一种能源动力电池热管理方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能源动力电池热管理方法、装置及系统，包括：实时监测动力电池的第一电芯温度，当所述第一电芯温度超过预设工作范围时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路，启动半导体片将储工质罐内工质加工为第二超临界工质；将所述第二超临界工质输入至工作管路，所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后先后进入分流通道，通过分流通道输出第三超临界工质进入电池模组；在所述第三超临界工质进入电池模组后，监测动力电池的第二电芯温度，当所述第二电芯温度回到所述预设工作范围内后，停止所述第三超临界工质的输入。本发明专利技术能在节能储能基础上提升动力电池热管理系统的工作效率。热管理系统的工作效率。热管理系统的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种能源动力电池热管理方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及能源动力
，尤其涉及一种能源动力电池热管理方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车和高尔夫球车提供动力的蓄电池。传统技术中，新能源汽车动力电池面临诸多挑战，如低温下磷酸铁锂活性功率损耗，在零下20度左右续航里程下降约50％；热失控安全性问题，当电池内积聚热量远超过表面散热易引发电池内部短路，几分钟内就会造成气体火灾和严重爆炸。
[0003]而现有技术中，应对电池发热情况，液冷是最常采用的散热方式，对于冬季低温，常采取加热膜加热，这两种方式都存在效率不高且对电池消耗较大，大大影响电动汽车续航的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种能源动力电池热管理方法、装置及系统，能在节能储能基础上，实现了动力电池制冷及预热功能，提升了动力电池热管理系统的工作效率延长了动力电池的使用寿命。
[0005]本专利技术一实施例提供一种能源动力电池热管理方法，包括：
[0006]实时监测动力电池的第一电芯温度，当所述第一电芯温度超过预设工作范围时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路，启动半导体片将储工质罐内工质加工为第二超临界工质；其中，所述第一超临界工质为上一次工作循环中通过工作管路中的分支回路进入蓄能器后的超临界工质；
[0007]将所述第二超临界工质输入至工作管路，所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后先后进入分流通道，通过分流通道输出第三超临界工质进入电池模组；其中，第二超临界工质在输入工作管路后经过分流，分流后的第二超临界工质分别流入分流通道和分支回路，经过分支回路的第二超临界工质进入蓄能器；
[0008]在所述第三超临界工质进入电池模组后，监测动力电池的第二电芯温度，当所述第二电芯温度回到所述预设工作范围内后，停止所述第三超临界工质的输入。
[0009]与现有技术相比，本专利技术实施例公开的一种能源动力电池热管理方法通过使用蓄能器率先将超临界工质储存，在需要对电池进行制冷或预热时，率先释放储存工质，为后续储工质罐内的超临界工质对动力电池进行进一步的温度调节做下铺垫，提升了热管理系统的工作效率。
[0010]进一步的，所述实时监测动力电池的电芯温度，当所述第一电芯温度超过预设工作范围时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路，具体包括：
[0011]在动力电池的电芯表面正极极耳处获取第一温度，同时在相同截面的电芯底部获
取第二温度；
[0012]记录所述第一温度与第二温度，同时计算二者之间的差值，当所述第一温度与所述第二温度其中一个超过预设温度阈值或所述差值超过预设温差阈值时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路。
[0013]进一步的，所述将所述第二超临界工质输入至工作管路，所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后先后通过分流通道，通过分流通道输出第三超临界工质进入电池模组，具体包括：
[0014]利用储工质罐内的工质压力传感器和工质温度传感器监测所述第二超临界工质的状态，当监测到所述第二超临界工质达到工作状态后，启动气液泵，将所述第二超临界工质输入至工作管路；
[0015]所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后，通过分流通道的入口档位先后进入分流通道；其中，所述分流通道连接电池模组中的若干条管道；
[0016]所述第一超临界工质与第二超临界工质进入分流通道后，通过分流通道输出第三超临界工质，所述第三超临界工质分别进入所述电池模组中的若干条管道；其中，部分第二超临界工质输入至工作管路后进入分支回路，所述分支回路与蓄能器相连，当所述部分第二超临界工质进入蓄能器后变为第一超临界工质；当所述蓄能器中的蓄能压力传感器监测到蓄能器储满工质后，停止从分支回路向蓄能器输入超临界工质。
[0017]通过设置分流通道使得超临界工质能够均匀进入电池模组中工作，设计分支回路使储工质罐中的部分超临界工质重新补充到蓄能器中，节约能源的同时也为下一次工况启动做好铺垫。
[0018]进一步的，所述在所述第三超临界工质进入电池模组后，监测动力电池的第二电芯温度，当所述第二电芯温度回到所述预设工作范围内后，停止所述第三超临界工质的输入，具体包括：
[0019]当所述第三超临界工质进入所述电池模组的若干条管道后，通过所述电芯温度传感器实时检测第二电芯温度，根据所述第二电芯温度，利用PID算法调节气液泵的功率，以使在第二电芯温度被逐步调控至预设温度的同时保证气液泵能耗最低；当所述第二电芯温度达到预设温度后，关闭气液泵，停止向电池模组输入所述第三超临界工质。
