本申请提供了带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置与方法，包括三向换热器，第一换热器，储/补液罐，双流道换热器，温度传感器和液位传感器。其能够根据冷却工质温度以及液位高度来控制是否需要开启循环冷凝来增强散热能力，并使电池模组始终浸没在冷却液中，有效的带走电池模组充放电过程中产生的热量。有效的带走电池模组充放电过程中产生的热量。有效的带走电池模组充放电过程中产生的热量。
【技术实现步骤摘要】
带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置与方法
[0001]本申请涉及动力电池领域，具体涉及带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置与方法。
技术介绍
[0002]随着全球石化能源的日益短缺以及可持续发展战略的提出，在各个领域都开始向新能源方向发展，在交通领域，新能源汽车更是得到大力支持，电动汽车脱颖而出。电动汽车的性能很大程度上取决于电池的性能。目前电池领域应用最为广泛的是锂离子电池，无论是磷酸铁锂电池还是三元锂离子电池，他们均具有能量密度高、寿命长和自放电率低等优势。但锂离子电池性能受温度影响较大，温度过高或过低，或表面温度温差过大都会影响电池的使用寿命和电池的安全性。温度过高则会使得电池发生热失控，进而导致起火燃烧，引发安全问题。
[0003]为了提高电池的使用寿命，需通过热管理系统使得电池的温度在合理的范围内，目前常用的电池热管理系统有三种冷却方式：风冷式、液冷式和冷板式。风冷式一般使用经过汽车空调系统降温后的冷风流入到电池包进行冷却，冷却介质为空气，但风冷存在散热效率低、受外界温度影响较大，散热能力低等突出问题；冷板式液冷换热形式主要为冷却液
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液冷板
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电池，冷却介质通常为乙二醇水溶液，存在接触热阻大，换热面积小等问题，并且存在绝热失效引起短路的风险；液冷式通常将电池浸没在冷却液中，因为直接与电池接触，浸没冷却具有散热效率高，抑制电池温度局部升高和提高温度均匀性的特点。
[0004]无论是风冷还是冷板式散热都存在散热能力不足，散热效率低，不能满足大热量降温的要求，还会致电池系统内部温度不均匀，影响电池的使用寿命。
[0005]为了提高电池寿命和安全性，亟需提供一种热管理装置及使用方法，使得电池模组的温度均匀性较好，并在合理的范围内运行，也能对发生热失控时进行防护。
[0006]本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
技术介绍
的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
[0007]本申请提供带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置与方法，其能够根据冷却工质温度以及液位高度来控制是否需要开启循环冷凝来增强散热能力，并使电池模组始终浸没在冷却液中，有效的带走电池模组充放电过程中产生的热量。
[0008]在本申请的一些实施例中，提供带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置，包括：三向换热器，其顶部开设有第一瓶口、第二瓶口和第三瓶口，侧边开设一开口，底部开设有开口；三向换热器内部装有冷却工质和电池模组，电池模组浸没于冷却工质内；第一换热器，其与制冷系统进行热交换，所述第一换热器的一端通过第一管路与三向换热器的侧边开口连接，所述第一管道上设置有第一阀门；第一换热器的另一端通过
第二管路与三向换热器底部开口连接形成闭合回路，所述第二管路上设置有第二阀门；储/补液罐，内部装有冷却工质，其通过储/补液管与三向换热器的第一瓶口相连，其连接管路上设置有第三阀门，对三向换热器进行补液；双流道换热器，其一端与三向换热器的第三瓶口相连，其连接管路上设置第四阀门，另一端通过第三管路与水箱相连；温度传感器，穿过第二瓶口，放置于三向换热器中，用于采集三向换热器中冷却工质的温度信息；液位传感器，穿过第二瓶口，放置于三向换热器中，用于采集三向换热器中冷却工质的液位信息。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述双流道换热器包括冷却工质蒸汽流道和冷却水流道，三向换热器流出的冷却介质蒸汽与水箱中的冷却水换热，冷凝成液体后流入三相换热器中。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门为电磁阀。
[0011]在本申请的一些实施例中，还包括控制器，第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门与控制器电连接，所述控制器被配置为根据温度传感器和液位传感器采集的信息，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门的开启与关闭，完成不同冷却方式的切换。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述制冷系统包括冷媒循环管路，在所述冷媒循环管路中，冷媒依次通过压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，所述第一换热器与所述蒸发器进行换热。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述膨胀阀为电子膨胀阀。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述第二管路上设置有第一泵，用于调节三向换热器内冷却工质的循环速度；在本申请的一些实施例中，所述第三管路上设置有第二泵，用于将水箱中的水泵送至双流道换热器。
