CN116613430A - 浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法及*** - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法及***，包括获取电池模组的环境温度、工作温度，以及电池模组在运行状态下的等效内阻和充放电信息，并基于所述环境温度、所述工作温度、所述等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整环境温度或者工作温度，直至所述散热效果满足预设要求。
Description
技术领域
本公开涉及电池技术，尤其涉及一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法及***。
背景技术
对于高容量的动力电池包和大规模的锂电池储能***而言，电池通常以电池组的形式安放在密闭的电池包或电池箱内，很容易出现温度分布不均和局部热区，一旦发生安全问题，可能引起电池链式反应，导致热失控，造成严重的安全事故。 因此，设计合理且高效的电池热管理***对于提高动力电池***和储能电池***的安全性是至关重要的。
公开号为CN114361650A，专利名称为一种浸没式冷却电池热管理性能的实验研究***及方法公开了总控制端、可视化流道、油泵模块、膨胀壶转置、注液装置、排液装置、电池充放电控制测试模块、温度采集模块、散热模块和电池包，所述总控制端分别与油泵模块、电池充放电控制测试模块、温度采集模块和散热模块连接；所述可视化流道分别与油泵模块、散热模块、注液装置、排液装置和电池包连接；所述油泵模块与膨胀壶装置连接。
公开号为CN114614148A，专利名称为一种浸没式电池包热管理***，公开了密封散热反应壳体、冷却介质、板式换热器和至少一个电池组件；所述密封散热反应壳体的内部设置有密封的散热反应池；所述电池组件设置在所述散热反应池内，所述板式换热器设置在所述散热反应池的顶部，所述冷却介质设置在所述散热反应池内，并浸没所述电池组件；所述冷却介质用于吸收所述电池组件的热量，以对所述电池组件进行降温；所述板式换热器用于冷凝吸收所述电池组件的热量后的冷却介质。
现有技术均未从电池产热与散热，以及电池与冷却液热交换的角度考虑电池热管理，难以进行科学的电池热管理。
发明内容
本公开实施例提供一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法及***，能够至少解决现有技术中部分问题，也即解决现有技术未从电池产热与散热，以及电池与冷却液热交换的角度考虑电池热管理的问题。
本公开实施例的第一方面，
提供一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法，包括：
获取电池模组的环境温度、工作温度，以及所述电池模组在运行状态下的等效内阻和充放电信息，并基于所述环境温度、所述工作温度、所述等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；
获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；
所述获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息包括：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息；
根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述热量信息包括由环境温度与工作温度影响的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息，
所述确定所述电池模组的热量信息如下公式所示：
；
其中，H表示电池模组的热量信息，T表示时间信息，W b 、W h 分别表示工作温度和环境温度，表示冷却液的汽化热变化值，R表示电池模组等效内阻；
I f 表示放电电流，U op 、U wk 分别表示电池包的开路电压和工作电压；I s 表示充电电流。
在一种可选的实施方式中，
所述基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息包括：
;
；
；
其中，Q t 表示所述热量交换信息，Q1、Q2分别表示所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，W a 、W h 分别表示电池包的平均温度和环境平均温度，S表示电池包与冷却液的接触面积，Q c 表示单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，V l 、B f 分别表示冷却液的体积流量以及冷却液的比热；
H s 表示电池包传递至冷却液的热量，、/>、/>分别表示电池包在x/y/z三个方向的导热系数，T表示时间信息。
在一种可选的实施方式中，
所述通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求包括：
确定所述散热信息与预设散热阈值的温度误差以及误差变化率，根据所述温度误差、所述误差变化率以及预设的模糊规则库设置模糊输出值；
将所述模糊输出值进行离散化，通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值；
将所述温度控制值与PID控制算法相结合调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值包括：
