【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电能储能，具体的为一种基于自循环均温的储能组件和储能装置。
技术介绍
1、锂离子电池在工作过程由于欧姆热、极化热的存在，因此存在产热的问题，特别是在大电流充放电的过程中，产热现象更为明显。这些热量如果不能及时扩散，堆积在电池内部一方面会造成电池界面副反应的速度增加，另一方面热量过度积累可能会引起电池热失控，因此高效的散热措施是锂离子电池设计必须要考虑的问题。
2、现有技术中，一般采用单独设置冷却板和均温板的方式来控制储能装置的温度，虽然在一定程度上能够满足温控效果，但仍存在以下不足：
3、1)增加重量：冷却板和均温板均包括壳体和内部流道，会增加储能装置的重量；
4、2)传热性能不足：热量需要通过储能装置的壳体以及冷却板或均温板的壳体后，再与流道内的介质进行换热，不仅传热路径长，而且由于储能装置的壳体和冷却板或均温板的壳体之间存在较大的热阻，导致热量不能及时传递到冷却板内，存在传热性能不足的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于自循环均温的储能组件和储能装置，通过直接在相邻的储能单体之间形成自循环区的方式，温控介质可在自循环区内自动形成环流以达到均温的效果，不仅能够提高传热效率，而且相较于传统的温控方式可降低重量。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术首先提出了一种基于自循环均温的储能组件，包括至少两个储能单体，相邻两个所述储能单体之间具有间隙；所述间隙
4、所述储能单体的极耳朝下并使所述自循环区在靠近所述极耳的底部区域形成热区、远离所述极耳的顶部区域形成冷区；
5、所述自循环区内设有基于自循环均温的储能组件，所述基于自循环均温的储能组件导向所述自循环区的热区和冷区之间的温控介质形成环流。
6、进一步，所述基于自循环均温的储能组件包括至少一条导流条，所述导流条倾斜设置，所述导流条与所述自循环区的底部区域之间形成下部流道，所述导流条与所述自循环区的顶部区域之间形成上部流道；所述上部流道和下部流道之间分别在所述导流条的两端连通。
7、进一步，所述下部流道和/或上部流道内设有用于导向所述温控介质流向的导向结构或特斯拉阀。
8、进一步，当所述导流条设为至少两条时，相邻两条所述导流条在左右方向上具有间隔距离。
9、进一步，所述导流条与所述极耳一一对应设置，且所述导流条设置在对应的所述极耳的正上方。
10、进一步，相邻的两条所述导流条之间设有隔离导向条。
11、进一步，所述导流条和隔离导向条采用具有弹性变形特性的材料制成。
12、进一步，所述自循环流道采用蛇形导向流道。
13、进一步，所述蛇形导向流道内设有用于限制温控介质流动方向的导流结构或特斯拉阀。
14、进一步，所述蛇形导向流道的侧壁采用具有弹性变形特性的材料制成。
15、进一步，令所述储能单体面积最大的侧面为单体表面，所述间隙位于相邻两个储能单体的单体表面之间。
16、进一步，还包括用于向所述自循环区内注入温控介质的进液口和用于排出所述自循环区内的温控介质的出液口。
17、进一步，所述进液口的进液方向与所述温控介质自循环的流向相同；所述出液口的进液方向与所述温控介质自循环的流向相同。
18、进一步，相邻的两个所述储能单体之间设有限位件，所述限位件使该相邻的储能单体之间形成所述间隙；所述限位件之间设有隔离元件以封闭所述间隙并形成所述自循环区。
19、进一步，所述限位件包括嵌入到相邻两个所述储能单体的表面之间的嵌板和与所述嵌板垂直并用于与所述储能单体之间限位配合的限位板。
20、进一步，相邻的两个所述储能单体之间设有用于框在所述储能单体外的限位框，所述限位框的内壁上设有向内延伸以使相邻两个所述储能单体之间形成所述间隙的隔离部。
21、本专利技术还提出了一种储能装置，包括外壳，所述外壳内设有如上所述的储能组件。
22、进一步，所述外壳为密闭外壳，外壳与所述储能组件之间形成外温控区；
23、还包括用于向所述外温控区内注入温控介质的注液通道和用于排出温控介质的排液通道，所述注液通道上设有注液口，所述排液通道上设有排液口；所述外壳的顶部设有用于控制温控介质液面高度使温控介质浸没所述储能单体的溢流口。
24、进一步，所述注液通道设置在所述储能单体的上方。
25、进一步，所述排液通道设置在所述储能单体的下方或设置在所述储能单体的两侧。
26、进一步，所述外壳内设有进液通道和出液通道，所述进液通道与每一个所述进液口相连通，所述出液通道与每一个所述出液口相连通。
27、进一步，所述进液通道和出液通道平行，且所述进液通道内的液流方向与所述出液通道内的液流方向相同。
28、进一步，所述注液通道和排液通道平行，且所述注液通道内的液流方向与所述排液通道内的液流方向相同。
29、进一步，所述外壳上设有位于所述溢流口上的的防爆阀。
30、本专利技术的有益效果在于：
