CN112519635A - 一种电池热管理的控制方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池热管理的控制方法，包括基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求；在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到所述电池的控制参数；输出所述控制参数与电池热管理系统的运行时间至所述电池热管理系统以使所述电池热管理系统在所述运行时间内根据所述控制参数执行相应的操作。该方法能够有效降低电池温度波动过大的几率，提高电池温度的控制精度，降低热管理的能耗。本申请还公开了一种电池热管理的控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

Description

一种电池热管理的控制方法及相关装置

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池热管理的控制方法；还涉及一种电池热管理的控制装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

锂电池作为新能源被越来越广泛的应用，而电池的应用环境温度直接影响其性能、寿命以及耐久性，因此，如何高效的保障电池内的各个单电池均在合理的工作范围内已成为电池广泛应用的关键问题。此外，随着电池应用的拓展，使用功率也不断增大，且常用风冷或液冷来进行冷却，而风冷或者液冷需要消耗电池本身的电量来驱动，从而影响电池的可使用电量。

高温时，目前常采用的控制方法是基于电池温度来判断是否启动热管理系统对电池进行热控制，控制方式是简单的电池温度超过某一设定值时热控制系统对动力电池进行降温，到设定停止值时，热管理系统停止工作。使得电池的温度波动通常较大，热管理系统功率也没匹配到电池实际需求的散热量，造成能量浪费，极大压缩电池的可用电量。

例如，中国专利申请201810984556.7公开的一种动力热管理设备的控制方法，该方法在电池温度达到启动设定值，散热系统才开始工作，电池会由于有比热容的存在，温度不会立刻下降，而是继续升高再下降，导致温度控制的比较粗糙；且通过冷却系数来调节水泵流量的前提是先计算热耗趋势，此时电池的温度变化趋势已形成，散热系统是滞后于电池温度变化的，并不能很好的控制电池温度；此外，对于热耗趋势的匹配只有水泵流量，制冷或加热模块功率不受控制，而热管理系统最大功耗来源于制冷或加热模块，此控制方式没法做到高能效。再如，中国专利申请201710771219.5公开的一种电动汽车电池包热管理及温度均匀控制方法，由于空气的比热容小，风冷在电池大倍率电流工作时，很难控制电池的温升的合理的范围；且对于散热的匹配只有空气流量，进口温度不受控制，如果使用自然风，则在环境温度较高的情况，散热效果很弱；此外，如果使用空调风，则空调功耗不受控，该控制方法没法做到高能效。

有鉴于此，如何降低电池温度波动过大的几率，提高电池温度的控制精度，降低热管理的能耗已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电池热管理的控制方法，能够有效降低电池温度波动过大的几率，提高电池温度的控制精度，降低热管理的能耗；本申请的另一目的是提供一种能够解决上述技术问题的电池热管理的控制装置、设备以及计算机可读存储介质。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电池热管理的控制方法，包括：

基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求；

在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到所述电池的控制参数；

输出所述控制参数与电池热管理系统的运行时间至所述电池热管理系统以使所述电池热管理系统在所述运行时间内根据所述控制参数执行相应的操作。

可选的，所述“基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求”包括：

根据所述电池的电池温度与第一预设温度阈值的关系以及在所述预设时长后所述电池温度与第二预设温度阈值的关系，确定所述电池的热需求；其中，所述第一预设温度阈值低于所述第二预设温度阈值。

可选的，若所述电池的电池温度低于所述第一预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为加热；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

根据p_加热＝(Q_{电池加热+}Q_介质加热)/Δt

Q_电池加热＝k₁*C_电池*M_电池(T₁-T_电池)

Q_介质加热＝k₂*C_介质*M_介质(T_预设-T_电池)

计算得到加热器功率，并设定水泵流速最大以及散热系统关闭；

其中：p_加热为加热器功率，Q_电池加热为将电池加热到所述第一预设温度阈值以上的热量，Q_介质加热为将加热介质温度提升到预设加热工作温度的热量，Δt为当前时间与车辆启动时间的时间差，k₁、k₂为修正系数，C_电池为电池比热容，C_介质为介质比热容，M_电池为电池质量，M_介质为介质质量，T₁为所述第一预设温度阈值，T_预设为预设的温度值且大于所述第一预设温度阈值。

