CN115663337A - 一种高压电池温度自动管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电池温度自动管控方法，包括：获取电池的信息；电池的信息包括车辆的冷却模块参数；根据电池的信息建立电池的温度边界模型，根据电池的温度边界模型确定电池的超温风险位置；对电池各区域温度进行实时监测，确定温度变化趋势；基于温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；如有，则将车辆的冷却模块参数调整至最大状态，再次监测电池各区域温度；如未能有效降温则针对电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶直至车辆停驶；如无，则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶。该方法提前采取温控措施，避免电池某区域出现超温情况以影响电池性能和可靠性。

Description

一种高压电池温度自动管控方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池热管理技术领域，具体涉及一种高压电池温度自动管控方法。

背景技术

随着科技的不断进步以及车辆动力系统的不断改革与优化，新能源车型迅速崛起，市场投放量也越来越多。在新能源汽车中，动力电池必须保证在适宜的温度下才能良好工作，温度升高会影响电芯的很多工作特性参数，如内阻、电压、系统芯片、可用容量、充放电效率和电池寿命。严重时还将导致热失控；温度过低则会影响电池的充放电性能，导致车辆无法启动，用户舒适性差，与此同时，电池模组间的温差也是影响动力电池工作的关键因素，不管在加热或者冷却过程中，电池模组间的温差过大会导致各个电芯不同的温度下工作，使得电芯的一致性变差，从而严重影响电芯的内阻、充放电性能和循环寿命，对电池包的性能和寿命有着重要影响。

针对当前问题，很多研发人员进行深入研究，采取了多种技术手段用于高压电池的温控管理，包括设计更加优化的冷却水道、控制电池舱内的气流运动，采用多组冷却模块进行多次降温等方法，但这些部件、结构以及方法仅能实现对整个高压电池表面进行温度调控管理，无法根据电池自身特性以及实际使用工况对电池某个或某些局部位置的高温情况进行针对性的管控，导致车辆在行驶过程中仍然会产生一些不必要的损耗；并且当前的温度控制方式均为实时管控，未能基于当前的运行工况和温度状态进行风险评估，提前采取控制措施，导致控制方式较为被动，无法在温度超过限值前进行有效控制。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种能够提升新能源车辆高压电池的热管理效率和能力的控制方法，具体为一种高压电池温度自动管控方法。

本发明提供了一种高压电池温度自动管控方法，包括：

S1：获取电池的信息；电池的信息包括车辆的冷却模块参数；

S2：根据电池的信息建立电池的温度边界模型，根据电池的温度边界模型确定电池的超温风险位置；

S3：对电池各区域温度进行实时监测，确定温度变化趋势；

S4：基于温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；

如有，则将车辆的冷却模块参数调整至最大状态，再次监测电池各区域温度；如未能有效降温则针对电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶；

如无，则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶

优选的，S2中，电池的超温风险位置包括电池在不同工况下工作时温度高于限值的风险位置。

优选的，限值为不超过高压电池产品许用温度的90％。

优选的，S3中，对电池各区域温度进行实时监测，得到监测数据；监测数据包括温度结果和监测时间；将温度结果转化为温度数值；根据监测时间和温度数值，并基于神经网络算法，得到温度变化趋势。

优选的，S4中，当温度变化趋势的走向将超出限值时，即电池将有超温风险；否则，电池没有超温风险。

优选的，S4中，当电池未来将有超温风险时，将车辆的冷却模块参数调整至最大状态，整体降低电池舱内的温度；在单位时间内，再次监测电池各区域温度，如未能有效降温则采用电控喷射器对电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶。

优选的，电控喷射器安装于电池上，电控喷射器用于雾化低温介质，并喷出雾化后的低温介质对电池的超温风险位置进行迅速降温。

优选的，S4中，如未能有效降温则控制电控喷射器移动至电池的超温风险位置，且电控喷射器喷出雾化后的低温介质对电池的超温风险位置进行针对性降温。

优选的，电池的信息还包括电池的尺寸参数、电池容量参数、能量密度参数、车辆运行工况参数。

优选的，车辆的冷却模块参数包括但不限于风扇最高转速、风扇最大风量、风扇在不同工况下的转速变化、电子水泵最高转速、电子水泵在不同工况下的转速变化以及电子水泵在不同空旷下的水流量变化。

