一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统及其控制方法，涉及大型锂离子电池储能系统冷却技术领域。包括：锂离子电池模组、液冷板、双向自吸泵、流向控制器、储水箱、平板热管；锂离子电池模组包括多个锂离子电池单体，每个电池单体由平板热管分隔开；液冷板位于电池模组的底部；双向自吸泵为冷却液正向和逆向循环提供动力；流向控制器控制双向自吸泵实现正向流动和逆向流动转换；储水箱用于对冷却液进行换热。本发明专利技术实现了一种可逆循环液冷和热管复合的热管理系统，对大规模储能电池系统进行有效温度控制，从电池单体和电池模组两个层面增强了温度均匀性，从而提高了整个系统的安全性，提出的液冷系统的能耗低且易于维护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于大型锂离子电池储能系统冷却
，具体涉及一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]大型的储能电池系统中包含成百上千个电池单体，工作过程中会产生大量热量，电池模组容易出现电池温升过高和较大温差现象，导致电池性能和使用寿命出现参差，电池组的均匀性下降。因此发展高效的热管理技术对于保障电池组的安全运行极其重要。在储能系统中应用较为广泛的风冷和液冷技术，但风冷技术噪音大、散热不均匀、换热效率差，液冷由于具有较高的换热效率广泛被应用于储能电站中。
[0003]目前的液冷技术主要有单通道单向流动或多通道双向流动方式，单通道单向流动设备简单易于维护，但难以均匀冷却电池组内各电池，靠近入口处的电池冷却效果优于远离入口处的电池，使得电池组内各不同位置处的电池温度均匀性较差，从而使得电池组内电池的不一致性增大，安全性降低；而现有的多通道双向流动主要采用交错流的方式，虽然解决了电池组内不同位置处电池温度均匀性较差的问题，但多通道造成的能耗较大，液冷系统设备复杂，实现起来困难且维修难度大，且有研究表示多通道交错流会降低电池散热性能。另外，大容量电池组中间位置电池处由于散热条件较差易导致局部高温度出现，因此亟需一种适用大容量储能锂离子电池组的产热量大、不同位置处电池散热条件不一致等特点，能在电池组层面和电池层面控制温度和温差，且液冷板流道制作简单，维护方便易于管理的热管理系统。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种用于大容量锂离子电池的可逆循环液冷与热管复合热管理系统，目的在于实现一种提高电池组温度均匀性并降低能耗的大容量锂离子电池热管理系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统，包括：锂离子电池模组、液冷板、双向自吸泵、流向控制器、储水箱和平板热管；
[0007]锂离子电池模组包括多个锂离子电池单体，每个锂离子电池单体由平板热管分隔开；
[0008]液冷板位于锂离子电池模组的底部，用于为冷却液提供正向流动和逆向流动的通道；
[0009]双向自吸泵为冷却液正向和逆向循环提供动力；
[0010]流向控制器与双向自吸泵连接，用于向双向自吸泵发出控制指令，控制双向自吸泵实现正向流动和逆向流动转换；
[0011]储水箱位于双向自吸泵与液冷板之间，用于对冷却液进行换热。
[0012]进一步的，锂离子电池模组包括多个沿长度和厚度方向阵列排列的锂离子电池单体，每个电池单体之间放置设定厚度的平板热管，与电池单体壁面紧密贴合。
[0013]进一步的，平板热管内嵌于液冷板上方开的槽口中，紧贴单体电池壁面放置，将相邻的电池单体分隔。
[0014]进一步的，液冷板内部设有中心对称结构的冷却液流道和对称的A口和B口作为冷却液出入口，冷却液流道为变截面并行流道，且变截面并行流道的结构为从入口处分流为多个小截面流道后在液冷板中间位置汇流为大截面流道，而后分流为多个小截面流道从另一个出入口流出。
[0015]进一步的，冷却液流道的截面形状为矩形。
[0016]进一步的，双向自吸泵的两个接头分别通过管道与液冷板和储水箱连接，用于通过自动吸水的方式为冷却液从储水箱流向液冷板的流动提供动力，实现冷却液的正向循环或逆向循环。
[0017]进一步的，正向循环为冷却液从液冷板A口流入从B口流出，逆向循环为冷却液从B口流入从A口流出。
[0018]进一步的，储水箱中包含换热器。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统控制方法，基于如第一方面的用于大容量锂离子电池组的热管理系统实现，其特征在于，液冷系统工作时，控制器向双向自吸泵发送控制指令，并按如下步骤循环进行冷却液流向控制：
[0020]步骤S1、使双向自吸泵正向提供冷却液流动动力a秒，实现冷却液的正向循环流动；
[0021]步骤S2、使双向自吸泵停止正向提供冷却液流动动力b秒；
