本發(fā)明涉及鈉離子電芯儲能，具體為一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、電芯儲能是一種通過電化學(xué)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，然后在需要的時(shí)候?qū)⒒瘜W(xué)能重新轉(zhuǎn)化為電能釋放的技術(shù)。圓柱電芯儲能是電芯儲能的幾種主要形式之一，而鈉離子電芯的制作材料主要為聚陰離子材料，聚陰離子材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使電芯具有高能量密度、長循環(huán)壽命和高安全性等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于戶用儲能、便攜式儲能和工商業(yè)儲能等領(lǐng)域。

2、在對鈉離子圓柱電芯儲能設(shè)備充電或放電的過程中，電芯內(nèi)部的電流會產(chǎn)生焦耳熱，即電能轉(zhuǎn)化為熱能，特別是在過充電或過放電的情況下，電芯內(nèi)部會發(fā)生一些副反應(yīng)，例如電解液分解等，這些情況也會釋放大量熱量，如果不能使這些熱量及時(shí)散發(fā)出去，就容易導(dǎo)致局部溫度升高，使電芯表面形成局部熱點(diǎn)，而這些熱點(diǎn)往往會加速聚陰離子等材料的老化和性能衰減，甚至引發(fā)熱失控。除此之外，在密集排布的圓柱電芯中，由于每個(gè)電芯之間的間隙較小，使得散熱通道有限，容易形成“熱島效應(yīng)”，使得中間區(qū)域的熱量更難散發(fā)出去。為了使電芯之間的熱量能夠及時(shí)排出，現(xiàn)有技術(shù)中往往會采用風(fēng)扇等裝置來提供強(qiáng)制氣流，通過快速流動的氣流將電芯之間的熱量帶出，例如公開號為cn214013019u的一種圓柱電芯鋰電池的散熱裝置，該現(xiàn)有技術(shù)通過空冷和水冷的配合，使強(qiáng)制氣流穿過多個(gè)圓柱電芯之間的空隙，并帶走電芯表面的熱量來實(shí)現(xiàn)降溫。

3、然而，由于電芯之間的密集排布形式以及流體流動的復(fù)雜性，當(dāng)氣流吹入電芯之間后，容易形成湍流，而湍流會導(dǎo)致流體流動的不均勻性，從而影響風(fēng)冷散熱的效果，并進(jìn)一步加劇局部熱量的聚集。這種情況容易加速聚陰離子等材料的老化，進(jìn)而影響電芯的正常使用，甚至引發(fā)熱失控。

4、為此，提出一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備，解決了電芯在充放電過程中發(fā)熱時(shí)，因圓柱電芯密集排布導(dǎo)致中間區(qū)域熱量難以散發(fā)的問題，通過夾緊組件將電芯的熱量傳遞給導(dǎo)流組件，利用導(dǎo)流組件擴(kuò)大散熱面積，并使相鄰的多組導(dǎo)流組件抵接，從而對冷卻氣流流動的風(fēng)道進(jìn)行分隔，形成類似“整流器”的效果，避免湍流的形成，保證冷卻氣流的散熱效果，從而提升電芯的使用壽命。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備，包括箱體、電芯和風(fēng)冷機(jī)構(gòu)，還包括上殼、下殼、定位套管、夾緊組件和導(dǎo)流組件，所述上殼與下殼均設(shè)置在箱體內(nèi)，所述上殼上開設(shè)有多個(gè)上安裝槽，所述下殼上均開設(shè)有多個(gè)下安裝槽，每四個(gè)所述上安裝槽之間開設(shè)有上風(fēng)口，每四個(gè)所述下安裝槽之間開設(shè)有下風(fēng)口，所述下風(fēng)口與上風(fēng)口之間形成冷卻氣流流動的風(fēng)道，多個(gè)所述電芯設(shè)置在上殼與下殼之間，所述定位套管設(shè)置在上殼與下殼之間，多個(gè)所述夾緊組件與定位套管相連，所述導(dǎo)流組件與夾緊組件相連，所述電芯插入定位套管中并被夾緊組件夾緊，多個(gè)所述夾緊組件朝著遠(yuǎn)離定位套管的中軸線的方向移動，并帶動導(dǎo)流組件移動至上風(fēng)口與下風(fēng)口之間形成的風(fēng)道中，且相鄰的導(dǎo)流組件之間相互抵接將風(fēng)道劃分為多個(gè)通道。

