换热系统、电池及控制方法与流程

    专利查询2025-11-16  1


    本技术涉及电池领域,具体而言,涉及一种换热系统、电池及控制方法。


    背景技术:

    1、电池在新能源领域应用甚广,例如电动汽车、新能源汽车等,新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的可靠性。然而,目前的电池的可靠性较差。


    技术实现思路

    1、本技术实施例的目的在于提供一种换热系统、电池及控制方法,其旨在改善相关技术中电池的可靠性较差的问题。

    2、第一方面,本技术实施例提供了一种换热系统,所述换热系统包括热管理部件、节流装置、第一温度传感器和压力传感器,所述热管理部件包括第一介质入口和介质出口;所述节流装置与所述第一介质入口连通;所述第一温度传感器用于检测所述介质出口的第一换热介质的温度;所述压力传感器用于检测所述介质出口的第一换热介质的压力;其中,所述节流装置响应于所述第一温度传感器和所述压力传感器,以调节进入所述第一介质入口的流量,以使所述热管理部件内的第一换热介质处于气液混合状态。

    3、在上述技术方案中,通过设置第一温度传感器检测介质出口的第一换热介质的温度,并设置压力传感器检测介质出口的第一换热介质的压力,根据介质出口的第一换热介质的温度和压力来判断介质出口处第一换热介质的状态。根据介质出口处第一换热介质的状态来调节节流装置,以增大或减小进入第一介质入口的流量,使得热管理部件内的第一换热介质处于气液混合状态。这样,第一换热介质与工件进行热交换时,液态的第一换热介质可以汽化成气态,汽化前后,第一换热介质发生相变而温度不变。或者,气态的第一换热介质可以液化成液态,液化前后,第一换热介质发生相变而温度不变。只要热管理部件内的第一换热介质处于气液混合状态,热管理部件内的第一换热介质的温度不变,使得热管理部件的均温性较好,对工件的热管理效果较好,有利于工件充分发挥其性能,提升工件的可靠性。

    4、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述换热系统还包括压缩机和冷凝器,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述热管理部件形成循环回路。

    5、在上述技术方案中,介质出口流出的第一换热介质经过压缩机压缩,成为高温高压的气体,高温高压的气体经过冷凝器后冷却变为高温高压的过冷液体,高温高压的过冷液体通过节流装置后变为低压的气液混合状态,低压气液混合状态的第一换热介质通过第一介质入口进入换热器与工件进行热交换,以实现对工件的热管理。通过使压缩机、冷凝器、节流装置和热管理部件形成循环回路,实现第一换热介质的循环流动,有利于降低第一换热介质的消耗。

    6、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述换热系统包括加热系统,所述加热系统被配置为加热从所述介质出口流出的第一换热介质。

    7、在上述技术方案中,从介质出口流出的第一换热介质处于气液混合状态或饱和气态,气液混合状态的第一换热介质本身存在液体,饱和气态的第一换热介质在进入压缩机时可能会部分液化成液体。无论是气液混合状态还是饱和气态的第一换热介质在进入到压缩机时均可能会对压缩机造成液击,使得压缩机损坏。通过设置加热系统加热从介质出口流出的第一换热介质,使得第一换热介质变为过热气体,从而降低第一换热介质进入压缩机时对压缩机造成液击的风险。

    8、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述冷凝器与所述节流装置通过第一管路连通,所述热管理部件与所述压缩机通过第二管路连通;所述加热系统包括第一换热器,所述第一换热器连接所述第一管路和所述第二管路,所述第一换热器用于实现所述第一管路内的第一换热介质与所述第二管路内的第一换热介质热交换。

    9、在上述技术方案中,第一管路内的第一换热介质为高温高压的过冷液体,其温度高于介质出口流出的第一换热介质的温度。通过第一管路内的第一换热介质来加热介质出口流出的第一换热介质,既能够将介质出口流出的第一换热介质加热为过热气体,又能够进一步降低进入节流装置的第一换热介质的温度,从而使得过冷度增大,使得换热系统的制冷量提升。

