CN106785198A - 一种电池冷却控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池冷却控制方法及系统，其中控制方法包括：检测电池芯体最高温度；判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。本发明根据多个温度阈值的设定，综合考虑经济性和电池冷却速率及冷却效果，减少燃油消耗，节省能源；通过空调制冷剂冷却电池循环水路冷却液实现冷却电池，可以有效的防止电池过热，保证整车性能及安全。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电池冷却控制方法及系统。
背景技术
伴随着电池技术发展及国家电动汽车政策鼓励，各种电动及增程式电动车车型在汽车市场推出，降低能耗、延长电动车的续驶里程成为各家汽车厂商研发的重中之重。在各类技术中，主动冷却电池的温控管理系统，通过液冷循环系统，内部串接水泵及加热器实现对低温下电池的加热功能，对于提高电动车的使用范围、克服电动车对低温环境适应性的先天不足上，具有显著效果。该控制方法可以实现低温下电池的主动冷却，有效保证电池单体温度一致性、保证电池在各种环境下的实际使用温度状态，从而在一定程度上有效控制电池衰减和保证使用寿命。
但是，该电池冷却系统结构较为复杂，且电池对空调制冷量需求与空调实际可提供的制冷量之间无法实现精确控制，实际冷却效果受系统传递效率及电池热交换律影响非常大。在不改变系统结构情况下，电池冷却和空调乘员舱的制冷需求的制冷剂均来自于压缩机制冷，存在竞争关系，对舒适性有一定影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电池冷却控制方法及系统，能在电池温度出现温度过高或者过高风险情况下，冷却电池以保证整车性能及安全。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电池冷却控制方法，包括：
步骤S1，检测电池芯体最高温度；
步骤S2，判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；
步骤S3，判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；
步骤S4，判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；
步骤S5，判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。
其中，所述步骤S2中，慢冷模式是指冷却液在水泵的驱动下，在由电池、三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连形成的慢冷通路内循环流动，对电池进行冷却。
其中，所述步骤S3中，快冷模式是指开启空调，处于慢冷通路的冷却液在水泵驱动下，通过三通阀进入液液热交换器，与空调的制冷剂进行热交换，利用空调制冷剂对冷却液进一步降温，冷却液流经电池，从而快速冷却电池。
其中，所述步骤S4中，关闭空调的快冷模式是指保持快冷状态，关闭空调，在不持续注入冷却液情况下，利用空调制冷剂冷却过的冷却液来冷却电池。
其中，所述第二温度阈值大于所述第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值。
其中，所述步骤S3还包括：
如果电池芯体最高温度低于第二温度阈值同时高于第一温度阈值，则对电池执行所述慢冷模式。
其中，所述步骤S4还包括：
如果电池芯体最高温度低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，则对电池执行所述慢冷模式。
其中，所述步骤S5还包括：
如果电池芯体最高温度低于第一温度阈值，则返回所述步骤S1继续检测电池芯体最高温度。
其中，所述控制方法还包括：根据当前电池箱体入水口温度、外界环境温度、电池芯体最高温度来调整水泵转速及风扇转速。
本发明还提供一种电池冷却控制系统，包括：
检测单元，用于检测电池芯体最高温度；
控制单元，分别用于：判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。
其中，所述慢冷模式是指冷却液在水泵的驱动下，在由电池、三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连形成的慢冷通路内循环流动，对电池进行冷却。
其中，所述快冷模式是指开启空调，处于慢冷通路的冷却液在水泵驱动下，通过三通阀进入液液热交换器，与空调的制冷剂进行热交换，利用空调制冷剂对冷却液进一步降温，冷却液流经电池，从而快速冷却电池。
其中，所述关闭空调的快冷模式是指保持快冷状态，关闭空调，在不持续注入冷却液情况下，利用空调制冷剂冷却过的冷却液来冷却电池。
其中，所述第二温度阈值大于所述第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值。
其中，所述控制单元还用于在电池芯体最高温度低于第二温度阈值同时高于第一温度阈值时，对电池执行所述慢冷模式。
其中，所述控制单元还用于在电池芯体最高温度低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值时，对电池执行所述慢冷模式。
其中，所述检测单元还用于在电池芯体最高温度低于第一温度阈值时，继续检测电池芯体最高温度。
其中，所述控制单元还用于根据当前电池箱体入水口温度、外界环境温度、电池芯体最高温度来调整水泵转速及风扇转速。
本发明实施例的有益效果在于：
根据多个温度阈值的设定，综合考虑经济性和电池冷却速率及冷却效果，可以在保证电池冷却效果的前提下，减少燃油消耗，节省能源；
通过空调制冷剂冷却电池循环水路冷却液，实现冷却电池，可以有效的防止电池过热造成的电池性能及寿命衰减，保证整车性能及安全；
同时，由于本发明方法具有实用性强、技术效果显著等优点，因此值得在业界进行大力推广和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明实施例中一种电池冷却回路的构成示意图。
