CN115453398A - 一种新型电池包热管理方法及热管理装置 - Google Patents

一种新型电池包热管理方法及热管理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型电池包热管理方法及热管理装置，涉及电池技术领域，所述热管理方法包括：电芯初始热管理阈值设置；基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；存储所述电芯寿命测试数据；基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。该方法能够依据电池包的温度，环境温度，电池的其他状态，动态调整电池热管理的热管理开启关闭阈值，使得电池寿命能够在满足质保的情况下，降低整车能耗，提高车辆的续航，增强了客户体验。

Description

一种新型电池包热管理方法及热管理装置
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种新型电池包热管理方法及热管理装置。
背景技术
目前，市场通用的电池包热管理方法大多采用在特定工况下采用固定的热管理阈值，热管理阈值的设定仅与用车工况相关，虽然能够控制电池温度在合理范围内，但却没有办法将电池的寿命潜力发挥到极致，控制电池在合理温度内，需要整车热管理系统消耗额外的电能。如：在行驶工况下，电池温度＞35℃开冷却，冷却到30℃停止；慢充工况下，电池温度＞40℃开冷却，冷却到35℃停止(参见附图1)。采用该热管理阈值可以很好的控制电池温度，但是没办法充分利用电池寿命特点，还是会有热管理能耗上的浪费。电池的质保寿命一般是通过特定循环工况来制定的，然而用户使用过程中，行驶条件往往与循环工况有较大出入，因此存在质保寿命无法充分利用的情况，对用户来说也会存在热管理系统能耗高，降低使用续航，影响了用户体验。
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种新型电池包热管理方法及热管理装置，能够依据环境温度，电池当前寿命情况等其他因素，动态调整热管理阈值，使得用户在车辆的使用周期内，能耗降低到最低。
发明内容
本发明目的在于提供一种新型电池包热管理方法及热管理装置，能够有效利用电池质保寿命，在不影响质保的前提下，减少电池热管理系统的使用频率，提高用户体验。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种新型电池包热管理方法，所述方法包括：
电芯初始热管理阈值设置；
基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；
存储所述电芯寿命测试数据；
基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。
进一步地，所述电芯初始热管理阈值设定包括：
在行车冷却、慢充冷却、行车加热或慢充加热状态下，分别设置所述电芯初始热管理的开启阈值和关闭阈值。
进一步地，所述电芯寿命测试包括：不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试；循环工况下的电芯寿命测试；通过所述电芯寿命测试得出电芯理论的质保寿命。
进一步地，所述存储所述电芯寿命测试数据包括：不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试数据；循环工况下的电芯寿命测试数据。
进一步地，所述迭代优化的热管理阈值的影响因素包括：环境温度、电芯预期的预期寿命和电芯理论的质保寿命。
另一方面，本发明还提供了一种新型电池包热管理装置，其特征在于，所述装置包括：
设置模块，用于电芯初始热管理阈值设置；
测试模块，用于基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；
存储模块，用于存储所述电芯寿命测试数据；
迭代优化模块，用于基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。
进一步地，所述设置模块用于：
在行车冷却、慢充冷却、行车加热或慢充加热状态下，分别设置所述电芯初始热管理的开启阈值和关闭阈值。
进一步地，所述测试模块用于：
测试不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命；测试循环工况下的电芯寿命；通过测试所述电芯寿命得出电芯理论的质保寿命。
进一步地，所述存储模块用于：
存储不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试数据；存储循环工况下的电芯寿命测试数据。
进一步地，所述迭代优化模块中，所述迭代优化的热管理阈值的影响因素包括：环境温度、电池预期的预期寿命和电芯理论的质保寿命。
本发明的技术效果和优点：
该电池包热管理方法能够依据电池包的温度，环境温度，电池的其他状态，动态调整电池热管理的热管理开启关闭阈值，使得电池寿命能够在满足质保的情况下，降低整车能耗，提高车辆的续航，增强了客户体验。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得
显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为现有技术常规电池包热管理冷却方法示意图；
图2为本发明一种新型电池包热管理方法流程图；
图3为本发明实施例中一种新型电池包热管理方法的具体步骤示意图；
图4为本发明实施例CLTC-P循环工况示意图。
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。
为解决现有技术的不足，本发明公开了一种新型电池包热管理方法，如附图2所示，所述方法包括以下步骤：
电芯初始热管理阈值设置；
基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；
存储所述电芯寿命测试数据；
基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。
下面以通用版行车冷却、慢充冷却、行车加热和慢充加热这四种状态举例说明，如附图3所示，一种新型电池包热管理方法，包括以下四个步骤：
步骤1：电芯初始热管理阈值设置。
具体地，在行车冷却、慢充冷却、行车加热或慢充加热状态下，分别设置所述电芯初始热管理的开启阈值和关闭阈值。
在本实施例中，行车冷却状态下，开启热管理的阈值为a1，关闭热管理的阈值为a2。
慢充冷却状态下，开启热管理的阈值为b1，关闭热管理的阈值为b2。
行车加热状态下，开启热管理的阈值为c1，关闭热管理的阈值为c2。
慢充加热状态下，开启热管理的阈值为d1，关闭热管理的阈值为d2。
步骤2：基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试。
电芯寿命测试包括两个部分：
1、不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试。
2、循环工况下的电芯寿命测试。
需要说明的是，由于电池无需加热和冷却，因此不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试，无需使用热管理阈值。其中，不同充/放电倍率条件为：1/3C、1C、2C、3C和4C，不同电芯温度条件为：-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃。
所述循环工况包括：
CLTC(China light-duty vehicle test cycle)工况，中国轻型汽车测试循环工况，其包含了轻型乘用车工况(CLTC-P)与轻型商用车工况(CLTC-C)。
NEDC(New European Driving Cycle)工况，新欧洲标准行驶循环测试循环工况。
WLTC(World Light Vehicle Test Cycle)工况，世界轻型汽车辆测试循环工况。
需要说明的是，其他自定义循环工况也同样适用于本发明。
如CLTC工况下的电芯寿命测试，循环工况所使用的热管理阈值为步骤1中设定的。通过电芯寿命测试可以得出电芯理论的质保寿命。
如下附图4为CLTC-P循环工况下的测试方法，CLTC-P循环工况包括低速(1部)、中速(2部)和高速(3部)3个速度区间，工况时长共计1800s，累计里程为14.48km，最高车速为114km/h。
步骤3：存储所述电芯寿命测试数据。
BMS(电池管理系统)存储步骤2中所获取的数据包括：
1、存储不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试数据；
2、存储循环工况下的电芯寿命测试数据。
步骤4：基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值迭代优化。
在用户使用过程中，BMS(电池管理系统)会通过算法比如遗传算法，神经网络算法等优化算法对热管理阈值进行不断的迭代优化。BMS(电池管理系统)通过获取当前的环境温度，电芯理论的质保寿命，以及用户当前的历史行驶状态，预测当前状态下，电芯预期的预期寿命。优化的热管理阈值的取决因素包括但不限于当前的环境温度，电芯理论的质保寿命和当前状态下电芯预期的预期寿命。
以行驶工况下冷却阈值举例：
若计算后的电芯预期的预期寿命要高于电芯理论的质保寿命，则表明对该用户来说，热管理阈值可以适当提高，减小热管理开启的频率。
若计算后的电芯预期的预期寿命要低于电芯理论的质保寿命，则表明对该用户来说，热管理阈值可以适当降低，需要增加热管理的开启频率，来使得预期的电芯寿命能够控制在质保以内。
热管理阈值的优化调整在一定范围以内，比如行车状态下的开启阈值a1的调整只能在(C1，C2)以内。行车状态下的关闭阈值a2的调整只能在(D1，D2)以内。以确保热管理系统能够应对突发状况下的热管理需求。
同理的，慢充工况下冷却阈值、行车工况下加热阈值以及慢充工况下加热阈值的开启或关闭，其调整范围均只能在特定值内。
基于上述新型电池包热管理方法，本发明还公开了一种新型电池包热管理装置，所述装置包括以下模块：
设置模块，用于电芯初始热管理阈值设置；
测试模块，用于基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；
存储模块，用于存储所述电芯寿命测试数据；
迭代优化模块，用于基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。
常规的热管理阈值不考虑电芯质保寿命，往往会制定严苛的热管理阈值，来控制电池温度，确保电芯理论质保寿命能够满足整车质保需求，但实际用户使用当中，往往使用工况不一定会有循环工况或者其他质保评估工况那样严苛。不同的用户的驾驶风格也存在差异，行驶工况多有不同。环境温度对电芯寿命的影响也很大。比如北方用户和南方用户对于热管理阈值也会存在差异。因此依据不同用户不同的驾驶风格，行驶工况，环境温度智能调整热管理阈值的大小，可以在满足质保的前提下，降低整车能耗，提高用户体验。因此该方案的经济性优异，对用户使用友好。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。

