CN117393909B - 一种电化学储能电池液冷温控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电化学储能电池液冷温控装置，用于对电池主体控温，所述液冷温控装置包括设于电池主体上的液冷板，所述液冷板内设有液体流动通道，所述液体流动通道内设有多组风冷式组件。本发明液冷温控装置中的液冷板一方面通过冷却液流动对电池进行温控，另一方面冷却液在液冷板中的液体流动通道内流动时，驱使液体流动通道中的风冷式组件工作，使得风冷式组件将电池产生的热量引向液冷板并从气体流通道排出，提高对电池的散热效率和散热质量。
Description
技术领域
本发明涉及电池温控设备技术领域，具体为一种电化学储能电池液冷温控装置。
背景技术
电化学储能电池是一种能够进行电化学反应来储存能量的电池。它们通常由正极、负极和电解液组成，通过离子流动储存能量。电化学储能电池在使用时温度会不断上升，为了防止电池过热乃至起火、爆炸等危险情况发生，通常会通过液冷温控装置在电池温度较高时对电池进行降温。
现有的液冷温控装置通常会采用液冷板，液冷板与电池的表面进行充分的接触，通过液冷板内部流体的流动，将电池的热量带走进行热交换，从而降低电池的温度，但是这种方式仅仅通过水冷方式对设备进行散热，散热方式较为单一，不能应对现有设备高强度的工作，进而导致散热效率低下，影响设备的高效工作，为此，我们提出一种电化学储能电池液冷温控装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电化学储能电池液冷温控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电化学储能电池液冷温控装置，用于对电池主体控温，所述液冷温控装置包括设于电池主体上的液冷板，所述液冷板上下端分别设有进液口和出液口，所述进液口通过管道与增压泵的输出端连通，所述增压泵的输入端通过管道连通水箱，所述出液口通过管道与换热器的输入端连通，所述换热器的输出端通过管道连通水箱，所述液冷板内设有液体流动通道，所述液体流动通道内设有多组风冷式组件，所述风冷式组件包括设于液体流动通道内的两组对称设置的L形管，所述L形管的一端设有相连通的引气头，所述引气头嵌设于液冷板外壁开设的凹槽内，所述L形管的另一端延伸至液冷板内腔开设的气体流通道内，所述气体流通道的一端贯穿液冷板的侧壁，两组所述L形管之间设有转轴，所述转轴的端部贯穿L形管并延伸至引气头内连接扇叶，所述转轴的外壁且处于两L形管之间的位置设有由进入液体流动通道的液体驱使旋转的叶轮。
进一步改进在于，两组所述L形管的内侧壁均设有承载架，所述承载架活动套设于转轴外壁并位于液体流动通道内，两组所述承载架之间的上下端均滑动设有U形架，两组所述U形架之间通过一连接杆连接，两组所述U形架相背一侧端部均设有与液体流动通道内壁贴合的毛刷件，所述转轴的外壁套设有缺齿齿轮，其中一组所述U形架上设有与缺齿齿轮啮合的齿条，所述U形架和承载架之间还设有弹性件。
进一步改进在于，所述引气头的直径大于L形管的端部直径，且引气头远离L形管的一端设有滤网，所述L形管远离引气头的一端封闭，且其处于气体流通道内的外壁上开设有多组通气口。
进一步改进在于，所述转轴的端部设有连接杆，且连接杆的一端活动贯穿滤网后连接有用于对滤网外壁清洁的清洁件。
进一步改进在于，所述液体流动通道包括从上至下倾斜开设于液冷板内的倾斜通道一，相邻两组倾斜通道一之间设有倾斜通道二，所述倾斜通道一和倾斜通道二之间通过竖向通道相互连通，所述倾斜通道一和倾斜通道二的倾斜方向互为相反。
进一步改进在于，所述液冷板的两侧外壁均活动套设有导热套，所述导热套上对应引气头的位置开设有进气口，所述导热套的外壁开设有蜂窝凹槽，所述导热套的内壁设有多组导热柱，所述液冷板的外壁开设有用于容纳导热柱的活动槽，活动槽的深度大于导热柱的长度。
