CN115503539A - 一种带电池温度控制的充电***及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种带电池温度控制的充电***及方法,涉及汽车充电技术领域,包括充电组件按照充电指令对动力电池进行充电,充电指令包括实时充电功率和目标电量。温控组件按照温控指令对动力电池进行温度调节,温控指令包括目标温度。控制组件采集动力电池的实时剩余电量,并处理得到所述充电指令,并采集动力电池在充电时的实时温度和实时充电功率得到温控指令,并根据温控组件预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。本申请能够在充电的同时调节动力电池的温度,提高充电***安全性,并能够根据充电***的温度调节能力反馈调节实时充电功率。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域,具体涉及一种带电池温度控制的充电***及方法。
背景技术
汽车新能源汽车动力电池作为汽车的动力源,其充电、放电的发热会一直存在。动力电池的性能和电池温度密切相关。为了尽可能延长动力电池的使用寿命并获得最大功率,需在规定温度范围内使用蓄电池。原则上在-40℃至+55℃范围内,实际电池温度动力电池单元处于可运行状态。因此目前新能源的动力电池单元都装有冷却装置。动力电池冷却***有空调循环冷却式、水冷式和风冷式。
以空调循环冷却式为例,在高端电动汽车中动力电池内部有与空调***连通的制冷剂循环回路。动力电池单元直接通过冷却液进行冷却,冷却液循环回路与制冷剂循环回路通过冷却液制冷剂热交换器即冷却单元连接。因此,空调***制冷剂循环回路由两个并联支路构成。一个用于冷却车内空间,一个用于冷却动力电池单元。电动冷却液泵通过冷却液循环回路输送冷却液。只要冷却液的温度低于电池模块,仅利用冷却液的循环流动便可冷却电池模块。冷却液温度上升,不足以使电池模块的温度保持在预期范围内。因此必须要降低冷却液的温度,需借助冷却液制冷剂热交换器即冷却单元。
随着新能源汽车动力电池的发展,鼓励高密度、大功率、快速充电新能源汽车的发展。目前的此类汽车中,为了保证动力电池在合适温度范围运行,在充电、放电时,整车往往需要匹配上述大功率温控机组。由于动力电池在充电工况比在放电工况有更大的散热需求,因此,需要电池***具备极大的散热能力以满足更高的充电速率。现有大功率温控机组的缺点也日益明显,例如,在正常的行驶和作业场景下,并不需要大功率温控机组按照最大的冷却效率进行工作,所以绝大多数的时候车载的大功率温控机组功率处于溢出的状态。另外,当前的大功率温控机组结构复杂,影响整车的布置,不利于整车降重,会大大增加整车的设计成本和制造成本。如果继续在新能源汽车上使用现有的大功率温控机组对动力电池的温度进行调控,则随着动力电池的快充需求越来越高,短时间充电带来的巨大散热需求,必然会导致汽车设计制造者设计更大更重更高功率的温控机组才能保证充电的安全进行。
现有技术中,通常是在整车上匹配电池温控机组,充电设备一侧不具备电池温控功能,而为了保证电池充电速度,电池会以极大的电流充电,通常会达到甚至超过1C充电,会产生大量热量。当前充电桩(站)无电池温控功率,无法根据实施需求对电池进行加热或冷却,需要整车匹配大型的温控机组,影响整车布置空间、增加整车成本。并且,当前车载电池温控***,冷却液流量及冷却液温度不可调,也影响了制冷效果。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本申请的目的在于提供一种带电池温度控制的充电***及方法,能够在充电的同时调节动力电池的温度,提高充电***安全性,并能够根据充电***的温度调节能力反馈调节实时充电功率。
为达到以上目的,采取的技术方案是:
本申请第一方面提供一种带电池温度控制的充电***,所述***包括:
充电组件,其用于按照充电指令对动力电池进行充电,充电指令包括实时充电功率和目标电量;
温控组件,其用于按照温控指令对动力电池进行温度调节,温控指令包括目标温度;
控制组件,其用于采集动力电池的实时剩余电量,并处理得到所述充电指令;还用于采集动力电池在充电时的实时温度和实时充电功率,并处理得到所述温控指令;还用于根据温控组件预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。
一些实施例中,所述控制组件通过电池管理***采集所述实时剩余电量和所述实时温度;
所述充电组件和所述温控组件接入动力电池上的同一插座。
