一种电池浸没式液冷非对称热控制装置

本发明涉及电池领域，特别是涉及一种电池浸没式液冷非对称热控制装置。

背景技术：

1、近年来锂电池逐渐成为人们的首选，已经广泛的应用到移动电子设备、电动车辆等领域中。而锂电池的性能、寿命和安全性对温度非常敏感。因此，温度是影响锂离子电池性能最突出的因素。由于锂离子电池自身的特点，其适宜的工作温度范围比较窄。最佳工作温度在20-45℃之间，电池单体之间的温差应小于5℃。温度过高或过低都会影响电池的性能，并造成重大的安全隐患。传统的锂电池冷却方法主要包括风冷、液冷和热管冷却等。然而，这些传统的冷却方式存在一些局限性，如风冷和液冷需要占用大量的空间和增加设备的重量，而热管冷却则需要较高的成本和复杂的结构设计。为了克服这些问题，浸没式冷却技术逐渐引起了研究人员的关注，是一种有效的锂电池热管理方式。因此设计一种可以保证电池组温度均一性，控制温度在电池正常工作范围的浸没式冷却电池的装置是必要的。

2、现有的浸没式液冷系统是将电池直接浸没在具有优良介电特性的氟化液中，利用氟化液的显热以及潜热来吸收电池模组在工作过程中所产生的热量，有效的降低了模组的热量积累。然而寒冷的环境条件下，传统浸没式液冷系统需要同时加热电池和氟化液。整个加热过程不仅需要较长的时间，使得低温冷启动工况下电池难以在短时间内达到安全合理的温度范围，还消耗了大量的能量，这在很大程度上降低了电动汽车的续航里程。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提供一种电池浸没式液冷非对称热控制装置，使得低温冷启动工况下电池能够在短时间内达到安全合理的温度范围，避免消耗大量的能量。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种电池浸没式液冷非对称热控制装置，包括底座、电池热控制单元、两个弹性支撑机构和两个形状记忆弹性机构，所述电池热控制单元包括安装架和两个隔板，所述安装架设置于所述底座上，所述安装架中用于安装电池，两个所述隔板分别用于设置于所述电池的左右两侧，各所述隔板靠近所述电池的一侧均设置有保温层；两个所述弹性支撑机构分别设置于所述电池热控制单元的前侧和后侧，所述弹性支撑机构包括若干个弹性支撑组件，所述弹性支撑组件包括第一安装杆，所述第一安装杆依次穿过所述电池热控制单元的一个所述隔板、所述安装架的前侧或后侧和另一个所述隔板，各所述隔板远离所述电池的一侧均设置有一个安装于所述第一安装杆上的第一挡块，各所述隔板与所述安装架之间均设置有一个套设于所述第一安装杆上的普通弹簧；两个所述形状记忆弹性机构分别设置于所述电池热控制单元的前侧和后侧，所述形状记忆弹性机构包括若干个形状记忆弹性组件，所述形状记忆弹性组件包括与所述电池热控制单元一一对应的双程记忆弹簧，所述双程记忆弹簧的两端分别与所述电池热控制单元的两个所述隔板连接。

4、可选地，所述安装架包括底板和两个分别设置于所述底板上部前后两端的立板，所述底板设置于所述底座上，两个所述立板之间用于嵌入所述电池，所述第一安装杆依次穿过所述电池热控制单元的一个所述隔板、前侧或后侧的所述立板和另一个所述隔板。

5、可选地，所述双程记忆弹簧的两端分别通过一个连接架与所述电池热控制单元的两个所述隔板连接。

6、可选地，所述形状记忆弹性组件还包括第二安装杆，所述第二安装杆依次穿过所述电池热控制单元上的一个所述连接架和另一个所述连接架，所述双程记忆弹簧套设于所述第二安装杆上，所述第二安装杆的两端分别设置有一个第二挡块。

7、可选地，所述电池热控制单元设置为多个且由左至右依次设置，所述第一安装杆依次穿过各所述电池热控制单元的一个所述隔板、所述安装架的前侧或后侧和另一个所述隔板，所述第二安装杆依次穿过各所述电池热控制单元上的一个所述连接架和另一个所述连接架。

8、可选地，所述连接架包括连接板、固定组件和卡扣，所述连接板的一端通过所述固定组件固定于所述隔板上，所述卡扣设置于所述连接板的内侧，所述双程记忆弹簧的两端分别卡接于两个所述连接架的所述卡扣中，所述第二安装杆依次穿过所述电池热控制单元上的一个所述连接板和另一个所述连接板。

9、可选地，所述固定组件包括螺栓、锁紧螺母和垫片，所述连接板设置于所述隔板的内侧，且所述连接板与所述隔板之间设置有所述垫片，所述螺栓依次穿过所述隔板、所述垫片和所述连接板并安装有所述锁紧螺母。

