CN115020874A - 一种动力电池热管理控制方法 - Google Patents

一种动力电池热管理控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115020874A
CN115020874A CN202210757910.9A CN202210757910A CN115020874A CN 115020874 A CN115020874 A CN 115020874A CN 202210757910 A CN202210757910 A CN 202210757910A CN 115020874 A CN115020874 A CN 115020874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
mode
threshold value
temperature threshold
judgment result
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210757910.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李彬
乔敏
刘建
孙延伟
郭彦斐
李璐明
王瑞红
吴佳乐
孙利平
朱刘博
乔良
李妍江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Nissan Automobile Co Ltd
Original Assignee
Zhengzhou Nissan Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Nissan Automobile Co Ltd filed Critical Zhengzhou Nissan Automobile Co Ltd
Priority to CN202210757910.9A priority Critical patent/CN115020874A/zh
Publication of CN115020874A publication Critical patent/CN115020874A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种动力电池热管理控制方法，包括如下步骤：首先对电池中各个电芯进行CFD仿真分析，按照散热性能的大小对其进行分类A和B；将单片加热膜根据对应的电芯所属的种类划分为A1、B1两个区域，并通过设置单独对应的通断开关A2、B2进行不同区域内单片加热膜的通断控制；对A类电芯外部增加保温层；然后根据环境温度等参数配同区域内单片加热膜的通断控制实现单模组电芯和整包电芯的温差控制。本发明首先根据不同位置单电芯散热性能不同，设计不同功率密度的加热方案配合对模组进行局部保温设计和双加热系统，实现不同区域独立控制，根据不同模组不同位置的动力电池温度对有需求的动力电池进行加热，以减少单模组和整包温差。

Description

一种动力电池热管理控制方法
技术领域
本发明涉及电池热管理技术领域，尤其涉及一种动力电池热管理控制方法。
背景技术
目前，锂离子电池因具有较高的比容量、充放电性能好、循环寿命较高等特点，综合性能优于其它类型电池，从而广泛应用于汽车、电子产品和储能领域，伴随而来的是对电池的安全性与可靠性的要求越来越高。温度是影响锂离子动力电池安全性与可靠性的重要影响因素，同时，为了保证锂离子动力电池具备良好的使用性能，电池的温度应被控制在一定的范围之内。
圆柱形电芯自然冷却电池包常用缠绕式加热膜加热电芯侧面或用环氧板加热膜加热电芯极柱，在相关技术中，虽然是采用上述方案进行热管理方案设计并基于动力电池温度来判断是否对动力电池进行加热，但是热管理设计方案只是简单的控制加热膜总功率，即根据动力电池的热属性参数和温升速率目标要求计算加热膜的总需求功率，并进行均布；控制方式只是简单的开闭控制，即：当动力电池温度超过某一设定值时热控制系统对动力电池进行加热，控制方式单一。这种热管理设计方案和控制方法不能满足不同位置电芯对热管理的需求，实际使用中，单模组和整包的温差较大，热管理效果并不理想，进而影响电池一致性，应充放电性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力电池热管理控制方法，能够根据电芯实际位置和散热性能的不同，设计不同功率密度的加热方案，以减小加热时产生的温差。
本发明采用的技术方案为：
一种动力电池热管理控制方法，包括如下步骤：
A：首先对电池中各个电芯进行CFD仿真分析，按照散热性能的大小对其进行分类A和B，并得到分类后的每一类对应的电芯散热系数Ka和Kb，其中Ka大于Kb；
B：将单片加热膜根据对应的电芯所属的种类划分为A1、B1两个区域，且两个区域的加热功率密度对比为A1＞B1，并通过设置单独对应的通断开关A2、B2进行不同区域内单片加热膜的通断控制；以确保在加热阶段A、B两类电芯的温度对比为A＞B，以平衡减少非加热阶段因散热性能差异造成的温差；
C：对A类电芯外部增加保温层；
