CN111430845B

CN111430845B - 一种电池包热管理方法、装置、存储介质及电子设备

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Publication number: CN111430845B
Application number: CN202010200867.7A
Authority: CN
Inventors: 王芳芳; 霍艳红; 陈玉星; 翟一明; 岳翔; 张俊杰; 张鲁宁; 王路; 周放; 刘刚; 邬学建; 潘福中; 赵弋峰
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Liankong Technologies Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Liankong Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2023-08-11
Anticipated expiration: 2040-03-20
Also published as: CN111430845A

Abstract

本发明公开一种电池包热管理方法、装置、存储介质及电子设备，包括：获取电池包的当前温度和电池包的工作状态信息；根据当前温度和工作状态信息确定出电池包的最大工作功率信息；将最大工作功率信息、当前温度和工作状态信息输入电池模型组件中，以得到电池包的发热温度；判断所述发热温度与所述当前温度的和值是否小于预设第一温度阈值；若发热温度与当前温度的和值小于预设第一温度阈值，则根据发热温度确定出电池包加热所需的能量，并开启加热组件，以使得加热组件根据加热所需的能量对电池包进行加热。此技术方案考虑了内阻的发热温度，得出的所需加热或冷却能量会更准确，进而节约能源。

Description

一种电池包热管理方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本发明涉及一种电池包热管理领域，特别涉及一种电池包热管理方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

电动汽车使用动力电池组驱动电机运行，现有技术中，电池组多采用锂电池作为电源。锂电池在充电和放电过程中会产生发热现象。如果产生的热量不能及时散到外界环境中或在电池内部累积，将会使电池温度升高，降低电池的性能，甚至会引起热失控。

电池本身有特定的适宜工作温度。温度过高或者过低，都会对电池的性能、使用寿命、安全性能等产生影响。目前使用热管理系统将电池包温度控制在需求范围之内。

电池的冷却和加热需要消耗能量。现有技术中，计算能量的方法，主要采用公式：C*m*ΔT。其中C为电池包的比热容，m为模组的质量，ΔT为电池包的温度变化。ΔT一般为当前电池包温度和目标电池包温度的差值。目标电池包温度采用的电池包一般性能下的适宜工作温度。但现有技术中仅基于一个温度点作为目标温度计算电池冷却和加热所需能量，将会导致能量分配不合理，从而增加能耗。

因此，亟需提供一种电池包热管理方法的技术方案，能够在保证电池在适宜工作温度下工作的前提下，降低热管理装置的能量损耗。

发明内容

本发明提供电池包热管理方法及装置，本发明的技术方案采用不同荷电状态(SOC，State of Charge)、不同充放电工况及不同环境温度来计算电池所需的加热或者冷却能量。根据不同的功率合理分配电池的加热能量或者冷却能量，使能量充分利用并达到理想的效果。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种电池包热管理方法，包括：

获取电池包的当前温度和电池包的工作状态信息；

根据所述当前温度和所述工作状态信息确定出电池包的最大工作功率信息；

将所述最大工作功率信息、所述当前温度和所述工作状态信息输入电池模型组件中，以得到所述电池包的发热温度；

判断所述发热温度与所述当前温度的和值是否小于预设第一温度阈值；

若所述发热温度与所述当前温度的和值小于预设第一温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包加热所需的能量，并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热。

进一步地、所述电池包包括多组串联的电池组：

所述获取电池包的当前温度，包括：

获取所述电池包中电池组的最低温度信息和所述电池包中电池组的最高温度信息；

所述当前温度通过所述最高温度信息和所述最低温度信息的加权平均来确定。

进一步地、还包括：

若所述发热温度与所述当前温度的和值大于预设第一温度阈值，则判断所述发热温度与所述当前温度的和值是否大于预设第二温度阈值；

若所述发热温度与所述当前温度的和值大于所述预设第二温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包冷却所需的能量，并开启冷却组件，以使得所述冷却组件根据所述冷却所需的能量对所述电池包进行冷却。

进一步地、所述根据所述发热温度确定出所述电池包冷却所需的能量，包括:

所述电池包冷却所需的能量通过所述预设第二温度阈值、所述当前温度和所述发热温度的加权平均来确定。

进一步地、所述电池模型组件被设置为按照下述方式建立：

获取多组电池包的状态信息，所述电池包的状态信息包括：工作状态信息、当前温度和与所述工作状态信息及所述当前温度对应的最大工作功率信息，其中，所述工作状态信息包括：荷电状态信息、充电状态信息和放电状态信息；

建立所述电池模型组件，其中，所述电池模型组件中包括多个模型参数；

将所述电池包的状态信息中的参数特征作为所述电池模型组件的输入数据，将所述电池包的状态信息对应的发热温度作为所述电池模型组件的输出数据，调整所述电池模型组件的所述模型参数，直至所述电池模型组件达到预设要求。

进一步地、所述并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热，包括：

获取冷却液温度信息；

根据所述冷却液温度信息和所述电池包加热所需的能量控制所述加热组件开启并加热，以使得所述加热组件通过加热冷却液进而加热所述电池包。

另一方面本发明提供一种电池包热管理方法的装置，包括:

信息获取模块，用于获取电池包的当前温度和电池包的工作状态信息；

最大工作功率信息确定模块，用于根据所述当前温度和所述工作状态信息确定出电池包的最大工作功率信息；

发热温度确定模块，用于将所述最大工作功率信息、所述当前温度和所述工作状态信息输入电池模型组件中，以得到所述电池包的发热温度；

第一判断模块，用于判断所述发热温度与所述当前温度的和值是否小于预设第一温度阈值；

加热模块，用于若所述发热温度与所述当前温度的和值小于预设第一温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包加热所需的能量，并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热。

进一步地、还包括：

第二判断模块，用于若所述发热温度与所述当前温度的和值大于预设第一温度阈值，则判断所述发热温度与所述当前温度的和值是否大于预设第二温度阈值；

冷却模块，用于若所述发热温度与所述当前温度的和值大于所述预设第二温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包冷却所需的能量，并开启冷却组件，以使得所述冷却组件根据所述冷却所需的能量对所述电池包进行冷却。

另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如上述所述的电池包热管理方法的步骤。

另一方面，本发明提供一种电池包热管理方法的电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的电池包热管理方法的步骤。

另一方面，本发明一种汽车，所述汽车设置电池加热系统，所述电池加热系统能实现如上述任一项所述的电池包热管理方法。

采用上述技术方案，本发明所述的一种电池包热管理方法及装置具有如下有益效果：

1)放电工况下，根据当前电池包温度、当前SOC和放电功率map表计算电池的发热温度。

此技术方案能够准确的估计电池包温度的变化趋势和变化区间，根据计算的结果设置目标温度，计算电池包加热或者冷却所需能量。此技术方案计算结果准确，同时消除了温度的滞后性。

2)充电工况下，根据当前的电池包温度、当前SOC和充电桩的充电功率计算电池的发热温度。根据电池包的温度变化特性曲线判断电池包的变化范围。根据电池发热温度和电池包的温度范围计算电池冷却或者加热到最佳电池包温度所需能量。

此技术方案能够根据放电功率实时计算所需加热或者冷却的能量，保证计算的所需能量根据具体情况实时计算。此技术方案计算结果准确，同时消除了温度的滞后性。

3)创建电池模型，计算电池的发热温度。此模型考虑电池的欧姆内阻和极化内阻产生的热量。

此技术方案考虑了内阻的发热温度，如果内阻过大将会产生大量的焦耳热引起电池温度升高，从而导致电池工作电压降低，放电时间缩短，对电池性能、寿命等造成严重影响。考虑内阻的发热温度，得出的所需能量会更准确。

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为本发明实施例提供的一种电池包热管理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种电池包热管理方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种电池包热管理方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种电池包热管理方法的装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种电池包热管理方法的装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供一种电池包热管理方法的电子设备的结构图。

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，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种电池包热管理方法的流程图；如图1所示，一种电池包热管理方法，包括：