进一步改进在于，所述液冷板的顶部设有连接框架，所述连接框架内转动设有双向螺杆，所述双向螺杆的两端均螺纹套设有可在连接框架内移动的滑块，两组所述滑块分别与两组导热套连接，所述连接框架侧壁设有驱动杆，所述驱动杆和双向螺杆通过蜗齿蜗轮传动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明液冷温控装置中的液冷板一方面通过冷却液流动对电池进行温控，另一方面冷却液在液冷板中的液体流动通道内流动时，驱使液体流动通道中的风冷式组件工作，使得风冷式组件将电池产生的热量引向液冷板并从气体流通道排出，提高对电池的散热效率和散热质量；
本发明还在风冷式组件工作的同时通过缺齿齿轮间歇驱使齿条，使得齿条带动U形架，U形架通过毛刷件摩擦液体流动通道内壁，防止液体流动通道内壁结晶堆积造成堵塞或影响冷却液流动。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中的液冷板与电池主体连接结构示意图；
图3为本发明中的液冷板结构示意图；
图4为本发明中图3结构剖视图；
图5为本发明中的风冷式组件结构示意图；
图6为本发明中图5局部结构剖视图；
图7为本发明中的导热套结构示意图。
图中：1、电池主体；2、液冷板；3、增压泵；4、水箱；5、换热器；6、进液口；7、出液口；8、倾斜通道一；9、倾斜通道二；10、竖向通道；11、气体流通道；12、叶轮；13、转轴；14、L形管；15、导热柱；16、通气口；17、引气头；18、扇叶；19、滤网；20、清洁件；21、连接框架；22、双向螺杆；23、驱动杆；24、导热套；25、蜂窝凹槽；26、进气口；27、承载架；28、U形架；29、连接杆；30、毛刷件；31、弹性件；32、缺齿齿轮；33、齿条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅附图1，一种电化学储能电池液冷温控装置，用于对电池主体1控温，液冷温控装置包括设于电池主体1上的液冷板2，液冷板2由铝合金材料制成，液冷板2上下端分别设有进液口6和出液口7，进液口6通过管道与增压泵3的输出端连通，增压泵3的输入端通过管道连通水箱4，出液口7通过管道与换热器5的输入端连通，换热器5的输出端通过管道连通水箱4。在对电池主体1进行散热时，通过增压泵3将水箱4内的冷却液输入液冷板2，冷却液体在液冷板2内流动带走电池主体1的热量后排至换热器5冷却后重新回到水箱4，实现对电池主体1的降温，还进一步的，水箱4内还带有加热组件，在电池主体1温度较低时，可通过加热组件对水箱4进行加热，使得具有一定温度的液体进入液冷板2，通过液冷板2与电池主体1接触换热，使得电池主体1的温度恢复正常；
需要说明的是，在使用时液冷板2可安装于电池主体1的侧壁，如果为多组电池主体1使用，可将液冷板2安装于相邻两组电池主体1之间；
请参阅附图2-附图5，液冷板2内设有液体流动通道，液体流动通道内设有多组风冷式组件，风冷式组件包括设于液体流动通道内的两组对称设置的L形管14，L形管14的一端设有相连通的引气头17，引气头17嵌设于液冷板2外壁开设的凹槽内，L形管14的另一端延伸至液冷板2内腔开设的气体流通道11内，气体流通道11的一端贯穿液冷板2的侧壁，气体流通道11与液体流动通道不连通，两组L形管14之间设有转轴13，转轴13的端部贯穿L形管14并延伸至引气头17内连接扇叶18，转轴13具体贯穿L形管14的横向部分，转轴13与L形管14的连接部分设有轴承，转轴13的外壁且处于两L形管14之间的位置设有由进入液体流动通道的液体驱使旋转的叶轮12，冷却液在液体流动通道内流动驱使叶轮12，叶轮12旋转带动转轴13使得扇叶18在引气头17内旋转，一方面可抽出电池主体1散发的热量，将热量从气体流通道11排出，另一方面使得电池主体1的热量能大面积的接触液冷板2，提高液冷板2的换热质量。
