一种保温箱及液态金属电池的制作方法

本发明涉及电池领域，特别涉及一种保温箱及液态金属电池。

背景技术：

随着我国经济的高速发展，能源问题日益成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈，发展风能、太阳能等新能源、提高能源的使用效率是解决能源问题的有效途径。但风能、太阳能存在稳定性低、有地域和时域限制的缺点。

液态金属电池是一类低成本、高效率、长寿命的新型储能电池技术，在电网的规模储能中有很好的应用前景。液态金属电池属于高温电池，运行温度一般在400-600℃，故电池运行需要具有加热保温的装置，而保温箱稳定运行的最高设计温度为600℃，还需保证保温箱工作过程中箱内最大温差小于20℃。目前，已公开的保温箱一般应用在钠硫电池，最高温度及保温箱内最大温差控制均无法达到相应要求，并且，目前使用的保温箱还存在控制复杂，结构复杂，保温功耗高等方面的问题。

综上所述，如何提供一种可保证工作过程中任意两点温差较小，以及结构简单、控制方便以及保温功耗小的保温箱，以及包括此保温箱的液态金属电池，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种可保证工作过程中任意两点温差较小，以及结构简单、控制方便以及保温功耗小的保温箱，以及包括此保温箱的液态金属电池。

本发明的解决方案是这样实现的：本发明提出一种保温箱，包括箱体和设置于箱体内的多层加热层，所述箱体包括底板、多块侧板和盖板，多块侧板的一端固定设置于所述底板上，所述盖板固定设置于所述侧板的另一端，并与所述底板相对设置，多块所述侧板包括由外至内依次设置的外壁层、保温层和反射层，所述保温层包括第一保温层、第二保温层和第三保温层，所述反射层设置于所述第三保温层背离所述第二保温层的一侧上。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述盖板包括依次贴合设置的盖板层、第四保温层和第五保温层，所述第五保温层背离第四保温层的一侧还设有反射层。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述底板包括依次贴合设置的底板层、第六保温层和第七保温层，所述第七保温层背离第六保温层的一侧还设有反射层；所述底板层上还设有多个万向轮。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，多层所述加热层在所述箱体内从上至下依次均匀间隔设置，且相邻的加热层之间形成空腔，所述加热层包括端部与所述箱体内壁固定设置的支撑板，所述支撑板上设有加热板。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述加热板上还设有用于安装温度控制部件的第一安装槽，以及用于安装温度监测部件的第二安装槽，所述加热板上还设有穿线孔。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述温度控制部件为温度控制热电偶，所述温度监测部件为温度监测热电偶，所述温度控制热电偶用于控制相应的空腔温度，所述温度监测热电偶用于监测相应的空腔温度；所述箱体内还设有监测线路，所述监测线路上设有报警器，所述温度监测热电偶与所述监测线路电连接。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述加热板上布满安装槽，所述安装槽用于安装电热丝。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述安装槽的形状为S形，所述加热板的厚度介于20mm至30mm，所述电热丝上表面与电热板上表面距离介于3mm至7mm，每层电热丝的加热功率为2KW。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述加热板的厚度为25mm，所述电热丝上表面与电热板上表面距离为5mm。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述保温箱为长方体结构，长1060mm，宽1060mm，高950mm。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一保温层为石棉保温层、所述第二保温层为硅酸铝纤维保温层、所述第三保温层为莫来石纤维保温层，所述反射层为单面镜面不锈钢反射层；

所述第四保温层为莫来石纤维保温层、所述第五保温层为莫来石纤维保温层、所述第六保温层为硅酸铝纤维保温层，所述第六保温层为莫来石纤维保温层。

另一方面，本发明还提出一种液态金属电池，包括保温箱，其特征在于，所述保温箱为如上任一项所述的保温箱。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述液态金属电池还包括用于对保温箱进行控制的电控柜，所述电控柜设置于所述保温箱的一侧。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电控柜还包括电池管理系统，所述电池管理系统包括温度测量控制线和温度监测控制线，分别用于对保温箱内的温度进行控制和监测。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电池管理系统还包括人机交互界面，所述人机交互界面与所述保温箱电连接。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种保温箱的立体结构示意图；

