【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种链式仿莲藕型热管理流道装置及控制方法，属锂离子电池散热。
技术介绍
1、新能源汽车动力电池包的安全主要是热失控安全，而且温度对圆柱型锂离子电池包的使用有着较大影响，在工作状态下，圆柱型锂离子电池包出现单体高温或温度不均的情况，一旦发生局部锂离子单体热失控，进而引发火灾时将难以控制，所以锂离子电池热管理流道的控制策略能对安全起到重要作用。
2、公开号cn116742198a公开了一种用于大容量锂离子电池组的热管理系统及其控制方法，涉及大型锂离子电池储能系统冷却
包括：锂离子电池 模组、液冷板、双向自吸泵、流向控制器、储水箱、平板热管；锂离子电池模组包括多个锂离子电池单体，每个电池单体由平板热管分隔开；液冷板位于电池模组的底部；双向自吸泵为冷却液正向和逆向循环提供动力；流向控制器控制双向自吸泵实现正向流动和逆向流动转换。该文献主要是对有顺流逆流的泵体控制流量时间，解决均温性的问题；但没有用到三维液冷和控制膨胀程度来处理锂离子电池热管理。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是，为了解决现有锂离子电池由于热管理未到位导致出现的安全问题，提出一种链式仿莲藕型热管理流道装置及控制方法。
2、本专利技术实现的技术方案如下，一种链式仿莲藕型热管理流道装置，包括3d打印一体化流道、控制器模块、感压分流阀、回流加热泵、温度传感器、压力传感器、温度补偿板和梭形柔性膜；通过3d打印一体化流道的三维散热、控制梭形柔性膜膨胀程度解决锂离子电池均温性问题，实现圆
3、所述3d打印一体化流道包括链式高压主流道、莲藕型分流道、链式合流道和梭型缩胀流道；每两排圆柱型锂离子电池单体组成的圆柱型锂离子电池模组分别嵌入所述3d打印流道的两侧的弧肋层。
4、所述感压分流阀设置在链式高压主流道内部靠近圆柱型锂离子电池极耳端的一侧，其轴线与链式高压主流道上的第一圆通孔轴线重合；所述温度补偿板置于两链式合流道之间，对圆柱型锂离子电池进行均温处理；所述梭型缩胀流道一端的第一圆通孔接口在第一圆通孔处与感压分流阀相连，另一端的第二圆通孔接口与链式合流道的第二圆通孔相连；所述梭形柔性膜设置于梭型缩胀流道的中段部，其一端连接于梭型缩胀流道的第一圆通孔接口，另一端连接于梭型缩胀流道的第二圆通孔接口；所述回流加热泵设置于链式高压主流道的第一流道入口和链式合流道的第一流道出口端，连接于链式高压主流道、链式合流道与温度补偿板的各个流道出入口，对液冷介质循环加热或冷却；所述温度传感器设置于链式高压主流道的多个延伸卡槽处，用以采集各个圆柱型锂离子电池单体的温度；所述压力传感器设置于梭形柔性膜靠近链式高压主流道的第一圆通孔处，用于获取梭形柔性膜流量入口的压力值；所述控制器模块设置于链式高压主流道靠近圆柱型锂离子电池极耳一侧，控制器模块结合温度传感器、压力传感器参数控制各个感压分流阀的开度，调整各个梭形柔性膜膨胀程度，以满足圆柱锂离子电池热管理要求。
5、所述链式高压主流道、莲藕型分流道、链式合流道和梭型缩胀流道以3d打印制作成一体。
6、所述链式高压主流道置于沿圆柱型锂离子电池模组x方向，并在圆柱型锂离子电池模组y方向上呈阵列的形式分布，圆柱型锂离子电池交错分布于链式高压主流道的两侧；所述莲藕型分流道其一端与链式高压主流道相连，且内部形成椭圆形通孔流道与半椭圆形通孔流道，另一端联通链式合流道；链式高压主流道、莲藕型分流道与链式合流道沿圆柱型锂离子电池垂直于轴线的中间截面对称布置，温度补偿板夹置于两链式合流道之间。
7、所述链式高压主流道、莲藕型分流道、链式合流道与温度补偿板侧面至少与一个圆柱型锂离子电池单体接触，对圆柱型锂离子电池模组进行散热处理。