一些实施例中,所述温控组件包括:
加热模块,其连接的主回路连接多个动力电池,用于对所述多个动力电池输出的冷却液进行加温,得到符合目标温度的冷却液后,将该冷却液输送回动力电池;
冷却模块,其连接的主回路连接所述多个动力电池,包括容置有冷却液的冷却池,用于对所述多个动力电池输出的冷却液进行温度调节,得到符合目标温度的冷却液后,将该冷却液输送回动力电池;
控制模块,其用于采集所述多个动力电池在充电时的实时温度和实时功率,并分别进行处理得到每个动力电池的目标温度;所述控制模块还用于控制加热模块和冷却模块向每个动力电池输送的冷却液的实时流量。
一些实施例中,所述控制模块包括:
多个分支控制器,其用于分别采集每个动力电池的所述实时温度和所述实时功率;还用于分别采集每个动力电池输出的冷却液的温度和流量、以及向每个动力电池输入的冷却液的温度和流量,并将采集到的温度和流量数据发送至总控制器0;还用于根据总控制器0的流量控制指令控制向每个动力电池输入的冷却液的流量;所述分支控制器与所述动力电池一一对应;
总控制器0,其用于根据每个分支控制器发送的所述实时温度和所述实时功率处理得到每个动力电池的目标控制温度,根据所有动力电池的目标控制温度进行均值化处理,得到所述目标温度;还用于根据所述目标温度,并结合每个动力电池的实时温度和实时功率,得到所述流量控制指令;
流量控制水泵,所述分支控制器通过流量控制水泵控制向动力电池输入的冷却液的流量。
一些实施例中,所述动力电池上设有用于输出冷却液的车端出水接头和用于接收冷却液的车端进水接头,所述控制模块上设有用于输出冷却液的温控端出水接头和用于接收冷却液的温控端进水接头;
所述车端出水接头通过出水管路与车载冷却机组连通,出水管路上设有第一快接插头,车辆充电时,所述温控端进水接头可拆卸的连接在第一快接插头上;
所述车端进水接头通过进水管路与车载冷却机组连通,进水管路上设有第二快接插头,车辆充电时,所述温控端出水接头可拆卸的连接在第二快接插头上。
一些实施例中,所述温控组件还包括:
辅助制冷模块,其用于对从动力电池流出的冷却液或从冷却模块流出的冷却液进行冷却。
一些实施例中,所述温控组件还包括:
第一控制水阀,其分别连接所述控制模块、所述加热模块、以及所述冷却模块,用于根据控制模块的流向控制指令控制从所有动力电池流出的冷却液流向所述加热模块、或所述冷却模块;
第二控制水阀,其分别连接所述控制模块和所述冷却模块,用于根据控制模块的流向控制指令控制部分从第一控制水阀流出的冷却液流向冷却池,并控制另一部分从第一控制水阀流出的冷却液与从冷却池流出的冷却液进行混合;
子控制模块,其分别连接所述控制模块、所述冷却模块、所述加热模块、以及所述辅助制冷模块,用于根据控制模块的流向控制指令控制从第二控制水阀流出的冷却液在依次流经加热模块、辅助制冷模块以及动力电池的过程中,加热模块和辅助制冷模块的启闭;
第一控制水阀和第二控制水阀可集成为一个水阀。
一些实施例中,所述控制模块在判断目标温度高于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度高于主回路的水温时,若冷却池内冷却液温度高于目标温度,则通过第一控制水阀控制从动力电池流出的冷却液全部流向所述冷却模块、并通过第二控制水阀控制流入冷却池的冷却液百分比得到混合后符合目标温度的冷却液,若冷却池内冷却液温度低于目标温度,则通过第一控制水阀控制从动力电池流出的冷却液全部流向所述冷却模块、通过第二控制水阀控制流入冷却池的冷却液百分比、并通过子控制模块控制所述混合后的冷却液在流经所述加热模块时进行进一步加热得到符合目标温度的冷却液;
所述控制模块在判断目标温度高于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度低于主回路的水温时,则通过第一控制水阀控制从动力电池流出的冷却液全部流向所述加热模块得到符合目标温度的冷却液;
所有动力电池输出的冷却液汇总到主回路后输送到控制模块进行判断;
得到符合目标温度的冷却液后,将冷却液输送回动力电池。
一些实施例中,所述控制模块在判断目标温度低于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度高于主回路的水温时,则通过第一控制水阀控制从动力电池流出的冷却液全部流向所述辅助制冷模块得到符合目标温度的冷却液;
