CN109883560B - 一种电池系统的温度检测及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池系统的温度检测及控制方法，包括：分别获取第一区域内每个采样点的温度值和第二区域内每个采样点的温度值，第一区域和第二区域分别位于电池系统的不同区域；分别基于每个区域的多个温度值，获取每个区域最大温差值、平均温度值；基于全部区域的多个温度值，获取电池最大温度值；获取不同区域之间平均温度值的差值；分别比较不同区域之间平均温度值的差值、电池最大温度值、每个区域最大温差值与对应阈值，根据比较结果输出对应信号。本发明通过在电池模组的顶面和底面均放置温度传感器，将不同区域的温度值进行分组管理和综合管理，全面准确地反映电池的温度信息，实现了精确的分析每个区域内及电池整体的使用情况。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车电池检测技术领域，更具体地，涉及一种电池系统的温度检测及控制方法。
背景技术
锂离子动力电池系统作为电动汽车的动力来源，对电动汽车的性能和安全有重要影响。电池系统的安全是一个系统性问题，其中通过传感器和控制器监控电池系统是反映电池系统安全的一个重要方式。温度是电池运行过程中的一个重要参数，任何不合理使用和破坏对电池造成损伤大部分最终都会体现在温度上。
目前电池系统的温度检测控制均是由温度传感器和控制器组成，结合温度控制策略方法实现对电池的温度控制。但是目前各种电池系统的温度传感器均是采用在电池系统的同一类位置均匀布置采集温度点，根据所采集的信息对电池进行管理和控制，这种方法有一定的局限性，不能精确地反映电池整体的使用情况。
随着车载电池系统的电量不断增加，很多电池系统都增加了热管理系统(液冷+加热)，热管理系统一般是布置在电池的底部或者顶部，温度采样点通常布置在电池系统的顶部，当热管理系统布置在电池底部时，热管理系统加热时底部温度较高，电池顶部和底部的温差较大，这时温度传感器只布置在电池的顶部，电池系统的温差无法反映电池上下部的温差情况，容易造成单体电池上下温度不均匀，同时也很难发现电池底部的过温点，容易造成电池的局部过温，这种方法不能全面准确地反映电池的温度信息。
因此，特别提出一种方法能够全面准确地反映电池的温度信息。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够全面准确地反映电池温度信息的电池系统的温度检测及控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池系统的温度检测及控制方法，包括：
分别获取第一区域内每个采样点的温度值和第二区域内每个采样点的温度值，所述第一区域和所述第二区域分别位于电池系统的不同区域；
基于所述第一区域的多个温度值，获取第一区域最大温差值、第一区域平均温度值；
基于所述第二区域的多个温度值，获取第二区域最大温差值、第二区域平均温度值；
基于所述第一区域的多个温度值和所述第二区域的多个温度值，获取电池最大温度值；
获取所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值；
比较所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，根据比较结果输出报警信号；
分别比较所述电池最大温度值、第一区域最大温差值、第二区域最大温差值与最大温度阈值、第一温差阈值，根据比较结果输出对应信号。
优选地，比较所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值与所述平均温差阈值，若所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值大于或等于所述平均温差阈值，则输出不同区域之间平均温差过大故障信号。
优选地，比较所述电池最大温度值与所述最大温度阈值，若所述电池最大温度值大于或等于所述最大温度阈值，则输出温度过高报警信号。
优选地，比较所述第一区域最大温差值与所述第一温差阈值，若所述第一区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第一区域温差过大提示信号。
优选地，比较所述第二区域最大温差值与所述第一温差阈值，若所述第二区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第二区域温差过大提示信号。
优选地，比较所述第一区域最大温差值与所述第二区域最大温差值，若所述第一区域最大温差值大于所述第二区域最大温差值，则比较所述第一区域最大温差值与第二温差阈值，若所述第一区域最大温差值大于或等于所述第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号；若所述第二区域最大温差值大于所述第一区域最大温差值，则比较所述第二区域最大温差值与所述第二温差阈值，若所述第二区域最大温差值大于或等于所述第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号。