D：然后根据环境温度、整包最高温Tmax、整包最低温Tmin、A类电芯最低温Tmina、B类电芯最低温Tminb、整包最大温差△T0=Tmax-Tmin和A、B类电芯最低温温差△T1=Tmina-Tminb搭配同区域内单片加热膜的通断控制实现单模组电芯和整包电芯的温差控制。
所述的步骤D具体包括如下步骤：
D1：进入充电状态判断模式时：
执行判定1：判断Tamt是否满足第一温度阈值；
如判断结果为否：则进入非低温充电模式，控制通断开关A2、B2均执行断开操作；
如判断结果为是：则执行判定2：判断△T1是否满足第二温度阈值；
如果判定结果为否，则执行判定3：如果判断结果为是：则执行判定4：
执行判定3：判断△T1是否满足第三温度阈值，第三温度阈值为第二温度阈值的最大值；
如果判断结果为否：则进入低温充电均温1模式，此时A继电器执行闭合操作，B继电器执行断开操作；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温2模式，此时A继电器执行断开操作，B继电器执行闭合操作；
执行判定4：判断Tmin是否满足第四温度阈值；
如果判断结果为否：则进入低温充电均温3模式，A、B继电器均执行断开操作；
如果判断结果为是：则进入低温充电加热模式，A、B继电器均执行闭合操作；
D2：当进入非低温充电模式时：
执行判定5：判断Tamt是否满足第五温度阈值，第一温度阈值＞第五温度阈值；
如果判断结果为否：继续留在非低温充电模式；
如果判断结果为是：则返回进入充电状态判断模式；
D3：当进入低温充电均温1模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则返回进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定7：判断△T1是否满足第七温度阈值，第七温度阈值大于0℃，且处于第二温度阈值范围内；
如果判断结果为否：继续留在低温充电均温1模式；
如果判断结果为是：进入低温充电均温3模式；
D4：当进入低温充电均温2模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定8：判断△T1是否满足第八温度阈值，第八温度阈值小于0℃处于第二温度阈值范围内；
如果判断结果为否：则继续留在低温充电均温2模式；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温3模式；
D5：当进入低温充电均温3模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则返回进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定2：判断△T1是否满足第二温度阈值；
如果判断结果为否：则执行判定3，如果判断结果为是：执行判定4；
执行判定3：判断△T1是否满足第三温度阈值；
如果判断结果为否：则进入低温慢充均温1模式；
如果判断结果为是：则进入低温慢充均温2模式；
执行判定4：判断Tmin是否满足第四温度阈值；
如果判定结果为否：则继续留在低温充电均温3模式；
如果判定结果为是：则进入低温慢充加热模式；
D6：当进入低温充电加热模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值（Tamt≤15℃）；
如果判断结果为否：则进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定9；
执行判定9：判断Tmin是否满足第九温度阈值，第九温度阈值＞第四温度阈值；
如果判断结果为否：则继续留在低温充电加热模式；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温3模式。
还包括步骤E，在上述整个控制过程中，实时监控Tmax和△T0，并判断Tmax和△T0是否满足第十温度阈值；如判断结果为是，直接退出当前模式，进入充电保护模式，并发出报警信号，让客户及时知晓电池包当前状态；如判断结果为否，则继续留在当前模式，以达到保护电池包的目的。
当进入充电保护模式后，实时监控Tmax和△T0，并判断Tmax和△T0是否满足第十一温度阈值，第十一温度阈值＞第十温度阈值，如判断结果为是，退出充电保护模式，返回进入充电状态判断模式。
所述的功率密度采用变更铜丝直径、密度的方法实现区分。
本发明首先根据不同位置单电芯散热性能不同，设计不同功率密度的加热方案，以减小单模组温差；其次根据不同位置单电芯散热性能不同，对模组进行局部保温设计，以减少单模组温差；再根据不同位置单电芯散热性能不同，设计双加热系统，实现不同区域独立控制，最后结合不同位置单电芯散热性能不同采用双回路加热控制方案，根据不同模组不同位置的动力电池温度对有需求的动力电池进行加热，以减少单模组和整包温差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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他的附图。
图1为本发明的流程图。
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付出创造性劳动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。
