CN109599612B - 车载电池的温度调节方法和温度调节*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载电池的温度调节方法和温度调节***,车载电池温度调节***包括与多个电池分别相连的多个电池热管理模块;分别与多个电池热管理模块相连的多个换热器;均衡换热器,其中,多个电池热管理模块中的一部分与均衡换热器中的第一管路相连,多个电池热管理模块中的另一部分与均衡换热器中的第二管路;控制器,用于获取多个电池的温度,并判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,在多个电池之间的温度差大于预设温度阈值时,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡。由此,该***可以在多个电池之间的温度差较大时,通过换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,特别涉及一种车载电池的温度调节方法、一种非临时性计算机可读存储介质和一种车载电池的温度调节***。
背景技术
目前,电动汽车中车载电池***可能包括多个电池,各个电池之间由于布置位置不同,或者是由于电池的温度调节***提供给每个电池的加热/冷功率却不均,导致各个电池之间的温度存在较大差异,电池的温度一致性较差,进而会导致电池循环寿命降低。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的第一个目的在于提出一种车载电池的温度调节***,该***可以在多个电池之间的温度差较大时,通过换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
本发明的第二个目的在于提出一种车载电池的温度调节***。
本发明的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种车载电池的温度调节***,包括:与多个电池分别相连的多个电池热管理模块;分别与所述多个电池热管理模块相连的多个换热器;与所述多个电池热管理模块均相连的且与所述多个换热器并联的均衡换热器,其中,所述多个电池热管理模块中的一部分与所述均衡换热器中的第一管路相连,所述多个电池热管理模块中的另一部分与所述均衡换热器中的第二管路;控制器,所述控制器用于获取所述多个电池的温度,并判断所述多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,在所述多个电池之间的温度差大于预设温度阈值时,通过所述均衡换热器对所述多个电池的温度进行均衡。
根据本发明实施例的车载电池的温度调节***,通过控制器获取多个电池的温度,并判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,如果温度差大于所述预设温度阈值,则通过换热器对多个电池的温度进行均衡。由此,该***可以在多个电池之间的温度差较大时,通过换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种车载电池的温度调节方法,包括以下步骤:获取所述多个电池的温度;判断所述多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值;如果大于所述预设温度阈值,则通过所述均衡换热器对所述多个电池的温度进行均衡。
根据本发明实施例的车载电池的温度调节方法,首先获取获取多个电池的温度,然后判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,如果大于预设温度阈值,则通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡。由此,该方法可以在多个电池之间的温度差较大时,通过换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的温度调节方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质,首先获取多个电池的温度,然后判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,如果大于预设温度阈值,则通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡,从而可以在多个电池之间的温度差较大时,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中,
图1a-1b是根据本发明一个实施例的车载电池的温度调节***的方框示意图;
图2是根据本发明一个实施例的车载电池的温度调节***的控制拓扑图;
图3是根据本发明另一个实施例的车载电池的温度调节***的方框示意图;
图4是根据本发明又一个实施例的车载电池的温度调节***的方框示意图;
图5是根据本发明一个实施例的车载电池的温度调节方法的流程图;
图6是根据本发明另一个实施例的车载电池的温度调节方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的车载电池的温度调节方法、非临时性计算机可读存储介质和车载电池的温度调节***。
图1a-1b是根据本发明一个实施例的车载电池的温度调节***的结构示意图。方框示意图。如图1a-1b所示,该***包括:与多个电池换热流路分别相连的多个电池热管理模块、与多个电池热管理模块相连的多个换热器、与多个电池热管理模块均相连的且与多个换热器并联的均衡换热器3、控制器(图中未具体示出)。
其中,多个电池热管理模块中的一部分与均衡换热器中的第一管路相连,多个电池热管理模块中的另一部分与均衡换热器中的第二管路。控制器与电池热管理模块连接,用于获取多个电池的温度,并判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,在多个电池之间的温度差大于预设温度阈值时,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡。预设温度阈值可以根据实际情况进行预设,例如可以为8℃。
进一步地,如图1a-1b所示,电池包括第一电池41和第二电池42,电池热管理模块包括第一电池热管理模块11和第二电池热管理模块12,换热器包括第一换热器21和第二换热器22,第一电池热管理模块11的第一端通过第一三通阀71分别与第一换热器21的第一端和均衡换热器3中第一管路的第一端相连,第一电池热管理模块11的第二端通过第二三通阀72分别与所述第一换热器21的第二端和均衡换热器3中第一管路的第二端相连,第二电池热管理模块12的第一端通过第三三通阀73分别与第二换热器22的第一端和均衡换热器3中第二管路的第一端相连,第二电池热管理模块12的第二端通过第四三通阀74分别与第二换热器22的第二端和均衡换热器3中第二管路的第二端相连,其中,控制器通过控制第一至第四三通阀71-74以通过均衡换热器3对多个电池的温度进行均衡。
具体地,电池指安装在车辆上,为车辆提供动力输出以及为车辆上的其它用电设备提供电的储能设备,可进行反复充电。电池可以为电池包或者电池模组。