；
其中，fuzzytem[i]表示第i个温度控制值，N表示模糊输出值的数量，u()表示模糊推理函数，f()表示隶属度函数，output[i]表示第i个模糊输出值。
本公开实施例的第二方面，
提供一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理***，包括：
第一单元，用于获取电池模组的环境温度、工作温度，以及所述电池模组在运行状态下的等效内阻和充放电信息，并基于所述环境温度、所述工作温度、所述等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；
第二单元，用于获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；
所述获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息包括：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息；
第三单元，用于根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述热量信息包括由环境温度与工作温度影响的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息，
所述确定所述电池模组的热量信息如下公式所示：
；
其中，H表示电池模组的热量信息，T表示时间信息，W b 、W h 分别表示工作温度和环境温度，表示冷却液的汽化热变化值，R表示电池模组等效内阻；
I f 表示放电电流，U op 、U wk 分别表示电池包的开路电压和工作电压；I s 表示充电电流。
在一种可选的实施方式中，
所述基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息包括：
;
；
；
其中，Q t 表示所述热量交换信息，Q1、Q2分别表示所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，W a 、W h 分别表示电池包的平均温度和环境平均温度，S表示电池包与冷却液的接触面积，Q c 表示单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，V l 、B f 分别表示冷却液的体积流量以及冷却液的比热；
H s 表示电池包传递至冷却液的热量，、/>、/>分别表示电池包在x/y/z三个方向的导热系数，T表示时间信息。
在一种可选的实施方式中，
所述第三单元还用于：
确定所述散热信息与预设散热阈值的温度误差以及误差变化率，根据所述温度误差、所述误差变化率以及预设的模糊规则库设置模糊输出值；
将所述模糊输出值进行离散化，通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值；
将所述温度控制值与PID控制算法相结合调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值包括：
；
其中，fuzzytem[i]表示第i个温度控制值，N表示模糊输出值的数量，u()表示模糊推理函数，f()表示隶属度函数，output[i]表示第i个模糊输出值。
本公开实施例的第三方面，
提供一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。
本公开实施例的第四方面，
提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。
本申请提供一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法，可以实现对电池模组的热管理，确保电池模组在工作过程中的温度控制在安全范围内，有效提高电池***的稳定性和可靠性。同时，根据散热信息的评估和调整，可以优化电池模组与冷却液的热交换效果，进一步提高散热效率，确保电池模组的长期运行安全。
通过确定第一直接热量信息是通过直接接触和对流传递给冷却液的热量，第二直接热量信息是通过电池模组内部传导到冷却液的热量，可以综合考虑电池模组与冷却液之间的接触热交换和内部传热效果，精确计算出热量交换信息。这有助于准确评估电池模组的散热情况，优化冷却液的流量和接触方式，以达到更好的散热效果，同时，通过热量交换信息的确定，可以预测和调整冷却***的工作状态，确保电池模组在可接受的温度范围内运行，提高电池***的安全性和性能稳定性。
附图说明
图1为本公开实施例浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法的流程示意图。
图2为本公开实施例浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理***的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
下面以具体地实施例对本公开的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本公开实施例浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
S101. 获取电池模组的环境温度以及等效内阻，以及所述电池模组在运行状态下的充放电信息，并基于所述环境温度、等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；