    10、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述热管理部件与所述压缩机通过第二管路连通;所述加热系统包括供液系统和第一换热器,所述供液系统用于给所述第一换热器提供第二换热介质,所述第一换热器连接于所述第二管路,所述第一换热器被配置为实现所述第二管路内的第一换热介质与所述第二换热介质热交换。

    11、在上述技术方案中,供液系统向第一换热器供给第二换热介质,通过第二换热介质加热第二管路内的第一换热介质,使得第一换热介质变为过热气体,从而降低第一换热介质进入压缩机时对压缩机造成液击的风险。由供液系统向第一换热器供给第二换热介质,可以根据需要调控进入第一换热器的第二换热介质的流量,也可以根据需要来调控第二换热介质的温度,灵活性更高。

    12、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述供液系统包括介质储存器和驱动器,所述介质储存器用于储存所述第二换热介质,所述介质储存器、所述驱动器和所述第一换热器形成循环回路。

    13、在上述技术方案中,驱动器能够将介质储存器内储存的第二换热介质驱动至第一换热器,使得第一换热器内的第二换热介质加热第二管道内的第一换热介质。通过使介质储存器、驱动器和第一换热器形成循环回路,有利于降低第二换热介质的消耗。

    14、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述加热系统还包括第二换热器,所述第二换热器、所述供液系统和所述第一换热器形成循环回路,所述第二换热器被配置为加热所述第二换热介质。

    15、在上述技术方案中,第二换热器内的第二换热介质能够与其他系统进行热交换,从而回收其他系统的热量,利用回收的热量来加热第二管道内的第一换热介质,这样有利于降低换热系统的能耗,降低生产成本。

    16、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通;所述换热系统还包括第二温度传感器,所述第二温度传感器被配置为检测所述第二介质入口的第一换热介质的温度,所述供液系统响应于所述第一温度传感器和第二温度传感器,以调节经过所述第一换热器的第二换热介质的流量。

    17、在上述技术方案中,通过设置第二温度传感器来检测第二介质入口的温度,根据第一温度传感器的检测温度和第二温度传感器的检测温度来确定第二介质入口的第一换热介质的过热度是否满足要求。当第二介质入口的第一换热介质的过热度不满足要求时,供液系统可以增大经过第一换热器的第二换热介质的流量,从而将第二管道内第一换热介质的温度加热的更高。

    18、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通;所述换热系统还包括第二温度传感器,所述第二温度传感器被配置为检测所述第二介质入口的第一换热介质的温度,所述节流装置响应于所述第二温度传感器。

    19、在上述技术方案中,通过设置第二温度传感器来检测第二介质入口的温度,根据第一温度传感器的检测温度和第二温度传感器的检测温度来确定第二介质入口的第一换热介质的过热度是否满足要求。当第二介质入口的第一换热介质的过热度不满足要求时,说明进入第一介质入口的流量过大,可以通过节流装置略微减小进入第一介质入口的流量。

    20、第二方面,本技术实施例还提供了一种电池,所述电池包括电池单体、箱体和上述的换热系统,所述箱体容纳所述电池单体;所述热管理部件容纳于所述箱体内,所述热管理部件被配置为管理所述电池单体的温度。

    21、第三方面,本技术实施例还提供了一种控制方法,所述控制方法基于上述的换热系统,所述控制方法包括:当t1>t3时,调节所述节流装置,以增大进入所述第一介质入口的流量,直到t1≤t3;其中,t1为所述第一温度传感器的检测温度,t3为所述第一换热介质在所述压力传感器的检测压力下对应的饱和温度。