请参阅附图6，根据现有公知常识，冷却液在进入铝合金材料制成的液冷板2内时容易导致冷却液与液体流动通道内壁的铝进行反应，进而生成结晶，如果结晶附着于液体流动通道的内壁上，随着时间的累积，容易对液体流动通道造成堵塞，形成缩管现象，导致能够通过的冷却液越来越少，冷却效率逐渐变差，为此作为优选的，本实施例的两组L形管14的内侧壁均设有承载架27，承载架27活动套设于转轴13外壁并位于液体流动通道内，承载架27不随转轴13旋转，两组承载架27之间的上下端均滑动设有U形架28，承载架27可相对于承载架27进行移动，两组U形架28之间通过一连接杆29连接，使得两承载架27同步移动，两组U形架28相背一侧端部均设有与液体流动通道内壁贴合的毛刷件30，转轴13的外壁套设有缺齿齿轮32，其中一组U形架28上设有与缺齿齿轮32啮合的齿条33，U形架28和承载架27之间还设有弹性件31，在转轴13旋转时通过缺齿齿轮32驱使齿条33，齿条33带动U形架28，U形架28通过毛刷件30摩擦液体流动通道上侧以及下侧的内壁，可有效的去除堆积在液体流动通道内壁的结晶，避免结晶堆积导致液体流动通道堵塞或影响冷却液的流通，在缺齿齿轮32上的齿段与齿条33分离时，弹性件31驱使U形架28移动复位。
作为优选的，本实施例的引气头17的直径大于L形管14的端部直径，且引气头17远离L形管14的一端设有滤网19，通过滤网19拦截灰尘颗粒等，避免堵塞L形管14；L形管14远离引气头17的一端封闭，且其处于气体流通道11内的外壁上开设有多组通气口16，用于排出热量至气体流通道11内。
作为优选的，本实施例的转轴13的端部设有连接杆，且连接杆的一端活动贯穿滤网19后连接有用于对滤网19外壁清洁的清洁件20，例如清洁件20为毛刷板，通过这种设置，避免滤网19堵塞，影响气体流通。
作为优选的，本实施例的液体流动通道包括从上至下倾斜开设于液冷板2内的倾斜通道一8，相邻两组倾斜通道一8之间设有倾斜通道二9，倾斜通道一8和倾斜通道二9之间通过竖向通道10相互连通，倾斜通道一8和倾斜通道二9的倾斜方向互为相反，从附图4可看出，倾斜通道一8呈左高右低的倾斜，倾斜通道二9呈右高左低的倾斜，倾斜通道一8和倾斜通道二9呈倾斜的方式，使得液体在流动时还能依靠重力的作用下冲击叶轮12，确保叶轮12旋转；
请参阅附图7，作为优选的，本实施例的液冷板2的两侧外壁均活动套设有导热套24，导热套24例如为导热硅胶材料制成，其可相对于液冷板2进行移动，通过导热套24接触电池主体1，一方面不会对电池主体1造成损伤，另一方面能有效的将电池主体1产生的热量传递给液冷板2，导热套24上对应引气头17的位置开设有进气口26，该种方式使得扇叶18在转动时，气体带走电池主体1的热量进入进气口26同时带走导热套24内的热量后排出，有效的分担液冷降温负担，提高散热效率和质量，导热套24的外壁开设有蜂窝凹槽25，蜂窝凹槽25使得导热套24在与电池主体1接触时，气体能在导热套24和电池主体1之间流动，进一步提高散热效率和质量，导热套24的内壁设有多组导热柱15，导热柱15例如为导热性能好的铜铝等金属材料，液冷板2的外壁开设有用于容纳导热柱15的活动槽，活动槽的深度大于导热柱15的长度，通过这种设置，方便调整导热套24相对于液冷板2移动，同时不影响导热套24向液冷板2传递热量。