如图1所示，本发明包括如下步骤：
散热性能分类的个数可以根据实际的需求进行，理论上分类越多越精细，搭配后面的保温和控制后使得效果更佳。以下以三类进行举例说明。
A：首先对电池中各个电芯进行CFD仿真分析，按照散热性能的大小对其进行分类A、B和C，并得到分类后的每一类对应的电芯散热系数Ka和Kb，其中Ka大于Kb；
具体的，加热功率差异化设计：
依据理论分析结果或CFD仿真分析结果，依据单电芯散热性能（将温度均衡的模组放在低温环境中，电芯温度下降的速率）将模组中的电芯划分为A、B、C三类，其散热性能对比为A＞B＞C。
A类电芯单电芯加热功率计算方法如下：
Pa=Ka*c*m*△t
式中：Pa—A类电芯单电芯加热功率；Ka—A类电芯散热系数，通常由CFD仿真分析取得；
c—电芯比热容；m—单电芯质量；△t—动力电池包需求温升速率。
B类电芯单电芯加热功率计算方法如下：
Pb=Kb*c*m*△t
式中：Pb—B类电芯单电芯加热功率；Kb—B类电芯散热系数，通常由CFD仿真分析取得；
C类电芯单电芯加热功率计算方法如下：
Pc=Kc*c*m*△t
式中：Pc—C类电芯单电芯加热功率；Kc—C类电芯散热系数，通常由CFD仿真分析取得；
保温措施差异化设计
B：将单片加热膜根据对应的电芯的种类划分为A1、B1、C1三个区域，其加热功率密度对比为A1＞B1＞C1。功率密度可以采用变更铜丝直径、密度等方法实现区分，但不局限于上述两种方法。并通过设置单独对应的通断开关A2、B2、C2进行不同区域内单片加热膜的通断控制；以确保在加热阶段A、B、C三类电芯的温度对比为A＞B＞C，以平衡减少非加热阶段因散热性能差异造成的温差。
C：对A类电芯外部增加保温层； 上面区分的电芯类别，对A类电芯增加额外的保温措施，如：保温棉包裹电芯等方法。以减少各类电芯间的散热性能差异。
依据理论分析结果或CFD仿真分析结果，依据单电芯散热性能将整个动力电池包中的电芯划分为A、B两类（本说明书以双加热系统为例进行说明，但不局限于双加热系统），其散热性能对比为A＞B。将A、B两类电芯对应的加热膜区域分别串联行程两个独立的加热回路，并用A、B两个继电器（不局限于继电器）根据A、B两类电芯的温度状态进行独立控制。
D：然后根据环境温度、整包最高温Tmax、整包最低温Tmin、A类电芯最低温Tmina、B类电芯最低温Tminb、整包最大温差△T0=Tmax-Tmin和A、B类电芯最低温温差△T1=Tmina-Tminb搭配同区域内单片加热膜的通断控制实现单模组电芯和整包电芯的温差控制；为便于说明，通过不同的模式进行控制说明，具体如下：
D1：进入充电状态判断模式时：
执行判定1：判断Tamt是否满足第一温度阈值（Tamt≤10℃）；
如判断结果为否：则进入非低温充电模式，控制通断开关A2、B2均执行断开操作；
如判断结果为是：则执行判定2：判断△T1是否满足第二温度阈值（-5℃≤△T1≤5℃）；
如果判定结果为否，则执行判定3：如果判断结果为是：则执行判定4：
执行判定3：判断△T1是否满足第三温度阈值，第三温度阈值为第二温度阈值的最大值（△T1＞5℃）；
如果判断结果为否：则进入低温充电均温1模式，此时A继电器执行闭合操作，B继电器执行断开操作；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温2模式，此时A继电器执行断开操作，B继电器执行闭合操作；
执行判定4：判断Tmin是否满足第四温度阈值（Tmin≤5℃）；
如果判断结果为否：则进入低温充电均温3模式，A、B继电器均执行断开操作；
如果判断结果为是：则进入低温充电加热模式，A、B继电器均执行闭合操作；
D2：当进入非低温充电模式时：
执行判定5：判断Tamt是否满足第五温度阈值，第一温度阈值＞第五温度阈值（Tamt≤5℃）；
如果判断结果为否：继续留在非低温充电模式；
如果判断结果为是：则返回进入充电状态判断模式；
D3：当进入低温充电均温1模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值，（Tamt≤15℃）；
如果判断结果为否：则返回进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定7：判断△T1是否满足第七温度阈值，第七温度阈值大于0℃，且处于第二温度阈值范围内（△T1≥1℃）；
如果判断结果为否：继续留在低温充电均温1模式；
如果判断结果为是：进入低温充电均温3模式；
D4：当进入低温充电均温2模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值（Tamt≤15℃）；
如果判断结果为否：则进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定8：判断△T1是否满足第八温度阈值，第八温度阈值小于0℃处于第二温度阈值范围内（△T1≤-1℃）
如果判断结果为否：则继续留在低温充电均温2模式；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温3模式；
D5：当进入低温充电均温3模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值（Tamt≤15℃）；
