CN117673550A - 一种变接触面冷却装置和电池储能*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变接触面冷却装置和电池储能***，属于电池模组散热技术领域。散热装置包括液冷板，液冷板由多条换热通道组成，多条换热管道与供液装置相连。供液装置负责供液及冷却流体。液冷板中每条换热通道与换热面的接触面积在第二方向上是变化的，相邻管道流体流动方向相反，同时，换热管道沿第二方向的横截面积是一个变化的值。与现有技术相比，能够有效解决由于储能***电池散热的液冷板管道入口和出口温度相差大而不能有效冷却整个储能电池的问题，使整个液冷板的温度更为均衡。
Description
技术领域
本发明涉及电池模组散热技术领域，具体涉及一种变接触面冷却装置和电池储能***。
背景技术
储能集装箱中安装有大量储能电池，储能电池在进行充放电工作时会发出大量的热，电池自身发出的热对其自身寿命有影响，因此对储能***中储能电池的散热是其中重要的组成部分。储能电池液冷散热的目的是冷却电池，降低电池温度，使电池处于合适的温度区间进行充放电工作，在储能集装箱的储能电池散热中液冷板是其中的关键零部件，在现有技术中无论是采用S形管冷却、管道液体正反交替流动冷却或是采用两向流对储能电池进行冷却，都由于中管道内的液体是持续吸收热量，使得进出口温度相差较大，无法对储能电池进行充分冷却。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种变接触面冷却装置和电池储能***,用于解决液冷板的均温性较差的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种变接触面冷却装置，包括：
液冷板，其开设有若干正向通道和反向通道；所述正向通道和反向通道沿第二方向延伸；所述正向通道和反向通道沿着第一方向交错排列；
液冷介质，其布置在所述正向通道和反向通道内；所述正向通道和反向通道内的液冷介质的流向相反；
其中所述正向通道与所述液冷板的换热面的接触面积沿着所述液冷介质的流向减小；所述反向通道与所述液冷板的换热面的接触面积沿着所述液冷介质的流向减小。
在一些实施例中，所述正向通道的体积均沿着所述液冷介质的流向减小。
在一些实施例中，所述反向通道的体积均沿着所述液冷介质的流向减小。
在一些实施例中，包括供液装置；所述正向通道和反向通道的液冷介质入口和出口分别与所述供液装置连接。
在一些实施例中，所述液冷板的换热面设置有导热垫。
在一些实施例中，所述液冷板背向所述换热面的一侧固定安装有若干支架腿；所述液冷板通过所述支架腿放置于支撑面后，保持所述换热面处于水平状态。
在一些实施例中，所述液冷板的外侧设置有若干接头；所述接头与所述正向通道和反向通道的液冷介质入口和出口固定连接。
在一些实施例中，包括所述供液装置固定安装有两个进液管道和两个出液管道；一个所述进液管道与所述正向通道的入口均连通，另一个所述进液管道与所述反向通道的入口均连通；一个所述出液管道与所述正向通道的出口均连通，另一个所述出液管道与所述反向通道的出口均连通。
本申请还提出一种电池储能***，包括如上所述的变接触面冷却装置。
在一些实施例中，还包括箱体或支架；所述箱体或支架设置有若干支撑板；所述液冷板背向所述换热面的一侧置于所述支撑板上；所述换热面放置有电池模组；所述电池模组的电池下表面与所述换热面接触。
本发明的有益效果：
本申请采用不同与以往的液冷板，液冷板的管道采用变截面接触换热面，能够带走更多的热量。冷却板直接由正向管道与反向管道交错拼接而成，可提供更大面积的液冷面积，液冷板通过导热垫接触电池模组下表面，使热阻更小，传热更快。液冷板通过底部支架由螺钉固定于电池支架上，电池模组放置于液冷板上，在进行充放电过程中，电池模组发热，由下方液冷板吸收热量，液冷板的热量由正向管道与反向管道中的换热介质将热量带走，流体通过出口进入供液装置进行冷却，冷却完毕后进出管道入口进入下一循环。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本申请的整体结构示意图；
图2为本申请的液冷板局部剖示意图；
