CN120376832A - 一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂离子电池热管理技术领域，具体公开了一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法，通过射流冲击技术通过冷凝腔体与电池腔体的高度差，实现冷却液高速射流，快速降低电池表面温度。利用空化效应打破热边界层，显著提升传热系数，适应高倍率充放电的瞬态散热需求。冷凝腔体与智能控制模块协同，确保电池组温度分布均匀。基于传感器反馈的实时调控，系统响应时间缩短，避免温度滞后。电池腔体与冷凝腔体分离设计简化了传统同腔体结构，减少工质循环阻力，保障系统长期稳定运行。本发明融合了相变吸热‑智能控制‑势能驱动‑超声强化，突破了传统液冷依赖外置泵功的能效限制，降低了系统功耗，有效控制模组温差，缩短热失控响应时间。

Description

一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法

技术领域

本申请属于锂离子电池热管理技术领域，尤其涉及一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法。

背景技术

随着新能源汽车及规模化储能系统的快速发展，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命等特性成为核心储能载体。锂离子电池在高倍率充放电工况下会产生显著焦耳热与反应热，其瞬时热流密度极大。若热管理失效，电池内部将形成温度梯度，总体温度过高，诱发内阻极化加剧、容量加速衰减、寿命降低，极端情况下更会触发链式放热反应，导致热失控风险。因此，构建高效的热管理系统是保障电池安全性、延长使用寿命的核心技术瓶颈。

现有技术中两相浸没式冷却技术虽通过将电池模块浸没于低沸点介电流体中利用相变潜热实现散热，但其技术架构仍存在显著缺陷。传统系统依赖冷却液自然对流与依赖机械泵冷凝液回流，缺乏主动循环强化措施，难以匹配高倍率工况下的瞬态散热需求。同时，现有系统多采用冷凝腔体与冷却室同腔体结构，冷凝后的液体无法对电池做到快速降温，冷却能力有待进一步提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，克服现有技术中锂离子电池冷却系统依赖冷却液自然对流与依赖机械泵冷凝液回流并且冷凝腔体与冷却室同腔体导致散热性能较差的缺陷，从而提供一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法。

本发明公开了一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，包括蒸汽流通管道、电池腔体、控制模块、超声换能器、温度传感器、冷凝腔体、射流管道、电磁阀、冷却液、锂电池组、液位传感器；所述电池腔体用于容纳所述锂电池组；所述冷凝腔体用于冷却所述冷却液；所述蒸汽流通管道连接所述电池腔体和所述冷凝腔体；所述射流管道连接所述电池腔体和所述冷凝腔体；所述射流管道上设置电磁阀；所述温度传感器用于检测所述锂电池组的温度；所述液位传感器用于检测所述冷凝腔体中的液位；所述超声换能器固定于所述电池腔体外侧；所述控制模块分别与所述超声换能器、所述温度传感器、所述电磁阀和所述液位传感器信号连接，用于获取所述温度传感器和所述液位传感器的数据并控制所述电磁阀和所述超声换能器。

进一步的，还包括集气袋，所述集气袋与所述冷凝腔体连接，用于平衡所述冷凝腔体内的压强。

进一步的，还包括安全阀，所述安全阀包括第一安全阀和第二安全阀；所述第一安全阀与所述电池腔体连接，所述第二安全阀与所述冷凝腔体连接，用于对连接的腔体泄压并回收所述冷却液。

进一步的，所述冷却液为含氟化合物和碳氟化合物中的一种。

进一步的，还包括冷凝通道，所述冷凝通道与所述冷凝腔体连接，用于冷凝所述冷却液；所述冷凝通道为直管式、盘管式、蛇形管式中的一种；所述冷凝通道的冷凝方式为水冷式、空气冷却式、蒸发冷却式中的一种。

进一步的，所述液位传感器为电容式、红外式和浮球式中的一种；所述温度传感器为热电偶。

一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统的控制方法，所述浸没式电池热管理系统的结构如上所述，根据所述液位传感器的检测值与设定阈值做比较，同时根据所述温度传感器的检测值与设定阈值做比较，若当前液位达到设定阈值时，则使所述控制模块执行射流模式，打开所述电磁阀产生射流；若锂电池组中当前温度或最大温差达到设定阈值，使所述控制模块执行超声模式，控制所述超声换能器降低所述锂电池组的温度。

