1.本发明涉及
锂电池技术领域，具体而言，涉及一种锂电池的冷却及余热回收装置。
背景技术：
2.随着新型电力系统的建设，未来在电网、用户侧会采用越来越多的
储能设备。其中，锂电池储能由于能量密度高，建设场地条件限制少，将得到较大规模的发展。目前已建成的集中式锂电池储能容量达到了100mw以上。锂电池储能，效率只有85％，剩下的15％都以热的方式耗散，根据电池发热情况，发热温度可达60℃，在大规模的集中式储能站开展热回收，为周边热用户提供中高品质热力，将具有较大的经济和社会价值。
3.现有的锂电池冷却系统大部分未实现余热回收利用，即锂电池由于工作产生的热都以热能形式耗散了，不经济的同时浪费资源。在锂电池冷却过程中，现有的冷却系统是根据锂电池机组的装机容量进行配比冷却能力，未有一个标准化、模块化的方案。
技术实现要素：
4.本发明的目的包括提供一种锂电池的冷却及余热回收装置，其能够将余热回收系统与冷却系统结合，节约能源，增加经济性，而且形成模块化的冷却组件，可以按锂电池的数量增减冷却组件，增减装置灵活性。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本发明提供一种锂电池的冷却及余热回收装置，锂电池的冷却及余热回收装置包括冷却系统和余热回收系统；
7.冷却系统包括冷水机组、冷热水回路、压缩机、冷凝器和多个蒸发器，蒸发器用于吸收锂电池的热量，蒸发器、压缩机和冷凝器通过管道连接成循环回路，冷凝器通过冷热水回路连接到冷水机组，冷水机组用于冷却冷热水回路带出的热量；
8.余热回收系统包括换热器机组和热泵机组，换热器机组用于将冷水机组的热量传递到热泵机组，热泵机组用于将热量传递给用户。
9.本发明实施例提供的锂电池的冷却及余热回收装置的有益效果包括：
10.1.将余热回收系统与冷却系统结合，将锂电池产生的热回收利用，节约能源，增加了经济性；
11.2.形成模块化的冷却组件，可以按锂电池的数量增减冷却组件，增加了装置的灵活性。
12.在可选的实施方式中，多个蒸发器并联连接，一个蒸发器用于吸收一个锂电池的热量。
13.这样，可以按锂电池的数量增减蒸发器的数量，而且拆装方便。
14.在可选的实施方式中，冷却系统还包括锂电池箱体，蒸发器安装在锂电池箱体内，锂电池箱体用于盛装锂电池。
15.在可选的实施方式中，冷凝器包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口，蒸发器、压缩
机、a1接口和b1接口依次首尾连通，c1接口和d1接口用于连接冷热水回路。
16.在可选的实施方式中，换热器机组包括第一换热器、第二换热器和三通阀，第一换热器用于将冷水机组的热量传递到第二换热器，第二换热器用于将热量传递到热泵机组，三通阀安装在第一换热器与第二换热器之间的管路上，三通阀用于将热量传递给用户。
17.在可选的实施方式中，第一换热器包括a2接口和b2接口，冷水机组、a2接口和b2接口依次首尾连通。
18.在可选的实施方式中，第一换热器还包括c2接口和d2接口，第二换热器包括a3接口和b3接口，三通阀、c2接口、d2接口、b3接口和a3接口依次首尾连通。
19.在可选的实施方式中，第二换热器还包括c3接口和d3接口，热泵机组、c3接口和d3接口依次首尾连通。
20.这样，换热器机组的结构形式简单，安全可靠，拆装方便，成本低。
21.在可选的实施方式中，热泵机组包括动力泵、开关阀和第三换热器，动力泵、c3接口、d3接口、开关阀和第三换热器依次首尾连通。
22.在可选的实施方式中，第三换热器包括a4接口、b4接口、c4接口和d4接口，a4接口、动力泵、c3接口、d3接口、开关阀和b4接口依次首尾连通，c4接口和d4接口用于将热量传递给用户。
23.这样，热泵机组的结构形式简单，安全可靠，拆装方便，成本低。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本发明实施例提供的锂电池的冷却及余热回收装置的组成示意图；
26.图2为图1中冷却系统的结构示意图；
27.图3为图1中余热回收系统的结构示意图。
28.图标：100-锂电池的冷却及余热回收装置；110-冷却系统；111-锂电池箱体；112-冷水机组；113-冷热水回路；114-压缩机；115-冷凝器；116-蒸发器；120-余热回收系统；121-换热器机组；1211-第一换热器；1212-第二换热器；1213-三通阀；122-热泵机组；1221-动力泵；1222-开关阀；1223-第三换热器；200-锂电池。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
35.现有的锂电池冷却系统大部分未实现余热回收利用，未有一个标准化、模块化的方案对锂电池进行配比冷却能力。
36.本发明实施例解决上述技术问题的技术思路是：改进锂电池冷却系统，使其成为模块化的组件，同时增加余热回收系统。具体的技术手段是：在锂电池内部增加许多平行的蒸发器，用以均匀吸收锂电池产生的热量，使其可以按锂电池大小增加或删减蒸发器个数，达到模块化调节冷却系统的目的。同时，在锂电池冷却系统的冷站增加余热回收热系统，将锂电池产生的热回收利用。