8、所述链式高压主流道包括第一流道入口、第一链式流道、延伸卡槽、感压分流阀、椭圆形通孔、半椭圆形通孔、第一圆通孔和弧肋层；第一流道入口设置于沿圆柱型锂离子电池模组长度x方向一端，第一链式流道沿圆柱型锂离子电池模组长度x方向延伸，其内部形成第一链式流道空腔，供液冷介质流动；延伸卡槽设置于圆柱型锂离子电池极耳端，约束圆柱型锂离子电池在非y方向上的松动；椭圆形通孔与半椭圆形通孔置于两个圆柱型锂离子电池单体的相间处，并与莲藕型分流道上的椭圆形通孔与半椭圆形通孔位置对应；第一圆通孔设置于链式高压主流道远离圆柱型锂离子电池一侧，其轴线与三个圆柱型锂离子电池单体的极耳形成三角形重心重合，第一圆通孔与梭型缩胀流道的第一圆通孔接口接合；弧肋层上涂覆吸热物质并与圆柱型锂离子电池贴合。
9、所述莲藕型分流道包括椭圆形通孔、半椭圆形通孔、圆通孔和弧肋层；椭圆形通孔与半椭圆形通孔置于两个圆柱型锂离子电池单体的相间处，圆通孔设置于三个圆柱型锂离子电池单体形成的空腔处，其轴线与第一圆通孔轴线重合；椭圆形通孔和圆通孔沿第一链式流道方向呈间隔形式分布；莲藕型分流道侧面至少与一个圆柱型锂离子电池单体接触，圆通孔一端连接于链式高压主流道远离圆柱型锂离子电池极耳一侧，另一端连接于链式合流道一侧；莲藕型分流道内部有液冷介质在圆柱型锂离子电池长度方向流动，对圆柱型锂离子电池进行热管理处理。
10、所述链式合流道包括第一流道出口、第二链式流道、椭圆形通孔、半椭圆形通孔、第二圆通孔与弧肋层；第一流道出口设置于与链式高压主流道沿圆柱型锂离子电池模组x方向上，第二链式流道设置于链式合流道空腔内部，椭圆形通孔、半椭圆形通孔与第二圆通孔设置于链式高压主流道对应的椭圆形通孔、半椭圆形通孔与第一圆通孔投影处；链式合流道一侧与莲藕型分流道的椭圆形通孔和半椭圆形通孔连接，另一侧与温度补偿板贴合，弧肋层上涂覆吸热物质并与圆柱型锂离子电池贴合。
11、所述梭型缩胀流道为梭形结构，相当于两个相同的圆台的两底合在一起的构型；所述梭型缩胀流道置于莲藕型分流道的圆通孔内部，包括第一圆通孔接口、梭形柔性膜和第二圆通孔接口，所述梭型缩胀流道的第一圆通孔接口在第一圆通孔处与感压分流阀相连，另一端的第二圆通孔接口与链式合流道的第二圆通孔处相连；所述梭形柔性膜设置于梭型缩胀流道的中段部，其一端连接于梭型缩胀流道一端的第一圆通孔接口，另一端连接于梭型缩胀流道的第二圆通孔接口；梭形柔性膜的密度为1000kg/m³、杨氏弹性模量在100kpa-10mpa之间、厚度在0.3mm以内、具有很好的耐热性，并根据压力的大小发生膨胀或收缩形变。
12、所述温度补偿板包括第二流道入口、第二流道出口、弧肋层与扰流件；第二流道入口设置于与链式合流道的第一流道出口相同一侧，第二流道出口设置于与链式高压主流道的第一流道入口相同一侧；扰流件设置于温度补偿板空腔内部，其中心位置是第二圆通孔正投影处；温度补偿板侧面有弧肋层，至少与一个圆柱型锂离子电池单体接触，其上涂覆吸热物质并与圆柱型锂离子电池贴合；温度补偿板内液冷介质流向与链式合流道的液冷介质流向相反，起到温度均匀性的作用。
13、一种链式仿莲藕型热管理流道的控制方法，所述方法设定圆柱型锂离子电池的最佳工作温度范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述装置包括3D打印一体化流道、控制器模块、感压分流阀、回流加热泵、温度传感器、压力传感器、温度补偿板和梭形柔性膜；所述3D打印一体化流道包括链式高压主流道、莲藕型分流道、链式合流道和梭型缩胀流道，每两排圆柱型锂离子电池单体组成的圆柱型锂离子电池模组分别嵌入所述3D打印流道两侧的弧肋层；
2.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述链式高压主流道包括第一流道入口、第一链式流道、延伸卡槽、感压分流阀、椭圆形通孔、半椭圆形通孔、第一圆通孔和弧肋层；第一流道入口设置于沿圆柱型锂离子电池模组长度X方向一端，第一链式流道沿圆柱型锂离子电池模组长度X方向延伸，其内部形成第一链式流道空腔，供液冷介质流动；延伸卡槽设置于圆柱型锂离子电池极耳端，约束圆柱型锂离子电池在非Y方向上的松动；椭圆形通孔与半椭圆形通孔置于两个圆柱型锂离子电池单体的相间处，并与莲藕型分流道上的椭圆形通孔与半椭圆形通孔位置对应；第一圆通孔设置于链式高压主流道远离圆柱型锂离子电池一侧，其轴线与三个圆柱型锂离子电池单体的极耳形成三角形重心重合，
