一种液冷ctr储能电池系统
阅读说明：本技术 一种液冷ctr储能电池系统 (Liquid cooling CTR energy storage battery system ) 是由 李俊飞 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种液冷CTR储能电池系统,包括电池支架,所述电池支架中装配有若干列规则排布的CTR液冷电池模块,所述所述CTR液冷电池模块底部设置有液冷板,电池支架底部设有高压控制盒；还包括液冷循环系统,其中该液冷循环系统包括液冷机组、膨胀水箱、进水管和出水管；相邻的所述液冷板通过管路实现整体串联,串联后的液冷板作为整体形成循环水管路,液冷机组通过进水管与循环水管路的出水端连接；所述出水管端部设有三通接头,所述三通接头分别连接膨胀水箱和循环水管路的进水端。该液冷CTR储能电池系统,通过水管管路的设置,能够保证每个CTR液冷电池模块的降温效果,增加其换热效率与均温性能。(The invention discloses a liquid-cooled CTR energy storage battery system, which comprises a battery bracket, wherein a plurality of rows of CTR liquid-cooled battery modules which are regularly arranged are assembled in the battery bracket, a liquid-cooled plate is arranged at the bottom of each CTR liquid-cooled battery module, and a high-voltage control box is arranged at the bottom of the battery bracket; the system also comprises a liquid cooling circulating system, wherein the liquid cooling circulating system comprises a liquid cooling unit, an expansion water tank, a water inlet pipe and a water outlet pipe; the adjacent liquid cooling plates are integrally connected in series through a pipeline, the liquid cooling plates after being connected in series are integrally formed into a circulating water pipeline, and the liquid cooling unit is connected with the water outlet end of the circulating water pipeline through a water inlet pipe; and the end part of the water outlet pipe is provided with a three-way joint which is respectively connected with the water inlet ends of the expansion water tank and the circulating water pipeline. This liquid cooling CTR energy storage battery system, through the setting of water pipe line, can guarantee the cooling effect of every CTR liquid cooling battery module, increase its heat exchange efficiency and samming performance.)
技术领域
本发明涉及涉及电池储能系统技术领域，具体为一种液冷CTR 储能电池系统。
背景技术
储能锂离子电池目前的发展方向是向更高能量密度、更长循环寿命、更轻更薄、更安全等领域进军，即要求其组合具有更大的容量支持产品更长时间的运行，同时电池充电时间要更短，要满足更大倍率的充电电流。而这些条件的满足除了需要使用多串多并结构的电池模组之外，同时需要电池满足大倍率充放的性能。而不管是电池单元并排组合的串并模式，还是电池大倍率充放，都会导致电池散热问题加剧，使得电池中心温度异常。而电池温度过高往往会反过来导致电池电化学体系不稳定，出现电池短路或者是起火燃烧，造成安全问题。
目前，电力储能的快速发展，特别是用于调峰调频的储能电池系统，不仅要求要更改倍率的充放电，同时充放电频率大大增加，对锂电池的循环寿命及热管理提出了更高的要求。
