储能设备及其热管理装置的制作方法

本发明涉及储能设备的温度控制，特别涉及一种用于储能设备的热管理装置以及包括该热管理装置的储能设备。

背景技术：

1、储能设备能够对能量进行储存，以电化学储能设备为例，发电设备的容量通常高于用电量，多余的电能可以通过储能设备存储，以备用电量上升或者发电设备存在故障时调剂使用，可以广泛应用在发电侧、输配电侧、用电侧等多个场景。

2、热管理装置可以根据具体对象(如电池系统、基站、idc、新能源汽车)的要求，利用加热或冷却手段对储能设备的温度或温差进行调节和控制。以锂电池为例，15-20℃温度环境锂离子电池才能发挥更高的工作效率。如果电池工作温度超过50℃，电池寿命会快速衰减，甚至可能引发安全事故。储能系统设计中需要进行合理的热管理(或温控)设计，以保证电池表面温度处于某一特定范围内。

3、储能设备工作时，电池模组会产生热量，为保证电池模组的正常工作，需要对电池模组进行散热。在环境温度过低时，可能导致储能设备启动困难，或者会影响储能设备的工作效率，需要对电池模组进行加热，以保证电池模组能够正常稳定地工作。

4、随着电池容量密度提高，相关技术中热管理装置通过常规风冷的方式满足不了对储能设备温度调节或者寿命的要求。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于储能设备的热管理装置，热管理装置的换热效率高。

2、本发明的另一个目的在于提出一种储能设备，包括前述的热管理装置。

3、根据本发明实施例的用于储能设备的热管理装置，包括水系统、冷媒系统和壳体，所述水系统具有供液体流通的液体通道，并包括供所述液体通道内的液体换热的第一换热器；所述冷媒系统与所述第一换热器相连，并配置为通过冷媒相变的方式调节所述液体通道内的液体温度；所述壳体内具有气流通道，所述气流通道具有进风侧和出风侧，所述水系统的至少一部分和所述冷媒系统的至少一部分设于所述壳体内。

4、根据本发明实施例的热管理装置，通过液体流通的方式对储能设备进行温度调节，液体的传热系数高，提高了热管理装置的换热效率，冷媒系统与水系统配合，进一步提高液体的换热效率，且壳体具有进风侧和出风侧，气体在气流通道内流通，能够带走水系统和冷媒系统在对液体制冷过程中产生的热量，使热管理装置能高效的对储能设备进行温度调节和控制，提升热管理装置的工作效率和工作稳定性。另外，通过将水系统和冷媒系统集成一体相互配合，利于热管理装置的集中化与模块化。

5、另外，根据本发明上述实施例的热管理装置，还可以具有如下附加的技术特征：

6、可选地，所述水系统还包括电加热器，所述电加热器配置为对所述液体通道内通过的液体加热。

7、可选地，所述水系统包括进液管、液体泵和出液管，所述液体泵、所述电加热器和所述第一换热器串接于所述进液管和所述出液管之间，所述液体泵驱动液体从所述进液管流向所述出液管。

8、可选地，所述进液管、所述液体泵、所述电加热器、所述第一换热器以及所述出液管依次串接。

9、可选地，所述进液管连接有开关阀、温度传感器、压力传感器、储液罐以及补液口中的至少一个；

10、和/或，所述出液管连接有开关阀、压力传感器和温度传感器中的至少一个。

11、可选地，所述壳体的进风侧设有安装口，所述电加热器安装于所述壳体内，并设于所述安装口处。

12、可选地，所述热管理装置还包括：

13、安装支架，所述安装支架层叠安装于所述安装口的内侧面，且所述电加热器安装于所述安装支架上，所述安装支架适于沿所述安装口的轴线方向装入并定位于所述壳体上。

14、可选地，所述水系统具有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口伸出所述壳体，用于外接管路。

