CN114506248A - 牵引电池热管理 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“牵引电池热管理”。一种车辆包括牵引电池，所述牵引电池具有多个电池单元，所述多个电池单元以阵列布置并且分组为多个冷却区。热管理系统包括多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联。所述热管理系统被配置为向所述回路中的每一个提供单独的加热或冷却以独立地控制所述区的温度。控制器被编程为响应于所述区中的一个超过第一阈值温度并且所述区中的另一个小于第二阈值温度：命令所述热管理系统向与所述区中的所述一个相关联的所述回路提供冷却；以及命令所述热管理系统向与所述区中的所述另一个相关联的所述回路提供加热。

Description

牵引电池热管理
技术领域
本公开涉及用于机动车辆的牵引电池总成，并且更具体地涉及能够向电池的不同区提供单独的加热/冷却的热管理系统。
背景技术
诸如电池电动车辆和混合动力电动车辆等车辆含有牵引电池总成以用作车辆的能量源。牵引电池可包括有助于管理车辆性能和操作的部件和系统。牵引电池还可包括高压部件，并且可包括用于控制电池温度的空气或液体热管理系统。
发明内容
根据一个实施例，一种车辆包括牵引电池，所述牵引电池具有多个电池单元，所述多个电池单元以阵列布置并且分组为多个冷却区。热管理系统包括多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联。所述热管理系统被配置为向所述回路中的每一个提供单独的加热或冷却以独立地控制所述区的温度。控制器被编程为响应于所述区中的一个超过第一阈值温度并且所述区中的另一个小于第二阈值温度：命令所述热管理系统向与所述区中的所述一个相关联的所述回路提供冷却；以及命令所述热管理系统向与所述区中的所述另一个相关联的所述回路提供加热。
根据另一实施例，一种车辆包括：牵引电池，所述牵引电池具有多个电池单元，所述多个电池单元分组为多个冷却区；以及多个温度传感器，所述多个温度传感器各自与所述区中的一个相关联并且被配置为输出指示相关联区的温度的信号。热管理系统包括：多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联并且具有导管，所述导管被配置为使冷却剂循环通过其中；泵；以及阀，所述阀各自连接在所述泵与所述回路中的对应一个之间，使得所述冷却剂通过所述回路中的每一个的流速由所述阀单独地控制。相关联的控制器被编程为：基于温度传感器的所述信号将所述区从最热到最冷排序；以及响应于所述最冷区的温度超过上限温度阈值，减小与所述最冷区相关联的所述阀的开度以减小通过其中的所述流速并增加与所述最热区相关联的所述阀的开度以增加通过其中的所述流速。
根据又一实施例，一种牵引电池总成包括牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元，和热管理系统。所述热管理系统包括：多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述电池单元的不同子集相关联并且具有导管，所述导管被配置为使冷却剂循环通过其中；以及阀，所述阀各自具有连接到加热环路的第一入口、连接到冷却环路的第二入口和连接到所述回路中的对应一个的出口，其中每个阀包括其中所述出口和所述第一入口流体连通以提供加热的第一位置和其中所述出口和所述第二入口流体连通以提供冷却的第二位置。
附图说明
图1是示例性混合动力车辆的示意图。
图2是根据一个或多个实施例的牵引电池的透视图。
图3是图2的电池的电池单元模块的俯视图。
图4是具有牵引电池和相关联的热管理系统的牵引电池总成的图解视图。
图5是具有区的多个竖直层的另一牵引电池的图解视图。
图6是用于控制电池热管理系统的算法的流程图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节不应解释为限制性的，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以各种形式利用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一附图示出和描述的各个特征可与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导内容一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实现方式所期望的。