现阶段对电池组的散热主要采用风冷、液冷、相变的方式进行散热。风冷是最常见的散热方法，一般通过安装冷却风扇强迫空气对流冷却，但是电池避免与空气之间的换热系数低，故冷却散热效果欠佳，同时，采用空调系统组件的风冷系统，容易造成积露现象，降低电池系统使用安全性。相变材料冷却是利用材料发生相变时储存或释放热量实现对电池的冷却或加热，虽然该方法散热效果较好，但是相变材料散热技术尚未成熟，结构复杂，成本较高，维护不方便。液体冷却是利用导热率相对较高的液体直接或间接的接触电池来散热，主要方法是围绕模块布置夹套或在模块间布置传热管，目前储能领域的液冷系统只要方式是采用大电量的类似客车标准液冷插箱，其工艺复杂，大部分结构件都为磨具加工件，成本高，其次箱体体积庞大，在集装箱狭小空间内部便于安装及维护。
因此，我们提出了一种液冷CTR储能电池系统。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的就是要克服上述缺点，旨在提供一种液冷CTR储能电池系统，解决了现有装置结构相对固定不便于根据需求切换散热方式的问题。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明的一种液冷CTR储能电池系统，包括电池支架，所述电池支架中装配有若干列规则排布的CTR液冷电池模块，所述所述CTR液冷电池模块底部设置有液冷板，电池支架底部设有高压控制盒；
还包括一液冷循环系统，其中
该液冷循环系统包括液冷机组、膨胀水箱、进水管和出水管；相邻的所述液冷板通过管路实现整体串联，串联后的液冷板作为整体形成循环水管路，液冷机组通过进水管与循环水管路的出水端连接；所述出水管端部设有三通接头，所述三通接头分别连接膨胀水箱和循环水管路的进水端。
优选的，所述液冷机组具备水温采集功能，实时采集CTR液冷电池模块的温度，且液冷机组与电池系统BMS进行通讯，根据采集的CTR液冷电池模块的温度变化，向液冷机组请求对应的制冷功率。
优选的，所述CTR液冷电池模块与其底部液冷板之间设置有导热硅胶垫，且导热硅胶垫紧贴在CTR液冷电池模块和液冷板的之间；液冷板端部设置有管路接头，用于连接进水管和出水管，或者与相邻液冷板进行串联，从而形成循环管路。
优选的，所述电池支架包括底部横梁、顶板和竖直支撑柱，其中，所述竖直支撑柱两两组合为三列，且每列所述竖直支撑柱由若干电池模组支撑结构构成，所述底部横梁与顶板之间设置有若干个位于竖直支撑柱后侧的主风道，所述顶板的顶部装配有若干风扇组，其中，所述主风道的入风口与风扇组一一对应设置且连通。
优选的，所述风扇组与顶部横梁板之间为可拆卸装配，所述主风道与底部横梁板和顶部横梁板之间也为可拆卸装配；电池模组支撑结构由左支撑梁和右支撑梁构成，且左支撑梁和右支撑梁均为L形梁。
优选的，所述主风道的外壁开设有与每层电池模组支撑结构位置相对的排风口，且排风口装配有可拆卸的滤网层。
优选的，所述主风道的顶部设置有承接风道，所述承接风道的顶部固定安装有安装板框，所述主风道的左右侧壁上均固定安装有组装板，所述组装板上装配有铆钉孔和铆钉，所述主风道通过组装板与竖直支撑柱之间进行相应拆装，且主风道上开设有为其输出端的排风口。
优选的，所述高压控制盒通过高压连接线束和低压串联通讯线束与CTR液冷电池模块之间进行相应连接，且高压控制盒还通过液冷机组供电线与液冷机组通讯线与液冷机组相连接。
优选的，所述CTR液冷电池模块外侧设置有前置面板；所述前置面板上固定安装有BMS电池管理系统，用于实时监测CTR液冷电池模块温度，并与液冷机组建立通讯。
优选的，所述CTR液冷电池模块的外侧设置有电池框架，所述电池框架的底部设置为无底框架，且无底框架底部的四周向内侧延伸 15mm。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
1、该液冷CTR储能电池系统，通过水管管路的设置，能够将膨胀水箱中的冷却水输送至每个CTR液冷电池模块底部的液冷板中，进而能够保证每个CTR液冷电池模块的降温效果，增加其换热效率与均温性能，同时配合电池支架上风道与CTR液冷电池模块中前置面板的设置，能够根据该系统工作环境需求选择相应水冷与风冷散热模式，适配性较高，解决了现有装置对于多组电池模块散热效率不佳且不能根据需求切换散热模式的问题。
2、该液冷CTR储能电池系统，通过电池模块化的设置，能够根据具体需求灵活配置CTR液冷电池模块的装配数量，进而便于将不同数量的CTR液冷电池模块装配在电池支架上的不同位置上，不仅实用性强，同时也增加了该装置具体使用效果。
3、该液冷CTR储能电池系统，通过其无需开模的设置，便于灵活对电池支架和CTR液冷电池模块之间进行装配，同时电池支架轻量化的设置不仅降低其制作成本，同时也简化了装配操作，具备更高的成本优势，此外，该装置中的CTR液冷电池模块相对小巧，在集装箱等狭小空间范围内，安装、拆卸及维护性更好。
4、智能化动态热管理，BMS可根据电池温度及水温温度，动态调整制冷功率，保证电池工作在安全温度的同时，最大限度降低能耗。
5、在集装箱储能应用系统中，该系统可以多组并联，组网使用，灵活度高，适用性广。
附图说明
图1为本发明的结构示意模块图；
图2为本发明电池支架的结构示意图；
图3为本发明主风道的结构示意图；
图4为本发明CTR液冷电池模块的结构示意图；
图5为本发明图1中A处放大的结构示意图。
图中：
1、电池支架；
2、CTR液冷电池模块；
3、高压控制盒；
4、液冷机组；
5、膨胀水箱；
6、高压连接线束；
7、循环水管路；
8、低压串联通讯线束；
9、三通接头；
10、出水管；
11、进水管；
101、底部横梁；
102、顶板；
103、竖直支撑柱；
104、支脚；
105、左支撑梁；
106、右支撑梁；
107、主风道；
108、风扇组；
109、排风口；
1010、承接风道；
