CN109839962A - 外循环油冷电池包系统的液位控制策略 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种外循环油冷电池包系统的液位控制策略，控制外置油泵启动，若其中一个或多个油冷电池包温度超过开启温度设定阈值，则系统进入散热状态液位控制流程，否则系统进入非散热状态液位控制流程，在散热状态液位控制流程中，若所有油冷电池包温度低于或等于开启温度设定阈值，则关闭散热系统并进入非散热状态液位控制流程；在非散热状态液位控制流程结束后，当其中一个或多个油冷电池包温度超过开启温度设定阈值时，启动油泵并进入散热状态液位控制流程。本发明方法简单可行，可在散热状态液位控制流程和非散热状态液位控制流程之间相互切换，可有效降低电池包内温差，避免进、出油电磁阀频繁动作，降低系统耗能，延长系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池包的冷却控制策略，特别涉及一种外循环油冷电池包系统的液位控制策略。
背景技术
外循环油冷电池包系统(直接液冷结构)具有油冷电池包内部温度差异小、热交换效率高等优点，且能在恶劣的极端环境中的使用，外循环冷却是目前大功率大能量动力电池包的首选冷却方式。目前受箱体制造成本、电池包生产和安装的便捷性、电池包内部冷却均匀性等多方面影响，电池包箱体体积不能做得太大，而用电设备对电池包系统的容量需求是越来越大，为满足要求，外循环油冷电池包系统通常采用一套外循环油冷系统并联多个油冷电池包的方式解决。在油冷循环工作过程中，受每个油冷电池包外部油管排布状态、油管长短、总油泵分压不同等因素影响，各油冷电池包的进出口流量是不相等的，这样就会造成油冷电池包内液位变化，而不同的液位，其冷却效果不同，这样就容易造成各油冷电池包之间的温度差异较大，从而影响整个外循环油冷电池包系统的冷却效果及其整体使用寿命。且现有外循环油冷电池包系统中，在温度不高时，一般不对油冷电池包内液位进行任何处理，在这种情况下，油冷电池包内液位不同，则油冷电池包的温度也可能不同，造成各油冷电池包的温差较大。
发明内容
本发明旨在提供一种简单可行、可有效降低电池包内温差、避免进油电磁阀、出油电磁阀频繁动作的外循环油冷电池包系统的液位控制策略。
本发明通过以下方案实现：
一种外循环油冷电池包系统的液位控制策略，所述外循环油冷电池包系统包括若干个油冷电池包、一个外置油泵和一套外置的电池包管理系统，若干个油冷电池包的进油口分别与外置油泵的出油口相连通，若干个油冷电池包的出油口分别与外置油泵的进油口相连通，所述外置油泵上设置有散热系统，每个油冷电池包的出油口均设置有出油电磁阀，每个油冷电池包的进油口均设置有进油电磁阀，每个油冷电池包的出油电磁阀、进油电磁阀的打开与闭合及散热系统、外置油泵的启停动作均由电池包管理系统的BCU(即主控单元)控制，液位控制策略按以下步骤进行：
S1：系统整体上电后，电池包管理系统的BCU控制外置油泵启动，之后电池包管理系统的BSU(即电池数据采集单元)实时接收各油冷电池包内温度传感器采集到的各油冷电池包温度并实时将接收到的各油冷电池包温度传递给电池包管理系统的BCU，电池包管理系统的BCU实时判断各油冷电池包温度是否超过开启温度设定阈值，若其中一个或多个油冷电池包温度判断为是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；
S2：电池包管理系统的BCU控制散热系统启动，之后电池包管理系统的BCU根据各油冷电池包内的各液位传感器发出的触发信息进行液位判定，并根据各油冷电池包的液位判定情况分别按相应控制策略控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的打开与闭合，直至各相对应油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，此时电池包管理系统的BCU判断各相对应油冷电池包温度是否均低于或等于关闭温度设定阈值，若是，则电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，并执行步骤S3，若否，则电池包管理系统的BCU控制各相对应油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀均打开，重复执行液位判定步骤，直至电池包管理系统的BCU判断各相对应油冷电池包温度均低于或等于关闭温度设定阈值，此时电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，并执行步骤S3；为方便描述，S2步骤可整体称为散热状态液位控制流程；
S3：电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，之后电池包管理系统的BCU根据各油冷电池包内的各液位传感器发出的触发信息进行液位判定，并根据液位判定情况控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的打开与闭合，直至各油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，此时电池包管理系统的BCU控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀均关闭，并控制外置油泵关闭，之后执行步骤S4；为方便描述，S3步骤可整体称为非散热状态液位控制流程；