进一步的，当液位达到设定阈值时，继电器接通，打开所述电磁阀一段时间；当温度达到设定阈值时，继电器接通，打开所述超声换能器；若温度低于设所述设定阈值，关闭所述超声换能器。

进一步的，在射流模式下：当所述冷凝腔体内的液位大于等于设定阈值一时，所述液位传感器将输出信号传输给所述控制模块，使所述电磁阀打开，产生射流；在所述锂电池组产热前期时，射流持续至所述冷凝腔体内的液位下降到设定阈值二，所述设定阈值二小于所述设定阈值一；在所述锂电池组产热后期时，射流持续预设时间后再关闭。

进一步的，在超声模式下：当所述锂电池组的最高温度达到了设定阈值一时，所述温度传感器将输出信号传输给所述控制模块，使所述超声换能器打开，当所述锂电池组的温度小于设定阈值二，所述设定阈值二小于所述设定阈值一，所述超声换能器关闭；或者当所述锂电池组的最大温差达到了设定阈值三时，所述温度传感器将输出信号传输给所述控制模块，使所述超声换能器打开，当所述锂电池组的最大温差小于设定阈值四，所述设定阈值四小于所述设定阈值三，所述超声换能器关闭。

有益效果：本发明公开的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法，利用重力势能与相变自驱循环，减少系统功耗，提升能效。通过射流冲击技术通过冷凝腔体与电池腔体的高度差，实现冷却液高速射流，快速降低电池表面温度。利用空化效应打破热边界层，显著提升传热系数，适应高倍率充放电的瞬态散热需求。冷凝腔体与智能控制模块协同，确保电池组温度分布均匀。基于传感器反馈的实时调控，系统响应时间缩短，避免温度滞后。电池腔体与冷凝腔体分离设计简化了传统同腔体结构，减少工质循环阻力，冷却液闭环循环与集气袋设计，保障系统长期稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的系统装置结构示意图；

图3为本发明的电池腔体结构示意图；

图4为本发明的冷凝腔体结构示意图；

图5为本发明的调控模组结构示意框图；

图6为本发明的测试效果对比图。

附图标记说明：1、蒸汽流通管道；2、电池腔体；3、控制模块；4、超声换能器；5、温度传感器；6、冷凝腔体；8、射流管道；9、电磁阀；11、安全阀；7、冷凝腔体垫块；10、电磁阀垫块；201、冷却液；202、锂电池组；203、电池固定支架；601、冷凝通道；602、液位传感器；603、集气袋。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1~图4所示，在本申请所提供的一种具体实施方式中，一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，主要包括蒸汽流通管道1、电池腔体2、控制模块3、超声换能器4、温度传感器5、冷凝腔体6、射流管道8、电磁阀9、安全阀11、冷凝通道601、液位传感器602、集气袋603。

其中，电池腔体2为本系统的主体部件，在电池腔体2内盛装有一定量的冷却液201，主要用于放置锂电池组202，以通过冷却液201完全浸没锂电池组202，对锂电池组202实现浸没式液冷散热。并且，冷却液的沸点较低，能够比较容易地通过吸热的方式相变形成冷却液蒸汽，或者通过放热的方式相变形成液态冷却液。集气袋603设置在冷凝腔体6的顶部区域，主要用于调节冷凝腔体6中气压与大气压相同，使冷凝腔体6中气压在放电过程中始终低于电池腔体2中气压，从而使冷却液蒸汽能从电池腔体2通过蒸汽流通管道1进入冷凝腔体6。

冷凝通道601设置在冷凝腔体6的上侧区域，主要用于供冷凝介质进行流通，以使冷凝介质从冷凝腔体6的内部流过，而冷却液蒸汽由于压力差从电池腔体2通过蒸汽流通管道1流入冷凝腔体6内部的上侧区域，因此冷却液蒸汽在流通过程中将与冷凝通道601接触，进而被冷凝介质冷凝，相变形成液态冷却液后使得冷凝腔体6内部冷却液液面升高，待积累足够液位势能时，电磁阀9开启，冷却液201通过射流管道8形成射流射入电池腔体2内，实现冷却液201的循环利用。

液位传感器602主要用于检测冷凝腔体6内的液位，即冷却液201在冷凝腔体6的高度。温度传感器5主要用于检测锂电池组202的最高温度及温差，其变化主要由锂电池组202散热产生。调控模组主要用于执行预设的温度调节动作或液位调节动作。

