CN110534842B - 一种电池包温度管理方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池包温度管理方法，包括获取电池包实时温度；判断实时温度是否低于第一温度阈值；若是，控制电机进入主动短路模式，控制发动机对电机输出动能，控制冷却液泵泵出冷却液，使冷却液流经电机和电池包将电机内部的热能传递给电池包，提高电池包的温度；若否，获取车辆运行模式信息，控制电机退出主动短路模式，根据车辆运行模式信息控制发动机对电机的动能输出，以及控制冷却液泵停止工作；本发明还提供一种装置和系统；本发明能够在电池包温度较低的情况下，利用电机在主动短路模式下动能转化为热能的特性，将热能通过冷却液传送给电池包从而提高电池包的温度，使电池包处于较佳的工作状态，实现对电池包的温度管理。

Description

一种电池包温度管理方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及电池包技术领域，特别涉及一种电池包温度管理方法、装置及系统。
背景技术
汽车数量与日俱增给环境带来了沉重的负担。为了从根本上解决这个问题，国家提出了新能源汽车的发展战略，并对过度阶段的燃油车提出了严格的油耗和排放标准。在此背景下，以内燃机和电动机为动力源的混合动力汽车是近几年高效节能发展的一个主要方向。其中48V轻混系统由于成本低，可移植性好，燃油经济性和动力性提升显著，性价比高且十分安全的优点，在近几年得到了快速的发展。然而作为电力来源的48V电池包在温度低的状态下，内部活性物质活性明显下降，内阻和极化内阻增加，导致放电功率显著降低，甚至可能会引起电池容量不可逆衰减。这种低温条件在我国北方的冬天可能经常遇到。虽然在充放电过程中，48V电池包自身的温度会随着充放电的进行升高，但在低温条件下，等待其自动升温到所需温度的时间漫长，会大大限制这段时间内整个48V系统的性能。为解决现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种电池包温度管理方法、装置和系统。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种电池包温度管理方法、装置和系统。
为了解决上述问题，本发明提供一种电池包温度管理方法，包括：
获取电池包的实时温度；
将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值；
若是，控制电机进入主动短路模式并控制所述电池包断开对所述电机的动力输出，控制发动机对所述电机输出动能并将部分动能在所述电机内部转化为热能，控制冷却液泵泵出冷却液，使得所述冷却液经冷却液回路依次流经所述电机和所述电池包，通过所述冷却液将所述电机内部的热能传递给所述电池包，提高所述电池包的温度；
若否，获取车辆运行模式信息，控制所述电机退出主动短路模式，恢复所述电池包对电机的动力输出，根据所述车辆运行模式信息控制所述发动机对所述电机的动能输出，以及控制所述冷却液泵停止工作。
进一步地，所述若否，获取车辆运行模式信息，控制所述电机退出主动短路模式，恢复所述电池包对电机的动力输出，根据所述车辆运行模式信息控制所述发动机对所述电机的动能输出，以及控制所述冷却液泵停止工作后，还包括：
将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值，所述第二温度阈值高于所述第一温度阈值；
若是，控制冷凝器工作，控制冷却液泵出冷却液，使得冷却液经所述冷凝器后流向所述电池包和所述电机，使得所述电池包和所述电机的温度降低。
具体地，所述若是，控制冷凝器工作，控制冷却液泵出冷却液，使得冷却液经所述冷凝器后流向所述电池包和所述电机，使得所述电池包和所述电机的温度降低，还包括：
控制散热器工作，对流经所述电池包和所述电机后的冷却液进行降温。
优选地，所述将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值，包括：
获取所述第一温度阈值；
将所述实时温度与所述第一温度阈值进行比较。
本发明另一方面保护一种电池包温度管理装置，包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述电池包的实时温度；
第一判断模块，所述第一判断模块用于将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取当前的所述车辆运行模式信息；
控制模块，所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，所述第一控制单元用于控制所述电机进入或退出主动短路模式，所述第二控制单元用于控制所述发动机对所述电机的动能输出，所述第三控制单元用于控制所述冷却液泵开启或关闭。
进一步地，所述装置还包括：
第二判断模块，所述第二判断模块用于将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值；
所述控制模块还包括第四控制单元，所述第四控制单元用于控制所述冷凝器开启或关闭。
优选地，所述控制模块还包括第五控制单元，所述第五控制单元用于控制所述散热器开启或关闭。
进一步地，所述装置还包括：
存储模块，所述存储模块用于存储所述第一温度阈值；
第三获取模块，所述第三获取模块用于获取存储在所述存储模块的所述第一温度阈值。
