CN115882120A - 一种温度控制装置及电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度控制装置及电池模组，涉及热管理领域。温度控制装置包括换热器、动力源以及记忆合金触发器。换热器、动力源以及记忆合金触发器均设置于电池，换热器设置于电池的表面，换热器以及记忆合金触发器均与动力源连接，动力源用于输送换热工质，记忆合金触发器用于在电池达到预设温度条件下启动动力源，并将换热工质输送至换热器内，以实现对电池进行散热或升温。通过将记忆合金触发器设置于电池，以在电池的温度高于预设温度或低于预设温度的情况启动动力源，从而通过换热器对电池进行换热，以使电池的温度维持在合适的温度区间内，进而充分发挥电池的性能，并延长使用寿命，同时也提高了电池的安全性能。

Description

一种温度控制装置及电池模组

技术领域

本发明涉及热管理领域，具体而言，涉及一种温度控制装置及电池模组。

背景技术

在温度过高或者过低的情况下都会对电池组的性能、寿命造成影响，严重的甚至引发安全事故，造成巨大的损失。一般情况下，电池有一个适宜工作的温度区间，当电池温度过低时将对电池的冲放电以及启动过程造成显著影响，当电池温度持续过高时会增加电池燃烧爆炸的风险。

发明内容

本发明提供了一种温度控制装置及电池模组，其能够维持电池的工作环境温度，以确保电池以一个较优的状态维持工作性能。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种温度控制装置，应用于电池，包括：

换热器，所述换热器设置于所述电池的表面；

动力源，所述动力源与所述换热器连接，所述动力源用于输送换热工质；以及，

记忆合金触发器，所述动力源和所述换热器均与所述记忆合金触发器连接，所述记忆合金触发器用于在所述电池达到预设温度条件下启动所述动力源，并将所述换热工质输送至所述换热器内，以对所述电池进行散热或升温。

在可选的实施方式中，所述记忆合金触发器包括记忆合金以及开关件，所述记忆合金用于与所述电池连接，所述开关件与所述记忆合金连接，所述记忆合金用于在所述电池达到预设温度条件下产生形变并触发所述开关件，以启动所述换热器。

在可选的实施方式中，所述记忆合金触发器还包括导热件，所述导热件固定设置于所述电池，所述记忆合金通过所述导热件与所述电池连接。

在可选的实施方式中，所述开关件包括固定板、活动板、支撑件以及开关，所述活动板与所述记忆合金连接，所述固定板固定且间隔设置于所述活动板远离所述记忆合金的一侧，所述开关设置于所述固定板，用于启动或关闭所述动力源，所述支撑件设置于所述活动板与所述固定板之间，以使所述活动板在所述记忆合金的形变作用下带动所述活动板相对固定板转动，以触发开关。

在可选的实施方式中，所述记忆合金触发器还包括弹性件，所述弹性件的一端与所述导热件连接，另一端与所述活动板连接。

在可选的实施方式中，所述记忆合金以及所述弹性件的数量均包括多个，多个所述弹性件位于所述支撑件的两侧，所述记忆合金设置于所述支撑件的一侧。

在可选的实施方式中，所述换热器包括相互连通的蒸发器储存池以及第一补给池，所述蒸发器储存池以及所述第一补给池均用于设置于所述电池的顶部；

所述动力源包括泵，所述泵与所述记忆合金触发器连接，所述泵用于将所述第一补给池中的所述换热工质输送至所述蒸发器储存池。

在可选的实施方式中，所述换热器包括相互连通的冷凝器储存池以及第二补给池，所述冷凝器储存池以及所述第二补给池均用于设置于所述电池的底部；

所述动力源包括风机，所述风机与所述记忆合金触发器连接，所述风机用于将所述第二补给池中的所述换热工质输送至所述冷凝器储存池。

在可选的实施方式中，所述记忆合金用于在所述电池的温度高于第一预设温度的情况下产生形变，或所述记忆合金用于在所述电池的温度低于第二预设温度的情况下产生形变，其中，所述第一预设温度大于所述第二预设温度。