Claims (10)

1.一种新型电池包热管理方法，其特征在于，所述方法包括：
电芯初始热管理阈值设置；
基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；
存储所述电芯寿命测试数据；
基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。
2.根据权利要求1所述的一种新型电池包热管理方法，其特征在于，所述电芯初始热管理阈值设置包括：
在行车冷却、慢充冷却、行车加热或慢充加热状态下，分别设置所述电芯初始热管理的开启阈值和关闭阈值。
3.根据权利要求1所述的一种新型电池包热管理方法，其特征在于，所述电芯寿命测试包括：
不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试；
循环工况下的电芯寿命测试；
通过所述电芯寿命测试得出电芯理论的质保寿命。
4.根据权利要求1所述的一种新型电池包热管理方法，其特征在于，所述存储所述电芯寿命测试数据包括：
存储不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试数据；
存储循环工况下的电芯寿命测试数据。
5.根据权利要求1所述的一种新型电池包热管理方法，其特征在于，所述迭代优化的热管理阈值的影响因素包括：
环境温度、电芯预期的预期寿命和电芯理论的质保寿命。
6.一种新型电池包热管理装置，其特征在于，所述装置包括：
设置模块，用于电芯初始热管理阈值设置；
测试模块，用于基于所述热管理阈值，进行电芯寿命测试；
存储模块，用于存储所述电芯寿命测试数据；
迭代优化模块，用于基于所述电芯寿命测试数据，对所述热管理阈值进行迭代优化。
7.根据权利要求6所述的一种新型电池包热管理装置，其特征在于，所述设置模块用于在：
在行车冷却、慢充冷却、行车加热或慢充加热状态下，分别设置所述电芯初始热管理的开启阈值和关闭阈值。
8.根据权利要求6所述的一种新型电池包热管理装置，其特征在于，所述测试模块用于：
测试不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命；
测试循环工况下的电芯寿命；
通过测试所述电芯寿命得出电芯理论的质保寿命。
9.根据权利要求6所述的一种新型电池包热管理装置，其特征在于，所述存储模块用于：
存储不同充/放电倍率和电芯温度下的电芯寿命测试数据；
存储循环工况下的电芯寿命测试数据。
10.根据权利要求6所述的一种新型电池包热管理装置，其特征在于，所述迭代优化模块中，所述迭代优化的热管理阈值的影响因素包括：
环境温度、电芯预期的预期寿命和电芯理论的质保寿命。
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