CN112615081A - 汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法 - Google Patents

汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112615081A
CN112615081A CN202011506195.9A CN202011506195A CN112615081A CN 112615081 A CN112615081 A CN 112615081A CN 202011506195 A CN202011506195 A CN 202011506195A CN 112615081 A CN112615081 A CN 112615081A
Authority
CN
China
Prior art keywords
refrigerant
battery
liquid
battery box
phase change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011506195.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张衍俊
刘珠明
李全同
陈志涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of Guangdong Academy of Sciences
Original Assignee
Institute of Semiconductors of Guangdong Academy of Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of Guangdong Academy of Sciences filed Critical Institute of Semiconductors of Guangdong Academy of Sciences
Priority to CN202011506195.9A priority Critical patent/CN112615081A/zh
Publication of CN112615081A publication Critical patent/CN112615081A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法，所述***包括外部循环***和电池箱；所述外部循环***和所述电池箱相连；其中，所述电池箱包括多个柱形电池、电池箱壁和喷淋板；通过所述电池箱壁上设置的多个柱形孔，所述多个柱形电池两端的电极部分露出所述电池箱壁外；所述电池箱壁的壁面上设置有气态冷媒管口和液态冷媒出口；所述喷淋板安装在所述柱形电池上方，所述喷淋板上方设有液态冷媒进口，用于将液态冷媒送入所述喷淋板的喷淋装置内；所述喷淋板的板面上开有喷孔，用于喷射所述液态冷媒。采用本发明实施例，使汽车电池迅速且均匀地变温。

Description

汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法
技术领域
本发明涉及汽车动力电池技术，尤其涉及一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法。
背景技术
动力电池是电动汽车组成***中的核心部件。因电池在充放电过程中，自身会产生一定的热量，这些热量积聚在电池内部，如果不能快速散发到外部环境中去，会造成电池自身温度迅速升高。过高的电池温度不仅严重影响电池的功能和使用寿命，还会引发火灾等安全事故，给人民群众造成生命安全隐患和财产损失。此外，在寒冷的环境下，电池内的电化学反应会因温度过低而受到极大地限制，这会严重影响电池的发电效率，此时，反而需要外界对电池进行加热升温。
目前，针对电动汽车中的电池发热问题，常用的冷却技术主要有：风冷、液冷以及制冷剂相变冷却。对于风冷和液冷，冷却***内的流体属于单相流动，流体只能依靠自身温升所吸收的显热与外界进行热量交换，整体换热能力非常有限。此外，流体在沿着管路流动的过程中，自身会吸收外界的热量，从而使得自身温度升高，这使得流体与外界的温差变小，导致局部换热效果逐渐变差，最终使得整体均温效果恶化。
另一方面，针对电池低温环境下的启动问题，主要是依靠电加热丝对电池进行加热。这种方法不仅加热时间长，耗电量大，而且还会因加热不均匀而损害电池，甚至引发严重的安全事故。因此，需要一种新的加热方法来对电池进行快速、高效、安全、均匀地升温。
发明内容
本发明实施例提供一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法，引入膜式相变换热技术，使汽车电池迅速且均匀地变温。
本申请实施例的第一方面提供了一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法，包括外部循环***和电池箱；所述外部循环***和所述电池箱相连；
