一种用于储能电池的混合外冷却系统的制作方法

1.本实用新型属于储能电池冷却技术领域，具体涉及一种用于储能电池的混合外冷却系统。


背景技术：

2.随着锂电池技术的不断发展，其应用范围越来越广，现有的能源储存装置变主要采用锂电池作为储能电芯，而随着锂电池的容量越来越大，其散热问题日益成为难题。
3.储能电池传统的冷却方式是通过空气的强制对流作用直接对冷却介质进行换热，但是当环境温度t0大于电池箱期望的入口温度tin时，只通过对流换热无法满足冷却要求。继而采用换热器配备冷水机对冷却介质进行冷却，其虽然满足了储能电池的冷却要求，但是无论环境温度高低，冷却系统工作均需要启动压缩机，极易造成能源的浪费，成本较高，并且制冷剂氟利昂的排放对臭氧层具有破坏作用，不利于对环境的保护。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于储能电池的混合外冷却系统，以解决冷却系统运行耗能高的问题。
5.本实用新型的一种用于储能电池的混合外冷却系统是这样实现的：
6.一种用于储能电池的混合外冷却系统，包括并联于储能电池的电池箱出口管路与电池箱入口管路之间的冷却通路ⅰ和冷却通路ⅱ，且所述冷却通路ⅰ的入口和冷却通路ⅱ的入口通过电动三通阀与所述电池箱出口管路相连；
7.所述冷却通路ⅰ中连有空冷器，所述冷却通路ⅱ中连有板式换热器。
8.进一步的，所述电池箱出口管路上安装有温度变送器ⅰ，所述电池箱入口管路上安装有温度变送器ⅱ。
9.进一步的，所述冷却通路ⅱ连接于所述板式换热器的热侧，所述板式换热器的冷侧连有冷却循环通路。
10.进一步的，所述冷却循环通路上安装有冷水机。
11.进一步的，所述冷却循环通路的入口安装有温度变送器ⅲ，出口安装有温度变送器ⅳ。
12.进一步的，还包括用于环境温度检测的温度变送器
ⅴ
。
13.进一步的，所述电池箱出口管路上安装有磁力泵。
14.进一步的，所述电池箱出口管路上安装有稳压罐。
15.采用了上述技术方案后，本实用新型具有的有益效果为：
16.（1）本实用新型通过带有空冷器的冷却通路ⅰ与带有板式换热器的冷却通路ⅱ的并联，可以根据环境温度变化以及电池箱期望的入口温度值针对性地任意一个冷却通路对电池箱进行冷却，不仅保证了冷却效果，而且能够减少能源浪费，降低成本，并利于环境的保护；
17.（2）本实用新型通过电动三通阀的设置，能够实现冷却通ⅰ和冷却通路ⅱ快速切换的同时，简化整个外冷却系统的结构。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
19.图1是本实用新型优选实施例的用于储能电池的混合外冷却系统的示意图；
20.图中：电池箱出口管路1，电池箱入口管路2，冷却通路ⅰ3，空冷器入口管路3-1，空冷器出口管路3-2，冷却通路ⅱ4，换热器入口管路4-1，换热器出口管路4-2，电动三通阀5，空冷器6，板式换热器7，温度变送器ⅰ8，温度变送器ⅱ9，阀门ⅰ10，阀门ⅱ11，压力变送器ⅰ12，压力变送器ⅱ13，冷却循环通路14，冷却介质入口管路14-1，冷却介质出口管路14-2，冷水机15，温度变送器ⅲ16，温度变送器ⅳ17，温度变送器
ⅴ
18，磁力泵19，稳压罐20，电池箱21。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
22.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1所示，一种用于储能电池的混合外冷却系统，包括并联于储能电池的电池箱出口管路1与电池箱入口管路2之间的冷却通路ⅰ3和冷却通路ⅱ4，且冷却通路ⅰ3的入口和冷却通路ⅱ4的入口通过电动三通阀5与电池箱出口管路1相连；冷却通路ⅰ3中连有空冷器6，冷却通路ⅱ4中连有板式换热器7。
24.具体的，冷却通路ⅰ3包括连接于电动三通阀5出口ⅰ与空冷器6入口之间的空冷器入口管路3-1，以及连接于空冷器6出口与电池箱入口管路2之间的空冷器出口管路3-2。
25.而冷却通路ⅱ4包括连接于电动三通阀5出口ⅱ与板式换热器7热侧入口之间的换热器入口管路4-1，以及连接于板式换热器7热侧出口与电池箱入口管路2之间的换热器出口管路4-2。
26.用于对电池箱21降温的冷却液可以选用氟化液，本实施例的冷却液则可以氟化液为例。