可选的，若所述电池的电池温度高于所述第一预设温度阈值，且在所述预设时长后所述电池温度低于所述第一预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为辅助加热；

其中，所述预设时长后的所述电池的电池温度根据

迭代计算得到，n从1取值至所述预设时长，且当n取至所述预设时长时，T_电池Δt为所述预设时长后所述电池的电池温度，Δt为所述预设时长，P_电池为电池发热功率，h_空气为电池热量扩散到环境空气中的综合换热系数，A_空气为电池热量扩散到环境空气中的综合换热面积，T_空气为车外环境温度，t为行车持续时间或充电持续时间；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

根据p_加热＝(Q_{电池加热Δt+}Q_介质加热)/Δt

Q_{电池加热Δt}＝k₃*C_电池*M_电池*ΔT_电池

Q_介质加热＝k₄*C_介质*M_介质(T_预设-T_电池)

计算得到加热器功率，并设定水泵流速最大以及散热系统关闭；其中：k₃、k₄为修正系数，ΔT_电池为所述第一预设温度阈值与预设时长后所述电池的电池温度的差值，Q_{电池加热Δt}为将电池升温ΔT_电池的热量。

可选的，若所述电池的电池温度高于所述第一预设温度阈值，且在所述预设时长后所述电池温度高于所述第一预设温度阈值且低于第二预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为空气散热；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

设定主动散热系统关闭、水泵关闭以及加热关闭。

可选的，若所述电池的电池温度高于所述第一预设温度阈值，且在所述预设时长后所述电池温度高于所述第二预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为主动散热；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

若当所述水泵流速最大时，在所述预设时长后所述电池的电池温度小于第二预设温度阈值，则根据

计算得到当所述预设时长后的所述电池的电池温度为所述第二温度阈值时电池热量传导到工作介质的综合换热系数，根据所述电池热量传导到工作介质的综合换热系数得到所述水泵流速，并设定散热系统关闭、加热关闭；

若当所述水泵流速为最大时，在所述预设时长后所述电池的电池温度大于所述第二预设温度阈值，则根据

p_散热＝(Q_{电池降温Δt+}Q_介质降温)/Δt

Q_{电池降温Δt}＝k₅*C_电池*M_电池*ΔT_电池

Q_介质降温＝k₆*C_介质*M_介质(T_介质Δt-T_介质)

计算得到当所述预设时长后的所述电池的电池温度为所述第二温度阈值时散热功率，并设定所述水泵流速为最大，加热关闭；其中：n从1取值至所述预设时长，p_散热为所述散热功率，Q_{电池降温Δt}为将电池降温ΔT_电池的冷量，Q_介质降温为将介质温度降温至T_介质Δt所需的冷量，k₅、k₆为修正系数，T₂为所述第二预设温度阈值，T_介质为冷却介质温度，T_介质Δt为所述预设时长后冷却介质的温度。

可选的，还包括：

判断所述电池的电池工况是否发生突变；

若所述电池的电池工况发生突变，则重新执行如上所述的各个步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电池热管理的控制装置，包括：

预测模块，用于基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求；

计算模块，用于在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到所述电池的控制参数；

输出模块，用于输出所述控制参数与运行时间至电池热管理系统以使所述电池热管理系统在所述运行时间内根据所述控制参数执行相应的操作。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电池热管理的控制设备，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所述的电池热管理的控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的电池热管理的控制方法的步骤。

本申请所提供的电池热管理的控制方法，包括基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求；在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到所述电池的控制参数；输出所述控制参数与电池热管理系统的运行时间至所述电池热管理系统以使所述电池热管理系统在所述运行时间内根据所述控制参数执行相应的操作。