S102、获取电池包的当前温度和电池包的工作状态信息；

具体地、电池包的当前温度可以侧面反映当前时刻电池包的温度；电池包的工作状态信息可以侧面反映电池包的工作状态，其中电池包的工作状态信息可以至少包括：荷电状态信息、充电状态信息和放电状态信息。其中，电池包可以是设置在车辆上的供电单元，电池包可以包括多组串联的电池组，每组电池组可以由多节串联的单体电池组成。需要说明的是单体电池的工作参数在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

在一些可能的实施例中，所述获取电池包的当前温度，包括：

具体地、电池包的最低温度信息和最高温度信息可以是通过与每组电池组对应连接的电流电压传感器(CVS，current voltage sensor)测量。并将测量的最高温度信息和最低温度信息发送给控制单元。

具体地、控制单元接收到最高温度信息和最低温度信息后，通过加权平均可以确定当前温度。

示例地、当电池包包括五组电池组时，第一电池组的温度为20摄氏度，第二电池组的温度为16摄氏度，第三电池组的温度为16摄氏度，第四电池组的温度为18摄氏度，第五电池组的温度为15摄氏度，控制单元会将第一电池组的温度和第五电池组的温度求和之后平均，确定出当前温度为17.5摄氏度。当然控制单元也可以将五组电池组的温度求和之后平均，确定出当前温度为17摄氏度。

通过获取最低温度信息和最高温度信息能够准确的反应电池包的当前温度，避免由于某个电池组故障造成识别的电池包温度检测偏差过大，提高确定电池包温度的准确性。

S104、根据所述当前温度和所述工作状态信息确定出电池包的最大工作功率信息；

具体地、最大工作功率信息可以包括：最大放电功率和最大充电功率。

a)当电池包处于放电状态下，可以根据功率map表读取在当前温度和当前SOC下的最大放电功率，并计算最大放电功率产生的热量，计算电芯的温度的变化；

b)当电池包处于充电状态下，根据充电桩功率和当前的充电功率，计算电芯的产热量，计算电芯温度的变化。

S106、将所述最大工作功率信息、所述当前温度和所述工作状态信息输入电池模型组件中，以得到所述电池包的发热温度；

具体地、所述电池模型组件被设置为按照下述方式建立：

具体地、在放电状态下，获取多组电池包的状态信息，然后构建坐标系，以横坐标为电芯温度，纵坐标左为最大放电功率，纵坐标右为电池包产热量，按照电池包的状态信息在坐标系进行描点，并将多种电池包的状态信息在坐标系中的图像进行拟合，以获得电池包的发热温度曲线及发热功率。

在充电状态下，获取多组电池包的状态信息，然后构建坐标系，横坐标为电芯温度，纵坐标左为最大充电功率，纵坐标右为电芯产热量的曲线图，按照电池包的状态信息在坐标系进行描点，并将多种电池包的状态信息在坐标系中的图像进行拟合，以获得电池包的发热温度曲线及发热功率。

创建电池模型，计算电池的发热温度。此模型考虑电池的欧姆内阻和极化内阻产生的热量。

S108、判断所述发热温度与所述当前温度的和值是否小于预设第一温度阈值；

具体地、其中，所述发热温度与所述当前温度的和值可以正面反应出电池包的温度变化。需要说明的是，预设第一温度阈值在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。预设第一温度阈值也可以是根据电池包的当前温度和电池包的工作状态信息确定的。

S110、若所述发热温度与所述当前温度的和值小于预设第一温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包加热所需的能量，并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热。

具体地、当发热温度与当前温度的和值小于预设第一温度阈值时，电池包加热所需的能量可以根据发热温度、当前温度和预设第一温度阈值确定。

示例地、电池包加热所需的能量＝(预设第一温度阈值-当前温度)*电池包的比热容*电池包的质量-发热温度。

在一些可能的实施例中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的另一种电池包热管理方法的流程图，所述确定电池包的当前温度，之后还包括：

判断所述当前温度是否小于所述预设第一温度阈值；

若所述当前温度小于预设第一温度阈值，则开启加热组件，以使得所述加热组件加热所述电池包至所述预设第一温度阈值以上所述预设第二温度阈值以下；

若所述当前温度大于预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第二温度阈值；

若所述当前温度大于所述预设第二温度阈值，则开启冷却组件，以使得所述冷却组件冷却所述电池包至所述预设第二温度阈值以下所述预设第一温度阈值以上。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热，包括：