所述控制模块在判断目标温度低于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度低于主回路的水温时,若冷却池内冷却液温度高于目标温度,则通过第一控制水阀和第二控制水阀控制从动力电池流出的冷却液全部流向所述冷却模块、并通过子控制模块控制从冷却模块流出的冷却液在流经辅助制冷模块时进行进一步降温得到符合目标温度的冷却液,若冷却池内冷却液温度低于目标温度,则通过控制第一控制水阀控制从动力电池流出的冷却液全部流向所述冷却模块、并通过第二控制水阀控制流入冷却池的百分比得到符合目标温度的冷却液;
所有动力电池输出的冷却液汇总到主回路后输送到控制模块进行判断;
得到符合目标温度的冷却液后,将冷却液输送回动力电池。
一种带电池温度控制的充电方法,基于上述任一项的带电池温度控制的充电***,所述方法包括:
采集动力电池的实时剩余电量,并处理得到充电指令,充电指令包括实时充电功率和目标电量;
采集动力电池在充电时的实时温度和实时充电功率,并处理得到温控指令,温控指令包括目标温度;
按照充电指令对动力电池进行充电,直至动力电池达到目标电量;
按照温控指令对动力电池进行温度调节,直至动力电池达到目标温度;
根据预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:
能够在充电的同时调节动力电池的温度,提高充电***安全性,并能够根据充电***的温度调节能力反馈调节实时充电功率。
通过设计外置的电池温控***,能够降低车辆设计难度和车内空间的占用,降低车辆设计和制造成本。
通过加热模块或冷却模块对各个动力电池输出的冷却液统一进行温度调节后,进一步通过控制输送回各个动力电池的回传流量,控制对每个动力电池的温控效率,能够在新能源汽车充电时同时对多个车辆的动力电池进行温度控制,提高温度控制效率和温度控制精度。
通过添加辅助制冷模块,在冷却模块的冷却效率无法达到需求时,进一步提高冷却效率,满足车辆在极端工况下的需求,进一步提高车辆充电的安全性。
通过预先设定的温度策略,在需要对动力电池进行加热时,控制所有从动力电池流出的冷却液流向加热模块进行加热后,回流至动力电池实现对动力电池的加热,或先利用冷却池内温度高于动力电池实时温度的冷却液对从动力电池流出的冷却液进行加热后,根据需求判断是否还需要进一步利用加热模块进行加热。在需要对动力电池进行较小幅度的冷却时,控制所有从动力电池流出的冷却液流向冷却模块,并控制部分流入冷却池部分不流入,之后将两者混合后得到较小幅度降温后的冷却液,并使其回流至动力电池实现对动力电池的制冷。在需要对动力电池进行较大幅度的冷却时,控制所有从动力电池流出的冷却液流向制冷模块,并控制全部流入冷却池,之后将冷却池流出的较大幅度降温后的冷却液回流至动力电池实现对动力电池的制冷。在需要对动力电池进行极大幅度的冷却时,控制所有从动力电池流出的冷却液依次流向冷却池和辅助制冷模块,得到极大幅度降温后的冷却液回流至动力电池实现对动力电池的制冷。能够针对不同工况,灵活调节温控策略,提高温控针对性和效率。
附图说明
图1为本发明实施例中带电池温度控制的充电***的结构示意图。
图2为本发明实施例中温控组件的应用示意图。
图3为本发明实施例中温控组件的安装示意图。
附图说明:
1-动力电池;2-温控组件;3-车端进水接头;4-车端出水接头;5-温控端进水接头;6-温控端出水接头;7-第一快接插头;8-第二快接插头;9-分支控制器;10-总控制器;11-加热模块;12-冷却模块;13-辅助制冷模块;14-流量控制水泵;15-第一控制水阀;16-第二控制水阀;17-子控制模块;18-车载冷却机组;19-充电组件;20-控制组件。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明。
如图1所示,本发明实施例提供一种带电池温度控制的充电***,包括控制组件,控制组件连接充电组件和温控组件,充电组件和温控组件分别对动力电池进行充电和温度调节,能够在充电的同时调节动力电池的温度,提高充电***安全性,并能够根据充电***的温度调节能力反馈调节实时充电功率
在一个具体的实施例中,充电组件用于按照充电指令对动力电池进行充电,充电指令包括实时充电功率和目标电量。
温控组件用于按照温控指令对动力电池进行温度调节,温控指令包括目标温度。
控制组件用于采集动力电池的实时剩余电量,并处理得到所述充电指令。还用于采集动力电池在充电时的实时温度和实时充电功率,并处理得到所述温控指令。还用于根据温控组件预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。
在本实施例中,所述控制组件通过电池管理***采集所述实时剩余电量和所述实时温度。所述充电组件和所述温控组件接入动力电池上的同一插座。