第二方面，本发明提供一种电池模组，包括至少两个如前述实施方式任一项所述的温度控制装置以及电池，至少两个所述温度控制装置均设置于所述电池。

本发明实施例的温度控制装置及电池模组的有益效果包括：通过将记忆合金触发器设置于电池，以在电池的温度高于预设温度或低于预设温度的情况启动动力源，从而通过换热器对电池进行换热，以使电池的温度维持在合适的温度区间内，进而充分发挥电池的性能，并延长使用寿命，同时也提高了电池的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的温度控制装置结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的温度控制装置结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的记忆合金触发器第一视角结构示意图；

图4为本发明实施例提供的记忆合金触发器第二视角结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电池模组结构示意图。

图标：10-电池模组；11-温度控制装置；100-换热器；110-蒸发器储存池；120-第一补给池；130-冷凝器储存池；140-第二补给池；200-动力源；210-泵；220-风机；300-记忆合金触发器；310-记忆合金；320-开关件；330-导热件；340-固定板；350-活动板；360-支撑件；370-开关；380-弹性件；20-电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

为早日实现“碳达峰、碳中和”的战略目标，降低化石燃料消耗与环境污染问题，新能源汽车在诸多地区得到了快速发展与使用，但作为动力来源的锂离子电池的工作环境温度调控面临着巨大的挑战。当温度过高或者过低都会对电池组的性能、寿命造成影响，严重的甚至引发安全事故，造成巨大的损失。一般情况下，电池的适宜工作温度为20℃-40℃之间，当温度低于0℃时将对电池的冲放电以及启动过程造成显著影响，当温度持续高于40℃时增加了电池燃烧爆炸的风险。

基于此，本发明提供了一种温度控制装置，应用于电池，其可以根据电池实际工作情况做出相应调控，以维持电池的工作环境温度，从而确保电池以一个较优的状态工作，提高了电池的工作性能。

请参阅图1至图5，温度控制装置11包括换热器100、动力源200以及记忆合金触发器300。

其中，换热器100、动力源200以及记忆合金触发器300均设置于电池20，且换热器100设置于电池20的表面；换热器100、记忆合金触发器300以及动力源200依次连接，且换热器100还与动力源200连接，动力源200用于输送换热工质，记忆合金触发器300用于在电池20达到预设温度条件下启动动力源200，并将换热工质输送至换热器100内，以实现对电池20进行散热或升温。

在本实施例中，电池20的预设温度条件即指电池20适宜的温度区间以外的温度值。因此通过将记忆合金触发器300设置于电池20，以在电池20的温度高于预设温度或低于预设温度的情况启动动力源200，从而通过换热器100对电池20进行换热，以使电池20的温度维持在合适的温度区间内，进而充分发挥电池20的性能，并延长使用寿命，同时也提高了电池20的安全性能。

进一步地，记忆合金触发器300包括记忆合金310以及开关件320，记忆合金310用于与电池20连接，开关件320与记忆合金310连接，记忆合金310用于在电池20达到预设温度条件下产生形变并触发开关件320，以启动换热器100。

在本实施例中，通过记忆合金310与电池20连接，以在电池20温度过高或过低的情况下迅速发生形变以出发开关件320，以开启动力源200并通过动力源200启动换热器100，以实现对电池20的温度进行控制。

可选地，记忆合金310可以为热收缩记忆合金310或冷收缩记忆合金310。

需要说明的是，记忆合金310为现有技术，在此不再对记忆合金310做具体限定。

进一步地，记忆合金310用于在电池20的温度高于第一预设温度的情况下产生形变，或以及合金用于在电池20的温度低于第二预设温度的情况下产生形变，其中，第一预设温度大于第二预设温度。

在本实施例中，第一预设温度可以是40℃，第二预设温度可以是20℃。也就是说，在电池20温度高于40℃的情况下记忆合金310产生形变并启动动力源200以使换热器100对电池20进行散热，在电池20温度低于20℃的情况下记忆合金310产生形变并启动动力源200以使换热器100对电池20进行加热。而在电池20温度维持在20℃～40℃的情况下，记忆合金310恢复初始状态，并使得动力源200停止工作，换热器100也相应地停止换热。