15、可选地，所述进液口和所述出液口在所述壳体外侧并排设置。

16、可选地，所述进液口和所述出液口设于所述壳体的进风侧，并位于所述壳体上部，

17、其中，所述进液口和所述出液口均沿上下方向延伸，形成顶接管结构；或，所述进液口和所述出液口均沿所述气流通道从所述进风侧伸出，形成前接管结构。

18、可选地，所述冷媒系统包括压缩机、第二换热器以及节流元件，所述压缩机、所述第二换热器、所述节流元件和所述第一换热器连接成回路，所述第二换热器设于所述气流通道内，并相比于所述进风侧更靠近所述出风侧。

19、可选地，所述壳体的前侧构造出所述进风侧且后侧构造出所述出风侧，所述热管理装置还包括：

20、控制器，所述控制器设于所述壳体内的顶部，且至少一部分位于所述气流通道。

21、可选地，在从所述进风侧到所述出风侧的方向上，所述控制器具有第一部分和第二部分，所述第一部分相比于所述第二部分更靠近所述进风侧，所述第一部分的底面高度低于所述第二部分的底面高度。

22、可选地，所述第一部分的底面和所述第二部分的底面之间连接有引导面，在从所述进风侧到所述出风侧的方向上，所述引导面逐渐向上倾斜；

23、和/或，所述第一部分的底面上设有散热翅片，所述散热翅片伸入到所述气流通道；

24、和/或，在沿上下方向上，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。

25、可选地，所述热管理装置还包括：气流驱动件，所述气流驱动件与所述壳体相连，并驱动气流从所述进风侧流向所述出风侧。

26、可选地，所述进风侧设于所述壳体的前侧，所述出风侧设于所述壳体的后侧，所述壳体沿左右方向的厚度为t，所述壳体的沿上下方向的宽度为w，所述壳体沿前后方向的长度为l，其中，t＜w；和/或t＜l。

27、可选地，t＜1/2w；和/或，t＜1/2l；和/或，所述壳体的前侧设有提手。

28、可选地，所述进风侧设有过滤网，所述过滤网层叠于所述壳体的外侧，并与所述壳体可拆卸地连接。

29、可选地，所述水系统具有进液口和出液口，所述水系统包括：

30、液体泵，所述液体泵的入口与所述进液口相连；

31、电加热器，所述电加热器具有第一接口和第二接口，所述第一接口与所述液体泵相连；

32、所述第一换热器具有第三接口和第四接口，所述第三接口相比于所述第四接口更靠近所述第二接口，所述第四接口相比于所述第三接口更靠近所述出液口，所述第三接口与所述第二接口相连，所述第四接口与所述出液口相连。

33、可选地，所述第一接口和所述第二接口沿上下方向排布。

34、可选地，所述电加热器与所述第一换热器前后相对设置，所述第二接口与所述第三接口沿前后方向正对。

35、可选地，所述第二接口与所述第三接口通过第一管路连接，所述第一管路为沿前后方向延伸的直管。

36、可选地，所述第一接口与所述液体泵之间通过第二管路连接，所述第二管路包括第一管段和第二管段，所述第一管段沿前后方向延伸，且前端连接所述第一接口，所述第二管段沿上下方向延伸，且下端连接所述液体泵，所述第一管段的后端和所述第二管段的上端相连。

37、可选地，所述第一管段的后端与所述第二管段的上端在左右方向上错位，所述第二管路还包括第三管段，所述第三管段连接于所述第一管段和所述第二管段之间，并沿左右方向延伸，且所述第三管段与所述第一管段和所述第二管段之间连通。

