[0001] 本发明涉及一种储能技术，具体是一种储能锂电池温度控制装置、管理系统及管理方法。

[0002] 锂离子电池作为核心储能模块，其性能和安全性问题备受关注。其中，热管理方案对锂离子电池模组的温度特性有着重要的影响。本发明根据锂离子电池模组的温度特性，对温度管理进行改进，以期提高电池性能和安全性。

[0003] 目前作为共识，锂电池受温度影响很大,高温会缩短寿命并增加安全风险,低温会减少容量和电压，锂电池的最佳工作温度一般在15℃～35℃之间。

[0004] 热管理方案可根据控制方式分为被动式和主动式两种。被动式热管理方案主要依靠自然对流、辐射和传导等方式进行散热。

[0005] 主动式热管理方案则采用更加灵活的方式，如液体冷却、气体冷却、相变材料等，以实现对电池组温度的精确控制。

[0006] 结合实际应用场景，多采用主动式热管理方案进行温度控制，但是对于储能核心，电容量及电压压降大的情况下，目前现有的液体冷却、气体冷却所起到的作用相对有限，从环保节能的角度出发，开放式自然对流结合气体冷却或液体冷却是一个相对不错的方式，但是考虑到低温环境下(如冬季)，开放式的结构易导致环境温度影响锂电池的工作温度。

[0054] 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。

[0055] 请参阅图1～图17，作为本发明的一种实施例，所述储能锂电池温度控制装置，包括保温壳2，所述保温壳2为双层结构，其外层为硬质合金材质，内层填充有隔热保温棉；

[0056] 采用硬质的合金材质可以抵御外部撞击、挤压等造成内部锂电池模组1的变形甚至是破裂的风险；同样地，硬质的合金材质也可有效降低内部的锂电池模组1膨胀变形的概率。

[0057] 所述保温壳2整体呈上端设置有开口的盒体状，盒体状的保温壳2内部空间与锂电池模组1的外形相适配；

[0058] 所述保温壳2的内壁与所述锂电池模组1的外壁之间具有空隙，锂电池模组1的外周设置多个散热通道8，所述散热通道8处于所述空隙之中；其中，多个散热通道8分为两组，两组散热通道8的数量相同，且风向相反，也即一半数量的散热通道8与另一半数量的散热通道8中的通风风向相反。

[0059] 正是由于具有一半数量的散热通道8中的通风风向与另一半散热通道8中的风向相反，因此可以相对均衡地对处于保温壳2中的锂电池模组1进行散热。如若所有散热通道8中的风险均一致，很显然，距离进风口更近处的温度低，而沿着散热通道8距离进风口更远之处的散热效果略显不佳。

[0060] 所述保温壳2上开设有多个通风口，每一通风口处均密封安装有散热框14，所述散热框14中横置有多个百叶片15，多个所述百叶片15沿竖直方向相互重叠排布；

[0061] 所述两组散热通道8的一端与各与一个风机7相连，两个所述风机7之间通过传动结构相连，且传动结构还通过机械控制结构与散热框14中的百叶片15相配合；

[0062] 当传动结构带动两个风机7同步运行时，所述机械控制结构带动所述百叶片15转动打开。

[0063] 该实施例中，在传动结构尚未工作之时，两个风机7均处于停机状态，锂电池模组1的温度未达到散热温度；此时散热框14中的多个百叶片15相互叠合并将散热框14覆盖，以将通风口封堵；只有在锂电池模组1的温度超过预设温度之时，传动结构才会带动两个风机7工作，对处于保温壳2中的锂电池模组1进行散热；与此同时，机械控制结构带动多个通风口处的百叶片15打开，使得保温壳2的内部能够通过通风口和散热框14而直接与保温壳2外部进行热交换，进一步提高散热速率。

[0064] 本发明中的锂电池温度控制装置，能够在低温环境下降锂电池模组1包覆在保温壳2内部，且保持保温壳2内部与外界环境隔绝，避免过低的环境温度直接传导至保温壳2内部的锂电池模组1上，使其电容和电压受到影响。

