电动汽车电池热管理控制系统及电动汽车转让专利

申请号 : CN202110535053.3

文献号 : CN113263958B

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发明人 : 丁春貌廖宇梨龚木红曹峰峰

申请人 : 湖北亿纬动力有限公司(CN)

摘要 :

本发明公开了电动汽车电池热管理控制系统及电动汽车。其中该控制系统包括电池管理模块、液热模块和换热器,所述电池管理模块包括电池和管理单元,所述管理单元包括温度获取子单元和控制子单元,所述温度获取子单元用于获取所述电池的温度,所述控制子单元用于根据所述电池的温度生成控制信号;所述液热模块包括温度控制单元,所述温度控制单元用于根据所述控制信号对液态导热剂加热或冷却;所述换热器包括所述液态导热剂,所述换热器用于容置所述液态导热剂,并根据所述液态导热剂的温度对所述电池加热或冷却。本发明提供的技术方案提高了电动汽车电池充放电效率,同时由于电池充放电时可以处于较稳定的温度范围内,一定程度上提高电池使用寿命。

权利要求 :

1.电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,包括:

电池管理模块,所述电池管理模块包括电池和管理单元,所述管理单元包括温度获取子单元和控制子单元,所述温度获取子单元与所述电池连接,所述温度获取子单元用于获取所述电池的温度,所述控制子单元与所述温度获取子单元连接,所述控制子单元用于根据所述电池的温度生成控制信号;

液热模块,与所述管理单元连接,所述液热模块包括温度控制单元,所述温度控制单元用于根据所述控制信号对液态导热剂加热或冷却;

换热器,设置于所述电池的一侧,所述换热器包括所述液态导热剂,所述换热器用于容置所述液态导热剂,并根据所述液态导热剂的温度对所述电池加热或冷却;

所述管理单元还包括工作状态获取子单元和第一比较单元,所述工作状态获取子单元与所述电池连接,所述工作状态获取子单元用于获取所述电池的工作状态;所述第一比较单元与所述温度获取子单元连接;所述第一比较单元与所述工作状态获取子单元连接;所述控制子单元与所述第一比较单元连接;

若所述电池的工作状态为放电模式,所述第一比较单元用于将所述电池的温度、第一放电温度阈值和第二放电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第一放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成加热控制信号;若所述电池的温度大于所述第二放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成冷却控制信号;在所述电池为放电模式工作状态时,所述控制子单元根据所述第一比较单元的对比结果信号生成所述加热控制信号后,所述液热模块启动加热,所述电池管理模块此时上报整机的允许电池放电的电流需要减去提供加热的电流。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,所述管理单元还包括第二比较单元和第三比较单元;所述第二比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第二比较单元与所述控制子单元连接;所述第三比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第三比较单元与所述控制子单元连接;所述第二比较单元与所述第三比较单元均与所述控制子单元连接;

所述第二比较单元用于在所述控制子单元生成加热控制信号时将所述电池的温度与第三放电温度阈值进行比较,若所述电池的温度大于所述第三放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭加热控制信号;

所述第三比较单元用于在所述控制子单元生成冷却控制信号时将所述电池的温度与第四放电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第四放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭冷却控制信号。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,

所述管理单元还包括第四比较单元;所述第四比较单元与所述温度获取子单元连接;

所述第四比较单元与所述工作状态获取子单元连接;所述第四比较单元与所述控制子单元连接;

若所述电池的工作状态为充电模式,所述第四比较单元用于将所述电池的温度、第一充电温度阈值和第二充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第一充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成加热控制信号;若所述电池的温度大于所述第二充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成冷却控制信号。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,

所述管理单元还包括第五比较单元和第六比较单元;所述第五比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第五比较单元与所述控制子单元连接;所述第六比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第六比较单元与所述控制子单元连接;所述第五比较单元和所述第六比较单元均与所述控制子单元连接;

所述第五比较单元用于在所述控制子单元生成加热控制信号时将所述电池的温度与第三充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度大于所述第三充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭加热控制信号;

所述第六比较单元用于在所述控制子单元生成冷却控制信号时将所述电池温度与第四充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第四充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭冷却控制信号。

5.根据权利要求3所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,

所述第四比较单元还用于在所述控制子单元生成关闭加热控制信号时将所述电池的温度和所述第二充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度大于所述第二充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成冷却控制信号。

6.根据权利要求5所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,

所述管理单元还包括第七比较单元;所述第七比较单元与所述温度获取子单元连接;