图2为图1中保温箱的横切结构示意图；

图3为图1中保温箱的纵切结构示意图；

图4为图1中加热板的结构示意图；

图5为图4中加热板的剖视示意图。

附图标记对应关系为：

1 盖板 2 第一侧板 3 第二侧板

4 第三侧板 5 第四侧板 6 底板

7 加热层 8 反射层

100 箱体 200 电控柜 1001 万向轮

2001 电池管理系统

11 盖板外壁 110 第一保温层 112 第二保温层

113 第三保温层 121 第四保温层 122 第五保温层

123 第六保温层 124 第七保温层

21 第一侧板外壁 31 第二侧板外壁 41 第三侧板外壁

51 第五侧板外壁 61 底板外壁

701 第一加热板 702 第二加热板 703 第三加热板

704 第四加热板 705 第五加热板 706 第六加热板

71 电热丝 72 安装槽 73 穿线孔

74 支撑板

81 温度控制热电偶 82 温度监测热电偶

91 第一空腔 92 第二空腔 93 第三空腔

94 第四空腔 95 第五空腔 96 第六空腔

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，请参见图1至图5所示的保温箱及其组成部件，具体地，保温箱包括箱体100和设置于箱体100内的多层加热层，箱体100包括水平设置的底板6、底板6上设置多块侧板，多块侧板竖直设置，侧板的顶部设置盖板1，盖板1与底板6相对设置，侧板具体包括第一侧板2、第二侧板3、第三侧板4和第四侧板5，具体地，第一侧板2与第四侧板5相对设置，第二侧板3与第三侧板4相对设置。侧板由外到内，具体包括外壁层、保温层和反射层8，保温层设置于外壁层和反射层8中间。第一侧板2的外部设有第一侧板外壁21，第二侧板3的外部设有第二侧板外壁31，第三侧板4的外部设有第三侧板外壁41，第四侧板5的外部设有第一侧板外壁51。对于保温层，具体包括第一保温层110、第二保温层112和第三保温层113，反射层8固定设置于第三保温层113背离第二保温层112的侧面上。此结构的保温箱，由于在箱体100内设置了多层加热层，侧板上设置了保温层和反射层8，且保温层又包括第一保温层110、第二保温层112和第三保温层113，因此，与现有结构的保温箱相比，可保证保温箱在最高温度为600度的环境下稳定运行，并保证保温箱在工作过程中，箱体100内的最大温差不大于20度。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2所示，对于盖板1，还包括依次贴合设置的盖板层、保温层和反射层8，保温层具体包括第四保温层114和第五保温层115，反射层8设置于第五保温层115背离第四保温层114的一侧，盖板层包括盖板外壁11。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图2所示，对于底板6，还包括依次贴合设置的底板层、保温层和反射层8，保温层具体包括第六保温层123和第七保温层124，反射层8设置于第七保温层124背离第六保温层123的一侧，底板层包括设置于底板6外侧的底板外壁61。保温箱由四块侧板、盖板1和底板6组成，并且，四块侧板、盖板1和底板6内均设有保温层和反射层8，且箱体100的内腔均由反射层8围合而成。此外，为方便保温箱移动，底板6层的底部还设置有多个万向轮1001，且万向轮1001的数量优选为四个，分别设置于底板6层的四个角上。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3所示，多层加热层7在箱体100内从上至下依次间隔设置，分别包括第一加热层、第二加热层、第三加热层、第四加热层、第五加热层和第六加热层，且相邻的加热层7之间形成一个密闭的空腔，加热层1具体包括端部与箱体100内壁固定设置的支撑板74，支撑板74上还设有加热板，同样，支撑板74从上至下，分别为第一支撑板74、第二支撑板74、第三支撑板74、第四支撑板74、第五支撑板74和第六支撑板74。加热板分别为第一加热板701、第二加热板702、第三加热板703、第四加热板704、第五加热板705和第六加热板706。需要说明的是，加热板和支撑板74的数量不限于六块，还可以为任何可能的数量，具体可根据需要选定。多层加热板7把保温箱分别成多个空腔，虽然在一定程度上减小了保温箱内腔的空间利用率，但是对大空间温度均匀性要求较高的应用场合，可实现更快速的加热、更均匀的温度分布和更低的能量消耗。对于空腔，如图3所示，从上至下，分别为第一空腔91、第二空腔92、第三空腔93、第四空腔94、第五空腔95和第六空腔96。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3所示，加热板7上还设有用于安装温度控制部件的第一安装槽72，以及用于安装温度监测部件的第二安装槽72，加热板7的端部还设有供线路通过的穿线孔73。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，温度控制部件优选为温度控制热电偶81，温度监测部件优选为温度监测热电偶82，温度控制热电偶81用于控制相应的空腔内的温度，而温度监测热电偶82则用于监测相应的空腔的温度，即每一空腔内，既设置温度控制热电偶81，同时也设置温度监测热电偶82。温度控制热电偶81从上到下，分别为第一温度控制热电偶81、第二温度控制热电偶81、第三、温度控制热电偶81、第四温度控制热电偶81、第五温度控制热电偶81和第六温度控制热电偶81。同样，温度监测热电偶82从上至下分别为第一温度监测热电偶82、第二温度监测热电偶82、第三温度监测热电偶82、第四温度监测热电偶82、第五温度监测热电偶82和第六温度监测热电偶82。箱体100内还设有监测线路，监测线路上设有超温报警器，上述温度监测热电偶82分别与监测线路电连接，当监测线路监测到相应的空腔温度超出预定范围值时，超温报警器报警。