    22、在上述技术方案中,当第一温度传感器的检测温度大于第一换热介质在压力传感器的检测压力下对应的饱和温度时,说明介质出口处的第一换热介质已经全部处于气态,并且已经吸收了一部分热量。据此,可以调节节流装置,使得进入第一介质入口的流量增大,直到第一温度传感器的检测温度小于或等于第一换热介质在压力传感器的检测压力下对应的饱和温度。当第一温度传感器的检测温度小于或等于第一换热介质在压力传感器的检测压力下对应的饱和温度时,说明介质出口处的第一换热介质的处于气液混合状态或刚好为饱和气态,热管理部件内各个位置的第一换热介质的温度均相等。

    23、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述换热系统还包括压缩机和冷凝器,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述热管理部件形成循环回路;所述换热系统包括加热系统,所述加热系统被配置为加热从所述介质出口流出的第一换热介质;所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通,所述换热系统还包括第二温度传感器,所述第二温度传感器被配置为检测所述第二介质入口的第一换热介质的温度;所述控制方法包括:当t1≤t3且t2-t1≤t时,调节所述节流装置,以减小进入所述第一介质入口的流量,直到t1≤t3且t2-t1>t;其中,t2为所述第二温度传感器的检测温度,t为压缩机的入口的安全过热度。

    24、在上述技术方案中,当t1≤t3且t2-t1≤t时,说明热管理部件内的第一换热介质均处于气液混合状态,但第二介质入口的第一换热介质的过热度不满足要求,说明进入第一介质入口的流量过大,可以通过节流装置略微减小进入第一介质入口的流量,直到t1≤t3且t2-t1>t,也即热管理部件内的第一换热介质均处于气液混合状态,并且第二介质入口的第一换热介质的过热度满足要求。

    25、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述换热系统还包括压缩机和冷凝器,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述热管理部件形成循环回路;所述换热系统包括加热系统,所述加热系统被配置为加热从所述介质出口流出的第一换热介质;所述热管理部件与所述压缩机通过第二管路连通;所述加热系统包括供液系统和第一换热器,所述供液系统用于给所述第一换热器提供第二换热介质,所述第一换热器连接于所述第二管路,所述第一换热器被配置为实现所述第二管路内的第一换热介质与所述第二换热介质热交换;所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通,所述换热系统还包括第二温度传感器,所述第二温度传感器被配置为检测所述第二介质入口的第一换热介质的温度;所述控制方法包括:当t2-t1≤t时,调节所述供液系统,以增大供给所述第一换热器的第二换热介质的流量,直到t2-t1>t;其中,t2为所述第二温度传感器的检测温度,t为压缩机的入口的安全过热度。

    26、在上述技术方案中,当t2-t1≤t时,说明第二介质入口的第一换热介质的过热度不满足要求,供液系统可以增大经过第一换热器的第二换热介质的流量,从而将第二管道内第一换热介质的温度加热的更高,直到t2-t1>t,也即第二介质入口的第一换热介质的过热度满足要求。

    27、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述供液系统包括介质储存器和驱动器,所述介质储存器用于储存所述第二换热介质,所述介质储存器、所述驱动器和所述第一换热器形成循环回路;所述控制方法包括:当t2-t1≤t时,增大所述驱动器的功率,以增大供给所述第一换热器的第二换热介质的流量。

    28、在上述技术方案中,通过增大驱动器的功率,即可增大供给第一换热器的第二换热介质的流量,从而使得第二介质入口的第一换热介质的过热度满足要求,调节简单方便。

    29、作为本技术实施例的一种可选技术方案,所述控制方法包括:当t2-t1>t+δt时,调节所述供液系统,以减小供给所述第一换热器的第二换热介质的流量,直到t<t2-t1≤t+δt;其中,δt=6℃。

    30、在上述技术方案中,当t2-t1>t+δt时,说明第二介质入口的第一换热介质的过热度过大,导致换热系统的能耗升高。通过调节供液系统,以减小供给第一换热器的第二换热介质的流量,以将第二介质入口的第一换热介质的过热度控制在预设范围内,从而降低换热系统的能耗,降低生产成本。