如果判断结果为否：则返回进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定2：判断△T1是否满足第二温度阈值（-5℃≤△T1≤5℃）
如果判断结果为否：则执行判定3，如果判断结果为是：执行判定4；
执行判定3：判断△T1是否满足第三温度阈值（△T1＞5℃）；
如果判断结果为否：则进入低温慢充均温1模式；
如果判断结果为是：则进入低温慢充均温2模式；
执行判定4：判断Tmin是否满足第四温度阈值（Tmin≤5℃）
如果判定结果为否：则继续留在低温充电均温3模式；
如果判定结果为是：则进入低温慢充加热模式。
D6：当进入低温充电加热模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值（Tamt≤15℃）；
如果判断结果为否：则进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定9；
执行判定9：判断Tmin是否满足第九温度阈值，第九温度阈值＞第四温度阈值（Tmin≥10℃）；
如果判断结果为否：则继续留在低温充电加热模式；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温3模式。
还包括步骤E，在上述整个控制过程中，实时监控Tmax和△T0，并判断Tmax和△T0是否满足第十温度阈值（Tmax≥30℃或△T0≥15℃）；如判断结果为是，直接退出当前模式，进入充电保护模式，并发出报警信号，让客户及时知晓电池包当前状态；如判断结果为否，则继续留在当前模式，以达到保护电池包的目的。
当进入充电保护模式后，实时监控Tmax和△T0，并判断Tmax和△T0是否满足第十一温度阈值，第十一温度阈值＞第十温度阈值（Tmax≤20℃或△T0≤10℃），如判断结果为是，退出充电保护模式，返回进入充电状态判断模式。
上述控制过程中阈值根据不同体系电芯充放电特性可以不同，不局限于上述数值，但应满足以下关系：
Tamt相关：第六温度阈值＞第一温度阈值＞第五温度阈值；
△T1相关：第三温度阈值为第二温度阈值上限，第七温度阈值＞0℃，第八温度阈值＜0℃，且第七第八温度阈值处于第二温度阈值范围内；
Tmin相关：第九温度阈值＞第四温度阈值
Tmax和△T0相关：第十一温度阈值＞第十温度阈值
上述控制过程中阈值根据不同体系电芯充放电特性可以不同，不局限于上述数值，但应满足以下关系：
Tamt相关：第六温度阈值＞第一温度阈值＞第五温度阈值；
△T1相关：第三温度阈值为第二温度阈值上限，第七温度阈值＞0℃，第八温度阈值＜0℃，且第七第八温度阈值处于第二温度阈值范围内；
Tmin相关：第九温度阈值＞第四温度阈值
Tmax和△T0相关：第十一温度阈值＞第十温度阈值
本实施方案通过加热功率、保温措施的差异化设计、双加热系统独立控制等方法，有效的降低了电池包低温充电过程中温差大的难点问题，对电池包保护、电动车的安全使用有重要意义。本发明根据不同单电芯散热性能对单模组电芯进行分类；根据不同的单电芯散热性能对整包电芯进行分类；根据单模组的电芯分类结果，对加热膜的加热功率密度进行分区域差异化设计；根据单模组的电芯分类结果，对保温措施进行差异化设计；根据整包电芯分类结果，设计双加热系统，实现各类电芯独立控制；获取电池包温度和环境温度；设计充电状态判断模式、非低温充电模式、低温充电模式、低温充电-加热模式、低温充电-均温模式、低温充电-均温1模式、低温充电-均温2模式、低温充电-均温3模式等多种控制模式，并根据不同的温度阈值实现多种控制模式的自动切换，以达到电池包温差最小、加热能耗最低、充电时间最短的目的，同时设计充电保护模式，保护动力电池和电动车行车安全。实时向用户显示电池包温度，并在触发充电保护模式后，发出报警信号。
本发明根据不同位置单电芯散热性能不同，设计不同功率密度的加热方案，以减小单模组温差；根据不同位置单电芯散热性能不同，对模组进行局部保温设计，以减少单模组温差；根据不同位置单电芯散热性能不同，设计双加热系统，实现不同区域独立控制。不同位置单电芯散热性能不同采用双回路加热控制方案，根据不同模组不同位置的动力电池温度对有需求的动力电池进行加热，以减少单模组和整包温差。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“ 中心”，“ 横向”、“ 纵
向”、“ 长度”、“ 宽度”、“ 厚度”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”、“ 顺时针”、“ 逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“ 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、系统、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。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行较详细的说明，但本发明不限于这里所述的特定实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等有效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种动力电池热管理控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