可以理解的是，也可选用在高于其他温度或低于其他温度而产生形变的记忆合金310，以适应不同电池20的温度需求，以此提高了温度控制装置11的适应性。

进一步地，记忆合金触发器300还包括导热件330，导热件330用于贴设于电池20，记忆合金310通过导热件330与电池20连接。

在本实施例中，导热件330呈板状，将导热件330贴设于电池20有助于导热件330更好地吸收电池20地热量，并将热量快速传递至记忆合金310，以确保记忆合金310更准确地受电池20的温度变化而发生形变。

可选地，导热件330可以是铜板。

进一步地，开关件320包括固定板340、活动板350、支撑件360以及开关370，活动板350与记忆合金310连接，固定板340固定且间隔设置于活动板350远离记忆合金310的一侧，开关370设置于固定板340，用于启动或关闭动力源200，支撑件360设置于活动板350与固定板340之间，以使活动板350在记忆合金310的形变作用下带动活动板350相对固定板340转动，以触碰开关370。

在本实施例中，支撑件360与活动板350共同构成杠杆结构。开关件320安装在电池20上的安装框架(图未示)上，固定板340与安装框架固定连接，活动板350可绕支撑件360转动，从而在记忆合金310发生形变的情况下带动活动件绕支撑件360相对固定板340转动，以触碰并按压设置于固定板340上的开关370，以此开启动力源200并启动换热器100对电池20进行换热。

具体地，开关370可以为压敏开关370，支撑件360设置于活动板350和固定板340之间的中部，记忆合金310连接于活动板350的一端，开关370设置于固定板340远离记忆合金310的一端。

进一步地，记忆合金触发器300还包括弹性件380，弹性件380的一端与导热件330连接，另一端与活动板350连接。

在本实施例中，在电池20温度由过高或过低恢复至合适的温度区间内的情况下，记忆合金310的收缩效应减弱，通过在导热件330和活动板350之间设置弹性件380，以使得活动板350在弹性件380的弹性力作用下绕支撑件360转动以脱离与开关370的接触，从而使得活动板350恢复至初始状态，以此实现一次降温或升温控制过程。

进一步地，记忆合金310以及弹性件380的数量均包括多个，多个弹性件380位于支撑件360的两侧，记忆合金310设置于支撑件360的一侧。

在本实施例中，通过设置多个弹性件380，多个弹性件380位于活动板350和导热件330的两侧，以使支撑件360位于两侧的多个弹性件380之间，以方便活动板350绕支撑件360转动。通过将多个记忆合金310设置于活动板350和导热件330设置有弹性件380的其中一侧，以提高记忆合金310的形变能力，从而提高记忆合金触发器300的灵敏度。

进一步地，换热器100包括相互连通的蒸发器储存池110以及第一补给池120，蒸发器储存池110以及第一补给池120均用于设置于电池20的顶部；动力源200包括泵210，泵210与记忆合金触发器300连接，泵210用于将第一补给池120中的换热工质输送至蒸发器储存池110。

在本实施例中，换热工质在第一补给池120中呈液态，蒸发器储存池110与第一补给池120连通，通过泵210将第一补给池120中的液体泵210送到蒸发器储存池110，以增加蒸发器储存池110的蒸发效果，通过蒸发吸热，以达到对电池20降温的目的。

进一步地，换热器100包括相互连通的冷凝器储存池130以及第二补给池140，冷凝器储存池130以及第二补给池140均用于设置于电池20的底部；动力源200包括风机220，风机220与记忆合金触发器300连接，风机220用于将第二补给池140中的所述换热工质输送至冷凝器储存池130。

在本实施例中，换热工质在第二补给池140中呈气态，冷凝器储存池130与第二补给池140连通，通过风机220将第二补给池140内的第二补给池140内的热蒸汽输送到冷凝器储存池130内，以增加冷凝器储存池130内的冷凝效果，通过冷凝放热，以达到对电池20升温的目的。

进一步地，请参阅图5，本发明还提供了一种电池模组10，应用于新能源汽车等领域。电池模组10包括至少两个温度控制装置11以及电池20，至少两个温度控制装置11均设置于电池20。

