CN116799375A - 电池均温控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种电池均温控制系统。电池均温控制系统包含机柜、空调装置、中央控制模块以及多个电池模块;空调装置用以提供冷源或热源;多个电池模块包含多个电池、控制单元、风扇组及温度感测模块;其中,中央控制模块依据环境温度传送温控指令至空调装置,以启动冷源或热源,同时将多个电池模块传送来的多个工作温度信息,进行比对运算,并各别传送风扇运转指令至每一电池模块,使其风扇组对应启动运转模式,对多个电池进行降温或增温,以调整每一电池模块的工作温度,以达一动态温度平衡。

Description

电池均温控制系统
技术领域
本发明涉及一种电池均温控制系统,尤其涉及一种可对电池模块各别进行热管理的电池均温控制系统。
背景技术
随着锂电池的广泛应用及对其电压需求的不断提升,一般常用的电池机柜内所置放的锂电池数量极易超过200颗以上。如此庞大的锂电池数量,导致其电池热管理较难管控。一般而言,于电池机柜中会设置多个电池模块,且每一电池模块中串联设置多个电池串联,并通过空调装置对多个所述电池模块进行热管理。
电池模块的热管理主要在于如何加强电池的均温性。于公知技术中,造成电池不均温的原因包含电池来自不同生产批料、电池本身阻抗不同、模块摆放位置(高处与低处摆放)、内部风场不均等和外部环境高温或低温和阳光照射面的不同。此外,由于电池的发热量亦为动态性质,其会依照不同的电流或时间产出不同的热量。此种种的因素让电池模块的热管理变得困难重重、且难以处理,更遑论当许多的电池模块同时设置于电池机柜中时,更是难以对各别电池模块一一进行热管理。
在公知技术中,户外型的电池储能机柜常会采用空调装置进行制冷,使电池机柜内的环境温度维持在20~30度,以避免电池过热。然而,环境温度并不等于电池温度,且电池被包裹在复杂的电池模块结构中,若此时柜内温度出现局部高温或局部低温,则该局部高温或局部低温处的电池模块内的电池温度则可能会过高或过低。倘若单颗电池的温度过高或过低,超出其预定的保护值,则该电池模块将因保护该单颗电池的因素而暂停运转,如此将使得模块中其它温度正常的电池也无法运作,进而损失总电容量。
除此之外,前述电池的不均温性也会间接影响到电池的寿命。由此可见,如何做到柜内电池温度平均和热处理,已经成为业界的重要课题。因此,如何发展一种可改善上述现有技术所遇到问题的电池均温控制系统,实为重要的课题之一。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种电池均温控制系统,利用提供一冷源或一冷源供电池模块使用,并可对电池模块各别进行热管理,有效瞄准偏离平均值的电池模块,并针对此电池模块进行降温或增温,以调整每一电池模块的工作温度,以提升电池模块温度的一致性,增加电池寿命及产品可靠度。
根据本发明的构想,本发明提供一种电池均温控制系统,包含:机柜、空调装置、空调装置以及多个电池模块;空调装置设置于机柜内,用以提供冷源或热源;空调装置设置于机柜中,并与空调装置电连接;多个电池模块与中央控制模块电连接,其中每一电池模块包含多个电池、控制单元、风扇组及温度感测模块,多个电池、风扇组及温度感测模块均与控制单元电连接,每一电池模块分别组设于壳体中,并容收于机柜内,且每一电池模块的温度感测模块持续感测及监控其对应的电池模块的工作温度,并将工作温度的信息传送至中央控制模块;其中,中央控制模块依据环境温度传送温控指令至空调装置,以启动冷源或热源,同时将多个电池模块传送来的多个工作温度信息,进行比对运算,并各别传送风扇运转指令至每一电池模块,使每一电池模块的风扇组对应启动运转模式,对多个电池进行降温或增温,以调整每一电池模块的工作温度,以达一动态温度平衡。
根据本发明的构想,其中空调装置包括冷气模块及暖气模块,用以提供冷源或热源,并对应输出冷空气或热空气。
根据本发明的构想,其中温控指令包括第一温控指令及第二温控指令,当环境温度判定为高温状态,则中央控制模块发送第一温控指令至空调装置,以启动冷气模块,提供冷源,并输出冷空气;当环境温度判定为低温状态,则中央控制模块发送第二温控指令至空调装置,以对应启动暖气模块,提供热源,输出热空气。