[0065] 而在保温壳2的内部温度高于环境温度并超过预设值时，通过设置的风机7向散热通道8中泵入空气而对保温壳2内的锂电池模组1进行冷却，同时，利用机械控制结构带动散热框14中的百叶片15打开，实现保温壳2内部与外部之间进行热交换，进一步提高散热效率。

[0066] 作为本发明进一步的方案，所述传动结构包括固定安装在所述保温壳2外壁一侧上的伺服电机3，所述伺服电机3的输出端连接有传动轴4，传动轴4转动连接在所述保温壳2的外壁上；

[0067] 所述保温壳2的外壁另一侧上转动设置有另一传动轴4，两个所述传动轴4相互平行，且均同轴固定一段蜗杆5；两段蜗杆5各与一个蜗轮6相配合，两个所述蜗轮6分别与两个风机7的叶轮轴相连；

[0068] 其中，所述保温壳2的外壁上还转动设置有与两个所述传动轴4均垂直的转轴11，其中一个传动轴4的一端固定有一号伞齿轮9，另一传动轴4的一端固定有四号伞齿轮13，转轴11的两端分别固定有二号伞齿轮10和三号伞齿轮12；

[0069] 三号伞齿轮12与四号伞齿轮13啮合，一号伞齿轮9与二号伞齿轮10啮合。

[0070] 在该实施例中，当保温壳2内部温度超过预设值后，向伺服电机3发送讯号，伺服电机3开启工作，并通过其输出端的输出轴而带动其中一个传动轴4转动，该传动轴4带动其上的蜗杆5转动；同时，该传动轴4还通过一号伞齿轮9和二号伞齿轮10配合而带动转轴11转动，转轴11再借助三号伞齿轮12和四号伞齿轮13配合而带动另一传动轴4转动，以此实现两段蜗杆5同步转动。

[0071] 两段蜗杆5分别带动两侧的蜗轮6和两侧的风机7工作，最终实现两组散热通道8中的风向相反。

[0072] 作为本发明更进一步的方案，所述散热框14的侧边开设有销孔1401，所述百叶片15的侧边固定有与所述销孔1401转动配合的销轴1501，所述销轴1501的端部固定连接联接件1502，所述联接件1502的端部与固定设置凸柱1503；

[0073] 所述凸柱1503与调节件1504转动配合，所述机械控制结构连接所述调节件1504。

[0074] 在该实施例中，由于百叶片15均是通过销轴1501控制的，而每一百叶片15上的销轴1501均与联接件1502和凸柱1503固定，因此，只需要控制各凸柱1503动作便可实现多个百叶片15同步动作，故只需要控制调节件1504动作便可实现同步控制多个百叶片15开闭。

[0075] 作为本发明再进一步的方案，所述机械控制结构包括滑动设置于所述传动轴4上的滑套20，以及转动设置在所述滑套20上的转套21，所述转套21通过推拉杆25与所述调节件1504相连；

[0076] 具体地，所述推拉杆25的一端与所述转套21转动配合，推拉杆25的另一端与插轴26转动配合，且插轴26固定插设在所述调节件1504上；

[0077] 所述传动轴4上还设置有离心组件和复位组件，所述离心组件能够在所述传动轴4转动时带动所述转套21及所述滑套20沿着所述传动轴4的轴向滑动。

[0078] 在该实施例中，当传动轴4转动时，利用离心组件产生的离心力而带动转套21及滑套20沿着传动轴4的轴向滑动，其中，转套21借助推拉杆25而带动插轴26动作，最终带动调节件1504动作，以将多个百叶片15同步打开；而在传动轴4停止转动时，由于离心组件无法活动离心力，因此，在复位组件的作用下而带动所述转套21及滑套20复位，重新将多个百叶片15叠合关闭。

[0079] 作为本发明再进一步的方案，所述离心组件包括固定在所述传动轴4上的转盘16、沿所述转盘16的径向滑动设置于所述转盘16上的滑块17、以及连接所述滑块17与所述滑套20的连杆19；

[0080] 所述滑套20的边缘形成有多个沿圆周等间距分布的支臂2001，所述支臂2001沿着所述滑套20的径向向外延伸，所述连杆19的一端与所述滑块17转动配合，连杆19的另一端与所述支臂2001的端部转动配合。