图1描绘了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示意图。但是，某些实施例也可在以下情况下实现：非插电式混合动力和纯电动车辆。车辆12包括机械地连接到混合动力变速器16的一个或多个电机14。电机14可能够作为马达或发电机进行操作。此外，混合动力变速器16可机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还可机械地连接到驱动轴20，所述驱动轴机械地连接到车轮22。当发动机18打开或关闭时，电机14可提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且可经由通过再生制动回收能量来提供燃料经济性益处。电机14通过减少发动机18的工作负荷来减少污染物排放并提高燃料经济性。
牵引电池或电池组24存储可由电机14使用的能量。牵引电池24通常提供来自牵引电池24内的一个或多个电池单体阵列(有时称为电池单元堆)的高压直流(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或多个电池单元。
电池单元(诸如方形、软包、圆柱形或任何其他类型的单元)将所存储的化学能转换成电能。电池单元可包括壳体、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质可允许离子在放电期间在阳极与阴极之间移动，然后在再充电期间返回。端子可允许电流流出电池单元以供车辆使用。
可使用不同的电池组配置来满足各个车辆变量，包括封装约束和功率要求。可利用热管理系统对电池单元进行热调节。热管理系统的示例包括空气冷却系统、液体冷却系统以及空气系统和液体系统的组合。
牵引电池24可通过一个或多个接触器(未示出)电气地连接到一个或多个电力电子模块26。一个或多个接触器在断开时将牵引电池24与其他部件隔离，并且在闭合时将牵引电池24连接到其他部件。电力电子模块26可电气地连接到电机14，并且可提供在牵引电池24与电机14之间双向传递电能的能力。例如，典型的牵引电池24可提供DC电压，而电机14可能需要三相交流(AC)电压来起作用。电力电子模块26可根据电机14的要求将DC电压转换为三相AC电压。在再生模式中，电力电子模块26可将来自充当发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需的DC电压。本文的描述同样适用于纯电动车辆。在纯电动车辆中，混合动力变速器16可为连接到电机14的齿轮箱，而不存在发动机18。
除了提供用于推进的能量之外，牵引电池24还可为其他车辆电气系统提供能量。典型的系统可包括DC/DC转换器模块28，所述DC/DC转换器模块将牵引电池24的高压DC输出转换成与其他车辆部件兼容的低压DC供应。其他高压负载(诸如压缩机和电加热器)可直接连接到高压供应而不使用DC/DC转换器模块28。在典型的车辆中，低压系统电气地连接到辅助电池30(例如，12伏电池)。
电池能量控制模块(BECM)33可与牵引电池24通信。BECM 33可充当牵引电池24的控制器，并且还可包括电子监测系统，所述电子监测系统管理电池单元中的每一个的温度和荷电状态。牵引电池24可具有温度传感器。所述温度传感器可与BECM 33通信以提供关于牵引电池24的温度数据。
车辆12可由连接到外部电源36的充电站再充电。外部电源36可电气地连接到电动车辆供电装备(EVSE)38。外部电源36可向EVSE38提供DC或AC电力。EVSE 38可具有充电连接器40，用于插入到车辆12的充电端口34中。充电端口34可为被配置为将电力从EVSE 38传送到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可电气地连接到充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可调节从EVSE38供应的电力以向牵引电池24提供适当的电压和电流电平。电力转换模块32可与EVSE 38连接以协调对车辆12的电力传递。EVSE连接器40可具有插脚，所述插脚与充电端口34的对应凹部配合。
