CN116683093A - 浸没式液冷***及储能*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于液冷技术领域，公开了一种浸没式液冷***及储能***，该浸没式液冷***包括箱体、冷板和制冷模块，箱体盛装有绝缘冷却液，箱体内悬挂有电池组，电池组浸没于绝缘冷却液内，冷板浸没于绝缘冷却液内，并与电池组间隔设置，制冷模块设置于箱体外部，冷板内设置有液冷管道，冷媒通过进液管、液冷管道和出液管在冷板和制冷模块之间循环流通，制冷模块对由出液管流出的冷媒进行冷却。本发明中通过绝缘冷却液对电池组进行充分散热，同时能够避免电池组因短路而出现热失控，另外，本发明中通过浸没于绝缘冷却液中的冷板对绝缘冷却液进行散热，无需在电池组的四周部署复杂的液冷管道，因此，浸没式液冷***的结构比较简单。

Description

浸没式液冷***及储能***
技术领域
本发明涉及液冷技术领域，尤其涉及一种浸没式液冷***及储能***。
背景技术
目前，储能***主要以风冷散热和液冷散热两种方式对电池进行温度管理。
其中，风冷散热是以空气为冷却介质，利用空气自然对流或强制对流换热来对电池组进行散热，由于空气比热容和对流换热系数均较低，风冷散热的换热效率低，对于充放电功率较大的电池，电池在充放电时发热量会急剧增大，而风冷***无法及时对电池进行散热，从而导致电池温度过高，进而影响电池的使用寿命，且电池存在热失控的风险。
而液冷散热则是以液体为冷却介质，通过在电池两侧和底部布置冷却板，从而通过在冷却板内流通的冷却水将电池产生的热量带走，并通过外置的换热模块降低冷却水的温度。由于水的比热容和换热系数均较高，因此，液冷***能够对电池进行快速散热，因此，对于充放电功率较大的电池，储能***一般采用液冷散热的方式对电池进行散热。
但对电池进行充分散热，需要在电池的四周均布置冷却板，且所有冷却板内部的液冷管道需要连通，即电池的外周需要部署复杂的液冷管道，从而导致液冷***的结构比较复杂，同时，由于冷却板与电池直接接触，而冷却板存在漏液的风险，且冷却板直接裸露在空气中，因此，通过液冷***散热的电池存在因冷却板漏液而短路，进而出现热失控的风险。
因此，上述问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浸没式液冷***及储能***，以解决液冷***的结构比较复杂，且通过液冷***散热的电池存在因冷却板漏液而短路，进而出现热失控的风险的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供了一种浸没式液冷***，包括：
箱体，盛装有绝缘冷却液，所述箱体内悬挂有电池组，所述电池组浸没于所述绝缘冷却液内；及
冷板和制冷模块，所述冷板浸没于所述绝缘冷却液内，并与所述电池组间隔设置，所述制冷模块设置于所述箱体外部，所述冷板内设置有液冷管道，所述液冷管道被配置为流通冷媒，所述液冷管道的进液口和出液口分别连通有进液管和出液管，所述冷媒通过所述进液管、所述液冷管道和所述出液管在所述冷板和所述制冷模块之间循环流通，所述制冷模块被配置为对由所述出液管流出的所述冷媒进行冷却。
作为优选，所述浸没式液冷***包括至少两个箱体，所有所述箱体内设置的所述冷板均与同一个所述制冷模块连通。
作为优选，所述浸没式液冷***还包括储液箱，所述储液箱内储存有所述绝缘冷却液，所有所述箱体均与所述储液箱连通。
作为优选，所述储液箱上连通有出气阀。
作为优选，所述储液箱上连通有进气阀。
作为优选，所述浸没式液冷***还包括第一液位检测模块，所述第一液位检测模块被配置为检测所述储液箱内的所述绝缘冷却液的液位高度。
作为优选，所述第一液位检测模块为液位显示器或液位传感器。
作为优选，所述电池组包括两个以上电池包，相邻的两个所述电池包之间设置有所述冷板。
作为优选，所述箱体设置为全密封结构。
本发明另一方面还提供了一种储能***，包括电池组和如上述的浸没式液冷***。
本发明的有益效果：本发明中通过使电池组浸没于绝缘冷却液中，以通过绝缘冷却液对电池组进行充分散热，同时能够避免电池组因短路而出现热失控，另外，本发明中通过浸没于绝缘冷却液中的冷板对绝缘冷却液进行散热。由于本发明中无需在电池组的四周部署复杂的液冷管道，因此，浸没式液冷***的结构比较简单。储能***的电池组通过浸没式液冷***进行散热，从而能够避免电池组因短路而出现热失控。
附图说明
图1是本发明实施例中的浸没式液冷***的结构示意图；
图2是本发明实施例中的箱体、冷板和电池组的结构示意图。
图中：
1、箱体；21、冷板；22、制冷模块；23、进液管；24、出液管；3、储液箱；31、出气阀；32、进气阀；33、通管；331、控制阀门；4、第一液位检测模块；
100、电池组；110、电池包。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