37.请参考图1，本实施例提供了一种锂电池的冷却及余热回收装置100(以下简称：“装置”)，装置包括冷却系统110和余热回收系统120。其中，冷却系统110用于连接在锂电池200上，用于吸收锂电池200的热量，余热回收系统120连接在冷却系统110上，用于将冷却系统110吸收的热量传递给用户。这样，将余热回收系统120与冷却系统110结合，节约能源，增加经济性。
38.具体的，请查阅图1和图2，冷却系统110包括锂电池箱体111、冷水机组112、冷热水回路113、压缩机114、冷凝器115和多个蒸发器116。蒸发器116安装在锂电池箱体111内，锂电池箱体111用于盛装锂电池200。蒸发器116用于吸收锂电池200的热量，蒸发器116、压缩机114和冷凝器115通过管道连接成循环回路，冷凝器115通过冷热水回路113连接到冷水机组112，冷水机组112用于冷却冷热水回路113带出的热量。
39.这样，形成模块化的冷却组件，可以按锂电池200的数量增减冷却组件，增减装置灵活性。
40.其中，多个蒸发器116并联连接，一个蒸发器116用于吸收一个锂电池200的热量。这样，可以按锂电池的数量增减蒸发器116的数量，而且拆装方便。
41.本实施例中，在图2中蒸发器116的数量为4个，每个蒸发器116的一端连接到压缩机114上，每个蒸发器116的另一端连接到冷凝器115的b1接口。这样，蒸发器116之间相当于并联的形式，其中一个或几个蒸发器116可以用于对一个锂电池进行冷却，在锂电池数量较多的情况下，还可以方便地在装置上加装蒸发器116，加装的蒸发器116与已有的蒸发器116也是并联形式，从而使加装的蒸发器116用于对其他的锂电池进行冷却，提供装置的灵活性。同理，也可以在锂电池数量较少的情况下，从装置上拆下多余的蒸发器116，减少装置的成本，同时保证所需的冷却效果。
42.具体的，冷凝器115包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口，蒸发器116、压缩机114、
a1接口和b1接口依次首尾连通，c1接口和d1接口用于连接冷热水回路113。
43.请查阅图3，余热回收系统120包括换热器机组121和热泵机组122，换热器机组121用于将冷水机组112的热量传递到热泵机组122，热泵机组122用于将热量传递给用户。
44.具体的，换热器机组121包括第一换热器1211、第二换热器1212和三通阀1213，第一换热器1211用于将冷水机组112的热量传递到第二换热器1212，第二换热器1212用于将热量传递到热泵机组122，三通阀1213安装在第一换热器1211与第二换热器1212之间的管路上，三通阀1213用于将热量传递给用户。
45.其中，第一换热器1211包括a2接口、b2接口、c2接口和d2接口，第二换热器1212包括a3接口、b3接口、c3接口和d3接口。
46.冷水机组112、a2接口和b2接口依次首尾连通。第二换热器1212包括a3接口和b3接口，三通阀1213、c2接口、d2接口、b3接口和a3接口依次首尾连通。热泵机组122、c3接口和d3接口依次首尾连通。
47.这样，换热器机组121的结构形式简单，安全可靠，拆装方便，成本低。
48.热泵机组122包括动力泵1221、开关阀1222和第三换热器1223，动力泵1221、c3接口、d3接口、开关阀1222和第三换热器1223依次首尾连通。
49.具体的，第三换热器1223包括a4接口、b4接口、c4接口和d4接口，a4接口、动力泵1221、c3接口、d3接口、开关阀1222和b4接口依次首尾连通，c4接口和d4接口用于将热量传递给用户。
50.这样，热泵机组122的结构形式简单，安全可靠，拆装方便，成本低。
51.本实施例提供的锂电池的冷却及余热回收装置100的工作原理：
52.在锂电池冷却过程中，蒸发器116将锂电池产生的热量吸收，经压缩机114提供能量运送到冷凝器115中，并将热量传递给冷热水回路113，其中，均匀分布数量可增减的蒸发器116，可以使锂电池的冷却组件实现模块化，可以任意的增加或者减少锂电池模块的数量，并根据锂电池的数量匹配数量相等的蒸发器116。
53.在余热回收的过程中，由冷水机组112将冷热水回路113中带出的热量吸收，并将热量传递到第一换热器1211，而后由第一换热器1211将热量传递给第二换热器1212，经由热泵机组122将
低品位的余热转换成高品位的热量，输送给用户；其中，第一换热器1211获得的余热也可通过三通阀1213直接传递到其他用户。
54.本实施例提供的锂电池的冷却及余热回收装置100的有益效果包括：
55.1.将余热回收系统120与冷却系统110结合，将锂电池产生的热回收利用，节约能源，增加了经济性；
56.2.形成模块化的冷却组件，可以按锂电池的数量增减冷却组件，增加了装置的灵活性；
57.3.换热器机组121和热泵机组122的结构形式简单，安全可靠，拆装方便，成本低。
58.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。技术特征：
