一种储能锂电池温度控制装置、管理系统及管理方法与流程

    技术2026-08-19  11


    本发明涉及一种储能技术,具体是一种储能锂电池温度控制装置、管理系统及管理方法。


    背景技术:

    1、锂离子电池作为核心储能模块,其性能和安全性问题备受关注。其中,热管理方案对锂离子电池模组的温度特性有着重要的影响。本发明根据锂离子电池模组的温度特性,对温度管理进行改进,以期提高电池性能和安全性。

    2、目前作为共识,锂电池受温度影响很大,高温会缩短寿命并增加安全风险,低温会减少容量和电压,锂电池的最佳工作温度一般在15℃~35℃之间。

    3、热管理方案可根据控制方式分为被动式和主动式两种。被动式热管理方案主要依靠自然对流、辐射和传导等方式进行散热。

    4、主动式热管理方案则采用更加灵活的方式,如液体冷却、气体冷却、相变材料等,以实现对电池组温度的精确控制。

    5、结合实际应用场景,多采用主动式热管理方案进行温度控制,但是对于储能核心,电容量及电压压降大的情况下,目前现有的液体冷却、气体冷却所起到的作用相对有限,从环保节能的角度出发,开放式自然对流结合气体冷却或液体冷却是一个相对不错的方式,但是考虑到低温环境下(如冬季),开放式的结构易导致环境温度影响锂电池的工作温度。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种储能锂电池温度控制装置、管理系统及管理方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种储能锂电池温度控制装置,包括保温壳,保温壳内部空间与锂电池模组的外形相适配,所述保温壳的内壁与所述锂电池模组的外壁之间具有空隙,锂电池模组的外周设置多个散热通道,所述散热通道处于所述空隙之中;其中,多个散热通道分为两组,两组散热通道的数量相同,且风向相反;

    4、所述保温壳上开设有多个通风口,每一通风口处均密封安装有散热框,所述散热框中横置有多个百叶片,多个所述百叶片沿竖直方向相互重叠排布;

    5、所述两组散热通道的一端与各与一个风机相连,两个所述风机之间通过传动结构相连,且传动结构还通过机械控制结构与散热框中的百叶片相配合;

    6、当传动结构带动两个风机同步运行时,所述机械控制结构带动所述百叶片转动打开。

    7、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述传动结构包括固定安装在所述保温壳外壁一侧上的伺服电机,所述伺服电机的输出端连接有传动轴,传动轴转动连接在所述保温壳的外壁上;

    8、所述保温壳的外壁另一侧上转动设置有另一传动轴,两个所述传动轴相互平行,且均同轴固定一段蜗杆;两段蜗杆各与一个蜗轮相配合,两个所述蜗轮分别与两个风机的叶轮轴相连;

    9、其中,所述保温壳的外壁上还转动设置有与两个所述传动轴均垂直的转轴,其中一个传动轴的一端固定有一号伞齿轮,另一传动轴的一端固定有四号伞齿轮,转轴的两端分别固定有二号伞齿轮和三号伞齿轮;

    10、三号伞齿轮与四号伞齿轮啮合,一号伞齿轮与二号伞齿轮啮合。

    11、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述散热框的侧边开设有销孔,所述百叶片的侧边固定有与所述销孔转动配合的销轴,所述销轴的端部固定连接联接件,所述联接件的端部与固定设置凸柱;

    12、所述凸柱与调节件转动配合,所述机械控制结构连接所述调节件。

    13、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述机械控制结构包括滑动设置于所述传动轴上的滑套,以及转动设置在所述滑套上的转套,所述转套通过推拉杆与所述调节件相连;

    14、所述推拉杆的一端与所述转套转动配合,推拉杆的另一端与插轴转动配合,且插轴固定插设在所述调节件上;

    15、所述传动轴上还设置有离心组件和复位组件,所述离心组件能够在所述传动轴转动时带动所述转套及所述滑套沿着所述传动轴的轴向滑动。

    16、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述离心组件包括固定在所述传动轴上的转盘、沿所述转盘的径向滑动设置于所述转盘上的滑块、以及连接所述滑块与所述滑套的连杆;

    17、所述滑套的边缘形成有多个沿圆周等间距分布的支臂,所述支臂沿着所述滑套的径向向外延伸,所述连杆的一端与所述滑块转动配合,连杆的另一端与所述支臂的端部转动配合。

    18、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述转盘上沿其径向开设有多个滑槽,所述滑块滑动设置于所述滑槽中,且滑槽通过穿道而贯穿所述转盘,所述穿道中滑动设置有连接柱,所述连接柱的一端与滑块固定,另一端与配重块固定。

    19、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述转套套设在所述滑套的外部,所述滑套的外壁上沿圆周等间距地开设有多个凹孔,所述凹孔中滚动嵌合有滚珠;

    20、所述转套的内壁上开设有一圈凹道,所述滚珠嵌合在所述凹孔与所述凹道之间。

    21、如上所述的储能锂电池温度控制装置:所述复位组件包括固定设置在所述传动轴上的轴套,所述轴套朝向所述转套的一侧外壁上套设有弹簧,所述弹簧远离所述轴套的一端套设在滑套上;

