本發(fā)明主要涉及軟包電池熱管理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軟包電池熱管理系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)：

軟包電池一般是在液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼，在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池最多只會鼓氣裂開，軟包電池的優(yōu)點一般表現(xiàn)在安全性能好、重量輕、容量大、內(nèi)阻小和設(shè)計靈活。

電池在使用過程中，由于自身充放電時容易在瞬時間釋放出大量的熱量，如果不能及時地對其進行降溫處理，不僅會降低電池的使用壽命與效率，還可能嚴重安全事故，相反，如果外界氣溫較低影響到了電池包，同樣會降低電池的使用壽命與效率，現(xiàn)有技術(shù)中，電池的熱管理常采用液冷板水冷或是風冷等常規(guī)手段，然而這些手段熱交換效率低下，且又耗費能量，同時，軟包電池雖然不像鋼殼鋁殼電芯那樣會發(fā)生爆炸，但是軟包電池鼓脹泄漏電池原液也會造成安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要提供了一種軟包電池熱管理系統(tǒng)及其操作方法，用以解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：

一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，包括電池箱體；所述電池箱體內(nèi)設(shè)有隔離部，所述隔離部將所述電池箱體內(nèi)的空腔體分為上腔體和下腔體；換熱單元，包括第一換熱器和第二換熱器，用于控制所述上腔體的熱量交換；液冷單元，用于對所述下腔體進行液冷降溫處理；溫度檢測單元，用于檢測所述上腔體內(nèi)的溫度；加熱單元，用于對所述上腔體進行升溫處理；和控制單元，用于控制所述換熱單元、所述液冷單元和所述加熱單元，并接受所述溫度檢測單元輸出的溫度信號；所述下腔體的下表面設(shè)有多個存放部，所述存放部貫穿所述隔離部至所述上腔體，所述存放部內(nèi)設(shè)有適配軟包電池的空槽，用于從所述存放部上方放入所述軟包電池；所述存放部所用材料為導熱材料；所述第一換熱器固定連接于所述上腔體的一側(cè)；所述第二換熱器置于所述電池箱體外通風處。

優(yōu)選的，所述第一換熱器通過第一管路穿過所述上腔體和四通閥一個接口相連接，壓縮機進風口和壓縮機出風口分別連接所述四通閥的另外兩個接口，所述四通閥最后一個接口通過所述第一管路順次連接所述第二換熱器和節(jié)流器，最后回到所述第一換熱器形成閉合回路；所述四通閥通過調(diào)節(jié)內(nèi)部閥塊從而有兩種連接模式，第一連接模式下:所述壓縮機進風口和所述第二換熱器連通，所述壓縮機出風口和所述第一換熱器連通；第二連接模式下：所述壓縮機進風口和所述第一換熱器連通，所述壓縮機出風口和所述第二換熱器連通。

優(yōu)選的，所述液冷單元通過第二管道沿液體行進方向順次連通所述下腔體、所述第二換熱器、盛液箱、液泵和止回閥，最后回到所述下腔體形成閉合回路。

優(yōu)選的，所述溫度檢測單元包括溫度傳感器，貼設(shè)于所述上腔體的一側(cè)。

優(yōu)選的，所述加熱單元包括電加熱器，所述電加熱器設(shè)于所述上腔體一側(cè)。

優(yōu)選的，還包括鼓風機，所述鼓風機輸出的氣流從所述上腔體內(nèi)一側(cè)的進氣口進入所述上腔體，從所述上腔體內(nèi)和所述進氣口相對一側(cè)的出氣口排出，所述出氣口上設(shè)有電磁閥；所述鼓風機、所述電磁閥和所述控制單元電性連接。

優(yōu)選的，控制單元包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：獲取所述溫度檢測單元輸出的溫度；當溫度大于第一預設(shè)值時，控制所述換熱單元和所述液冷單元分別對所述上腔體和所述下腔體進行制冷處理；當溫度小于所述第一預設(shè)值大于第二預設(shè)值時，控制所述換熱單元對所述上腔體進行制冷處理；當溫度小于第三預設(shè)值大于第四預設(shè)值時，控制所述換熱單元對所述上腔體進行制熱處理，其中所述第三預設(shè)值小于所述第二預設(shè)值；當溫度小于所述第四預設(shè)值時，控制所述換熱單元和所述加熱單元分別對所述上腔體和所述下腔體進行制熱處理。

