專利名稱：一種蓄電池冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控溫系統(tǒng)，尤其涉及一種用于蓄電池低溫高性能、長壽命運行的控溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蓄電池在工作中會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，特別在大電流放電和充電時，發(fā)熱現(xiàn)象特別嚴(yán)重。發(fā)熱將導(dǎo)致蓄電池性能下降，更嚴(yán)重的將導(dǎo)致蓄電池?fù)p壞甚至爆炸。同時，在計算機(jī)房、 電信機(jī)房等環(huán)境通常需要使用空調(diào)以冷卻因設(shè)備發(fā)熱而被加熱的室內(nèi)空氣，保證設(shè)備的工作環(huán)境溫度，大多數(shù)設(shè)備需要保持的溫度大致在35°C左右即可，但是由于蓄電池需要維持 15°C至25°C的溫度才能保證可靠工作，因此，機(jī)房空調(diào)需要維持在15°C至25°C。由此，空調(diào)所消耗電量占機(jī)房總耗電量的40%以上，造成了電能的浪費。目前已有的一些技術(shù)給出了保持機(jī)房較高的溫度，而專門針對蓄電池進(jìn)行進(jìn)一步降溫的方法。如圖1所示主要將多個蓄電池1置放于一個封閉的空間(密封柜2)內(nèi)，通過壓縮制冷系統(tǒng)對密閉空間進(jìn)行局部循環(huán)降溫，以此實現(xiàn)對蓄電池的局部散熱。壓縮制冷系統(tǒng)(包含壓縮機(jī)組31、蒸發(fā)器32和冷凝器3 在正常工作時，顯然能夠起到對蓄電池局部降溫的作用，但一旦發(fā)生異常情況，由于蓄電池被封閉，如降溫設(shè)備功率不夠，而蓄電池發(fā)出熱量將很快積累，溫度會快速增高，最終將導(dǎo)致蓄電池溫度過高而開裂損壞甚至爆炸。 因而，蓄電池局部降溫冷卻的技術(shù)在推廣中遇到了很大的技術(shù)障礙。更重要的是，傳統(tǒng)技術(shù)對蓄電池的冷卻始終是基于蓄電池外部環(huán)境進(jìn)行的，除了蓄電池本身塑料外殼導(dǎo)熱性差之外，密封柜2內(nèi)所存在的空氣4也是高熱容的介質(zhì)。因此即使蓄電池的周邊環(huán)境降溫了，其本身內(nèi)部的工作溫度可能仍保持在一個較高的溫度水平。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述傳統(tǒng)技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種適用于各種規(guī)模蓄電池應(yīng)用的冷卻系統(tǒng)，為蓄電池在電氣及新能源應(yīng)用等方面能發(fā)揮出極佳的性能，提高新能源應(yīng)用的效率；同時大幅降低能耗，消除安全隱患。本發(fā)明的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，與單個蓄電池或由一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合，每一個所述蓄電池各自具有外露的兩個極板，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)包含冷源，一端與冷源相接用于導(dǎo)熱的熱管以及與熱管另一端相接的熱傳導(dǎo)塊，所述熱傳導(dǎo)塊一對一匹配每個蓄電池的兩個電極成對而設(shè)，與蓄電池的極板直接接觸相連。進(jìn)一步地，其中所述熱傳導(dǎo)塊為與熱管一體相連、具導(dǎo)熱性的塊體，且所述導(dǎo)熱塊體上設(shè)有用于與極板相接的螺孔。進(jìn)一步地，所述冷卻系統(tǒng)還包含與所述蓄電池的外殼接觸相連的外殼導(dǎo)熱塊，且所述外殼導(dǎo)熱塊為具導(dǎo)熱性的塊體，通過熱管與冷源相連接。進(jìn)一步地，所述冷源為半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板、壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的冷凝板中的一種或兩種結(jié)合，且所述冷源與熱管的連接處設(shè)有絕緣導(dǎo)熱層。進(jìn)一步地，從所述冷卻系統(tǒng)的架構(gòu)形式來看可包括以下幾種情況A、對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的冷凝板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為集中冷卻的架構(gòu)形式冷源及全部蓄電池放置于密封柜之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管集中連至冷源，并通過冷源與密封柜外界的壓縮機(jī)組熱交換相連。B、對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為集中冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池放置于密封柜之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管集中連至冷源，所述冷源與熱管相接的冷端設(shè)于密封柜內(nèi)側(cè)，且冷源的熱端設(shè)于密封柜外側(cè)，與密封柜外界的散熱器熱交換相連。C、對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為封閉式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池放置于密封柜之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個蓄電池一一對應(yīng)的冷源，每個所述冷源與熱管相接的冷端設(shè)于密封柜內(nèi)側(cè)，且每個冷源的熱端均設(shè)于密封柜外側(cè)，與密封柜外界的散熱器熱交換相連。D、對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為開放式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池排列于開放的空間內(nèi)，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個蓄電池一一對應(yīng)的冷源，每個所述冷源的冷端和熱端通過隔熱板相隔，其中各冷端與熱管相連于隔熱板一側(cè)，且各熱端與散熱器熱交換相連于隔熱板另一側(cè)。應(yīng)用本發(fā)明提出的冷卻系統(tǒng)，較之于傳統(tǒng)技術(shù)具有顯著的效果通過直接從蓄電池的極板作為蓄電池工作所產(chǎn)生的熱量排散出發(fā)點，結(jié)合高導(dǎo)熱性的熱傳導(dǎo)塊、熱管等器件組成多種架構(gòu)形式的冷卻系統(tǒng)，能夠從蓄電池內(nèi)側(cè)將熱量迅速排散，同時蓄電池外殼仍然能夠進(jìn)行自然散熱，使蓄電池持久保持在合適的工作環(huán)境溫度下，且大幅節(jié)省了冷卻所需的能耗，有效規(guī)避了蓄電池?zé)崃糠e聚引發(fā)爆炸的安全隱患。以下便結(jié)合實施例附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。