1.一种锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述锂电池的冷却及余热回收装置包括冷却系统(110)和余热回收系统(120)；所述冷却系统(110)包括冷水机组(112)、冷热水回路(113)、压缩机(114)、冷凝器(115)和多个蒸发器(116)，所述蒸发器(116)用于吸收锂电池(200)的热量，所述蒸发器(116)、所述压缩机(114)和所述冷凝器(115)通过管道连接成循环回路，所述冷凝器(115)通过所述冷热水回路(113)连接到所述冷水机组(112)，所述冷水机组(112)用于冷却所述冷热水回路(113)带出的热量；所述余热回收系统(120)包括换热器机组(121)和热泵机组(122)，所述换热器机组(121)用于将所述冷水机组(112)的热量传递到所述热泵机组(122)，所述热泵机组(122)用于将热量传递给用户。2.根据权利要求1所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，多个所述蒸发器(116)并联连接，一个所述蒸发器(116)用于吸收一个所述锂电池(200)的热量。3.根据权利要求1所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述冷却系统(110)还包括锂电池箱体(111)，所述蒸发器(116)安装在所述锂电池箱体(111)内，所述锂电池箱体(111)用于盛装所述锂电池(200)。4.根据权利要求1所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述冷凝器(115)包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口，所述蒸发器(116)、所述压缩机(114)、所述a1接口和所述b1接口依次首尾连通，所述c1接口和所述d1接口用于连接所述冷热水回路(113)。5.根据权利要求1所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述换热器机组(121)包括第一换热器(1211)、第二换热器(1212)和三通阀(1213)，所述第一换热器(1211)用于将所述冷水机组(112)的热量传递到所述第二换热器(1212)，所述第二换热器(1212)用于将热量传递到所述热泵机组(122)，所述三通阀(1213)安装在所述第一换热器(1211)与所述第二换热器(1212)之间的管路上，所述三通阀(1213)用于将热量传递给用户。6.根据权利要求5所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述第一换热器(1211)包括a2接口和b2接口，所述冷水机组(112)、所述a2接口和所述b2接口依次首尾连通。7.根据权利要求6所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述第一换热器(1211)还包括c2接口和d2接口，所述第二换热器(1212)包括a3接口和b3接口，所述三通阀(1213)、所述c2接口、所述d2接口、所述b3接口和所述a3接口依次首尾连通。8.根据权利要求7所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述第二换热器(1212)还包括c3接口和d3接口，所述热泵机组(122)、所述c3接口和所述d3接口依次首尾连通。9.根据权利要求8所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述热泵机组(122)包括动力泵(1221)、开关阀(1222)和第三换热器(1223)，所述动力泵(1221)、所述c3接口、所述d3接口、所述开关阀(1222)和所述第三换热器(1223)依次首尾连通。10.根据权利要求9所述的锂电池的冷却及余热回收装置，其特征在于，所述第三换热器(1223)包括a4接口、b4接口、c4接口和d4接口，所述a4接口、所述动力泵(1221)、所述c3接口、所述d3接口、所述开关阀(1222)和所述b4接口依次首尾连通，所述c4接口和所述d4接口
用于将热量传递给用户。
技术总结
本发明的实施例提供了一种锂电池的冷却及余热回收装置，涉及锂电池技术领域。锂电池的冷却及余热回收装置包括冷却系统和余热回收系统；冷却系统包括冷水机组、冷热水回路、压缩机、冷凝器和多个蒸发器，蒸发器用于吸收锂电池的热量，蒸发器、压缩机和冷凝器通过管道连接成循环回路，冷凝器通过冷热水回路连接到冷水机组，冷水机组用于冷却冷热水回路带出的热量；余热回收系统包括换热器机组和热泵机组，换热器机组用于将冷水机组的热量传递到热泵机组，热泵机组用于将热量传递给用户。该装置能够将余热回收系统与冷却系统结合，节约能源，增加经济性，而且形成模块化的冷却组件，可以按锂电池的数量增减冷却组件，增加了装置的灵活性。灵活性。灵活性。
技术研发人员：李辉 袁海山 叶昀 袁琳舒 陈有强 张超 孙靓
受保护的技术使用者：国网中兴有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/25
声明：
“锂电池的冷却及余热回收装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：国网中兴有限公司
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2024年08月08日 ~ 10日 
