一种液冷电池及其动态分配系统的制作方法

本发明属于电子器件散热，尤其涉及一种液冷电池及其动态分配系统。

背景技术：

1、储能电池的最佳工作温度是在15～35℃之间，温度高于40℃或低于0℃都将引起电池寿命的快速衰减，因此为储能电池设计各式各样的热管理系统，对电池进行冷却；既要保证电池待机状态的下温度稳定，也要保证电池启动充放电过程中的温度稳定。

2、冷源通过液冷板将液冷电池运行中产生的热量散发到大气中去，液冷板作为储能电池的散热器，承担了电池散热制冷的作用。当前技术条件下，液冷板仅能做到给每个电芯固定分配载冷剂流量(一般为乙二醇)，并不能兼顾每个电芯在运行中的发热差异性。因此导致电芯之间温差较大(目前技术水平下，电池pack内的液冷电芯温差≥3℃)。而电池之间的温度差异是造成电池应用过程中不一致的最主要原因。一致性较差，将直接导致系统使用寿命的降低，温差会影响电池寿命，温差越大电池寿命越短。并且在现在的固定分配流量下，也无法抑制电池热失控发生，只能让电池在热失控中损毁造成安全事故。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种液冷电池及其动态分配系统，旨在解决电池组内无法单独调控单个电芯温度的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种液冷电池，包括电芯、动态调节阀以及液冷板，所述液冷板与所述电芯相接，所述动态调节阀内设有弹性膜将所述动态调节阀的内部空间分隔形成感温腔和储液腔，所述储液腔的腔壁开设有进液口和出液口，所述进液口用于导入冷却液至所述储液腔内，所述出液口连通所述储液腔和所述液冷板的内部空间，所述感温腔内放置有惰性气体且与所述电芯的外表面相接触，所述惰性气体在预设温度下改变体积，所述弹性膜具有朝向所述感温腔或所述储液腔的运动方向。

3、在本发明的一些实施例中，所述储液腔内设有分隔部，所述分隔部的两端连接区别于所述弹性膜的相对两腔壁，所述分隔部将所述储液腔分隔成进液腔和出液腔，所述分隔部靠近所述弹性膜的一侧为所述进液腔，所述分隔部远离所述弹性膜的一侧为所述出液腔，所述进液口连通所述进液腔，所述出液口连通所述出液腔，所述分隔部贯穿设有连通所述进液腔和所述出液腔的通孔。

4、在本发明的一些实施例中，所述液冷电池包括推杆组件，所述推杆组件包括推杆和连接于所述推杆一端的堵头，所述推杆远离所述堵头的一端连接于所述弹性膜，所述推杆穿过所述通孔，所述堵头与所述通孔围合形成流道，所述堵头具有靠近或远离所述通孔的运动方向，以缩小或扩大所述流道。

5、在本发明的一些实施例中，所述通孔连通所述进液腔的端口直径小于连通所述出液腔的端口直径，所述堵头贴合所述通孔形状设置，所述堵头具有从所述通孔至所述出液腔的运动轨迹。

6、在本发明的一些实施例中，所述堵头远离所述推杆的一端安装有复位件，所述复位件远离所述堵头的一端安装于所述储液腔的腔壁上，所述复位件用于驱动所述堵头进入所述通孔内。

7、在本发明的一些实施例中，所述弹性膜包括间隔排布的第一膜体和第二膜体，所述第一膜体靠近所述感温腔，所述第二膜体靠近所述储液腔，所述第一膜体和所述第二膜体围合形成气腔。

8、在本发明的一些实施例中，所述动态调节阀内设有连接内壁面的隔断部，所述隔断部间隔设于所述弹性膜靠近所述感温腔的一侧，所述隔断部与所述第一膜体围合形成放置腔，所述隔断部远离所述放置腔的一侧与所述动态调节阀的内壁面围合形成所述感温腔，所述隔断部和所述第一膜体穿设有两穿孔，所述放置腔内设有毛细管，所述毛细管的两端分别连接两所述穿孔，所述毛细管连通所述感温腔和所述气腔。

9、在本发明的一些实施例中，所述气腔内填充有所述惰性气体。

10、在本发明的一些实施例中，所述液冷板相接于所述动态调节阀一侧且所述液冷板与所述动态调节阀的相接位置水平高度低于所述弹性膜的水平高度。

11、本发明还提出一种液冷电池的动态分配系统，包括底座和如上所述的多个液冷电池，多个液冷电池内的多个液冷板间隔排布且安装于同一所述底座平面上，一动态调节阀和一电芯对应与一所述液冷板对应相接，多个电芯之间保持电连接，多个动态调节阀独立设置。