控制模块3与温度传感器5及液位传感器602信号连接，主要用于根据温度传感器5的检测值与预设阈值之间的差值计算出锂电池组202的当前最高温度及最大温差偏差，同时根据液位传感器602的检测值是否达到设定高度，选择执行不同调控方式；具体的，若液位传感器检测值达到设定高度，则调控液位参数，此时控制模块3控制调控模组执行预设的液位调节动作；若当前温度偏差比例超过设定阈值，则调控温度参数，此时控制模块3控制调控模组执行预设的温度调节动作。

如此，本实施例所提供的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法，通过液位传感器602实时检测冷凝腔体6内的液位参数，并通过温度传感器5实时检测锂电池组202的温度参数。若液位传感器602检测值达到设定高度，则开启电磁阀9一段时间，冷却液201在液位势能的作用下，通过射流管道8形成射流射入电池腔体2内，冷凝腔体6中冷却液液面下降，同时射流破坏锂电池组202表面热边界层，增强冷却液202对锂电池组202的散热效果；若当前温度偏差比例超过设定阈值，则开启超声换能器4，通过空化效应强化锂电池202组的散热效果，从而达到降低温度改善温度均匀性的效果，同时增强散热有利于冷凝腔体6中的液面上升，从而提高射流频率，增强散热效果。在调节过程中，当锂电池组202发热量较小时，主要通过液位调节动作形成射流增强散热效果；当锂电池202发热量较大时，温度调节动作和液位调节动作并行，进而实现锂电池组202散热效果的提升，维持系统状态正常。

安全阀11将电池腔体2及冷凝腔体6与气体回收系统相连，主要用于电池热失控时防止腔体内部气压过大爆炸，以使冷却液蒸汽通过安全阀11进入气体回收系统减小气压并回收冷却液。本实施例主要通过温度传感器5检测锂电池组202的最高温度，当温度传感器5输出温度信号高于安全警戒值时打开安全阀并报警，以提高系统的安全性。

综上所述，本实施例所提供的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法，能够在系统运行过程中，兼顾温度与液位的协调控制，维持系统状态正常。

在关于电池腔体2的一种具体实施例中，考虑到锂电池组202包括多个锂电池，各个锂电池并联连接，为方便实现多个锂电池在电池腔体1内的安装，本实施例中，在电池腔体2内设置有多个电池固定支架203，以将各个锂电池分别安装在对应的各个电池固定支架203上。具体的，各个电池固定支架203在电池腔体2内呈水平姿态安装，一般可同时安装2~4个或更多等，且各个电池固定支架203水平方向阵列排布。如此设置，各个锂电池即可呈水平阵列排布分别安装在各个电池固定支架203上，从而将各个锂电池在电池腔体2内实现水平阵列安装。一般的，相邻两个电池固定支架203之间可互相连接，以便实现锂电池在水平空间的阵列排布安装。

其中，本系统利用冷却液201的相变潜热吸收热量，使冷却液201在锂电池组202表面沸腾汽化，以将热量迅速带走，保证散热的效率。冷却液具体可为含氟化合物、碳氟化合物等沸点较低的液体。本实施例中，冷却液201选取的型号为SF33，沸点为33.4⁰C，利用其相变潜热吸收热量，使其在锂电池组202表面沸腾汽化，以将热量迅速带走，保证散热的效率。

在关于锂电池组202的一种具体实施例中，考虑到锂电池组202可由不同型号的锂电池所组成，譬如21700、4680圆柱形锂电池，也可由方形锂电池组成。在本实施例中，锂电池组202由4680锂电池组成，适用于小型实验并推广处理。

考虑到电池固定支架203通常呈矩形，为便于安装锂电池，在本实施例中，电池腔体2整体也呈矩形结构，即矩形箱体，以便规整地安装锂电池，避免存在安装盲区。当然，电池腔体2的具体形状结构并不固定，其余比如柱状、多边形状箱体等也均可以采用。

在关于冷凝通道601的一种具体实施例中，该冷凝通道601的两端分别贯穿冷凝腔体6的两侧侧壁，冷凝通道601的进口与冷凝介质源连通。本实施例中，冷凝通道601为竖排双排管，可根据实际发热情况改变冷凝通道601的排列形式及排数，兼顾成本控制及冷凝效果。