圖1是傳統(tǒng)蓄電池冷卻系統(tǒng)局部散熱的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明蓄電池冷卻系統(tǒng)散熱基本原理的架構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示基本原理進(jìn)一步完善后的架構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明采用壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的實施例架構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的一個實施例架構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的另一個實施例架構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的又一個實施例架構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)對不同材質(zhì)導(dǎo)熱性能以及蓄電池?zé)崃慨a(chǎn)生、分布、排散先后等因素的分析結(jié)果，創(chuàng)新提出了一種新型的蓄電池冷卻系統(tǒng)，并且進(jìn)一步提供了該冷卻系統(tǒng)多種可行的架構(gòu)形式，以適應(yīng)不同的蓄電池散熱要求。
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從基本原理結(jié)構(gòu)方面來看，如圖2所述，該種蓄電池冷卻系統(tǒng)，為與單個蓄電池或由一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合，其中每一個蓄電池各自具有外露的兩個極板。 以下便以單個蓄電池為例，說明該冷卻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成的特征其包含冷源8，一端與冷源相接用于導(dǎo)熱的熱管7以及與熱管另一端相接的熱傳導(dǎo)塊61，該熱傳導(dǎo)塊61 —對一匹配每個蓄電池的兩個電極成對而設(shè)，與蓄電池1的極板11直接接觸相連。從圖示可見，該熱傳導(dǎo)塊61為與熱管一體相連且具有良好導(dǎo)熱性的塊體，且其上設(shè)有用于與極板相接的螺孔(雖未圖示，但圖示可形象地得出熱傳導(dǎo)塊61與極板11為螺接固定成一體)；其材質(zhì)可以是金屬，也可以是其它導(dǎo)熱性相當(dāng)?shù)姆墙饘??；谏鲜龌驹?，其進(jìn)一步的優(yōu)化方案如圖3所示，該蓄電池冷卻系統(tǒng)在對蓄電池進(jìn)行內(nèi)部散熱的同時，可以增加選配的外殼導(dǎo)熱塊62，通過熱管7將選配的外殼導(dǎo)熱塊62與冷源連接，對蓄電池的外殼加以散熱，使得蓄電池可以高效安全可靠的工作。其中冷源包括直接制冷或間接制冷兩種形式，其中半導(dǎo)體制冷為直接制冷冷源， 而壓縮機(jī)制冷方式中通過熱管與冷凝板連接傳遞熱量的冷源為間接制冷冷源。而本發(fā)明的應(yīng)用中，可以單獨使用其中一種冷源形式，也可以兩種形式相結(jié)合使用。此外，該冷源與熱管連接部分中間設(shè)有絕緣導(dǎo)熱層或絕緣導(dǎo)熱材料(未圖示)，以避免因熱管等金屬器件引起的蓄電池短路故障。從應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)來看本發(fā)明涉及的新型蓄電池冷卻系統(tǒng)包含集中式和分布式兩大架構(gòu)形式，并且可以將蓄電池在集中式或分布式冷卻方式下置于封閉或開放的空間內(nèi)。由于本發(fā)明涉及的新型蓄電池冷卻方法中采用了冷凝板和半導(dǎo)體制冷器件，因此相應(yīng)的冷卻方法為壓縮機(jī)制冷冷卻和半導(dǎo)體傳導(dǎo)冷卻，其中壓縮機(jī)制冷冷卻適用于蓄電池的集中式架構(gòu)形式，而半導(dǎo)體傳導(dǎo)冷卻不僅適用于蓄電池的集中式和/或分布式架構(gòu)形式，同時可以對在分布式架構(gòu)形式下置于封閉或開放的空間內(nèi)的蓄電池進(jìn)行散熱。結(jié)合附圖具體來看如圖4所示是本發(fā)明采用壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的實施例架構(gòu)示意圖。圖示可見對于三個蓄電池構(gòu)成的電池組，并以壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的冷凝板81為冷源，該冷卻系統(tǒng)為集中冷卻的架構(gòu)形式冷源及全部蓄電池1放置于密封柜2之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管7集中連至冷源，并通過冷源與密封柜外界的壓縮機(jī)組31熱交換相連。如圖5所示是本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的一個實施例架構(gòu)示意圖。圖示可見 對于三個蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板82為冷源，該冷卻系統(tǒng)為集中冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池1放置于密封柜2之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管7集中連至冷源，該冷源與熱管7相接的冷端設(shè)于密封柜2內(nèi)側(cè)，且冷源的熱端設(shè)于密封柜外側(cè)，與密封柜外界的散熱器9a熱交換相連。再請參閱圖6所示，是本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的另一個實施例架構(gòu)示意圖。 從圖示可見對于三個蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板82為冷源，該冷卻系統(tǒng)為封閉式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池1放置于密封柜2之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管7分別連至與每個蓄電池一一對應(yīng)的冷源，每個所述冷源與熱管相接的冷端設(shè)于密封柜2內(nèi)側(cè)，且每個冷源的熱端均設(shè)于密封柜2外側(cè)，與密封柜外界的散熱器9b熱交換相連。