[0015]在本申请的一些实施例中，带有冷凝回收的电池浸没热安全管理方法，利用温度传感器和液位传感器检测三向换热器中冷却工质的温度和液位信息，当冷却工质温度K低于沸腾温度T1
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过热度ΔT时，即K＜T1
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ΔT，第一阀门和第二阀门打开，第三阀门和第四阀门关闭，进行冷却工质的强制冷却循环，第一换热器与制冷系统的蒸发器进行换热，冷却工质温度由制冷系统中的压缩机转速进行调控；在本申请的一些实施例中，当温度传感器检测到三向换热器中的冷却工质温度K在[T1
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ΔT， T1+ΔT]之间，或液位传感器检测到冷却工质高度h低于H时，第一阀门、第二阀门、第三阀门关闭，第四阀门打开，冷却工质蒸汽在双流道换热器中与外流道低温冷水换热冷凝后冷却工质液体回流到三向换热器中，冷凝回收速度由第二泵转速调控。
[0016]在本申请的一些实施例中，当温度传感器检测到冷却工质温度K大于T1+ΔT，或液位传感器检测到冷却工质高度h低于H/2时，第一阀门、第二阀门关闭，第三阀门、第四阀门打开，使得冷却工质蒸汽在双流道换热器中与外流道低温冷水换热冷凝后冷却工质液体回流到三向换热器中；同时储/补液罐通过储/补液管进行三向换热器内的液流工质的补充。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述冷却工质为本领域常见的冷却介质，如介电常数
低的油类，氟化液等。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述H为电池模组上表面距离三向换热器底部的高度。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述冷却介质为介电常数低的油类、去离子水、氟化液类液体流质。
[0020]在本申请的一些实施例中，所述冷却介质为硅油。
[0021]与现有技术相比，本申请通过三向换热器中的冷却介质中的温度传感器和液位传感器控制阀门开关，改变浸没冷却方式，通过泵来改变冷却工质的循环速度；能够保证冷却工质的温度和高度保持在合适位置，能够保证其对电池模组浸没冷却的散热能力，快速的降低电池模组的温度，保证安全。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
[0023]图1为本申请一些实施例中的带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置；图2为本申请一些实施例中的带有冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置，其特征在于，包括：三向换热器，其顶部开设有第一瓶口、第二瓶口和第三瓶口，侧边开设一开口，底部开设有开口；三向换热器内部装有冷却工质和电池模组，电池模组浸没于冷却工质内；第一换热器，其与制冷系统进行热交换，所述第一换热器的一端通过第一管路与三向换热器的侧边开口连接，所述第一管路上设置有第一阀门；第一换热器的另一端通过第二管路与三向换热器底部开口连接形成闭合回路，所述第二管路上设置有第二阀门；储/补液罐，内部装有冷却工质，其通过储/补液管与三向换热器的第一瓶口相连，其连接管路上设置有第三阀门，对三向换热器进行补液；双流道换热器，其一端与三向换热器的第三瓶口相连，其连接管路上设置第四阀门；另一端通过第三管路与水箱相连；温度传感器，穿过第二瓶口，用于采集三向换热器中冷却工质的温度信息；液位传感器，穿过第二瓶口，用于采集三向换热器中冷却工质的液位信息。2.根据权利要求1所述的一种带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置，其特征在于，所述双流道换热器包括冷却工质蒸汽流道和冷却水流道，三向换热器流出的冷却介质蒸汽与水箱中的冷却水换热，冷凝成液体后流入三向换热器中。3.根据权利要求1所述的一种带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括：控制器，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门与控制器电连接，所述控制器被配置为根据温度传感器和液位传感器采集的信息，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门的开启与关闭，完成不同冷却方式的切换。4.根据权利要求1所述的一种带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置，其特征在于，所述制冷系统包括冷媒循环管路，在所述冷媒循环管路中，冷媒依次通过压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，所述第一换热器与所述蒸发器进行换热。5.根据权利要求1所述的一种带有冷凝回收的电池浸没热安全管理实验装置，其特征在于，所述第二管路上设置有第一泵，用于调节三向换热器内冷却工质的循环速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王炎，杨建辉，王晋琦，宋增海，姚惠昭，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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