其中，所述电池箱包括多个柱形电池、电池箱壁和喷淋板；
通过所述电池箱壁上设置的多个柱形孔，所述多个柱形电池两端的电极部分露出所述电池箱壁外；
所述电池箱壁的壁面上设置有气态冷媒管口和液态冷媒出口；
所述喷淋板安装在所述柱形电池上方，所述喷淋板上方设有液态冷媒进口，用于将液态冷媒送入所述喷淋板的喷淋装置内；所述喷淋板的板面上开有喷孔，用于喷射所述液态冷媒。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述气态冷媒管口位于所述电池箱壁的壁面上方，所述液态冷媒出口位于所述电池箱壁的壁面下方。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述柱形电池与所述电池箱壁的接触部位处使用密封胶进行密封。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述外部循环***包括压缩机、气液分离装置、四通阀、外置换热器、节流阀、第一电磁阀、第二电磁阀和驱动泵；
所述第一电磁阀的第一接口与所述液态冷媒进口相连，第二接口与所述驱动泵的第一接口、所述节流阀的第一接口均相连；所述第二电磁阀的第一接口与所述液态冷媒出口相连，第二接口与所述驱动泵的第二接口相连；所述节流阀的第二接口与所述外置换热器的第一端口相连；所述四通阀的第一接口与气态冷媒管口相连，第二接口与所述气液分离装置的第一接口相连，第三接口与所述外置换热器的第二端口相连，第四端口与所述压缩机的第一端口相连；所述压缩机的第二与所述气液分离装置的第二接口相连。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述外部循环***和所述电池箱采用的制冷剂是甲醇、乙醇、型号为R22的制冷剂、型号为R32的制冷剂、型号为R134a的制冷剂或型号为R410a的制冷剂。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述多个柱形电池之间按照预设的间隔水平放置形成多个电池组，所述多个电池组采用交错排列的方式进行布置。
本申请实施例的第二方面提供了一种汽车电池的冷媒相变温控方法，应用于上述实施例所述的冷媒膜式相变温控***，包括：
若检测到汽车电池工作环境温度高于高温阈值，进入制冷工况；
控制所述喷淋板将液态冷媒喷淋在所述柱形电池的侧壁面上并铺展形成液膜，所述液膜能够包覆所述柱形电池的外表面；所述液膜内的冷媒吸收所述柱形电池产生的热量，相变发生相变并汽化成气态冷媒；
控制所述气态冷媒通过所述气态冷媒管口进入所述外部循环***；
所述电池箱内未汽化的液态冷媒积聚在所述电池箱底部，待液位达到一定高度后控制所述未汽化的液态冷媒通过所述液态冷媒出口进入所述外部循环***。
本申请实施例的第三方面提供了一种汽车电池的冷媒相变温控方法，应用于上述实施例所述的冷媒膜式相变温控***，包括：
若检测到汽车电池工作环境温度低于低温阈值，进入制热工况；
控制所述外部循环***中的气态冷媒通过所述气态冷媒管口进入所述电池箱；所述气态冷媒在所述柱形电池侧壁面上发生凝结相变，相变成液态冷媒附着在所述柱形电池的壁面上形成液膜；
冷凝放热后的所述液态冷媒积聚在所述电池箱底部，待液位达到一定高度后，控制所述液态冷媒通过所述液态冷媒出口进入所述外部循环***。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法，将电池箱内的柱形电池水平放置，在制冷工况下，利用液膜蒸发冷却的原理，使液态冷媒在电池侧壁面上形成均匀、稳定的液膜，液膜内的冷媒在汽化过程中吸收电池的热量，从而降低电池温度。在制热工况下，气态冷媒在电池侧壁面上进行凝结放热，对电池进行加热升温。
该温控***依靠液膜相变换热时，吸收或释放的巨大潜热，再加上液膜内极低的传热和传质阻力，能够快速地将电池控制在适宜的温度范围内。在相变过程中，液膜能够均匀、稳定地附着在每个电池的侧壁面上，不仅使得单个电池不同位置处的温度保持一致，还确保了不同电池之间的温度也保持一致。同时，冷媒作为制冷剂，在压力一定时，具有恒定的相变温度，***可以通过调节***内的压力来控制冷媒的相变温度，对电池进行精确控温。此外，相比于传统方案中是依靠复杂的风道和液体管路来对电池进行控温，该发明方案中，冷媒在电池箱中是以液膜的形式流动，因此压降损失小，额外耗电少。综上所述，该稳控***具有控温和均温效果好，调温快速，压降损耗小，冷媒用量少，重量轻便的优点。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***处于制冷工况时的示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种电池箱的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种电池箱拆分示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***处于制热工况时的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参照图1、图2和图3，本发明实施例提供了一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***，所述***包括外部循环***2和电池箱1，所述外部循环***2和所述电池箱1相连。