所讨论的各种部件可具有一个或多个控制器，以控制和监测部件的操作。控制器(诸如BECM 33等)可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由专用电气导管进行通信。控制器一般包括任何数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如，快闪存储器、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)和软件代码以彼此共同作用来执行一系列操作。控制器还包括预定数据或基于计算和测试数据并存储在存储器内的“查找表”。控制器可使用公共总线协议(例如，CAN和LIN)通过一个或多个有线或无线车辆连接来与其他车辆系统和控制器通信。本文使用的对“控制器”的引用是指一个或多个控制器。
牵引电池24和其他车辆部件利用一个或多个热管理系统进行热调节。用于牵引电池的示例性热管理系统在附图中示出并在下文进行描述。
图2示出了牵引电池24，其中出于说明目的移除了盖和其他部件。牵引电池24包括多个电池单元42，诸如锂离子或其他化学物质。在所示实施例中，电池单元42以阵列44布置。阵列44可为电池单元42的线性堆叠。所述阵列被布置为形成电池单元模块48。在所示实施例中，电池24包括四个模块48。电池单元42可通过一种或多种类型的支撑结构(诸如支架50)固定为阵列44和模块48。模块28中的每一个还可包括顶盖52。(出于说明目的，两个模块中省略了盖)。
牵引电池24包括位于电池的各个点处的多个传感器，诸如电压传感器和温度传感器。电压传感器可位于电池单元连接点处(诸如端子处)，并且温度传感器可位于电池单元连接点处、电池单元主体上以及冷却介质流动路径中、冷却板上、冷却翅片上等。电压传感器被配置为输出指示感测到的电压的信号，并且温度传感器被配置为输出指示感测到的温度的信号。信号可被发送到控制器，所述控制器包括用于解释这些信号以确定温度和电压的逻辑。这将在下面更详细地进行描述。牵引电池可包括多个温度传感器，所述多个温度传感器被策略性地放置以提供电池的热状况的整体图片。在一个实施例中，阵列44中的每一个都包括专用温度传感器。替代地，模块48中的每一个都可包括专用温度传感器。温度传感器可为热敏电阻器、热电偶等。
图3示出了根据一个或多个实施例的示例性模块48的俯视图。在该示例中，阵列44中的每一个都包括相关联的温度传感器54。温度传感器54可被配置为读取电池单元42中的一个的温度，如图所示，或者可被配置为读取端子或端子连接件或冷却剂中的一个的温度。模块48还可包括位于端子连接件上的多个电压传感器56。在该示例中，阵列44中的每一个还包括相关联的电压传感器56。因此，模块48被示出为具有16个温度传感器54和16个电压传感器56。当然，这仅仅是一个非限制性示例。在其他实施例中，阵列可包括更多数量的温度传感器。
参考图4，牵引电池总成58包括牵引电池24和相关联的热管理系统，所述相关联的热管理系统被配置为加热或冷却牵引电池。热管理系统可为液体冷却系统或空气冷却系统。在一些实施例中，液体冷却系统为封闭系统，其包括多个导管和其他部件，其被配置为使液体冷却剂循环通过冷却板、翅片等以在冷却剂与电池单元之间无直接接触的情况下对电池单元进行热调节。在此，冷却剂可为乙烯-乙二醇混合物。替代地，液体冷却系统可具有直接接触电池单元的工作流体。在此，工作流体为介电冷却剂，其能够在不导电的情况下直接接触电池单元。介电冷却剂可为介电油。
热管理系统可被配置为对电池单元的离散区62单独地进行热调节，而不是将电池24作为单个单元进行热调节。在所示实施例中，牵引电池24包括八个区62，但这仅仅是示例，可使用更多或更少的区，这取决于电池的大小、电池的热均匀性和其他因素。热管理系统被配置为基于来自温度传感器54的读数来单独地控制流过区中的每一个的冷却剂的流速和温度。这增加了电池24的温度均匀性以减少热点和冷点，这可提供改善的性能和更长的电池寿命。
在所示实施例中，使用基于液体的热管理系统60来对电池24进行热调节。热管理系统60包括泵63，所述泵将加压冷却剂馈送到歧管64。泵63的所示位置仅仅是一个示例，并且泵可放置在其他区域中，诸如放置在线路86上。歧管64可在牵引电池24的内部或外部。歧管64可包括多个阀66，所述多个阀各自与区62中的一个相关联。在所示实施例中，区62和阀66的数量相等。阀66可为三通阀，其各自具有连接到泵63的第一入口68、第二入口70和出口72。阀可由控制器电子控制。阀66可在至少其中入口68与出口72流体连通地连接的第一位置、其中入口70与出口72流体连通地连接的第二位置和其中出口72无流量的闭合位置之间致动。可调节第一位置和第二位置中的开口的大小以增大和减小出口72处的流速。如下面将更详细描述的，控制器33或其他控制器被配置为基于感测到的状况将阀命令到各种位置。