示例性地，本申请的热量信息包括电化学反应产生的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息。
示例性地，电池内阻反应了电池内部电子和离子传递的难易程度，并且严重影响着电池的性能和循环寿命，也很大程度上决定着电池的热量和分布情况。而环境温度则是影响电池热量信息的一大影响因素，环境温度越高，电池模组的放电产热速率相对越低；此外，电池模组在运行状态下的充放电信息，则是与电池模组的热量信息存在在一定的函数关系，通过控制电池模组的充放电信息，能够更加准确地确定电池模组的热量信息。
浸没式液体冷却技术应用于电池包散热***中，可以通过使用绝缘且不易燃的冷却液将电池完全浸没，配合冷却液的循环流动或者配合冷却液的气液相变过程， 迅速带走电池产生的热量，同时保持电池包内温度场的均匀性。
在浸没式液体冷却电池包中，由于电池与冷却液直接接触，使得两者之间的传热更加直接高效。同时由于浸没式液体冷却电池包结构非常简单，电池包内减少了换热器、管路等部件，不仅有利于实现较高的能量密度，而且有利于电池包的生产和组装过程。此外，浸没式液体冷却电池包内的冷却液通常为绝缘且不易燃的液体，不存在因为冷却液泄露引起的安全风险，在一定程度上提高了电池包的安全性。
除了冷却液流动以外，由于电池的性能和安全问题都与温度密切相关，因此建立电池和电池包级别的电池热模型具有重要意义。与热量有关的过程一般可以通过能量守恒方程进行描述，在浸没式液体冷却电池包中，与能量守恒方程有关的过程主要包括电池产热过程与散热过程，冷却液对流换热过程以及电池包外表面与环境自然对流换热过程。
在一种可选的实施方式中，
所述热量信息包括电化学反应产生的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息，
所述确定所述电池模组的热量信息如下公式所示：
；
其中，H表示电池模组的热量信息，T表示时间信息，W b 、W h 分别表示工作温度和环境温度，表示冷却液的汽化热变化值，R表示电池模组等效内阻；
I f 表示放电电流，U op 、U wk 分别表示电池包的开路电压和工作电压；I s 表示充电电流。
通过考虑环境温度、工作温度以及充放电过程中吸热和放热的热量信息，计算出电池模组与冷却液的热量交换信息，提供了更准确的热管理数据；通过计算热量交换信息，可以评估电池模组的散热情况，并基于该信息调整冷却液的流量、接触方式等参数，以优化散热效果，确保电池模组在安全温度范围内工作；准确的热量交换信息可以帮助设计更可靠的冷却***，避免电池模组过热，延长电池寿命，提高电池***的稳定性和可靠性；通过计算热量交换信息，可以预测电池模组的温度变化趋势，提前采取措施，如调整冷却液的流量和温度控制策略，以保持电池模组在安全工作温度范围内。
示例性地，可以使用温度传感器获取电池模组的环境温度和工作温度，并使用电流传感器获取电池模组的充放电电流信息；根据电池模组的充放电电流信息和电压变化，通过计算得到电池模组的等效内阻；基于确定的热量信息，采取相应的热管理策略来控制电池模组的温度。例如，如果电池模组的温度过高，可以通过开启液冷***来冷却电池模组，或者通过调整充放电速率来降低热量产生速率；反之，如果电池模组的温度过低，可以采取加热措施来提高温度。
示例性地，电动汽车可以使用浸没式液冷储能电池模组，该电池模组可以由多个电池单体组成，每个电池单体的环境温度和工作温度通过温度传感器进行实时监测，充放电电流信息通过电流传感器获取；基于实时数据，计算得到每个电池单体的等效内阻，并利用热传导模型计算得到每个电池单体的热量产生速率。
当某个电池单体的温度超过设定阈值时，***将自动开启液冷***，将冷却液通过液冷板流过该电池单体，带走部分热量，从而降低温度。同时，***还会根据其他电池单体的温度情况，采取相应的热管理措施，确保整个电池模组的温度均衡。
S102. 获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；
示例性地，每个电池单体的尺寸为10cmx10cm，总接触面积为1平方米，冷却液以10立方米/小时的流量通过电池模组进行冷却。冷却液的属性信息为：比热容4,000焦耳/（千克·摄氏度），导热系数0.5瓦特/（米·摄氏度）；假设冷却液的温度为25摄氏度，电池模组的温度为40摄氏度，根据上述数据，可以计算出热量交换信息。
在一种可选的实施方式中，
所述获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息包括：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息。
示例性地，所述基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息包括：
;
；
；
其中，Q t 表示所述热量交换信息，Q1、Q2分别表示所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，W a 、W h 分别表示电池包的平均温度和环境平均温度，S表示电池包与冷却液的接触面积，Q c 表示单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，V l 、B f 分别表示冷却液的体积流量以及冷却液的比热；
H s 表示电池包传递至冷却液的热量，、/>、/>分别表示电池包在x/y/z三个方向的导热系数，T表示时间信息。