[0022]步骤S3、使双向自吸泵反向提供冷却液流动动力a秒，实现冷却液的逆向循环流动；
[0023]步骤S4、使双向自吸泵停止反向提供冷却液流动动力b秒后返回步骤S1；
[0024]以上冷却液的正向流动是指通过双向自吸泵向冷却液提供正向流动动力，使得冷却液从储水箱流向液冷板一个出入口A口，冷却液流经液冷板与电池进行热交换后从B口流出，再经过双向自吸泵流入储水箱进行冷却；冷却液的逆向流动是指双向自吸泵向冷却液提供反向流动动力，使得冷却液从储水箱流向液冷板的另一个进出口B口流入再从A口流出，在冷却液在液冷板和液冷回路中的流动与正向流动时相反。
[0025]第三方面，本专利技术提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第二方面的一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统控制方法。
[0026]综上，本专利技术提供了一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统及其控制方法，该系统包括锂离子电池模组、液冷板、双向自吸泵、流向控制器、储水箱和平板热管。本专利技术通过液冷板流道可解决在大容量电池组中间位置电池散热性能不好导致的易局部高温问题，换热效率大，可以有效带走电池产生的热量，将电池温度降低到安全温度范围。在锂离子电池模组中各电池单体之间布置平板热管，平板热管与电池紧密贴合，提高锂离子电池高度方向上的导热强度，从而有效减小电池单体层面可以提高电池单体层面上的温度均匀性；液冷板内部流道为对称形流道，通过流向控制装置可以实现冷却液在液冷板内的正逆
向循环，提高电池组层面上的温度均匀性。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的用于大容量锂离子电池组的热管理系统的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的锂离子电池模组部分立体结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的锂离子电池模组结构爆炸图；
[0031]图4为本专利技术实施例提供的液冷板的剖面示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例提供的液冷板与平板热管复合方式示意图。
[0033]附图中：1、锂离子电池模组，2、液冷板，3、双向自吸泵，4、流向控制器，5、储水箱，6、平板热管；
[0034]10、电池单体，11、连接片；
[0035]20、冷却液流道，21、冷却液，22、A口，23、B口。
具体实施方式
[0036]为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统，其特征在于，包括：锂离子电池模组、液冷板、双向自吸泵、流向控制器、储水箱和平板热管；所述锂离子电池模组包括多个锂离子电池单体，每个所述锂离子电池单体由所述平板热管分隔开；所述液冷板位于所述锂离子电池模组的底部，用于为冷却液提供正向流动和逆向流动的通道；所述双向自吸泵为冷却液正向和逆向循环提供动力；所述流向控制器与所述双向自吸泵连接，用于向双向自吸泵发出控制指令，控制所述双向自吸泵实现正向流动和逆向流动转换；所述储水箱位于所述双向自吸泵与所述液冷板之间，用于对冷却液进行换热。2.根据权利要求1所述的用于大容量锂离子电池组的热管理系统，其特征在于，所述锂离子电池模组包括多个沿长度和厚度方向阵列排列的所述锂离子电池单体，每个电池单体之间放置设定厚度的平板热管，与所述电池单体壁面紧密贴合。3.根据权利要求1所述的用于大容量锂离子电池组的热管理系统，其特征在于，所述平板热管内嵌于所述液冷板上方开的槽口中，紧贴单体电池壁面放置，将相邻的所述电池单体分隔。4.根据权利要求1所述的用于大容量锂离子电池组的热管理系统，其特征在于，所述液冷板内部设有中心对称结构的冷却液流道和对称的A口和B口作为冷却液出入口，冷却液流道为变截面并行流道，且所述变截面并行流道的结构为从入口处分流为多个小截面流道后在液冷板中间位置汇流为大截面流道，而后分流为多个小截面流道从另一个出入口流出。5.根据权利要求4所述的用于大容量锂离子电池组的热管理系统，其特征在于，冷却液流道的截面形状为矩形。6.根据权利要求4所述的用于大容量锂离子电池组的热管理系统，其特征在于，所述双向自吸泵的两个接头分别通过管道与液冷板和储水箱连接，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，王圣，蒋维，李锦焙，赵伟，范心明，廖鹏，董镝，李盈，宋安琪，陈绮琪，石俏，许澜，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：