本发明技术方案，具有如下优点：

1、在现有的控制逻辑基础上，打破传统控制的固有思维，通过改进当前控制策略中以实时监测数据超过限值作为判断条件的控制方式，设置电池的温度边界模型，通过电池的温度边界模型确定电池的超温风险位置，便于进行实时温度监测；在监测过程中，确定温度变化趋势，并基于温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；提前采取温控措施，避免电池某区域出现超温情况以影响电池性能和可靠性；

2、该方法不仅能够实时监控高压电池表面任意位置的温度变化，同时还能够针对电池的超温风险位置进行针对性的降温处理，使得整个电池表面的任意位置都能达到自动温控的效果，全面提升了电池的热管理能力和热管理效率，同时进一步提升了新能源汽车的能源效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施中一种高压电池温度自动管控方法。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例提供了一种高压电池温度自动管控方法，该方法应用于控制单元。

该方法包括：

S1：获取电池的信息；电池的信息包括车辆的冷却模块参数；

在本实施例中，电池的信息还包括电池的尺寸参数、电池容量参数、能量密度参数、车辆运行工况参数；并且车辆的冷却模块参数包括但不限于风扇最高转速、风扇最大风量、风扇在不同工况下的转速变化、电子水泵最高转速、电子水泵在不同工况下的转速变化以及电子水泵在不同空旷下的水流量变化。

S2：根据电池的信息建立电池的温度边界模型，根据电池的温度边界模型确定电池的超温风险位置；

在本实施例中，根据电池容量、电池体积和能量密度，可计算出电池的总能量，再根据能量和发热量的关系，可推导出电池的发热量，结合整车工况及电量消耗率建立电池表面温度与这些参数的关系模型(电池的温度边界模型)；再根据整车的不同工况，例如不同的车速和电机扭矩下，电池电量的消耗率不同，可推导出在不同车速、电机扭矩下电池的发热量，通过这一过程既能知晓车辆运行时电池的温度范围。

进一步的，电池的超温风险位置包括电池在不同工况下工作时温度高于限值的风险位置。在本实施例中，将限制设定为不超过高压电池产品许用温度的90％。

S3：对电池各区域温度进行实时监测，确定温度变化趋势；

具体的，对电池各区域温度进行实时监测，得到监测数据；监测数据包括温度结果和监测时间；将温度结果转化为温度数值；根据监测时间和温度数值，并基于神经网络算法，得到温度变化趋势。

S4：基于温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；

如有，则将车辆的冷却模块参数调整至最大状态，再次监测电池各区域温度；如未能有效降温则针对电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶；

如无，则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶

具体的，判断电池未来是否将有超温风险的依据为：当温度变化趋势的走向将超出限值时，即电池将有超温风险；否则，电池没有超温风险。

当电池未来将有超温风险时，对电池进行降温处理的过程为：将车辆的冷却模块参数调整至最大状态，整体降低电池舱内的温度；在单位时间内，再次监测电池各区域温度，如未能有效降温则采用电控喷射器对电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶。

在本实施例中，电控喷射器安装于电池上，电控喷射器用于雾化低温介质，并喷出雾化后的低温介质对电池的超温风险位置进行迅速降温。

如未能有效降温的处理方式为：控制电控喷射器移动至电池的超温风险位置，且电控喷射器喷出雾化后的低温介质对电池的超温风险位置进行针对性降温。

本实施例还提供了一种高压电池温度自动管控策略，该策略包括：边界信息处理部分、信号实时监控部分、风险评估部分以及自动调整部分；

边界信息处理部分在策略运行前，将电池的信息导入至控制单元，通过模型计算，识别出电池运行时电池表面温度较高的区域；

信号实时监控部分在车辆行驶过程中，控制单元对电池表面的不同区域进行实时温度监测，其中包括电池的超温风险位置，并将监测数据反馈至控制单元；

风险评估部分中控制单元将监测数据中的温度结果转化为温度数值；结合监测数据中的监测时间以及温度数值，并基于神经网络算法，得到温度变化趋势；根据温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；