31、本专利技术基于自循环均温的储能组件，通过在相邻的储能单体之间形成间隙，并将间隙的四周封闭以形成自循环区，如此，由于自循环区直接形成于相邻的两个储能单体之间，热量通过储能单体的壳体可直接与温控介质进行热交换，热量传递路径更短，且温控介质为流体物质，与储能单体的壳体之间的接触热阻较小，可以提高热传导相率；另外，通过将储能单体的极耳设置为朝下，如此，可在自循环区靠近极耳的底部区域形成热区、在远离极耳的顶部区域形成冷区，在基于自循环均温的储能组件的作用下，热区的温控介质受热膨胀向上运动、冷却后的温控介质向下流动，从而使温控介质形成环流，即实现自循环，能够使储能单体各个区域的温度更加均衡，达到均温的技术效果。
32、本专利技术还具有以下技术效果：
33、通过设置进液口向自循环区内注入温控介质、设置出液口排出自循环区内的温控介质，如此，在正常工况下，关闭进液口和出液口，使自循环区内的温控介质自循环以达到均温的技术效果；当储能单体温度达到设定阈值后，可打开进液口和出液口强制驱动自循环区内的温控介质流动，起到控制储能单体温度的技术目的。
34、通过将储能装置的外壳设为密闭外壳，并在外壳与储能组件之间形成外温控区，利用注液通道和排液通道能够驱动温控介质在外温控区内流动，同时可利用溢流口控制温控介质的液面高度，可以使储能单体浸没在温控介质内，利用温控介质对储能单体的温度进行控制，防止储能单体在运行过程中温度过高，进一步提高运行安全性能。
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1.一种基于自循环均温的储能组件，其特征在于：包括至少两个储能单体，相邻两个所述储能单体之间具有间隙；所述间隙的四周封闭形成自循环区；
2.根据权利要求1所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述基于自循环均温的储能组件包括至少一条导流条，所述导流条倾斜设置，所述导流条与所述自循环区的底部区域之间形成下部流道，所述导流条与所述自循环区的顶部区域之间形成上部流道；所述上部流道和下部流道之间分别在所述导流条的两端连通。
3.根据权利要求2所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述下部流道和/或上部流道内设有用于导向所述温控介质流向的导向结构或特斯拉阀。
4.根据权利要求2所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：当所述导流条设为至少两条时，相邻两条所述导流条在左右方向上具有间隔距离。
5.根据权利要求4所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述导流条与所述极耳一一对应设置，且所述导流条设置在对应的所述极耳的正上方。
6.根据权利要求4所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：相邻的两条所述导流条之间设有隔离导向条
7.根据权利要求6所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述导流条和隔离导向条采用具有弹性变形特性的材料制成。
8.根据权利要求1所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述自循环流道采用蛇形导向流道。
9.根据权利要求8所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述蛇形导向流道内设有用于限制温控介质流动方向的导流结构或特斯拉阀。
10.根据权利要求8所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述蛇形导向流道的侧壁采用具有弹性变形特性的材料制成。
11.根据权利要求1所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：令所述储能单体面积最大的侧面为单体表面，所述间隙位于相邻两个储能单体的单体表面之间。
12.根据权利要求1-11任一项所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：还包括用于向所述自循环区内注入温控介质的进液口和用于排出所述自循环区内的温控介质的出液口。
13.根据权利要求12所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述进液口的进液方向与所述温控介质自循环的流向相同；所述出液口的进液方向与所述温控介质自循环的流向相同。
14.根据权利要求1-11任一项所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：相邻的两个所述储能单体之间设有限位件，所述限位件使该相邻的储能单体之间形成所述间隙；所述限位件之间设有隔离元件以封闭所述间隙并形成所述自循环区。
