本發明涉及儲能領域，尤其是涉及一種儲能熱管理和安全系統、儲能裝置和新能源汽車。

背景技術：

1、新型儲能技術廣泛應用于新能源汽車領域、新型儲能領域。電池工作時，對溫度比較敏感，如果溫度太低，電極的反應率也下降；如果溫度過高，會破壞電池內的化學平衡，導致副反應，縮短電池壽命，甚至可能使內部電路短路而起火；為保證電池在最佳工作溫度，通常通過電池熱管理實現，電池熱管理一方面是當電池溫度低于設定溫度時對電池進行加熱和保溫；電池熱管理另一個層面是對電池的冷卻。

2、目前新型儲能技術的電池熱管理主要有以下兩種，一是風冷技術，用鼓風機將空氣吹進散熱風道，帶走電池工作時產生的熱量而達到降低電池工作溫度。另一種是水冷技術，用水泵將冷水泵至水冷式換熱器，冷水帶走電池工作時產生的熱量而達到降低電池工作溫度。

3、新型儲能裝置的安全問題也是不容忽視的，一旦電池溫度過高或電池組內部某一個電池短路，會馬上引起火災甚至發生爆炸事故，對人身安全和設備安全帶來不可估量的損失。目前的安全技術主要有：（1）電芯材料安全技術，一是正極材料通過滲雜和包裹，或金屬分子替代的方式來提高正極材料的穩定性；二是對負極進行包裹，或采用新型負極材料來提高安全性；三是在電解液中添加阻燃劑，或將液體電解質換成固體聚合物電解質，采用離子液體，電解質鹽的替代等方式提高電解液熱安全特性；（2）三維隔熱墻技術，在電芯與電芯之間填滿一種有機硅聚合物、低密度隔熱材料、阻燃材料等三種材料組成的復合材料，有機硅聚合物主要是導熱，將電芯產生的熱量傳導到電池外面，低密度隔熱材料作用是隔熱，減少電芯之間散熱不均衡而出現的熱失控現象，阻燃材料防止燃燒，進一步提升電池的安全性；（3）浸沒式安全技術，通過電池組溫度和電壓降來判斷其工作狀況，當達到可能出現熱失控狀況時，打開連接消防水管的電磁閥，大量消防水很快涌入電池堆，將電池堆產生熱量迅速帶走，避免電池產生進一步的熱鏈反應，從而確保電池安全。

4、然而，上述新型儲能裝置（1）材料成本比較貴，加工難度大；（2）三維隔熱墻技術的缺點是加工難度高，成本大；（3）浸沒式安全技術的缺點是一旦出現安全問題，整個電池組將完全報廢，還有可能損害整個電池系統，損失巨大。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種熱管理單元和安全單元相結合、能夠實現對電池單元溫度控制、并且在熱失控發生時可有效降低損失的儲能熱管理和安全系統、儲能裝置和新能源汽車。

2、本發明提供一種儲能熱管理和安全系統，包括安全單元、熱管理單元、控制單元和電池單元，所述安全單元和所述熱管理單元分別與所述電池單元相連接，且所述安全單元和所述熱管理單元分別與所述控制單元相連接，所述熱管理單元用于控制所述電池單元處于設定的工作溫度范圍內，所述安全單元用于在所述電池單元出現熱失控時帶走熱量，所述控制單元用于根據所述電池單元的工作狀況控制所述安全單元和所述熱管理單元進行工作。

3、進一步地，所述安全單元包括制冷劑儲液罐、與所述制冷劑儲液罐和所述電池單元相連接的管道以及安裝在所述管道上與所述控制單元相連接的電磁閥，所述電池單元包括電池箱體和位于所述電池箱體內的電池模組，與所述電池單元相連接的所述管道的一端設有管道口，所述管道口位于所述電池箱體內且朝向所述電池模組設置，所述安全單元還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設置在所述電池箱體內并且與所述控制單元相連接，所述溫度傳感器用于實時感應所述電池模組溫度信息并將信息回傳給所述控制單元。

4、進一步地，所述安全單元還包括煙霧傳感器，所述煙霧傳感器設置在所述電池箱體內并且與所述控制單元相連接，所述煙霧傳感器用于實時感應所述電池箱體內的煙霧信息并將信息回傳給所述控制單元。

5、進一步地，所述安全單元還包括易熔塞，所述易熔塞設置在所述電池箱體內并且位于所述電磁閥遠離所述管道口的一側。

6、進一步地，所述熱管理單元包括制冷壓縮機、四通閥、冷凝器、干燥過濾儲液器、節流閥和蒸發器，所述制冷壓縮機與所述四通閥相連接，所述四通閥的四個端口中的兩個端口分別與所述冷凝器的進液口和出液口相連通，另外兩個端口分別與所述蒸發器的集液管的兩端相連通，所述干燥過濾儲液器的兩端分別與所述冷凝器和所述蒸發器的所述集液管相連通。