    技术特征:

    1.一种换热系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述换热系统,其特征在于,所述换热系统还包括压缩机和冷凝器,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述热管理部件形成循环回路。

    3.根据权利要求2所述换热系统,其特征在于,所述换热系统包括加热系统,所述加热系统被配置为加热从所述介质出口流出的第一换热介质。

    4.根据权利要求3所述换热系统,其特征在于,所述冷凝器与所述节流装置通过第一管路连通,所述热管理部件与所述压缩机通过第二管路连通;

    5.根据权利要求3所述换热系统,其特征在于,所述热管理部件与所述压缩机通过第二管路连通;

    6.根据权利要求5所述换热系统,其特征在于,所述供液系统包括介质储存器和驱动器,所述介质储存器用于储存所述第二换热介质,所述介质储存器、所述驱动器和所述第一换热器形成循环回路。

    7.根据权利要求5所述换热系统,其特征在于,所述加热系统还包括第二换热器,所述第二换热器、所述供液系统和所述第一换热器形成循环回路,所述第二换热器被配置为加热所述第二换热介质。

    8.根据权利要求5-7任一项所述换热系统,其特征在于,所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通;

    9.根据权利要求3-7任一项所述换热系统,其特征在于,所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通;

    10.一种电池,其特征在于,包括:

    11.一种控制方法,其特征在于,基于权利要求1-9任一项所述的换热系统,所述控制方法包括:

    12.根据权利要求11所述控制方法,其特征在于,所述换热系统还包括压缩机和冷凝器,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述热管理部件形成循环回路;所述换热系统包括加热系统,所述加热系统被配置为加热从所述介质出口流出的第一换热介质;所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通,所述换热系统还包括第二温度传感器,所述第二温度传感器被配置为检测所述第二介质入口的第一换热介质的温度;

    13.根据权利要求11所述控制方法,其特征在于,所述换热系统还包括压缩机和冷凝器,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置和所述热管理部件形成循环回路;所述换热系统包括加热系统,所述加热系统被配置为加热从所述介质出口流出的第一换热介质;所述热管理部件与所述压缩机通过第二管路连通;所述加热系统包括供液系统和第一换热器,所述供液系统用于给所述第一换热器提供第二换热介质,所述第一换热器连接于所述第二管路,所述第一换热器被配置为实现所述第二管路内的第一换热介质与所述第二换热介质热交换;所述压缩机包括第二介质入口,所述第二介质入口与所述介质出口连通,所述换热系统还包括第二温度传感器,所述第二温度传感器被配置为检测所述第二介质入口的第一换热介质的温度;

    14.根据权利要求13所述控制方法,其特征在于,所述供液系统包括介质储存器和驱动器,所述介质储存器用于储存所述第二换热介质,所述介质储存器、所述驱动器和所述第一换热器形成循环回路;

    15.根据权利要求13所述控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:


    技术总结
    本申请提供了一种换热系统、电池及控制方法,涉及电池领域。换热系统包括热管理部件、节流装置、第一温度传感器和压力传感器。热管理部件包括第一介质入口和介质出口。节流装置与第一介质入口连通。第一温度传感器用于检测介质出口的第一换热介质的温度。压力传感器用于检测介质出口的第一换热介质的压力。其中,节流装置响应于第一温度传感器和压力传感器,以调节进入第一介质入口的流量,以使热管理部件内的第一换热介质处于气液混合状态。通过使热管理部件内的第一换热介质处于气液混合状态,第一换热介质与工件进行热交换时,第一换热介质发生相变而温度不变。使得热管理部件的均温性较好,对工件的热管理效果较好,提升了工件的可靠性。

    技术研发人员:李金奎,黄小腾,李清,叶伟达,欧阳诗洁
    受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-32048.html

    最新回复(0)