区62中的每一个都具有专用冷却回路74，所述专用冷却回路被配置为使冷却剂循环穿过所述区的电池单元以提供加热或冷却。冷却回路74可包括导管76，所述导管使冷却剂循环通过其中。导管76可被封装为冷板或其他冷却结构的一部分。如上面所讨论的，冷却回路74也可为直接冷却回路，其中冷却剂直接接触电池单元。在此，冷却回路可由引导冷却剂通过区并直接穿过电池单元的各种通路、通道、壳体或其他结构限定。冷却回路74包括连接到出口72的入口80和连接到出口歧管84的出口82。虽然未明确讨论，但使用附加导管(诸如管、软管、管道等)通过阀66和出口歧管84连接到冷却回路74。
出口歧管84连接到热管理系统60的回流环路86。回流环路86将冷却剂引导到热交换器90。热交换器90被配置为将来自冷却剂的热量消散到另一种介质。热交换器90可为散热器，其被配置为将来自电池的热量消散到外部空气。替代地，热交换器90可为冷却器，即液体到制冷剂热交换器或液体到液体热交换器。离开热交换器90的冷却的冷却剂被引导回泵63以进行再循环。热交换器90、泵63和将泵连接到阀66的导管可被称为冷却环路。
热管理系统60还可包括加热环路92，所述加热环路连接在回流环路86与阀66的第二入口70之间。加热环路92可包括加热器94，诸如电加热器。电加热器94可由控制器电子控制。加热器94被配置为从回流环路86接收加热的冷却剂，并且在通电时进一步加热提供给阀66的冷却剂。加热器94可断电以仅使温热的冷却剂从回流环路返回再循环通过电池，从而形成热交换器90的旁路环路。
三通阀66与冷却环路和加热环路相结合使得区62能够同时独立地加热和冷却。也就是说，可加热一些区，而同时冷却其他区。这样做可同时消除热点和冷点，并使电池24达到均匀温度，这比依赖于来自电池单元的电阻加热来消除冷点更快。
虽然图4被描述为液体冷却系统，但其教导可扩展到空气冷却系统。例如，可消除热交换器90或将其更换为蒸发器以向电池提供冷却的空气。泵63可被修改为风扇，所述风扇被配置为迫使空气通过歧管并进入回路。在空气冷却系统中，歧管或阀可为具有一系列混合门和通路的壳体，所述混合门和通路被配置为在加热的供应装置与冷却的供应装置之间引导空气。
图5示出了另一牵引电池100，其包括区的三个竖直层102、104、106。所述层中的每一个都包括多个区108。所述层中的每一个都可包括它自己的入口歧管和出口歧管，诸如上述那些。所述层可由单个泵提供动力，或者可各自具有它们自己的专用泵。可在包括电池单元阵列的多个竖直层的牵引电池中使用这种竖直层布置，使得电池单元阵列中的每一个可继续具有用于冷却的专用区。
由控制器执行的控制逻辑或功能可由一个或多个附图中的流程图或类似图表示。这些附图提供了可使用一种或多种处理策略(例如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实施的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的各种步骤或功能可按示出的序列执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。尽管没有总是明确示出，但本领域普通技术人员将认识到，根据所使用的特定处理策略，可重复执行示出的步骤或功能中的一个或多个。类似地，处理次序不一定是实现本文中描述的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。控制逻辑可主要地在由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器)执行的软件中实施。当然，控制逻辑可根据特定应用在一个或多个控制器中以软件、硬件或软件与硬件的组合实施。当以软件实现时，控制逻辑可提供在一个或多个计算机可读存储装置或介质中，所述计算机可读存储装置或介质存储有表示由计算机执行以控制车辆或车辆子系统的代码或指令的数据。计算机可读存储装置或介质可包括利用电存储、磁性存储和/或光学存储来保存可执行指令和相关联校准信息、操作变量等的多种已知物理装置中的一种或多种。
图6是用于控制车辆牵引电池总成的热管理系统的算法的流程图200。控制开始于操作202，其中控制器从各种温度传感器接收温度信号。如上面所讨论的，电池可包括用于每个区的温度传感器，从而允许控制器精确了解每个区的温度。在操作204处，控制器确定所述区中的每一个的最低温度、最高温度和平均温度。虽然每个区可仅包括单个温度传感器，但可使用来自相邻区的温度传感器的读数以及测试和计算来确定所述区中的每一个的最低温度、最高温度和平均温度。