图3为本申请的A处放大结构示意图；
图4为本申请的液冷板侧面结构示意图；
图5为本申请的液冷板中单根管道结构示意图；
图6为本申请的正向管道与反向管道组合的结构示意图；
图7为本申请的储能***部分结构示意图。
附图标记说明：1、液冷板；2、供液装置；3、正向管道；4、反向管道；100、第一方向；200、第二方向；5、入口；6、出口；7、管道；8、支架腿；9、电池下表面；10、电池模组；11、导热垫；12、进液管道；13、出液管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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。
本申请中的固定连接是指将零件或部件安装后，没有任何相对运动的连接；常见的如利用螺杆、花键、楔销等将零部件固定在一起，这种连接方式在维修时可以拆卸，且不会损坏零件；还有如焊接、铆接和过榫配合等，此类方式由于维修或更换时需锻、锯或氧割才能拆卸，所以零配件一般不能二次使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
一种变接触面冷却装置，包括：
液冷板1，其开设有若干正向通道和反向通道；正向通道和反向通道沿第二方向200延伸；正向通道和反向通道沿着第一方向100交错排列；
液冷介质，其布置在正向通道和反向通道内；正向通道和反向通道内的液冷介质的流向相反；
其中正向通道与液冷板1的换热面的接触面积沿着液冷介质的流向减小；反向通道与液冷板1的换热面的接触面积沿着液冷介质的流向减小。
使用时，将液冷板1上的正向通道和反向通道的入口5和出口6分别与供液装置2进行连接，供液装置2驱使液冷介质进行流动，液冷介质会带走换热面接触的发热组件的热量，如电池组件工作时产生的热量，从而进行降温；本申请采用不同与以往的液冷板1，液冷板1的管道采用变截面接触换热面，能够带走更多的热量，且保持液冷板1的温度均匀。冷却板直接由正向管道3与反向管道4交错拼接而成，可提供更大面积的液冷面积。
在一些实施例中，正向通道和反向通道的体积均沿着液冷介质的流向减小；正向通道和反向通道体积缩小，即管道的截面缩小，由于流量不变,液冷介质的流速会增加，从而提高冷却效果。
在一些实施例中，液冷板1的换热面设置有导热垫11，液冷板1通过导热垫11接触电池模组10下表面，使热阻更小，传热更快。
在一些实施例中，液冷板1背向换热面的一侧固定安装有若干支架腿8；液冷板1通过支架腿8放置于支撑面后，保持换热面处于水平状态。
在一些实施例中，所述液冷板1的外侧设置有若干接头；所述接头与所述正向通道和反向通道的液冷介质入口5和出口6固定连接；通过外部的接头与入口5和出口6固定连接，便于进行维修和更换用于连接的管道。
本申请还提出一种电池储能***，包括如上的变接触面冷却装置。
在一些实施例中，还包括箱体或支架；箱体或支架设置有若干支撑板；液冷板1背向换热面的一侧置于支撑板上；换热面放置有电池模组10；电池模组10的电池下表面与换热面接触。
下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的变接触面冷却装置做更进一步的说明。
如图1所示，变接触面冷却装置包括液冷板1和供液装置2。如图2所示，液冷板1由多条正向管道3和反向管道4交替排列组成。如图3所示，正向管道3和反向管道4的特征在于其与换热面的接触面积沿第二方向200是变化的，由入口5至出口6管道与换热面的接触面积由最大变为最小。多条正向管道3和反向管道4沿第二方向200延伸，如图4所示，正向管道3和反向管道4之间沿第一方向100交错排列，正向管道3和反向管道4内的流体流动方向相反，每条正向管道3和反向管道4均通过进液管道12和出液管道13与供液装置2相连，以使液冷介质与供液装置2进行换热。
如图5所示，正向管道3与反向管道4形状相同，正向管道3与反向管道4仅在第二方向200上排列方向相反，在这里统称为管道7。参考图5，此处对本实施例中管道外形作说明：管道入口5设置与管道偏下方位置，管道出口6设置与管道偏上方位置，使整根管道充满冷却介质，提高液冷板温度均一性。管道7下方表面焊接有支架腿8，三个支架腿8所构成的沿第二方向200的连线为同一直线，该直线与管道7上表面平行。管道7的上表面与换热面的接触面积沿第二方向200由入口5的最大变为出口6的最小，管道7沿第二方向200的横截面积也是由入口5的最大变为出口6的最小。