所述第七比较单元与所述工作状态获取子单元连接;所述第七比较单元与所述控制子单元连接;所述第七比较单元还用于在所述控制子单元生成关闭加热控制信号时将所述电池的温度和第五充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第五充电温度阈值则控制所述控制子单元还用于生成加热控制信号。

7.根据权利要求1所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,

所述温度控制单元包括加热子单元;所述加热子单元与所述控制子单元连接;所述加热子单元用于接收加热控制信号并根据加热控制信号加热所述液态导热剂;所述加热子单元包括水箱、水泵和加热器;

所述水泵的输入端与所述电池的一侧连接,所述水泵输出端与所述换热器一端连接;

所述水泵用于提供所述液态导热剂流动动力;

所述水箱与所述水泵的输入端连接,所述水箱用于容置所述液态导热剂;

所述换热器另一端与所述加热器输入端连接;所述加热器输出端与所述电池的另一侧连接;所述加热器用于加热所述液态导热剂。

8.根据权利要求7所述的电动汽车电池热管理控制系统,其特征在于,

所述温度控制单元还包括冷却子单元;所述冷却子单元与所述控制子单元连接;所述冷却子单元用于接收冷却控制信号并根据冷却控制信号冷却所述液态导热剂;所述冷却子单元包括压缩机、膨胀阀和冷凝单元,所述冷凝单元包括冷凝风扇和冷凝器;

所述压缩机的输入端连接所述换热器一端;所述压缩机的输出端连接所述冷凝单元一端;所述冷凝单元另一端通过所述膨胀阀与所述换热器另一端连接;其中,所述冷凝单元用于冷却所述液态导热剂;所述膨胀阀用于调节气流降低气压。

9.一种电动汽车,其特征在于,包括权利要求1‑8任一项 所述的电动汽车电池热管理控制系统。

说明书 :

电动汽车电池热管理控制系统及电动汽车

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及电池技术,尤其涉及电动汽车电池热管理控制系统及电动汽车。

背景技术

[0002] 由于能源问题与环境问题的因素影响,新能源电动汽车得到快速发展,消费者尤为关注电动汽车的续航和电池充电。
[0003] 为了解决充电时间过长难题,采用快速充电,则由于充电功率大,电池温度升高,甚至会超过电池热安全边界,而存在安全隐患。在低温情况下,由于电池本身的属性,电动汽车电池在低温的充放电效率低,对电动汽车的使用带来很大的不便。电池通过自然冷却方式不能实现电池的环境温度控制,从而影响电池充放电性能。