在操作206处，控制器根据温度对区排序，例如，最热到最冷或最冷到最热。排序可基于区的平均温度、区的最高温度或区的最低温度。在操作208处，控制器确定是否所有区都大于上限温度阈值。所述上限温度阈值指示何时需要冷却。如果是，则控制转到操作210，并且将阀致动到冷却位置，其中入口68与出口72流体连通地连接。
在操作212处，控制器基于温度读数来致动阀开度以调节通过区的流速。例如，控制器减小与最冷区相关联的阀的开度以减小通过其中的流速，并且增大与最热区相关联的阀的开度以增大通过其中的流速，以便减小这些区之间的温差。控制可类似地调节其他阀的开度以促进温度均匀性。控制器可包括用于阀的反馈控制器，诸如比例积分(PI)控制器。控制器可设定区的目标温度，并且利用阀单独地控制回路流速以减小测量的区温度与目标区温度之间的误差。控制器还可基于温度来调节泵63。在一些实施例中，热交换器90可以是可控的以增加或减小供给泵的排出冷却剂的温度。在此，控制器可基于温度误差来控制热交换器。
如果在操作208处为否，则控制转到操作214，并且控制器确定所述区中的任一个的温度是否大于上限阈值。操作214处的“是”指示一些电池单元需要冷却，而其他电池单元不需要。因此，在操作216处，控制器将一些阀命令到加热位置，而将其他阀命令到冷却位置。更具体地，将与温度大于上限阈值的区相关联的阀命令到冷却位置(例如，致动阀以将入口68连接到出口72)，并且将与温度小于上限阈值的区相关联的阀命令到加热位置(例如，致动阀以将入口70连接到出口72)。在操作218中，控制器基于如前所述的温度读数来致动阀以控制流向区的流速。在操作220处，其可与操作218同时进行，控制器确定所述区中的任一个是否小于下限阈值温度。所述下限阈值是需要诸如加热器94的主动加热的温度。如果需要主动加热，则控制转到操作222，并且打开加热器。如果否，则在操作224处关闭加热器或加热器保持关闭。
如果在操作214处没有一个区大于上限阈值，则在操作226处将所有阀致动到加热位置。然后，控制回到如上所讨论的操作218。
除了控制阀之外，温度传感器还可用于识别有故障的温度传感器。例如，如果持续接收到异常温度读数，则可能指示温度传感器、传感器连接或高电阻电池单元连接(例如连接到端子)有故障。控制器可被配置为标记出这样的传感器，并过滤掉该传感器，使其不会在热管理系统的控制期间使用。控制器还可被配置为发出指示温度传感器有故障的代码或标志。
电压传感器可用于确定电池单元和连接件的内阻。例如，可测量并比较电池组中的电压差。控制器可接收某一电池单元的电压读数，以及前一个电池单元和后一个电池单元的电压读数。如果这些测量点之间的电压差偏差超过阈值，则开始诊断。所述诊断可包括测量这三个电池单元的温度并进行比较。如果电池单元的温度比前一个电池单元和后一个电池单元的温度高阈值，则这表示电池单元的电阻可能增加，并且控制器可能发出标志。如果温差大于阈值，这可能表示电池单元的内阻增加或老化过度，并且可能发出标志。这也可能表示三个电池单元之间的电池单元连接松动，这也可能触发标志。
如上所述，区热管理结合多个温度传感器和/或电压传感器可用于提高牵引电池内的温度均匀性，并且提供诊断以确定电池的故障状况。
尽管上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各个实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但本领域普通技术人员应认识到，可以折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式期望的实施例处在本公开的范围内，并且对于特定应用来说可能是期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元，所述多个电池单元以阵列布置并且分组为多个冷却区；以及热管理系统，所述热管理系统包括多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联，其中所述热管理系统被配置为向所述回路中的每一个提供单独的加热或冷却以独立地控制所述区的温度；以及控制器，所述控制器被编程为响应于所述区中的一个超过第一阈值温度并且所述区中的另一个小于第二阈值温度：(i)命令所述热管理系统向与所述区中的所述一个相关联的所述回路提供冷却；以及(ii)命令所述热管理系统向与所述区中的所述另一个相关联的所述回路提供加热。
根据实施例，本发明的特征还在于多个温度传感器，所述多个温度传感器各自与所述区中的一个相关联并且被配置为输出指示相关联区的温度的信号。