15.根据权利要求14所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述限位件包括嵌入到相邻两个所述储能单体的表面之间的嵌板和与所述嵌板垂直并用于与所述储能单体之间限位配合的限位板。
16.根据权利要求1-11任一项所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：相邻的两个所述储能单体之间设有用于框在所述储能单体外的限位框，所述限位框的内壁上设有向内延伸以使相邻两个所述储能单体之间形成所述间隙的隔离部。
17.一种储能装置，其特征在于：包括外壳，所述外壳内设有如权利要求1-16任一项所述的储能组件。
18.根据权利要求17所述的储能装置，其特征在于：所述外壳为密闭外壳，外壳与所述储能组件之间形成外温控区；
19.根据权利要求17所述的储能装置，其特征在于：所述注液通道设置在所述储能单体的上方。
20.根据权利要求19所述的储能装置，其特征在于：所述排液通道设置在所述储能单体的下方或设置在所述储能单体的两侧。
21.根据权利要求17所述的储能装置，其特征在于：所述外壳内设有进液通道和出液通道，所述进液通道与每一个所述进液口相连通，所述出液通道与每一个所述出液口相连通。
22.根据权利要求21所述的储能装置，其特征在于：所述进液通道和出液通道平行，且所述进液通道内的液流方向与所述出液通道内的液流方向相同。
23.根据权利要求17所述的储能装置，其特征在于：所述注液通道和排液通道平行，且所述注液通道内的液流方向与所述排液通道内的液流方向相同。
24.根据权利要求17所述的储能装置，其特征在于：所述外壳上设有位于所述溢流口上的防爆阀。
...【技术特征摘要】
1.一种基于自循环均温的储能组件，其特征在于：包括至少两个储能单体，相邻两个所述储能单体之间具有间隙；所述间隙的四周封闭形成自循环区；
2.根据权利要求1所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述基于自循环均温的储能组件包括至少一条导流条，所述导流条倾斜设置，所述导流条与所述自循环区的底部区域之间形成下部流道，所述导流条与所述自循环区的顶部区域之间形成上部流道；所述上部流道和下部流道之间分别在所述导流条的两端连通。
3.根据权利要求2所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述下部流道和/或上部流道内设有用于导向所述温控介质流向的导向结构或特斯拉阀。
4.根据权利要求2所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：当所述导流条设为至少两条时，相邻两条所述导流条在左右方向上具有间隔距离。
5.根据权利要求4所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述导流条与所述极耳一一对应设置，且所述导流条设置在对应的所述极耳的正上方。
6.根据权利要求4所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：相邻的两条所述导流条之间设有隔离导向条。
7.根据权利要求6所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述导流条和隔离导向条采用具有弹性变形特性的材料制成。
8.根据权利要求1所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述自循环流道采用蛇形导向流道。
9.根据权利要求8所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述蛇形导向流道内设有用于限制温控介质流动方向的导流结构或特斯拉阀。
10.根据权利要求8所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：所述蛇形导向流道的侧壁采用具有弹性变形特性的材料制成。
11.根据权利要求1所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：令所述储能单体面积最大的侧面为单体表面，所述间隙位于相邻两个储能单体的单体表面之间。
12.根据权利要求1-11任一项所述基于自循环均温的储能组件，其特征在于：还包括用于向所述自循环区内注入温控介质的进液口和用于排出所述自循环区内的温控介质的出液口。
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【专利技术属性】
技术研发人员：辛民昌，江守鑫，
申请(专利权)人：九环储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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