根据本发明的构想,其中每一电池模块的工作温度为电池模块内的多个电池的第一平均温度。
根据本发明的构想,其中中央控制模块依据多个电池模块传送来的多个工作温度信息与基准温度进行运算及比对,以计算出每一电池模块的该工作温度与基准温度的偏差值,并依据空调装置的工作模式及偏差值是否超出预定值,以各别传送对应的风扇运转指令至每一电池模块,使风扇组启动运转模式,对多个电池进行降温或增温,以各别调整每一电池模块的工作温度。
根据本发明的构想,其中基准温度为多个电池模块的第二平均温度。
根据本发明的构想,其中风扇运转指令包括高速运转指令、中速运转指令及低速运转指令。
根据本发明的构想,其中风扇组的该运转模式包括高速运转模式、中速运转模式及低速运转模式;当电池模块的控制单元接获高速运转指令、中速运转指令或低速运转指令的其中之一,并将其对应传送至风扇组,以使风扇组对应启动高速运转模式、中速运转模式、或低速运转模式。
根据本发明的构想,其中当空调装置的工作模式为冷却模式,且偏差值为正数,且高于预定值时,中央控制模块传送高速运转指令至电池模块,风扇组对应启动高速运转模式,以对电池模块内的多个电池进行降温,以调降电池模块的工作温度。
根据本发明的构想,其中当空调装置的工作模式为冷却模式,且偏差值为负数,且高于预定值时,中央控制模块传送低速运转指令至电池模块,风扇组对应启动低速运转模式,以降低冷却能力。
根据本发明的构想,其中当偏差值低于预定值时,中央控制模块传送中速运转指令至电池模块,风扇组对应启动中速运转模式,以维持电池模块的工作温度。
根据本发明的构想,其中当空调装置的工作模式为加热模式,且偏差值为正数,且高于预定值时,中央控制模块传送低速运转指令至电池模块,风扇组对应启动低速运转模式,以降低增温能力。
根据本发明的构想,其中当空调装置的工作模式为加热模式,且偏差值为负数,且高于预定值时,中央控制模块传送高速运转指令至电池模块,风扇组对应启动高速运转模式,以对电池模块内的多个电池进行增温,以提升电池模块的工作温度。
本发明的有益效果在于,本发明提供了一种电池均温控制系统,通过中央控制模块依据环境温度传送温控指令至空调装置,以启动一冷源或一热源,同时将机柜中多个电池模块传送来的多个工作温度信息,进行比对运算,并各别传送风扇运转指令至每一个电池模块,使每一个电池模块的风扇组对应启动一运转模式,对电池模块内的多个电池进行降温或增温,以随时调整每一电池模块的工作温度,以达一动态温度平衡。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的电池均温控制系统的系统示意图。
图2为图1所示的电池均温控制系统的机柜的结构示意图。
图3为图1所示的电池均温控制系统的中央控制模块的系统示意图。
图4为图1所示的电池均温控制系统的电池模块的系统示意图。
图5为图1所示的电池均温控制系统的电池模块于一视角的结构示意图。
图6A为图5所示的电池模块于另一视角的正面结构示意图。
图6B为图6A所示的电池模块的底视结构示意图。
图7为图6A所示的电池模块的内部结构示意图。
附图标记如下:
1:电池均温控制系统
2:机柜
3:空调装置
31:冷气模块
32:暖气模块
4:中央控制模块
40:主控板
41:核心处理器
42:记忆单元
43:连接模块
5、5A、5B、5C、5D:电池模块
50:壳体
500:第一侧
501:第二侧
502:第一侧面
502a:第一开口
503:第二侧面
503a:第二开口
503b:第三开口
504:延伸部
51、51a、51b、51c:电池
52:控制单元
53:风扇组
54:温度感测模块
55:电路板
56:连接组件
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上当作说明之用,而非限制本发明。