在本发明的实施中,如图1a-1b所示,电池热管理模块可以包括设置在换热流路上的泵102、第一温度传感器104、第二温度传感器105和流速传感器106,泵102、第一温度传感器104、第二温度传感器105和流速传感器106与控制器连接;其中:泵102用于使换热流路中的介质流动;第一温度传感器104用于检测流入车载电池的介质的入口温度;第二温度传感器105用于检测流出车载电池的介质的出口温度;流速传感器106用于检测换热流路中的介质的流速。
进一步地,如图1a-1b所示,电池热管理模块还可以包括设置在换热流路上的介质容器103,介质容器103用于存储及向换热流路提供介质。电池热管理模块还可以包括设置在换热流路上的加热器101,加热器101与控制器连接,用于加热换热流路中的介质。
如图1a-1b所示,均衡换热器3可以为板式换热器,均衡换热器3中的两个管路相互独立临近设置。如图2所示,控制器可以包括电池管理器和电池热管理器,电池管理器用于对电池进行管理,可以检测每个电池的电压、电流、温度等信息,当电池之间的温度差异超过预设温度阈值时,电池管理器发送电池温度均衡功能启动信息,当电池之间的温度差异满足要求,例如电池之间的温度差异小于3℃时,发出电池温度均衡完成信息。电池管理器可以与电池热管理器进行CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)通信,当两个电池之间存在较大温差时,例如温差超过8℃,电池管理器发送电池温度均衡功能启动信息至电池热管理器,电池热管理器控制电池热管理模块启动工作,并控制第一至第四三通71-74的通道1导通,通道2关闭,以使第一管路和第二管路中的冷却液流动。
如图1a所示,其中第一管路中冷却液流动的方向为:均衡换热器3—第一电池热管理模块11—第一电池31—电池热管理模块11—均衡换热器3,具体为:均衡换热器3—第二三通阀72—加热器101—泵102—第一温度传感器104—第一电池41—第二温度传感器105—流速传感器106—介质容器103—第一三通阀71—均衡换热器3;第二管路中冷却液的流动方向为:均衡换热器3—第二电池热管理模块12—第一电池32—电池热管理模块12—均衡换热器3,具体的:均衡换热器3—第四三通阀74—加热器101—泵102—第一温度传感器104—第一电池42—第二温度传感器105—流速传感器106—介质容器103—第三三通阀73—均衡换热器3。温度较高的电池与温度较低的电池通过均衡换热器3进行热交换,实现电池的温度均衡。
如图1b所示,第一管路和第二管路中的冷却液流动,其中第一管路中冷却液流动的方向为:均衡换热器3—第一电池热管理模块11—第一电池31—电池热管理模块11—均衡换热器3,具体为:均衡换热器3—第一三通阀71—介质容器103—流速传感器106—第二温度传感器105—第一电池41—第一温度传感器104—泵102—加热器101—第二三通阀72—均衡换热器3;第二管路中冷却液的流动方向为:均衡换热器3—第二电池热管理模块12—第一电池32—电池热管理模块12—均衡换热器3,具体为:均衡换热器3—第四三通阀74—加热器101—泵102—第一温度传感器104—第一电池42—第二温度传感器105—流速传感器106—介质容器103—第三三通阀73—均衡换热器3。图1b第一电池循环回路的流向与图1a相反,换热器2中第一管道和第二管道的冷却液流动方向相反,与图1a相比,可以提高换热器的换热效率。
由此,该***可以在多个电池之间的温度差较大时,通过换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
进一步地,如图1a-1b所示,上述的***还包括:与多个换热器对应的多个风机,多个风机通过多个调节阀与空调风出风口相连,风机包括第一风机51和第二风机52,调节阀包括第一调节阀61和第二调节阀62。
具体地,如图2所示,控制器还可以包括车载空调控制器,车载空调控制器可与电池热管理器进行CAN通信。车载空调控制器也可以控制第一调节阀61、第二调节阀62的开通或者关断,且可以对第一调节阀61、第二调节阀62的开度进行调节。第一风机51和第二风机52受车载空调控制器的控制,风速可调。
当某个电池的温度较高时,例如高于40℃,那么车载电池的温度调节***进入冷却模式,车载空调、电池热管理模块开始工作。车载空调控制器控制相应的调节阀开启,例如第一电池41的温度高于40℃,那么车载空调控制器控制第一调节阀61开启,第一风机51将车载空调的空调出风口的冷却风吹向第一换热器21,以对第一换热器21中冷却管道中的冷却液进行冷却,冷却液再经第一电池热管理模块11对第一电池41进行冷却。车载空调还可通过调节第一调节阀61的开度调节用于冷却电池的冷却功率。同理,车载空调也可对第二电池42进行冷却。
当电池冷却功能启动时,电池冷却分支回路1为:空调出风口—第一调节阀61—第一风机51—第一换热器21。电池冷却分支回路2为:空调风出风口—第二调节阀62—第二风机52—第二换热器22。
电池热管理模块中的冷却液从流路的入口流入电池的内部,从流路的出口流出,从而实现电池与冷却液之间的热交换。泵102主要用于提供动力,介质容器103主要用于存储冷却液和接受向温度调节***添加的冷却液,当温度调节***中的冷却液减少时,介质容器103中的冷却液可自动补充。第一温度传感器104用以检测流路入口冷却液的温度,第二温度传感器105用以检测流路出口冷却液的温度。流速传感器106用以检测温度调节***中管道内冷却液的流速信息。
根据本发明的一个实施例,控制器还用于:获取电池的温度调节实际功率P2和温度调节需求功率P1,并根据电池的温度调节实际功率P2和温度调节需求功率P1对车载空调制冷功率进行调节。
具体地,温度调节需求功率P1即将电池的温度调节至目标温度时,电池需要的温度调节功率。电池温度调节实际功率P2即当前对电池进行温度调节时,电池实际获取的温度调节功率。目标温度为设定值,可以根据车载电池的实际情况进行预设,例如,当为夏季时,需对电池进行冷却,目标温度可以设置在35℃左右。
在本发明的实施中,车载电池温度调节***还可以包括:与控制器电连接的电池状态检测模块,电池状态检测模块用于检测车载电池的电流。
下面结合具体实施例描述控制器如何获取电池的温度调节实际功率P2和温度调节需求功率P1。
根据本发明的一个实施例,控制器可以用于获取电池开启温度调节时的第一参数,并根据第一参数生成电池的第一温度调节需求功率,以及获取电池在温度调节时的第二参数,并根据第二参数生成电池的第二温度调节需求功率,并根据电池的第一温度调节需求功率和电池的第二温度调节需求功率生成电池的温度调节需求功率P1。
进一步地,根据本发明的一个实施例,第一参数为电池开启温度调节时的初始温度和目标温度以及从初始温度达到目标温度的目标时间t,控制器获取初始温度和目标温度之间的第一温度差ΔT1,并根据第一温度差ΔT1和目标时间t生成第一温度调节需求功率。
更进一步地,控制器通过以下公式(1)生成第一温度调节需求功率:
ΔT1*C*M/t (1),
其中,ΔT1为初始温度和目标温度之间的第一温度差,t为目标时间,C为电池的比热容,M为电池的质量。
