CN219553732U - 一种浸没式电池储能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种浸没式电池储能***。包括：机柜、电池模块、电池热管理***和消防***，机柜内设置有温度传感器，电池模快包括电池模块机箱和电池组；电池热管理***包括控制模块、温控液存储容器、动力泵，动力泵将温控液存储容器中的温控液注入到电池模块机箱内，电池组完全浸没在温控液中，电池模块机箱与温控液存储容器连接；消防***与电池模块机箱连接，消防***、机柜内部温度传感器、动力泵分别与控制模块电连接。本申请在电池模板的机箱内注入温控液，将电池组完全浸没在温控液中提供一种浸没式电池储能***，消防***与电池模块分别与电池热管理***连接，提高了电池储能***的安全性。

Description

一种浸没式电池储能***

技术领域

本实用新型涉及电池热管理技术领域，特别涉及一种浸没式电池储能***。

背景技术

目前，液体冷却由于其散热效率高，结构体积小，温度均匀性好等优势成为了主流的电池热管理方式，液体冷却通常分为两类，直接接触冷却和间接接触冷却。非直接接触式液冷需要在电池周围或者底部设置冷却管道，让冷却液在管道内循环流动，带走电池工作时产生的热量；相较于间接冷却，直接接触式液冷将电池置于冷却介质中，冷却液体直接与电池模组接触，散热效果更好，电池模块温度均一性更好，如申请号为202110727496.2的发明专利《一种半沉浸式喷射液冷电池热管理装置》中采用和电池模组直接接触的液冷冷却方式，相较于一般的液冷板这种间接接触方式，增强了换热效果，提高了电池模组温度的一致性，但是此方案在电池模组间隙间布置喷射液管，将喷射液管的喷嘴朝上设置，通过向上喷射冷却液时落下的液体又再一次与电池模组接触来提高换热效率，但此方式冷却液从喷出到落下只是一个瞬时的过程再换热过程中只能继续宁电池模组表面热量的交换，由此导致换热效率并不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种浸没式电池储能***，解决现有技术中的换热效率低的问题，使电池能完全浸没在温控液中能够始终保持工作在良好的温度下，提高了储能电池使用安全性。具体方案为：

一种浸没式电池储能***，包括：

机柜：作为承载各功能模块的保护壳体，所述机柜内设置有机柜内部温度传感器，用于实时检测所述机柜内部的温度；

电池模块：包括电池模块机箱以及设置在电池模块机箱内的电池组；

电池热管理***：包括控制模块、温控液存储容器、动力泵以及若干输液管路，所述动力泵与电池模块机箱通过第一输液管路连接，所述动力泵与所述温控液存储容器通过第二输液管路连接，所述动力泵将温控液存储容器中的温控液通过第一输液管路注入到所述电池模块机箱内，或者通过第二输液管路将电池模块机箱内的温控液抽回至所述温控液存储容器中；

消防***，所述消防***通过消防管路与所述电池模块机箱连接；

所述消防***、所述机柜内部温度传感器、所述动力泵分别与所述控制模块电连接。

优选的，所述电池热管理***还包括降温器和加热器，

所述降温器和加热器分别电连接控制模块，所述降温器和加热器的输出端分别与所述温控液存储容器连接。

优选的，所述第一输液管路上设置有第一温度传感器、第一压力传感器和流量计；

所述第二输液管路上设置有第二温度传感器和第二压力传感器；

所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器以及所述流量计分别与所述控制模块电连接。

优选的，所述电池模块设置有若干个，

若干个电池模块分别与所述热管理***连接，所述电池模块上还分别连接有电池管理模块和储能变流器模块。

优选的，所述电池模块、所述电池管理模块和储能变流器模块上分别设置有第三温度传感器，

所述第三温度传感器分别与所述控制模块电连接。

优选的，消防冷却液和所述温控液为同一介质。

优选的，所述介质为氟化液。

优选的，所述消防管路上设置有第三阀门；

所述第一输液管路上设置有第一阀门；

所述第二输液管路上设置有第二阀门；

所述第一阀门、第二阀门以及第三阀门分别与所述控制模块连接。

优选的，所述动力泵为压力泵，磁力泵和屏蔽泵中的任意一种。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

本申请通过在电池模板的机箱内注入温控液，将电池组完全浸没在温控液中，提供了一种浸没式电池储能***，同时在电池储能***的机柜内设置有消防***，消防***与电池模块分别与电池热管理***连接，提高了电池储能***的安全性；

通过将冷却液和温控液设置为同一介质，实现对电池的冷却、加热以及消防功能一体化处理，使电池能够始终保持良好的工作环境。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中一种浸没式电池储能***的结构示意图；

其中，1-温控液存储容器，2-动力泵，3-降温器，4-加热器，5-控制模块，6-第一阀门，7-第二阀门，8-第一压力传感器，9-第一温度传感器，10-第二温度传感器，11-第二压力传感器，12-流量计，13-电池管理模块，14-储能变流器模块，15-消防***，16-机柜，17-机柜内部温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据附图1所示的一种浸没式电池储能***，包括：