图2是本发明实施例一一种电池冷却控制方法的流程示意图。
图3是本发明实施例一一种电池冷却控制方法的具体流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
首先请参照图1所示，为本发明实施例中电池冷却回路的构成示意图，其中，电池与三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连，形成慢冷通路；三通阀的第三端与液液热交换器相连，液液热交换器通过第一电磁阀与水泵相连，由此，电池、三通阀、液液热交换器、第一电磁阀以及水泵共同形成快冷通路。液液热交换器还与空调压缩机、空调冷凝器、第二电磁阀顺序相连。
请再参照图2所示，本发明实施例一提供一种电池冷却控制方法，包括：
步骤S1，检测电池芯体最高温度；
步骤S2，判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；
步骤S3，判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；
步骤S4，判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；
步骤S5，判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。
以下结合图3进行具体说明。
步骤S2中，第一温度阈值是开启冷却功能的最低电池温度阀值，如果电池芯体最高温度高于第一温度阈值，表明此时电池芯体的温度已达到需要冷却的临界值，因此对电池执行慢冷模式。慢冷模式是指冷却液在水泵的驱动下，在由电池、三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连形成的慢冷通路内循环流动，对电池进行冷却。慢冷模式下，三通阀关闭其与液液热交换器相连通路。
步骤S3中，第二温度阈值是对电池进行快速冷却的最低温度阈值，如果电池芯体最高温度高于第二温度阈值，表明此时电池芯体的温度已经较高，需要快速降温，因此对电池执行快冷模式。快冷模式下，开启空调，第一电磁阀打开，原先处于慢冷通路的冷却液在水泵驱动下，通过三通阀进入液液热交换器，与空调的制冷剂进行热交换，利用空调制冷剂对冷却液进一步降温，冷却液流经电池，从而快速冷却电池。可以理解的是，本实施例中，第二温度阈值大于第一温度阈值。
步骤S4中，如果经过前述快速冷却，电池芯体最高温度已经低于第二温度阈值，表明电池芯体温度已得到一定程度降低，此时需要判断是否高于第三温度阈值。本实施例中，第三温度阈值大于第一温度阈值。需要说明的是，增设第三温度阈值是为了增加冷却控制效果。如果不设第三温度阈值，则在前述情况下，电池芯体最高温度低于第二温度阈值（不能执行快冷模式），但同时高于第一温度阈值，此时只能执行慢冷模式。但是，往往这时电池芯体最高温度仍然较高，慢冷模式不一定能实现很好的冷却效果，因此，在第一温度阈值与第二温度阈值之间设置第三温度阈值，当电池芯体最高温度低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值时，对电池执行关闭空调的快冷模式。关闭空调的快冷模式与步骤S3所述的快冷模式相比，区别在于，关闭空调的快冷模式下，将保持快冷状态，关闭空调，在不持续注入冷却液情况下，利用空调制冷剂冷却过的冷却液来冷却电池。这样，其制冷效果要优于慢冷模式，能够更好地对处于前述温度状态的电池实行有效冷却。并且，由于关闭了空调，可以减少燃油消耗，节省能源。当然，如果此时电池芯体最高温度不仅低于第二温度阈值同时也低于第三温度阈值，按慢冷模式即可达到冷却效果，则会对电池执行慢冷模式。
经过步骤S4的关闭空调的快冷模式冷却后，步骤S5中当电池芯体最高温度已经低于第三温度阈值但同时高于第一温度阈值，则相当于步骤S2中的情况，对电池执行慢冷模式。这是为了进一步核实电池冷却的效果。当然，如果此时电池芯体最高温度不仅低于第三温度阈值同时也低于第一温度阈值，则表明电池芯体最高温度未达到开启冷却功能的最低电池温度阀值，则回到步骤S1继续检测电池芯体最高温度。
需要说明的是，上述步骤S1-S5并不代表必然的执行顺序，步骤S1检测电池芯体最高温度实际上是实时进行的，例如步骤S2对电池执行慢冷模式后，需要再次执行步骤S1，检测电池芯体最高温度，才能在步骤S3判断其是否高于第二温度阈值。此外，根据检测的电池芯体最高温度，一旦判断其高于第二温度阈值，则直接执行步骤S3的快冷模式，而不是必须先执行步骤S2判断其是否高于第一温度阈值。
本实施例中，还根据当前电池箱体入水口温度、外界环境温度、电池芯体最高温度来调整水泵转速及风扇转速。
第一温度阈值、第二温度阈值以及第三温度阈值可根据电池提供的充放电特性综合试验测试设定或者是根据经验设定。
基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种电池冷却控制系统，包括：
检测单元，用于检测电池芯体最高温度；
控制单元，分别用于：判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。
其中，所述慢冷模式是指冷却液在水泵的驱动下，在由电池、三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连形成的慢冷通路内循环流动，对电池进行冷却。
其中，所述快冷模式是指开启空调，处于慢冷通路的冷却液在水泵驱动下，通过三通阀进入液液热交换器，与空调的制冷剂进行热交换，利用空调制冷剂对冷却液进一步降温，冷却液流经电池，从而快速冷却电池。
其中，所述关闭空调的快冷模式是指保持快冷状态，关闭空调，在不持续注入冷却液情况下，利用空调制冷剂冷却过的冷却液来冷却电池。
其中，所述第二温度阈值大于所述第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值。
其中，所述控制单元还用于在电池芯体最高温度低于第二温度阈值同时高于第一温度阈值时，对电池执行所述慢冷模式。
其中，所述控制单元还用于在电池芯体最高温度低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值时，对电池执行所述慢冷模式。