需要说明的是，对于温度监测部件和温度控制部件，除电偶外，还可以为其它任何可能的部件，在此不作具体限定。此外，其设置方式也可以多种多样。还可以把温度监测部件和温度控制部件二合一，同样可达到相同的技术效果。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图4所示，加热板7上还设有安装槽72，安装槽72用于安装电热丝71，安装槽72的布置方式可以多种多样，以能方便均匀快速加热为优，在此不作具体限定。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图3至图5所示，安装槽72的形状优选为S形，加热板7的厚度在20mm至30mm之间，当电热丝71置于安装槽72内时，电热丝71的上表面与电热板上表面的距离在3mm至7mm之间，即图5中h的值介于3mm至7mm，即当电热丝71的截面形状为圆形时，电热丝71直径比电热丝71的深度小3mm至7mm，电热丝71的加热功率为2KW左右，当电热丝71置于加热板7上时，电热丝71大体布满整个加热板7。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图5所示，更为具体地，电热丝71上表面与电热板上表面距离，即h值优选为5mm。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，保温箱优选为长方体结构，尺寸方面优选：长1060mm，宽1060mm，高950mm。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，对于保温层的材质，第一保温层110优选为石棉保温层、第二保温层112优选为硅酸铝纤维保温层、第三保温层113优选为莫来石纤维保温层。对于反射层8，优选为单面镜面不锈钢反射层。第四保温层121为莫来石纤维保温层、第五保温层122为莫来石纤维保温层、第六保温层123为硅酸铝纤维保温层，第六保温层123为莫来石纤维保温层。

另一方面，本发明还提出一种液态金属电池，包括保温箱，液态金属电池包括保温箱，保温箱具体为如上所述的保温箱。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，液态金属电池还包括用于对保温箱进行管理和控制的电控柜200，电控柜200设置于保温箱的一侧，并分别与从保温箱中引出的温度测量控制线和温度监测控制线连接，实现对保温箱的实时管理和控制。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，电控柜200还包括电池管理系统2001(BMS)，电池管理系统2001包括温度测量控制线和温度监测控制线，分别用于对保温箱内的温度进行控制和监测。温度测量控制线和温度监测控制线从保温箱的底层，即图3中所示的第六层加热板7和第六层支撑板74中集中引出保温箱外。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，电池管理系统2001还包括人机交互界面，具体可以为按键式显示屏，也可以为触屏式显示屏，人机交互界面与保温箱电连接，通过人机交互界面显示，可对保温箱进行数据查询、通讯和操作控制。

保温箱的温度监测过程如下：

第一温度监测热电偶82、第二温度监测热电偶82、第三温度监测热电偶82、第四温度监测热电偶82、第五温度监测热电偶82和第六温度监测热电偶82均与监测线路相连，监测线路上均设有超温报警器，当监测线路监测到任何一个空腔的温度超过设定的最大值或者低于设定的最大值都会触发蜂鸣器报警，提醒工作人员检查保温箱和箱内电池组的工作情况。

保温箱的温度控制过程如下：

电池管理系统2001(BMS)可通过各空腔内的温度控制热电偶81反馈的温度信号精准控制各空腔的温度，具体为通过第一温度控制热电偶81反馈的温度信号控制第一空腔91中第一电热板的加热功率和加热速度，实现第一空腔91内目标温度加热控制；通过第二温度控制热电偶81反馈的温度信号控制第二空腔92中第二电热板的加热功率和加热速度，实现第二空腔92内目标温度加热控制；通过第三温度控制热电偶81反馈的温度信号控制第三空腔93中第三电热板的加热功率和加热速度，实现第三空腔93内目标温度加热控制；通过第四温度控制热电偶81反馈的温度信号控制第四空腔94中第四电热板的加热功率和加热速度，实现第四空腔94内目标温度加热控制；通过第五温度控制热电偶81反馈的温度信号控制第五空腔95中第五电热板的加热功率和加热速度，实现第五空腔95内目标温度加热控制；通过第六温度控制热电偶81反馈的温度信号控制第六空腔96中第六电热板的加热功率和加热速度，实现第六空腔96内目标温度加热控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。