示例性地，第一直接热量信息是通过直接接触和对流传递给冷却液的热量，第二直接热量信息是通过电池模组内部传导到冷却液的热量，通过确定第一直接热量信息和第二直接热量信息可以综合考虑电池模组与冷却液之间的接触热交换和内部传热效果，精确计算出热量交换信息，这有助于准确评估电池模组的散热情况，优化冷却液的流量和接触方式，以达到更好的散热效果，同时，通过热量交换信息的确定，可以预测和调整冷却***的工作状态，确保电池模组在可接受的温度范围内运行，提高电池***的安全性和性能稳定性。
S103.根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
示例性地，可以确定电池模组的最大工作温度（T_max）和允许的最高温度差（ΔT_max），计算电池模组的散热信息：
使用之前计算得到的热量交换信息和电池模组的热量信息，计算电池模组的散热信息：P_heat=H-change，判断散热信息是否满足预设要求：
比较计算得到的散热信息（P_heat）与预设的散热要求，如果P_heat≤P_threshold，表示散热效果满足预设要求，可以结束调整过程；如果P_heat>P_threshold，表示散热效果不满足预设要求，需要进行调整，
在一种可选的实施方式中，
所述通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求包括：
确定所述散热信息与预设散热阈值的温度误差以及误差变化率，根据所述温度误差、所述误差变化率以及预设的模糊规则库设置模糊输出值；
将所述模糊输出值进行离散化，通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值；
将所述温度控制值与PID控制算法相结合调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值包括：
；
其中，fuzzytem[i]表示第i个温度控制值，N表示模糊输出值的数量，u()表示模糊推理函数，f()表示隶属度函数，output[i]表示第i个模糊输出值。
示例性地，温度误差（Error）模糊集合可以定义为："冷"、"适中"和"热"。例如，可以将温度误差的范围划分为[-10, -5, 0]为"冷"，[-5, 0, 5]为"适中"，[0, 5, 10]为"热"。
误差变化率（Error Derivative）模糊集合可以定义为："减少"、"保持"和"增加"。同样，可以将误差变化率的范围划分为[-2, -1, 0]为"减少"，[-1, 0, 1]为"保持"，[0,1, 2]为"增加"。
根据专家知识或实验数据，构建一组模糊规则。模糊规则是根据输入变量与输出变量之间的关系确定的。示例性地，
如果温度误差为”冷”且误差变化率为”减少”，则控制输出为”加热”。
如果温度误差为”冷”且误差变化率为”保持”，则控制输出为”加热”。
如果温度误差为”冷”且误差变化率为”增加”，则控制输出为”保持”。
如果温度误差为”适中”且误差变化率为”减少”，则控制输出为”加热”。
示例性地，可以确定输出变量（控制输出）的离散化范围和步长，例如，设定控制输出的范围为0到100，步长为10，这将导致离散化的输出值为0、10、20、...、100。
对于每个离散化的输出值，计算模糊输出值的隶属度值，隶属度值表示该输出值对应模糊输出的贡献程度。
根据模糊规则库中的条件部分和输入变量的隶属度值，计算输出变量的隶属度值。将隶属度值应用于离散化的输出值，得到离散化后的模糊输出值，对于每个离散化的输出值，将其隶属度值乘以相应的隶属度函数值，得到离散化后的模糊输出值。隶属度函数可以使用三角形函数或其他形状函数。
在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
调整所述冷却液的出入口结构，以及冷却液的流量包括：
调整所述冷却液出入口的高度调节板，改变所述冷却液在单位时间内的液体流量，并控制所述冷却液流量保持为0.2L/min；
将所述冷却液的浸没冷却区设置为折返的、双流程的U形通道；
将所述冷却液的出口直径调整为2-2.5mm；
将所述冷却液的入口直径调整为2.5-4mm。
通过调整冷却液出入口的高度调节板，可以改变冷却液在单位时间内的流量。
将冷却液流量控制在0.2L/min的范围内，可以确保在给定时间内适量的冷却液流过电池模组，以提供有效的散热；折返的、双流程的U形通道：设计冷却液的浸没冷却区为折返的、双流程的U形通道，可以增加冷却液与电池模组之间的接触面积和热量交换效率；这种通道结构可以增加冷却液在浸没冷却区内的循环路径，提高冷却液对电池模组的散热效果。
调整出口直径为2-2.5 mm，可以缩小冷却液的出口直径有助于增加冷却液的流速，提高冷却液流过电池模组时的冷却效果；较小的出口直径可以增加冷却液在流经电池模组时的速度和湍流效应，从而提高热量传输和散热效率；
调整入口直径为2.5-4 mm，可以增大冷却液的入口直径可以降低冷却液的流阻，确保足够的冷却液进入冷却***。较大的入口直径有助于提供充足的冷却液流量，并减少流体的压降，确保冷却***的正常运行和散热效果。
通过控制冷却液的流量在0.2 L/min，确保足够的冷却液流经电池模组，提供有效的散热，优化冷却液流动路径和接触面积，提高热量交换效率，增强散热效果。调整出口和入口直径，提高冷却液的流速和流量，增加热量传输和散热效率。
电池的运行时性能的好坏与温度息息相关，电池温度低时，电解质溶液中离子的电导率也降低，锂离子的有限固相扩散率也被低温条件所抑制，同时导致阳极的极化程度加深，电荷转移内阳增大；温度过高时电池自放电率上升，同时比能量和比功率下降，从而致使可用电池能量降低，此外高温极易导致内部短路的产生；温度不均促使电极处反应速率不均，从而缩减电池的寿命。本申请中电池热管理的目标在于温度过高，及时高效地散热，保证其安全性；低温环境下快速加热，保证充放电效率；均匀化电池内部和电池组间温度，确保工作性能。
