或者还可采用风冷、水冷或其他合适的冷却方式，在此不作具体限定。
步骤S4，在密闭容器12外设置泄压机构4，并与冷却液13液面的上部空间相连通，控制机构3与泄压机构4通信连接，以根据压力数据控制密闭容器12内的压力。
进一步地，在步骤S4中，还包括以下步骤：
步骤S4-1，在密闭容器12外设置泄压机构4，泄压机构4包括连通外部和冷却液13液面上部空间的气体排放通道41和开关阀42；将开关阀42设置在气体排放通道41上并与控制机构3通信连接；
控制机构3根据冷却液13温度和压力控制开关阀42；控制机构3根据冷却液13温度和压力控制开关阀42；控制机构3结合密闭容器12内的温度数据和压力数据，判断当前冷却液13的状态，是否出现沸腾情况，从而对开关阀42进行相关控制。
当控制机构3检测到密闭容器12内压力大于第一预设气压值，和/或冷却液13温度达到沸点时，则开启开关阀42，将冷却液13蒸汽排出密闭容器12外，同时断开至少两个储能锂电池单体11组成的储能锂电池组的电源回路；
当密闭容器12内压力下降到第二预设气压值以内，且冷却液13温度下降到第三预设温度时，关闭开关阀42；
其中，第二预设气压值低于第一预设气压值；
例如，将第一预设气压值设定为标准大气压，将第二预设气压值设定为大气压力105％以内，将第三预设温度设定为冷却液13沸点5℃或5℃以上，那么，当检测到密闭容器12内的压力大于标准大气压，例如达到大气压力110％时，和/或冷却液13温度达到了其沸点时，则开启阀门71，进行排气，同时断开相应发热段的储能锂电池组的电源回路；
当检测到密闭容器12内的压力下降到大气压力105％以内，且冷却液13温度下降到低于冷却液13沸点5℃以上时，关闭开关阀42，停止排气。
步骤S4-2，将气体排放通道41分别设置成第一通道411和第二通道412，并在泄压机构4上设置泄压件43，泄压件43设置在与开关阀42并联的第二通道412上；将开关阀42设置在第一通道411上，以控制第一通道411的开启与闭合；当密闭容器12内压力剧烈上升时，通过泄压件43来对第二通道412进行泄压。该泄压件43相当于一个盲板堵在第二通道412里，其不影响开关阀42对第一通道411的控制开启与闭合，泄压件43是对第二通道412独立管理的。
进一步地，泄压件43可以为防爆膜，防爆膜的***压力低于密闭容器12最大工作压力，并留有20％以上的裕度。保证密闭容器12的安全性。
如图4所示，进一步地，在步骤S4之后，还包括以下步骤：
步骤S5，在密闭容器12外设置补液罐8，并通过循环管线7与循环泵6相连，控制机构3与补液罐8通信连接，并在循环管线7上设置至少一个阀门71，控制机构3根据液位传感器23的液位数据控制补液罐8和阀门71来调节密闭容器12内冷却液13液位。
具体地，补液罐8通过循环管线7将补充的冷却液13输至散热循环回路上，将至少一个阀门71设置在循环管线7上，通过调节阀门71的开度控制补液量对各组储能锂电池单元1的密闭容器12进行补液。当容器内的冷却液13因为蒸发或泄露等原因减少时，可开启阀门71进行补液。
本发明将储能锂电池淹没在冷却液13中，利用冷却液13蒸发潜热直接冷却锂电池，能有效控制锂电池使用时的温度异常上升，抑制锂电池的热失控。另外，冷却液13还可以兼做灭火材料，在个别锂电池发生热失控燃爆时，及时扑灭火灾。利用强迫循环冷却散热的方法，可以有效改善冷却液13自然循环过程中产生的死区效应，从而使得锂电池***及其冷却液13的整体温度得到稳定的控制。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置，其特征在于，包括至少一组储能锂电池单元（1），温度传感器（21）、压力传感器（22）、液位传感器（23）、控制机构（3）、泄压机构（4）、至少一组散热机构（5）以及至少一组循环泵（6）；
每组所述储能锂电池单元（1）包括至少两个储能锂电池单体（11）和密闭容器（12），所述至少两个储能锂电池单体（11）安装于所述密闭容器（12）内，且所述密闭容器（12）内设置有冷却液（13）以淹没所述至少两个储能锂电池单体（11）；
所述密闭容器（12）内设有安装架（121），所述安装架（121）上设置有间隔板（122），所述间隔板（122）至少将所述安装架（121）分隔成两个电池安装格，所述储能锂电池单体（11）安装于所述电池安装格中；
所述温度传感器（21）、所述压力传感器（22）和所述液位传感器（23）设于所述密闭容器（12）内部，并分别与所述密闭容器（12）外的所述控制机构（3）通信连接，以将温度数据、压力数据和液位数据传输至所述控制机构（3）；
所述泄压机构（4）设于所述密闭容器（12）外，并与所述冷却液（13）液面的上部空间相连通，所述控制机构（3）与所述泄压机构（4）通信连接，以根据检测到的密闭容器（12）中的压力数据控制所述密闭容器（12）内的压力；
所述储能锂电池单元（1）的密闭容器（12）与散热机构（5）通过循环管线（7）连接形成散热循环回路，所述循环泵（6）设置在所述循环管线（7）上；所述控制机构（3）分别与所述至少一组散热机构（5）和所述至少一组循环泵（6）通信连接；
所述泄压机构（4）包括连通外部和所述冷却液（13）液面上部空间的气体排放通道（41）、开关阀（42）和泄压件（43），所述开关阀（42）设置在所述气体排放通道（41）上并与所述控制机构（3）通信连接；所述泄压件（43）为防爆膜，所述防爆膜的***压力低于所述密闭容器（12）最大工作压力，并留有20％以上的裕度；
所述气体排放通道（41）分为第一通道（411）和第二通道（412），所述泄压件（43）设置在与所述开关阀（42）并联的所述第二通道（412）上；所述开关阀（42）设置在所述第一通道（411）上，以控制所述第一通道（411）的开启与闭合。
2.根据权利要求1所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置，其特征在于，所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置包括多组储能锂电池单元（1），
所述散热循环回路包括散热循环支路和散热循环主路，每组所述储能锂电池单元（1）分别通过所述散热循环支路连接至所述散热循环主路，并与设置在所述散热循环主路上的所述散热机构（5）和所述循环泵（6）串联，以将每组所述储能锂电池单元（1）内的冷却液（13）引至散热机构（5）进行散热。
3.根据权利要求1所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置，其特征在于，所述储能锂电池强迫循环冷却散热机构（5）还包括补液罐（8），所述补液罐（8）设置在所述密闭容器（12）外，并通过循环管线（7）与所述循环泵（6）相连，所述控制机构（3）与所述补液罐（8）通信连接，且至少一个阀门设置在所述循环管线（7）上，以调节所述密闭容器（12）内冷却液（13）液位。
4.根据权利要求1所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置，其特征在于，所述冷却液（13）沸点温度范围在46℃-100℃。
5.根据权利要求1所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置，其特征在于，每组所述散热机构（5）包括热交换器（51）和散热风机（52），所述热交换器（51）设置在所述密闭容器（12）外，并通过循环管线（7）与所述密闭容器（12）内的冷却液（13）相连通，所述散热风机（52）设置在所述热交换器（51）侧壁上。
6.一种储能锂电池强迫循环冷却散热装置的安装控制方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，设置至少一组储能锂电池单元（1）；设置至少一个密闭容器（12），将至少两个储能锂电池单体（11）安装于至少一个所述密闭容器（12）内；在所述密闭容器（12）内放入冷却液（13）并淹没所述至少两个储能锂电池单体（11）；
步骤S2，在所述密闭容器（12）外设置控制机构（3）；在所述密闭容器（12）内部设置温度传感器（21）、压力传感器（22）和液位传感器（23），并分别与所述密闭容器（12）外的所述控制机构（3）通信连接，以将温度数据、压力数据和液位数据传输至所述控制机构（3）；
步骤S3，在所述密闭容器（12）外设置至少一组散热机构（5）和至少一组循环泵（6），所述储能锂电池单元（1）的密闭容器（12）与散热机构（5）通过循环管线（7）连接形成散热循环回路，所述循环泵（6）设置在所述循环管线（7）上；所述控制机构（3）根据所述温度传感器（21）的温度数据控制所述散热机构（5）和所述循环泵（6）进行散热处理；
当所述冷却液（13）温度高于第一预设温度时，启动所述散热机构（5）和所述循环泵（6）进行散热；
当所述冷却液（13）温度低于第二预设温度时，停止运行所述散热机构（5）和所述循环泵（6）；
其中，所述第二预设温度低于所述第一预设温度；
步骤S4，在所述密闭容器（12）外设置泄压机构（4），并与所述冷却液（13）液面的上部空间相连通，所述控制机构（3）与所述泄压机构（4）通信连接，以根据所述压力数据控制所述密闭容器（12）内的压力；
在步骤S4中，还包括以下步骤：
步骤S4-1，在所述密闭容器（12）外设置泄压机构（4），所述泄压机构（4）包括连通外部和所述冷却液（13）液面上部空间的气体排放通道（41）和开关阀（42）；将所述开关阀（42）设置在所述气体排放通道（41）上并与所述控制机构（3）通信连接；
所述控制机构（3）根据所述冷却液（13）温度和压力控制所述开关阀（42）；当所述控制机构（3）检测到所述密闭容器（12）内压力大于第一预设气压值，和/或所述冷却液（13）温度达到沸点时，则开启所述开关阀（42），将所述冷却液（13）蒸汽排出所述密闭容器（12）外，同时断开所述至少两个储能锂电池单体（11）组成的储能锂电池组的电源回路；
当所述密闭容器（12）内压力下降到第二预设气压值以内，且冷却液（13）温度下降到第三预设温度时，关闭所述开关阀（42）；
其中，所述第二预设气压值低于所述第一预设气压值；
步骤S4-2，将所述气体排放通道（41）分别设置成第一通道（411）和第二通道（412），并在所述泄压机构（4）上设置泄压件（43），所述泄压件（43）设置在与所述开关阀（42）并联的所述第二通道（412）上；将所述开关阀（42）设置在所述第一通道（411）上，以控制所述第一通道（411）的开启与闭合；当密闭容器（12）内压力剧烈上升时，通过所述泄压件（43）来对所述第二通道（412）进行泄压。
7.根据权利要求6所述储能锂电池强迫循环冷却散热装置的安装控制方法，其特征在于，在步骤S4之后，还包括以下步骤：
步骤S5，在所述密闭容器（12）外设置补液罐（8），所述控制机构（3）与所述补液罐（8）通信连接，并在所述循环管线（7）上设置至少一个阀门，所述控制机构（3）根据所述液位传感器（23）的液位数据控制所述补液罐（8）和所述阀门来调节所述密闭容器（12）内冷却液（13）液位。
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