一种利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，包括储能电池集装箱、设置在储能电池集装箱四周外侧壁的换热室以及设置在储能电池集装箱下方的蓄水箱，蓄水箱通过管道与外部地下水连通；储能电池集装箱的进出水管以及换热室的进出水管均与蓄水箱连通；所述储能电池集装箱内设有多个储能电池堆，每个储能电池堆由多个储能电池组围合成多边形；每个储能电池组由多片锂电池单体组成，相邻锂电池单体之间设有水冷板。本发明专利技术系统在电池工作时，利用地下水作为冷源对其进行降温，当冬天电池启动前，利用地下水作为热源给电池堆预热，避免低温启动给电池带来的损伤，本发明专利技术系统以地下水作为换热源大大降低了系统的能耗，避免了使用中央空调带来的高能耗问题，提高了能源利用率。能源利用率。能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统


[0001]本专利技术涉及一种利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着不可再生能源的枯竭和环境压力的持续加重，人们将越来越多的目光投向了可再生能源(风能，太阳能，潮汐能等)。作为太阳能发电和风能发电设备的常用能源储蓄设备，储能电池集装箱由于其具有安装方便，占地面积小和移动灵活等特点，在众多储能设备中脱颖而出。然而，出于节能和环保的角度，储能电池多为退役后的动力电池。相较未使用的动力电池，其电池性能有着相当程度的下降。特别是处于高温情况，电池内部会发生剧烈的反应，产生大量的热，若这部分热不能及时散出，最终很可能会导致电池的自燃或爆炸。因此，为保证储能电池的安全工作，需要对电池进行实时监控并采取恰当的热管理手段。
[0003]公开号CN 109935938A的专利，提供了一种新型的储能电池及其电池热管理系统。该专利解决了以往的电池热管理系统只能实现对电池芯体的局部散热的问题，完成了对箱体内所有物体的散热，提高了系统的整体散热效率。但是，整个系统依靠中央空调散热，在控制电池温度的同时带来了巨大的能耗。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术中的电池热管理系统在实现电池散热过程中会造成巨大能耗的问题，提供一种利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统。
[0005]技术方案：本专利技术所述的利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，包括储能电池集装箱、设置在储能电池集装箱四周外侧壁的换热室以及设置在储能电池集装箱下方的蓄水箱，蓄水箱通过管道与外部地下水连通；储能电池集装箱的进出水管以及换热室的进出水管均与蓄水箱连通；所述储能电池集装箱内设有多个储能电池堆，每个储能电池堆由多个储能电池组围合成多边形；每个储能电池组由多片锂电池单体组成，相邻锂电池单体之间设有水冷板。
[0006]其中，所述储能电池集装箱包括放置储能电池堆的腔体I，放置监控装置的腔体II以及集水室；所述集水室位于腔体I的正下方，集水室包括冷却水入水管和集水室出水管，集水室通过冷却水入水管和集水室出水管分别与蓄水箱中的冷却水入水管和集水室出水管连通；腔体I内的冷却水出水管伸入集水室中。
[0007]其中，所述储能电池堆呈四边形、五边形或六边形。
[0008]其中，所述水冷板具有两个入口和一个出口，水冷板内设有多个子流道，每个子流道的宽度沿流体流动方向依次递增。
[0009]其中，所述水冷板内，子流道的出口口径与入口口径比为1.5～2.5。
[0010]其中，所述子流道出口段两侧的侧板上涂覆有相变材料。
[0011]其中，所述换热室为内侧开口的矩形腔体，矩形腔体的外侧壁上设有进风口，矩形
腔体的顶板上设有出风口，所述矩形腔体内设有湿帘以及位于湿帘内侧的风机，湿帘和风机均固定在矩形腔体相对设置的内侧壁上；换热室进水管通过多个并排设置的布水器将水喷洒在湿帘上，换热室出水管将矩形腔体内的水导入蓄水箱中。
[0012]其中，所述蓄水箱包括换热室出水管组、换热室进水管组、冷却水入水管和集水室出水管，在换热室进水管组和冷却水入水管上均设有水泵，水泵将水箱下层深处的水抽提至储能电池集装箱和换热室；其中，各个换热室出水管、各个换热室进水管、集水室出水管以及冷却水入水管上均设有阀门。
[0013]其中，还包括温度传感器和液位传感器；液位传感器设置于换热室矩形腔体的底板上，每个换热室的矩形腔体内均设有液位传感器；蓄水箱中、储能电池集装箱中以及储能电池堆上均设有温度传感器；各个温度传感器、各个液位传感器以及各个水泵、阀门和风机分别通过信号线与监控装置连接。