[0081] 在该实施例中，当传动轴4高速转动时带动转盘16转动，转盘16上沿径向分布的多个滑块17便会向外滑动，并通过连杆19而带动支臂2001及滑套20远离转盘16，滑套20一边远离转盘16，一边在连杆19的约束下而跟随转盘16转动；但是转套21在推拉杆25的约束下只会向远离转盘16的方向滑动，并不跟随滑套20转动。

[0082] 作为本发明再进一步的方案，所述转盘16上沿其径向开设有多个滑槽1601，所述滑块17滑动设置于所述滑槽1601中，且滑槽1601通过穿道1602而贯穿所述转盘16，所述穿道1602中滑动设置有连接柱，所述连接柱的一端与滑块17固定，另一端与配重块18固定。

[0083] 在该实施例中，通过设置的配重块18而增加滑块17的重量，注意的是，配重块18采用高密度金属所制，例如铅块；因此在配重块18跟随滑块17转动的过程中，可以增加离心力的大小；另外，通过设置的滑槽1601和穿道1602，限制了滑块17及连接柱只可沿转盘16的径向活动，避免高速转动的过程中偏倚。

[0084] 作为本发明再进一步的方案，所述转套21套设在所述滑套20的外部，所述滑套20的外壁上沿圆周等间距地开设有多个凹孔，所述凹孔中滚动嵌合有滚珠22；

[0085] 所述转套21的内壁上开设有一圈凹道2101，所述滚珠22嵌合在所述凹孔与所述凹道2101之间。

[0086] 在该实施例中，通过设置的凹孔、凹道2101、以及滚珠22，使得转套21与滑套20之间只可相对转动，而无法产生轴向滑动；因此，在连杆19带动滑套20远离转盘16的过程中，转套21也会同步远离转盘16，且转套21能够不随滑套20转动。

[0087] 作为本发明再进一步的方案，所述复位组件包括固定设置在所述传动轴4上的轴套24，所述轴套24朝向所述转套21的一侧外壁上套设有弹簧23，所述弹簧23远离所述轴套24的一端套设在滑套20上；

[0088] 所述滑套20和所述轴套24的外壁均形成有阶梯，所述弹簧23的两端分别与滑套20上的阶梯及轴套24上的阶梯相抵触，且弹簧23保持预压。

[0089] 在该实施例中，在不存在离心力的情况下，通过弹簧23而给与滑套20一个向转盘16靠近的弹力，从而保持百叶片15处于闭合状态；只有在传动轴4带动转盘16高速转动的情况下，由于滑块17及配重块18所产生的离心力足以克服弹簧23的弹力并进一步压缩弹簧
23，故滑套20和转套21会远离转盘16。

[0090] 另外，本发明还提出了一种储能锂电池温度管理系统，包括上述的储能锂电池温度控制装置，还包括安装在所述保温壳2外壁上的微控模块27，所述保温壳2的内部设置有多个温度传感器，多个所述温度传感器通过微控模块27与所述伺服电机3建立通讯。

[0091] 当保温壳2内的温度传感器检测到平均温度超过预设值时，向微控模块27发送讯号；微控模块27再向伺服电机3发送散热讯号。

[0092] 最后，本发明还提出一种采用上述系统对储能锂电池的温度进行管理的方法，包括如下步骤：

[0093] 步骤一，温度信号捕捉，利用分布于锂电池模组1上的各点位的温度传感器对保温壳2内的多个点位温度进行实时采集并监测；

[0094] 步骤二，数据处理，将步骤一中采集到的多组数据进行加权平均运算，得出平均温度数据；

[0095] 步骤三，比对控制，将步骤二中运算得出的平均温度数据与预设的散热启动温度数值进行比较；若平均温度超过预设温度，则向伺服电机3发送散热信号。

[0096] 需要注意的是，上述预设的散热启动温度数值为人为设定的，可通过外接设备进行修正或调控。

[0097] 上述实施例是示范性的，而非限制性的，故在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明的技术方案均囊括在本发明内。