发明内容

[0004] 本发明提供电动汽车电池热管理控制系统及电动汽车,提高电动汽车电池充放电效率。同时由于电池充放电时可以处于较稳定的温度范围内,一定程度上提高电池使用寿命。
[0005] 第一方面,本发明实施例提供了一种电动汽车电池热管理控制系统,包括:
[0006] 电池管理模块,所述电池管理模块包括电池和管理单元,所述管理单元包括温度获取子单元和控制子单元,所述温度获取子单元与所述电池连接,所述温度获取子单元用于获取所述电池的温度,所述控制子单元与所述温度获取子单元连接,所述控制子单元用于根据所述电池的温度生成控制信号;
[0007] 液热模块,与所述管理单元连接,所述液热模块包括温度控制单元,所述温度控制单元用于根据所述控制信号对液态导热剂加热或冷却;
[0008] 换热器,设置于所述电池的一侧,所述换热器包括所述液态导热剂,所述换热器用于容置所述液态导热剂,并根据所述液态导热剂的温度对所述电池加热或冷却。
[0009] 可选的,所述管理单元还包括工作状态获取子单元和第一比较单元,所述工作状态获取子单元与所述电池连接,所述工作状态获取子单元用于获取所述电池的工作状态;所述第一比较单元与所述温度获取子单元连接;所述第一比较单元与所述工作状态获取子单元连接;所述控制子单元与所述第一比较单元连接;
[0010] 若所述电池的工作状态为放电模式,所述第一比较单元用于将所述电池的温度、第一放电温度阈值和第二放电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第一放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成加热控制信号;若所述电池的温度大于所述第二放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成冷却控制信号。
[0011] 可选的,所述管理单元还包括第二比较单元和第三比较单元;所述第二比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第二比较单元与所述控制子单元连接;所述第三比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第三比较单元与所述控制子单元连接;所述第二比较单元与所述第三比较单元均与所述控制子单元连接;所述第二比较单元用于在所述控制子单元生成加热控制信号时将所述电池的温度与第三放电温度阈值进行比较,若所述电池的温度大于所述第三放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭加热控制信号;
[0012] 所述第三比较单元用于在所述控制子单元生成冷却控制信号时将所述电池的温度与第四放电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第四放电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭冷却控制信号。
[0013] 可选的,所述管理单元还包括第四比较单元;所述第四比较单元与所述温度获取子单元连接;所述第四比较单元与所述工作状态获取子单元连接;所述第四比较单元与所述控制子单元连接;
[0014] 若所述电池的工作状态为充电模式,所述第四比较单元用于将所述电池的温度、第一充电温度阈值和第二充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第一充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成加热控制信号;若所述电池的温度大于所述第二充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成冷却控制信号。
[0015] 可选的,所述管理单元还包括第五比较单元和第六比较单元;所述第五比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第五比较单元与所述控制子单元连接;所述第六比较单元与所述温度获取子单元连接,所述第六比较单元与所述控制子单元连接;所述第五比较单元和所述第六比较单元均与所述控制子单元连接;
[0016] 所述第五比较单元用于在所述控制子单元生成加热控制信号时将所述电池的温度与第三充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度大于所述第三充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭加热控制信号;
[0017] 所述第六比较单元用于在所述控制子单元生成冷却控制信号时将所述电池温度与第四充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第四充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成关闭冷却控制信号。
[0018] 可选的,所述第四比较单元还用于在所述控制子单元生成关闭加热控制信号时将所述电池的温度和所述第二充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度大于所述第二充电温度阈值,则控制所述控制子单元还用于生成冷却控制信号。
[0019] 可选的,所述管理单元还包括第七比较单元;所述第七比较单元与所述温度获取子单元连接;所述第七比较单元与所述工作状态获取子单元连接;所述第七比较单元与所述控制子单元连接;所述第七比较单元还用于在所述控制子单元生成关闭加热控制信号时将所述电池的温度和第五充电温度阈值进行比较,若所述电池的温度小于所述第五充电温度阈值则控制所述控制子单元还用于生成加热控制信号。
[0020] 可选的,所述温度控制单元包括加热子单元;所述加热子单元与所述控制子单元连接;所述加热子单元用于接收加热控制信号并根据加热控制信号加热所述液态导热剂;所述加热子单元包括水箱、水泵和加热器;
[0021] 所述水泵的输入端与所述电池的一侧连接,所述水泵输出端与所述换热器一端连接;所述水泵用于提供所述液态导热剂流动动力;
[0022] 所述水箱与所述水泵的输入端连接,所述水箱用于容置所述液态导热剂;
[0023] 所述换热器另一端与所述加热器输入端连接;所述加热器输出端与所述电池的另一侧连接;所述加热器用于加热所述液态导热剂。
[0024] 可选的,所述温度控制单元还包括冷却子单元;所述冷却子单元与所述控制子单元连接;所述冷却子单元用于接收冷却控制信号并根据冷却控制信号冷却所述液态导热剂;所述冷却子单元包括压缩机、膨胀阀和冷凝单元,所述冷凝单元包括冷凝风扇和冷凝器;
[0025] 所述压缩机的输入端连接所述换热器一端;所述压缩机的输出端连接所述冷凝单元一端;所述冷凝单元另一端通过所述膨胀阀与所述换热器另一端连接;其中,所述冷凝单元用于冷却所述液态导热剂;所述膨胀阀用于调节气流降低气压。
[0026] 第二方面,本发明实施例提供了一种电动汽车,包括如本发明实施例中任一所述的电动汽车电池热管理控制系统。
[0027] 本发明实施例提供的电动汽车电池热管理控制系统及电动汽车,通过温度获取子单元获取电池的温度,控制子单元根据电池的温度生成相应的控制信号,从而启动液热模块进行加热或冷却,使电池保持在稳定的工作温度范围内,实现了电池在充电放电过程的温度管理,避免电池在高温或低温情况下工作导致充放电性能不稳定问题。提高了电动汽车电池充放电效率。同时由于电池充放电时可以处于较稳定的温度范围内,一定程度上提高了电池使用寿命。