1011、电池模组支撑结构；
1012、组装板；
1013、安装板框；
201、液冷板；
202、前置面板；
203、BMS电池管理系统；
204、管路接头；
205、电池框架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例提供一种液冷CTR储能电池系统，包括电池支架1，所述电池支架1中装配有若干列规则排布的CTR 液冷电池模块2，所述所述CTR液冷电池模块2底部设置有液冷板 201，电池支架1底部设有高压控制盒3；
还包括一液冷循环系统，其中，该液冷循环系统包括液冷机组4、膨胀水箱5、进水管11和出水管10；相邻的所述液冷板201通过管路实现整体串联，串联后的液冷板201作为整体形成循环水管路7，液冷机组4通过进水管11与循环水管路7的出水端连接；所述出水管10端部设有三通接头9，所述三通接头9分别连接膨胀水箱5和循环水管路7的进水端。
所述液冷机组4具备水温采集功能，实时采集CTR液冷电池模块2的温度，且液冷机组4与电池系统BMS进行通讯，根据采集的 CTR液冷电池模块2的温度变化，向液冷机组4请求对应的制冷功率。BMS系统能够根据液冷机组4采集水温的数据向其请求相应合适的制冷功率，进而能够根据电池周围环境的温度具体调节该装置对于其的降温效果，保证电池始终处于最佳运行环境中，从而增加其工作效率。
所述CTR液冷电池模块2与其底部液冷板201之间设置有导热硅胶垫，且导热硅胶垫紧贴在CTR液冷电池模块2和液冷板201的之间，由于导热硅胶垫处于隐蔽位置，故图中不显示出；液冷板201 端部设置有管路接头204，用于连接进水管11和出水管10，或者与相邻液冷板201进行串联，从而形成循环管路。
所述电池支架1包括底部横梁101、顶板102和竖直支撑柱103，其中，所述竖直支撑柱103两两组合为三列，且每列所述竖直支撑柱 103由若干电池模组支撑结构1011构成，所述底部横梁101与顶板 102之间设置有若干个位于竖直支撑柱103后侧的主风道107，所述顶板102的顶部装配有若干风扇组108，其中，所述主风道107的入风口与风扇组108一一对应设置且连通。
所述风扇组108与顶部横梁板之间为可拆卸装配，所述主风道 107与底部横梁101板和顶部横梁板之间也为可拆卸装配；电池模组支撑结构1011由左支撑梁105和右支撑梁106构成，且左支撑梁105 和右支撑梁106均为L形梁。
所述主风道107的外壁开设有与每层电池模组支撑结构1011位置相对的排风口109，且排风口109装配有可拆卸的滤网层。
所述主风道107的顶部设置有承接风道1010，所述承接风道1010 的顶部固定安装有安装板框1013，所述主风道107的左右侧壁上均固定安装有组装板1012，所述组装板1012上装配有铆钉孔和铆钉，所述主风道107通过组装板1012与竖直支撑柱103之间进行相应拆装，且主风道107上开设有为其输出端的排风口109。
其中，CTR液冷电池模块2中前置面板202种类的更换便于配合电池支架1上的风道与风扇组108进行相应风冷与自然散热，进而能够根据该系统工作环境需求选择相应水冷与风冷散热模式，适配性较高，解决了现有装置对于多组电池模块散热效率不佳且不能根据需求切换散热模式的问题。
其中，在本实施例中，需要补充说明的是，通过水管管路的设置，能够将膨胀水箱5中的冷却水输送至每个CTR液冷电池模块2底部的液冷板201中，进而能够保证每个CTR液冷电池模块2的降温效果，增加其换热效率与均温性能，同时配合电池支架1上风道与CTR 液冷电池模块2中前置面板202的设置，能够根据该系统工作环境需求选择相应水冷与风冷散热模式，适配性较高，解决了现有装置对于多组电池模块散热效率不佳且不能根据需求切换散热模式的问题。
所述高压控制盒3通过高压连接线束6和低压串联通讯线束8与 CTR液冷电池模块2之间进行相应连接，且高压控制盒3还通过液冷机组4供电线与液冷机组4通讯线与液冷机组4相连接。
所述CTR液冷电池模块2外侧设置有前置面板202；所述前置面板202上固定安装有BMS电池管理系统203，用于实时监测CTR 液冷电池模块2温度，并与液冷机组4建立通讯。
需要补充说明的是，所述CTR液冷电池模块2的外侧设置有电池框架205，所述电池框架205的底部设置为无底框架，且无底框架底部的四周向内侧延伸15mm用于托住电池。
本发明的工作原理及使用流程：当需要安装该装置时，先将电池支架1的各配件相互组装，再将相应数量的CTR液冷电池模块 2及高压控制盒3装配在电池支架1中的相应位置上，然后通过循环水管路7将各个CTR液冷电池模块2与液冷机组4和膨胀水箱5之间进行相应串联，并通过高压连接线束6和低压串联通讯线束8，将高压控制盒3与CTR液冷电池模块2和液冷机组4进行相应连接，当需要进行水冷时，CTR液冷电池模块2底部液冷板201中的水会被输送至液冷机组4中，液冷机组4采集其温度并调控相应制冷效率，并将降温后的水输送至膨胀水箱5中，再由膨胀水箱5通过循环水管路7重新输送至CTR液冷电池模块2底部的液冷板201中，完成循环水冷散热的效果，当需要进行风冷时，只需对CTR液冷电池模块 2上的前置面板202与电池支架1上的风道和风扇组108进行相应拆卸更换，对其进行相应风冷散热，即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。
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