第二参数为电池在预设时间内的平均电流I,控制器通过以下公式(2)生成第二温度调节需求功率:
I2*R, (2),
其中,I为平均电流,R为电池的内阻。
当对电池进行冷却时,P1=ΔT1*C*M/t+I2*R。
根据本发明的一个实施例,控制器分别根据第一温度传感器104检测的入口温度和第二温度传感器105检测的出口温度生成第二温度差ΔT2,并根据每个电池的第二温度差ΔT2和流速传感器106检测的流速v生成电池的温度调节实际功率P2。
进一步地,根据本发明的一个实施例,根据通过以下公式(3)生成温度调节实际功率P2:
ΔT2*c*m, (3)
其中,ΔT2为第二温度差,c为流路中冷却液的比热容,m为单位时间内流过流路的横截面的冷却液质量,其中,m=v*s*p,s为流路的横截面积,v为冷却液的流速,ρ为冷却液的密度。
另外,流速传感器也可由流量传感器替代,m=Q*ρ,Q为流量传感器测得的单位时间内流经流路横截面积的冷却液流量。
具体地,如图2所示,如图2所示,控制器可以包括电池管理控制器、电池热管理器、车载空调控制器。其中,电池热管理器可以与第一温度传感器104、第二温度传感器105和流速传感器106电连接,与泵102进行CAN通信,并根据介质的比热容、介质的密度、流路的横截面积,获取温度调节实际功率P2、并控制泵102的转速。电池热管理器根据第一温度传感器104、第二温度传感器105检测的的入口温度和出口温度以及流速传感器检测106的冷却液的流速,即可计算出每个电池的温度调节实际功率P2。
电池管理控制器可以采集流经电池的电流、电池本身的温度,并根据电池的目标温度、目标时间t以及电池的比热容C、电池的质量M、电池的内阻R,获取温度调节需求功率P1,以及控制车载空调控制器启动或停止工作。
车辆上电后,电池管理控制器判断车辆是否需要进行温度调节,如果任意一个电池的温度高于40℃,则判断电池需要温度调节,通过CAN通信向车载空调控制器发送开启温度调节功能的信息,车载空调控制器开启温度调节功能后发送热交换信息给电池热管理器,同时,车载空调控制器控制车载空调开启制冷功能,并控制需要进行温度调节电池对应的调节阀和风机工作,电池热管理器控制泵102以默认转速(如低转速)开始工作,。
同时,在冷却过程中,电池管理控制器获取电池的初始温度(即当前温度)、目标温度和从初始温度达到目标温度的目标时间t,其中目标温度和目标时间t可以根据实际情况进行预设,并根据公式(1)计算出电池的第一温度调节需求功率。电池管理控制器还获取电池在预设时间内的平均电流I,并根据公式(2)计算电池的第二温度调节需求功率。然后,电池管理控制器根据电池的第一温度调节需求功率和第二温度调节需求功率计算温度调节需求功率P1(即将电池的温度在目标时间内调节至目标温度的需求功率)。并且,电池热管理器获取第一温度传感器104和第二温度传感器105检测温度信息,并获取流速传感器106检测的流速信息,根据公式(3)计算出电池的温度调节实际功率P2。最后,车载空调控制器根据电池的温度调节需求功率P1、温度调节实际功率P2控制车载空调制冷功率及调节阀的开度,可选择地,电池热管理器调节泵102的转速。
下面结合具体地实施例说明控制器如何根据电池的温度调节实际功率P2和温度调节需求功率P1对车载空调制冷功率进行调节。
根据本发明的一个实施例,控制器还用以温度调节实际功率P2小于电池温度条调节需求功率P1时,增加车载空调的制冷功率。控制器还用于在温度调节实际功率P2小于电池温度调节需求功率P1时,增加第一风机51和第二风机52的转速。
也就是说,在对电池进行冷却时,如果电池的温度调节实际功率P2小于电池温度调节需求功率P1,那么车载空调控制器增加车载空调的制冷功率,同时增加第一风机51和/或第二风机52的转速,以增加吹向换热器的冷量,从而增加温度调节实际功率P2,以使电池可以在目标时间内完成温度调节。
根据本发明的一个实施例,控制器还用于在对电池进行冷却,且第一电池的温度大于第二电池的温度时,增大第一调节阀61的开度并减小第二调节阀62的开度,以及在对电池进行冷却,且第二电池的温度大于第一电池的温度时,增大第二调节阀62的开度并减小第一调节阀61的开度。
具体地,如果有一个电池的温度高于40℃,则电池热管理***冷却功能启动,电池管理器发送电池冷却功能启动信息给车载空调控制器。电池管理器采集当前电池温度和电流参数,并根据一段时间之内的平均电流估算电池的发热参数,根据电池组当前平均温度与电池目标温度之间的差值,以及电池的平均电流估算电池的温度调节需求功率P1,并把电池冷却需求功率发送给车载空调控制器。同时电池管理器发送需要进行冷却的电池的编号。
如果电池管理器检测到第一电池41的温度低于35℃,则电池管理器发送第一电池41冷却完成信息。如果电池管理器检测到第二电池42的温度低于35℃,则电池管理器发送第二电池42的冷却完成信息。如果检测到第一电池41的温度比第二电池42的温度高3℃以上,则电池管理器发送增加第一电池41的冷却功率报文信息。如果第二电池42的温度比第一电池41的温度高3℃以上,则电池管理器发送增加第二电池42的电池冷却功率报文信息。
如果电池管理器检测到2个电池的温度均低于35℃,则电池冷却完成,电池管理器发送电池冷却完成信息给车载空调。如果冷却功能开启1个小时之后,电池的温度仍然高于35℃,则电池管理器增大电池冷却功率需求。
如果有一个电池的温度低于0℃,则电池热管理***加热功能启动。电池管理器采集当前电池温度和电流参数,并根据一段时间之内的平均电流估算电池的发热参数,根据电池实际温度与电池目标温度之间的差值,以及电池的平均电流估算动力电池的温度调节需求功率P1,并将温度调节需求功率P1发送至电池热管理器,以使电池热管理器根据温度调节需求功率P1控制加热器101进行加热工作。
如果电池管理器检测到第一电池41的温度高于10℃,则电池管理器发送第一电池41加热完成信息。如果电池管理器检测到第二电池42的温度高于10℃,则电池管理器发送第二电池42加热完成信息。如果检测到第一电池41的温度比第二电池4的温度低3℃以上,则电池管理器发送增加第一电池41的电池加热功率报文信息。如果检测到第二电池42的温度比第一电池41的电温度低3℃以上,则电池管理器发送增加第二电池42的加热功率报文信息。
如果电池管理器检测到2个电池的温度均高于10℃,则电池加热完成,电池管理器发送电池加热完成信息给电池管理控制器。如果加热功能开启2个小时之后,仍有电池的温度仍然低于10℃,则电池管理器增大加热器的加热功率。
如果电池的温度在0℃到40℃之间,且第一电池和第二电池42的温度相差超过8℃,则电池管理器发送电池温度均衡功能启动信息。电池管理器采集当前电池之间的温度差异和目标均衡时间,估算电池组所需温度均衡功率,发送电池温度均衡功率需求信息至车载空调控制器。在电池温度均衡功能启动过程中,如果电池管理器检测到满足电池加热功能启动条件,则电池管理器退出温度均衡功能,进入电池加热功能。如果电池管理器检测到满足电池冷却功能启动条件,则电池管理器退出温度均衡功能,进入电池冷却功能。如果第一电池41和第二电池42电池平均温度相差小于3℃,则电池管理器发送电池温度均衡功能完成信息。
根据本发明的一个实施例,控制器还用以获取电池的温度调节实际功率P2和电池的温度均衡需求功率P3,并根据电池的温度调节实际功率P2和电池的温度均衡需求功率P3对泵进行控制。