其中，所述电池箱1包括多个柱形电池16、电池箱壁和喷淋板13，所述电池箱壁包括前后电池箱壁20和右电池箱壁15。
通过所述电池箱壁20上设置的多个柱形孔22，所述多个柱形电池16两端的电极部分19露出所述前后电池箱壁20外。
所述左右电池箱壁15的壁面上设置有气态冷媒管14口和液态冷媒出口17。
所述喷淋板13安装在所述柱形电池16上方，所述喷淋板13上方具有液态冷媒进口23，用于将液态冷媒送入所述喷淋板的喷淋装置内；所述喷淋板的板面上开有喷孔，用于喷射液态冷媒。
需要说明的是，本发明实施例中由前后两个电池箱壁20和左右两个电池箱壁15，一共四个电池箱壁，这是因为本发明实施例中电池箱1是立方体形状的，在实际应用中电池箱可以是其他形状，比如说圆柱体，此时电池箱只有一个电池箱壁，本发明实施例中的电池箱1只是其中的一种优选方式。
对于高温下电池的冷却是利用膜式蒸发冷却的原理。液态冷媒被喷淋在多个柱形电池16的侧壁面上并铺展形成极薄的液膜，多余的液体则在重力的作用下从柱形电池16上滴落，所形成的液膜能够包覆柱形电池的外表面。在此过程中，液膜内的冷媒吸收柱形电池16产生的热量，发生相变并汽化成气态。由于传热与传质过程均是在极薄的液膜内进行的，因此，膜式相变具有非常低的传热和传质阻力，该方法能够获得良好的冷却效果。进一步，由于液膜能够在柱形电池16外表面均匀、稳定地铺展并包覆住柱形电池16，因此，该方法也能获得极好的均温效果。此外，冷媒在一定压力下相变温度稳定，而且，冷媒是在液膜内发生的汽化，不受液位静压力的影响，避免了局部过热现象的发生，从而能够更加精确地控温。
对于低温下电池的加热则是利用膜式凝结放热的原理。依靠气态冷媒在柱形电池16外壁面上凝结时释放出的巨大潜热，来对电池进行升温。气态冷媒由电池箱上方的气态冷媒管口14进入电池箱1内，在柱形电池16的侧壁面上发生凝结相变，形成的液态冷媒附着在柱形电池16的壁面上。随着液态冷媒逐渐增多，在柱形电池16的侧壁面上仅能形成一层极薄的液膜，多余的液体因受重力的影响从柱形电池16壁面上滴落，因而柱形电池16壁面上没有多余的液体积存，这极大地降低了热阻，提高了换热效率。因此，该方法能够使柱形电池16迅速升温。进一步，由于，气态冷媒是包绕在柱形电池16周围，发生冷凝相变时，所形成的液态冷媒能够均匀地附着在柱形电池16外壁面上，因此，依靠这种方法，柱形电池16升温会更加均匀。此外，气态冷媒在一定压力下发生相变时，始终能够保持恒定的相变温度，因此该发明也具有良好的控温能力。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种汽车电池的冷媒膜式相变温控***，将电池箱内的柱形电池水平放置，在制冷工况下，利用液膜蒸发冷却的原理，使液态冷媒在电池侧壁面上形成均匀、稳定的液膜，液膜内的冷媒在汽化过程中吸收电池的热量，从而降低电池温度。在制热工况下，气态冷媒在电池侧壁面上进行凝结放热，对电池进行加热升温。
该温控***依靠液膜相变换热时，吸收或释放的巨大潜热，再加上液膜内极低的传热和传质阻力，能够快速地将电池控制在适宜的温度范围内。在相变过程中，液膜能够均匀、稳定地附着在每个电池的侧壁面上，不仅使得单个电池不同位置处的温度保持一致，还确保了不同电池之间的温度也保持一致。同时，冷媒作为制冷剂，在压力一定时，具有恒定的相变温度，***可以通过调节***内的压力来控制冷媒的相变温度，对电池进行精确控温。此外，相比于传统方案中是依靠复杂的风道和液体管路来对电池进行控温，该发明方案中，冷媒在电池箱中是以液膜的形式流动，因此压降损失小，额外耗电少。综上所述，该温控***具有控温和均温效果好，调温快速，压降损耗小，冷媒用量少，重量轻便的优点。
示例性地，所述气态冷媒管口14位于所述左右电池箱壁15的壁面上方，所述液态冷媒出口17位于所述左右电池箱壁15的壁面下方。
示例性地，所述柱形电池16与所述前后电池箱壁20的接触部位21处使用密封胶进行密封。
这里使用密封胶进行密封，是为了防止制冷剂泄露，即防止在电池箱1中以液膜的形式流动的冷媒泄露。
示例性地，所述外部循环***2包括压缩机5、气液分离装置4、四通阀10、外置换热器6、节流阀7、第一电磁阀31、第二电磁阀9和驱动泵8。