根据实施例，所述热管理系统还包括：加热环路；冷却环路；以及多个阀，所述多个阀各自与所述回路中的一个相关联并且各自具有连接到所述加热环路的第一入口、连接到所述冷却环路的第二入口和连接到相关联回路的出口。
根据实施例，所述冷却环路包括热交换器并且所述加热环路包括电加热器。
根据实施例，所述控制器还被编程为基于所述区之间的相对温度单独地控制通过所述出口的流速。
根据实施例，所述回路中的每一个包括阀，并且其中所述控制器还被编程为响应于所有所述区超过所述第一阈值：(i)基于温度将所述区从最热到最冷排序；以及(ii)命令所述阀，使得通过与所述最热区相关联的所述回路的冷却剂的流速为最高并且使得通过与所述最冷区相关联的所述回路的冷却剂的流速为最低。
根据实施例，所述回路包括导管，所述导管被配置为使液体冷却剂循环通过其中。
根据实施例，所述回路延伸穿过所述牵引电池。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元，所述多个电池单元分组为多个冷却区；多个温度传感器，所述多个温度传感器各自与所述区中的一个相关联并且被配置为输出指示相关联区的温度的信号；热管理系统，所述热管理系统包括：多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联并且具有导管，所述导管被配置为使冷却剂循环通过其中；泵；以及阀，所述阀各自连接在所述泵与所述回路中的对应一个之间，使得所述冷却剂通过所述回路中的每一个的流速由所述阀单独地控制；以及控制器，所述控制器被编程为：基于温度传感器的所述信号将所述区从最热到最冷排序；以及响应于所述最冷区的温度超过上限温度阈值，减小与所述最冷区相关联的所述阀的开度以减小通过其中的所述流速并增加与所述最热区相关联的所述阀的开度以增加通过其中的所述流速。
根据实施例，所述控制器还被编程为响应于所述最热区超过所述上限阈值温度并且所述最冷区小于下限阈值温度：(i)命令所述热管理系统向与所述最热区相关联的所述回路提供冷却；以及(ii)同时命令所述热管理系统向与所述最冷区相关联的所述回路提供加热。
根据实施例，所述热管理系统包括加热环路和冷却环路，并且其中所述阀中的每一个具有连接到所述加热环路的第一入口、连接到所述冷却环路的第二入口和连接到对应回路的出口，其中每个阀包括其中所述出口和所述第一入口流体连通以提供加热的第一位置和其中所述出口和所述第二入口流体连通以提供冷却的第二位置。
根据实施例，所述控制器还被编程为响应于所述最热区超过所述上限阈值温度并且所述最冷区小于下限阈值温度：(i)将与所述最热区相关联的所述阀命令到所述第二位置；以及(ii)将与所述最冷区相关联的所述阀命令到所述第一位置，以同时加热和冷却所述牵引电池。
根据实施例，所述冷却环路包括热交换器并且所述加热环路包括电加热器。
根据实施例，每个阀仅与所述区中的一个相关联。
根据实施例，所述冷却剂为液体。
根据本发明，提供一种牵引电池总成，所述牵引电池总成具有：牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元；以及热管理系统，所述热管理系统包括：多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述电池单元的不同子集相关联并且具有导管，所述导管被配置为使冷却剂循环通过其中；以及阀，所述阀各自具有连接到加热环路的第一入口、连接到冷却环路的第二入口和连接到所述回路中的对应一个的出口，其中每个阀包括其中所述出口和所述第一入口流体连通以提供加热的第一位置和其中所述出口和所述第二入口流体连通以提供冷却的第二位置。
根据实施例，所述导管延伸穿过所述牵引电池。
根据实施例，所述加热环路包括电加热器并且所述冷却环路包括热交换器。
根据实施例，所述回路中的每一个包括连接到所述阀中的相关联阀的所述出口的入口和连接到所述热管理系统的回流环路的出口，其中所述冷却环路包括泵，并且所述加热环路将所述回流环路连接到所述第二入口。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元，所述多个电池单元以阵列布置并且分组为多个冷却区；以及
热管理系统，所述热管理系统包括多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联，其中所述热管理系统被配置为向所述回路中的每一个提供单独的加热或冷却以独立地控制所述区的温度；以及