机柜16：作为承载各功能模块的保护壳体，所述机柜16内设置有机柜内部温度传感器17，用于实时检测所述机柜16内部的温度；

电池模块：包括电池模块机箱以及设置在电池模块机箱内的电池组；

电池热管理***：包括控制模块5、温控液存储容器1、动力泵2以及若干输液管路，所述动力泵2与电池模块机箱通过第一输液管路连接，所述动力泵2与所述温控液存储容器1通过第二输液管路连接，所述动力泵2将温控液存储容器1中的温控液通过第一输液管路注入到所述电池模块机箱内，或者通过第二输液管路将电池模块机箱内的温控液抽回至所述温控液存储容器1中；

所述消防***15、所述机柜内部温度传感器17、所述动力泵2分别与所述控制模块5电连接。

所述消防***15、所述机柜内部温度传感器17、所述动力泵2分别与所述控制模块5电连接。

进一步的，所述电池热管理***还包括降温器3和加热器4，

所述降温器3和加热器4分别电连接控制模块5，所述降温器3和加热器4的输出端分别与所述温控液存储容器1连接。

进一步的，所述第一输液管路上设置有设置有第一温度传感器9、第一压力传感器8和流量计12；

所述第二输液管路上设置有第二温度传感器10和第二压力传感器11；

所述第一温度传感器9、第二温度传感器10、第一压力传感器8、第二压力传感器11以及所述流量计12分别与所述控制模块5连接。

进一步的，所述电池模块设置有若干个，

若干个电池模块分别与所述热管理***连接，所述电池模块上还分别连接有电池管理模块13和储能变流器模块14。

进一步的，所述电池模块、所述电池管理模块13和储能变流器模块14上分别设置有第三温度传感器，

所述第三温度传感器分别与所述控制模块5电连接。

进一步的，所述消防冷却液和所述温控液为同一介质。

进一步的，所述介质为氟化液。

进一步的，所述消防管路上设置有第三阀门；

所述第一输液管路上设置有第一阀门6；

所述第二输液管路上设置有第二阀门7；

所述第一阀门6、第二阀门7以及第三阀门分别与所述控制模块5连接。

进一步的，所述动力泵2为压力泵，磁力泵和屏蔽泵中的任意一种。

需要说明的是：

在本申请中电池管理模块13和储能变流器模块14即为附图1中所示的BMS和PCS，且电池管理模块13和储能变流器模块14为本行业常规的模块；

在本申请中温控液存储容器1与电池模块通过第一输液管路和第二输液管路连接，温控液存储容器1将部分温控液注入在电池模块机箱内，电池组完全浸没在温控液里面，温控液存储容器1分别连接降温器3和加热器4，进行温控液循环，实现浸没式液冷-加热双功能的电池储能***；通过控制模块5对打开降温器3或者加热器4对温控液存储容器1中的温控液进行降温或者加热，从而达到在不同环境温度下，可以对电池进行降温或者加热的效果，使电池工作在良好的温度情况下；同时，在机柜16内设置机柜内部温度传感器17，消防***15分别连接控制模块和电池模块；

为了提高电池模块工作环境的安全性，在机柜16内部设置机柜内部温度传感器17和消防***15分别与控制模块5电连接，消防***15通过消防管路与所述电池模块机箱连通，所述机柜内部温度传感器17采集机柜16内部的环境温度，并将采集到的温度反馈至控制模块5，控制模块5根据收到的温度数据，打开降温器3或者4加热器，对机柜16内的温度进行调节，当收到的温度值超出安全值后，或机柜16内的温度异常时，温控***即本申请中所述的电池热管理***中的其他回路阀门关闭，消防管路阀门打开，进行喷淋消防；发生火灾时，控制模块5控制消防***15向机柜16的内部喷出消防冷却液；从而保障机柜16内的安全性；

在本申请的一个实施例中，消防***15包括消防冷却液储存容器，其中消防冷却液储存容器中储存有消防冷却液，消防冷却液与温控液为同一介质，消防冷却液储存容器上设置有开关阀门，开关阀门与控制模块5电连接，消防冷却液储存容器通过消防管路与电池模块机箱连通；

在本申请中，电池模块即附图1中所示的B1、B2....BN设置有若干个，且若干个电池模块并联，且每个连接管路上均对应设置有阀门，在本申请的一个实施例中所述电池模块至少设置有一组，可以进行电能储存和对外放电；

所述电池模块分别并联电池管理模块13即附图1中所示的BMS和储能变流器模块14即附图1中所示的PCS，电池管理模块13和储能变流器模块14以及电池模块均位于机柜16内，所述电池管理模块13和储能变流器模块14还连接有外部电源，外部电源通过电池管理模块13和储能变流器模块14对电池模块进行充电，当外部需要电时，电池模块再通过13和14进行对外放电；