可见，本申请所提供的电池热管理的控制方法，提前预测电池的温度变化，基于电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值确定电池的热需求，提前对电池进行温度管控，避免以温度为控制驱动的被动方式带来的电池温度控制之后，热管理滞后于电池温度变化带来的温度变化幅度大。并且精准匹配电池的热需求，以最节能的方式精准控温，减少用于热管理的能量；运行时间和计算出的热需求，用于热管理设备的运行输入，在满足热需求和运行时间的前提下，热管理设备更多的运行在舒适区间，提升热管理能效，提高热管理设备的使用寿命。

本申请所提供的电池热管理的控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种电池热管理的控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种电池热管理系统的示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种电池热管理的控制装置的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种电池热管理的控制方法，能够有效降低电池温度波动过大的几率，提高电池温度的控制精度，降低热管理的能耗；本申请的另一核心是提供一种能够解决上述技术问题的电池热管理的控制装置、设备以及计算机可读存储介质。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，电池热管理的控制方法都是被动控制，即当电池温度达到启动温度时开启热管理系统，当电池温度低于设置的停止温度后，关闭热管理系统。没有提前对电池温度进行预判，导致电池由于热惯性超过启动温度，或者需要将启动温度设的较低，造成电池波动范围大和热管理系统能耗的浪费；也没有对电池的发热功率进行计算，导致热管理系统无法对电池进行精准、高效的温度控制；同时，可调节的参数仅限于冷却介质流量，对冷却介质温控没法管控，而热管理能耗最大就是外部供冷系统。电池温度不能精准的控制，而且热管理系统的能耗居高不下，影响电池工作和可用电量。为此，本申请提供给了一种电池热管理的控制方法，以解决上述技术问题。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电池热管理的控制方法的流程示意图；参考图1所示，该方法包括：

S101：基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定电池的热需求；

S102：在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数；

具体的，本步骤旨在基于读取的电池参数、行车规划等对电池的温度变化进行预测以及确定电池的热需求。可以理解的是，在一种实施方式中，在步骤S101之前，还可以包括如下步骤：读取电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值。具体而言，可从整车控制系统或者电池管理系统读取电池参数，可以包括电池温度、车外环境温度、冷却介质温度、电池的荷电状态、健康状态、工作电流等。此外，可从整车控制系统或电池管理系统读取行车规划、充电策略以及预设温度阈值。其中，行车规划可以包括行车速度、电池充/放电发热功率以及车辆行驶的持续时间。具体可通过大数据收集用户的使用习惯、行车路线等而预测得到的车辆的行车速度，并计算得到电池充/放电发热功率以及车辆行驶的持续时间。或者通过物联网、AI人工智能计算得到车辆的导航规划，结合道路信息预测出车辆的行车速度，并计算得到电池充/放电发热功率以及车辆行驶的持续时间。此外，电池的充电策略可以包括电池在不同状态下的充电电流，发热功率以及电池充电的持续时间。进一步，预设温度阈值包括初始电池加热阈值与主动散热开启阈值。且预设温度阈值与电池的健康状态相关，对应于不同的健康状态，电池的充放电性能、衰减速率也会不同。通常，健康状态值越小，电池的性能越差，发热量越大、失效的可能性越大，其舒适的运行温度区间越小，可从初始的15℃～35℃变化为28～33。

进一步，在读取电池参数、行车规划等的基础上，基于电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定电池的热需求。

在一种具体的实施方式中，上述基于电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定电池的热需求可以包括根据电池的电池温度与第一预设温度阈值的关系以及在预设时长后电池温度与第二预设温度阈值的关系，确定电池的热需求；第一预设温度阈值低于第二预设温度阈值。

其中，若电池的电池温度低于第一预设温度阈值，则确定电池的热需求为加热；

对应的，在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数包括根据p_加热＝(Q_{电池加热+}Q_介质加热)/Δt，Q_电池加热＝k₁*C_电池*M_电池(T₁-T_电池)以及Q_介质加热＝k₂*C_介质*M_介质(T_预设-T_电池)计算得到加热器功率，并设定水泵流速最大以及散热系统关闭；其中，p_加热为加热器功率，Q_电池加热为将电池加热到第一预设温度阈值以上的热量，Q_介质加热为将加热介质温度提升到预设加热工作温度的热量，Δt为当前时间与车辆启动时间的时间差，k₁、k₂为修正系数，C_电池为电池比热容，C_介质为介质比热容，M_电池为电池质量，M_介质为介质质量，T₁为第一预设温度阈值，T_预设为预设的温度值且大于第一预设温度阈值。