自动调整部分是当电池未来将有超温风险时，将车辆的冷却模块参数调整至最大状态，整体降低电池舱内的温度；在单位时间内，再次监测电池各区域温度，如未能有效降温则控制电控喷射器移动至电池的超温风险位置，电控喷射器喷出雾化后的低温介质对电池的超温风险位置进行针对性降温，否则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶；如电池未来没有超温风险时，则继续对电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶

本实施例提供的这种高压电池温度自动管控方法具有以下有益效果：

1、在现有的控制逻辑基础上，打破传统控制的固有思维，通过改进当前控制策略中以实时监测数据超过限值作为判断条件的控制方式，设置电池的温度边界模型，通过电池的温度边界模型确定电池的超温风险位置，便于进行实时温度监测；在监测过程中，确定温度变化趋势，并基于温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；提前采取温控措施，避免电池某区域出现超温情况以影响电池性能和可靠性；

2、该方法不仅能够实时监控高压电池表面任意位置的温度变化，同时还能够针对电池的超温风险位置进行针对性的降温处理，使得整个电池表面的任意位置都能达到自动温控的效果，全面提升了电池的热管理能力和热管理效率，同时进一步提升了新能源汽车的能源效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，包括：

S1：获取电池的信息；所述电池的信息包括车辆的冷却模块参数；

S2：根据所述电池的信息建立电池的温度边界模型，根据所述电池的温度边界模型确定电池的超温风险位置；

S3：对电池各区域温度进行实时监测，确定温度变化趋势；

S4：基于所述温度变化趋势，分析电池未来是否将有超温风险；

如有，则将所述车辆的冷却模块参数调整至最大状态，再次监测所述电池各区域温度；如未能有效降温则针对所述电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对所述电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶；

如无，则继续对所述电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶。

2.根据权利要求1所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，S2中，所述电池的超温风险位置包括电池在不同工况下工作时温度高于限值的风险位置。

3.根据权利要求2所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，所述限值为不超过高压电池产品许用温度的90％。

4.根据权利要求1所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，S3中，对所述电池各区域温度进行实时监测，得到监测数据；所述监测数据包括温度结果和监测时间；将所述温度结果转化为温度数值；根据所述监测时间和所述温度数值，并基于神经网络算法，得到所述温度变化趋势。

5.根据权利要求3所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，S4中，当温度变化趋势的走向将超出所述限值时，即电池将有超温风险；否则，电池没有超温风险。

6.根据权利要求1所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，S4中，当电池未来将有超温风险时，将所述车辆的冷却模块参数调整至最大状态，整体降低电池舱内的温度；在单位时间内，再次监测所述电池各区域温度，如未能有效降温则采用电控喷射器对所述电池的超温风险位置进行降温处理，否则继续对所述电池各区域温度进行实时监测直至车辆停驶。

7.根据权利要求6所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，所述电控喷射器安装于电池上，所述电控喷射器用于雾化低温介质，并喷出雾化后的低温介质对所述电池的超温风险位置进行迅速降温。

8.根据权利要求7所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，S4中，如未能有效降温则控制所述电控喷射器移动至所述电池的超温风险位置，且所述电控喷射器喷出雾化后的低温介质对所述电池的超温风险位置进行针对性降温。

9.根据权利要求1所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，所述电池的信息还包括电池的尺寸参数、电池容量参数、能量密度参数、车辆运行工况参数。

10.根据权利要求1所述的一种高压电池温度自动管控方法，其特征在于，所述车辆的冷却模块参数包括但不限于风扇最高转速、风扇最大风量、风扇在不同工况下的转速变化、电子水泵最高转速、电子水泵在不同工况下的转速变化以及电子水泵在不同空旷下的水流量变化。

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