为了保证电池模块的工作温度恒定，在每个电池模块和BMS及PCS中均有第三温度传感器即附图1中所示的X1、X2.....XN，在储能***工作时，第三温度传感器将分别采集到温度传递至控制模块5，控制模块5根据收到的温度数据相应打开降温器3或者加热器4，对电池模块内的温度进行调节；

在本申请中动力泵2为双向泵，动力泵2可采用压力泵，磁力泵或者屏蔽泵中的任意一种，动力泵2的进液端位于温控液存储容器1中的温控液中，动力泵2的输出端与第一输液管路连接，为整个热管理***提供动力，根据实际需要提供运行频率，控制浸没式温度控液的流量，以达到精确控制电池工作时的温度；

本申请通过将冷却液和浸没式温控液为同一介质，实现对电池的冷却、加热、消防功能融合到电池热管理***，使电池能够始终保持工作在良好的温度下的同时也提高了储能电池使用安全性；

在本申请中，在第一输液管路和第二输液管路上均设置分别设置有第一阀门6和第二阀门7，所述第一阀门6和第二阀门7均为控制阀门，且控制阀门分别与控制模块5连接，实现控制模块5可以控制每路的开合关闭及流量；

在本申请中，降温原理为：当电池模块内部电池温度高于温度设定值t1时，降温器3加大功率工作，对浸没式温控液进行降温处理，动力泵2加大循环流量，以达到给电池降温，当电池温度继续超过设定值t2时，***加强功率运行，以进一步降温，让电池工作在良好的温度状态下，当BMS和PCS上设置的温度传感器采集到的温度数值超过设定值t3时，控制模块5采用同样的降温步骤对电池降温；

当储能***由关机状态到上电开始工作时，机柜16内的机柜内部温度传感器17对机柜16内的环境温度进行采集，当采集温度低于设定值t4时，控制模块5控制加热器4启动工作，同时X1、X2阀门关闭，对电池进行加热的同时防止BMS、PCS中的元器件超温工作，使电池工作在良好温度状态下；

储能***工作过程中，机柜16机柜内部温度传感器17采集温度超过温度设定值t5时消防***15打开，向机柜16内喷射消防冷却液，其余阀门均关闭；

在本申请中控制模块5为控制器，其型号为CPU224XP226CN；

在本申请中第一温度传感器9、第二温度传感器传感器10、第三温度传感器以及机柜16内部传感器17的型号为DS18B20TO-92；

流量计12为电磁流量计，型号为:LDG-SUP-DN5；

第一压力传感器8和第二压力传感器11的型号为:YB2088(0～1.0MPa)V1-B1-C1-J3。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种浸没式电池储能***，其特征在于，包括：

机柜(16)：作为承载各功能模块的保护壳体，所述机柜(16)内设置有机柜内部温度传感器(17)，用于实时检测所述机柜(16)内部的温度；

电池模块：包括电池模块机箱以及设置在电池模块机箱内的电池组；

电池热管理***：包括控制模块(5)、温控液存储容器(1)、动力泵(2)以及若干输液管路，所述动力泵(2)与电池模块机箱通过第一输液管路连接，所述动力泵(2)与所述温控液存储容器(1)通过第二输液管路连接，所述动力泵(2)将温控液存储容器(1)中的温控液通过第一输液管路注入到所述电池模块机箱内，或者通过第二输液管路将电池模块机箱内的温控液抽回至所述温控液存储容器(1)中；

消防***(15)，所述消防***(15)通过消防管路与所述电池模块机箱连接；

所述消防***(15)、所述机柜内部温度传感器(17)、所述动力泵(2)分别与所述控制模块(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述电池热管理***还包括降温器(3)和加热器(4)；

所述降温器(3)和加热器(4)分别电连接控制模块(5)，所述降温器(3)和加热器(4)的输出端分别与所述温控液存储容器(1)连接。

3.根据权利要求1所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述第一输液管路上设置有第一温度传感器(9)、第一压力传感器(8)和流量计(12)；

所述第二输液管路上设置有第二温度传感器(10)和第二压力传感器(11)；

所述第一温度传感器(9)、第二温度传感器(10)、第一压力传感器(8)、第二压力传感器(11)以及所述流量计(12)分别与所述控制模块(5)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述电池模块设置有若干个，

若干个电池模块分别与所述热管理***连接，所述电池模块上还分别连接有电池管理模块(13)和储能变流器模块(14)。

5.根据权利要求4所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述电池模块、所述电池管理模块(13)和储能变流器模块(14)上分别设置有第三温度传感器，

所述第三温度传感器分别与所述控制模块(5)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，消防冷却液和所述温控液为同一介质。

7.根据权利要求6所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述介质为氟化液。

8.根据权利要求1所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述消防管路上设置有第三阀门；

所述第一输液管路上设置有第一阀门(6)；

所述第二输液管路上设置有第二阀门(7)；

所述第一阀门(6)、第二阀门(7)以及第三阀门分别与所述控制模块(5)连接。

9.根据权利要求1所述的一种浸没式电池储能***，其特征在于，所述动力泵(2)为压力泵、磁力泵和屏蔽泵中的任意一种。