再請參閱圖7所示，是本發(fā)明采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的又一個實施例架構(gòu)示意圖。從圖示可見對于三個蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板82為冷源，該冷卻系統(tǒng)為開放式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池1排列于開放的空間內(nèi)，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管7分別連至與每個蓄電池一一對應(yīng)的冷源，每個所述冷源的冷端和熱端通過隔熱板21相隔，其中各冷端與熱管相連于隔熱板21 —側(cè)，且各熱端與散熱器9b熱交換相連于隔熱板21另一側(cè)。 應(yīng)用該蓄電池冷卻系統(tǒng)，可使蓄電池持久保持在合適的工作環(huán)境溫度下，且大幅節(jié)省了冷卻所需的能耗，有效規(guī)避了蓄電池?zé)崃糠e聚引發(fā)爆炸的安全隱患。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，與單個蓄電池或由一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合， 每一個所述蓄電池各自具有外露的兩個極板，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)包含冷源，一端與冷源相接用于導(dǎo)熱的熱管以及與熱管另一端相接的熱傳導(dǎo)塊，所述熱傳導(dǎo)塊一對一匹配每個蓄電池的兩個電極成對而設(shè)，與蓄電池的極板直接接觸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述熱傳導(dǎo)塊為與熱管一體相連、具導(dǎo)熱性的塊體，且所述導(dǎo)熱塊體上設(shè)有用于與極板相接的螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)還包含與所述蓄電池的外殼接觸相連的外殼導(dǎo)熱塊，且所述外殼導(dǎo)熱塊為具導(dǎo)熱性的塊體，通過熱管與冷源相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述冷源為半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板、壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的冷凝板中的一種或兩種結(jié)合，且所述冷源與熱管的連接處設(shè)有絕緣導(dǎo)熱層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的冷凝板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為集中冷卻的架構(gòu)形式 冷源及全部蓄電池放置于密封柜之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管集中連至冷源，并通過冷源與密封柜外界的壓縮機(jī)組熱交換相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為集中冷卻的架構(gòu)形式 全部蓄電池放置于密封柜之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管集中連至冷源，所述冷源與熱管相接的冷端設(shè)于密封柜內(nèi)側(cè)，且冷源的熱端設(shè)于密封柜外側(cè)，與密封柜外界的散熱器熱交換相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為封閉式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池放置于密封柜之中，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個蓄電池一一對應(yīng)的冷源，每個所述冷源與熱管相接的冷端設(shè)于密封柜內(nèi)側(cè)，且每個冷源的熱端均設(shè)于密封柜外側(cè)，與密封柜外界的散熱器熱交換相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于對于一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組，并以半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱板為冷源，所述冷卻系統(tǒng)為開放式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池排列于開放的空間內(nèi)，通過熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個蓄電池一一對應(yīng)的冷源，每個所述冷源的冷端和熱端通過隔熱板相隔，其中各冷端與熱管相連于隔熱板一側(cè)，且各熱端與散熱器熱交換相連于隔熱板另一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，與單個蓄電池或由一個以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合，每一個蓄電池各自具有外露的兩個極板，該冷卻系統(tǒng)包含冷源，一端與冷源相接用于導(dǎo)熱的熱管以及與熱管另一端相接的熱傳導(dǎo)塊，該熱傳導(dǎo)塊一對一匹配每個蓄電池的兩個電極成對而設(shè)，與蓄電池的極板直接接觸相連。應(yīng)用本發(fā)明提出的冷卻系統(tǒng)，通過直接從蓄電池的極板作為蓄電池工作所產(chǎn)生的熱量排散出發(fā)點，結(jié)合高導(dǎo)熱性的熱傳導(dǎo)塊、熱管等器件組成多種架構(gòu)形式的冷卻系統(tǒng)，能夠從蓄電池內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個層面將熱量迅速排散，使蓄電池持久保持在合適的工作環(huán)境溫度下，且大幅節(jié)省了冷卻所需的能耗，有效規(guī)避了蓄電池?zé)崃糠e聚引發(fā)爆炸的安全隱患。
文檔編號H01M10/50GK102208704SQ20111008714
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者瞿磊 申請人:蘇州蓋婭智能科技有限公司