    22、所述滑套和所述轴套的外壁均形成有阶梯,所述弹簧的两端分别与滑套上的阶梯及轴套上的阶梯相抵触,且弹簧保持预压。

    23、一种储能锂电池温度管理系统,包括上述的储能锂电池温度控制装置,还包括安装在所述保温壳外壁上的微控模块,所述保温壳的内部设置有多个温度传感器,多个所述温度传感器通过微控模块与所述伺服电机建立通讯。

    24、一种采用上述系统对储能锂电池的温度进行管理的方法,包括如下步骤:

    25、步骤一,温度信号捕捉,利用分布于锂电池模组上的各点位的温度传感器对保温壳内的多个点位温度进行实时采集并监测;

    26、步骤二,数据处理,将步骤一中采集到的多组数据进行加权平均运算,得出平均温度数据;

    27、步骤三,比对控制,将步骤二中运算得出的平均温度数据与预设的散热启动温度数值进行比较;若平均温度超过预设温度,则向伺服电机发送散热信号。

    28、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明中的锂电池温度控制装置,能够在低温环境下将锂电池模组包覆在保温壳内部,且保持保温壳内部与外界环境隔绝,避免过低的环境温度直接传导至保温壳内部的锂电池模组上,使其电容和电压受到影响。

    29、而在保温壳的内部温度高于环境温度并超过预设值时,通过设置的风机向散热通道中泵入空气而对保温壳内的锂电池模组进行冷却,同时,利用机械控制结构带动散热框中的百叶片打开,实现保温壳内部与外部之间进行热交换,进一步提高散热效率。



    技术特征:

    1.一种储能锂电池温度控制装置,包括保温壳(2),保温壳(2)内部空间与锂电池模组(1)的外形相适配,所述保温壳(2)的内壁与所述锂电池模组(1)的外壁之间具有空隙,其特征在于:

    2.根据权利要求1所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述传动结构包括固定安装在所述保温壳(2)外壁一侧上的伺服电机(3),所述伺服电机(3)的输出端连接有传动轴(4),传动轴(4)转动连接在所述保温壳(2)的外壁上;

    3.根据权利要求2所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述散热框(14)的侧边开设有销孔(1401),所述百叶片(15)的侧边固定有与所述销孔(1401)转动配合的销轴(1501),所述销轴(1501)的端部固定连接联接件(1502),所述联接件(1502)的端部与固定设置凸柱(1503);

    4.根据权利要求3所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述机械控制结构包括滑动设置于所述传动轴(4)上的滑套(20),以及转动设置在所述滑套(20)上的转套(21),所述转套(21)通过推拉杆(25)与所述调节件(1504)相连;

    5.根据权利要求4所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述离心组件包括固定在所述传动轴(4)上的转盘(16)、沿所述转盘(16)的径向滑动设置于所述转盘(16)上的滑块(17)、以及连接所述滑块(17)与所述滑套(20)的连杆(19);

    6.根据权利要求5所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述转盘(16)上沿其径向开设有多个滑槽(1601),所述滑块(17)滑动设置于所述滑槽(1601)中,且滑槽(1601)通过穿道(1602)而贯穿所述转盘(16),所述穿道(1602)中滑动设置有连接柱,所述连接柱的一端与滑块(17)固定,另一端与配重块(18)固定。

    7.根据权利要求6所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述转套(21)套设在所述滑套(20)的外部,所述滑套(20)的外壁上沿圆周等间距地开设有多个凹孔,所述凹孔中滚动嵌合有滚珠(22);

    8.根据权利要求5所述的一种储能锂电池温度控制装置,其特征在于,所述复位组件包括固定设置在所述传动轴(4)上的轴套(24),所述轴套(24)朝向所述转套(21)的一侧外壁上套设有弹簧(23),所述弹簧(23)远离所述轴套(24)的一端套设在滑套(20)上;

    9.一种储能锂电池温度管理系统,包括如权利要求2-8任一项所述的储能锂电池温度控制装置,其特征在于,还包括安装在所述保温壳(2)外壁上的微控模块(27),所述保温壳(2)的内部设置有多个温度传感器,多个所述温度传感器通过微控模块(27)与所述伺服电机(3)建立通讯。

    10.一种采用如权利要求9所述的储能锂电池温度管理系统对储能锂电池的温度进行管理的方法,其特征在于,包括如下步骤:


    技术总结
    本发明涉及一种储能技术,具体是一种储能锂电池温度控制装置、管理系统及管理方法,该装置包括保温壳,保温壳的内壁与锂电池模组的外壁之间具有空隙,锂电池模组的外周设置多个散热通道,散热通道处于空隙之中;多个散热通道分为两组,两组散热通道的数量相同,且风向相反。本发明中的锂电池温度控制装置,能够在低温环境下将锂电池模组包覆在保温壳内部,且与外界环境隔绝,而在保温壳的内部温度高于环境温度并超过预设值时,通过设置的风机向散热通道中泵入空气而对保温壳内的锂电池模组进行冷却,同时,利用机械控制结构带动散热框中的百叶片打开,实现保温壳内部与外部之间进行热交换,进一步提高散热效率。

    技术研发人员:林丰成,邓小群,吴承鹏,王志红,冉承新
    受保护的技术使用者:深圳市质能达微电子科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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