作为优选的，本实施例的液冷板2的顶部设有连接框架21，连接框架21内转动设有双向螺杆22，双向螺杆22的两端均螺纹套设有可在连接框架21内移动的滑块，两组滑块分别与两组导热套24连接，连接框架21侧壁设有驱动杆23，驱动杆23和双向螺杆22通过蜗齿蜗轮传动连接，例如蜗齿安装于双向螺杆22外壁，蜗轮安装于驱动杆23一端，通过旋转驱动杆23，驱动杆23通过蜗齿蜗轮驱使双向螺杆22，双向螺杆22带动滑块使得两组导热套24相互靠近或相互远离，通过该种设置，方便将液冷板2安装在相邻两组电池主体1之间或从相邻两组电池主体1之间拆卸出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种电化学储能电池液冷温控装置，用于对电池主体(1)控温，所述液冷温控装置包括设于电池主体(1)上的液冷板(2)，所述液冷板(2)上下端分别设有进液口(6)和出液口(7)，所述进液口(6)通过管道与增压泵(3)的输出端连通，所述增压泵(3)的输入端通过管道连通水箱(4)，所述出液口(7)通过管道与换热器(5)的输入端连通，所述换热器(5)的输出端通过管道连通水箱(4)，其特征在于：
所述液冷板(2)内设有液体流动通道，所述液体流动通道内设有多组风冷式组件，所述风冷式组件包括设于液体流动通道内的两组对称设置的L形管(14)，所述L形管(14)的一端设有相连通的引气头(17)，所述引气头(17)嵌设于液冷板(2)外壁开设的凹槽内，所述L形管(14)的另一端延伸至液冷板(2)内腔开设的气体流通道(11)内，所述气体流通道(11)的一端贯穿液冷板(2)的侧壁，两组所述L形管(14)之间设有转轴(13)，所述转轴(13)的端部贯穿L形管(14)并延伸至引气头(17)内连接扇叶(18)，所述转轴(13)的外壁且处于两L形管(14)之间的位置设有由进入液体流动通道的液体驱使旋转的叶轮(12)；
两组所述L形管(14)的内侧壁均设有承载架(27)，所述承载架(27)活动套设于转轴(13)外壁并位于液体流动通道内，两组所述承载架(27)之间的上下端均滑动设有U形架(28)，两组所述U形架(28)之间通过一连接杆(29)连接，两组所述U形架(28)相背一侧端部均设有与液体流动通道内壁贴合的毛刷件(30)，所述转轴(13)的外壁套设有缺齿齿轮(32)，其中一组所述U形架(28)上设有与缺齿齿轮(32)啮合的齿条(33)，所述U形架(28)和承载架(27)之间还设有弹性件(31)。
2.根据权利要求1所述的液冷温控装置，其特征在于：所述引气头(17)的直径大于L形管(14)的端部直径，且引气头(17)远离L形管(14)的一端设有滤网(19)，所述L形管(14)远离引气头(17)的一端封闭，且其处于气体流通道(11)内的外壁上开设有多组通气口(16)。
3.根据权利要求2所述的液冷温控装置，其特征在于：所述转轴(13)的端部设有连接杆，且连接杆的一端活动贯穿滤网(19)后连接有用于对滤网(19)外壁清洁的清洁件(20)。
4.根据权利要求1所述的液冷温控装置，其特征在于：所述液体流动通道包括从上至下倾斜开设于液冷板(2)内的倾斜通道一(8)，相邻两组倾斜通道一(8)之间设有倾斜通道二(9)，所述倾斜通道一(8)和倾斜通道二(9)之间通过竖向通道(10)相互连通，所述倾斜通道一(8)和倾斜通道二(9)的倾斜方向互为相反。
5.根据权利要求1所述的液冷温控装置，其特征在于：所述液冷板(2)的两侧外壁均活动套设有导热套(24)，所述导热套(24)上对应引气头(17)的位置开设有进气口(26)，所述导热套(24)的外壁开设有蜂窝凹槽(25)，所述导热套(24)的内壁设有多组导热柱(15)，所述液冷板(2)的外壁开设有用于容纳导热柱(15)的活动槽，活动槽的深度大于导热柱(15)的长度。
6.根据权利要求5所述的液冷温控装置，其特征在于：所述液冷板(2)的顶部设有连接框架(21)，所述连接框架(21)内转动设有双向螺杆(22)，所述双向螺杆(22)的两端均螺纹套设有可在连接框架(21)内移动的滑块，两组所述滑块分别与两组导热套(24)连接，所述连接框架(21)侧壁设有驱动杆(23)，所述驱动杆(23)和双向螺杆(22)通过蜗齿蜗轮传动连接。
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