[0020]根据工况实时调控气液泵功率，能有效节约系统能耗。
[0021]进一步的，当所述第三超临界工质的输入停止后，将所述第三超临界工质从电池模组汇入出口通道并输出到所述回流管路，所述出口通道与分流通道的出口档位相连；
[0022]同时，在所述回流管路中监测所述第三超临界工质的状态，若所述第三超临界工质的状态发生跨界相变，则通过电子膨胀阀将所述第三超临界工质重新加工至临界状态后再使所述第三超临界工质通过回流管路返回到储工质罐内。
[0023]通过设置回流管路使得超临界工质能够循环利用，使用储工质罐中的半导体系统制备工质，冷却换热后再次回到储工质罐内，节约能源的同时降低了系统的复杂性。同时，使用回流管路中的压力传感器和温度传感器监测回流工质的状态，并通过电子膨胀阀调节回流工质使工质保持临界状态，为下次制冷预热循环做好准备。
[0024]进一步的，所述分流通道为翼型肋结构冷热双通道，包括：冷通道系统与热通道系统；
[0025]所述翼型肋结构冷热双通道包含一个入口档位与一个出口档位，通过所述入口档位与出口档位所述冷通道系统与所述热通道系统的入口和出口合并为一条主通道；
[0026]所述冷通道系统用于电芯制冷，包括：底部均热板、电芯、顶部支架、侧面均冷板、前均冷板、层间均冷板、后均冷板；
[0027]在冷通道系统中，使用所述顶部支架使电芯固定在所述侧面均冷板和所述底部均热板内，所述前均冷板与所述后均冷板分别设置底部卡槽以使所述电芯整体固定在底部均热板上，所述层间均冷板设置在凸出电芯极耳位置；
[0028]所述热通道系统用于电芯预热，包括：底部均热板、电芯、顶部支架；
[0029]在热通道系统中，所述底部均热板设置在电芯底部，四周设置有卡槽，以使电芯通过所述固定支架与所述卡槽固定在热通道系统内。
[0030]通过换向电磁阀导流作用，将冷热通道拟合为一个主通道，节约成本的同时使系统回路更加简捷高效。
[0031]作为一个优选的实施例，所述冷通道系统还包括：
[0032]将所述层间均冷板的管道与所述工作管路相连，在入口处设置异形四通阀，同时根据电芯层数设置若干个分管路，将所述若干个分管路安装在电芯层级间；其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源动力电池热管理方法，其特征在于，包括：实时监测动力电池的第一电芯温度，当所述第一电芯温度超过预设工作范围时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路，启动半导体片将储工质罐内工质加工为第二超临界工质；其中，所述第一超临界工质为上一次工作循环中通过工作管路中的分支回路进入蓄能器后的超临界工质；将所述第二超临界工质输入至工作管路，所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后先后进入分流通道，通过分流通道输出第三超临界工质进入电池模组；其中，第二超临界工质在输入工作管路后经过分流，分流后的第二超临界工质分别流入分流通道和分支回路，经过分支回路的第二超临界工质进入蓄能器；在所述第三超临界工质进入电池模组后，监测动力电池的第二电芯温度，当所述第二电芯温度回到所述预设工作范围内后，停止所述第三超临界工质的输入。2.如权利要求1所述的一种能源动力电池热管理方法，其特征在于，所述实时监测动力电池的电芯温度，当所述第一电芯温度超过预设工作范围时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路，具体包括：在动力电池的电芯表面正极极耳处获取第一温度，同时在相同截面的电芯底部获取第二温度；记录所述第一温度与第二温度，同时计算二者之间的差值，当所述第一温度与所述第二温度其中一个超过预设温度阈值或所述差值超过预设温差阈值时，释放蓄能器中的第一超临界工质输入至工作管路。3.如权利要求1所述的一种能源动力电池热管理方法，其特征在于，将所述第二超临界工质输入至工作管路，所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后先后通过分流通道，通过分流通道输出第三超临界工质进入电池模组，具体包括：利用储工质罐内的工质压力传感器和工质温度传感器监测所述第二超临界工质的状态，当监测到所述第二超临界工质达到工作状态后，启动气液泵，将所述第二超临界工质输入至工作管路；所述第一超临界工质与第二超临界工质输入工作管路后，通过分流通道的入口档位先后进入分流通道；其中，所述分流通道连接电池模组中的若干条管道；所述第一超临界工质与第二超临界工质进入分流通道后，通过分流通道输出第三超临界工质，所述第三超临界工质分别进入所述电池模组中的若干条管道；其中，部分第二超临界工质输入至工作管路后进入分支回路，所述分支回路与蓄能器相连，当所述部分第二超临界工质进入蓄能器后变为第一超临界工质；当所述蓄能器中的蓄能压力传感器监测到蓄能器储满工质后，停止从分支回路向蓄能器输入超临界工质。4.如权利要求1所述的一种能源动力电池热管理方法，其特征在于，所述在所述第三超临界工质进入电池模组后，监测动力电池的第二电芯温度，当所述第二电芯温度回到所述预设工作范围内后，停止所述第三超临界工质的输入，具体包括：当所述第三超临界工质进入所述电池模组的若干条管道后，通过所述电芯温度传感器实时检测第二电芯温度，根据所述第二电芯温度，利用PID算法调节气液泵的功率，以使在第二电芯温度被逐步调控至预设温度的同时保证气液泵能耗最低；当所述第二电芯温度达到预设温度后，关闭气液泵，停止向电池模组输入所述第三超临界工质。
5.如权利要求1所述的一种能源动力电池热管理方法，其特征在于，还包括：当所述第三超临界工质的输入停止后，将所述第三超临界工质从电池模组汇入出口通道并输出到所述回流管路，所述出口通道与分流通道的出口档位相连；同时，在所述回流管路中监测所述第三超临界工质的状态，若所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卉，任晓龙，王素娟，刘强，
申请(专利权)人：广东顺德工业设计研究院广东顺德创新设计研究院，
类型：发明
国别省市：