一种储能用冷却管路和储能装置的制作方法

1.本实用新型属于储能装置技术领域，涉及一种储能用冷却管路和储能装置。


背景技术：

2.随着储能行业对高倍率充放电的不断追求，液冷技术是目前储能电热管理技术的一个重点方向。然而，目前的液冷技术多采用液冷板对电芯进行换热，而液冷管路形式多以异程管路为主，二级管路中存在每一簇存在流量分配不均的问题，同时三级管路也存在流量分配不均的问题。流量分配不均会造成进入每一块液冷板的冷却液流量偏差，导致电芯温度不同，增加了电芯的温差，影响了电芯的使用寿命。
3.目前，对于管路流量均流平衡的通常解决方法是利用节流结构增加局部阻力或者是改变各级管路管径，使每个管程内的阻力相近，以达到均流效果。但这种方法在改变总流量后，阻力会重新分配，管路平衡会被打破，此时必须对管径进行重新修改设计，以获得更好的均流效果。
4.因此，如何提供一种冷却管路结构，保证各个管程阻力相近，成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种储能用冷却管路和储能装置，冷却介质利用环形进口主管和环形出口主管进入和流出冷却支管，有效保证进入各个冷却支管的冷却介质阻力相近，有效降低储能系统中电池的温差，提高电池使用寿命。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.第一方面，本实用新型提供了一种储能用冷却管路，所述储能用冷却管路包括环形进口主管、环形出口主管和至少一个冷却支管，所述冷却支管的进口端分别独立连接至所述环形进口主管，所述冷却支管的出口端分别独立连接至所述环形出口主管。
8.本实用新型利用环形进口主管和环形出口主管，在冷却过程中，冷却介质进入环形进口主管，并进入各冷却支管内进行冷却降温后，再均进入环形出口主管排出，冷却介质在环形进口主管和环形出口主管内流动时，由于环管的结构性质，冷却介质在各个冷却支管内的阻力分配实时调整，利用环形进口主管和环形出口主管配合，保证各冷却支管内的阻力相近，且不增加管路阻力损失。
9.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述冷却支管包括冷却环形进口管、冷却环形出口管以及至少一个冷却盘管，所述冷却盘管的进口端分别独立连接至所述冷却环形进口管，所述冷却盘管的出口端分别独立连接至所述冷却环形出口管。
10.本实用新型中通过奖冷却支管设置成具有冷却环形进口管、冷却环形出口管以及冷却盘管结构，经过多级环形管路的设置，保证各级冷却介质分配均匀且阻力相近，保证各冷却盘管的冷却均一性。
11.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述冷却盘管设置于冷却板内。
12.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述环形出口主管的直径为所述冷却环形进口管的直径的1～3倍，例如为1.0倍、1.2倍、1.4倍、1.6倍、1.8倍、2.0倍、2.2倍、2.4倍、2.6倍、2.8倍或3.0倍。
13.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述冷却环形进口管的直径与所述冷却环形出口管的直径相同。
14.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述环形出口主管的直径为所述冷却盘管的进口端的直径的1～5倍，例如为1.0倍、1.4倍、1.8倍、2.2倍、2.6倍、3.0倍、3.4倍、3.8倍、4.2倍、4.6倍或5.0倍。
15.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述冷却盘管的进口端和出口端的直径相同。
16.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述环形出口主管的直径为15～100mm，例如可以是15mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm。
17.需要说明的是，本实用新型对储能用冷却管路的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据管路设计要求合理选择，例如，储能用冷却管路的材质可以是不锈钢或尼龙，可选地，环形进口主管和环形出口主管采用不锈钢管，冷却支管采用尼龙管。
18.示例性地，本实用新型提供了一种冷却方法，所述冷却方法采用如第一方面所述的储能用冷却管路，所述冷却方法包括：
19.冷却介质环形进入环形进口主管，并经由环形进口主管分别进入冷却支管内对发热部件进行冷却降温，流经冷却支管后的冷却介质分别独立地流入环形出口主管，并由环形出口主管排出。