所述第一电磁阀31的第一接口与所述液态冷媒进口23相连，第二接口与所述驱动泵8的第一接口、所述节流阀7的第一接口均相连；所述第二电磁阀9的第一接口与所述液态冷媒出口17相连，第二接口与所述驱动泵8的第二接口相连；所述节流阀7的第二接口与所述外置换热器6的第一端口相连；所述四通阀10的第一接口与气态冷媒管口14相连，第二接口与所述气液分离装置4的第一接口相连，第三接口与所述外置换热器6的第二端口相连，第四端口与所述压缩机5的第一端口相连；所述压缩机5的第二接口与所述气液分离装置4的第二接口相连。
参见图1，本发明实施例在制冷时的工作流程为：阀门31处于打开状态，液态冷媒经过节流阀7后，由管路3进入电池箱1中，经由喷淋板13喷洒在柱形电池16的外壳上。液态冷媒在柱形电池16侧壁面上铺展并形成液膜，所形成的液膜能够包覆柱形电池16的外表面。在此过程中，液膜内的冷媒吸收柱形电池16产生的热量，发生相变并汽化成气态。气态冷媒经电池箱1上部的气态冷媒管口14进入流路0中。而后，气态冷媒经过气液分离装置4，进入压缩机5内，变为高温高压的气体，再进入外置换热器6进行相变冷凝放热，最后重新变成液态冷媒。此外，电池箱1内未汽化的液态冷媒则积聚在电池箱1底部，待液位达到一定高度后，电磁阀9开启，积存的这部分液态冷媒由液态冷媒出口17排出***，再经由驱动泵8重新加入电池箱1内。
参见图4，本发明实施例在制热时的工作流程为：阀门31处于关闭状态，四通阀10按照图中所示接通流路。高温高压的气态冷媒由压缩机5排出，进入管路0中。而后，高温高压气体进入电池箱1内，在多个柱形电池16外壁面上进行冷凝放热，对柱形电池16进行加热升温。相变所形成的液态冷媒以液膜的形式均匀地覆盖在柱形电池16外壁面上。冷凝放热后的液态冷媒积聚在电池箱1底部，待液位达到一定高度后，电磁阀9开启，积存的这部分液态冷媒由液气态冷媒管口17排出电池箱1，由驱动泵8驱动，再经过节流阀7后，进入换热器6内，蒸发为气态冷媒。而后，气态冷媒再经过气液分离装置4，进入压缩机5内，最后重新变回高温高压的气体。
示例性地，所述外部循环***2和所述电池箱1采用的制冷剂是甲醇、乙醇、型号为R22的制冷剂、型号为R32的制冷剂、型号为R134a的制冷剂或型号为R410a的制冷剂。
甲醇、乙醇、型号为R22的制冷剂、型号为R32的制冷剂、型号为R134a的制冷剂或型号为R410a的制冷剂具有良好的介电特性，且不会损坏电池外壁面结构和电绝缘方面的性能。
示例性地，所述多个柱形电池之间按照预设的间隔水平放置形成多个电池组，所述多个电池组采用交错排列的方式进行布置。
参见图3，是本发明一实施例提供的一种电池箱拆分后的结构。多个柱形电池16之间的距离和排布方式基本上是由电池箱1的前后电池箱壁20决定的。其中，前后电池箱壁20上开有多个柱形孔22，其直径略微大于柱形电池16的外壳直径，以便柱形电池16能够***其中。电池箱1的左右电池箱壁15上也分别开有圆孔，其中，上方的圆孔对应为气态冷媒管口14，下方的圆孔对应液态冷媒出口17。
在实际应用中，每个圆柱形电池两端的电极部分露出电池箱1外，其中，露出段的长度可以为3～10mm。
本发明一实施例提供了一种汽车电池的冷媒膜式相变温控方法，应用于上述实施例所述的冷媒膜式相变温控***，包括：
S10、若检测到汽车电池工作环境温度高于高温阈值，进入制冷工况。
S11、控制所述喷淋板将液态冷媒喷淋在所述柱形电池的侧壁面上并铺展形成液膜，所述液膜能够包覆所述柱形电池的外表面；所述液膜内的冷媒吸收所述柱形电池产生的热量，相变发生相变并汽化成气态冷媒。
S12、控制所述气态冷媒通过所述气态冷媒管口进入所述外部循环***。
S13、所述电池箱内未汽化的液态冷媒积聚在所述电池箱底部，待液位达到一定高度后控制所述未汽化的液态冷媒通过所述液态冷媒出口进入所述外部循环***。
本发明实施例具体采用膜式相变技术，使得汽车电池的温度得到有效地控制，从而使汽车电池始终处于最佳的温度范围内，保证了电池高效、稳定、安全地运行。
本发明一实施例提供了一种汽车电池的冷媒膜式相变温控方法，应用于上述实施例所述的冷媒膜式相变温控***，包括：
S20、若检测到汽车电池工作环境温度低于低温阈值，进入制热工况。
S21、控制所述外部循环***中的气态冷媒通过所述气态冷媒管口进入所述电池箱；所述气态冷媒在所述柱形电池侧壁面上发生凝结相变，相变成液态冷媒附着在所述柱形电池的壁面上形成液膜。
S22、冷凝放热后的所述液态冷媒积聚在所述电池箱底部，待液位达到一定高度后，控制所述液态冷媒通过所述液态冷媒出口进入所述外部循环***。
本发明实施例具体采用膜式相变技术，使得汽车电池内的温度得到有效地控制，从而使汽车电池始终处于最佳的温度范围内，保证了电池高效、稳定、安全地运行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车电池的冷媒相变温控***，其特征在于，包括外部循环***和电池箱；所述外部循环***和所述电池箱相连；
其中，所述电池箱包括多个柱形电池、电池箱壁和喷淋板；
通过所述电池箱壁上设置的多个柱形孔，所述多个柱形电池两端的电极部分露出所述电池箱壁外；
所述电池箱壁的壁面上设置有气态冷媒管口和液态冷媒出口；