具体的，第一预设温度阈值即上文所述的初始电池加热阈值，当电池温度低于此第一预设温度阈值时，表明电池的温度过低，电池需要加热到可使用的温度，以避免低温充放电产生热失控，故此时确定电池的热需求为加热。另外，根据实际测试某动力电池的低温特性可知，在电池温度低于5℃时，其可用电量低于总电量的90％。在低温加速老化的测试中，在5℃以下，每降低1℃，电池不可恢复容量衰减至少降低1％。因此，可将第一预设温度阈值设置为5℃，即以5℃作为初始电池加热阈值。当然，对于上述第一预设温度阈值的具体数值，本申请不做唯一限定，可以根据实际情况进行差异性设置。在确定电池的热需求为加热的基础上，进一步，根据上述各式计算得到所需的加热功率。同时为保障加速速率与加热温差，设定水泵流速为最大，即水泵流速等于加热介质流速，以及散热系统关闭。

此外，若电池温度高于第一预设温度阈值，且在预设时长后电池温度低于第一预设温度阈值，则确定电池的热需求为辅助加热；其中，预设时长后电池的电池温度根据

迭代计算得到，n从1取值至预设时长，且当n取至预设时长时，T_电池Δt为预设时长后电池的电池温度，Δt为预设时长，P_电池为电池发热功率，h_空气为电池热量扩散到环境空气中的综合换热系数，A_空气为电池热量扩散到环境空气中的综合换热面积，T_空气为车外环境温度，t为行车持续时间或充电持续时间；

对应的，在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数包括根据p_加热＝(Q_{电池加热Δt+}Q_介质加热)/Δt、Q_{电池加热Δt}＝k₃*C_电池*M_电池*ΔT_电池、Q_介质加热＝k₄*C_介质*M_介质(T_预设-T_电池)计算得到加热器功率，并设定水泵流速最大以及散热系统关闭；其中，k₃、k₄为修正系数，ΔT_电池为第一预设温度阈值与预设时长后电池的电池温度的差值，Q_{电池加热Δt}为将电池升温ΔT_电池的热量。

具体的，当电池温度高于第一预设温度阈值，且在预设时长后电池温度低于第一预设温度阈值，即在预设时长内电池的发热量小于电池传到环境空气中的热量，电池温度下降，并在预设时长后电池温度低于第一预设温度阈值。此时，确定电池的热需求为辅助加热。其中，上述预设时长小于车辆行驶的持续时间或者电池充电的持续时间，且通常，在车辆行驶的情况下，预设时长可设置为30分钟，在电池充电的情况下，预设时长可设置为5分钟。进一步，在确定热需求为辅助加热的基础上，根据上述各式计算得到加热器功率，并且设定水泵流速最大以及散热系统关闭。上式中，P_电池为电池发热功率，且电池发热功率与电池的荷电状态、电池温度以及充电电流相关，具体可预先基于实验拟合得到电池发热功率与荷电状态、电池温度以及充放电电流的函数，进而基于此函数得到电池发热功率。且当n取值为1时，T_电池n-1即为当前的电池温度。同样，本实施例中，预设时长后电池的电池温度根据

迭代计算得到。

另外，若电池温度高于第一预设温度阈值，且在预设时长后电池温度高于第一预设温度阈值且低于第二预设温度阈值，则确定电池的热需求为空气散热；对应的，在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数包括设定主动散热系统关闭、水泵关闭以及加热关闭。

具体的，第二预设温度阈值即上文所述的主动散热开启阈值。若电池温度高于第一预设温度阈值，且预设时长后，电池温度高于第一预设温度阈值且低于第二预设温度阈值，则表明在预设时长内电池发热量大于电池传到空气中的热量，电池温度上升，但低于第二预设温度阈值即低于主动散热开启阈值，故确定电池的热需求为空气散热，以维持电池温度在第一预设温度阈值与第二预设温度阈值之间。因此，输出散热系统关闭、水泵关闭以及加热关闭。同样，本实施例中，预设时长后电池的电池温度根据