附图说明

[0028] 图1为本发明实施例提供的一种电动汽车电池热管理控制系统结构示意图。
[0029] 图2为本发明实施例提供的又一种电动汽车电池热管理控制系统结构示意图。
[0030] 图3为本发明实施例提供的一种电动汽车电池热管理放电流程示意图。
[0031] 图4为本发明实施例提供的一种电动汽车电池热管理充电流程示意图。
[0032] 图5为本发明实施例提供的另一种电动汽车电池热管理控制系统结构示意图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0034] 图1为本发明实施例提供的一种电动汽车电池热管理控制系统结构示意图,参见图1,本发明实施例提供的电动汽车电池热管理控制系统包括电池管理模块110、液热模块115和换热器117:
[0035] 电池管理模块110包括电池111和管理单元112,管理单元112包括温度获取子单元113和控制子单元114,温度获取子单元113与电池111连接,温度获取子单元113用于获取电池111的温度,控制子单元114与温度获取子单元113连接,控制子单元114用于根据电池的温度生成控制信号;
[0036] 液热模块115与管理单元112连接,液热模块115包括温度控制单元116,温度控制单元116用于根据控制信号对液态导热剂加热或冷却;
[0037] 换热器117设置于电池111的一侧,换热器117包括液态导热剂,用于容置液态导热剂,并根据液态导热剂的温度对电池加热或冷却。
[0038] 具体的,温度获取子单元113实时采集电池温度,示例性的,温度获取子单元113可以利用温度传感器实时采集电池温度,温度传感器可以置于电池表面。温度获取子单元113将获取的温度信息发送给控制子单元,控制子单元根据电池的温度信息生成控制信号,其中控制信号可以包括加热控制信号、冷却控制信号、关闭加热控制信号和关闭冷却控制信号。示例性的,液态导热剂可以包括水溶液或冷媒制冷剂。液热模块115的温度控制单元116可以根据不同类型的控制信号对液态导热剂进行加热或冷却。换热器117放置在电池的一侧,电池111与换热器117可以直接接触或间接接触,使电池111与换热器117内的液态导热剂进行热量交换,从而对电池进行冷却或加热。
[0039] 示例性的,电池温度自动调整的容量测试装置的工作原理为:电池充电或放电状态时,通过温度获取子单元113持续采集或间隔规定时间采集电池温度,若电池温度低于规定温度,则控制子单元114将生成加热控制信号,温度控制单元116开启加热液态导热剂;若电池温度超过规定温度,则控制子单元114将生成冷却控制信号,液冷模块开启冷却液态导热剂;通过换热器将加热或冷却的液态导热剂的热量与电池热量进行交换。在电池加热过程中温度获取子单元113持续采集或间隔规定时间采集电池温度,若电池温度超过加热阈值温度,则温度控制单元116关闭加热;加热关闭后仍继续对电池温度进行监控判断,温度控制单元116开启加热或冷却进行调节。在电池冷却过程中和冷却关闭后温度获取子单元113持续采集或间隔规定时间采集电池温度,若电池温度未在规定温度,则温度控制单元
116开启加热或冷却进行调节。从而调节电池温度,使电池温度在充电或放电应用中保持在相对稳定的范围。实现了电池在充电放电过程的温度管理,避免电池在高温或低温情况下工作导致充放电性能不稳定问题。提高了电动汽车电池充放电效率。也由于电池充放电时可以处于较稳定的温度范围内,一定程度上也提高了电池使用寿命。
[0040] 图2为本发明实施例提供的又一种电动汽车电池热管理控制系统结构示意图,参见图2,管理单元112还包括工作状态获取子单元201和第一比较单元202,工作状态获取子单元201与电池111连接,工作状态获取子单元201用于获取电池的工作状态;第一比较单元202与温度获取子单元113连接;第一比较单元202与工作状态获取子单元201连接;控制子单元114与第一比较单元202连接;
[0041] 若电池的工作状态为放电模式,第一比较单元202用于将电池的温度、第一放电温度阈值和第二放电温度阈值进行比较,若电池的温度小于第一放电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成加热控制信号;若电池的温度大于第二放电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成冷却控制信号。
[0042] 具体的,电池为放电模式工作状态时,第一比较单元202将电池的温度和第一放电温度阈值进行对比。示例性的,此时电池的温度可以为电池的最低温度,第一放电温度阈值可以设置为0℃,若电池的最低温度小于0℃即电池的温度小于第一放电温度阈值,则第一比较单元202控制控制子单元114生成加热控制信号,液热模块115根据控制信号进行加热从而来提高电池温度。