下面结合具体地实施例描述控制器如何获取电池的温度调节实际功率P2和电池的温度均衡需求功率P3。
均衡需求功率P3即将多个电池之间的温度差在目标时间调节至预设范围内,例如3℃以内时,需要得到的加热功率/冷却功率。温度调节实际功率P2即电池进行温度均衡时得到的实际加热功率/冷却功率。目标时间为预设值,例如可以为1h。
均衡需求功率P3包括加热需求功率P3a和冷却需求功率P3b,两个电池之间的质量、内阻和电流相同时,当对电池进行冷却时,控制器可以根据公式:生成均冷却需求功率P3b;当对电池进行加热时,控制器可以根据公式:生成加热需求功率P3a。其中,ΔT1为两个电池之间的温度差值,t为目标时间,C为电池的比热容,M为电池的质量,I为电池的电流,R为电池的内阻。
当两个电池的质量、电流和内阻不相等时,以电池1温度较低,电池2温度较高,电池1需要加热,电池2需要冷却为例,控制器可以根据以下公式(1)计算加热需求功率P3a和并根据公式(2)计算冷却需求功率P3b:
其中,ΔT1为两个电池之间的温度差值,t为目标时间,C为电池的比热容,M1为第一电池的质量,M2为第二电池的质量,I1为第一电池的电流,I2为第二电池的质量,R1为第一电的内阻,R2为第二电池的内阻,第一电池41的温度变化为第二电池42的温度变化为:
上述公式的控制方法中把电池的电流产热完全抵消,所以在整个电池温度均衡过程中,温度较高的电池温度不会上升,但是均衡的需求功率更高。
下面的介绍另一种调节方式,即只考虑尽快减少电池之间的温度差异,并不保证电池的温度是否会上升。这种情况适用于电池温度不是很高,且电池之间的温度差异较大时,没有必要限制电池的温度不升高。具体的计算公式如下:
假设第一电池41的温度高于电第二电池42时,第一电池41需要冷却,第二电池42需要加热,则两个电池之间的电流不同导致的发热功率相差为|I1 2R1-I2 2R2|,控制器可以根据以下公式(3)计算加热需求功率P3a和并根据公式(4)计算冷却需求功率P3b:
即P3a=P3b
其中,ΔT1为两个电池之间的温度差值,t为目标时间,C为电池的比热容,M1为第一电池的质量,M2为第二电池的质量,I1为第一电池的电流,I2为第二电池的质量,R1为第一电的内阻,R2为第二电池的内阻。
根据本发明的一个实施例,电池热管理模块还用于获取用于获取电池温度的流路的入口温度和出口温度,并获取冷却液流入流路的流速v,并根据第一温度传感器13检测的电池温度的流路的入口温度和第二温度传感器14检测的出口温度生成第二温度差ΔT2,以及根据每个电池的第二温度差ΔT2和流速传感器15检测的流速v生成电池的温度调节实际功率P2。
进一步地,根据本发明的一个实施例,电池热管理模块通过以下公式生成温度调节实际功率P2:P2=ΔT2*c*m,其中,ΔT2为第二温度差,c为流路中冷却液的比热容,m为单位时间内流过流路的横截面积的冷却液质量,其中,m=v*ρ*s,v为冷却液的流速,ρ为冷却液的密度,s为流路的横截面积。
车载空调控制器得电后,如果收到电池管理器发送的电池冷却功能启动信息,则电池冷却功能启动,车载空调控制器发送电池冷却功能启动信息给电池热管理器。车载空调控制器发接收电池管理器发送的电池的温度调节需求功率P1,并把该信息转发给电池热管理器。在电池冷却过程中,车载空调控制器控制第一调节阀61和第二调节阀62开启,同时控制第一风机51和第二风机52开始工作。车载空调控制器接收电池热管理器发送的水温信息和电池的温度调节实际功率P2,并把该信息转发给电池管理器。在电池冷却过程中,车载空调控制器对比电池的温度调节需求功率P1和温度调节实际功率P2,如果电池的温度调节实际功率P2小于温度调节需求功率P1,则车载空调控制器控制增大制冷功率,同时加快第一风机51和第二风机52的转速。如果电池管理器检测到第一电池41的温度比第二电池42的温度高3℃以上,则电池管理器发送增加第一电池41的冷却功率报文信息至车载空调控制器,则车载空调控制器根据增加第一电池41的冷却功率报文信息增大第一调节阀61的开度并减小第二调节阀62的开度,使得第一电池41的冷却功率增大,第二电池42的冷却功率减少,从而缩小电池之间的电池温度差异。如果第二电池42的温度比第一电池41的温度高3℃以上,则电池管理器发送增加第二电池42的电池冷却功率报文信息,车载空调控制器根据增加第二电池42的电池冷却功率报文信息增大第二调节阀62的开度并减小第一调节阀61的开度,使得第一电池41的冷却功率减小,第二电池42的冷却功率增加,从而缩小电池之间的电池温度差异。
在电池冷却过程中,如果车载空调控制器接收到电池管理器发送的第一电池41冷却完成信息,则控制第一调节阀61关闭,第一风机51停止工作。如果车载空调控制器接收到电池管理器发送的第二电池冷却完成信息,则控制第二调节阀62关闭,第二风机52停止工作。如果车载空调控制器接收到电池管理器发送的电池冷却完成信息,则转发电池冷却完成信息给电池热管理器,电池冷却完成。
可以理解,在冷却功能启动时,控制器控制三通阀的通道2开启,通道1关闭,在温度均衡功能开启时,控制器控制三通阀的通道2关闭,通道1开启。
根据本发明的一个实施例,如图3所示,车载电池的温度调节***还可以包括空调风出风口相连的第三调节阀63和车厢风机53,车厢风机53用于对车厢进行制冷。
具体地,当车厢内需要制冷时,车载空调控制器控制第三调节阀63开启,车厢风机53将空调出风口的冷量吹向车厢以对车厢进行制冷。
进一步地,控制器还用于在电池的温度达到第三预设温度时,减少第三调节阀63的开度,同时增加第一调节阀61和第二调节阀62的开度,以及在电池的温度未达到第三预设温度时,进一步判断车厢内温度是否达到空调设定温度,其中,如果达到空调设定温度,则车载空调减少第三调节阀63的开度,同时增加第一调节阀61和第二调节阀62的开度;如果未达到空调设定温度,则车载空调保持第一调节阀61、第二调节阀62和第三调节阀63的开度不变。其中,第三预设温度温度可以根据实际情况进行预设,例如可以为45℃。
具体地,车载空调得电后,如果收到电池管理器发送的电池冷却功能启动信息,则电池冷却功能启动,车载空调控制器发送电池冷却功能启动信息给电池热管理器。车载空调控制器接收电池管理器发送的电池冷却功率需求信息(温度调节需求功率P1),并把该信息转发给电池热管理器。在电池冷却过程中,车载空调控制器控制第一调节阀61和第二调节阀62开启,同时控制第一风机51和第二风机52开始工作。车载空调控制器接收电池热管理器发送的水温信息和动力电池的实际冷却功率信息(温度调节实际功率P2),并把该信息转发给电池管理器。在电池冷却过程中,如果电池的温度调节实际功率P2小于电池的温度调节需求功率P1,则车载空调控制器判断电池平均温度是否达到45℃(较高温度),如果电池平均温度达到45℃,则车载空调控制器减少第三调节阀63的开度,增大第一调节阀61和第二调节阀62的开度,减少车内冷却风流量,增加电池冷却回路的冷却风流量,以调整电池冷却和车内冷却的制冷量分配。车载空调控制器实时比较第一电池41的电池冷却分支回路和第二电池42的电池冷却分支回路的冷却功率,如果两个冷却分支回路的温度调节实际功率P2之和小于两个电池的温度调节需求功率P1之和,则减少第三调节阀63的开度,增第一调节阀61和第二调节阀62的开度,如果两个冷却分支回路的温度调节实际功率P2之和大于等于两个电池的温度调节需求功率P1之和,则减少第一调节阀61和第二调节阀62的开度,或者保持第一调节阀61和第二调节阀62的开度不变。