参考图6，对正向管道3和反向管道4组成的组合体如图所示，由于正向管道3与反向管道4仅在第二方向200的朝向不同，正向管道3与反向管道4可以恰好组合。入口5及出口6分别设置于正向管道3与反向管道4的两端，正向管道3与反向管道4通过入口5及出口6与供液装置2密封连接。
通过上述方式，解决了电池液冷***中液冷板1温度不均匀的问题；解决了液冷板1中管路设计复杂的问题。
本申请采用不同与以往的液冷板1，液冷板1的管道7采用变接触面积的换热面，能够带走更多的热量。同时，沿第二反向管道横截面积是变化的，也就使得换热管道中不同位置的换热介质与电池模组下表面9的换热时间得以控制，以使电池模组10的散热更均匀。
液冷板1直接由正向管道3与反向管道4交错拼接而成，获得了更大的液冷面，液冷板1通过导热垫11接触电池模组下表面9，使热阻更小，传热更快。
见图7，液冷板1通过底部支架4由螺钉固定于电池支架上，电池模组10放置于液冷板1上，在进行充放电过程中，电池模组10发热，由下方液冷板1吸收热量，液冷板1的热量由正向管道3与反向管道4中的流体将热量带走，流体通过出口6进入供液装置2进行冷却，冷却完毕后进出管道入口5进入下一循环。在本申请的实施例中，电池支架、电池模组10、液冷板1、管道7等零部件数量无固定要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种变接触面冷却装置，其特征在于，包括：
液冷板(1)，其开设有若干正向通道和反向通道；所述正向通道和反向通道沿第二方向(200)延伸；所述正向通道和反向通道沿着第一方向(100)交错排列；
液冷介质，其布置在所述正向通道和反向通道内；所述正向通道和反向通道内的液冷介质的流向相反；
其中所述正向通道与所述液冷板(1)的换热面的接触面积沿着所述液冷介质的流向减小；所述反向通道与所述液冷板(1)的换热面的接触面积沿着所述液冷介质的流向减小。
2.根据权利要求1所述的变接触面冷却装置和电池储能***，其特征在于，所述正向通道的体积均沿着所述液冷介质的流向减小。
3.根据权利要求1所述的变接触面冷却装置和电池储能***，其特征在于，所述反向通道的体积均沿着所述液冷介质的流向减小。
4.根据权利要求1所述的变接触面冷却装置，其特征在于，包括供液装置(2)；所述正向通道和反向通道的液冷介质入口(5)和出口(6)分别与所述供液装置(2)连接。
5.根据权利要求1所述的变接触面冷却装置，其特征在于，所述液冷板(1)的换热面设置有导热垫(11)。
6.根据权利要求1所述的变接触面冷却装置，其特征在于，所述液冷板(1)背向所述换热面的一侧固定安装有若干支架腿(8)；所述液冷板(1)通过所述支架腿(8)放置于支撑面后，保持所述换热面处于水平状态。
7.根据权利要求4所述的变接触面冷却装置，其特征在于，所述液冷板(1)的外侧设置有若干接头；所述接头与所述正向通道和反向通道的液冷介质入口(5)和出口(6)固定连接。
8.根据权利要求4所述的变接触面冷却装置，其特征在于，包括所述供液装置(2)固定安装有两个进液管道(12)和两个出液管道(13)；一个所述进液管道(12)与所述正向通道的入口(5)均连通，另一个所述进液管道(12)与所述反向通道的入口(5)均连通；一个所述出液管道(13)与所述正向通道的出口(6)均连通，另一个所述出液管道(13)与所述反向通道的出口(6)均连通。
9.一种电池储能***，其特征在于，包括包括权利要求1-8任一项所述的变接触面冷却装置。
10.根据权利要求9所述的电池储能***，其特征在于，还包括箱体或支架；所述箱体或支架设置有若干支撑板；所述液冷板(1)背向所述换热面的一侧置于所述支撑板上；所述换热面放置有电池模组(10)；所述电池模组(10)的电池下表面与所述换热面接触。
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