动力电池1中均设有BMS(Battery Management System,电池管理***),动力电池1在充电时的实时温度可由BMS提供,动力电池1在充电时的实时功率可由BBS提供,也可由充电桩一侧提供。
在较佳的实施例中,温控组件2,上述***包括控制模块,控制模块连接加热模块11和冷却模块12,控制模块、加热模块11、以及冷却模块12均通过主回路连接动力电池1的冷却液输出端,控制模块主要用于采集动力电池1的数据信号,并控制加热模块11和冷却模块12的工作,加热模块11主要用于对动力电池1进行加热,冷却模块12主要用于对动力电池1进行降温制冷。上述控制模块还用于控制加热模块11和冷却模块12分别向每个动力电池1输送的冷却液的实时流量。
在本实施例中,能够通过外置的温控***同时对多个动力电池1进行温控,降低车辆设计难度和车内空间的占用,提高控制效率和精度。
在一个具体的实施例中,控制模块用于采集多个动力电池1在充电时的实时温度和实时功率,并分别进行处理得到每个动力电池1的目标温度;上述控制模块还用于控制加热模块11和冷却模块12分别向每个动力电池1输送的冷却液的实时流量。
加热模块11连接上述多个动力电池1,用于对上述多个动力电池1输出的冷却液进行加温,得到符合目标温度的冷却液后,将该冷却液输送回动力电池1。
上述冷却模块12连接上述多个动力电池1,用于对上述多个动力电池1输出的冷却液进行降温,得到符合目标温度的冷却液后,将该冷却液输送回动力电池1。
所有动力电池1输出的冷却液汇总到主回路后,由控制模块对主回路的水温进行采集并进行后续判断。
在本实施例中,通过设计外置的电池温控***,能够降低车辆设计难度和车内空间的占用,降低车辆设计和制造成本。
结合加热模块11和冷却模块12对各个动力电池1输出的冷却液统一进行温度调节后,进一步通过控制输送回各个动力电池1的回传流量,控制对每个动力电池1的温控效率,能够在新能源汽车充电时同时对多个车辆的动力电池1进行温度控制,提高温度控制效率和温度控制精度。
在较佳的实施例中,上述控制模块包括总控制器10,总控制器10连接多个分支控制器9和流量控制水泵14。
多个分支控制器9用于分别采集每个动力电池1的上述实时温度和上述实时功率。还用于分别采集每个动力电池1输出的冷却液的温度和流量、以及向每个动力电池1输入的冷却液的温度和流量,并将采集到的温度和流量数据发送至总控制器10。还用于根据总控制器10的流量控制指令控制向每个动力电池1输入的冷却液的流量;上述分支控制器9与上述动力电池1一一对应。
总控制器10用于根据每个分支控制器9发送的上述实时温度和上述实时功率处理得到每个动力电池1的目标控制温度,根据所有动力电池1的目标控制温度进行均值化处理,得到上述目标温度。还用于根据上述目标温度,并结合每个动力电池1的实时温度和实时功率,得到上述流量控制指令。具体的,总控制器10还可以采用其他的策略根据所有动力电池1的目标控制温度得到上述目标温度,总体上,总控制器10以经济性最佳为原则,选定目标温度。
上述分支控制器9通过流量控制水泵14控制向动力电池1输入的冷却液的流量。
进一步的,上述多个分支控制器9和上述总控制器10集成在同一硬件内。具体的,当总控制器10计算能力足够时,可以不涉及分支控制器9,仅通过总控制器10实现对各个动力电池1的温度控制。
在本实施例中,结合加热模块11和冷却模块12对各个动力电池1输出的冷却液统一进行温度调节后,进一步通过控制输送回各个动力电池1的回传流量,控制对每个动力电池1的温控效率,能够在新能源汽车充电时同时对多个车辆的动力电池1进行温度控制,提高温度控制效率和温度控制精度。
在较佳的实施例中,如图2示,上述动力电池1上设有用于输出冷却液的车端出水接头4和用于接收冷却液的车端进水接头3,上述控制模块上设有用于输出冷却液的温控端出水接头6和用于接收冷却液的温控端进水接头5。
上述车端出水接头4通过出水管路与车载冷却机组连通,出水管路上设有第一快接插头7,车辆充电时,上述温控端进水接头5可拆卸的连接在第一快接插头7上。
上述车端进水接头3通过进水管路与车载冷却机组连通,进水管路上设有第二快接插头8,车辆充电时,上述温控端出水接头6可拆卸的连接在第二快接插头8上。
通过在现有的动力电池1和车载冷却机组的进出水管路上设置上述多个快接插头,在车辆不充电时,不连接动力电池1和温控组件2,而是仍然由车载冷却机组对动力电池1的温度进行控制。在车辆充电时,将温控组件2插接到上述多个快接插头上,由温控组件2对快速充电时的动力电池1的温度进行控制。无需再在车辆上设计安装大功率的冷却装置,降低车辆设计和制造成本,降低对车内空间的占用,可以根据各个充电桩处的充电效率对各个车辆的动力电池1进行针对性的温度控制,应用范围更广,使用上更加灵活。