控制器，所述控制器被编程为响应于所述区中的一个超过第一阈值温度并且所述区中的另一个小于第二阈值温度：(i)命令所述热管理系统向与所述区中的所述一个相关联的所述回路提供冷却；以及(ii)命令所述热管理系统向与所述区中的所述另一个相关联的所述回路提供加热。
2.如权利要求1所述的车辆，其还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器各自与所述区中的一个相关联并且被配置为输出指示相关联区的温度的信号。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述热管理系统还包括：
加热环路，
冷却环路，以及
多个阀，所述多个阀各自与所述回路中的一个相关联并且各自具有连接到所述加热环路的第一入口、连接到所述冷却环路的第二入口和连接到相关联回路的出口。
4.如权利要求3所述的车辆，其中所述冷却环路包括热交换器并且所述加热环路包括电加热器。
5.如权利要求3所述的车辆，其中所述控制器还被编程为基于所述区之间的相对温度单独地控制通过所述出口的流速。
6.如权利要求1所述的车辆，其中所述回路中的每一个包括阀，并且其中所述控制器还被编程为响应于所有所述区超过所述第一阈值：(i)基于温度将所述区从最热到最冷排序；以及(ii)命令所述阀，使得通过与所述最热区相关联的所述回路的冷却剂的流速为最高并且使得通过与所述最冷区相关联的所述回路的冷却剂的流速为最低。
7.如权利要求1所述的车辆，其中所述回路包括导管，所述导管被配置为使液体冷却剂循环通过其中。
8.如权利要求1所述的车辆，其中所述回路延伸穿过所述牵引电池。
9.一种车辆，其包括：
牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元，所述多个电池单元分组为多个冷却区；
多个温度传感器，所述多个温度传感器各自与所述区中的一个相关联并且被配置为输出指示相关联区的温度的信号；
热管理系统，所述热管理系统包括：
多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述区中的一个相关联并且具有导管，所述导管被配置为使冷却剂循环通过其中，
泵，以及
阀，所述阀各自连接在所述泵与所述回路中的对应一个之间，使得所述冷却剂通过所述回路中的每一个的流速由所述阀单独地控制；以及
控制器，所述控制器被编程为：
基于温度传感器的所述信号将所述区从最热到最冷排序，以及
响应于所述最冷区的温度超过上限温度阈值，减小与所述最冷区相关联的所述阀的开度以减小通过其中的所述流速并增加与所述最热区相关联的所述阀的开度以增加通过其中的所述流速。
10.如权利要求9所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述最热区超过所述上限阈值温度并且所述最冷区小于下限阈值温度：(i)命令所述热管理系统向与所述最热区相关联的所述回路提供冷却；以及(ii)同时命令所述热管理系统向与所述最冷区相关联的所述回路提供加热。
11.如权利要求9所述的车辆，其中所述热管理系统包括加热环路和冷却环路，并且其中所述阀中的每一个具有连接到所述加热环路的第一入口、连接到所述冷却环路的第二入口和连接到对应回路的出口，其中每个阀包括其中所述出口和所述第一入口流体连通以提供加热的第一位置和其中所述出口和所述第二入口流体连通以提供冷却的第二位置。
12.如权利要求11所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述最热区超过所述上限阈值温度并且所述最冷区小于下限阈值温度：(i)将与所述最热区相关联的所述阀命令到所述第二位置；以及(ii)将与所述最冷区相关联的所述阀命令到所述第一位置，以同时加热和冷却所述牵引电池。
13.如权利要求11所述的车辆，其中所述冷却环路包括热交换器并且所述加热环路包括电加热器。
14.如权利要求9所述的车辆，其中每个阀仅与所述区中的一个相关联。
15.一种牵引电池总成，其包括：
牵引电池，所述牵引电池包括多个电池单元；以及
热管理系统，所述热管理系统包括：
多个不同回路，所述多个不同回路各自与所述电池单元的不同子集相关联并且具有导管，所述导管被配置为使冷却剂循环通过其中，以及
阀，所述阀各自具有连接到加热环路的第一入口、连接到冷却环路的第二入口和连接到所述回路中的对应一个的出口，其中每个阀包括其中所述出口和所述第一入口流体连通以提供加热的第一位置和其中所述出口和所述第二入口流体连通以提供冷却的第二位置。
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