在关于冷凝通道601的另一种具体实施例中，冷凝通道601为横排铜管。如图2所示，现以右侧冷凝腔室为例—本实施例为了强化气相工质的冷凝传热，设置冷凝通道601的进口位置处于冷凝通道601的右侧，且冷凝介质在冷凝通道601内的流动方向为从冷凝通道601进口流动至冷凝通道601的出口。具体来说，这种设置方式会使冷凝通道601内冷凝介质的流向为从右至左，而冷凝腔体6中工质蒸汽内的蒸汽流向为从左至右，因此，该设置方式会使得冷凝通道601内的冷凝介质的流向与工质蒸汽逆流，从而强化气相工质的冷凝传热，提高冷凝效率。

在关于冷凝通道601的另一种具体实施例中，为了便于冷凝通道601及时排出冷却液，本实施例中的冷凝通道601在冷凝腔体6内的延伸方向与水平方向呈预设倾角，通过该方式，可使冷凝后的冷却液在重力作用下于冷凝通道601的外壁上汇聚成液滴并掉落，进一步减小由管外冷凝液膜产生的换热热阻。其中，该预设倾角可根据实际情况自定义设置，可设置为十度或者二十度，使冷凝通道601可轻微向下倾斜安装，还可设置为九十度，使冷凝通道601垂直于冷凝腔体6的底面进行安装，从而最大程度的提高冷凝通道601排出冷却液的效率。

在关于冷凝腔体6的一种具体实施例中，冷凝腔体6采用了更小的底面积，使得冷凝腔体6中仅需要较少的冷却液201即可获得较大的液位势能，从而获得较大的射流频率且能节约外部冷却液201的用量。此外，集气袋603安装在冷凝腔体6的顶部，使得冷凝腔体6内气压与外界大气压相等，可以降低冷凝腔体6盒体材料的强度要求，达到节约成本的效果。

在关于冷凝腔体6的另一种具体实施例中，系统包含多个冷凝腔体6，冷凝腔体6在电池腔体2附近周向排列，在所述电池腔体2内相邻所述射流管道8排布为：60°、75°、90°、180°等，从而产生多个方向射流，进而增强对锂电池组202的散热效果。在本实施例中，采取对称双室结构的冷凝腔体6，冷凝腔体6关于电池腔体中心对称，有利于电池热状态稳定。

在关于超声换能器4的一种具体实施例中，为增强电池腔体2内部冷却液的空化效果，可设置不同类型（频率、功率等）及不同放置位置（四周、顶部或底部）的超声换能器4。本实施例中，为实现经济效益最大化，选取43kHz、35W的超声换能器4。此外，为兼顾强化散热效果及节约能源成本，可利用固定功率可调频率超声换能器4来寻找最佳的频率，再固定频率从而寻得最小功率。本实施例中，超声换能器4放置于电池腔体的后方，从而产生空化效应增强锂电池组202的散热效果。

在关于射流管道8的一种具体实施例中，为了增强射流对于锂电池组202的热边界层破坏效果，可采取不同的射流方式。本实施例中的射流管道8在电池腔体2内的延伸方向与水平方向呈预设倾角，通过该方式，使得射流得以垂直射向锂电池组202，加剧其表面热边界层的破坏。其中，该预设倾角可根据实际情况自定义设置，可设置为十度或者二十度，使射流管道8可轻微倾斜安装，更好地破坏其表面的热边界层，从而达到增强锂电池组202散热效果。

此外，在具备相同的液位势能情况下，射流管道8可选取不同管径的硅胶软管。若射流管道8管径增大，则射流面积增大，但射流速度减小；若射流管道8管径减小，则射流速度增大，射流面积减小。本实施例中的射流管道8采取的管径为内径4mm外径6mm，可获得较大的射流速度及适中的射流面积，进而最大程度的提高对热边界层的破坏效果。

在关于调控模组的一种具体实施例中，为了调节射流管道8的射流速率，该调控模组包括控制模块3、液位传感器602、电磁阀9，该液位传感器602设置于冷凝腔体6侧壁上并与控制模块3信号连接，用于调节射流管道8内的冷却液的流速。具体来说，该电磁阀9的开闭由控制模块3所受到的液位传感器输出信号进行控制，以便通过调节冷凝腔体6液面高度来获得对应射流管道8内的冷却液的流速。并且，这种通过控制冷凝腔体6液面高度来获得不同射流速度，无需使用泵，不仅能提高能源利用效率，且能节约内部冷却液202的用量。