S4：电池包管理系统的BCU实时判断各油冷电池包温度是否超过开启温度设定阈值，若其中一个或多个油冷电池包温度判断为是，则电池包管理系统的BCU控制外置油泵启动，之后执行步骤S2，否则电池包管理系统的BCU仍控制外置油泵和散热系统关闭。
进一步地，所述步骤S2中，电池包管理系统的BCU控制各相对应油冷电池包的进油电磁阀DF1、出油电磁阀DF0均打开后，在各相对应油冷电池包的低液位传感器或高液位传感器发出触发信息时，先延时一定时间T，再重复执行液位判定步骤。在液流循环过程中，外部总循环管路的外置油泵流量是基本恒定的，因此每个油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的动作都会造成外循环油冷电池包系统内其他油冷电池包的流入量和流出量差异扩大，所以油冷电池包内设置的高液位传感器、低液位传感器的设置位置即其相应的触发点并不是液位可实际运行的最高和最低点，是根据每个油冷电池包进油口、出油口极限流量差值和进油电磁阀、出油电磁阀相应动作延时时间计算得出，设计上一般会预留缓冲空间。但在实际运行中，这种极限情况出现概率不大，所以在设计了一个延时时间T，该时间T是一个变量，由电池包管理系统的BCU根据各液位传感器触发时，外循环油冷电池包系统内其它油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的开关状态计算出来的修正值。延时时间T的设置，可进一步扩大液位运行空间，减缓进油电磁阀、出油电磁阀的动作频率，同时也可减少液面波动对各液位传感器的反复触发，降低外循环油冷电池包系统各部件的响应频次，有利于延长整个外循环油冷电池包系统的使用寿命。对于使用辛阳XY-04型电磁阀配松下继电器的情况下，延时时间T一般可为3～5s。选择不同的电磁阀型号及继电器型号，延时时间T会略有不同。
进一步地，所述步骤S2中，液位判定情况及相应控制策略具体为：若判定某个油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息或无液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的高液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀闭合且出油电磁阀打开，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU直接控制该油冷电池包的进油电磁阀和出油电磁阀打开。
进一步地，所述步骤S3中，液位判定情况及相应控制策略具体为：若判定某个油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息或无液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的中液位传感器或高液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU先控制该油冷电池包的进油电磁阀闭合且出油电磁阀关闭，直至该油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息，电池包管理系统的BCU再控制该该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息。各液位传感器触发到相应电磁阀打开、闭合动作完成均有个时间差，该步骤可以保证液位都是从低液位运行到中液位后停止，减少运行趋势不同造成的液位差异。
进一步地，所述关闭温度设定阈值比开启温度设定阈值低3～4℃。这样的设置，可以降低外循环油冷电池包系统各部件的响应频次，有利于延长整个外循环油冷电池包系统的使用寿命。
本发明中关于液位传感器触发的逻辑判定，是以各油冷电池包内的高液位传感器、中液位传感器、低液位传感器中的最高位的液位传感器触发为准来判定的，例如：判定为“高液位传感器发出触发信息”，则表示高液位传感器、中液位传感器、低液位传感器都发出触发信息，液位高于或等于高液位传感器所对应位置；判定为“无液位传感器触发信息”，则表示高液位传感器、中液位传感器、低液位传感器均未发出触发信息，液位低于低液位传感器所对应位置。
本发明的外循环油冷电池包系统的液位控制策略，简单可行，根据不同的油冷电池包温度，采取不同的液位控制策略，且尽量保证油液在中液位附近运行，可有效均衡油冷电池包内部温差，在保证满足油冷电池包冷却要求的情况下，可以避免相对应的进油电磁阀、出油电磁阀的频繁动作，提高其使用时间，从而提高整个外循环油冷电池包系统的使用寿命，同时也可提高整个外循环油冷电池包系统的稳定性。本发明的外循环油冷电池包系统的液位控制策略，在油冷电池包不需要冷却的情况下，对各油冷电池包内的液位进行了控制，保证各油冷电池包的液位尽量保证在中液位附近，保证各油冷电池包冷却效率一致，减少油冷电池包之间的温差。
附图说明