优选地，所述第一区域为电池模组的顶面，所述第二区域为电池模组的底面。
优选地，第一区域内设置一个或多个温度传感器，第二区域内设置一个或多个温度传感器，通过温度传感器采集获取温度采样点的温度值。
优选地，所述第二温差阈值大于所述第一温差阈值。
优选地，所述第一温差阈值的范围为5-10摄氏度。
本发明的有益效果在于：本发明通过在电池模组的顶面和底面均放置温度传感器，采集顶面和底面每个采样点的温度值，再将温度值分区域获取每个区域的最大温差值、温度平均值，基于全部区域的温度值获取电池最大温度值，通过分别比较最大温差值、温度平均值、最大温度值与对应阈值，根据比较结果输出对应信号，实现了温度值的分组管理与综合控制相结合，全面准确地反映电池的温度信息，精确的分析每个区域内及电池整体的使用情况，能够根据不同区域的温差及时发现产生温差的原因，及时发现设计缺陷进行改善设计。
本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本发明示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的电池系统的温度检测及控制方法的流程图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的电池温度传感器布置示意图。
附图说明
1、第一区域的温度传感器；2、第二区域的温度传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一种电池系统的温度检测及控制方法，包括：
分别获取第一区域内每个采样点的温度值和第二区域内每个采样点的温度值，第一区域和第二区域分别位于电池系统的不同区域；
基于第一区域的多个温度值，获取第一区域最大温差值、第一区域平均温度值；
基于第二区域的多个温度值，获取第二区域最大温差值、第二区域平均温度值；
基于第一区域的多个温度值和第二区域的多个温度值，获取电池最大温度值；
获取第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值；
比较第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，根据比较结果输出报警信号；
分别比较电池最大温度值、第一区域最大温差值、第二区域最大温差值与最大温度阈值、第一温差阈值，根据比较结果输出对应信号。
具体地，由于电池模组的顶部和底部直接与电池箱体的上盖和下壳体接近，电池系统上下面的散热不相同，且电池系统的加热系统或者冷却系统只布在模组的一侧(顶部或者底部)，所以模组的上下表面温度不一致，在温差判断时可能将电池顶部到底部之间的热传导温差也计入总温差中，这样会比较容易造成报温差过大故障。
不管电池系统的加热和冷却系统是安装在系统的顶部还是底部，本申请在每个电池模组的顶部和底部均布置温度传感器，温度点的布置覆盖全方位，确保电池系统的每一处有代表性的采样点区域均有温度采样，模组的顶部为第一区域，模组的底部为第二区域，分别获取第一区域内每个采样点的温度值和第二区域内每个采样点的温度值，基于第一区域内的多个温度值，获取第一区域最大温差值、第一区域平均温度值，其中第一区域最大温差值为第一区域内最大温度值和最小温度值的差，基于第二区域的多个温度值，获取第二区域最大温差值、第二区域平均温度值，其中第二区域最大温差值为第二区域内最大温度值和最小温度值的差，基于第一区域和第二区域的全部温度值，获取电池最大温度值，获取第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值，比较第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，根据比较结果输出报警信号，再比较电池最大温度值与最大温度阈值，比较第一区域最大温差值与第一温差阈值，第二区域最大温差值与第一温差阈值，根据比较结果输出对应信号，通过对温度的分组管理和整体管理相结合，可以有效过滤电池顶部和底部之间的传导温差，全面准确地反映电池的实际温度信息。
根据示例性的实施方式的电池系统的温度检测及控制方法通过在电池模组的顶面和底面均放置温度传感器，温度值的分组管理与综合控制相结合，全面准确地反映电池的温度信息，精确的分析每个区域内及电池整体的使用情况，能够根据不同区域的温差及时发现产生温差的原因，及时发现设计缺陷进行改善。
作为优选方案，比较第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，若第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值大于或等于平均温差阈值，则输出不同区域之间平均温差过大故障信号。
