一种基于微热管阵列的可移动储电箱的制作方法

本实用新型属于热控技术领域，具体的涉及一种可移动锂电储电箱。

背景技术：

可再生能源的开发应用，如太阳能及风力发电，是缓解能源压力的主要手段，但是风电和太阳能光伏发电存在着供应和应用在时间、地点以及强度上的不协调性等现象，造成了能源利用不合理和大量的浪费。应用储能技术可以有效的解决能源供应和需求的不协调等问题，使能源得到充分的利用，减少能源的浪费。另外，电力的削峰填谷，降低白天的发电负荷及有效的利用夜间电力，也是我国乃至全世界都在大力推行的科学用能及减少能源浪费的政策，而储能是电力削峰填谷的重要手段。电池储能技术因其具有快速和精准调节能力等优点，近年来受到广泛关注。电池储能相对于其他类型的储能具有能量密度高、选址限制因素少、功率吞吐灵活、能量损耗小的优点。

电池工作性能的好坏与工作温度息息相关，电池组温度过高或过低以及温度分布的均匀性都会影响电池组的工作性能。所以为保证电池组安全可靠的工作，就必须要对电池及电池包进行热管理。

但是现有的可移动式储电箱在较高温环境以及快充快放情况下，电池温度都会远远超过电池的许容温度，而且电池的温差都高达10℃以上，不仅很容易造成电池热失控引发的自燃等重大安全问题，而且导致电池寿命的快速衰减。

本实用新型的一种基于微热管阵列热管理的可移动储电箱，电芯高温时热量通过微热管阵列传导至与电池(电芯)保护壳体外部设置的带有风扇的外置空冷模块换出，外置空冷模块的基板与电池(电芯)保护壳体通过密封圈或者焊接等密封措施实现与所述壳体内的电池(电芯)完全物理隔离，保证储电箱的防护等级达到ip67，当锂电池的温度高于设定值时，如35℃-42℃，由外置空冷翅片进行自动散热，实现非制冷节能散热，从而实现大幅的节能。而在可移动储电箱刚使用完毕关机期间，电池发热时的热量也能自动启动风扇进行散热，大幅抑制热失控等重大安全风险。

技术实现要素：

针对市面上现有的可移动式储电箱基本没有电池全表面冷却和低温预热系统，本实用新型提出了一种新型的基于微热管阵列式的可移动储电箱。

本实用新型技术方案如下：

一种基于微热管阵列的可移动储电箱，其特征在于包括锂电池模组、储电箱外壳、外置空冷模块，

所述电池模组包括一组或多组电池或电池模组，所述电池或电池模组水平放置在储电箱内。

所述电池或电池模组下表面贴合微热管阵列；所述微热管阵列贴合所述电池或电池模组下表面的部分为蒸发段，所述微热管阵列的长度大于所述储电箱每层电池或电池模组的长度，且伸出部分分别向靠近两侧外壳电芯的侧面弯曲后作为冷凝段，并与所述电池或电池模组的侧面和储电箱外壳贴合；

所述储电箱外壳围绕所述电池模组且为封闭结构，所述储电箱外壳至少在对应所述冷凝段处为导热隔板；

所述导热隔板同时作为电芯的保护外壳，将外置风冷模块的基板与电池模组隔开，并通过密封圈或者焊接等密封措施将外置风冷模块的基板密封，实现与所述外壳体内的电芯完全物理隔离。

优选的所述电池或电池模组为多层叠加分布，每层电池模组下表面分别贴合所述微热管阵列。

优选的每层所述电池或电池模组的下表面贴合所述微热管阵列，所述每层电池或电池模组下表面至少贴合一个或并列两个或两个以上所述微热管阵列。

优选的每个所述微热管阵列为u形，u形底边与所述每层电池或电池模组的下表面贴合，伸出部分分别向所述每层靠近储电箱两侧导热隔板(外壳)的电池或电池模组的侧面弯折，与所述电池或电池模组的侧面导热隔板贴合。

优选的所述外置风冷模块的基板与所述储电箱外壳的外表面通过密封圈连接或者焊接，所述储电箱外壳为ip55以上的防护级别。

优选的所述微热管阵列与所述电池或电池模组之间设置有可压缩变形的导热垫片，以保证电池与微热管阵列有良好的导热。

优选的包括自动控制系统和电芯温度检测单元，所述自动控制系统与所述电芯温度检测单元相连接。

优选的所述微热管阵列的蒸发段设置有电加热膜，当电池温度低于设定温度时加热电加热膜，并通过微热管阵列加热电池，此时冷却系统停止运行。

优选的所述空冷模块上均匀布置多个风扇，以保证风冷模块各个位置的进出风温度差小，以实现所有电池的温度相对均匀。

本实用新型的有益技术效果如下：

一种基于微热管阵列的可移动储电箱，在每层电池(电芯)或电池模组的下表面贴合微热管阵列导热体，将热量通过导热隔板传输给外置空冷模块，后者结合自动控制系统和电芯温度检测单元，采用空气冷却的方式管理电芯的温度。一方面，每组电芯至少有一侧表面与微热管阵列贴合，这样即使位于内部的电芯，其温度也能够通过与之贴合的微热管阵列有效传导给与其贴合的导热隔板，进而传导至电池外部，然后通过外置空冷模块，以空冷的方式将电池内部的温度散发到电池箱之外的环境中，散热效率高。另一方面，由于微热管阵列是由金属材料经挤压形成的具有多孔结构的扁平状的导热体，内部具有多个并排排列的互不连通的微热管，且每个微热管的水力直径只有1.0nm，甚至更小，管壁承压能力极高，因此泄露问题几乎可以忽略，且相变工质为微量、不导电介质，即使极端情况下被损坏泄露，也不会引起电池的损坏；且导热隔板同时作为电芯的保护外壳，将外置空冷模块的基板与电池包隔开，并通过密封圈或者焊接等密封措施将外置空冷模块的基板密封，实现与所述外壳体内的电芯完全物理隔离，保证电池包的防护等级达到ip67防水和防尘等级。

