[發明專利]超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置

無效

• 申請號: 201310647633.7
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103746153A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 崔國民;方大俊;張智欽;許海珠;張春霞;張希中;陳新東
• 申請（專利權）人: 上海理工大學;淄博萬昌化工設備有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明涉及一種超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置,屬于新能源技術領域.

背景技術

鋰離子電池具有較高的蓄電能量密度、較低的自放電率、無記憶效應、能量轉換效率高以及對環境無污染等特點，近年來在大功率蓄電應用中占有很重要的地位。但是大功率鋰離子電池在充放電過程中會產生很大的熱量，且熱量分布不均勻，位于電池箱中間的熱量不易被及時帶走，如不及時對其散熱將會導致電池溫升過高，影響電池的充放電效率、降低電池的使用壽命及破壞其使用的安全性。現有技術一般是采用強制通風的方式，帶走電池組表面的熱量，但由于超大容量鋰離子電池組的產熱量大，強制通風散熱效果不理想，且電池箱內部電池組片密集的地方熱量不容易及時散發。導致電池組溫升高、效率低、使用壽命短、不安全。

發明內容

本發明公開了一種超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置,利用水冷長翅片散熱系統，對電池組進行散熱冷卻,合理布置水冷盤管墻和風扇，加以強制通風散熱，形成鋰離子電池組的散熱裝置，以達到鋰離子電池組良好的散熱效果。本發明可以有效克服現有技術中單純采用強制通風帶來的散熱效果不理想，尤其是電池組片密集的地方不容易散發熱量，導致電池組溫升高、效率低、使用壽命短、不安全等弊端。

本發明技術方案是這樣實現的:

一種超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置,包括鋰離子電池組，隔板水冷長翅片，水冷盤管墻，風扇，電池箱體；其特點是：在電池箱體內相鄰的兩排電池組之間縱向設置水冷盤管墻，相鄰的兩層鋰離子電池組之間橫向設置隔板水冷長翅片，鋰離子電池組置于隔板水冷長翅片上，由隔板水冷長翅片支撐、固定；在每排電池組的每一層對應加裝一臺風扇，以用于送風加快散熱；通過加入隔板水冷長翅片、水冷盤管墻及風扇，解決超大容量電池組散熱問題。

所述的水冷盤管墻結構為蛇型盤管，材料為紫銅。

所述的隔板水冷長翅片焊接于水冷盤管墻上，隔板水冷長翅片材料均采用具有良好導熱性能的鋼板。

本發明設計的超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置,可以有效、及時的帶走超大容量鋰離子電池組的熱量，散熱均勻，不僅達到鋰離子電池箱內及時散熱的效果，保證了鋰離子電池組的工作環境，而且提高了鋰離子電池組的工作效率，延長其使用壽命，確保其使用的安全性。同時冷卻水集中回收的鋰離子電池組的熱量可再利用。

附圖說明

圖1為超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置的俯視結構圖；

圖2為超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置的側視結構圖；

圖3水冷盤管的結構示意圖。

1、鋰離子電池組，2、隔板水冷長翅片，3、水冷盤管墻，4、風扇，5、電池箱體,6、冷水進口，7、冷水出口。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明，但實施例并不用于限制本發明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。

一種超大容量蓄能鋰離子電池組散熱裝置,如圖1、圖2所示，包括鋰離子電池組1，隔板水冷長翅片2，水冷盤管墻3，風扇4，電池箱體5；在電池箱體內相鄰的兩排鋰離子電池組之間縱向設置水冷盤管墻3，相鄰的兩層鋰離子電池組之間橫向設置隔板水冷長翅片2，鋰離子電池組置于隔板水冷長翅片2上，由隔板水冷長翅片支撐、固定；在每排鋰離子電池組的每一層對應加裝一臺風扇4，以用于送風加快散熱；通過加入隔板水冷長翅片2、水冷盤管墻3及風扇4，解決超大容量電池組散熱問題。如圖3所示，水冷盤管墻3的結構為蛇型盤管，材料為紫銅。隔板水冷長翅片2焊接于水冷盤管墻3上，隔板水冷長翅片材料采用具有良好導熱性能的鋼板。

隔板水冷長翅片2在支撐電池組的同時又起到了導熱翅片的作用，與水冷盤管墻3以熱傳導的形式進行熱交換，增加了鋰離子電池組片的散熱面積，提高換熱效率，使散熱裝置緊湊。在每排鋰離子電池組的每一層對應加裝一個風扇4，將室外的空氣從電池箱體5的一側引入室內，進行鋰離子電池組橫向送風，增強空氣流動，強化與水冷盤管墻3和鋰離子電池1表面的對流換熱，再從電池箱體5的另一側排到室外。冷卻水從冷水進口6進入蛇形水冷盤管墻3，被加熱的冷卻水通過冷水出口7被引到室外，再通過冷卻塔或者熱用戶將冷卻水的溫度降到設計的進口溫度。

實施例：

取單個鋰離子電池的在正常充放電時的發熱量為1.2w，其幾何尺寸是65*18*120(mm)。某機組設計的散熱負荷為5Kw，則該機體要容納4166個鋰離子電池。在電池箱體內分布7排鋰離子電池組，每排鋰離子電池組橫向布置60個單個電池，每兩個相鄰的鋰離子電池單體間隔5mm，縱向布置10層電池條，每層隔板水冷長翅片2的間隔為150mm。在每相鄰的兩排鋰離子電池組中間布置蛇形水冷盤管墻3，共有6排水冷盤管墻。冷卻水的吸熱量為5kw，設定冷水的進口溫度為20℃，出口溫度為30℃，則總流量為0.013kg/s。循環冷卻水的冷卻采用常規方法，例如，冷卻塔或者大容量自然蒸發以及風冷均可。管束的直徑為3.2mm，管束的總長為100m，經流體力學計算，冷卻水在管內的流態為強制湍流，雷諾數為1.03×10⁴。設定該電池箱體的工作環境為30℃，經傳熱學計算，電池箱體內風速為2.5m/s。鋰離子電池單體與管束的間距為2mm，則每層應提供20L/s的風量。