迭代计算得到。

进一步，若电池温度高于第一预设温度阈值，且在预设时长后电池温度高于第二预设温度阈值，则确定电池的热需求为主动散热；

对应的，在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数包括若当水泵流速最大时，在预设时长后电池的电池温度小于第二预设温度阈值，则根据

计算得到当预设时长后电池的电池温度为第二温度阈值时电池热量传导到工作介质中的综合换热系数，根据电池热量传导到工作介质中的综合换热系数得到水泵流速，并设定散热系统关闭、加热关闭；若当水泵流速为最大时，在预设时长后电池的电池温度大于第二预设温度阈值，则根据

p_散热＝(Q_{电池降温Δt+}Q_介质降温)/Δt

Q_{电池降温Δt}＝k₅*C_电池*M_电池*ΔT_电池

Q_介质降温＝k₆*C_介质*M_介质(T_介质Δt-T_介质)

计算得到当预设时长后电池的电池温度为第二温度阈值时散热功率，并设定水泵流速为最大，加热关闭；其中，n从1取值至预设时长，p_散热为散热功率，Q_{电池降温Δt}为将电池降温ΔT_电池的冷量，Q_介质降温为将介质温度降温至T_介质Δt所需的冷量，k₅、k₆为修正系数，T₂为第二预设温度阈值，T_介质为冷却介质温度，T_介质Δt为所述预设时长后冷却介质的温度。

具体的，若电池温度高于第一预设温度阈值，并且在预设时长内电池发热量大于电池传到空气中的热量，电池温度上升，在预设时长后电池温度高于第二预设温度阈值，则确定电池的热需求为主动散热。同样，本实施例中，预设时长后电池的电池温度根据

迭代计算得到。

若当水泵流速为最大时，预设时长后的电池温度低于第二预设温度阈值，即用温度为T_介质时的冷却介质进行散热能够控制电池温度在预设时长后不超过第二预设温度阈值，则不需开启散热系统。进而，根据上述计算h_介质的公式计算得到当预设时长后电池的电池温度为第二温度阈值时电池热量传导到工作介质的综合换热系数，并进一步根据计算得到电池热量传导到工作介质中的综合换热系数得到水泵流速。其中，可通过实际测试水泵流速与电池热量传导到工作介质的综合换热系数而得到二者之间的拟合函数，以基于此拟合函数得到对应的水泵流速。

若当冷却介质的流速为最大时，预设时长后的电池温度大于第二预设温度阈值，即用温度为T_介质时的冷却介质进行散热能够控制电池温度在预设时长后超过第二预设温度阈值，则需要开启散热系统。进而，根据上述计算散热功率的公式而迭代计算得到当预设时长后电池的电池温度为第二温度阈值时散热功率，设定水泵流速为最大，并输出散热功率、水泵流速以及加热关闭。

此外，针对当冷却介质的流速为最大时，预设时长后的电池温度大于第二预设温度阈值的工况，此时需要开启制冷设备，如压缩机与风扇，且制冷设备的额定工况能效最高，即如果散热功率大于额定功率，则制冷设备的运行功率为散热功率，如果散热功率小于额定功率，则制冷设备的运行功率为额定功率。

进一步，在一种具体的实施方式中，该电池热管理的控制方法还可以包括如下步骤：

步骤S201：判断电池的电池工况是否发生突变；若电池的电池工况发生突变，则进入步骤S202，否则，重新执行本步骤S201；可以理解的是，本步骤S201系在读取了相关数据，例如以下数据中的一种或多种之后进行的判断：电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值。

步骤S202：则重新执行步骤S101至S103的步骤。

具体可以在步骤S101、步骤S102以及步骤S103执行的同时同步进行上述判断电池的电池工况是否发生突变的步骤(即，步骤S201)。也可以在步骤S101-S103中任意一步骤之前或之后执行上述判断电池的电池工况是否发生突变(即，步骤S201)。