所述喷淋板安装在所述柱形电池上方，所述喷淋板上方设有液态冷媒进口，用于将液态冷媒送入所述喷淋板的喷淋装置内；所述喷淋板的板面上开有喷孔，用于喷射所述液态冷媒。
2.如权利要求1所述的冷媒膜式相变温控***，其特征在于，所述气态冷媒管口位于所述电池箱壁的壁面上方，所述液态冷媒出口位于所述电池箱壁的壁面下方。
3.如权利要求1所述的冷媒膜式相变温控***，其特征在于，所述柱形电池与所述电池箱壁的接触部位处使用密封胶进行密封。
4.如权利要求1所述的冷媒膜式相变温控***，其特征在于，所述外部循环***包括压缩机、气液分离装置、四通阀、外置换热器、节流阀、第一电磁阀、第二电磁阀和驱动泵；
所述第一电磁阀的第一接口与所述液态冷媒进口相连，第二接口与所述驱动泵的第一接口、所述节流阀的第一接口均相连；所述第二电磁阀的第一接口与所述液态冷媒出口相连，第二接口与所述驱动泵的第二接口相连；所述节流阀的第二接口与所述外置换热器的第一端口相连；所述四通阀的第一接口与气态冷媒管口相连，第二接口与所述气液分离装置的第一接口相连，第三接口与所述外置换热器的第二端口相连，第四端口与所述压缩机的第一端口相连；所述压缩机的第二接口与所述气液分离装置的第二接口相连。
5.如权利要求1所述的冷媒膜式相变温控***，其特征在于，所述外部循环***和所述电池箱采用的制冷剂是甲醇、乙醇、型号为R22的制冷剂、型号为R32的制冷剂、型号为R134a的制冷剂或型号为R410a的制冷剂。
6.如权利要求1所述的冷媒膜式相变温控***，其特征在于，所述多个柱形电池之间按照预设的间隔水平放置形成多个电池组，所述多个电池组采用交错排列的方式进行布置。
7.一种汽车电池的冷媒相变温控方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的冷媒膜式相变温控***，包括：
若检测到汽车电池工作环境温度高于高温阈值，进入制冷工况；
控制所述喷淋板将液态冷媒喷淋在所述柱形电池的侧壁面上并铺展形成液膜，所述液膜能够包覆所述柱形电池的外表面；所述液膜内的冷媒吸收所述柱形电池产生的热量，相变发生相变并汽化成气态冷媒；
控制所述气态冷媒通过所述气态冷媒管口进入所述外部循环***；
所述电池箱内未汽化的液态冷媒积聚在所述电池箱底部，待液位达到一定高度后控制所述未汽化的液态冷媒通过所述液态冷媒出口进入所述外部循环***。
8.一种汽车电池的冷媒相变温控方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的冷媒膜式相变温控***，包括：
若检测到汽车电池工作环境温度低于低温阈值，进入制热工况；
控制所述外部循环***中的气态冷媒通过所述气态冷媒管口进入所述电池箱；所述气态冷媒在所述柱形电池侧壁面上发生凝结相变，相变成液态冷媒附着在所述柱形电池的壁面上形成液膜；
冷凝放热后的所述液态冷媒积聚在所述电池箱底部，待液位达到一定高度后，控制所述液态冷媒通过所述液态冷媒出口进入所述外部循环***。
CN202011506195.9A 2020-12-18 2020-12-18 汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法 Pending CN112615081A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011506195.9A CN112615081A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011506195.9A CN112615081A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112615081A true CN112615081A (zh) 2021-04-06

Family

ID=75240615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011506195.9A Pending CN112615081A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112615081A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113363626A (zh) * 2021-05-19 2021-09-07 广东省科学院半导体研究所 一种电池及电池相变热管理***和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106876823A (zh) * 2017-03-15 2017-06-20 苏州安靠电源有限公司 喷淋式制热制冷一体化安全电池包
US20180083330A1 (en) * 2013-04-23 2018-03-22 Xiaodong Xiang Cooling mechanism for batteries using l-v phase change materials