具体的，不同区域存在上下传导温差，计算不同区域之间采样点平均温度值的温差，及时掌握和检测电池单体的区域温差，监控不同区域之间采样点平均温度值的温差是上下传导温差还是别的原因引起的温差，当不同区域平均温度值的温差大于或等于平均温差阈值时，就输出不同区域之间平均温差过大故障信号，此时应暂停使用电池，在室外温度较低时不推荐使用电池，这种情况下说明不同区域之间采样点平均温度值的温差不是上下传导温差电池，是由加热片加热速率较大或者电池的热阻较高等原因引起的，需要增加电池系统的Z方向导热。
作为优选方案，比较电池最大温度值与最大温度阈值，若电池最大温度值大于或等于最大温度阈值，则输出温度过高报警信号。
具体的，电池最大温度值为第一区域和第二区域所有温度值中的最大值，比较电池最大温度值与最大温度阈值，若电池最大温度值大于或等于最大温度阈值，则输出温度过高报警信号，便于实时控制，从所有的温度数据中发现过温点，便利分析电池的整体情况。
作为优选方案，比较第一区域最大温差值与第一温差阈值，若第一区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第一区域温差过大提示信号。
具体的，第一区域最大温差值为第一区域内最大温度值与最小温度值的差，比较第一区域最大温差值与第一温差阈值，若第一区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第一区域温差过大提示信号，输出提示信号后应暂停使用电池，这种情况说明电池的第一区域X-Y平面可能散热不均，通过增加加热片、增加保温层等方式改进电池。
作为优选方案，比较第二区域最大温差值与第一温差阈值，若第二区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第二区域温差过大提示信号。
具体的，第二区域最大温差值为第二区域内最大温度值与最小温度值的差，比较第二区域最大温差值与第二温差阈值，若第二区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第二区域温差过大提示信号，输出提示信号后应暂停使用电池，这种情况说明电池的第二区域X-Y平面可能散热不均，通过增加加热片、增加保温层等方式改进电池。
作为优选方案，比较第一区域最大温差值与第二区域最大温差值，若第一区域最大温差值大于第二区域最大温差值，则比较第一区域最大温差值与第二温差阈值，若第一区域最大温差值大于或等于第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号；若第二区域最大温差值大于第一区域最大温差值，则比较第二区域最大温差值与第二温差阈值，若第二区域最大温差值大于第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号。
具体的，比较第一区域最大温差值与第二区域最大温差值，获取第一区域最大温差值和第二区域最大温差值两个数据中的最大值，比较两个数据中的最大值与第二温差阈值，若最大值大于或等于第二温差阈值，输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号。
作为优选方案，第一区域为电池模组的顶面，第二区域为电池模组的底面。
具体的，在电池模组的顶面和底面均布置温度传感器，实现不同区域温度值的分组管理和综合管理，具体安装位置和数量可以根据情况自行规划。
作为优选方案，第一区域内设置一个或多个温度传感器，第二区域内设置一个或多个温度传感器，通过温度传感器采集获取温度采样点的温度值。
作为优选方案，第二温差阈值大于第一温差阈值。
作为优选方案，第一温差阈值的范围为5-10摄氏度。
实施例一
图1示出了根据本发明的一个实施例的电池系统的温度检测及控制方法的流程图。图2示出了根据本发明的一个实施例的电池温度传感器布置示意图。
如图1所示，一种电池系统的温度检测及控制方法，包括：
分别获取第一区域内每个采样点的温度值和第二区域内每个采样点的温度值，第一区域和第二区域分别位于电池系统的不同区域；
基于第一区域的多个温度值，获取第一区域最大温差值、第一区域平均温度值；
基于第二区域的多个温度值，获取第二区域最大温差值、第二区域平均温度值；
基于第一区域的多个温度值和第二区域的多个温度值，获取电池最大温度值；
获取第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值；
比较第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，根据比较结果输出报警信号；
其中，比较第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，若第一区域平均温度值和第二区域平均温度值的差值大于或等于平均温差阈值，则输出不同区域之间平均温差过大故障信号；