20.需要说明的是，本实用新型对冷却介质的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据冷却效果合理选择，例如冷却介质可以是冷却水、有机冷却剂等，可选地，冷却介质为乙二醇水溶液。
21.需要说明的是，本实用新型中对于冷却支管接入的部件不做具体要求和特殊限定，可根据具体冷却形式从而匹配相应的冷却部件，例如可以是冷却盘管或冷却板。
22.进一步地，所述冷却方法具体包括以下步骤：
23.冷却介质由环形进口主管分别进入各个冷却支管的冷却环形进口管内，再由冷却环形进口管分别流入冷却盘管内对发热部件进行冷却降温，冷却介质由冷却盘管流出后分别流入冷却环形出口管，并由冷却环形出口管排入环形出口主管。
24.第二方面，本实用新型提供了一种储能装置，所述储能装置包括箱体和冷却装置，所述冷却装置包括冷却介质供给装置以及如第一方面所述的储能用冷却管路，所述箱体内设置有至少一个电池簇，所述冷却支管设置于所述电池簇内部和/或外部，所述冷却支管对所述电池簇冷却降温。
25.本实用新型的储能装置采用具有环形进口主管和环形出口主管的储能用冷却管路，有效保证各个电池簇的冷却效果一直，从而降低各个电池簇的温差，提高电池的使用寿命。
26.需要说明的是，本实用新型对储能用冷却管路的排布形式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据储能装置的结构合理设置，例如，环形进口主管和环形出口主管分别集成设置于箱体的底部和顶部，冷却支管进入箱体的电池簇内。
27.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述冷却支管包括冷却环形进口管、冷却环形出口管以及至少一个冷却盘管，所述冷却盘管的进口端分别独立连接至所述冷却环形进口管，所述冷却盘管的出口端分别独立连接至所述冷却环形出口管。
28.所述电池簇包括至少一个电池包，所述电池包设置有冷却板，所述冷却盘管一一对应设置于所述冷却板内。
29.本实用新型所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本实用新型不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
30.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
31.本实用新型利用环形进口主管和环形出口主管，在冷却过程中，冷却介质进入环形进口主管，并进入各冷却支管内进行冷却降温后，再均进入环形出口主管排出，冷却介质在环形进口主管和环形出口主管内流动时，由于环管的结构性质，冷却介质在各个冷却支管内的阻力分配实时调整，利用环形进口主管和环形出口主管配合，保证各冷却支管内的阻力相近，且不增加管路阻力损失。
附图说明
32.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的储能用冷却管路的结构示意图；
33.图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的冷却支管的结构示意图。
34.其中，1-环形进口主管；2-环形出口主管；3-冷却支管；4-冷却环形进口管；5-冷却环形出口管；6-冷却盘管；7-冷却板。
具体实施方式
35.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种储能用冷却管路，如图1所示，所述储能用冷却管路包括环形进口主管1、环形出口主管2和至少一个冷却支管3，所述冷却支管3的进口端分别独立连接至所述环形进口主管1，所述冷却支管3的出口端分别独立连接至所述环形出口主管2。
39.具体地，如图2所示，所述冷却支管3包括冷却环形进口管4、冷却环形出口管5以及至少一个冷却盘管6，所述冷却盘管6的进口端分别独立连接至所述冷却环形进口管4，所述
冷却盘管6的出口端分别独立连接至所述冷却环形出口管5。本实用新型中通过奖冷却支管3设置成具有冷却环形进口管4、冷却环形出口管5以及冷却盘管6结构，经过多级环形管路的设置，保证各级冷却介质分配均匀且阻力相近，保证各冷却盘管6的冷却均一性。
40.具体地，所述冷却盘管6设置于冷却板7内。
41.具体地，所述环形出口主管2的直径为所述冷却环形进口管4的直径的1～3倍。进一步地，所述冷却环形进口管4的直径与所述冷却环形出口管5的直径相同。
42.具体地，所述环形出口主管2的直径为所述冷却盘管6的进口端的直径的1～5倍。进一步地，所述冷却盘管6的进口端和出口端的直径相同。
43.具体地，所述环形出口主管2的直径为15～100mm。
44.需要说明的是，储能用冷却管路的材质可以是不锈钢或尼龙，可选地，环形进口主管1和环形出口主管2采用不锈钢管，冷却支管3采用尼龙管。
45.示例性地，本实用新型提供了一种冷却方法，所述冷却方法采用上述的储能用冷却管路，所述冷却方法包括：