本发明另一方面还保护一种电池包温度管理系统，采用上述技术方案所述的一种电池包温度管理方法或上述技术方案所述的一种电池包温度管理装置，包括冷却液壶10、冷却液泵30、电池包50、电机60及连接所述电池包50和所述电机60的冷却液回路20，所述冷却液壶10用于存储冷却液，所述冷却液泵30能够将冷却液从所述冷却液壶10中泵出，所述冷却液回路20用于流转冷却液，所述电池包50能够为所述电机60提供动力。
进一步地，所述系统还包括冷凝器40和散热器70，所述冷凝器40用于对流经所述冷凝器40的冷却液进行降温，所述散热器70设置在所述冷却液壶10和所述电机60之间。
由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1)本发明提供的一种电池包温度管理方法、装置及系统，能够在电池包温度较低影响其自身放电功率的情况下，控制电机处于主动短路模式，利用电机在主动短路模式下，发动机提供给电机的动能能够通过电磁感应产生热能的特性，将这部分热能通过冷却液传送给电池包而充分利用起来，提高电池包的温度，实现对电池包的温度管理，使电池包处于较佳的工作状态，有利于提高电池包的放电效率和使用寿命。
2)本发明提供的一种电池包温度管理方法、装置及系统，还能够实现当电池包处于较高温度时，控制冷凝器和散热器工作，对电池包进行降温，使得电池包始终处于适于工作的温度范围内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。
图1是本发明实施例提供的一种电池包温度管理方法的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电池包温度管理系统的示意图。
图中：10-冷却液壶，20-冷却液回路，30-冷却液泵，40-冷凝器，50-电池包，60-电机，70-散热器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的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。
需要说明的是，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法或操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。
实施例
请参照附图1，图1为本发明实施例提供的一种电池包温度管理方法的示意图，如图1所示，该方法，包括：
S100：对电池包进行监测并获取电池包的实时温度；
S200：将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值；
当所述电池包的实时温度低于所述第一温度阈值时，电池包内部的活性物质的活性明显下降，内阻和极化内阻增加、放电功率显著降低。若仍使得处于此状态下的电池包为电机提供动力来源，有可能会造成所述电池包电池容量不可逆转的衰减，降低电池包的使用寿命；
S300：若是：
S301：控制电机进入主动短路模式；本说明书实施例中，所述主动短路模式(Active Short Circuit，简称为ASC)是永磁体同步电机特有的一种安全模式，在这种模式下，电机相绕组主动短路，使得相电流在电机侧和动力电池侧无法形成有效回路，从而能够起到避免过高的反电势对电池、母线电容以及其他高压器件的损坏；
且由于电机处于主动短路模式，此时电机对所述电池包的输出功率没有要求，即所述电池包对电机没有动力输入，因此：
S302：控制发动机对所述电机输出动能，并使得由所述发动机输出的动能在所述电机内部能够转化为热能；电机进入主动短路模式后，所述电机的动力来源由发动机提供；且由发动机提供的动能至少部分会在所述电机的内部由于电磁感应的作用转化成热能；
S303：控制冷却液泵泵出冷却液，使得冷却液经冷却液回路依次流经所述电机和所述电池包，通过所述冷却液将所述电机内部的热能传递给所述电池包，从而提高所述电池包的温度；需要说明的是，冷却液的流动为一个回路，当冷却液从所述电池包处流出后，能够再次被所述冷却液泵出，并再次流至所述电机将电机的热能传送给所述电池包，实现温度管理的循环；
S400：若否：
S401：获取车辆运行模式信息；当电池包的温度提升到到等于或高于第一温度阈值时，所述电机和所述发动机均处于正常工作状态，此时车辆的运行模式包括：由所述电机作为驱动源的运行模式、由所述发动机作为驱动源的运行模式以及由所述电机和所述发动机共同作为驱动源的运行模式这三种；
S402：控制所述电机退出主动短路模式；
此时电池包处于较为适合工作的温度范围内，所述电机与所述电池包之间的动力关系需由车辆所处的运行模式决定，具体地：当车辆运行在单纯由电机作为驱动源的运行模式时，电池包为所述电机提供电能，即电池包放电为所述电机提供动力；而车辆运行在单纯由发动机作为驱动源的运行模式时，发动机能够为所述电机提供动能，这部分动能能够在所述电机处转换成电能用于给所述电池包充电；当车辆运行在由电机和发动机共同作为驱动源的运行模式时，此时所述电池包放电为电机提供动能；
S403：根据所述车辆运行模式信息控制所述发动机对所述电机动能的输出；在不同的运行模式下，所述发动机对所述电机的动能输出情况不同，例如：当车辆运行在单纯由电机作为驱动源的运行状态时，电池包为所述电机提供电能，经所述电机转换为动能并驱动车辆运行，此时，所述发动机并不为所述电机输出动能；不同运行模式下，发动机与所述电机之间的动能输出关系为混动汽车领域的公知常识，此处不再一一赘述；