具体的，为避免电池工况突变带来的误动作，本实施例中还判断电池的电池工况是否发生突变，例如，判断行驶参数的变化是否超过20％，如行车速度的变化是否超过20％；电池温度变化是否大于2℃，水温变化是否大于3等。一旦其中的任意一种或几种情况同时发生，则重新执行步骤S101至S103的步骤，以提高控制逻辑的鲁棒性。

S103：输出控制参数与电池热管理的运行时间至电池热管理系统以使电池热管理系统在运行时间内根据控制参数执行相应的操作。

具体的，在所确定的热需求下计算得到预设时长内电池的控制参数后，将此控制参数与电池热管理系统的运行时间(数值上等于预设时长)输出至电池热管理系统(参考图2所示)以使电池热管理系统在此运行时间内根据控制参数进行相应的操作。

综上所述，本申请所提供的电池热管理方法，提前预测电池的温度变化，基于电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值确定电池的热需求，提前对电池进行温度管控，避免以温度为控制驱动的被动方式带来的电池温度控制之后，热管理滞后于电池温度变化带来的温度变化幅度大。并且精准匹配电池的热需求，以最节能的方式精准控温，减少用于热管理的能量；运行时间和计算出的热需求，用于热管理设备的运行输入，在满足热需求和运行时间的前提下，热管理设备更多的运行在舒适区间，提升热管理能效，提高热管理设备的使用寿命。

本申请还提供了一种电池热管理的控制装置，下文描述的该装置可以与上文描述的方法相互对应参照。请参考图3所示，该装置包括：

预测模块10，用于基于电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定电池的热需求；

计算模块20，用于在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数；

输出模块30，用于输出控制参数与运行时间至电池热管理系统以使电池热管理系统在运行时间内根据控制参数执行相应的操作。

在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，还包括：

判断模块，用于判断电池的电池工况是否发生突变；若电池的电池工况发生突变，则读取模块10、预测模块20以及计算模块30重新相应的操作。

在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，还包括：

读取模块，用于读取电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值。

本申请还提供了一种电池热管理的控制设备，包括：存储器与处理器；其中，存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行该计算机程序时实现如下的步骤：

基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定电池的热需求；在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数；输出控制参数与运行时间至电池热管理系统以使电池热管理系统在运行时间内根据控制参数执行相应的操作。

对于本申请所提供的设备的介绍请参照上述方法的实施例，本申请在此不做赘述。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下的步骤：

基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定电池的热需求；在热需求下，基于电池参数、行车规划、充电策略计算得到电池的控制参数；输出控制参数与运行时间至电池热管理系统以使电池热管理系统在运行时间内根据控制参数执行相应的操作。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本发明所提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备以及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦写可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的电池热管理的控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池热管理的控制方法，其特征在于，包括：

基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求；

在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到所述电池的控制参数；

输出所述控制参数与电池热管理系统的运行时间至所述电池热管理系统以使所述电池热管理系统在所述运行时间内根据所述控制参数执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的电池热管理的控制方法，其特征在于，所述“基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求”包括：

根据所述电池的电池温度与第一预设温度阈值的关系以及在所述预设时长后所述电池温度与第二预设温度阈值的关系，确定所述电池的热需求；其中，所述第一预设温度阈值低于所述第二预设温度阈值。

3.根据权利要求2所述的电池热管理的控制方法，其特征在于，若所述电池的电池温度低于所述第一预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为加热；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

根据p_加热＝(Q_{电池加热+}Q_介质加热)/Δt

Q_电池加热＝k₁*C_电池*M_电池(T₁-T_电池)

Q_介质加热＝k₂*C_介质*M_介质(T_预设-T_电池)

计算得到加热器功率，并设定水泵流速最大以及散热系统关闭；

其中：p_加热为加热器功率，Q_电池加热为将电池加热到所述第一预设温度阈值以上的热量，Q_介质加热为将加热介质温度提升到预设加热工作温度的热量，Δt为当前时间与车辆启动时间的时间差，k₁、k₂为修正系数，C_电池为电池比热容，C_介质为介质比热容，M_电池为电池质量，M_介质为介质质量，T₁为所述第一预设温度阈值，T_预设为预设的温度值且大于所述第一预设温度阈值。