46.冷却介质环形进入环形进口主管1，并经由环形进口主管1分别进入冷却支管3内对发热部件进行冷却降温，流经冷却支管3后的冷却介质分别独立地流入环形出口主管2，并由环形出口主管2排出。例如冷却介质可以是冷却水、有机冷却剂等，可选地，冷却介质为乙二醇水溶液。
47.具体地，所述冷却方法具体包括以下步骤：
48.冷却介质由环形进口主管1分别进入各个冷却支管3的冷却环形进口管4内，再由冷却环形进口管4分别流入冷却盘管6内对发热部件进行冷却降温，冷却介质由冷却盘管6流出后分别流入冷却环形出口管5，并由冷却环形出口管5排入环形出口主管2排出。
49.本实用新型还提供了一种储能装置，所述储能装置包括箱体和冷却装置，所述冷却装置包括冷却介质供给装置以及上述的储能用冷却管路，所述箱体内设置有至少一个电池簇，所述冷却支管3设置于所述电池簇内部和/或外部，所述冷却支管3对所述电池簇冷却降温。
50.本实用新型的储能装置采用具有环形进口主管1和环形出口主管2的储能用冷却管路，有效保证各个电池簇的冷却效果一直，从而降低各个电池簇的温差，提高电池的使用寿命。
51.具体地，所述冷却支管3包括冷却环形进口管4、冷却环形出口管5以及至少一个冷却盘管6，所述冷却盘管6的进口端分别独立连接至所述冷却环形进口管4，所述冷却盘管6的出口端分别独立连接至所述冷却环形出口管5。所述电池簇包括至少一个电池包，所述电池包设置有冷却板7，所述冷却盘管6一一对应设置于所述冷却板7内。
52.实施例1
53.本实施提供了一种储能用冷却管路，包括环形进口主管1、环形出口主管2和6个冷却支管3，冷却支管3的进口端分别独立连接至环形进口主管1，冷却支管3的出口端分别独立连接至环形出口主管2，环形出口主管2和环形进口主管1的直径为50mm的不锈钢管，冷却支管3的直径为25mm。
54.本实施例还提供了一种储能装置，包括箱体和冷却装置，冷却装置包括冷却介质供给装置以及上述的储能用冷却管路，所述箱体内设置有6个电池包，电池包内设置有冷却
板7，冷却支管3一一对应接入电池包的冷却板7内，冷却介质为乙二醇水溶液。其中箱体尺寸为1.6m*1.4m*2.3m。
55.储能装置内的电池在0.5c工况下，冷却液流量为60l/min，每个电池包液冷流道内流量为10l/min，测量后，冷却支管3中的流量偏差为5％，整个储能装置内电池包的温差为2.5℃，相比于非回路冷却工况，流量偏差减小了10％，温差减小了3℃。
56.需要说明的是，本实施例中“非回路冷却情况”指的是：包括进口直管、出口直管，冷却介质进入进口直管，冷却支管3的进口端分别独立接入进口直管，冷却支管3的出口端分别独立接入出口直管，故与本实施例的区别在于将环形进口主管1替换为进口直管，环形出口主管2替换为出口直管。
57.实施例2
58.本实施提供了一种储能用冷却管路，包括环形进口主管1、环形出口主管2和12个冷却支管3，冷却支管3的进口端分别独立连接至环形进口主管1，冷却支管3的出口端分别独立连接至环形出口主管2，环形出口主管2和环形进口主管1的直径为50mm的不锈钢管。
59.其中，冷却支管3包括冷却环形进口管4、冷却环形出口管5以及6个冷却盘管6，冷却盘管6的进口端分别独立连接至冷却环形进口管4，冷却盘管6的出口端分别独立连接至冷却环形出口管5。进一步的，冷却盘管6集成设置于电池包的冷却板7内。冷却环形进口管4和冷却环形出口管5为直径25mm的尼龙管。冷却盘管6的进口端和出口端为直径14mm的尼龙管。
60.本实施例还提供了一种储能装置，包括箱体和冷却装置，冷却装置包括冷却介质供给装置以及上述的储能用冷却管路，所述箱体内设置有12个电池簇，每个电池簇内设置有6个电池包，电池包内设置有冷却板7，冷却盘管6一一对应集成设置于冷却板7内，冷却介质为乙二醇水溶液。其中箱体为30尺集装箱。
61.储能装置内的电池在0.5c工况下，冷却液流量为360l/min，每个电池包液冷流道内流量为5l/min，测量后，冷却盘管6内的流量偏差为5％，整个储能装置中电池包温差为3℃，相比于非回路冷却情况，流量偏差减小了15％，温差减小了3℃。
62.需要说明的是，本实施例中“非回路冷却情况”指的是：将环形进口主管1替换为进口直管，将环形出口主管2替换为出口直管，进一步地，利用液冷进口支管和液冷出口直管分别对应替代冷却环形进口管4和冷却环形出口管5。
63.通过以上实施例，本实用新型利用环形进口主管1和环形出口主管2，在冷却过程中，冷却介质进入环形进口主管1，并进入各冷却支管3内进行冷却降温后，再均进入环形出口主管2排出，冷却介质在环形进口主管1和环形出口主管2内流动时，由于环管的结构性质，冷却介质在各个冷却支管3内的阻力分配实时调整，利用环形进口主管1和环形出口主管2配合，保证各冷却支管3内的阻力相近，且不增加管路阻力损失。
64.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。