[发明专利]锂电池模块及锂电池储能装置

说明书

本发明适用于电源技术领域，提供了一种锂电池模块及锂电池储能装置。所述锂电池模块包括电池组件和与所述电池组件电性连接的BMS电池管理系统，所述电池组件由若干锂电池电芯以串联和/或并联形式组成，各相邻锂电池电芯之间设有特别设计的散热风道。同时为锂电池模块及锂电池储能装置设计了一套制冷系统，用于对系统在锂电池在高倍率大电流放电的时候进行制冷。本发明所提供的锂电池模块通过在各锂电池电芯之间设置特别设计的散热风道，在使用时，可采用风扇之类的风机单元对锂电池模块进行强制通风散热，结合制冷系统一起工作，使得锂电池模块在充放电的过程中所产生的热量能够从散热风道快速被释放出来，避免引起锂电池模块内部高温。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种锂电池模块及锂电池储能装置。

背景技术

随着数据中心建设对低成本、低能耗、扩展灵活的要求越来越高，在机房电源设计方面，除要求选择高效、高功率密度的电源设备外，还对电池后备时间、电池安装尺寸、电池的安全性、可管理性以及能量密度提出了更新更高的要求。

数据中心业务压力的增大导致UPS(Uninterruptible Power Supply,不间断电源)可用性降低，目前数据中心的后备电源通常一般有铅酸电池和锂电池两种，这两种电池均各自存在问题，如下：

铅酸电池------这是数据中心运维的一个重点和难点，铅酸电池对应用场景的运营要求近乎苛刻，支持充放电次数少，大约只有500次左右，而且必须定期放电，关键是电池的整体寿命还很短。并且，传统的数据中心采用铅酸电池作为后备电源时，铅酸电池放置在电池间内部，同时在电池间内部还需要部署精密空调制冷，建设成本高昂，电池间占地面积大，造成较多的建设预算以及能源上的浪费。

锂电池------与铅酸电池相比，采用锂离子电池的UPS能减少占用空间达50-80％，而且使用寿命则长达10年以上。锂离子电池可以达到2000次以上的充放电循环，另外锂离子电池自带管理系统，不要后期人为干预维护。

锂离子电池可多次快速充放电，以及具备高密度的特性，可在电网用电波谷时段进行储电，而当用电波峰来临，则将储存的电力传输给数据中心，从而降低电网的波峰压力。这一功能，无论对绿色节能还是PUE(Power Usage Effectiveness，电源使用效率)都将有较大贡献，能够同时满足数据中心关于PUE和TCO(TotalCostofOwnership，总拥有成本)的双重要求。

但是数据中心在实际使用锂电池作为后备供电的过程中，因为数据中心本身的大功率后备用电特性，需要锂电池具有较大的放电倍率(充放电倍率＝充放电电流/额定容量)，通常需要锂电池具备3C-8C的放电倍率，需要锂电池在最短10分钟左右的时间内将全部储存电量安全地释放完。锂电池在放电过程中会产生大量的热量，特别是在高放电倍率的情况下，产生的热量会快速聚集，从而导致锂电池在数据中心后备电源领域的应用受到巨大限制。

因此，锂电尽管优势明显，但是无论是电动汽车还是手机都出现过热失控、起火等事故。而在数据中心则对可靠性要求更高，一旦发生火灾，整个数据中心业务可能都会受到严重损失。

总之，目前数据中心的后备电源亟需在节约占地面积的情况下解决充放电过程中的高热流密度散热问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为如何在节约占地面积的情况下解决数据中心的后备电源充放电过程中带来的高热流密度散热问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种锂电池模块，所述锂电池模块包括：

若干锂电池电芯以串联和/或并联形式组成的电池组件，其中，各相邻锂电池电芯之间设有散热风道；

与所述电池组件电性连接的BMS电池管理系统。

进一步地，所述散热风道为通孔结构，将所述锂电池模块前后贯穿。