優(yōu)選的，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，還能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：開啟所述鼓風機和所述電磁閥，加速所述上腔體內(nèi)的氣體流動。一種軟包電池熱管理系統(tǒng)操作方法，其特征在于，包括以下步驟：獲取上腔體內(nèi)的溫度；當溫度大于第一預設(shè)值時，通過換熱單元和液冷單元分別對所述上腔體和下腔體進行制冷處理；當溫度小于所述第一預設(shè)值大于第二預設(shè)值時，通過所述換熱單元對所述上腔體進行制冷處理；當溫度小于第三預設(shè)值大于第四預設(shè)值時，通過所述換熱單元對所述上腔體進行制熱處理，其中所述第三預設(shè)值小于所述第二預設(shè)值；當溫度小于所述第四預設(shè)值時，通過所述換熱單元和加熱單元分別對所述上腔體和所述下腔體進行制熱處理。

優(yōu)選的，還包括以下步驟：開啟鼓風機和電磁閥，加速所述上腔體內(nèi)的氣體流動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1：換熱單元可以從和電池箱體存在溫差的外界吸取能量，再輸送至電池箱體內(nèi)部，可以大大提高換熱效率，節(jié)省能量消耗。

2：液冷單元的設(shè)計讓冷卻液可以充滿整個下腔體，大大增加了冷卻液和電池的接觸面積，提高了冷卻效果。

3：存放部的設(shè)計一方面可以限制軟包電池的鼓包，另一方面當電池發(fā)生泄漏時，電池原液會先聚集在存放部底部，減少了電池原液第一時間和其他電池的接觸機會，提高了電池箱體整體的安全性能。

4：換熱單元、加熱單元和液冷單元在四個預設(shè)溫度相關(guān)的三個溫度區(qū)間下，以最優(yōu)的方式對電池制熱或是制冷，進一步節(jié)約能源。

以下將結(jié)合附圖與具體的實施例對本發(fā)明進行詳細的解釋說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電池箱體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實施例3和4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例1和2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1隔離部；2上腔體；3下腔體；4第一換熱器；5存放部；6軟包電池；7第一管路；8四通閥；901壓縮機進風口；902壓縮機出風口；10第二換熱器；11毛細管；12第二管道；13盛液箱；14液泵；15止回閥；16溫度傳感器；17電加熱器；18鼓風機；19電磁閥。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更加全面的描述，附圖中給出了本發(fā)明的若干實施例，但是本發(fā)明可以通過不同的形式來實現(xiàn)，并不限于文本所描述的實施例，相反的，提供這些實施例是為了使對本發(fā)明公開的內(nèi)容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固設(shè)于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上也可以存在居中的元件，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件，本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常連接的含義相同，本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語知識為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明，本文所使用的術(shù)語“及／或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

請著重參照附圖1，一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，包括電池箱體；電池箱體內(nèi)設(shè)有隔離部1，隔離部將電池箱體內(nèi)的空腔體分為上腔體2和下腔體3；換熱單元，包括第一換熱器4，用于控制上腔體的熱量交換，第一換熱器4固定連接于上腔體2的一側(cè)；下腔體3的下表面設(shè)有多個存放部5，存放部5貫穿隔離部1至上腔體2，存放部5內(nèi)設(shè)有適配軟包電池6的空槽，用于從存放部5上方放入軟包電池6。

請著重參照附圖2，優(yōu)選的，第一換熱器4通過第一管路7穿過上腔體2和四通閥8一個接口相連接，壓縮機進風口901和壓縮機出風口902分別連接四通閥8的另外兩個接口，四通閥8最后一個接口通過第一管路7順次連接第二換熱器10和節(jié)流器，其中節(jié)流器優(yōu)選毛細管11，最后回到第一換熱器4形成閉合回路；四通閥8通過調(diào)節(jié)內(nèi)部閥塊從而有兩種連接模式，第一連接模式下:壓縮機進風口901和第二換熱器10連通，壓縮機出風口902和第一換熱器4連通；優(yōu)選的，液冷單元通過第二管道12沿液體行進方向順次連通下腔體3、第二換熱器10、盛液箱13、液泵14和止回閥15，最后回到下腔體3形成閉合回路；優(yōu)選的，溫度檢測單元包括溫度傳感器16，貼設(shè)于上腔體2的一側(cè)；優(yōu)選的，加熱單元包括電加熱器17，電加熱器設(shè)于上腔體2一側(cè)；優(yōu)選的，還包括鼓風機18，鼓風機18輸出的氣流從上腔體2內(nèi)一側(cè)的進氣口進入上腔體，從上腔體內(nèi)和進氣口相對一側(cè)的出氣口排出，出氣口上設(shè)有電磁閥19；