7、進一步地，所述熱管理單元具有制冷回路和制熱回路，在制冷回路上，所述干燥過濾儲液器和所述蒸發器的所述集液管之間還設置有節流閥。

8、進一步地，所述蒸發器位于所述電池模組箱體內，且設置在所述電池模組的外圍。

9、進一步地，所述控制單元包括主控制器和智能控制模塊，所述智能控制模塊根據所述安全單元檢測所述電池單元的工作狀況并將檢測結果反饋給所述智能控制模塊，所述智能控制模塊控制所述熱管理單元對所述電池單元的工作狀況進行調整，當所述電池單元的工作狀況異常時，所述智能控制模塊將信息反饋給所述主控制器，所述主控制器控制所述電池單元停止工作。

10、一種儲能裝置，包括上述的儲能熱管理和安全系統。

11、一種新能源汽車，包括上述的儲能裝置。

12、本發明提供的儲能熱管理和安全系統、儲能裝置和新能源汽車，通過控制單元、熱管理單元和安全單元相結合，能夠實現對電池單元溫度控制、并且在熱失控發生時針對熱失控的電池單元進行控制。本發明提供的儲能熱管理和安全系統、儲能裝置和新能源汽車，不需要昂貴的材料成本、也避免了因加工難度大而造成成本增加的問題，還可有效避免整個儲能熱管理和安全系統、儲能裝置、新能源汽車因浸沒式保護而造成巨大損壞。

技術特征：

1.一種儲能熱管理和安全系統，其特征在于：包括安全單元、熱管理單元、控制單元和電池單元，所述安全單元和所述熱管理單元分別與所述電池單元相連接，且所述安全單元和所述熱管理單元分別與所述控制單元相連接，所述熱管理單元用于控制所述電池單元處于設定的工作溫度范圍內，所述安全單元用于在所述電池單元出現熱失控時帶走熱量，所述控制單元用于根據所述電池單元的工作狀況控制所述安全單元和所述熱管理單元進行工作。

2.如權利要求1所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述安全單元包括制冷劑儲液罐、與所述制冷劑儲液罐和所述電池單元相連接的管道以及安裝在所述管道上與所述控制單元相連接的電磁閥，所述電池單元包括電池箱體和位于所述電池箱體內的電池模組，與所述電池單元相連接的所述管道的一端設有管道口，所述管道口位于所述電池箱體內且朝向所述電池模組設置，所述安全單元還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設置在所述電池箱體內并且與所述控制單元相連接，所述溫度傳感器用于實時感應所述電池模組溫度信息并將信息回傳給所述控制單元。

3.如權利要求2所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述安全單元還包括煙霧傳感器，所述煙霧傳感器設置在所述電池箱體內并且與所述控制單元相連接，所述煙霧傳感器用于實時感應所述電池箱體內的煙霧信息并將信息回傳給所述控制單元。

4.如權利要求2所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述安全單元還包括易熔塞，所述易熔塞設置在所述電池箱體內并且位于所述電磁閥遠離所述管道口的一側。

5.如權利要求2所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述熱管理單元包括制冷壓縮機、四通閥、冷凝器、干燥過濾儲液器、節流閥和蒸發器，所述制冷壓縮機與所述四通閥相連接，所述四通閥的四個端口中的兩個端口分別與所述冷凝器的進液口和出液口相連通，另外兩個端口分別與所述蒸發器的集液管的兩端相連通，所述干燥過濾儲液器的兩端分別與所述冷凝器和所述蒸發器的所述集液管相連通。

6.如權利要求5所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述熱管理單元具有制冷回路和制熱回路，在制冷回路上，所述干燥過濾儲液器和所述蒸發器的所述集液管之間還設置有節流閥。

7.如權利要求5所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述蒸發器位于所述電池模組箱體內，且設置在所述電池模組的外圍。

8.如權利要求1所述的儲能熱管理和安全系統，其特征在于：所述控制單元包括主控制器和智能控制模塊，所述智能控制模塊根據所述安全單元檢測所述電池單元的工作狀況并將檢測結果反饋給所述智能控制模塊，所述智能控制模塊控制所述熱管理單元對所述電池單元的工作狀況進行調整，當所述電池單元的工作狀況異常時，所述智能控制模塊將信息反饋給所述主控制器，所述主控制器控制所述電池單元停止工作。

9.一種儲能裝置，其特征在于：包括如權利要求1-8任一項所述的儲能熱管理和安全系統。

10.一種新能源汽車，其特征在于：包括如權利要求9所述的儲能裝置。

技術總結
本發明公開了一種儲能熱管理和安全系統、儲能裝置和新能源汽車，儲能熱管理和安全系統包括安全單元、熱管理單元、控制單元和電池單元，安全單元和熱管理單元分別與電池單元相連接，且安全單元和熱管理單元分別與控制單元相連接，熱管理單元用于控制電池單元處于設定的工作溫度范圍內，安全單元用于在電池單元出現熱失控時帶走熱量，控制單元用于根據電池單元的工作狀況控制安全單元和熱管理單元進行工作，儲能裝置包括上述的儲能熱管理和安全系統，新能源汽車包括上述的儲能裝置。

技術研發人員：梁仁健,任哲遠,任薇遠,劉錦
受保護的技術使用者：東莞中科遠智科技服務有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28