在本实施例中，在电池20的顶部设置至少一个温度控制装置11(如图1所示)，且该温度控制装置11的换热器100包括蒸发器储存池110以及第一补给池120。在此情况下，动力源200是泵210，温度控制装置11的记忆合金触发器300选用在电池20温度高于第一预设温度而产生形变的记忆合金310，以在电池20温度高于第一预设温度的情况下通过记忆合金310触发开关370并启动泵210，从而增加蒸发器储存池110的蒸发效果，通过蒸发吸热达到对电池20降温的目的。

在本实施例中，在电池20的底部设置至少一个温度控制装置11(如图2所示)，且该温度控制装置11的换热器100包括冷凝器储存池130以及第二补给池140。在此情况下，动力源200是风机220，温度控制装置11的记忆合金触发器300选用在电池20温度低于第二预设温度而产生形变的记忆合金310，以在电池20温度低于第二预设温度的情况下通过记忆合金310出发开关370并开启风机220，从而增加冷凝器储存池130内的冷凝效果，通过冷凝放热达到对电池20升温的目的。

可选地，第一预设温度可以是40℃，第二预设温度可以是20℃。

综上所述，本发明实施例提供了一种温度控制装置11，通过将记忆合金触发器300设置于电池20，以在电池20的温度高于预设温度或低于预设温度的情况启动动力源200，从而通过换热器100对电池20进行换热，以使电池20的温度维持在合适的温度区间内，进而充分发挥电池20的性能，并延长使用寿命，同时也提高了电池20的安全性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种温度控制装置，应用于电池，其特征在于，包括：

换热器，所述换热器设置于所述电池的表面；

动力源，所述动力源与所述换热器连接，所述动力源用于输送换热工质；以及，

记忆合金触发器，所述动力源和所述换热器均与所述记忆合金触发器连接，所述记忆合金触发器用于在所述电池达到预设温度条件下启动所述动力源，并将所述换热工质输送至所述换热器内，以对所述电池进行散热或升温。

2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述记忆合金触发器包括记忆合金以及开关件，所述记忆合金用于与所述电池连接，所述开关件与所述记忆合金连接，所述记忆合金用于在所述电池达到预设温度条件下产生形变并触发所述开关件，以启动所述换热器。

3.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于，所述记忆合金触发器还包括导热件，所述导热件固定设置于所述电池，所述记忆合金通过所述导热件与所述电池连接。

4.根据权利要求3所述的温度控制装置，其特征在于，所述开关件包括固定板、活动板、支撑件以及开关，所述活动板与所述记忆合金连接，所述固定板固定且间隔设置于所述活动板远离所述记忆合金的一侧，所述开关设置于所述固定板，用于启动或关闭所述动力源，所述支撑件设置于所述活动板与所述固定板之间，以使所述活动板在所述记忆合金的形变作用下带动所述活动板相对固定板转动，以触发开关。

5.根据权利要求4所述的温度控制装置，其特征在于，所述记忆合金触发器还包括弹性件，所述弹性件的一端与所述导热件连接，另一端与所述活动板连接。

6.根据权利要求5所述的温度控制装置，其特征在于，所述记忆合金以及所述弹性件的数量均包括多个，多个所述弹性件位于所述支撑件的两侧，所述记忆合金设置于所述支撑件的一侧。

7.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述换热器包括相互连通的蒸发器储存池以及第一补给池，所述蒸发器储存池以及所述第一补给池均用于设置于所述电池的顶部；

所述动力源包括泵，所述泵与所述记忆合金触发器连接，所述泵用于将所述第一补给池中的所述换热工质输送至所述蒸发器储存池。

8.根据权利要求1或7所述的温度控制装置，其特征在于，所述换热器包括相互连通的冷凝器储存池以及第二补给池，所述冷凝器储存池以及所述第二补给池均用于设置于所述电池的底部；

所述动力源包括风机，所述风机与所述记忆合金触发器连接，所述风机用于将所述第二补给池中的所述换热工质输送至所述冷凝器储存池。

9.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，所述记忆合金用于在所述电池的温度高于第一预设温度的情况下产生形变，或所述记忆合金用于在所述电池的温度低于第二预设温度的情况下产生形变，其中，所述第一预设温度大于所述第二预设温度。

10.一种电池模组，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-9任一项所述的温度控制装置以及电池，至少两个所述温度控制装置均设置于所述电池。

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