如果电池的温度不高于45℃,则车载空调控制器进一步判断车厢内的温度是否达到空调设定温度,如果达到,则车载空调控制器减少第三调节阀63的开度,增大第一调节阀61和第二调节阀62的开度的开度,调整车内冷却分支回路和电池冷却分支回路的冷却风流量。如果车厢内的温度没有达到空调设定温度,则优先满足车内的制冷量需求。在电池冷却过程中,如果车载空调接收到电池管理器发送的电池冷却完成信息,则转发电池冷却完成信息给电池热管理器,电池冷却完成。
此外,如图4所示,本发明的实施例还提出一种车载电池的温度调节***,。如图4所示,图1和图4的主要区别在于,图4中增加了换热风机,图1中的方案,两个电池之间需要同时接入均衡换热器的其中一端的循环回路中,才可以实现温度均衡,即必须一个电池加热,另一个电池冷却同时进行,图1可以快速实现电池之间的温度均衡。
而图4所示方案,则可以只通过控制其中一个电池接入到温度均衡回路,另一端通过风机和外部环境进行热交换,即如果电池1温度较高,则可以单独讲电池1接入均衡换热器的第一管道冷却端,而不必将电池2接入到第二管道加热回路,图4可以使得电池2更快完成冷却。)例如,当电池1温度比电池2温度高时,第一电池热管理模块开始工作,控制泵102启动,同时控制第三风机开始工作,使得均衡换热器换热器第一管道中冷却液的热量通过换热风机吹向外部环境中,使得冷却液温度下降,从而为电池提供冷却功率,使得电池1温度下降,进而减少电池1和电池2之间的温度差异。当电池2温度比电池1温度高时,第二电池热管理模块开始工作,控制泵102启动,同时控制第四风机开始工作,使得均衡换热器换热器第二管道中冷却液的热量通过换热风机吹向外部环境中,使得冷却液温度下降,从而为电池提供冷却功率,使得电池1温度下降,进而减少电池1和电池2之间的温度差异。
根据本发明实施例的车载电池的温度调节***,通过控制器获取多个电池的温度,并判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,以使均衡换热器在多个电池之间的温度差大于预设温度阈值时,对多个电池的温度进行均衡。由此,该***可以在多个电池之间的温度差较大时,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。并且,还可以根据各个电池的温度调节需求功率和温度调节实际功率对电池进行温度调节,从而可以在车载电池温度过高时,根据车载电池的实际状况对电池温度进行调节,使车载电池的温度维持在预设范围,避免发生由于温度过高影响车载电池性能的情况。
图5是根据本发明一个实施实例的车载电池的温度调节方法的流程图。其中,如图1a-1b所示,车载电池温度调节***包括与多个电池换热流路分别相连的多个电池热管理模块,分别与多个电池热管理模块相连的多个换热器,与多个电池热管理模块均相连的且与多个换热器并联的均衡换热器,其中,多个电池热管理模块中的一部分与均衡换热器中的第一管路相连,多个电池热管理模块中的另一部分与均衡换热器中的第二管路相连连。如图5所示,温度调节方法包括以下步骤:
S1,获取多个电池的温度。
S2,判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值。其中,预设温度阈值可以根据实际情况进行预设,例如,可以为8℃。
S3,如果温度差大于预设温度阈值,则通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡。
进一步地,在本发明的实施例中,如图1a-1b所示,电池包括第一电池和第二电池,电池热管理模块包括第一电池热管理模块和第二电池热管理模块,换热器包括第一换热器和第二换热器,第一电池热管理模块的第一端通过第一三通阀分别与第一换热器的第一端和均衡换热器中第一管路的第一端相连,第一电池热管理模块的第二端通过第二三通阀分别与第一换热器的第二端和均衡换热器中第一管路的第二端相连,第二电池热管理模块的第一端通过第三三通阀分别与第二换热器的第一端和均衡换热器中第二管路的第一端相连,第二电池热管理模块的第二端通过第四三通阀分别与第二换热器的第二端和均衡换热器中第二管路的第二端相连,其中,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡包括:通过控制三通阀以通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡。
具体地,电池指安装在车辆上,为车辆提供动力输出以及为车辆上的其它用电设备提供电的储能设备,可进行反复充电。电池可以为电池包或者电池模组。
如图1a所示,均衡换热器可以为板式换热器,均衡换热器中的两个管路相互独立临近设置。当两个电池之间存在较大温差时,例如温差超过8℃,电电池温度均衡功能启动控制电池热管理模块启动工作,并控制第一至第四三通的通道1导通,通道2关闭,以使第一管路和第二管路中的冷却液流动,其中第一管路中冷却液流动的方向为:均衡换热器—第一电池热管理模块—第一电池—电池热管理模块—均衡换热器;第二管路中冷却液的流动方向为:均衡换热器—第二电池热管理模块—第一电池—电池热管理模块—均衡换热器。温度较高的电池与温度较低的电池通过均衡换热器进行热交换,实现电池的温度均衡。由此,可以在多个电池之间的温度差较大时,通过换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。图1b与中第一电池的循环回路的流向与图1a相反,换热器2中第一管道和第二管道的冷却液流动方向相反,与图1a相比,可以提高换热器的换热效率。具体描述可参照本发明的***实施例,此处不再赘述。
根据本发明的一个实施例,如图6所示,车载电池的温度调节方法还可以包括:
S10,获取两个电池的温度。
S20,判断是否存在某个电池的温度大于第一温度阈值。
S30,如果任一个电池的温度大于第一温度阈值,则进入冷却模式。
S40,如果所有电池的温度都小于或等于第一预设阈值,则进一步判断是否存在某个电池的温度小于第二温度阈值。
S50,如果任一个电池的温度小于第二温度阈值,则进入加热模式。其中第一温度阈值大于第二温度阈值,例如,第一温度阈值可以为40℃,第二温度阈值可以为0℃。
S60,如果所有电池的温度都大于或等于第二温度阈值且小于或等于第一温度阈值,则判断两个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值。
S70,如果两个电池之间的温度差大于预设温度阈值,则进入温度均衡模式。
具体地,当某个电池的温度较高时,例如高于40℃,那么车载电池的温度调节***进入冷却模式,车载空调、电池热管理模块开始工作。控制相应的调节阀开启,例如第一电池的温度高于40℃,那么控制第一调节阀开启,第一风机将车载空调的冷却风吹向第一换热器,以对第一换热器中冷却管道中的介质进行冷却,介质再经第一电池热管理模块对第一电池进行冷却。还可通过调节第一调节阀的开度调节用于冷却电池的冷却功率。同理,也可对第二电池进行冷却。当某个电池的温度较较低时,那么车载电池的温度调节***进入加热模式,电池热管理模块开始工作,加热器开启,以对换热流路中的介质进行加热。