[0043] 若电池的最低温度大于0℃,则温度获取子单元113可以获取电池一定时间内的平均温度或电池的最大温度,第二放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如当电池的平均温度大于或等于26℃或电池的最大温度大于或等于30℃时即电池的温度大于或等于第一放电温度阈值,则第一比较单元202控制控制子单元114生成冷却控制信号,液热模块115根据控制信号进行冷却来降低电池温度。若电池的温度大于第一放电温度阈值同时小于第二放电温度阈值,例如电池的最低温度大于0℃,电池的平均温度小于26℃或电池的最大温度小于30℃时,则电池可以直接进入正常放电状态,此时电池不加热也不冷却。通过对电池放电模式时电池的温度与第一放电温度阈值和第二放电温度阈值进行比较,可以在电池放电初始过程就进行加热或冷却控制,避免外界环境温度对电池初始放电的影响。
[0044] 可选的,管理单元112还包括第二比较单元203和第三比较单元204;第二比较单元203与温度获取子单元113连接,第二比较单元203与控制子单元114连接;第三比较单元204与温度获取子单元113连接,第三比较单元204与控制子单元114连接;第二比较单元203与第三比较单元204均与控制子单元114连接;第二比较单元203用于在控制子单元114生成加热控制信号时将电池的温度与第三放电温度阈值进行比较,若电池的温度大于第三放电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成关闭加热控制信号;
[0045] 第三比较单元204用于在控制子单元114生成冷却控制信号时将电池的温度与第四放电温度阈值进行比较,若电池的温度小于第四放电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成关闭冷却控制信号。
[0046] 具体的,在电池为放电模式工作状态时,控制子单元114根据第一比较单元的对比结果信号生成加热控制信号后,液热模块115启动加热,电池管理模块此时上报整机的允许电池放电的电流需要减去提供加热的电流。此时的电池采用一边加热一边进行放电,保证正常供电。温度获取子单元113获取加热过程中电池的温度,第二比较单元203将加热过程中电池的温度与第三放电温度阈值进行对比。示例性的,此时电池的温度可以为电池的最小温度或最大温度,第三放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的最小温度大于或等于10℃或电池的最大温度大于20℃即加热过程中电池的温度超过第三放电温度阈值,则第二比较单元203控制控制子单元114生成关闭加热控制信号。液热模块115根据关闭加热控制信号关闭加热此时电池正常放电。
[0047] 在电池为放电模式工作状态时,控制子单元114根据第一比较单元的对比结果信号生成冷却控制信号后,液热模块115启动冷却,冷却液体温度可以设置为15℃,也可以根据实际工程设置,流量可以设置为默认值。第三比较单元204将冷却过程中电池的温度与第四放电温度阈值进行对比。示例性的,此时电池的温度包括为电池的平均温度和最大温度,第四放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的平均温度小于或等于24℃并且电池的最大温度小于或等于26℃即冷却过程中电池的温度小于或等于第四放电温度阈值,则第三比较单元204控制控制子单元114生成关闭冷却控制信号。液热模块115根据关闭加热控制信号关闭加热此时电池正常放电。若此时电池的平均温度大于24℃并且电池的最大温度大于26℃即冷却过程中电池的温度大于第四放电温度阈值,则液热模块115继续进行冷却。通过第二比较单元203将加热过程中电池的温度与第三放电温度阈值进行对比,第三比较单元204将冷却过程中电池的温度与第四放电温度阈值进行对比,实现了再对电池进行加热和冷却过程的温度管理控制。
[0048] 图3为本发明实施例提供的一种电动汽车电池热管理放电流程示意图,参见图3,电动汽车电池热管理放电流程还包括加热故障检测单元,加热故障检测单元与第二比较单元连接,加热故障检测单元用于检测加热回路是否故障。
[0049] 步骤S001开启ON档激活。步骤S002开始检测电池工作状态,采集电池的温度信息。步骤S003电池开启正常放电模式。步骤S004第一比较单元判断电池的温度和第一放电温度阈值大小。示例性的,此时电池的温度可以为电池的最低温度,第一放电温度阈值可以设置为0℃,当电池的最低温度小于0℃即电池的温度小于第一放电温度阈值时,则执行步骤S005控制电池边放电边加热,即放电与加热过程同时进行,此时上报电动汽车整机的允许放电电流需固定减去加热电流。步骤S006第二比较单元判断加热过程中电池的温度与第三放电温度阈值大小。示例性的,此时电池的温度可以为电池的最小温度或最大温度,第三放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的最小温度大于或等于10℃或电池的最大温度大于20℃即加热过程中电池的温度超过第三放电温度阈值,则执行步骤S007关闭加热然后执行步骤S003进行正常放电。