12、本发明中液冷电池及其动态分配系统与现有技术相比，有益效果在于：

13、本发明提出一种液冷电池及其动态分配系统，液冷电池包括电芯、动态调节阀以及液冷板，液冷板与电芯相接，动态调节阀内设有弹性膜将动态调节阀的内部空间分隔形成感温腔和储液腔，储液腔的腔壁开设有进液口和出液口，进液口用于导入冷却液至储液腔内，出液口连通储液腔和液冷板的内部空间，感温腔内放置有惰性气体且与电芯的外表面相接触，惰性气体在预设温度下改变体积，弹性膜具有朝向感温腔或储液腔的运动方向。当电芯温度升高时，惰性气体的体积增大，推动弹性膜挤压储液腔，导致储液腔进入液冷板的冷却液的流量增大，使得液冷板对电芯的降温效果提升，当电芯温度降低后，惰性气体的体积回复至初始体积，弹性膜回弹至初始位置，储液腔进入液冷板的冷却液的流量恢复正常速率，以此通过动态调节阀对电芯温度的实时调控，通过惰性气体提升了动态调节阀的精准性。液冷电池的动态分配系统包括底座和多个液冷电池，多个液冷板间隔排布且安装于同一底座平面上，一动态调节阀和一电芯对应与一液冷板对应相接，多个电芯之间保持电连接，多个动态调节阀独立设置。单个动态调节阀对对应的单个电芯进行温度调控，因此单个电芯的温度变化不会影响其他电芯的温度变化，从而降低多个电芯之间的温度差，提高了液冷电池的安全性和温度稳定性。

技术特征：

1.一种液冷电池，其特征在于，包括电芯、动态调节阀以及液冷板，所述液冷板与所述电芯相接，所述动态调节阀内设有弹性膜将所述动态调节阀的内部空间分隔形成感温腔和储液腔，所述储液腔的腔壁开设有进液口和出液口，所述进液口用于导入冷却液至所述储液腔内，所述出液口连通所述储液腔和所述液冷板的内部空间，所述感温腔内放置有惰性气体且与所述电芯的外表面相接触，所述惰性气体在预设温度下改变体积，所述弹性膜具有朝向所述感温腔或所述储液腔的运动方向。

2.根据权利要求1所述的液冷电池，其特征在于，所述储液腔内设有分隔部，所述分隔部的两端连接区别于所述弹性膜的相对两腔壁，所述分隔部将所述储液腔分隔成进液腔和出液腔，所述分隔部靠近所述弹性膜的一侧为所述进液腔，所述分隔部远离所述弹性膜的一侧为所述出液腔，所述进液口连通所述进液腔，所述出液口连通所述出液腔，所述分隔部贯穿设有连通所述进液腔和所述出液腔的通孔。

3.根据权利要求2所述的液冷电池，其特征在于，所述液冷电池包括推杆组件，所述推杆组件包括推杆和连接于所述推杆一端的堵头，所述推杆远离所述堵头的一端连接于所述弹性膜，所述推杆穿过所述通孔，所述堵头与所述通孔围合形成流道，所述堵头具有靠近或远离所述通孔的运动方向，以缩小或扩大所述流道。

4.根据权利要求3所述的液冷电池，其特征在于，所述通孔连通所述进液腔的端口直径小于连通所述出液腔的端口直径，所述堵头贴合所述通孔形状设置，所述堵头具有从所述通孔至所述出液腔的运动轨迹。

5.根据权利要求3或4所述的液冷电池，其特征在于，所述堵头远离所述推杆的一端安装有复位件，所述复位件远离所述堵头的一端安装于所述储液腔的腔壁上，所述复位件用于驱动所述堵头进入所述通孔内。

6.根据权利要求1所述的液冷电池，其特征在于，所述弹性膜包括间隔排布的第一膜体和第二膜体，所述第一膜体靠近所述感温腔，所述第二膜体靠近所述储液腔，所述第一膜体和所述第二膜体围合形成气腔。

7.根据权利要求6所述的液冷电池，其特征在于，所述动态调节阀内设有连接内壁面的隔断部，所述隔断部间隔设于所述弹性膜靠近所述感温腔的一侧，所述隔断部与所述第一膜体围合形成放置腔，所述隔断部远离所述放置腔的一侧与所述动态调节阀的内壁面围合形成所述感温腔，所述隔断部和所述第一膜体穿设有两穿孔，所述放置腔内设有毛细管，所述毛细管的两端分别连接两所述穿孔，所述毛细管连通所述感温腔和所述气腔。

8.根据权利要求6或7所述的液冷电池，其特征在于，所述气腔内填充有所述惰性气体。

9.根据权利要求1所述的液冷电池，其特征在于，所述液冷板相接于所述动态调节阀一侧且所述液冷板与所述动态调节阀的相接位置水平高度低于所述弹性膜的水平高度。

10.一种液冷电池的动态分配系统，其特征在于，包括底座和如权利要求1至9任一项所述的多个液冷电池，多个液冷电池内的多个液冷板间隔排布且安装于同一所述底座平面上，一动态调节阀和一电芯对应与一所述液冷板对应相接，多个电芯之间保持电连接，多个动态调节阀独立设置。

技术总结
本发明提出一种液冷电池及其动态分配系统，液冷电池包括电芯、动态调节阀以及液冷板，液冷板与电芯相接，动态调节阀内设有弹性膜将动态调节阀的内部空间分隔形成感温腔和储液腔，储液腔的腔壁开设有进液口和出液口，进液口用于导入冷却液至储液腔内，出液口连通储液腔和液冷板的内部空间，感温腔内放置有惰性气体且与电芯的外表面相接触，惰性气体在预设温度下改变体积，弹性膜具有朝向感温腔或储液腔的运动方向。动态调节阀对电芯温度进行实时调控，通过惰性气体提升了动态调节阀的精准性，单个动态调节阀对对应的单个电芯进行温度调控，单个电芯的温度变化不会影响其他电芯，从而降低多个电芯之间的温度差，提高了液冷电池的安全性和稳定性。

技术研发人员：杨裕佳,岳兴,梁水金,吴世海
受保护的技术使用者：南京英飞源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16