进一步地,根据本发明的一个实施例,如图1所示,车载电池的温度条调节***还包括:与多个换热器对应的多个风机,多个风机通过多个调节阀与空调风出风口相连,风机包括第一风机和第二风机,调节阀包括第一调节阀和第二调节阀,上述的温度调节方法还可以包括:获取电池的温度调节实际功率;获取电池的温度调节需求功率;根据温度调节实际功率和温度调节需求功率对车载空调的制冷功率进行控制。
温度调节需求功率P1即将电池的温度调节至目标温度时,电池需要的温度调节功率。电池温度调节实际功率P2即当前对电池进行温度调节时,电池实际获取的温度调节功率。目标温度为设定值,可以根据车载电池的实际情况进行预设,例如,当为夏季时,需对电池进行冷却,目标温度可以设置在35℃左右。
下面结合具体地实施例描述如何获取电池的温度调节实际功率P2和电池的温度需求功率P1。
在本发明中,获取电池的温度调节需求功率P1具体可以包括:获取电池开启温度调节时的第一参数,并根据第一参数生成第一温度调节需求功率。获取电池在温度调节时的第二参数,并根据第二参数生成第二温度调节需求功率。根据第一温度调节需求功率和第二温度调节需求功率生成温度调节需求功率P1。
更进一步地,根据本发明的一个实施例,第一参数为电池开启温度调节时的初始温度和目标温度以及从初始温度达到所述目标温度的目标时间t,根据第一参数生成第一温度调节需求功率具体包括:获取初始温度和目标温度之间的第一温度差ΔT1。根据第一温度差ΔT1和目标时间t生成第一温度调节需求功率P1。
更进一步地,根据本发明的一个实施例,通过以下公式(1)生成第一温度调节需求功率:
ΔT1*C*M/t, (1)
其中,ΔT1为初始温度和目标温度之间的第一温度差,t为目标时间,C为电池的比热容,M为电池的质量。
根据本发明的一个实施例,第二参数为电池在预设时间内的平均电流I,通过以下公式(2)生成第二温度调节需求功率:
I2*R, (2)
其中,I为平均电流,R为电池的内阻。
当对电池进行冷却时,P1=ΔT1*C*M/t+I2*R。
根据本发明的一个实施例,获取电池的温度调节实际功率P2具体可以包括:获取用于调节电池温度的流路的入口温度和出口温度,并获取冷却液流入流路的流速v。根据入口温度和出口温度生成第二温度差ΔT2。根据第二温度差ΔT2和流速v生成温度调节实际功率P2。
进一步地,根据本发明的一个实施例,进根据通过以下公式(3)生成温度调节实际功率P2:
ΔT2*C*m, (3)
其中,ΔT2为第二温度差,C为电池的比热容,m为单位时间内流过流路的横截面的冷却液质量,其中,m=v*ρ*s,v为冷却液的流速,ρ为冷却液的密度,s为流路的横截面积。
另外,流速传感器也可由流量传感器替代,m=Q*ρ,Q为流量传感器测得的单位时间内流经流路横截面积的冷却液流量。
下面结合具体地实施例描述如何根据温度调节实际功率P2和温度调节需求功率P1对车载空调的制冷功率进行控制。
根据本发明的一个实施例,如果温度调节实际功率P2小于电池温度调节需求功率P1,则增加车载空调的制冷功率。如果温度调节实际功率P2小于电池温度调节需求功率P1,还可以增加第一风机和/或第二风机的转速。
也就是说,在对电池进行冷却时,如果电池的温度调节实际功率P2小于电池温度调节需求功率P1,那么增加车载空调的制冷功率,同时增加第一风机和/或第二风机的转速,以增加吹向换热器的冷量,从而增加温度调节实际功率P2,以使电池可以在目标时间内完成温度调节。
根据本发明的一个实施例,上述的方法还包括:当在对电池进行冷却,且第一电池的温度大于第二电池的温度时,增大第一调节阀的开度并减小第二调节阀的开度,以及在对电池进行冷却,且第二电池的温度大于第一电池的温度时,增大第二调节阀的开度并减小第一调节阀的开度。
具体地,如果有一个电池的温度高于40℃,则电池热管理***冷却功能启动,采集当前电池温度和电流参数,并根据一段时间之内的平均电流估算电池的发热参数,根据电池组当前平均温度与电池目标温度之间的差值,以及电池的平均电流估算电池的温度调节需求功率P1。
如果电池管理器检测到第一电池的温度低于35℃,则第一电池冷却完成信息。如果电池管理器检测到第二电池的温度低于35℃,则第二电池的冷却完成信息。如果检测到第一电池的温度比第二电池的温度高3℃以上,则发送增加第一电池的冷却功率报文信息。如果第二电池的温度比第一电池的温度高3℃以上,则发送增加第二电池的电池冷却功率报文信息。
如果检测到所有电池的温度均低于35℃,则电池冷却完成。如果冷却功能开启1个小时之后,电池的温度仍然高于35℃,则增大电池冷却功率需求。
在电池冷却过程中,控制第一调节阀和第二调节阀开启,同时控制第一风机和第二风机开始工作。在电池冷却过程中,对比电池的温度调节需求功率P1和温度调节实际功率P2,如果电池的温度调节实际功率P2小于温度调节需求功率P1,则控制增大制冷功率,同时加快第一风机和第二风机的转速。如果第一电池的温度比第二电池的温度高3℃以上,则增大第一调节阀的开度并减小第二调节阀的开度,使得第一电池的冷却功率增大,第二电池的冷却功率减少,从而缩小电池之间的电池温度差异。如果第二电池的温度比第一电池的温度高3℃以上,则增加第二电池的电池冷却功率报文信息增大第二调节阀的开度并减小第一调节阀的开度,使得第一电池4冷却功率减小,第二电池的冷却功率增加,从而缩小电池之间的电池温度差异。
根据本发明的一个实施例,如图3所示,车载电池的温度调节***还可以包括空调风出风口相连的第三调节阀和车厢风机,车厢风机用于对车厢进行制冷。上述方法还可以包括:判断电池的温度是否达到第三预设温度;如果达到第三预设温度,则减少第三调节阀的开度,同时增加第一调节阀和第二调节阀的开度;如果未达到第三预设温度,则进一步判断车厢内温度是否达到空调设定温度;如果达到空调设定温度,则减少第三调节阀的开度,同时增加第一调节阀和第二调节阀的开度;如果未达到空调设定温度,则保持第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀的开度不变。其中,第三预设温度温度可以根据实际情况进行预设,例如可以为45℃。
具体地,当车厢内需要制冷时,控制第三风机开启,车厢风机将空调出风口的冷量吹向车厢以对车厢进行制冷。
当对电池冷却时,控制第一调节阀和第二调节阀开启,同时控制第一风机和第二风机开始工作。在电池冷却过程中,如果电池的温度调节实际功率P2小于电池的温度调节需求功率P1,则判断电池平均温度是否达到45℃(较高温度),如果电池平均温度达到45℃,则减少第三调节阀的开度,增大第一调节阀和第二调节阀的开度,减少车内冷却风流量,增加电池冷却回路的冷却风流量,以调整电池冷却和车内冷却的制冷量分配。并且,实时比较第一电池的电池冷却分支回路和第二电池的电池冷却分支回路的冷却功率,如果两个冷却分支回路的温度调节实际功率P2之和小于两个电池的温度调节需求功率P1之和,则减少第三调节阀的开度,增加第一调节阀和第二调节阀的开度,如果两个冷却分支回路的温度调节实际功率P2之和大于等于两个电池的温度调节需求功率P1之和,则减少第一调节阀和第二调节阀的开度,或者保持第一调节阀和第二调节阀的开度不变。
