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：
本實(shí)用新型涉及一種控溫系統(tǒng)，尤其涉及一種用于蓄電池低溫高性能、長(zhǎng)壽命運(yùn)行的控溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蓄電池在工作中會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，特別在大電流放電和充電時(shí)，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(shí)，在計(jì)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(fèi)。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(duì)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(gè)蓄電池1置放于一個(gè)封閉的空間(密封柜2)內(nèi)，通過(guò)壓縮制冷系統(tǒng)對(duì)密閉空間進(jìn)行局部循環(huán)降溫，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)，顯然能夠起到對(duì)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(huì)快速增高，最終將導(dǎo)致蓄電池溫度過(guò)高而開(kāi)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(duì)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(gè)較高的溫度水平。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述傳統(tǒng)技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型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(shí)大幅降低能耗，消除安全隱患。本實(shí)用新型的目的，將通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，與單個(gè)蓄電池或由一個(gè)以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合，每一個(gè)所述蓄電池各自具有外露的兩個(gè)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(duì)一匹配每個(gè)蓄電池的兩個(gè)電極成對(duì)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(guò)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(lái)看可包括以下幾種情況A、對(duì)于一個(gè)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(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管集中連至冷源，并通過(guò)冷源與密封柜外界的壓縮機(jī)組熱交換相連。B、對(duì)于一個(gè)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(guò)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(duì)于一個(gè)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(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個(gè)蓄電池一一對(duì)應(yīng)的冷源，每個(gè)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(gè)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(duì)于一個(gè)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(kāi)放式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池排列于開(kāi)放的空間內(nèi)，通過(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個(gè)蓄電池一一對(duì)應(yīng)的冷源，每個(gè)所述冷源的冷端和熱端通過(guò)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)用本實(shí)用新型提出的冷卻系統(tǒng)，較之于傳統(tǒng)技術(shù)具有顯著的效果通過(guò)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(diǎn)，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(shí)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(shí)施例附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本實(shí)用新型技術(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是本實(shí)用新型蓄電池冷卻系統(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是本實(shí)用新型采用壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的實(shí)施例架構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例架構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例架構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)對(duì)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。[0027]從基本原理結(jié)構(gòu)方面來(lái)看，如圖2所述，該種蓄電池冷卻系統(tǒng)，為與單個(gè)蓄電池或由一個(gè)以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合，其中每一個(gè)蓄電池各自具有外露的兩個(gè)極板。 以下便以單個(gè)蓄電池為例，說(shuō)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(duì)一匹配每個(gè)蓄電池的兩個(gè)電極成對(duì)而設(shè)，與蓄電池1的極板11直接接觸相連。從圖示可見(jiàn)，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?。基于上述基本原理，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(duì)蓄電池進(jìn)行內(nèi)部散熱的同時(shí)，可以增加選配的外殼導(dǎo)熱塊62，通過(guò)熱管7將選配的外殼導(dǎo)熱塊62與冷源連接，對(duì)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(guò)熱管與冷凝板連接傳遞熱量的冷源為間接制冷冷源。而本實(shí)用新型的應(yīng)用中，可以單獨(dú)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(lái)看本實(shí)用新型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(kāi)放的空間內(nèi)。由于本實(shí)用新型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(shí)可以對(duì)在分布式架構(gòu)形式下置于封閉或開(kāi)放的空間內(nèi)的蓄電池進(jìn)行散熱。結(jié)合附圖具體來(lái)看如圖4所示是本實(shí)用新型采用壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的實(shí)施例架構(gòu)示意圖。圖示可見(jiàn) 對(duì)于三個(gè)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(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管7集中連至冷源，并通過(guò)冷源與密封柜外界的壓縮機(jī)組31熱交換相連。如圖5所示是本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例架構(gòu)示意圖。圖示可見(jiàn)對(duì)于三個(gè)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(guò)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(qǐng)參閱圖6所示，是本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例架構(gòu)示意圖。從圖示可見(jiàn)對(duì)于三個(gè)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(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管7分別連至與每個(gè)蓄電池一一對(duì)應(yīng)的冷源，每個(gè)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(gè)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(qǐng)參閱圖7所示，是本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例架構(gòu)示意圖。從圖示可見(jiàn)對(duì)于三個(gè)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(kāi)放式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池1排列于開(kāi)放的空間內(nèi)，通過(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管7分別連至與每個(gè)蓄電池一一對(duì)應(yīng)的冷源，每個(gè)所述冷源的冷端和熱端通過(guò)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(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，與單個(gè)蓄電池或由一個(gè)以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合， 每一個(gè)所述蓄電池各自具有外露的兩個(gè)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(duì)一匹配每個(gè)蓄電池的兩個(gè)電極成對(duì)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(guò)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(duì)于一個(gè)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(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管集中連至冷源，并通過(guò)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(duì)于一個(gè)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(guò)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(duì)于一個(gè)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(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個(gè)蓄電池一一對(duì)應(yīng)的冷源，每個(gè)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(gè)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(duì)于一個(gè)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(kāi)放式分布冷卻的架構(gòu)形式全部蓄電池排列于開(kāi)放的空間內(nèi)，通過(guò)熱傳導(dǎo)塊及熱管分別連至與每個(gè)蓄電池一一對(duì)應(yīng)的冷源，每個(gè)所述冷源的冷端和熱端通過(guò)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)。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種蓄電池冷卻系統(tǒng)，與單個(gè)蓄電池或由一個(gè)以上蓄電池構(gòu)成的電池組構(gòu)建結(jié)合，每一個(gè)蓄電池各自具有外露的兩個(gè)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(duì)一匹配每個(gè)蓄電池的兩個(gè)電極成對(duì)而設(shè)，與蓄電池的極板直接接觸相連。應(yīng)用本實(shí)用新型提出的冷卻系統(tǒng)，通過(guò)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(diǎn)，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(gè)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(hào)H01M10/50GK202094248SQ20112010010
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:蘇州蓋婭智能科技有限公司