A：首先对电池中各个电芯进行CFD仿真分析，按照散热性能的大小对其进行分类A和B，并得到分类后的每一类对应的电芯散热系数Ka和Kb，其中Ka大于Kb；
B：将单片加热膜根据对应的电芯所属的种类划分为A1、B1两个区域，且两个区域的加热功率密度对比为A1＞B1，并通过设置单独对应的通断开关A2、B2进行不同区域内单片加热膜的通断控制；以确保在加热阶段A、B两类电芯的温度对比为A＞B，以平衡减少非加热阶段因散热性能差异造成的温差；
C：对A类电芯外部增加保温层；
D：然后根据环境温度、整包最高温Tmax、整包最低温Tmin、A类电芯最低温Tmina、B类电芯最低温Tminb、整包最大温差△T0=Tmax-Tmin和A、B类电芯最低温温差△T1=Tmina-Tminb搭配同区域内单片加热膜的通断控制实现单模组电芯和整包电芯的温差控制。
2.根据权利要求1所述的动力电池热管理控制方法，其特征在于：所述的步骤D具体包括如下步骤：
D1：进入充电状态判断模式时：
执行判定1：判断Tamt是否满足第一温度阈值；
如判断结果为否：则进入非低温充电模式，控制通断开关A2、B2均执行断开操作；
如判断结果为是：则执行判定2：判断△T1是否满足第二温度阈值；
如果判定结果为否，则执行判定3：如果判断结果为是：则执行判定4：
执行判定3：判断△T1是否满足第三温度阈值，第三温度阈值为第二温度阈值的最大值；
如果判断结果为否：则进入低温充电均温1模式，此时A继电器执行闭合操作，B继电器执行断开操作；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温2模式，此时A继电器执行断开操作，B继电器执行闭合操作；
执行判定4：判断Tmin是否满足第四温度阈值；
如果判断结果为否：则进入低温充电均温3模式，A、B继电器均执行断开操作；
如果判断结果为是：则进入低温充电加热模式，A、B继电器均执行闭合操作；
D2：当进入非低温充电模式时：
执行判定5：判断Tamt是否满足第五温度阈值，第一温度阈值＞第五温度阈值；
如果判断结果为否：继续留在非低温充电模式；
如果判断结果为是：则返回进入充电状态判断模式；
D3：当进入低温充电均温1模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则返回进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定7：判断△T1是否满足第七温度阈值，第七温度阈值大于0℃，且处于第二温度阈值范围内；
如果判断结果为否：继续留在低温充电均温1模式；
如果判断结果为是：进入低温充电均温3模式；
D4：当进入低温充电均温2模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定8：判断△T1是否满足第八温度阈值，第八温度阈值小于0℃处于第二温度阈值范围内；
如果判断结果为否：则继续留在低温充电均温2模式；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温3模式；
D5：当进入低温充电均温3模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则返回进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定2：判断△T1是否满足第二温度阈值；
如果判断结果为否：则执行判定3，如果判断结果为是：执行判定4；
执行判定3：判断△T1是否满足第三温度阈值；
如果判断结果为否：则进入低温慢充均温1模式；
如果判断结果为是：则进入低温慢充均温2模式；
执行判定4：判断Tmin是否满足第四温度阈值；
如果判定结果为否：则继续留在低温充电均温3模式；
如果判定结果为是：则进入低温慢充加热模式；
D6：当进入低温充电加热模式时：
执行判定6：判断Tamt是否满足第六温度阈值，第六温度阈值＞第一温度阈值；
如果判断结果为否：则进入充电状态判断模式；
如果判断结果为是：则执行判定9；
执行判定9：判断Tmin是否满足第九温度阈值，第九温度阈值＞第四温度阈值；
如果判断结果为否：则继续留在低温充电加热模式；
如果判断结果为是：则进入低温充电均温3模式。
3.根据权利要求2所述的动力电池热管理控制方法，其特征在于：还包括步骤E，在上述整个控制过程中，实时监控Tmax和△T0，并判断Tmax和△T0是否满足第十温度阈值；如判断结果为是，直接退出当前模式，进入充电保护模式，并发出报警信号，让客户及时知晓电池包当前状态；如判断结果为否，则继续留在当前模式，以达到保护电池包的目的。
4.根据权利要求3所述的动力电池热管理控制方法，其特征在于：当进入充电保护模式后，实时监控Tmax和△T0，并判断Tmax和△T0是否满足第十一温度阈值，第十一温度阈值＞第十温度阈值，如判断结果为是，退出充电保护模式，返回进入充电状态判断模式。