如果电池的温度不高于45℃,则判断车厢内的温度是否达到空调设定温度,如果达到,则减少第三调节阀的开度,增大第一调节阀和第二调节阀的开度的开度,调整车内冷却分支回路和电池冷却分支回路的冷却风流量。如果车厢内的温度没有达到空调设定温度,则优先满足车内的制冷量需求。在电池冷却过程中,如果车载空调接收到电池管理器发送的电池冷却完成信息,则转发电池冷却完成信息给电池热管理器,电池冷却完成。
综上所述,根据本发明实施例的车载电池的温度调节方法,首先获取获取多个电池的温度,然后判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,如果大于预设温度阈值,则通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡。由此,该方法可以在多个电池之间的温度差较大时,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。并且,还可以根据各个电池的温度调节需求功率和温度调节实际功率对电池进行温度调节,从而可以在车载电池温度过高时,根据车载电池的实际状况对电池温度进行调节,使车载电池的温度维持在预设范围,避免发生由于温度过高影响车载电池性能的情况。
此外,本发明的实施例还提出一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的温度调节方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质,首先获取多个电池的温度,然后判断多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值,如果大于预设温度阈值,则通过均衡换热器对多个电池的温度进行均衡,从而可以在多个电池之间的温度差较大时,通过均衡换热器对多个电池的温度进行均,从而可以提高电池的循环寿命。
在本发明的描述中,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,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。在本发明的描述中,“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。
在本发明中,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发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种车载电池的温度调节***,其特征在于,包括:
与多个电池换热流路分别相连的多个电池热管理模块;
分别与所述多个电池热管理模块相连的多个换热器;
与所述多个电池热管理模块均相连的且与所述多个换热器并联的均衡换热器,其中,所述多个电池热管理模块中的一部分与所述均衡换热器中的第一管路相连,所述多个电池热管理模块中的另一部分与所述均衡换热器中的第二管路;
所述电池包括第一电池和第二电池,所述电池热管理模块包括第一电池热管理模块和第二电池热管理模块,所述换热器包括第一换热器和第二换热器,所述第一电池热管理模块的第一端通过第一三通阀分别与所述第一换热器的第一端和所述均衡换热器中第一管路的第一端相连,所述第一电池热管理模块的第二端通过第二三通阀分别与所述第一换热器的第二端和所述均衡换热器中第一管路的第二端相连,所述第二电池热管理模块的第一端通过第三三通阀分别与所述第二换热器的第一端和所述均衡换热器中第二管路的第一端相连,所述第二电池热管理模块的第二端通过第四三通阀分别与所述第二换热器的第二端和所述均衡换热器中第二管路的第二端相连;
控制器,所述控制器与所述电池热管理模块连接,所述控制器用于获取所述两个电池的温度,判断是否存在某个电池的温度大于第一温度阈值;若任一个电池的温度大于第一温度阈值,则进入冷却模式;若所有电池的温度都小于或等于第一预设阈值,则判断两个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值;若两个电池之间的温度差大于预设温度阈值,则进入温度均衡模式;在冷却模式下,开启车载空调,并控制所述第一至第四三通阀以通过所述换热器对该电池进行冷却;在温度均衡模式下,控制所述第一至第四三通阀以通过所述均衡换热器对所述两个电池的温度进行均衡。
2.如权利要求1所述的车载电池的温度调节***,其特征在于,还包括与所述第一换热器和第二换热器对应的第一风机和第二风机,所述第一风机和所述第二风机通过第一调节阀和第二调节阀与空调风出风口相连。
3.如权利要求2所述的车载电池的温度调节***,其特征在于,所述电池热管理模块包括设置在所述换热流路上的泵、第一温度传感器、第二温度传感器和流速传感器,所述泵、第一温度传感器、第二温度传感器和流速传感器与所述控制器连接;其中:
所述泵用于使所述换热流路中的介质流动;
所述第一温度传感器用于检测流入所述车载电池的介质的入口温度;
所述第二温度传感器用于检测流出所述车载电池的介质的出口温度;
所述流速传感器用于检测所述换热流路中的介质的流速。
4.如权利要求3所述的车载电池的温度调节***,其特征在于,所述电池热管理模块还包括设置在所述换热流路上的介质容器,所述介质容器用于存储及向所述换热流路提供介质。
5.如权利要求3所述的车载电池的温度调节***,其特征在于,所述电池热管理模块还包括设置在所述换热流路上的加热器,所述加热器与所述控制器连接,用于加热所述换热流路中的介质。
6.如权利要求2所述的车载电池的温度调节***,其特征在于,还包括与所述空调风出风口相连的第三调节阀和车厢风机,所述车厢风机用于对车厢进行制冷。
7.如权利要求1所述的 车载电池的 温度调节***,其特征在于,还包括与所述控制器电连接的电池状态检测模块,所述电池状态检测模块用于检测所述车载电池的电流。
8.一种车载电池的温度调节方法,其特征在于,车载电池温度调节***包括与多个电池换热流路分别相连的多个电池热管理模块,分别与所述多个电池热管理模块相连的多个换热器,与所述多个电池热管理模块均相连的且与所述多个换热器并联的均衡换热器,其中,所述多个电池热管理模块中的一部分与所述均衡换热器中的第一管路相连,所述多个电池热管理模块中的另一部分与所述均衡换热器中的第二管路相连,所述电池包括第一电池和第二电池,所述电池热管理模块包括第一电池热管理模块和第二电池热管理模块,所述换热器包括第一换热器和第二换热器,所述第一电池热管理模块的第一端通过第一三通阀分别与所述第一换热器的第一端和所述均衡换热器中第一管路的第一端相连,所述第一电池热管理模块的第二端通过第二三通阀分别与所述第一换热器的第二端和所述均衡换热器中第一管路的第二端相连,所述第二电池热管理模块的第一端通过第三三通阀分别与所述第二换热器的第一端和所述均衡换热器中第二管路的第一端相连,所述第二电池热管理模块的第二端通过第四三通阀分别与所述第二换热器的第二端和所述均衡换热器中第二管路的第二端相连;所述方法包括以下步骤:
获取所述两个电池的温度;
判断是否存在某个电池的温度大于第一温度阈值;