[0050] 当步骤S004第一比较单元判断电池的温度大于第一放电温度阈值即电池的最低温度大于0℃时,则执行步骤S008第一比较单元判断电池的温度与第二放电温度阈值的大小,示例性的,可以获取电池一定时间内的平均温度或电池的最大温度,第二放电温度阈值可以根据实际应用进行设置,当电池的平均温度大于或等于26℃或电池的最大温度大于或等于30℃时即电池的温度大于或等于第一放电温度阈值,则执行步骤S009液冷模块开启冷却,冷却液体温度为15℃,流量为默认值。步骤S010第三比较单元判断冷却过程中电池的温度与第四放电温度阈值大小。此时电池的温度可以包括为电池的平均温度和最大温度,第四放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,当此时电池的平均温度小于或等于24℃并且电池的最大温度小于或等于26℃即冷却过程中电池的温度小于或等于第四放电温度阈值,则执行步骤S011关闭冷却功能。当此时电池的平均温度大于24℃并且电池的最大温度大于26℃即冷却过程中电池的温度大于第四放电温度阈值,则继续执行步骤S010。当执行步骤S008第一比较单元判断电池的温度与第二放电温度阈值的大小时,若电池的平均温度小于26℃或电池的最大温度小于30℃时即电池的温度大于第一放电温度阈值同时小于第二放电温度阈值,则执行步骤S003进行正常放电。
[0051] 当步骤S006第二比较单元判断加热过程中电池的温度与第三放电温度阈值大小时,执行步骤S012加热故障检测单元判断电池加热过程中是否有加热故障,若加热故障则执行步骤S013加热关闭,禁止再次开启加热再执行步骤S003;若加热未故障则执行步骤S005。
[0052] 继续参考图2,可选的,管理单元112还包括第四比较单元205;第四比较单元205与温度获取子单元113连接;第四比较单元205与工作状态获取子单元连接;第四比较单元与控制子单元114连接;
[0053] 若电池的工作状态为充电模式,第四比较单元205用于将电池的温度、第一充电温度阈值和第二充电温度阈值进行比较,若电池的温度小于第一充电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成加热控制信号;若电池的温度大于第二充电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成冷却控制信号。
[0054] 具体的,电池为充电模式工作状态,将电池连接充电设备后,在充电之前,通过温度获取子单元113获取电池温度,第四比较单元205将电池的温度与第一充电温度阈值进行比较。示例性的,此时电池的温度可以为电池的最低温度,第一充电温度阈值可以设置为10℃,若电池的最低温度小于10℃即电池的温度小于第一充电温度阈值并且可以持续一定时间,可以设置为1秒,则第四比较单元205控制控制子单元114生成加热控制信号,液热模块115根据控制信号进行加热从而来提高电池温度。
[0055] 若电池的最低温度大于10℃即电池的温度大于第一充电温度阈值,第四比较单元205将电池的温度与第二充电温度阈值进行比较,则温度获取子单元113可以获取电池一定时间内的平均温度或电池的最大温度,第二充电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如当电池的平均温度大于或等于26℃或电池的最大温度大于或等于30℃时即电池的温度大于或等于第二充电温度阈值,则第四比较单元205控制控制子单元114生成冷却控制信号,液热模块115根据控制信号进行冷却来降低电池温度。若电池的温度大于第一充电温度阈值同时小于第二充电温度阈值,例如电池的最低温度大于10℃,然后电池的平均温度小于26℃或电池的最大温度小于30℃时,则电池可以直接进行充电,此时电池不加热也不冷却。通过对电池充电模式时电池的温度与第一充电温度阈值和第二充电温度阈值进行比较,可以在电池充电初始过程就进行加热或冷却控制,避免外界环境温度对电池初始放电的影响。
[0056] 可选的,管理单元还包括第五比较单元206和第六比较单元207;第五比较单元206与温度获取子单元113连接,第五比较单元206与控制子单元114连接;第六比较单元207与温度获取子单元113连接,第六比较单元206与控制子单元114连接;第五比较单元206和第六比较单元207均与控制子单元114连接;
[0057] 第五比较单元206用于在控制子单元114生成加热控制信号时将电池的温度与第三充电温度阈值进行比较,若电池的温度大于第三充电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成关闭加热控制信号;
[0058] 第六比较单元207用于在控制子单元114生成冷却控制信号时将电池温度与第四充电温度阈值进行比较,若电池的温度小于第四充电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成关闭冷却控制信号。