图1为实施例1中外循环油冷电池包系统的液位控制策略的整体流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种外循环油冷电池包系统的液位控制策略，所述外循环油冷电池包系统包括若干个油冷电池包、一个外置油泵和一套外置的电池包管理系统，若干个油冷电池包的进油口分别与外置油泵的出油口相连通，若干个油冷电池包的出油口分别与外置油泵的进油口相连通，所述外置油泵上设置有散热系统，每个油冷电池包的出油口均设置有出油电磁阀，每个油冷电池包的进油口均设置有进油电磁阀，每个油冷电池包的出油电磁阀、进油电磁阀的打开与闭合及散热系统、外置油泵的启停动作均由电池包管理系统的BCU(即主控单元)控制，液位控制策略的整体流程图如图1所示，按以下步骤进行：
S1：系统整体上电后，电池包管理系统的BCU控制外置油泵启动，之后电池包管理系统的BSU(即电池数据采集单元)实时接收各油冷电池包内温度传感器采集到的各油冷电池包温度并实时将接收到的各油冷电池包温度传递给电池包管理系统的BCU，电池包管理系统的BCU实时判断各油冷电池包温度是否超过开启温度设定阈值，若其中一个或多个油冷电池包温度判断为是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；
S2：电池包管理系统的BCU控制散热系统启动，之后电池包管理系统的BCU根据各油冷电池包内的各液位传感器发出的触发信息进行液位判定，并根据各油冷电池包的液位判定情况分别按相应控制策略控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的打开与闭合，直至各相对应油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，此时电池包管理系统的BCU判断各相对应油冷电池包温度是否均低于或等于关闭温度设定阈值，关闭温度设定阈值比开启温度设定阈值低3～4℃，若是，则电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，并执行步骤S3，若否，则电池包管理系统的BCU控制各相对应油冷电池包的进油电磁阀DF1、出油电磁阀DF0均打开，在各相对应油冷电池包的低液位传感器或高液位传感器发出触发信息时，先延时一定时间T，T可在3～5s中任意选择，重复执行液位判定步骤，直至电池包管理系统的BCU判断各相对应油冷电池包温度均低于或等于关闭温度设定阈值，此时电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，并执行步骤S3；该步骤中，液位判定情况及相应控制策略具体为：若判定某个油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息或无液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的高液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀闭合且出油电磁阀打开，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU直接控制该油冷电池包的进油电磁阀和出油电磁阀打开。S2步骤整体称为散热状态液位控制流程；
S3：电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，之后电池包管理系统的BCU根据各油冷电池包内的各液位传感器发出的触发信息进行液位判定，并根据液位判定情况控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的打开与闭合，直至各油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，此时电池包管理系统的BCU控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀均关闭，并控制外置油泵关闭，之后执行步骤S4；该步骤中，液位判定情况及相应控制策略具体为：若判定某个油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息或无液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的中液位传感器或高液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU先控制该油冷电池包的进油电磁阀闭合且出油电磁阀关闭，直至该油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息，电池包管理系统的BCU再控制该该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息。S3步骤整体称为非散热状态液位控制流程。
S4：电池包管理系统的BCU实时判断各油冷电池包温度是否超过开启温度设定阈值，若其中一个或多个油冷电池包温度判断为是，则电池包管理系统的BCU控制外置油泵启动，之后执行步骤S2，否则电池包管理系统的BCU仍控制外置油泵和散热系统关闭。
Claims (5)