4、通過上述方案，在將電芯插入定位套管后，夾緊組件會對電芯提供一定程度的夾緊力，提升電芯安裝的穩(wěn)定性，另一方面，夾緊組件能夠?qū)㈦娦井a(chǎn)生的熱傳遞給導(dǎo)流組件，并通過導(dǎo)流組件增加散熱面積，提升散熱效果；除此之外，導(dǎo)流組件在電芯的擠壓下直接暴露在冷卻氣流流動的風(fēng)道中，使得冷卻風(fēng)直接作用在導(dǎo)流組件表面，提升散熱效果；相鄰的導(dǎo)流組件抵接后將風(fēng)道分隔為多個(gè)更小的通道，形成類似“整流器”的效果，避免湍流的形成，既保證了散熱效果，還能夠壓縮流體流動路徑的截面積，從而加快流體流動，進(jìn)而提升了散熱效果，保證了聚陰離子等材料的使用壽命和性能，進(jìn)而保證了電芯的使用壽命。

5、優(yōu)選的，所述下風(fēng)口位于風(fēng)冷機(jī)構(gòu)的上方，所述上風(fēng)口的上側(cè)邊緣設(shè)有弧形倒角。

6、通過上述方案，由于熱氣流自然上升的原理，電芯表面的溫度會出現(xiàn)一定溫差，即靠近上方的溫度會高于下方，因此風(fēng)冷機(jī)構(gòu)為抽氣式，能夠使外界溫度較低的氣流從上風(fēng)口抽入，然后流經(jīng)多組電芯之間的風(fēng)道，最后從下風(fēng)口排出，使得冷卻氣流先對溫度較高的區(qū)域進(jìn)行降溫，保證了電芯表面溫度的均勻性，同時(shí)還能加速電芯之間熱氣流的流出，上風(fēng)口邊緣倒角的設(shè)置能夠使氣流的流動更加順暢。

7、優(yōu)選的，所述定位套管側(cè)壁開設(shè)有多個(gè)滑槽，所述夾緊組件與滑槽相連，所述夾緊組件包括夾板、限位桿和壓縮彈簧，所述限位桿與定位套管相連，所述夾板與限位桿相連，所述壓縮彈簧套設(shè)在限位桿上，且其兩端分別與夾板和定位套管相連，所述夾板的上端設(shè)有傾斜面。

8、通過上述方案，在電芯插入定位套管的過程中，電芯會通過夾板上端的傾斜面推動夾板移動，同時(shí)夾板在壓縮彈簧的作用下為電芯提供一定夾緊力，從而保證電芯安裝的穩(wěn)定性，提高了電芯的使用安全性。

9、優(yōu)選的，所述夾板為圓弧板，所述夾板為高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材質(zhì)。

10、通過上述方案，夾板的形狀能夠很好的適應(yīng)電芯側(cè)面的圓弧面，從而使接觸面積最大化，提高了散熱效果，保證了電芯的運(yùn)行溫度，降低熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)夾板的形狀使其能夠?yàn)殡娦咎峁┳銐虻慕佑|壓力，從而保證了電芯安裝的穩(wěn)定性。

11、優(yōu)選的，所述定位套管側(cè)壁設(shè)有多條通槽，所述通槽位于每兩個(gè)滑槽之間。

12、通過上述方案，通過通槽增加定位套管內(nèi)部與外部的連通空間，增加電芯側(cè)壁暴露的表面積，從而保證其散熱效果。

13、優(yōu)選的，所述導(dǎo)流組件包括翅片，多個(gè)所述翅片與夾板相連，所述翅片為高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材質(zhì)。

14、通過上述方案，通過翅片增加散熱面積，且翅片的材質(zhì)與夾板的材質(zhì)相同，均為高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材質(zhì)，使其能夠很好的吸收夾板的熱量，且翅片位于冷卻氣流的流動路徑中，使其能夠及時(shí)地散去表面熱量，保證其散熱效果。

15、優(yōu)選的，所述翅片遠(yuǎn)離夾板的端部均設(shè)有傾斜面，且相鄰電芯之間的翅片端部相互配合。

16、通過上述方案，在插入電芯后，相鄰的多組翅片會相互抵接，并因此對冷卻氣流流動的風(fēng)道進(jìn)行分隔，將其劃分為多個(gè)截面積更小的通道，形成類似“整流器”的效果，從而能夠避免湍流的形成，使冷卻氣流在電芯之間形成更加穩(wěn)定的氣流，保證冷卻氣流對電芯的散熱效果；且多個(gè)翅片抵接后，使得分隔后的多個(gè)通道的截面積減小，從而能夠壓縮流體流動路徑的截面積，從而加快流體流動，進(jìn)而提升了散熱效果，保證了電芯的使用壽命。

17、優(yōu)選的，所述導(dǎo)流組件還包括填充層，所述填充層包覆在翅片端部，所述填充層為柔性材質(zhì)。

18、通過上述方案，避免相鄰多組翅片之間的硬性接觸，從而減小磨損，提高使用壽命，除此之外，柔性材質(zhì)可以使其貼合的更加緊密，使得翅片之間的抵接位置沒有縫隙，從而使氣體流動更加穩(wěn)定。