4.根据权利要求2所述的电池热管理的控制方法，其特征在于，若所述电池的电池温度高于所述第一预设温度阈值，且在所述预设时长后所述电池温度低于所述第一预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为辅助加热；

其中，所述预设时长后的所述电池的电池温度根据

迭代计算得到，n从1取值至所述预设时长，且当n取至所述预设时长时，T_电池Δt为所述预设时长后所述电池的电池温度，Δt为所述预设时长，P_电池为电池发热功率，h_空气为电池热量扩散到环境空气中的综合换热系数，A_空气为电池热量扩散到环境空气中的综合换热面积，T_空气为车外环境温度，t为行车持续时间或充电持续时间；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

根据p_加热＝(Q_{电池加热Δt+}Q_介质加热)/Δt

Q_{电池加热Δt}＝k₃*C_电池*M_电池*ΔT_电池

Q_介质加热＝k₄*C_介质*M_介质(T_预设-T_电池)

计算得到加热器功率，并设定水泵流速最大以及散热系统关闭；其中：k₃、k₄为修正系数，ΔT_电池为所述第一预设温度阈值与预设时长后所述电池的电池温度的差值，Q_{电池加热Δt}为将电池升温ΔT_电池的热量。

5.根据权利要求2所述的电池热管理的控制方法，其特征在于，若所述电池的电池温度高于所述第一预设温度阈值，且在所述预设时长后所述电池温度高于所述第一预设温度阈值且低于第二预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为空气散热；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

设定主动散热系统关闭、水泵关闭以及加热关闭。

6.根据权利要求2所述的电池热管理的控制方法，其特征在于，若所述电池的电池温度高于所述第一预设温度阈值，且在所述预设时长后所述电池温度高于所述第二预设温度阈值，则确定所述电池的热需求为主动散热；

对应的，所述“在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到电池的控制参数”包括：

若当所述水泵流速最大时，在所述预设时长后所述电池的电池温度小于第二预设温度阈值，则根据

计算得到当所述预设时长后的所述电池的电池温度为所述第二温度阈值时电池热量传导到工作介质的综合换热系数，根据所述电池热量传导到工作介质的综合换热系数得到所述水泵流速，并设定散热系统关闭、加热关闭；

若当所述水泵流速为最大时，在所述预设时长后所述电池的电池温度大于所述第二预设温度阈值，则根据

p_散热＝(Q_{电池降温Δt+}Q_介质降温)/Δt

Q_{电池降温Δt}＝k₅*C_电池*M_电池*ΔT_电池

Q_介质降温＝k₆*C_介质*M_介质(T_介质Δt-T_介质)

计算得到当所述预设时长后的所述电池的电池温度为所述第二温度阈值时散热功率，并设定所述水泵流速为最大，加热关闭；其中：n从1取值至所述预设时长，p_散热为所述散热功率，Q_{电池降温Δt}为将电池降温ΔT_电池的冷量，Q_介质降温为将介质温度降温至T_介质Δt所需的冷量，k₅、k₆为修正系数，T₂为所述第二预设温度阈值，T_介质为冷却介质温度，T_介质Δt为所述预设时长后冷却介质的温度。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电池热管理的控制方法，其特征在于，还包括：

判断所述电池的电池工况是否发生突变；

若所述电池的电池工况发生突变，则重新执行如权利要求1所述的各个步骤。

8.一种电池热管理的控制装置，其特征在于，包括：

预测模块，用于基于读取的电池参数、行车规划、充电策略以及预设温度阈值预测预设时长后电池的温度变化并确定所述电池的热需求；

计算模块，用于在所述热需求下，基于所述电池参数、所述行车规划、所述充电策略计算得到所述电池的控制参数；

输出模块，用于输出所述控制参数与运行时间至电池热管理系统以使所述电池热管理系统在所述运行时间内根据所述控制参数执行相应的操作。

9.一种电池热管理的控制设备，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至7任一项所述的电池热管理的控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电池热管理的控制方法的步骤。

Images