[發明專利]一種帶風冷散熱機構的液態金屬電池保溫箱及其散熱方法

在審

• 申請號: 201710882137.8
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107579310A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 方瑛;黎朝暉;蔣凱;張玘;徐振軒;何亞玲;李建穎;王康麗;彭勃;郭姣姣
• 申請（專利權）人: 湖南威威勝新能源技術有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/627;H01M10/635;H01M10/6551;H01M10/6563;H01M10/6567;H01M10/6571
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙)43215
• 代理人: 肖戰勝,鄧翠

技術領域

本發明涉及一種帶風冷散熱機構的液態金屬電池保溫箱及其散熱方法。

背景技術

液態金屬電池是一類低成本、高效率、長壽命的新型儲能電池技術，在電網的規模儲能中有很好的應用前景。液態金屬電池成組的大容量儲能系統，可對電網進行調峰，對負荷進行削峰填谷，有效的增強風力發電、太陽能發電系統的運行穩定性、提高電能質量。

液態金屬電池屬于高溫電池，長期運行溫度一般在400-600℃，短期升溫或者化成時工作溫度需達700℃，故電池運行需要具有加熱保溫的裝置，而保溫箱穩定運行的最高設計溫度為700℃，還需保證保溫箱工作過程中箱內最大溫差小于20℃。已有報道的保溫箱一般應用在鈉硫電池，最高溫度只有350℃，且保溫箱內最大溫差控制為30℃，如鈉硫電池專用保溫箱(申請號：CN201010584548.7)、一種鈉硫電池模塊保溫箱(申請號：CN201410106677.3)等。已報道的專門針對液態金屬電池的保溫箱較少，一種用于千瓦級儲電設施的液態金屬電池模組(申請號：CN201510514549.7)中有關保溫箱的部分只介紹了采用電熱管加熱補充系統所需熱量，采用硅酸鋁陶瓷纖維作為保溫層的材料，既沒有闡述電加熱管的布置位置和形式，也沒有說明能夠控制的溫度范圍，也沒有對保溫層的厚度選取、層數設置、具體實施的描述或者計算。一種液態金屬電池及液態金屬電池千瓦級模組(申請號：CN201410777993.3)用到的保溫箱設計，加熱部分依靠電池組自身的焦耳熱以及箱內電池組間的加熱隔板維持箱內溫度，是多層的加熱設計，但是存在著一些缺陷。首先，其層間電池組的接線是通過側面連接，空間利用率較低；其次，該專利(申請號：CN201410777993.3)強調電池在大電流放電下自身焦耳熱維持保溫箱系統的供熱，在幾個千瓦級模塊保溫箱也許是可行的，但在十千瓦、百千瓦、兆瓦級及以上級別的大型儲能保溫箱是很難實現電池組在正常工作狀態下的完全自供熱，尤其是在初始的加熱階段，更是難易實現加熱到目標溫度；最后，該專利(申請號：CN201410777993.3)較少的關注隔板的加熱設計，并沒有公開隔板內的加熱方式及加熱器件安裝布置情況，更沒有針對每層分腔結構內設置單獨的溫度控制和監測裝置，很大程度上限制了液態金屬電池模組的放大。本公司前期的一些液態金屬電池保溫箱專利(申請號：CN201610920571.6和CN201611209114.2)主要側重于加熱、保溫和溫控設計，沒有考慮到主動散熱和快速降溫控制。

相比鈉硫電池用保溫箱，本專利可實現更高加熱溫度和更均勻的控制溫度；相比已報道有的液態金屬電池模組用保溫箱(申請號：CN201410777993.3、CN201610920571.6和CN201611209114.2)，本專利側重于對保溫箱的溫度控制尤其是降溫和停機控制，并在保溫箱腔內安裝多個測溫熱電偶，用于溫度控制或監測，電熱絲的溫度控制線路以及腔內的測溫熱電偶均連接電池管理系統(BMS)。另外，本專利強調通過加熱保溫實現可用功能的同時更強調后期停機和降溫維護，更好的應對儲能電池組在復雜工況下的應用，保證復雜工況下溫度場的溫度性和工作的安全性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種帶風冷散熱機構的液態金屬電池保溫箱及其散熱方法，該帶風冷散熱機構的液態金屬電池保溫箱及其散熱方法易于實施，由于具有風冷散熱模塊，在降溫時響應更快。

發明的技術解決方案如下：

一種帶風冷散熱機構的液態金屬電池保溫箱，包括箱體和電控柜；箱體上設有風冷散熱機構；電控柜可以是與箱體分離的，也可以是與箱體一體的，如固定在箱體的頂部或側面；如圖1，是固定在外側。

所述的風冷散熱機構包括設置在箱體四個側面的散熱翅片組；每一散熱翅片組包括多塊水平布置的扇熱翅片；散熱翅片組的側部設有受控于電控柜的散熱風機。

所述的散熱風機為調頻風機。

每一散熱翅片組中，各散熱翅片等間距布置。

散熱翅片組的外側設有側面擋板，相鄰散熱翅片之間的間隙以及散熱翅片組與擋板之間空隙共同組成散熱風道。

散熱翅片組的兩側都設有散熱風機，且一側為送風機，另一側為抽風機。

散熱翅片組的兩側都對稱設有多個散熱風機，如圖4所示，每一側設有5個風機。

散熱翅片的內側厚度大于外側厚度。這樣翅片固定牢靠，不容易變形。

箱體的頂部和底部均設有溫度傳感器，溫度傳感器與電控柜相連。

溫度傳感器為熱電偶。

溫度傳感器為多個，呈方形陣列式布置。如采用3*3方式布置，如圖5所示。