本实用新型的一种基于微热管阵列的可移动储电箱，无论储电箱处于开机还是停机状态，空冷系统都处于待机状态，当内部的电芯的温度高于设定值时，如35℃-42℃，风扇自动启动进行散热。电芯表面的热量通过微热管阵列传导至电池包外壳外部设置的外置风冷模块换出。

优选的当所述电池或电池模组的温度高于设定值时，由外置空冷翅片进行自动散热，实现非制冷节能散热，以及在储电箱停机期间电池发热时的自动散热，大幅抑制热失控等重大安全风险。

综上，本实用新型有效的将具有高效传热的微热管阵列与空冷方式结合，进一步通过微热管阵列与电池单元的位置和排列关系，使得每个电池包的外部设置一个或两个外置风冷模块，能够有效将电池内部的温度传导出去，防止温度过高，保证电池的温度均匀，散热效率高。

电池或电池模组侧面的微热管阵列弯折设置后与导热隔板贴合，可以使得微热管阵列的冷凝段与导热隔板的接触面积更大，增加导热效率。

所述导热垫片具有导热、电绝缘及保证微热管阵列与电池良好接触的功能。

附图说明

图1所示为储电箱结构示意图1；

图2所示为储电箱结构示意图2；

图3所示为储电箱结构示意图3；

图4所示为电池模组和微热管阵列的布置图1；

图5所示为电池模组和微热管阵列的布置图2。

图中各标号列示如下：

1—电芯；2—导热隔板；3—微热管阵列蒸发段；4—微热管阵列冷凝段；5—外置空冷模块；6—风扇；7—空冷模块风道

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面列举某一实例和具体实施方式进行进一步的解释。

如图1-5所示，本实施例的一种基于微热管阵列的可移动储电箱，包括电芯1和贴附于储电箱外壳2外侧的外置空冷模块5，所述储电箱内共计9层，每层放置3块电芯，共计27块电芯。27块电芯中，每个电芯至少有一个表面侧面贴合有微热管阵列，贴合在电芯下表面的为微热管阵列蒸发段3，贴合在电芯侧面的为微热管阵列冷凝段4。微热管阵列为金属材料经挤压形成的具有多孔结构的扁平状的导热体，内部具有多个并排排列的互不连通的微热管，微热管内部封装有相变工质。微热管阵列是一种传热效果强化的导热体。其中所述微热管阵列通过导热硅胶垫片粘贴电芯的下表面。储电箱外壳外设置外置空冷模块5，所述储电箱外壳2围成封闭结构。每个所述微热管阵列蒸发段3向每层靠近储电箱外壳的电池组侧面弯折，与储电箱外壳2内侧贴合，其中与对应所述微热管阵列冷凝段4相贴合的储电箱外壳2为导热隔板。外置空冷模块5至少与导热隔板的外表面贴合，与所述微热管阵列冷凝段4通过所述导热隔板进行热交换，其基板的一侧表面与储电箱外壳2的外表面焊接，也可通过密封圈连接，实现外置空冷模块5与内部电芯的完全物理隔离，保证电池包的防护等级达到ip67。

在所述微热管阵列与电芯1之间设置有可压缩变形的导热硅胶垫片。

电芯1可以换成各种型号的锂电池或软质封装单体电池组合构成的外部有结构强度外壳的软包装电池模组。

本实施例的一种基于微热管阵列的可移动储电箱，还包括自动控制系统和电芯温度检测单元，自动控制系统与所述电芯温度检测单元相连接。

采用上述热管理系统的一种高防护等级的空冷式电池包热管理方法，在电芯1下表面贴合的微热管阵列蒸发段3吸收单体电芯1的热量，并传导至微热管阵列冷凝段4，然后冷凝段将热量传导至与之贴合的导热隔板(储电箱外壳2)，导热隔板将热量传导至与导热隔板的外表面贴合的外置空冷模块5，当检测单元所检测的电芯的温度高于35℃时，控制系统自动启动外置空冷模块5，开启风扇6，从而利用外置空冷模块5、导热隔板和微热管阵列对电芯进行散热，将电芯的热量换出；当电芯的温度低于35℃时，外置空冷模块5关闭，不再散热。其中外置空冷模块5为两侧进风式散热模块，空气从空冷模块风道7两侧进入外置空冷模块5，最后由风扇6吹出外置空冷模块5。

当环境温度低于设定值，如0℃时，此时控制系统自动关闭冷却系统，并为微热管阵列蒸发段3处设置的电加热膜通电，电加热膜通电后快速发热，热量由微热管阵列蒸发段3快速均匀地传递至微热管阵列的冷凝段4，进而快速均匀地预热电芯1。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或尺寸和数目等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。