其中，所述检测单元还用于在电池芯体最高温度低于第一温度阈值时，继续检测电池芯体最高温度。
其中，所述控制单元还用于根据当前电池箱体入水口温度、外界环境温度、电池芯体最高温度来调整水泵转速及风扇转速。
通过上述说明可知，本发明所带来的有益效果在于：
根据多个温度阈值的设定，综合考虑经济性和电池冷却速率及冷却效果，可以在保证电池冷却效果的前提下，减少燃油消耗，节省能源；
通过空调制冷剂冷却电池循环水路冷却液，实现冷却电池，可以有效的防止电池过热造成的电池性能及寿命衰减，保证整车性能及安全；
同时，由于本发明方法具有实用性强、技术效果显著等优点，因此值得在业界进行大力推广和应用。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (18)
1.一种电池冷却控制方法，包括：
步骤S1，检测电池芯体最高温度；
步骤S2，判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；
步骤S3，判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；
步骤S4，判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；
步骤S5，判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，慢冷模式是指冷却液在水泵的驱动下，在由电池、三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连形成的慢冷通路内循环流动，对电池进行冷却。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，快冷模式是指开启空调，处于慢冷通路的冷却液在水泵驱动下，通过三通阀进入液液热交换器，与空调的制冷剂进行热交换，利用空调制冷剂对冷却液进一步降温，冷却液流经电池，从而快速冷却电池。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，关闭空调的快冷模式是指保持快冷状态，关闭空调，在不持续注入冷却液情况下，利用空调制冷剂冷却过的冷却液来冷却电池。
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第二温度阈值大于所述第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
如果电池芯体最高温度低于第二温度阈值同时高于第一温度阈值，则对电池执行所述慢冷模式。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
如果电池芯体最高温度低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，则对电池执行所述慢冷模式。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：
如果电池芯体最高温度低于第一温度阈值，则返回所述步骤S1继续检测电池芯体最高温度。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：根据当前电池箱体入水口温度、外界环境温度、电池芯体最高温度来调整水泵转速及风扇转速。
10.一种电池冷却控制系统，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测电池芯体最高温度；
控制单元，分别用于：判断电池芯体最高温度是否高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式；判断电池芯体最高温度是否高于第二温度阈值，如是则对电池执行快速冷却模式；判断电池芯体最高温度是否低于第二温度阈值同时高于第三温度阈值，如是则对电池执行关闭空调的快冷模式；判断电池芯体最高温度是否低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值，如是则对电池执行慢冷模式。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述慢冷模式是指冷却液在水泵的驱动下，在由电池、三通阀、电池散热模块以及水泵顺序相连形成的慢冷通路内循环流动，对电池进行冷却。
12.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述快冷模式是指开启空调，处于慢冷通路的冷却液在水泵驱动下，通过三通阀进入液液热交换器，与空调的制冷剂进行热交换，利用空调制冷剂对冷却液进一步降温，冷却液流经电池，从而快速冷却电池。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其特征在于，所述关闭空调的快冷模式是指保持快冷状态，关闭空调，在不持续注入冷却液情况下，利用空调制冷剂冷却过的冷却液来冷却电池。
14.根据权利要求10-13任一项所述的控制系统，其特征在于，所述第二温度阈值大于所述第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第一温度阈值。
15.根据权利要求14所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元还用于在电池芯体最高温度低于第二温度阈值同时高于第一温度阈值时，对电池执行所述慢冷模式。
16.根据权利要求14所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元还用于在电池芯体最高温度低于第三温度阈值同时高于第一温度阈值时，对电池执行所述慢冷模式。
17.根据权利要求14所述的控制系统，其特征在于，所述检测单元还用于在电池芯体最高温度低于第一温度阈值时，继续检测电池芯体最高温度。
18.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元还用于根据当前电池箱体入水口温度、外界环境温度、电池芯体最高温度来调整水泵转速及风扇转速。
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