在较佳的实施例中,上述冷却池设有用于控制其内部容置的冷却液温度的保温及散热***。
在本实施例中,冷却池内包含大体积冷却液,用于给动力电池1提供冷却液并收集从动力电池1流入的高温冷却液。由于冷却池内的冷却液容量较大,并且自备保温及散热***,从动力电池1流入的冷却液对冷却池内的冷却液温度影响不大,因此,可保证从冷却池流出的冷却液温度相对恒定。
在较佳的实施例中,上述***还包括辅助制冷模块13,用于对从冷却模块12流出的冷却液进行进一步冷却。上述辅助制冷模块13可与上述温度调节模块11集成在同一硬件,也可分开设置。
在本实施例中,通过添加辅助制冷模块13,在冷却模块12的冷却效率无法达到需求时,进一步提高冷却效率,满足车辆在极端工况下的需求,进一步提高车辆充电的安全性。
在较佳的实施例中,上述外置电池温控***2还包括第一控制水阀15、第二控制水阀16、以及子控制模块1。
第一控制水阀15,其分别连接所述控制模块、所述加热模块11、以及所述冷却模块12,用于根据控制模块的流向控制指令控制从所有动力电池1流出的冷却液流向所述加热模块11、或所述冷却模块12。具体的,当需要对动力电池1进行加热时,可根据冷却池内冷却液温度是否高于主回路的水温即冷却池是否能够对动力电池1进行加热,判断是直接将动力电池输出的冷却液全部送往加热模块11进行加热,还是先将动力电池输出的冷却液输送至冷却池进行加热,然后根据冷却池内冷却液温度是否高于目标温度即冷却池的加热能力是否足够,判断经冷却池的热水混合后的冷却液是否还需要进一步输送至加热模块11进行进一步加热,上述分流基于第一控制水阀15实现。
第二控制水阀16,其分别连接所述控制模块和所述冷却模块12,用于根据控制模块的流向控制指令控制部分从第一控制水阀15流出的冷却液流向冷却池,并控制另一部分从第一控制水阀15流出的冷却液不进入冷却池,而是与从冷却池流出的冷却液进行混合。具体的,当需要对动力电池进行加热时,控制动力电池的部分冷却液进入冷却池进行加热,之后将冷却池输出的冷却液与动力电池的另一部分未进入冷却池的冷却液进行混合,第二控制水阀16可调节两者的混合比例。进一步的,当需要对动力电池进行较小幅度的冷却时,可利用冷却池中温度低于主回路水温的冷却液与动力电池的冷却液混合,第二控制水阀16可调节两者的混合比例。进一步的,当需要对动力电池的冷却液进行较大幅度的冷却时,可将动力电池的冷却液全部输入到冷却池内进行降温。上述分流基于第二控制水阀16实现。
子控制模块17,其分别连接所述控制模块、所述冷却模块12、所述加热模块11、以及所述辅助制冷模块13,用于根据控制模块的流向控制指令控制从第二控制水阀16流出的冷却液在依次流经加热模块11、辅助制冷模块13以及动力电池1的过程中,加热模块11和辅助制冷模块13的启闭。具体的,冷却池输出的冷却液(包括完全由冷却池输出的和上述混合的)后续依次经过加热模块11和辅助制冷模块13,最后输送回动力电池1,在流经加热模块11和辅助制冷模块13时,可利用子控制模块17控制加热模块11是否工作、以及控制辅助制冷模块13是否工作。当冷却池的冷却或加热能力足够时,从冷却池输出的冷却液温度已经符合目标温度了,那么将冷却池输出的冷却液全部输送回动力电池,在此过程中,子控制模块17控制加热模块11和辅助制冷模块13都关闭。当冷却池的冷却或加热能力不足时,从冷却池输出的冷却液温度还不符合目标温度,那么将冷却池输出的冷却液进一步输送至加热模块11进行进一步加热或辅助制冷模块13进行进一步制冷,直到得到符合目标温度的冷却液,将其全部输送回动力电池,在此过程中,若需要进一步加热则子控制模块17启动加热模块11,若需要进一步降温则子控制模块17启动辅助制冷模块13。
在较佳的实施例中,所述控制模块在判断目标温度高于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度高于主回路的水温时,若冷却池内冷却液温度高于目标温度,则通过第一控制水阀15控制从动力电池1流出的冷却液全部流向所述冷却模块12、并通过第二控制水阀16控制流入冷却池的冷却液百分比得到混合后符合目标温度的冷却液,若冷却池内冷却液温度低于目标温度,则通过第一控制水阀15控制从动力电池1流出的冷却液全部流向所述冷却模块12、通过第二控制水阀16控制流入冷却池的冷却液百分比、并通过子控制模块17控制所述混合后的冷却液流向所述加热模块11进行进一步加热得到符合目标温度的冷却液。