CN109346784A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 西安交通大学 一种吸收式直冷/热型电池热管理***及其工作方法
CN109687041A (zh) * 2018-08-28 2019-04-26 宁波诺丁汉大学 一种基于喷淋技术的电动汽车锂离子电池热管理***
CN110576766A (zh) * 2019-09-12 2019-12-17 北京经纬恒润科技有限公司 车辆热交换***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180083330A1 (en) * 2013-04-23 2018-03-22 Xiaodong Xiang Cooling mechanism for batteries using l-v phase change materials
CN106876823A (zh) * 2017-03-15 2017-06-20 苏州安靠电源有限公司 喷淋式制热制冷一体化安全电池包
CN109687041A (zh) * 2018-08-28 2019-04-26 宁波诺丁汉大学 一种基于喷淋技术的电动汽车锂离子电池热管理***
CN109346784A (zh) * 2018-10-18 2019-02-15 西安交通大学 一种吸收式直冷/热型电池热管理***及其工作方法
CN110576766A (zh) * 2019-09-12 2019-12-17 北京经纬恒润科技有限公司 车辆热交换***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113363626A (zh) * 2021-05-19 2021-09-07 广东省科学院半导体研究所 一种电池及电池相变热管理***和方法
CN113363626B (zh) * 2021-05-19 2023-03-10 广东省科学院半导体研究所 一种电池及电池相变热管理***和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106524389B (zh) 一种空调器除霜方法及其空调器
Zhao et al. Experimental study of a direct evaporative cooling approach for Li‐ion battery thermal management
CN110576766B (zh) 车辆热交换***
CN209249603U (zh) 基于氟化液的密封浸没式电池包及其冷却***
WO2012004985A1 (ja) 貯湯式給湯システムとその運転方法
US20240116327A1 (en) Electrical vehicle thermal management system and method based on self-circulating gas-liquid phase change cold plate
CN109546203A (zh) 基于氟化液的密封浸没式电池包、冷却***及其制作方法
CN108550948B (zh) 一种用于动力电池组热管理的冷/热双循环***
CN109830784A (zh) 基于热泵原理应用于圆柱形电池的复合热管理***及控制方法
CN214589014U (zh) 一种温度均衡的热管理设备及电池热管理***
CN112615081A (zh) 汽车电池的冷媒膜式相变温控***及方法
CN110190359A (zh) 基于分离式重力热管的车用锂动力电池包两相流散热装置
CN106403073A (zh) 一种冷却装置
CN106288487A (zh) 一拖多空调及其控制方法
WO2023226977A1 (zh) 换热设备及换热***
CN109237833A (zh) 湿膜式低温型全热回收多联热泵机组
CN112838294A (zh) 相变材料与嵌入式冷管锂电池及热管理、失控抑制***
CN102679636B (zh) 一种相变储能蒸发式冷凝器
CN209249634U (zh) 电池***、电动车及电网***
CN209766604U (zh) 一种节能型水路可逆电池热管理***
CN108954899A (zh) 湿膜式低温型风冷热泵多联机组
CN114883683A (zh) 一种大功率锂离子动力电池组喷雾冷却***及其冷却方法
CN210569337U (zh) 一种蒸发冷热泵冷热两用机组
CN209418731U (zh) 一种基于热泵原理应用于圆柱形电池的复合热管理***
CN113782864A (zh) 电池用加热制冷装置及电池温度管理***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210406