需要说明的是，为了实现液位的快速调节且不干扰内部冷却液202的性质，液位传感器602可采取不同类型。本实施例中为实现此目标，液位传感器602采用的是电容式液位传感器，其原理是基于不同介质具有不同介电常数的特性，当液位变化时，传感器电极间的介质分布发生改变，从而导致整体介电常数发生变化。例如同轴圆筒型传感器，当冷却液液位上升时，由于冷却液介电常数大于空气，使得其等效介电常数增大，根据电容计算公式，电容值也随之增大，通过检测电容值的变化即可得出液位的变化情况。且电容式液位传感器为非接触式液位传感器，不会对冷却液产生污染等影响。

在本实施例中，根据理论计算可得冷凝腔室6中冷却液202的平均液面上升速率为0.0318mm/s，在射流单元下实验实际液面上升速率略大于该速度，故能获得较大得射流频率。

在关于调控模组的另一种具体实施例中，为了调节锂电池组202的最高温度及最大温差，该调控模组包括控制模块3、温度传感器5、超声换能器6，该超声换能器设置于电池腔体2的壁面处，温度传感器5设置于锂电池组202上并与控制模块3信号连接，用于控制超声换能器的开闭。具体来说，该超声换能器的开闭由控制模块3所受到的温度传感器输出信号进行控制。并且，这种通过温度信号进行控制超声换能器6开闭从而产生空化效应，不仅能降低锂电池组202的最高温度，还能减小锂电池组202温度的不均匀性。且空化效应会加快蒸汽产生速率，故可加快冷凝腔室6中冷却液202液面上升速度，从而增大射流频率，取得更好得散热效果。

请参考图5，图5为本申请所提供的一种调控模组的功能模块结构示意图。可以看出，本实施例中的调控模组具体包括第一执行单元S1和第二执行单元S2。

其中：当冷凝腔体内的液位高于电池腔体一定数值时，执行第一执行单元，即射流单元，进入射流模式。

具体来说，冷凝腔体6中冷却液202的初始液位高于所述电池腔体2中冷却液202液位，随着冷凝腔体6内冷却液逐渐积累，当冷凝腔体6内的液位大于等于设定阈值一HSP1时，液位传感器602将输出信号传输给控制模块3，使电磁阀9打开，产生射流。为保证冷凝腔体6内的液位始终高于电池腔体2，在锂电池组202产热前期时，由于冷凝腔体6内的冷却液201冷凝速度较慢，因此射流持续至冷凝腔体6内的液位下降到设定阈值二HSP2；在锂电池组202产热后期时，由于冷凝腔体6内的冷却液201冷凝速度较快，因此射流持续一定时间后再关闭。处于关闭状态的电磁阀9有利于减小能量的损耗；处于打开状态的电磁阀9所产生的射流有利于扰乱锂电池组202表面的热边界层进而强化对流换热。

其中：当锂电池组的最高温度或最大温差达到一定数值时，执行第二执行单元，即超声单元，进入超声模式。

具体来说，随着锂电池组202不断产热，当锂电池组202的最高温度达到了设定阈值一TSP1时，温度传感器5将输出信号传输给控制模块3，使超声换能器4打开，当锂电池组202的温度小于设定阈值二TSP2，超声换能器4关闭；或者当锂电池组202的最大温差达到了设定阈值三TSP3时，温度传感器5将输出信号传输给控制模块3，使超声换能器4打开，当锂电池组202的最大温差小于设定阈值四TSP4，超声换能器4关闭。处于关闭状态的超声换能器4有利于减小能量的损耗；处于打开状态的超声换能器4可以通过空化效应强化沸腾传热进而实现对锂电池组202的有效散热。

图6为本申请所提供的一个实施例的测试效果图，如图6所示，可以确定自然风冷锂电池组202所能达到的最高温度为44.8⁰C，本实施例中锂电池组202所能达到的最高温度为33.5⁰C，具备较好的热管理效果。

综上所述，本实施例所提供的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统及控制方法，能够在系统运行过程中，兼顾温度与液位的协调控制，维持系统状态正常。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，其特征在于，包括蒸汽流通管道（1）、电池腔体（2）、控制模块（3）、超声换能器（4）、温度传感器（5）、冷凝腔体（6）、射流管道（8）、电磁阀（9）、冷却液（201）、锂电池组（202）、液位传感器（602）；