本公开实施例的第二方面，
提供一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理***，图2为本公开实施例浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理***的结构示意图，包括：
第一单元，用于获取电池模组的环境温度、工作温度，以及所述电池模组在运行状态下的等效内阻和充放电信息，并基于所述环境温度、所述工作温度、所述等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；
第二单元，用于获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；
所述获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息包括：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息；
第三单元，用于根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述热量信息包括由环境温度与工作温度影响的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息，
所述确定所述电池模组的热量信息如下公式所示：
；
其中，H表示电池模组的热量信息，T表示时间信息，W b 、W h 分别表示工作温度和环境温度，表示冷却液的汽化热变化值，R表示电池模组等效内阻；
I f 表示放电电流，U op 、U wk 分别表示电池包的开路电压和工作电压；I s 表示充电电流。
在一种可选的实施方式中，
所述第二单元还用于：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息。
在一种可选的实施方式中，
所述基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息包括：
;
；
；
其中，Q t 表示所述热量交换信息，Q1、Q2分别表示所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，W a 、W h 分别表示电池包的平均温度和环境平均温度，S表示电池包与冷却液的接触面积，Q c 表示单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，V l 、B f 分别表示冷却液的体积流量以及冷却液的比热；
H s 表示电池包传递至冷却液的热量，、/>、/>分别表示电池包在x/y/z三个方向的导热系数，T表示时间信息。
在一种可选的实施方式中，
所述第三单元还用于：
确定所述散热信息与预设散热阈值的温度误差以及误差变化率，根据所述温度误差、所述误差变化率以及预设的模糊规则库设置模糊输出值；
将所述模糊输出值进行离散化，通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值；
将所述温度控制值与PID控制算法相结合调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
在一种可选的实施方式中，
所述通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值包括：
；
其中，fuzzytem[i]表示第i个温度控制值，N表示模糊输出值的数量，u()表示模糊推理函数，f()表示隶属度函数，output[i]表示第i个模糊输出值。
本公开实施例的第三方面，
提供一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。
本公开实施例的第四方面，
提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。
本发明可以是方法、装置、***和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理方法，其特征在于，包括：
获取电池模组的环境温度、工作温度，以及所述电池模组在运行状态下的等效内阻和充放电信息，并基于所述环境温度、所述工作温度、所述等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；
获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；
所述获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息包括：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息；
根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热量信息包括电化学反应产生的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息，
所述确定所述电池模组的热量信息如下公式所示：
；
其中，H表示电池模组的热量信息，T表示时间信息，W b 、W h 分别表示工作温度和环境温度，表示冷却液的汽化热变化值，R表示电池模组等效内阻；
I f 表示放电电流，U op 、U wk 分别表示电池包的开路电压和工作电压；I s 表示充电电流。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息包括：