所述控制模块在判断目标温度高于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度低于主回路的水温时,则通过第一控制水阀15控制从动力电池1流出的冷却液全部流向所述加热模块11得到符合目标温度的冷却液。
得到符合目标温度的冷却液后,将冷却液输送回动力电池1。
在本实施例中,主回路的水温、动力电池1需要调节到的目标温度、以及冷却池内冷却液的温度三者之间的大小关系,决定这从动力电池1输出的冷却液进行温度调节时的流向。
当目标温度高于主回路的水温时,说明需要对动力电池1进行加热。此时分两种情况,一种是冷却池内冷却液温度高于主回路的水温即冷却池具有加热功能,一种是冷却池内冷却液温度低于主回路的水温即冷却池不具有加热功能。
当冷却池具有加热功能时,进一步细分两种情况,一种是冷却池内冷却液温度高于目标温度即冷却池的加热功能足够,一种是冷却池内冷却液温度不高于目标温度即冷却池的加热功能不足。当冷却池加热能力足够,则通过第一控制水阀15和第二控制水阀16控制动力电池输出的冷却液全部流向冷却池进行加热得到符合目标温度的冷却液,通过子控制模块17控制符合目标温度的冷却液全部输送回动力电池,子控制模块17控制加热模块11和辅助制冷模块13都关闭。当冷却池加热能力不足,则通过第一控制水阀15和第二控制水阀16控制动力电池输出的冷却液全部流向冷却池进行加热后,再通过子控制模块17控制从冷却池输出的冷却液进一步流向加热模块11进行加热得到符合目标温度的冷却液后全部输送回动力电池,子控制模块17控制加热模块11启动。
当冷却池不具有加热功能时,通过第一控制水阀15控制动力电池输出的冷却液全部流向加热模块11进行加热得到符合目标温度的冷却液后全部输送回动力电池。
在较佳的实施例中,所述控制模块在判断目标温度低于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度高于主回路的水温时,则通过第一控制水阀15控制从动力电池1流出的冷却液全部流向所述辅助制冷模块13得到符合目标温度的冷却液,子控制模块17控制辅助制冷模块13开启。
所述控制模块在判断目标温度低于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度低于主回路的水温时,若冷却池内冷却液温度高于目标温度,则通过第一控制水阀15和第二控制水阀16控制从动力电池1流出的冷却液全部流向所述冷却模块12、并通过子控制模块17控制从冷却模块12流出的冷却液在流经辅助制冷模块13时进行进一步降温得到符合目标温度的冷却液,若冷却池内冷却液温度低于目标温度,则通过控制第一控制水阀15和第二控制水阀16控制从动力电池1流出的冷却液全部流向所述冷却模块12、并控制流入冷却池的百分比得到符合目标温度的冷却液。
得到符合目标温度的冷却液后,将冷却液输送回动力电池1。
在本实施例中,当目标温度低于主回路的水温时,说明需要对动力电池1进行制冷。此时分两种情况,一种是冷却池内冷却液温度高于主回路的水温即冷却池不具有制冷功能,一种是冷却池内冷却液温度低于主回路的水温即冷却池具有制冷功能。
当冷却池不具有制冷功能时,通过第一控制水阀15控制动力电池输出的冷却液全部流向辅助制冷模块13进行制冷得到符合目标温度的冷却液后全部输送回动力电池,子控制模块17控制辅助制冷模块13开启。
当冷却池具有制冷功能时,进一步细分两种情况,一种是冷却池内冷却液温度高于目标温度即冷却池的制冷能力不足,一种是冷却池内冷却液温度不高于目标温度即冷却池的制冷能力足够。当冷却池的制冷能力不足时,通过第一控制水阀15和第二控制水阀16控制动力电池1输出的冷却液全部流向冷却池,通过子控制模块17控制冷却池输出的冷却液进一步输送到辅助制冷模块13进行进一步降温,得到符合目标温度的冷却液后全部输送回动力电池。当冷却池的制冷能力足够时,可根据需要对动力电池1进行降温的幅度,调节输送到冷却池的比例,当需要降温的幅度较小时,只需要将动力电池1输出的部分冷却液送入冷却池,另一部分不送入冷却池而是在第二控制水阀16的分流下与冷却池输出的冷却液进行混流后,在子控制模块17的分流下全部送回动力电池1,当需要降温的幅度较大时,在第二控制水阀16的分流下降动力电池输出的全部冷却液送入冷却池,此时从冷却池输出的冷却液已经符合目标温度了,在子控制模块17的分流下可将其全部送回动力电池1。
综上,温控组件能够针对不同工况,灵活调节温控策略,提高温控针对性和效率。