5.根据权利要求4所述的动力电池热管理控制方法，其特征在于：所述的功率密度采用变更铜丝直径、密度的方法实现区分。
CN202210757910.9A 2022-06-30 2022-06-30 一种动力电池热管理控制方法 Pending CN115020874A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210757910.9A CN115020874A (zh) 2022-06-30 2022-06-30 一种动力电池热管理控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210757910.9A CN115020874A (zh) 2022-06-30 2022-06-30 一种动力电池热管理控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115020874A true CN115020874A (zh) 2022-09-06

Family

ID=83078694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210757910.9A Pending CN115020874A (zh) 2022-06-30 2022-06-30 一种动力电池热管理控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115020874A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117250547A (zh) * 2023-11-20 2023-12-19 深圳市菲尼基科技有限公司 一种电池储能系统可靠性评估方法及系统
CN117613467A (zh) * 2023-11-28 2024-02-27 江苏前晨汽车科技有限公司 一种电芯ptc加热模块布局的仿真方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117250547A (zh) * 2023-11-20 2023-12-19 深圳市菲尼基科技有限公司 一种电池储能系统可靠性评估方法及系统
CN117250547B (zh) * 2023-11-20 2024-04-02 深圳市菲尼基科技有限公司 一种电池储能系统可靠性评估方法及系统
CN117613467A (zh) * 2023-11-28 2024-02-27 江苏前晨汽车科技有限公司 一种电芯ptc加热模块布局的仿真方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115020874A (zh) 一种动力电池热管理控制方法
CN108777339B (zh) 一种锂离子电池脉冲放电自加热方法及装置
WO2022228540A1 (zh) 电池系统和车辆
CN203631703U (zh) 一种电动汽车电池加热系统的控制电路
CN208336400U (zh) 一种自加热锂离子电池
CN105958137B (zh) 一种锂离子电池模组热平衡管理系统
CN109301399B (zh) 一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统
CN204088524U (zh) 一种锂离子启停电源
JP7469554B2 (ja) 電池加熱システム、電池パック及び電力消費装置
CN108448178A (zh) 一种车载锂电池远程管理系统
CN108039757A (zh) 一种锂离子电池充电保存装置及其控制方法
CN211320266U (zh) 一种锂电池温控装置以及一种锂电池
CN103192731A (zh) 一种太阳能补偿的电动车电池车载充电加热装置
CN106532182A (zh) 电动汽车电池pack智能恒温系统及其恒温方法
Wang et al. Design and experiment of a novel stepwise preheating system for battery packs coupled with non-dissipative balancing function based on supercapacitors
CN104701585A (zh) 一种电动汽车的电池包管理系统
CN116315270A (zh) 一种圆柱形锂电池热管理系统
CN105070976B (zh) 一种电动汽车用超低温锂电池组
CN207398867U (zh) 一种电池组均衡装置
CN206370480U (zh) 一种智能电池包模组加热系统及电动车辆
CN110676530A (zh) 串联电池组的防热失控系统
CN107331906A (zh) 一种锂电池高温防护结构及锂电池
CN1332490C (zh) 半导体制冷式均衡充电方法及装置
CN113851776A (zh) 一种电池模组、电池包及用电设备
CN112490526A (zh) 一种无人机动力电池的温度管理装置及控温方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination