[發明專利]鋰電池模塊及鋰電池儲能裝置

在審

• 申請號: 202011290644.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112542627A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 葛海方
• 申請（專利權）人: 深圳市騰云通聯科技有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/627;H01M10/6557;H01M10/6563;H01M10/6554;H01M10/6569;H01M10/633;H01M10/6568
• 代理公司: 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 王利彬

本發明適用于電源技術領域，提供了一種鋰電池模塊及鋰電池儲能裝置。所述鋰電池模塊包括電池組件和與所述電池組件電性連接的BMS電池管理系統，所述電池組件由若干鋰電池電芯以串聯和/或并聯形式組成，各相鄰鋰電池電芯之間設有特別設計的散熱風道。同時為鋰電池模塊及鋰電池儲能裝置設計了一套制冷系統，用于對系統在鋰電池在高倍率大電流放電的時候進行制冷。本發明所提供的鋰電池模塊通過在各鋰電池電芯之間設置特別設計的散熱風道，在使用時，可采用風扇之類的風機單元對鋰電池模塊進行強制通風散熱，結合制冷系統一起工作，使得鋰電池模塊在充放電的過程中所產生的熱量能夠從散熱風道快速被釋放出來，避免引起鋰電池模塊內部高溫。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，尤其涉及一種鋰電池模塊及鋰電池儲能裝置。

背景技術

隨著數據中心建設對低成本、低能耗、擴展靈活的要求越來越高，在機房電源設計方面，除要求選擇高效、高功率密度的電源設備外，還對電池后備時間、電池安裝尺寸、電池的安全性、可管理性以及能量密度提出了更新更高的要求。

數據中心業務壓力的增大導致UPS(Uninterruptible Power Supply,不間斷電源)可用性降低，目前數據中心的后備電源通常一般有鉛酸電池和鋰電池兩種，這兩種電池均各自存在問題，如下：

鉛酸電池------這是數據中心運維的一個重點和難點，鉛酸電池對應用場景的運營要求近乎苛刻，支持充放電次數少，大約只有500次左右，而且必須定期放電，關鍵是電池的整體壽命還很短。并且，傳統的數據中心采用鉛酸電池作為后備電源時，鉛酸電池放置在電池間內部，同時在電池間內部還需要部署精密空調制冷，建設成本高昂，電池間占地面積大，造成較多的建設預算以及能源上的浪費。

鋰電池------與鉛酸電池相比，采用鋰離子電池的UPS能減少占用空間達50-80％，而且使用壽命則長達10年以上。鋰離子電池可以達到2000次以上的充放電循環，另外鋰離子電池自帶管理系統，不要后期人為干預維護。

鋰離子電池可多次快速充放電，以及具備高密度的特性，可在電網用電波谷時段進行儲電，而當用電波峰來臨，則將儲存的電力傳輸給數據中心，從而降低電網的波峰壓力。這一功能，無論對綠色節能還是PUE(Power Usage Effectiveness，電源使用效率)都將有較大貢獻，能夠同時滿足數據中心關于PUE和TCO(TotalCostofOwnership，總擁有成本)的雙重要求。

但是數據中心在實際使用鋰電池作為后備供電的過程中，因為數據中心本身的大功率后備用電特性，需要鋰電池具有較大的放電倍率(充放電倍率＝充放電電流/額定容量)，通常需要鋰電池具備3C-8C的放電倍率，需要鋰電池在最短10分鐘左右的時間內將全部儲存電量安全地釋放完。鋰電池在放電過程中會產生大量的熱量，特別是在高放電倍率的情況下，產生的熱量會快速聚集，從而導致鋰電池在數據中心后備電源領域的應用受到巨大限制。

因此，鋰電盡管優勢明顯，但是無論是電動汽車還是手機都出現過熱失控、起火等事故。而在數據中心則對可靠性要求更高，一旦發生火災，整個數據中心業務可能都會受到嚴重損失。

總之，目前數據中心的后備電源亟需在節約占地面積的情況下解決充放電過程中的高熱流密度散熱問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為如何在節約占地面積的情況下解決數據中心的后備電源充放電過程中帶來的高熱流密度散熱問題。

為解決上述技術問題，第一方面，本發明提供了一種鋰電池模塊，所述鋰電池模塊包括：

若干鋰電池電芯以串聯和/或并聯形式組成的電池組件，其中，各相鄰鋰電池電芯之間設有散熱風道；

與所述電池組件電性連接的BMS電池管理系統。

進一步地，所述散熱風道為通孔結構，將所述鋰電池模塊前后貫穿。