38、可选地，所述进液口高于所述液体泵设置，并通过第三管路连接所述液体泵，所述第三管路包括第四管段，所述第四管段沿上下方向延伸，且上端连接所述进液口。

39、可选地，所述第三管路还包括第五管段，所述第五管段沿前后方向延伸，且后端与所述液体泵相连，所述第五管段的前端与所述第四管段的下端相连。

40、可选地，所述第三管路还包括第六管段，所述第四管段的下端和所述第五管段的前端沿左右错开，并通过第六管段连通。

41、可选地，所述第四管段、所述第五管段和所述第六管段中的至少一个为直管。

42、可选地，所述热管理装置还包括储液罐和第五管路，所述储液罐与所述第五管路相连；和/或，所述热管理装置还包括补液管，所述补液管与所述第五管路相连。

43、可选地，所述出液口高于所述第一换热器设置，所述出液口与所述第四接口之间连接有第四管路，所述第四管路包括第七管段和第八管段，所述第七管段沿上下方向延伸，且上端连接所述出液口，所述第八管段沿前后方向延伸，且后端连接所述第四接口，所述第八管段的前端和所述第七管段的下端连通。

44、可选地，相连的管之间通过九十度弯管接通。

45、可选地，所述壳体包括：接水盘；

46、外壳，所述外壳与所述接水盘相连，并在所述接水盘的上方围出容置腔，所述外壳的下端设有引导结构，所述引导结构配置为引导所述外壳内壁面的水流向所述接水盘。

47、可选地，所述接水盘包括底盘和围板，所述围板与所述底盘相连，并沿所述底盘的周沿延伸，所述引导结构的边缘延伸至所述围板内侧。

48、可选地，所述外壳包括侧板，所述侧板连接于所述接水盘的相对两侧，且所述容置腔位于所述接水盘相对两侧的侧板之间，所述侧板下端连接有所述引导结构，并支撑于所述接水盘上。

49、可选地，所述引导结构包括第一折边和第二折边，所述第一折边连接于所述侧板的下边缘，且支撑于所述围板上边缘，并朝向所述围板内侧延伸，所述第二折边与所述第一折边连接，并朝向所述接水盘的内底面延伸至所述围板内侧。

50、可选地，所述接水盘还包括第六翻边，所述第六翻边与所述围板的上边沿相连，并朝向所述围板的内侧延伸，所述第一折边层叠于所述第六翻边上，且所述第二折边设于所述第六翻边的内侧。

51、可选地，所述外壳还包括立柱，所述立柱的下端与所述接水盘相连，且所述立柱的下端连接有所述引导结构；

52、所述侧板沿水平方向的至少一侧设有所述立柱，所述立柱与所述侧板的对应侧边相连。

53、可选地，所述壳体的顶部设有电控腔，所述电控腔的底壁在从进风侧到出风侧的方向上呈台阶状。

54、可选地，所述电控腔的底壁具有第一底板、第二底板和第三底板，所述第一底板、所述第二底板和所述第三底板沿进风侧到出风侧的第一方向布置，所述第一底板与所述壳体底壁之间的距离小于所述第三底板与所述壳体底壁之间的距离，所述第二底板的两端分别与所述第一底板和所述第三底板相连，并在从第一底板到第三底板的方向上沿第一方向倾斜。

55、可选地，所述冷媒系统的第二换热器设于所述第三底板和所述壳体的底壁之间。

56、可选地，所述接水盘包括底盘和围板，所述围板连接所述底盘，并沿所述底盘的周向延伸，所述围板在所述底盘的上方围出储水空间；

57、其中，所述底盘的上表面设有导水槽，且所述接水盘具有与所述导水槽连通的排水口，所述排水口的至少一部分低于所述底盘的上侧面。

58、根据本发明实施例的储能设备，包括：储能元件、散热结构和前述的热管理装置。所述散热结构与所述储能元件配合以调节所述储能元件的温度；所述水系统与所述散热结构相连。

59、本发明提供了一种热管理装置和储能设备，热管理装置通过设置水系统和冷媒系统，使热管理装置能够高效地对储能设备进行温度调节和控制，在具有该热管理装置的储能设备中，由于热管理装置的工作效率高，能够提高对储能设备温度调节的效率，提升储能设备的运行稳定性与使用寿命。