3.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述莲藕型分流道包括椭圆形通孔、半椭圆形通孔、圆通孔和弧肋层；椭圆形通孔与半椭圆形通孔置于两个圆柱型锂离子电池单体的相间处；圆通孔设置于三个圆柱型锂离子电池单体形成的空腔处，其轴线与第一圆通孔轴线重合；椭圆形通孔和圆通孔沿第一链式流道方向呈间隔形式分布；莲藕型分流道侧面至少与一个圆柱型锂离子电池单体接触，圆通孔一端连接于链式高压主流道远离圆柱型锂离子电池极耳一侧，另一端连接于链式合流道一侧；莲藕型分流道内部有液冷介质在圆柱型锂离子电池长度方向流动，对圆柱型锂离子电池进行热管理处理。
4.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述链式合流道包括第一流道出口、第二链式流道、椭圆形通孔、半椭圆形通孔、第二圆通孔与弧肋层；第一流道出口设置于与链式高压主流道沿圆柱型锂离子电池模组X方向上，第二链式流道设置于链式合流道空腔内部；椭圆形通孔、半椭圆形通孔与第二圆通孔设置于链式高压主流道对应的椭圆形通孔、半椭圆形通孔与第一圆通孔投影处；链式合流道一侧与莲藕型分流道的椭圆形通孔和半椭圆形通孔连接，另一侧与温度补偿板贴合，弧肋层上涂覆吸热物质并与圆柱型锂离子电池贴合。
5.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述梭型缩胀流道为梭形结构，相当于两个相同的圆台的两底合在一起的构型；所述梭型缩胀流道置于莲藕型分流道的圆通孔内部，包括第一圆通孔接口、梭形柔性膜和第二圆通孔接口；所述梭型缩胀流道的第一圆通孔接口在第一圆通孔处与感压分流阀相连，另一端的第二圆通孔接口与链式合流道的第二圆通孔处相连；所述梭形柔性膜设置于梭型缩胀流道的中段部，其一端连接于梭型缩胀流道一端的第一圆通孔接口,另一端连接于梭型缩胀流道的第二圆通孔接口；梭形柔性膜的密度为1000kg/m³、杨氏弹性模量在100KPa-10MPa之间、厚度在0.3mm以内、具有很好的耐热性，并根据压力的大小发生膨胀或收缩形变。
6.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述温度补偿板包括第二流道入口、第二流道出口、弧肋层与扰流件；第二流道入口设置于与链式合流道的第一流道出口相同一侧，第二流道出口设置于与链式高压主流道的第一流道入口相同一侧；扰流件设置于温度补偿板空腔内部，其中心位置是第二圆通孔正投影处；温度补偿板侧面有弧肋层，至少与一个圆柱型锂离子电池单体接触，其上涂覆吸热物质并与圆柱型锂离子电池贴合；温度补偿板内液冷介质流向与链式合流道的液冷介质流向相反，起到温度均匀性的作用。
7.实现如权利要求1-6任一项所述一种链式仿莲藕型热管理流道装置的热管理流道的控制方法，其特征在于：所述方法设定圆柱型锂离子电池的最佳工作温度范围Td≤T≤Tg，采集圆柱型锂离子电池单体工作状态下最高温度为Tnmax，圆柱型锂离子电池单体工作状态下最低温度为Tnmin，以最高温度Tnmax与最低温度Tnmin的极差值R表示圆柱型锂离子电池模组的均温性；采集靠近链式高压主流道的第一圆通孔处梭形柔性膜端口压力传感器数值Pn，设定安全范围为Pd≤P≤Pg；其运行方式如下：
8.根据权利要求7所述的一种链式仿莲藕型热管理流道的控制方法，其特征在于：所述温度传感器会优先分析各个圆柱型锂离子电池实时温度Tn，从而驱动控制器模块做出分析；所述压力传感器会...