19、優(yōu)選的，所述上殼開設(shè)有多個(gè)氣道，所述氣道的兩端分別設(shè)有氣口一和氣口二，所述氣口一位于上風(fēng)口處，且所述氣口一的開口朝向向下傾斜設(shè)置，所述氣口二位于上安裝槽處，且所述氣口二的朝向?yàn)樗椒较颉?/p>

20、在密集排布的圓柱電芯中，由于其圓柱形狀和氣體流動的特性，會在電芯頂部或底部形成三角形的區(qū)域，這些區(qū)域被稱為“三角盲區(qū)”，如圖7所示，由于這些區(qū)域的散熱通道有限，冷卻氣流難以到達(dá)，因而容易導(dǎo)致局部過熱，通過上述方案，氣口二的朝向能夠方便將三角盲區(qū)所在區(qū)域的氣流引導(dǎo)至氣道內(nèi)，而氣口一的朝向則能夠方便將氣流引導(dǎo)至上風(fēng)口與下風(fēng)口之間的風(fēng)道中，從而加速三角盲區(qū)所在區(qū)域的氣體流動，避免三角盲區(qū)所在的區(qū)域局部過熱，進(jìn)而保證電芯的散熱效果，提升了電芯的使用壽命。

21、優(yōu)選的，所述定位套管上開設(shè)有多個(gè)通孔，所述通孔的開設(shè)位置與翅片相對應(yīng)，所述上殼下方設(shè)有多個(gè)卡塞，所述卡塞端部為橡膠材質(zhì)。

22、通過上述方案，當(dāng)安裝好電芯后，需要在電芯上方蓋上上殼，此時(shí)上殼下方的卡塞會穿過通孔并抵在翅片表面，并通過其端部的橡膠材質(zhì)增加其與翅片的摩擦力，從而保證翅片位置的穩(wěn)定性。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

24、1、本發(fā)明的一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備，通過設(shè)置夾緊組件和導(dǎo)流組件，將電芯產(chǎn)生的熱量傳遞給導(dǎo)流組件，從而增大散熱面積，提升散熱效果；并通過導(dǎo)流組件對冷卻氣流所流經(jīng)的風(fēng)道進(jìn)行更加細(xì)致的分隔，使其形成類似“整流器”的效果，從而避免冷卻氣流在密集排布的電芯之間形成湍流而影響散熱效果的情況出現(xiàn)，進(jìn)而保證了冷卻氣流對電芯的散熱效果，從而避免聚陰離子等材料因局部過熱而影響其使用壽命和性能，進(jìn)而保證了電芯的使用壽命。

25、2、本發(fā)明的一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備，通過設(shè)置夾板和翅片，夾板在壓縮彈簧的作用下能夠?yàn)殡娦咎峁┳銐虻膴A緊力，同時(shí)夾板的形狀使其能夠緊貼電芯并為其提供足夠的接觸壓力，從而保證電芯安裝的穩(wěn)定性；除此之外，夾板與翅片均為高導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材質(zhì)，使其能夠及時(shí)將電芯表面的熱量傳導(dǎo)出去，因其大大增加了散熱面積，從而提高了電芯的散熱效果；同時(shí)，相鄰的多組翅片之間相互抵接并將冷卻氣流流動的風(fēng)道分隔，使其形成類似“整流器”的效果，避免湍流的形成，進(jìn)而保證了冷卻氣流對電芯的散熱效果，從而保證了電芯的使用壽命。

26、3、本發(fā)明的一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備，通過設(shè)置填充層，使其能夠保護(hù)翅片的端部，避免相鄰的多組翅片之間的硬性接觸，減小翅片的磨損，從而保證了翅片的使用壽命；另一方面，由于填充層為柔性材質(zhì)，在相鄰的多組翅片抵接時(shí)，填充層與填充層之間會貼合地更加緊密，從而避免多組翅片分隔形成的氣體流動的通道出現(xiàn)縫隙，進(jìn)而保證了冷卻氣體流動的穩(wěn)定性。

27、4、本發(fā)明的一種大圓柱型鈉離子電芯儲能設(shè)備，由于運(yùn)輸過程中容易受到顛簸，容易使內(nèi)部零件產(chǎn)生松動，且在電芯的充放電過程中，電芯會產(chǎn)生熱量而發(fā)生熱膨脹和收縮，這也容易使內(nèi)部零件發(fā)生微小位移，從而產(chǎn)生震動，影響電芯的正常使用；本方案通過設(shè)置夾緊組件和填充層，利用夾板和壓縮彈簧為電芯提供夾緊力的同時(shí)，還利用彈簧的可伸縮性和彈性來補(bǔ)償電芯在使用過程中可能存在位移，除此之外，壓縮彈簧和填充層的柔性材質(zhì)的設(shè)置均可為電芯提供一定緩沖能力，提高電芯使用的安全性，保證了電芯的使用壽命。