所述电池腔体（2）用于容纳所述锂电池组（202）；

所述冷凝腔体（6）用于冷却所述冷却液（201）；

所述蒸汽流通管道（1）连接所述电池腔体（2）和所述冷凝腔体（6）；

所述射流管道（8）连接所述电池腔体（2）和所述冷凝腔体（6）；所述射流管道（8）上设置电磁阀（9）；

所述温度传感器（5）用于检测所述锂电池组（202）的温度；

所述液位传感器（602）用于检测所述冷凝腔体（6）中的液位；

所述超声换能器（4）固定于所述电池腔体（2）外侧；

所述控制模块（3）分别与所述超声换能器（4）、所述温度传感器（5）、所述电磁阀（9）和所述液位传感器（602）信号连接，用于获取所述温度传感器（5）和所述液位传感器（602）的数据并控制所述电磁阀（9）和所述超声换能器（4）。

2.根据权利要求1所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，其特征在于，还包括集气袋（603），所述集气袋（603）与所述冷凝腔体（6）连接，用于平衡所述冷凝腔体（6）内的压强。

3.根据权利要求1所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，其特征在于，还包括安全阀（11），所述安全阀（11）包括第一安全阀和第二安全阀；所述第一安全阀与所述电池腔体（2）连接，所述第二安全阀与所述冷凝腔体（6）连接，用于对连接的腔体泄压并回收所述冷却液（201）。

4.根据权利要求1所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，其特征在于，所述冷却液（201）为含氟化合物和碳氟化合物中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，其特征在于，还包括冷凝通道（601），所述冷凝通道（601）与所述冷凝腔体（6）连接，用于冷凝所述冷却液（201）；所述冷凝通道（601）为直管式、盘管式、蛇形管式中的一种；所述冷凝通道（601）的冷凝方式为水冷式、空气冷却式、蒸发冷却式中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统，其特征在于，所述液位传感器（602）为电容式、红外式和浮球式中的一种；所述温度传感器（5）为热电偶。

7.根据权利要求1所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统的控制方法，所述浸没式电池热管理系统的结构如权利要求1~6任一项所述，其特征在于，根据所述液位传感器（602）的检测值与设定阈值做比较，同时根据所述温度传感器（5）的检测值与设定阈值做比较，若当前液位达到设定阈值时，则使所述控制模块（3）执行射流模式，打开所述电磁阀（9）产生射流；若锂电池组（202）中当前温度或最大温差达到设定阈值，使所述控制模块（3）执行超声模式，控制所述超声换能器（4）降低所述锂电池组（202）的温度。

8.根据权利要求7所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统的控制方法，其特征在于，当液位达到设定阈值时，继电器接通，打开所述电磁阀（9）一段时间；当温度达到设定阈值时，继电器接通，打开所述超声换能器（4）；若温度低于设所述设定阈值，关闭所述超声换能器（4）。

9.根据权利要求7所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统的控制方法，其特征在于，在射流模式下：当所述冷凝腔体（6）内的液位大于等于设定阈值一时，所述液位传感器（602）将输出信号传输给所述控制模块（3），使所述电磁阀（9）打开，产生射流；在所述锂电池组（202）产热前期时，射流持续至所述冷凝腔体（6）内的液位下降到设定阈值二，所述设定阈值二小于所述设定阈值一；在所述锂电池组（202）产热后期时，射流持续预设时间后再关闭。

10.根据权利要求7所述的一种无泵自驱的浸没式电池热管理系统的控制方法，其特征在于，在超声模式下：当所述锂电池组（202）的最高温度达到了设定阈值一时，所述温度传感器（5）将输出信号传输给所述控制模块（3），使所述超声换能器（4）打开，当所述锂电池组（202）的温度小于设定阈值二，所述设定阈值二小于所述设定阈值一，所述超声换能器（4）关闭；或者当所述锂电池组（202）的最大温差达到了设定阈值三时，所述温度传感器（5）将输出信号传输给所述控制模块（3），使所述超声换能器（4）打开，当所述锂电池组（202）的最大温差小于设定阈值四，所述设定阈值四小于所述设定阈值三，所述超声换能器（4）关闭。