10、可选地，所述弹性支撑机构包括多个由上至下依次设置的所述弹性支撑组件，所述形状记忆弹性机构包括多个由上至下依次设置的形状记忆弹性组件。

11、可选地，所述普通弹簧的劲度系数小于所述双程记忆弹簧的劲度系数。

12、可选地，所述保温层具有闭孔结构。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本发明的电池浸没式液冷非对称热控制装置包括底座、电池热控制单元、两个弹性支撑机构和两个形状记忆弹性机构，在高温环境中，双程记忆弹簧伸长并带动附有保温层的隔板离开电池表面，使得电池与氟化液直接接触。此时电池周围的氟化液利用显热以及潜热来吸收电池在充放电过程中所产生的热量，避免了模组内的热量积累。在低温环境中，双程记忆弹簧收缩并带动附有保温层的隔板贴紧电池表面，此时电池与保温层直接贴合，处于绝热状态。在绝热状态下电池可以在最大程度上保存充放电过程中所产生的热量，进而使得低温冷启动工况下电池能够在短时间内达到安全合理的温度范围，避免消耗大量的能量，进而避免降低电动汽车的续航里程。

技术特征：

1.一种电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，包括底座、电池热控制单元、两个弹性支撑机构和两个形状记忆弹性机构，所述电池热控制单元包括安装架和两个隔板，所述安装架设置于所述底座上，所述安装架中用于安装电池，两个所述隔板分别用于设置于所述电池的左右两侧，各所述隔板靠近所述电池的一侧均设置有保温层；两个所述弹性支撑机构分别设置于所述电池热控制单元的前侧和后侧，所述弹性支撑机构包括若干个弹性支撑组件，所述弹性支撑组件包括第一安装杆，所述第一安装杆依次穿过所述电池热控制单元的一个所述隔板、所述安装架的前侧或后侧和另一个所述隔板，各所述隔板远离所述电池的一侧均设置有一个安装于所述第一安装杆上的第一挡块，各所述隔板与所述安装架之间均设置有一个套设于所述第一安装杆上的普通弹簧；两个所述形状记忆弹性机构分别设置于所述电池热控制单元的前侧和后侧，所述形状记忆弹性机构包括若干个形状记忆弹性组件，所述形状记忆弹性组件包括与所述电池热控制单元一一对应的双程记忆弹簧，所述双程记忆弹簧的两端分别与所述电池热控制单元的两个所述隔板连接。

2.根据权利要求1所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述安装架包括底板和两个分别设置于所述底板上部前后两端的立板，所述底板设置于所述底座上，两个所述立板之间用于嵌入所述电池，所述第一安装杆依次穿过所述电池热控制单元的一个所述隔板、前侧或后侧的所述立板和另一个所述隔板。

3.根据权利要求1所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述双程记忆弹簧的两端分别通过一个连接架与所述电池热控制单元的两个所述隔板连接。

4.根据权利要求3所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述形状记忆弹性组件还包括第二安装杆，所述第二安装杆依次穿过所述电池热控制单元上的一个所述连接架和另一个所述连接架，所述双程记忆弹簧套设于所述第二安装杆上，所述第二安装杆的两端分别设置有一个第二挡块。

5.根据权利要求4所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述电池热控制单元设置为多个且由左至右依次设置，所述第一安装杆依次穿过各所述电池热控制单元的一个所述隔板、所述安装架的前侧或后侧和另一个所述隔板，所述第二安装杆依次穿过各所述电池热控制单元上的一个所述连接架和另一个所述连接架。

6.根据权利要求4所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述连接架包括连接板、固定组件和卡扣，所述连接板的一端通过所述固定组件固定于所述隔板上，所述卡扣设置于所述连接板的内侧，所述双程记忆弹簧的两端分别卡接于两个所述连接架的所述卡扣中，所述第二安装杆依次穿过所述电池热控制单元上的一个所述连接板和另一个所述连接板。

7.根据权利要求6所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述固定组件包括螺栓、锁紧螺母和垫片，所述连接板设置于所述隔板的内侧，且所述连接板与所述隔板之间设置有所述垫片，所述螺栓依次穿过所述隔板、所述垫片和所述连接板并安装有所述锁紧螺母。

8.根据权利要求1所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述弹性支撑机构包括多个由上至下依次设置的所述弹性支撑组件，所述形状记忆弹性机构包括多个由上至下依次设置的形状记忆弹性组件。

9.根据权利要求1所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述普通弹簧的劲度系数小于所述双程记忆弹簧的劲度系数。

10.根据权利要求1所述的电池浸没式液冷非对称热控制装置，其特征在于，所述保温层具有闭孔结构。

技术总结
本发明公开一种电池浸没式液冷非对称热控制装置，涉及电池领域，包括底座、电池热控制单元、两个弹性支撑机构和两个形状记忆弹性机构，电池热控制单元包括安装架和两个隔板，两个隔板分别用于设置于电池的左右两侧，各隔板靠近电池的一侧均设置有保温层；弹性支撑组件包括第一安装杆，第一安装杆依次穿过电池热控制单元的一个隔板、安装架和另一个隔板，各隔板与安装架之间均设置有一个套设于第一安装杆上的普通弹簧；形状记忆弹性组件包括与电池热控制单元一一对应的双程记忆弹簧，双程记忆弹簧的两端分别与电池热控制单元的两个隔板连接。该装置使得低温冷启动工况下电池能够在短时间内达到安全合理的温度范围，避免消耗大量的能量。

技术研发人员：宋永臣,刘鑫宇,李羽白,陈聪,李洋,高帅
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16