【技术特征摘要】
1.一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述装置包括3d打印一体化流道、控制器模块、感压分流阀、回流加热泵、温度传感器、压力传感器、温度补偿板和梭形柔性膜；所述3d打印一体化流道包括链式高压主流道、莲藕型分流道、链式合流道和梭型缩胀流道，每两排圆柱型锂离子电池单体组成的圆柱型锂离子电池模组分别嵌入所述3d打印流道两侧的弧肋层；
2.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述链式高压主流道包括第一流道入口、第一链式流道、延伸卡槽、感压分流阀、椭圆形通孔、半椭圆形通孔、第一圆通孔和弧肋层；第一流道入口设置于沿圆柱型锂离子电池模组长度x方向一端，第一链式流道沿圆柱型锂离子电池模组长度x方向延伸，其内部形成第一链式流道空腔，供液冷介质流动；延伸卡槽设置于圆柱型锂离子电池极耳端，约束圆柱型锂离子电池在非y方向上的松动；椭圆形通孔与半椭圆形通孔置于两个圆柱型锂离子电池单体的相间处，并与莲藕型分流道上的椭圆形通孔与半椭圆形通孔位置对应；第一圆通孔设置于链式高压主流道远离圆柱型锂离子电池一侧，其轴线与三个圆柱型锂离子电池单体的极耳形成三角形重心重合，第一圆通孔与梭型缩胀流道的第一圆通孔接口接合；弧肋层上涂覆吸热物质并与圆柱型锂离子电池贴合。
3.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述莲藕型分流道包括椭圆形通孔、半椭圆形通孔、圆通孔和弧肋层；椭圆形通孔与半椭圆形通孔置于两个圆柱型锂离子电池单体的相间处；圆通孔设置于三个圆柱型锂离子电池单体形成的空腔处，其轴线与第一圆通孔轴线重合；椭圆形通孔和圆通孔沿第一链式流道方向呈间隔形式分布；莲藕型分流道侧面至少与一个圆柱型锂离子电池单体接触，圆通孔一端连接于链式高压主流道远离圆柱型锂离子电池极耳一侧，另一端连接于链式合流道一侧；莲藕型分流道内部有液冷介质在圆柱型锂离子电池长度方向流动，对圆柱型锂离子电池进行热管理处理。
4.根据权利要求1所述的一种链式仿莲藕型热管理流道装置，其特征在于：所述链式合流道包括第一流道出口、第二链式流道、椭圆形通孔、半椭圆形通孔、第二圆通孔与弧肋层；第一流道出口设置于与链式高压主流道沿圆柱型锂离子电池模组x方向上，第二链式流道设置于链式合流道空腔内部；椭圆形通孔、半椭圆形通孔与第二圆通孔设置于链式高压主流道对应的椭圆形通孔、半椭圆形通孔与第一圆通孔投影处；链式合流道一侧与莲藕型分流道的椭圆形通孔和半椭圆形通孔连接，另一侧与...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘霏霏，刘帅华，邹鹏志，田信云，秦武，程贤福，李骏，曾建邦，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：
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