分别比较电池最大温度值、第一区域最大温差值、第二区域最大温差值与最大温度阈值、第一温差阈值，根据比较结果输出对应信号；
其中，比较电池最大温度值与最大温度阈值，若电池最大温度值大于或等于最大温度阈值，则输出温度过高报警信号；
其中，比较第一区域最大温差值与第一温差阈值，若第一区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第一区域温差过大提示信号；
其中，比较第二区域最大温差值与第一温差阈值，若第二区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第二区域温差过大提示信号；
其中，比较第一区域最大温差值与第二区域最大温差值，若第一区域最大温差值大于第二区域最大温差值，则比较第一区域最大温差值与第二温差阈值，若第一区域最大温差值大于或等于第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号；若第二区域最大温差值大于第一区域最大温差值，则比较第二区域最大温差值与第二温差阈值，若第二区域最大温差值大于第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号。
其中，第一区域为电池模组的顶面，第二区域为电池模组的底面。
其中，第一区域内设置一个或多个温度传感器，第二区域内设置一个或多个温度传感器，通过温度传感器采集获取温度采样点的温度值。
其中，第二温差阈值大于第一温差阈值。
其中，第一温差阈值的范围为5-10摄氏度。
如图2所示，第一区域的温度传感器1设置在电池模组的顶面，第二区域的温度传感器2设置在电池模组的底面。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (5)
1.一种电池系统的温度检测及控制方法，其特征在于，包括：
分别获取第一区域内每个采样点的温度值和第二区域内每个采样点的温度值，所述第一区域和所述第二区域分别位于电池系统的不同区域；
基于所述第一区域的多个温度值，获取第一区域最大温差值、第一区域平均温度值；
基于所述第二区域的多个温度值，获取第二区域最大温差值、第二区域平均温度值；
基于所述第一区域的多个温度值和所述第二区域的多个温度值，获取电池最大温度值；
获取所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值；
比较所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值与平均温差阈值，根据比较结果输出报警信号；
分别比较所述电池最大温度值、第一区域最大温差值、第二区域最大温差值与最大温度阈值、第一温差阈值，根据比较结果输出对应信号；
比较所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值与所述平均温差阈值，若所述第一区域平均温度值和所述第二区域平均温度值的差值大于或等于所述平均温差阈值，则输出不同区域之间平均温差过大故障信号；
比较所述电池最大温度值与所述最大温度阈值，若所述电池最大温度值大于或等于所述最大温度阈值，则输出温度过高报警信号；
比较所述第一区域最大温差值与所述第一温差阈值，若所述第一区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第一区域温差过大提示信号；
比较所述第二区域最大温差值与所述第一温差阈值，若所述第二区域最大温差值大于或等于第一温差阈值，则输出第二区域温差过大提示信号；
其中，所述第一区域为电池模组的顶面，所述第二区域为电池模组的底面。
2.根据权利要求1所述的电池系统的温度检测及控制方法，比较所述第一区域最大温差值与所述第二区域最大温差值，若所述第一区域最大温差值大于所述第二区域最大温差值，则比较所述第一区域最大温差值与第二温差阈值，若所述第一区域最大温差值大于或等于所述第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号；
若所述第二区域最大温差值大于所述第一区域最大温差值，则比较所述第二区域最大温差值与所述第二温差阈值，若所述第二区域最大温差值大于或等于所述第二温差阈值，则输出最大温差过大报警信号和最大温差过大故障信号。
3.根据权利要求1所述的电池系统的温度检测及控制方法，其特征在于，第一区域内设置多个温度传感器，第二区域内设置多个温度传感器，通过温度传感器采集获取温度采样点的温度值。
4.根据权利要求2所述的电池系统的温度检测及控制方法，其特征在于，所述第二温差阈值大于所述第一温差阈值。
5.根据权利要求4所述的电池系统的温度检测及控制方法，所述第一温差阈值的范围为5-10摄氏度。
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