1.一种外循环油冷电池包系统的液位控制策略，其特征在于：所述外循环油冷电池包系统包括若干个油冷电池包、一个外置油泵和一套外置的电池包管理系统，若干个油冷电池包的进油口分别与外置油泵的出油口相连通，若干个油冷电池包的出油口分别与外置油泵的进油口相连通，所述外置油泵上设置有散热系统，每个油冷电池包的出油口均设置有出油电磁阀，每个油冷电池包的进油口均设置有进油电磁阀，每个油冷电池包的出油电磁阀、进油电磁阀的打开与闭合及散热系统、外置油泵的启停动作均由电池包管理系统的
BCU控制，液位控制策略按以下步骤进行：
S1：系统整体上电后，电池包管理系统的BCU控制外置油泵启动，之后电池包管理系统的BSU实时接收各油冷电池包内温度传感器采集到的各油冷电池包温度并实时将接收到的各油冷电池包温度传递给电池包管理系统的BCU，电池包管理系统的BCU实时判断各油冷电池包温度是否超过开启温度设定阈值，若其中一个或多个油冷电池包温度判断为是，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；
S2：电池包管理系统的BCU控制散热系统启动，之后电池包管理系统的BCU根据各油冷电池包内的各液位传感器发出的触发信息进行液位判定，并根据各油冷电池包的液位判定情况分别按相应控制策略控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的打开与闭合，直至各相对应油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，此时电池包管理系统的BCU判断各相对应油冷电池包温度是否均低于或等于关闭温度设定阈值，若是，则电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，并执行步骤S3，若否，则电池包管理系统的BCU控制各相对应油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀均打开，重复执行液位判定步骤，直至电池包管理系统的BCU判断各相对应油冷电池包温度均低于或等于关闭温度设定阈值，此时电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，并执行步骤S3；
S3：电池包管理系统的BCU控制散热系统关闭，之后电池包管理系统的BCU根据各油冷电池包内的各液位传感器发出的触发信息进行液位判定，并根据各油冷电池包的液位判定情况分别按相应控制策略控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀的打开与闭合，直至各油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，此时电池包管理系统的BCU控制各油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀均关闭，并控制外置油泵关闭，之后执行步骤S4；
S4：电池包管理系统的BCU实时判断各油冷电池包温度是否超过开启温度设定阈值，若其中一个或多个油冷电池包温度判断为是，则电池包管理系统的BCU控制外置油泵启动，之后执行步骤S2，否则电池包管理系统的BCU仍控制外置油泵和散热系统关闭。
2.如权利要求1所述的外循环油冷电池包系统的液位控制策略，其特征在于：
所述步骤S2中，电池包管理系统的BCU控制各相对应油冷电池包的进油电磁阀、出油电磁阀均打开后，在各相对应油冷电池包的低液位传感器或高液位传感器发出触发信息时，先延时一定时间T，再重复执行液位判定步骤。
3.如权利要求1所述的外循环油冷电池包系统的液位控制策略，其特征在于：
所述步骤S2中，液位判定情况及相应控制策略具体为：若判定某个油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息或无液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的高液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀闭合且出油电磁阀打开，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU直接控制该油冷电池包的进油电磁阀和出油电磁阀打开。
4.如权利要求3所述的外循环油冷电池包系统的液位控制策略，其特征在于：
所述步骤S3中，液位判定情况及相应控制策略具体为：若判定某个油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息或无液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU控制该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息；若判定某个油冷电池包内的中液位传感器或高液位传感器发出触发信息，则电池包管理系统的BCU先控制该油冷电池包的进油电磁阀闭合且出油电磁阀关闭，直至该油冷电池包内的低液位传感器发出触发信息，电池包管理系统的BCU再控制该该油冷电池包的进油电磁阀打开且出油电磁阀闭合，直至该油冷电池包内的中液位传感器发出触发信息。
5.如权利要求1～4任一所述的外循环油冷电池包系统的液位控制策略，其特征在于：所述关闭温度设定阈值比开启温度设定阈值低3～4℃。
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