基于前文述及的内容，对于充放电功率较大的电池，储能***一般采用液冷散热的方式对电池进行散热，但现有技术中通过液冷***散热的电池存在因冷却板漏液而短路，进而出现热失控的风险。
为解决上述问题，请参阅图1和图2，本实施例提供了一种浸没式液冷***，该浸没式液冷***包括箱体1，其中，箱体1盛装有绝缘冷却液，箱体1内悬挂有电池组100，电池组100浸没于绝缘冷却液内，绝缘冷却液能够吸收电池组100在充放电过程中产生的热量，电池组100被绝缘冷却液包裹而不会与空气接触，从而能够处于一个完全密封的绝缘环境内，从而能够避免电池组100因短路而出现热失控，另外，由于电池组100的所有部位均能够与绝缘冷却液接触，因此，电池组100能够充分散热。
在电池组100充放电过程中，绝缘冷却液会因吸收电池组100产生的热量而导致其温度升高，为了降低绝缘冷却液的温度，本实施例中的浸没式液冷***还包括冷板21和制冷模块22，冷板21浸没于绝缘冷却液内，并与电池组100间隔设置，制冷模块22设置于箱体1外部，冷板21内设置有液冷管道(图中未示出)，液冷管道被配置为流通冷媒，即，本实施例中通过冷板21吸收绝缘冷却液的温度，从而对绝缘冷却液进行散热，液冷管道的进液口和出液口分别连通有进液管23和出液管24，冷媒通过进液管23、液冷管道和出液管24在冷板21和制冷模块22之间循环流通，制冷模块22被配置为对由出液管24流出的冷媒进行冷却，从而实现对冷媒的热交换。具体地，冷板21内的冷媒能够吸收绝缘冷却液的热量，并通过出液管24流动至制冷模块22，制冷模块22对冷媒进行热交换，冷却后的冷媒能够通过进液管23重新流动至冷板21内。由于本实施例中无需在电池组100的四周部署复杂的液冷管道，因此，浸没式液冷***的结构比较简单。
基于上述，本实施例中通过使电池组100浸没于绝缘冷却液中，以通过绝缘冷却液对电池组100进行充分散热，同时能够避免电池组100因短路而出现热失控，另外，本实施例中通过浸没于绝缘冷却液中的冷板21对绝缘冷却液进行散热。由于本实施例中无需在电池组100的四周部署复杂的液冷管道，因此，浸没式液冷***的结构比较简单。
可以理解的是，本实施例中的绝缘冷却液和冷媒均可选用具有较强的绝缘性能和导热性能的油液、氟化液等，本实施例中对此不作具体限制。
需要说明的是，本实施例中的电池组100采用挂钩(图中未示出)的方式悬挂于箱体1的上壁，当然，在其它可选的实施例中，电池组100也可通过支撑板悬挂于箱体1的侧壁上，具体地，支撑板固定连接于箱体1的侧壁，支撑板上设置有安装孔，支撑板通过安装孔套设于电池组100的外周，从而将电池组100悬挂于箱体1内，本实施例中对电池组100的悬挂方式不作具体限制。
另外，还需要说明的是，本实施例中的制冷模块22可选为蒸汽压缩式制冷机、吸收式制冷机和蒸汽喷射式制冷机等制冷机中的任意一种，本实施例中对此不作具体限制。
进一步地，本实施例还提供了一种储能***，储能***包括电池组100和如上述的浸没式液冷***，电池组100悬挂于浸没式液冷***的箱体1内，储能***的电池组100通过上文述及的浸没式液冷***进行散热，从而能够避免电池组100因短路而出现热失控。
可以理解的是，上文述及的浸没式液冷***安装于储能***的壳体(图中未示出)的内部。
优选地，本实施例中的箱体1设置为全密封结构，从而避免箱体1漏液，同时能够进一步保证电池组100能够处于一个完全密封的绝缘环境内。
在本实施例中，电池组100包括两个以上电池包110，相邻的两个电池包110之间设置有冷板21，从而能够充分且快速地对绝缘冷却液进行散热。
进一步地，浸没式液冷***包括至少两个箱体1，所有箱体1内均悬挂有电池组100，所有箱体1内设置的冷板21均与同一个制冷模块22连通，即，本实施例中通过一个制冷模块22对所有冷板21内流通的冷媒进行热交换，从而能够进一步简化浸没式液冷***的结构。
由于绝缘冷却液在吸收电池组100产生的热量的过程中其温度会升高，因此，存在部分绝缘冷却液可能会发生汽化，从而导致箱体1内的绝缘冷却液产生损耗，为避免绝缘冷却液因损耗而导致其无法使电池组100处于一个完全密封的绝缘环境内，本实施例中的浸没式液冷***还包括储液箱3，储液箱3内储存有绝缘冷却液，所有箱体1均与储液箱3连通，储液箱3能够向箱体1供给绝缘冷却液，从而对箱体1内的绝缘冷却液进行补充。
基于上文述及的内容，由于绝缘冷却液在吸收电池组100产生的热量的过程中其温度会升高，因此，存在部分绝缘冷却液可能会发生汽化，从而导致储液箱3内的气压升高，为避免储能***因浸没式液冷***的储液箱3内气压升高而产生***，本实施例中的储液箱3上连通有出气阀31，出气阀31用于对储液箱3进行释压，从而降低储能***的***风险。
进一步地，除出气阀31外，储液箱3上还连通有进气阀32，当储液箱3内部温度升高时，进气阀32能够向储液箱3内充气，从而避免储液箱3内部气压降低。
即，本实施例中通过进气阀32和出气阀31能够使储液箱3内部的气压保持稳定，从而能够使电池组100和浸没式液冷***能够正常工作。
基于上述，储液箱3能够向箱体1供给绝缘冷却液，从而对箱体1内的绝缘冷却液进行补充，因此，储液箱3内的绝缘冷却液会逐渐减少，为保证储液箱3内始终储存有足量的绝缘冷却液，本实施例中的浸没式液冷***还包括第一液位检测模块4，第一液位检测模块4被配置为检测储液箱3内的绝缘冷却液的液位高度，当第一液位检测模块4检测到储液箱3内的绝缘冷却液的液位高度低于预设值时，工作人员或专门的补液结构便向储液箱3内补液。
优选地，本实施例中的第一液位检测模块4为液位显示器，工作人员能够通过观测液位显示器来判断储液箱3内的绝缘冷却液的液位高度是否低于预设值，当然，在其它可选的实施例中，第一液位检测模块4也可为液位传感器，液位传感器与补液结构电性连接，从而在储液箱3内的绝缘冷却液的液位高度低于预设值时控制补液结构向储液箱3内补液。
需要说明的是，本实施例中的浸没式液冷***还包括第二液位检测模块(图中未示出)，第二液位检测模块被配置为检测箱体1内的绝缘冷却液的液位高度，从而能够在箱体1内的绝缘冷却液的液位高度不满足要求时向箱体1内补液。
优选地，本实施例中的第二液位检测模块为液位显示器，工作人员能够通过观测液位显示器来判断储液箱3内的绝缘冷却液的液位高度是否满足要求，当储液箱3内的绝缘冷却液的液位高度不满足要求时，工作人员能够控制连通于储液箱3和箱体1之间的通管33打开，从而向箱体1内补液，当然，在其它可选的实施例中，第二液位检测模块也可为液位传感器，液位传感器与连通于储液箱3和箱体1之间的通管33上设置的控制阀门331电性连接，从而在箱体1内的绝缘冷却液的液位高度不满足要求时控制通管33上设置的控制阀门331打开，从而向箱体1内补液。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.浸没式液冷***，其特征在于，包括：
箱体(1)，盛装有绝缘冷却液，所述箱体(1)内悬挂有电池组(100)，所述电池组(100)浸没于所述绝缘冷却液内；及
冷板(21)和制冷模块(22)，所述冷板(21)浸没于所述绝缘冷却液内，并与所述电池组(100)间隔设置，所述制冷模块(22)设置于所述箱体(1)外部，所述冷板(21)内设置有液冷管道，所述液冷管道被配置为流通冷媒，所述液冷管道的进液口和出液口分别连通有进液管(23)和出液管(24)，所述冷媒通过所述进液管(23)、所述液冷管道和所述出液管(24)在所述冷板(21)和所述制冷模块(22)之间循环流通，所述制冷模块(22)被配置为对由所述出液管(24)流出的所述冷媒进行冷却。
2.根据权利要求1所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述浸没式液冷***包括至少两个箱体(1)，所有所述箱体(1)内设置的所述冷板(21)均与同一个所述制冷模块(22)连通。
3.根据权利要求2所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述浸没式液冷***还包括储液箱(3)，所述储液箱(3)内储存有所述绝缘冷却液，所有所述箱体(1)均与所述储液箱(3)连通。
4.根据权利要求3所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述储液箱(3)上连通有出气阀(31)。
5.根据权利要求4所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述储液箱(3)上连通有进气阀(32)。
6.根据权利要求3所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述浸没式液冷***还包括第一液位检测模块(4)，所述第一液位检测模块(4)被配置为检测所述储液箱(3)内的所述绝缘冷却液的液位高度。
7.根据权利要求6所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述第一液位检测模块(4)为液位显示器或液位传感器。
8.根据权利要求1所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述电池组(100)包括两个以上电池包(110)，相邻的两个所述电池包(110)之间设置有所述冷板(21)。
9.根据权利要求1所述的浸没式液冷***，其特征在于，所述箱体(1)设置为全密封结构。
10.储能***，其特征在于，包括电池组(100)和如权利要求1-9任意一项所述的浸没式液冷***。
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