S404：以及控制所述冷却液泵停止工作。
当所述电池包和所述电机持续长时间处于工作状态时，会发热造成温度上升，电池包的温度过高会加速其内部的化学反应，对电池包的寿命也会造成不利影响。为避免所述电池包和所述电机的温度过高，本说明书实施例中，还包括当判断得到：所述电池包的实时温度不低于第一温度阈值时，获取车辆运行模式信息，控制所述电机退出主动短路模式，恢复所述电池包对所述电机的动力输出，根据所述车辆运行模式信息控制所述发动机对所述电机的动能输出，以及控制所述冷却液泵停止工作，还包括：
S500：将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值，所述第二温度阈值高于所述第一温度阈值；
S600：若是：
S601：控制冷凝器工作；所述冷凝器能够对流经至此的冷却液进行降温；
S602：控制冷却液泵出冷却液，使得冷却液经所述冷凝器后流向所述电池包和所述电机，从而使得所述电池包和所述电机的温度降低；由于冷却液的流动为一个回路，因此对所述电池包和所述电机进行降温后的冷却液，能够再次流经至所述冷凝器述，经冷凝器降温后再流经所述电池包以及所述电机，实现降温的循环。
本说明书实施例中，当判断所述电池包的实时温度高于所述第二温度阈值后，还包括：
S603：控制散热器工作，冷却液流经所述电池包和所述电机后，能够带走所述电池包的部分热量和所述电机的部分热量，经所述散热器能够将热量排放到外界环境中；经散热器散热作用后的冷却液能够再次被所述冷却液泵泵出，流经所述冷凝器、所述电池包和所述电机，实现降温循环。
本说明书实施例中，所述S200：将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值，包括：
S201：获取所述第一温度阈值；所述第一温度阈值存储在存储模块内；
S202：将所述实时温度与所述第一温度阈值进行比较。
与之类似的，所述S500：将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值，包括：
S501：获取所述第二温度阈值；所述第二温度阈值存储在存储模块内；
S502：将所述实时温度与所述第二温度阈值进行比较。
本说明书实施例提供的一种电池包温度管理方法不仅能够在电池包温度较低影响的情况下，控制电机处于主动短路模式，利用电机在主动短路模式下，发动机提供给电机的动能能够通过电磁感应产生热能的特性，将这部分热能通过冷却液传送给电池包而充分利用起来，从而提高电池包的温度；
还能够实现当电池包处于较高温度时，控制冷凝器和散热器工作，对电池包进行降温，使得电池包始终处于适于工作的温度范围内，实现对电池包的温度管理，使电池包处于较佳的工作状态，有利于提高电池包的放电效率和使用寿命，符合绿色可持续的发展理念。
本发明实施例还提供一种电池包温度管理装置，所述装置包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述电池包的实时温度；
第一判断模块，所述第一判断模块用于将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取当前车辆运行模式信息；
控制模块，所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元；所述第一控制单元用于控制电机进入或退出主动短路模式；所述第二控制单元用于控制所述发动机对所述电机的动能输出，包括当所述电机进入主动短路模式后对所述电机输出动能，和在所述电机退出主动短路模式后，根据所述车辆运行模式信息对所述电机动能的输出；所述第三控制单元用于控制冷却液泵开启或关闭。
本说明书实施例中，所述电池包温度管理装置还包括：
第二判断模块，所述第二判断模块用于将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值；
所述控制模块还包括第四控制单元和第五控制单元，所述第四控制单元用于控制冷凝器开启或关闭，所述第五控制单元用于控制散热器开启或关闭。
所述装置还包括：
存储模块，所述存储模块用于存储所述第一温度阈值和所述第二温度阈值；
第三获取模块，所述第三获取模块用于获取存储在所述存储模块的所述第一温度阈值；
以及第四获取模块，所述第四获取模块用于获取存储在所述存储模块的所述第二温度阈值。
请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种电池包温度管理系统，如图2所示，所述系统采用上述技术方案提供的一种电池包温度管理方法或包括上述技术方案提供的一种电池包温度管理装置，所述系统包括：冷却液壶10、冷却液泵30、电池包50、电机60及连接所述电池包50和所述电机60的冷却液回路20，所述冷却液壶10用于存储冷却液，所述冷却液泵30能够将冷却液从所述冷却液壶10中泵出，所述冷却液回路20用于流转所述冷却液，所述电池包50能够为所述电机60提供动力。
需要说明的是，本说明书实施例中并不限定所述冷却液在所述冷却液回路20中的流转方向；即所述冷却液泵30将冷却液从所述冷却液壶10中泵出后，可以是先经过所述电池包50，再经过所述电机60，最终回到所述冷却液壶10中；也可以是先经过所述电机60再经过所述电池包50，再最终回到冷却液壶10中。
进一步地，所述装置还包括冷凝器40和散热器70，所述冷凝器40用于对流经所述冷凝器40的所述冷却液进行降温，所述散热器70设置在所述冷却液壶10和所述电机60之间；本说明书实施例中，所述冷凝器40可通过车载空调压缩机驱动，当所述冷凝器40开启后，能够对流经到所述冷凝器40周围的所述冷却液回路20中的冷却液进行降温，所述散热器70开启后，能够将所述冷却液流经所述电池包和所述电机后携带的多余热量排放到外界环境中。
需要说明的是，本说明书实施例中，当所述电池包的实时温度低于所述第一温度阈值时，需要对所述电池包50进行升温操作，此时所述冷凝器40和所述散热器70均不工作；当所述电池包的实时温度高于所述第一温度阈值并高于所述第二温度阈值时，需对所述电池包50进行降温操作，此时控制所述冷凝器70和所述散热器40工作。
本说明书实施例所述的一种电池包温度管理系统还包括流量阀，所述流量阀能够调节流动在所述冷却液回路20中所述冷却液的流量和流速；不仅能够提高温度管理效率，而且能够避免因所述冷却液回路20受到的压力过大，造成所述冷却液回路20变形，甚至破损爆裂的发生；避免对系统以及系统中各部件造成破坏，提高所述装置各部件的使用寿命；所述流量阀可设置在所述冷却液回路20中的任意一处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
并且，在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

Claims (8)

1.一种电池包温度管理方法，其特征在于，包括：
获取电池包的实时温度；
将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值；
若是，控制电机进入主动短路模式，控制发动机对所述电机输出动能并将部分动能在所述电机内部转化为热能，控制冷却液泵泵出冷却液，使所述冷却液经冷却液回路依次流经所述电机和所述电池包，通过冷却液将所述电机内部的热能传递给所述电池包，提高所述电池包的温度；
若否，获取车辆运行模式信息，控制所述电机退出主动短路模式，根据所述车辆运行模式信息控制所述发动机对所述电机的动能输出，以及控制所述冷却液泵停止工作；
将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值，所述第二温度阈值高于所述第一温度阈值；
若是，控制冷凝器工作，控制冷却液泵出冷却液，使得冷却液经所述冷凝器后流向所述电池包和所述电机，使得所述电池包和所述电机的温度降低。
2.根据权利要求1所述的一种电池包温度管理方法，其特征在于，所述若是，控制冷凝器工作，控制冷却液泵出冷却液，使得冷却液经所述冷凝器后流向所述电池包和所述电机，使得所述电池包和所述电机的温度降低，还包括：
控制散热器工作，对流经所述电池包和所述电机后的冷却液进行降温。
3.根据权利要求1所述的一种电池包温度管理方法，其特征在于，所述将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值包括：
获取所述第一温度阈值；
将所述实时温度与所述第一温度阈值进行比较。
4.一种电池包温度管理装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述电池包的实时温度；
第一判断模块，所述第一判断模块用于将获取到的所述实时温度与预设的第一温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否低于所述第一温度阈值；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取当前车辆运行模式信息；
控制模块，所述控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，所述第一控制单元用于控制电机进入或退出主动短路模式，所述第二控制单元用于控制发动机对所述电机的动能输出，所述第三控制单元用于控制冷却液泵开启或关闭；
第二判断模块，所述第二判断模块用于将获取到的所述实时温度与预设的第二温度阈值进行比较，判断所述实时温度是否高于所述第二温度阈值；
所述控制模块还包括第四控制单元，所述第四控制单元用于控制冷凝器开启或关闭。
5.根据权利要求4所述的一种电池包温度管理装置，其特征在于，所述控制模块还包括第五控制单元，所述第五控制单元用于散热器的开启或关闭。
6.根据权利要求4所述的一种电池包温度管理装置，其特征在于，所述装置还包括：
存储模块，所述存储模块用于存储所述第一温度阈值；
第三获取模块，所述第三获取模块用于获取存储在所述存储模块的所述第一温度阈值。
7.一种电池包温度管理系统，采用如权利要求1-3任意一项所述的一种电池包温度管理方法或包括如权利要求4-6任意一项所述的一种电池包温度管理装置，其特征在于，包括冷却液壶(10)、冷却液泵(30)、电池包(50)、电机(60)及连接所述电池包(50)和所述电机(60)的冷却液回路(20)，所述冷却液壶(10)用于存储冷却液，所述冷却液泵(30)能够将冷却液从所述冷却液壶(10)中泵出，所述冷却液回路(20)用于流转冷却液，所述电池包(50)能够为所述电机(60)提供动力。
8.根据权利要求7所述的一种电池包温度管理系统，其特征在于，所述系统还包括冷凝器(40)和散热器(70)，所述冷凝器(40)用于对流经所述冷凝器(40)的冷却液进行降温，所述散热器(70)设置在所述冷却液壶(10)和所述电机(60)之间。
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