若任一个电池的温度大于第一温度阈值,则进入冷却模式,在冷却模式下,开启车载空调,并控制所述第一至第四三通阀以通过所述换热器对该电池进行冷却;
若所有电池的温度都小于或等于第一预设阈值,则判断所述多个电池之间的温度差是否大于预设温度阈值;
如果所述温度差大于所述预设温度阈值,则进入温度均衡模式,在温度均衡模式下,控制所述第一至第四三通阀以通过所述均衡换热器对所述两个电池的温度进行均衡。
9.如权利要求8所述的车载电池的温度调节方法,其特征在于,所述车载电池温度调节***还包括与所述第一换热器和第二换热器对应的第一风机和第二风机,所述第一风机和所述第二风机通过第一调节阀和第二调节阀与空调风出风口相连,所述方法还包括:
获取所述电池的温度调节实际功率;
获取所述电池的温度调节需求功率;
根据所述温度调节实际功率和所述温度调节需求功率对车载空调的制冷功率进行控制。
10.如权利要求9所述的车载电池的温度调节方法,其特征在于,根据所述温度调节实际功率和所述温度调节需求功率对车载空调的制冷功率进行控制,包括:
当所述温度调节实际功率小于所述温度调节需求功率时,增加所述车载空调的制冷功率。
11.如权利要求9所述的车载电池的温度调节方法,其特征在于,所述根据所述温度调节实际功率和所述温度调节需求功率对车载空调的制冷功率进行控制,还包括:
增加所述第一风机和第二风机的转速。
12.如权利要求9所述的车载电池的温度调节方法,其特征在于,所述方法还包括:
当对所述电池进行制冷,且所述第一电池的温度大于所述第二电池的温度时,增加所述第一调节阀的开度并减少所述第二调节阀的开度;
当对所述电池进行制冷,且所述第二电池的温度大于所述第一电池的温度时,增加所述第二调节阀的开度并减少所述第一调节阀的开度。
13.如权利要求9所述的车载电池的温度调节方法,其特征在于,所述车载电池温度调节***还包括与所述空调风出风口相连的第三调节阀和车厢风机,所述车厢风机用于对车厢进行制冷所述方法还包括:
判断所述电池的温度是否达到第三预设温度;
如果达到所述第三预设温度,则减少所述第三调节阀的开度,同时增加所述第一调节阀和第二调节阀的开度;
如果未达到所述第三预设温度,则进一步判断车厢内温度是否达到空调设定温度;
如果达到所述空调设定温度,则减少所述第三调节阀的开度,同时增加所述第一调节阀和第二调节阀的开度。
14.一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求8-13中任一项所述的车载电池的温度调节方法。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102463902A (zh) * | 2010-10-28 | 2012-05-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 确定目标热调节值以控制可再充电储能***的***和方法 |
WO2012113890A1 (de) * | 2011-02-23 | 2012-08-30 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines elektrischen stroms für einen elektrothermischen wandler zum temperieren eines energiespeichers |
CN103208665A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-17 | 长城汽车股份有限公司 | 电池组温度控制***及相应的电池组温度的控制方法 |
CN103311597A (zh) * | 2012-03-09 | 2013-09-18 | 株式会社日立制作所 | 电池***及其温度控制方法 |
CN105522932A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-27 | 吉林大学 | 车用动力电池组主动风冷散热***及其控制方法 |
CN205303623U (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-08 | 吉林大学 | 一种电动汽车的电池包散热装置及*** |
CN206364154U (zh) * | 2017-01-09 | 2017-07-28 | 厦门金海晟科技有限公司 | 一种电动车辆液冷电池箱的散热装置 |
DE102016225508A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wärmeübertrager mit mehreren Wärmeübertragungsbereichen |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102463902A (zh) * | 2010-10-28 | 2012-05-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 确定目标热调节值以控制可再充电储能***的***和方法 |
WO2012113890A1 (de) * | 2011-02-23 | 2012-08-30 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines elektrischen stroms für einen elektrothermischen wandler zum temperieren eines energiespeichers |
CN103311597A (zh) * | 2012-03-09 | 2013-09-18 | 株式会社日立制作所 | 电池***及其温度控制方法 |
CN103208665A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-17 | 长城汽车股份有限公司 | 电池组温度控制***及相应的电池组温度的控制方法 |
CN105522932A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-27 | 吉林大学 | 车用动力电池组主动风冷散热***及其控制方法 |
CN205303623U (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-08 | 吉林大学 | 一种电动汽车的电池包散热装置及*** |
DE102016225508A1 (de) * | 2016-12-19 | 2018-06-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wärmeübertrager mit mehreren Wärmeübertragungsbereichen |
CN206364154U (zh) * | 2017-01-09 | 2017-07-28 | 厦门金海晟科技有限公司 | 一种电动车辆液冷电池箱的散热装置 |
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