;
；
；
其中，Q t 表示所述热量交换信息，Q1、Q2分别表示所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，W a 、W h 分别表示电池包的平均温度和环境平均温度，S表示电池包与冷却液的接触面积，Q c 表示单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，V l 、B f 分别表示冷却液的体积流量以及冷却液的比热；
H s 表示电池包传递至冷却液的热量，、/>、/>分别表示电池包在x/y/z三个方向的导热系数，T表示时间信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求包括：
确定所述散热信息与预设散热阈值的温度误差以及误差变化率，根据所述温度误差、所述误差变化率以及预设的模糊规则库设置模糊输出值；
将所述模糊输出值进行离散化，通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值；
将所述温度控制值与PID控制算法相结合调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值包括：
；
其中，fuzzytem[i]表示第i个温度控制值，N表示模糊输出值的数量，u()表示模糊推理函数，f()表示隶属度函数，output[i]表示第i个模糊输出值。
6.一种浸没式液冷储能用电池模组主动式热管理***，其特征在于，包括：
第一单元，用于获取电池模组的环境温度、工作温度，以及所述电池模组在运行状态下的等效内阻和充放电信息，并基于所述环境温度、所述工作温度、所述等效内阻以及所述充放电信息确定所述电池模组的热量信息；
第二单元，用于获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息；
所述获取所述电池模组与冷却液的接触面积，以及所述冷却液的体积流量，结合所述冷却液的属性信息以及所述电池模组的热量信息，确定所述电池模组与所述冷却液的热量交换信息包括：
根据所述电池模组与冷却液的接触面积、所述冷却液的体积流量，以及所述冷却液的比热，结合单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，确定第一直接热量信息；
根据所述电池模组的热量信息，所述电池模组在所述冷却液三个方向的导热信息，以及三个方向对应的导热系数，确定第二直接热量信息；
基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息；
第三单元，用于根据所述热量信息以及所述热量交换信息，确定所述电池模组的散热信息，并判断所述散热信息是否满足预设要求，若不满足，则通过基于模糊控制的温度控制算法调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述热量信息包括由环境温度与工作温度影响的第一热量信息、电池模组充电时吸热对应的第二热量信息以及电池模组放电时放热对应的第三热量信息，
所述确定所述电池模组的热量信息如下公式所示：
；
其中，H表示电池模组的热量信息，T表示时间信息，W b 、W h 分别表示工作温度和环境温度，表示冷却液的汽化热变化值，R表示电池模组等效内阻；
I f 表示放电电流，U op 、U wk 分别表示电池包的开路电压和工作电压；I s 表示充电电流。
8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，
所述基于所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，确定所述热量交换信息包括：
；
；
；
其中，Q t 表示所述热量交换信息，Q1、Q2分别表示所述第一直接热量信息和所述第二直接热量信息，W a 、W h 分别表示电池包的平均温度和环境平均温度，S表示电池包与冷却液的接触面积，Q c 表示单位时间内单位体积内电池的对流换热系数，V l 、B f 分别表示冷却液的体积流量以及冷却液的比热；
H s 表示电池包传递至冷却液的热量，、/>、/>分别表示电池包在x/y/z三个方向的导热系数，T表示时间信息。
9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述第三单元还用于：
确定所述散热信息与预设散热阈值的温度误差以及误差变化率，根据所述温度误差、所述误差变化率以及预设的模糊规则库设置模糊输出值；
将所述模糊输出值进行离散化，通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值；
将所述温度控制值与PID控制算法相结合调整所述环境温度或者工作温度，直至所述散热信息满足预设要求。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述通过隶属度函数确定离散化后每个模糊输出值的隶属度值，并将所述隶属度值与所述离散化后每个模糊输出值进行加权求和，确定温度控制值包括：
；
其中，fuzzytem[i]表示第i个温度控制值，N表示模糊输出值的数量，u()表示模糊推理函数，f()表示隶属度函数，output[i]表示第i个模糊输出值。
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| PB01 | Publication | ||
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