获取冷却液温度信息；

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，如图3所示，图3为本发明实施例提供的又一种电池包热管理方法的流程图，还包括：

具体地、当发热温度与当前温度的和值大于预设第二温度阈值时，可以确定当前电池包的工作温度过高，电池包冷却所需的能量可以根据发热温度、当前温度和预设第二温度阈值确定，并控制冷却组件根据电池包冷却所需的能量对电池包进行冷却，以使得电池包在适宜的工作温度下工作。

通过计算电池包冷却所需的能量能够准确控制电池包在适宜的温度下工作，并提高能量利用效率，避免冷却组件冷却过度或不精准冷却造成电池包的工作效率降低。

相应的，本发明实施例提供了一种电池包热管理方法的装置，图4为本发明实施例提供的一种电池包热管理方法的装置结构示意图，如图4所示，所述装置可以包括：

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述信息获取模块具体用于，

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，如图5所示，图5为本发明实施例提供的又一种电池包热管理方法的装置结构示意图，所述装置还包括：

所述的装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思。在此不再一一赘述。

相应的，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现前述所述的电池包热管理方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种电池包热管理方法的电子设备，图6为本发明实施例提供一种电池包热管理方法的电子设备的结构图，如图6所示，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的一种电池包热管理方法的步骤。

另一方面，本发明实施例提供了一种汽车，所述汽车设置电池加热系统，所述电池加热系统能实现上述任一项所述的电池包热管理方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参加即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参加方法实施例的部分说明即可。

本说明书实施例并不局限于必须是符合行业通信标准、标准计算机数据处理和数据存储规则或本说明书一个或多个实施例所描述的情况。某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、存储、判断、处理方式等获取的实施例，仍然可以属于本说明书实施例的可选实施方案范围之内。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电池包热管理方法，其特征在于，包括：

获取电池包的当前温度和电池包的工作状态信息；

将所述最大工作功率信息、所述当前温度和所述工作状态信息输入电池模型组件中，以得到所述电池包的发热温度；所述电池模型组件被设置为按照下述方式建立：

获取多组电池包的状态信息，所述电池包的状态信息包括：所述工作状态信息、所述当前温度和与所述工作状态信息及所述当前温度对应的最大工作功率信息，其中，所述工作状态信息包括：荷电状态信息、充电状态信息和放电状态信息；

将所述电池包的状态信息中的参数特征作为所述电池模型组件的输入数据，将所述电池包的状态信息对应的发热温度作为所述电池模型组件的输出数据，调整所述电池模型组件的所述模型参数，直至所述电池模型组件达到预设要求；

若所述发热温度与所述当前温度的和值小于预设第一温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包加热所需的能量，并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热；所述电池包加热所需的能量根据所述发热温度、所述当前温度和所述预设第一温度阈值确定；

2.根据权利要求1所述的电池包热管理方法，其特征在于，所述电池包包括多组串联的电池组：

所述获取电池包的当前温度，包括：

3.根据权利要求1所述的电池包热管理方法，其特征在于，所述根据所述发热温度确定出所述电池包冷却所需的能量，包括:

4.根据权利要求1所述的电池包热管理方法，其特征在于，所述并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热，包括：

获取冷却液温度信息；

5.一种电池包热管理方法的装置，其特征在于，包括:

发热温度确定模块，用于将所述最大工作功率信息、所述当前温度和所述工作状态信息输入电池模型组件中，以得到所述电池包的发热温度；所述电池模型组件被设置为按照下述方式建立：

加热模块，用于若所述发热温度与所述当前温度的和值小于预设第一温度阈值，则根据所述发热温度确定出所述电池包加热所需的能量，并开启加热组件，以使得所述加热组件根据所述加热所需的能量对所述电池包进行加热；所述电池包加热所需的能量根据所述发热温度、所述当前温度和所述预设第一温度阈值确定；

6.根据权利要求5所述电池包热管理方法的装置，其特征在于，还包括：

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如权利要求1-4任意一项所述的电池包热管理方法的步骤。

8.一种电池包热管理方法的电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4任意一项所述的电池包热管理方法的步骤。