[0059] 具体的,在电池为充电模式工作状态时,控制子单元114根据第四比较单元的对比结果信号生成加热控制信号后,液热模块115启动加热,此时从充电设备请求加热电流,但不对电池进行充电。此时的电池只加热不充电,保证电池充电时电池温度,提高电池充电性能的稳定。温度获取子单元113获取加热过程中电池的温度,第五比较单元206将加热过程中电池的温度与第三充电温度阈值进行对比。示例性的,此时电池的温度可以为电池的最小温度、最大温度或平均温度,第三放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的最小温度大于或等于15℃、电池的最大温度大于25℃或电池的平均温度大于或等于21℃即加热过程中电池的温度超过第三充电温度阈值并且可以持续一定时间,可以设置为
1秒,则第五比较单元206控制控制子单元114生成关闭加热控制信号。液热模块115根据关闭加热控制信号关闭加热此时电池开始正常充电,电池不加热也不冷却。
[0060] 在电池为充电模式工作状态时,控制子单元114根据第四比较单元的对比结果信号生成冷却控制信号后,液热模块115启动冷却。冷却液体温度可以设置为15℃,也可以根据实际工程设置,流量可以设置为默认值。第六比较单元将冷却过程中电池的温度与第四充电阈值进行对比。示例性的,此时电池的温度包括为电池的平均温度和最大温度,第四充电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的平均温度小于或等于24℃并且电池的最大温度小于或等于26℃即冷却过程中电池的温度小于或等于第四放电温度阈值,则第六比较单元控制控制子单元114生成关闭冷却控制信号。第六比较单元207若接收到电池工作状态为充电结束状态,则同样控制子单元114生成关闭冷却控制信号。液热模块115根据关闭加热控制信号关闭加热此时电池正常充电,电池不加热也不冷却。第六比较单元207若此时电池的平均温度大于24℃并且电池的最大温度大于26℃即冷却过程中电池的温度大于第四充电温度阈值,则液热模块115继续进行冷却。通过第五比较单元206将加热过程中电池的温度与第三充电温度阈值进行对比,第六比较单元将冷却过程中电池的温度与第四充电温度阈值进行对比,实现了再对电池进行加热和冷却过程的温度管理控制。
[0061] 可选的,第四比较单元205还用于在控制子单元114生成关闭加热控制信号时将电池的温度和第二充电温度阈值进行比较,若电池的温度大于或等于第二充电温度阈值,则控制控制子单元114还用于生成冷却控制信号。
[0062] 具体的,在电池为充电模式工作状态时,液热模块115根据关闭加热控制信号关闭加热,此时电池开始正常充电后,此时电池不加热也不冷却。第四比较单元205将电池充电过程中的温度和第二充电温度阈值进行比较,若充电过程中的温度大于或等于第二充电温度阈值,则第四比较单元205控制控制子单元114生成冷却控制信号。若充电过程中的温度小于第二充电温度阈值,则电池继续正常充电。由于在电池正常充电过程中会积累热量,因此通过将电池充电过程中的温度和第二充电温度阈值再次比对,保证电池在正常充电过程的温度环境稳定。
[0063] 可选的,管理单元112还包括第七比较单元208;第七比较单元208与温度获取子单元113连接;第七比较单元208与工作状态获取子单元连接;第七比较单元208与控制子单元114连接;第七比较单元208还用于在控制子单元114生成关闭加热控制信号时将电池的温度和第五充电温度阈值进行比较,若电池的温度小于第五充电温度阈值则控制控制子单元
114还用于生成加热控制信号。
[0064] 具体的,在电池为充电模式工作状态时,液热模块115根据关闭加热控制信号关闭加热。此时电池状态开始正常充电,第七比较单元208还将电池充电过程中的温度和第五充电温度阈值进行比较。例如,充电过程中的电池最小温度小于或等于0℃即电池充电过程中的温度小于或等于第五充电温度阈值,则电池将会停止充电,第七比较单元208控制控制子单元114生成加热控制信号。
[0065] 图4为本发明实施例提供的一种电动汽车电池热管理充电流程示意图,参见图4,电动汽车电池热管理放电流程还包括充电故障检测单元,充电故障检测单元与第五比较单元连接,充电故障检测单元用于检测充电回路是否触发禁止充电故障。
[0066] 步骤S101插上充电设备。步骤S102电池管理模块接收到充电设备准备就绪信号后,在请求充电电流之前,开始判断是否需要进行热管理,此时赋值n=0,n为加热次数。步骤S103第四比较单元判断电池的温度与第一充电温度阈值。示例性的,此时电池的温度可以采集为电池的最低温度,第一充电温度阈值可以设置为10℃,若电池的最低温度小于10℃即电池的温度小于第一充电温度阈值,则执行步骤S104加热开启,但是不进行充电。步骤S105第五比较单元判断加热过程中电池的温度与第三充电温度阈值大小。示例性的,此时电池的温度可以采集为电池的最小温度、最大温度或平均温度,第三放电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的最小温度大于或等于15℃、电池的最大温度大于25℃或电池的平均温度大于或等于21℃即加热过程中电池的温度超过第三充电温度阈值,则执行步骤S106关闭加热,此时赋值n=n+1即加热次数。步骤S107电池开始按照充电策略进行充电,电池不加热也不冷却。步骤S108判断电池是否符合充电结束条件,若符合则执行步骤S109充电结束;若不符合则执行步骤S107。