在较佳的实施例中,目标温度可以为一温度范围。
本发明实施例还供一种带电池温度控制的充电方法,包括:
采集动力电池1实时剩余电量,并处理得到充电指令,充电指令包括实时充电功率和目标电量;
采集动力电池1充电时的实时温度和实时充电功率,并处理得到温控指令,温控指令包括目标温度;
按照充电指令对动力电池1行充电,直至动力电池1到目标电量;
按照温控指令对动力电池1行温度调节,直至动力电池1到目标温度;
根据预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。
本实施例的控制方法,适用于上述各控制***。
本申请不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述***包括:
充电组件(19),其用于按照充电指令对动力电池进行充电,充电指令包括实时充电功率和目标电量;
温控组件(2),其用于按照温控指令对动力电池进行温度调节,温控指令包括目标温度;
控制组件(20),其用于采集动力电池的实时剩余电量,并处理得到所述充电指令;还用于采集动力电池在充电时的实时温度和实时充电功率,并处理得到所述温控指令;还用于根据温控组件(2)预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。
2.如权利要求1所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述控制组件(20)通过电池管理***采集所述实时剩余电量和所述实时温度;
所述充电组件(19)和所述温控组件(2)接入动力电池上的同一插座。
3.如权利要求1所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述温控组件(2)包括:
加热模块(11),其连接的主回路连接多个动力电池(1),用于对所述多个动力电池(1)输出的冷却液进行加温,得到符合目标温度的冷却液后,将该冷却液输送回动力电池(1);
冷却模块(12),其连接的主回路连接所述多个动力电池(1),包括容置有冷却液的冷却池,用于对所述多个动力电池(1)输出的冷却液进行温度调节,得到符合目标温度的冷却液后,将该冷却液输送回动力电池(1);
控制模块,其用于采集所述多个动力电池(1)在充电时的实时温度和实时功率,并分别进行处理得到每个动力电池(1)的目标温度;所述控制模块还用于控制加热模块(11)和冷却模块(12)向每个动力电池(1)输送的冷却液的实时流量。
4.如权利要求3所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述控制模块包括:
多个分支控制器(9),其用于分别采集每个动力电池(1)的所述实时温度和所述实时功率;还用于分别采集每个动力电池(1)输出的冷却液的温度和流量、以及向每个动力电池(1)输入的冷却液的温度和流量,并将采集到的温度和流量数据发送至总控制器(10);还用于根据总控制器(10)的流量控制指令控制向每个动力电池(1)输入的冷却液的流量;所述分支控制器(9)与所述动力电池(1)一一对应;
总控制器(10),其用于根据每个分支控制器(9)发送的所述实时温度和所述实时功率处理得到每个动力电池(1)的目标控制温度,根据所有动力电池(1)的目标控制温度进行均值化处理,得到所述目标温度;还用于根据所述目标温度,并结合每个动力电池(1)的实时温度和实时功率,得到所述流量控制指令;
流量控制水泵(14),所述分支控制器(9)通过流量控制水泵(14)控制向动力电池(1)输入的冷却液的流量。
5.如权利要求3所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述动力电池(1)上设有用于输出冷却液的车端出水接头(4)和用于接收冷却液的车端进水接头(3),所述控制模块上设有用于输出冷却液的温控端出水接头(6)和用于接收冷却液的温控端进水接头(5);
所述车端出水接头(4)通过出水管路与车载冷却机组(18)连通,出水管路上设有第一快接插头(7),车辆充电时,所述温控端进水接头(5)可拆卸的连接在第一快接插头(7)上;
所述车端进水接头(3)通过进水管路与车载冷却机组(18)连通,进水管路上设有第二快接插头(8),车辆充电时,所述温控端出水接头(6)可拆卸的连接在第二快接插头(8)上。
6.如权利要求3所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述温控组件(2)还包括:
辅助制冷模块(13),其用于对从动力电池(1)流出的冷却液或从冷却模块(12)流出的冷却液进行冷却。
7.如权利要求6所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述温控组件(2)还包括:
第一控制水阀(15),其分别连接所述控制模块、所述加热模块(11)、以及所述冷却模块(12),用于根据控制模块的流向控制指令控制从所有动力电池(1)流出的冷却液流向所述加热模块(11)、或所述冷却模块(12);
第二控制水阀(16),其分别连接所述控制模块和所述冷却模块(12),用于根据控制模块的流向控制指令控制部分从第一控制水阀(15)流出的冷却液流向冷却池,并控制另一部分从第一控制水阀(15)流出的冷却液与从冷却池流出的冷却液进行混合;
子控制模块(17),其分别连接所述控制模块、所述冷却模块(12)、所述加热模块(11)、以及所述辅助制冷模块(13),用于根据控制模块的流向控制指令控制从第二控制水阀(16)流出的冷却液在依次流经加热模块(11)、辅助制冷模块(13)以及动力电池(1)的过程中,加热模块(11)和辅助制冷模块(13)的启闭;
第一控制水阀(15)和第二控制水阀(16)可集成为一个水阀。
8.如权利要求7所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,
所述控制模块在判断目标温度高于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度高于主回路的水温时,若冷却池内冷却液温度高于目标温度,则通过第一控制水阀(15)控制从动力电池(1)流出的冷却液全部流向所述冷却模块(12)、并通过第二控制水阀(16)控制流入冷却池的冷却液百分比得到混合后符合目标温度的冷却液,若冷却池内冷却液温度低于目标温度,则通过第一控制水阀(15)控制从动力电池(1)流出的冷却液全部流向所述冷却模块(12)、通过第二控制水阀(16)控制流入冷却池的冷却液百分比、并通过子控制模块(17)控制所述混合后的冷却液在流经所述加热模块(11)时进行进一步加热得到符合目标温度的冷却液;
所述控制模块在判断目标温度高于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度低于主回路的水温时,则通过第一控制水阀(15)控制从动力电池(1)流出的冷却液全部流向所述加热模块(11)得到符合目标温度的冷却液;
所有动力电池(1)输出的冷却液汇总到主回路后输送到控制模块进行判断;
得到符合目标温度的冷却液后,将冷却液输送回动力电池(1)。
9.如权利要求7所述的带电池温度控制的充电***,其特征在于,所述控制模块在判断目标温度低于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度高于主回路的水温时,则通过第一控制水阀(15)控制从动力电池(1)流出的冷却液全部流向所述辅助制冷模块(13)得到符合目标温度的冷却液;
所述控制模块在判断目标温度低于主回路的水温、且冷却池内冷却液温度低于主回路的水温时,若冷却池内冷却液温度高于目标温度,则通过第一控制水阀(15)和第二控制水阀(16)控制从动力电池(1)流出的冷却液全部流向所述冷却模块(12)、并通过子控制模块(17)控制从冷却模块(12)流出的冷却液在流经辅助制冷模块(13)时进行进一步降温得到符合目标温度的冷却液,若冷却池内冷却液温度低于目标温度,则通过控制第一控制水阀(15)控制从动力电池(1)流出的冷却液全部流向所述冷却模块(12)、并通过第二控制水阀(16)控制流入冷却池的百分比得到符合目标温度的冷却液;
所有动力电池(1)输出的冷却液汇总到主回路后输送到控制模块进行判断;
得到符合目标温度的冷却液后,将冷却液输送回动力电池(1)。
10.一种带电池温度控制的充电方法,其特征在于,基于权利要求1-9中任一项所述的带电池温度控制的充电***,所述方法包括:
采集动力电池的实时剩余电量,并处理得到充电指令,充电指令包括实时充电功率和目标电量;
采集动力电池在充电时的实时温度和实时充电功率,并处理得到温控指令,温控指令包括目标温度;
按照充电指令对动力电池进行充电,直至动力电池达到目标电量;
按照温控指令对动力电池进行温度调节,直至动力电池达到目标温度;
根据预设的温度调节范围,在判断目标温度超出温度调节范围时,调节所述实时充电功率。
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