請著重參照附圖3，四通閥8第二連接模式下：壓縮機進風口901和第一換熱器4連通，壓縮機出風口902和第二換熱器10連通。

具體操作方式：

實施例1：

通過溫度傳感器16獲取上腔體2內(nèi)的溫度，當溫度大于第一預設(shè)值時，即電池溫度過高，必須馬上降溫時，開啟壓縮機，將四通閥8調(diào)至第二連接模式，即如圖3的模式，壓縮機將高壓氣體從壓縮機出風口902通過第一管路7送至第二換熱器10，同外界環(huán)境冷凝放熱，然后經(jīng)過毛細管11，利用焦耳湯普森效益，絕熱膨脹降溫，再到第一換熱器4蒸發(fā)吸熱，對電池降溫，最后通過四通閥8從壓縮機進風口901回到壓縮機，進行新一輪的循環(huán)。

同時，開啟液泵14和止回閥15，冷卻液通過第二管道12進入下腔體3對電池進行降溫，最后冷卻液回到盛液箱13，進行新一輪的循環(huán)。

優(yōu)選的，開啟鼓風機18和電磁閥19，加速上腔體2內(nèi)的氣體流動，提高冷卻效果。

實施例2：

通過溫度傳感器16獲取上腔體2內(nèi)的溫度，當溫度小于第一預設(shè)值大于第二預設(shè)值時，即電池溫度較高，需要降溫但仍在可接受范圍內(nèi)時，具體操作方式同實施例1，不同之處在于無需開啟液冷單元，即不開啟液泵14和止回閥15，單獨依靠換熱單元進行降溫，這樣可以最大程度節(jié)省能源。

實施例3：

通過溫度傳感器16獲取上腔體2內(nèi)的溫度，當溫度小于第三預設(shè)值大于第四預設(shè)值時，即電池溫度較低，需要升溫但仍在可接受范圍內(nèi)時，開啟壓縮機，將四通閥8調(diào)至第一連接模式，即如圖2的模式，壓縮機將高壓氣體從壓縮機出風口902通過第一管路7送至第一換熱器4，冷凝放熱，對電池升溫，然后經(jīng)過毛細管11，同樣利用焦耳湯普森效益，絕熱膨脹降溫，再到第二換熱器10，同外界環(huán)境蒸發(fā)吸熱，最后通過四通閥8從壓縮機進風口901回到壓縮機，進行新一輪的循環(huán)。

優(yōu)選的，開啟鼓風機18和電磁閥19，加速上腔體2內(nèi)的氣體流動，提高制熱效果。

實施例4：

通過溫度傳感器16獲取上腔體2內(nèi)的溫度，當溫度小于第四預設(shè)值時，即電池溫度過低，必須馬上升溫時，具體操作方式同實施例3，不同之處在于還需開啟電加熱器17，直接對上腔體2內(nèi)的電池進行加熱。

上述結(jié)合附圖對發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的這種非實質(zhì)改進，或未經(jīng)改進將發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其他場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括電池箱體；

所述電池箱體內(nèi)設(shè)有隔離部，所述隔離部將所述電池箱體內(nèi)的空腔體分為上腔體和下腔體；

換熱單元，包括第一換熱器和第二換熱器，用于控制所述上腔體的熱量交換；

液冷單元，用于對所述下腔體進行液冷降溫處理；

溫度檢測單元，用于檢測所述上腔體內(nèi)的溫度；

加熱單元，用于對所述上腔體進行升溫處理；和

控制單元，用于控制所述換熱單元、所述液冷單元和所述加熱單元，并接受所述溫度檢測單元輸出的溫度信號；

所述下腔體的下表面設(shè)有多個存放部，所述存放部貫穿所述隔離部至所述上腔體，所述存放部內(nèi)設(shè)有適配軟包電池的空槽，用于從所述存放部上方放入所述軟包電池；