27.电池箱出口管路1上安装有温度变送器ⅰ8，电池箱入口管路2上安装有温度变送器ⅱ9。
28.温度变送器ⅰ8的设置可以实时检测电池箱出口管路1中氟化液的温度，温度变送器ⅱ9可以实时检测电池箱入口管路2中氟化液的温度。
29.电池箱21并不仅包括一个电池箱21，多个电池箱21的冷却液出口均汇入电池箱出口管路1中，而电池箱入口管路2则同样与各个电池箱21的冷却液入口相连。
30.优选的，电池箱出口管路1上安装有阀门ⅰ10，用于控制电池箱出口管路1的通断，
而电池箱入口管路2上安装有阀门ⅱ11，用于控制电池箱入口管路2的通断。
31.其中，阀门ⅰ10位于温度变送器ⅰ8与电池箱21的冷却液出口之间，而阀门ⅱ11位于温度变送器ⅱ9与电池箱21的冷却液入口之间。
32.优选的，电池箱出口管路1上安装有压力变送器ⅰ12，用于检测电池箱出口管路1中氟化液的压力变化；电池箱入口管路2上安装有压力变送器ⅱ13，用于检测电池箱入口管路2中氟化液的压力变化。
33.其中，压力变送器ⅰ12位于温度变送器ⅰ8的出口侧，压力变送器ⅱ13位于温度变送器ⅱ9的入口侧。
34.为了能够对经过板式换热器7热侧的冷却液进行降温，冷却通路ⅱ4连接于板式换热器7的热侧，板式换热器7的冷侧连有冷却循环通路14。
35.具体的，冷却循环通路14包括连接于板式换热器7冷侧入口的冷却介质入口管路14-1，以及连接于板式换热器7冷侧出口的冷却介质出口管路14-2。
36.冷却循环通路14中设置有冷却介质，如氟利昂，通过氟利昂与氟化液进行热交换，带走氟化液中的热量，从而将氟化液再次送入电池箱21内对其进行降温冷却。
37.为了能够对冷却介质进行降温，冷却循环通路14上安装有冷水机15。
38.从冷却介质出口管路14-2中排出的冷却介质通过冷水机15的降温，再次通过冷却介质入口管路14-1进入板式换热器7，与氟化液进行热交换，实现对氟化液的冷却降温。
39.冷水机15采用变频电机，可以延长压缩机的使用寿命，整体更加节能。
40.冷却循环通路14的入口安装有温度变送器ⅲ16，出口安装有温度变送器ⅳ17。
41.温度变送器ⅲ16安装在冷却介质入口管路14-1上，用于检测冷却介质入口管路14-1中冷却介质的温度，温度变送器ⅳ17安装在冷却介质出口管路14-2上，用于检测冷却介质出口管路14-2中冷却介质的温度。
42.混合外冷却系统还包括用于环境温度检测的温度变送器
ⅴ
18。
43.温度变送器
ⅴ
18用于检测环境的温度。
44.为了对氟化液进入冷却通路ⅰ3或冷却通路ⅱ4进行冷却循环提供动力，电池箱出口管路1上安装有磁力泵19。
45.具体的，磁力泵19安装于电动三通阀5的入口侧。
46.电池箱出口管路1上安装有稳压罐20。
47.稳压罐20的设置，可以提供氟化液因环境温度变化时产生的体积变化空间，减少阀门ⅰ10和阀门ⅱ11开闭时产生的水锤效应，保证系统的平稳运行。
48.设定电池箱期望入口温度tin，环境温度为t0，而空冷器6的最大设计环温为t0m。
49.对于冷却通路ⅰ3和冷却通路ⅱ4的具体选择方式如下：
50.（1）若tin＞t0，且t0＜t0m，则调节电动三通阀5的阀位为90
°
，此时外冷却系统采用冷却通路ⅰ3，即氟化液通过空冷器入口管路3-1进入空冷器6，由空冷器出口管路3-2流入电池箱入口管路2中并回到电池箱21，以此形成往复循环，实现对电池箱21的冷却；
51.（2）若tin＞t0＞t0m，或者tin＜t0，调节电动三通阀5的阀位为0
°
，此时外冷却系统采用冷却通路ⅱ4，氟化液通过换热器入口管路4-1进入板式换热器7，并且有换热器出口管路4-2流入电池箱入口管路2中并回到电池箱21，以此形成往复循环，实现对电池箱21的冷却。与此同时，冷却循环通路14上的冷水机15启动，通过冷却介质如氟利昂的制冷作用在
板式换热器7中带走氟化液的热量。
52.本实用新型通过两个冷却通路的并联设置，可以选择性地对冷却液进行循环降温，保证降温效果的同时，能够减少能耗，保护环境；并且两个冷却通路通过电动三通阀5进行自动控制，简化了整个外冷却系统的结构，减少了故障几率，降低了维护成本，使用更加方便。
53.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。