[0067] 若步骤S105中第五比较单元判断加热过程中电池的温度小于第三充电温度阈值,则执行步骤S110充电故障检测单元判断是否触发禁止充电故障,若故障则执行步骤S111充电结束,报相应故障代码;若非故障则执行步骤S104。
[0068] 若步骤S103第四比较单元判断电池的最低温度大于10℃即电池的温度大于第一充电温度阈值,则执行步骤S112第四比较单元判断电池的温度与第二充电温度阈值大小,例如可以获取电池一定时间内的平均温度或电池的最大温度,第二充电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如当电池的平均温度大于或等于26℃或电池的最大温度大于或等于30℃时即电池的温度大于或等于第二充电温度阈值,则执行步骤S113液冷模块开启冷却,冷却液体温度设置为15℃,流量值默认。然后再执行步骤S114电池开始按照充电策略进行充电,电池一边制冷一边充电。步骤S115第六比较单元判断冷却过程中电池的温度与第四充电阈值大小。示例性的,此时电池的温度包括为电池的平均温度和最大温度,第四充电温度阈值可以根据实际应用进行设置。例如,此时电池的平均温度小于或等于24℃并且电池的最大温度小于或等于26℃即冷却过程中电池的温度小于或等于第四放电温度阈值,则执行步骤S116关闭冷却。若步骤S115接收到电池工作状态为充电结束状态,则同样执行步骤S116关闭冷却。
[0069] 在执行步骤S107过程中需执行步骤S112,判断电池不加热也不冷却过程是否需要开启冷却。在执行步骤S107过程中还需执行步骤S117第七比较单元判断电池充电过程中的温度与第五充电温度阈值大小。例如,可以采集充电过程中的电池最小温度,若采集充电过程中的电池最小温度小于或等于0℃即电池充电过程中的温度小于或等于第五充电温度阈值,则执行步骤S118电池将会停止充电。步骤S119判断重新启动加热次数,若加热次数小于等于1则执行步骤S104;若否则执行步骤S120加热故障检测单元报加热回路故障代码结束充电。
[0070] 图5为本发明实施例提供的另一种电动汽车电池热管理控制系统结构示意图,参见图5,温度控制单元包括加热子单元;加热子单元与控制子单元连接;加热子单元用于接收加热控制信号并根据加热控制信号加热液态导热剂;加热子单元包括水箱301、水泵302和加热器303;
[0071] 水泵302的输入端与电池111的一侧连接,水泵302输出端与换热器117一端连接;水泵302用于提供液态导热剂流动动力;
[0072] 水箱301与水泵302的输入端连接,水箱301用于容置液态导热剂;
[0073] 换热器117另一端与加热器303输入端连接;加热器303输出端与电池111的另一侧连接;加热器303用于加热液态导热剂。
[0074] 具体的,液态导热剂可以使用水溶液,加热器303可以采用PTC加热器,在电池充电状态时,加热器303的加热电流可以从充电设备获取;在电池放电状态时,加热器303的加热电流可以从电池自身获取。PTC加热器303将水溶液加热,通过换热器117将水溶液热量与电池的热量交换,达到加热电池的目的。
[0075] 可选的,加热子单元可以采用电阻,通过电阻加热的方式利用换热器117加热电池。
[0076] 可选的,温度控制单元116还包括冷却子单元;冷却子单元与控制子单元连接;冷却子单元用于接收冷却控制信号并根据冷却控制信号冷却液态导热剂;冷却子单元包括压缩机304、膨胀阀305和冷凝单元306,冷凝单元包括冷凝风扇和冷凝器;
[0077] 压缩机304的输入端连接换热器117一端;压缩机304的输出端连接冷凝单元一端;冷凝单元另一端通过膨胀阀305与换热器117另一端连接;其中,冷凝单元306用于冷却液态导热剂;膨胀阀305用于调节气流降低气压。
[0078] 具体的,液态导热剂可以为制冷剂,压缩机304在制冷剂回路中压缩驱动制冷剂。压缩机304将制冷剂从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结,制冷剂也从气态变成液态,压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区,通过膨胀阀305使高温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽,然后制冷剂在换热器117中吸收热量达到制冷效果。这样,压缩机304不断工作,就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中,起到调节气温的作用。
[0079] 本发明实施例提供了一种电动汽车,包括如本发明实施例中任一的电动汽车电池热管理控制系统。具体的,电动汽车可以为纯电动汽车或混动电动汽车等。因其包括本发明实施例任一实施例提供的电动汽车电池热管理控制系统,因而也具有相同的有益效果,在此不再赘述。
[0080] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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发明各实施例技术方案的精神和范围。