[0014]有益效果：相比于现有技术，本专利技术具有的显著效果为：1、本专利技术系统采用地下水作为储能电池堆的冷源和热源，在电池因工作导致高温时，利用地下水作为冷源对其进行降温，当冬天在电池启动前，利用地下水作为热源给电池堆预热，避免低温启动给电池带来的损伤，以地下水作为换热源大大降低了系统的能耗，避免了使用中央空调带来的高能耗问题，提高了能源利用率；2、本专利技术系统以地下水为冷媒，设计了一种换热室，解决了非工作状态下储能电池的安全存放问题；3、水冷板内子流道为扩散型结构，通过变截面减小流体流动阻力(沿程阻力)；4、通过设定水冷板液体进出口总横截面积的关系，能够有效减小流体局部阻力(即减少流体横向损失)，协同水冷板两进一出的结构，进一步减小水冷板的局部阻力，进而降低能耗；5、每组锂电池组采用两块电池单体夹一个水冷板的方式进行循环堆叠，提高锂电池组的温度均匀性；6、根据电池的温度，采用阀门调整水冷板入口流量(即采用冷却水入水管上的阀门来调节入水的流量，使流量呈动态变化)，从而起到实时调节进水管路中流体的流速，管道内变化的流速，即非稳态流速下能够打破管壁内侧边界层的产生，从而提高系统的换热效率。
附图说明
[0015]图1是本专利技术储能电池集装箱温度控制系统的结构示意图；
[0016]图2是储能电池集装箱的结构示意图；
[0017]图3是储能电池堆及其供水结构的示意图；
[0018]图4是水冷板的结构示意图；
[0019]图5是其中一个换热室的正面结构示意图；
[0020]图6是图5换热室的背面结构示意图；
[0021]图7是蓄水箱的结构示意图。
具体实施方式
[0022]如图1～7所示，本专利技术利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，包括储能电池集装箱5、设置在储能电池集装箱5四周外侧壁的换热室(1、2、3、4)(分别为第一换热室1、第二换热室2、第三换热室3和第四换热室4)以及设置在储能电池集装箱5下方的蓄水箱8，蓄水箱8设有进水管道37和出水管道36，蓄水箱8通过进水管道37与外部地下水连通，蓄水
箱8通过出水管道36将箱体内的水排出；储能电池集装箱5的进出水管以及换热室(1、2、3、4)的进出水管均与蓄水箱8连通；储能电池集装箱5内设有多个储能电池堆11，相邻储能电池堆11等距排布在储能电池集装箱5内，每个储能电池堆11由多个储能电池组46围合成六边形(为提高各水冷板12中水流量的均匀性，确保储能电池堆11与周围环境良好的热交换，储能电池堆11呈六边形布置。在六边形中心处，冷却水入水管13自下而上将冷却水均匀的输入到各个水冷板12中)；每个储能电池组46由多片锂电池单体47组成，相邻锂电池单体47之间设有水冷板12。水冷板12与锂电池单体47之间通过锁栓方式固定连接。
[0023]储能电池集装箱5包括放置储能电池堆11的腔体I49，放置监控装置9的腔体II50以及集水室14，集水室14位于腔体I49的正下方，集水室14包括冷却水入水管13和集水室出水管15，集水室14通过冷却水入水管13和集水室出水管15分别与蓄水箱8中的冷却水入水管13和集水室出水管15连通(实际上冷却水入水管13为一根管子，上下连通蓄水箱8和集水室14；集水室出水管15为一根管子，上下连通蓄水箱8和集水室14)；腔体I49内的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，其特征在于：包括储能电池集装箱、设置在储能电池集装箱四周外侧壁的换热室以及设置在储能电池集装箱下方的蓄水箱，蓄水箱通过管道与外部地下水连通；储能电池集装箱的进出水管以及换热室的进出水管均与蓄水箱连通；所述储能电池集装箱内设有多个储能电池堆，每个储能电池堆由多个储能电池组围合成多边形；每个储能电池组由多片锂电池单体组成，相邻锂电池单体之间设有水冷板。2.根据权利要求1所述的利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，其特征在于：所述储能电池集装箱包括放置储能电池堆的腔体I，放置监控装置的腔体II以及集水室；所述集水室位于腔体I的正下方，集水室包括冷却水入水管和集水室出水管，集水室通过冷却水入水管和集水室出水管分别与蓄水箱中的冷却水入水管和集水室出水管连通；腔体I内的冷却水出水管伸入集水室中。3.根据权利要求1所述的利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，其特征在于：所述储能电池堆呈四边形、五边形或六边形。4.根据权利要求1所述的利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，其特征在于：所述水冷板具有两个入口和一个出口，水冷板内设有多个子流道，每个子流道的宽度沿流体流动方向依次递增。5.根据权利要求4所述的利用地下水的储能电池集装箱温度控制系统，其特征在于：所述水冷板内，子流道的出口口径与入口口径比为1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔为，陆西坡，陆斯钰，朱科俊，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：