所述存放部所用材料為導熱材料；

所述第一換熱器固定連接于所述上腔體的一側(cè)；

所述第二換熱器置于所述電池箱體外通風處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器通過第一管路穿過所述上腔體和四通閥一個接口相連接，壓縮機進風口和壓縮機出風口分別連接所述四通閥的另外兩個接口，所述四通閥最后一個接口通過所述第一管路順次連接所述第二換熱器和節(jié)流器，最后回到所述第一換熱器形成閉合回路；

所述四通閥通過調(diào)節(jié)內(nèi)部閥塊從而有兩種連接模式，第一連接模式下:所述壓縮機進風口和所述第二換熱器連通，所述壓縮機出風口和所述第一換熱器連通；

第二連接模式下：所述壓縮機進風口和所述第一換熱器連通，所述壓縮機出風口和所述第二換熱器連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述液冷單元通過第二管道沿液體行進方向順次連通所述下腔體、所述第二換熱器、盛液箱、液泵和止回閥，最后回到所述下腔體形成閉合回路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度檢測單元包括溫度傳感器，貼設(shè)于所述上腔體的一側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱單元包括電加熱器，所述電加熱器設(shè)于所述上腔體一側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括鼓風機，所述鼓風機輸出的氣流從所述上腔體內(nèi)一側(cè)的進氣口進入所述上腔體，從所述上腔體內(nèi)和所述進氣口相對一側(cè)的出氣口排出，所述出氣口上設(shè)有電磁閥；

所述鼓風機、所述電磁閥和所述控制單元電性連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，控制單元包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：

獲取所述溫度檢測單元輸出的溫度；

當溫度大于第一預設(shè)值時，控制所述換熱單元和所述液冷單元分別對所述上腔體和所述下腔體進行制冷處理；

當溫度小于所述第一預設(shè)值大于第二預設(shè)值時，控制所述換熱單元對所述上腔體進行制冷處理；

當溫度小于第三預設(shè)值大于第四預設(shè)值時，控制所述換熱單元對所述上腔體進行制熱處理，其中所述第三預設(shè)值小于所述第二預設(shè)值；

當溫度小于所述第四預設(shè)值時，控制所述換熱單元和所述加熱單元分別對所述上腔體和所述下腔體進行制熱處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，還能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：

開啟所述鼓風機和所述電磁閥，加速所述上腔體內(nèi)的氣體流動。

9.一種軟包電池熱管理系統(tǒng)操作方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取上腔體內(nèi)的溫度；

當溫度大于第一預設(shè)值時，通過換熱單元和液冷單元分別對所述上腔體和下腔體進行制冷處理；

當溫度小于所述第一預設(shè)值大于第二預設(shè)值時，通過所述換熱單元對所述上腔體進行制冷處理；

當溫度小于第三預設(shè)值大于第四預設(shè)值時，通過所述換熱單元對所述上腔體進行制熱處理，其中所述第三預設(shè)值小于所述第二預設(shè)值；

當溫度小于所述第四預設(shè)值時，通過所述換熱單元和加熱單元分別對所述上腔體和所述下腔體進行制熱處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種軟包電池熱管理系統(tǒng)操作方法，其特征在于，還包括以下步驟：

開啟鼓風機和電磁閥，加速所述上腔體內(nèi)的氣體流動。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種軟包電池熱管理系統(tǒng)及其操作方法，屬于軟包電池熱管理的技術(shù)領(lǐng)域，包括電池箱體；電池箱體內(nèi)設(shè)有隔離部，隔離部將電池箱體內(nèi)的空腔體分為上腔體和下腔體；換熱單元，包括第一換熱器和第二換熱器，液冷單元，溫度檢測單元，加熱單元和控制單元，下腔體的下表面設(shè)有多個存放部，存放部貫穿隔離部至上腔體，存放部內(nèi)設(shè)有適配軟包電池的空槽，第一換熱器固定連接于上腔體的一側(cè)；第二換熱器置于電池箱體外通風處，本發(fā)明依據(jù)電池不同溫度情況，以最優(yōu)的方式對電池制熱或是制冷，可以大大節(jié)約能源。

技術(shù)研發(fā)人員：陶亮;秦傳輝;殷林

受保護的技術(shù)使用者：安徽相成新能源科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.24

技術(shù)公布日：2021.07.02