图1为本发明较佳实施例的电池均温控制系统的系统示意图。图2为图1所示的电池均温控制系统的机柜的结构示意图。图3为图1所示的电池均温控制系统的电池模块的系统示意图。如图1及图2所示,本发明的电池均温控制系统1包含机柜2、空调装置3、中央控制模块4、多个电池模块5。空调装置3设置于机柜2内,包括冷气模块31及暖气模块32,以分别提供一冷源及一热源。中央控制模块4,设置于机柜2中,并与空调装置3电连接。多个电池模块5与中央控制模块4电连接。如图3所示,每一个电池模块5包含多个电池51、控制单元52、风扇组53及温度感测模块54,该多个电池51、风扇组53及温度感测模块54均与控制单元52电连接,且每一个电池模块5分别组设于壳体50中,并容收于机柜2内。其中,每一个电池模块5的温度感测模块54持续感测及监控其对应的电池模块5的工作温度,并将工作温度的信息传送至中央控制模块4。中央控制模块4依据环境温度传送一温控指令至空调装置3,以启动该冷源或该热源,同时将多个电池模块5传送来的多个工作温度信息,进行比对运算,并各别传送一风扇运转指令至每一个电池模块5,使每一个电池模块5的风扇组53对应启动一运转模式,以对该电池模块5内的多个电池51进行降温或增温,借以调整每一个电池模块5的工作温度,以达机柜2内的动态温度平衡。
请同时参阅图1、图2及图3。图3为图1所示的电池均温控制系统的中央控制模块的系统示意图。电池均温控制系统1的空调装置3、中央控制模块4、多个电池模块5均设置于机柜2中。如图2所示,机柜2为一大型的柜体结构,以本实施例为例,多个电池模块5A、5B、5C、5D…为两两并排设置,且其数量为18,但其排列设置方式及数量并不以此为限,可依照实际施作情形而任施变化。于本实施例中,空调装置3装设于机柜2的前方,即挂设于机柜2的柜门上,然由于本图并未展现机柜2的柜门,是以略示之。于另一些实施例中,空调装置3亦可能设置于机柜2的内部后方、或是设置于机柜2之外,其所设置的位置及数量并不以此为限,其主要作为电池均温控制系统1的冷源或热源供给之用,是以只要能提供冷源或热源的温度调节装置均在本发明保护范围中,并不限于上述实施方式。再者,空调装置3可为一般市售的冷暖气机,但不以此为限,是以其中的构件(例如:控制器、温度感测器、连接器…等)于此均略示,于本实施例中,如图1所示,其主要着重于空调装置3同时包括冷气模块31及暖气模块32,故其可依据中央控制模块4所传送的温控指令而选择提供冷源或热源,进而对应输出冷空气或热空气。
如图2所示,中央控制模块4堆叠装设于电池模块5A上,但其设置的位置并不以此为限。以及,如图3所示,中央控制模块4包括主控板40、核心处理器41、记忆单元42以及连接模块43…等构件,其中核心处理器41、记忆单元42以及连接模块43等彼此电连接,并设置于主控板40上。记忆单元42用以储存一基准温度的信息,连接模块43则包含多个连接器(未图示),以分别对应连接于空调装置3及多个电池模块5。于一些实施例中,中央控制模块4还包括至少一个温度感测器(未图示),用以检测机柜2内的环境温度,并可将该环境温度信息传送至核心处理器41。于另一些实施例中,机柜2内的环境温度亦可由多个电池模块5提供的多个工作温度进行演算评估而得,并不以此为限。
于本实施例中,核心处理器41用以接收信息、比对演算及判断,并输出对应的指令。换言之,核心处理器41接收到环境温度的信息后,即进行相关判断,并通过连接模块43传送对应的温控指令至空调装置3,使空调装置3启动相对应的工作模式,例如:冷却模式或加热模式,以输出冷空气或热空气进行温度调控,进而促使机柜2内达成一动态温度平衡。于本实施例中,该温控指令包括第一温控指令及第二温控指令,当环境温度被判定为一高温状态,则中央控制模块4的核心处理器41发送第一温控指令至空调装置3,第一温控指令用以启动空调装置3的冷气模块31,以提供冷源,并输出冷空气,使机柜2内的多个电池模块5可吸入冷空气,以进行降温;相反地,当环境温度被判定为一低温状态,则中央控制模块4的核心处理器41发送该第二温控指令至空调装置3,第二温控指令则用以启动空调装置3的暖气模块32,以提供热源,并输出热空气,使机柜2内的多个电池模块5可吸入热空气,以进行增温。除此之外,核心处理器41亦依据前述空调装置3的工作模式的状态及该偏差值是否超出一预定值,进而通过连接模块43各别传送对应的风扇运转指令至每一电池模块5,使风扇组53启动一运转模式,对多个电池51进行降温或增温,以各别调整每一电池模块5的工作温度。于本实施例中,该风扇运转指令包括一高速运转指令、一中速运转指令及一低速运转指令,多个所述高速/中速/低速运转指令将促使电池模块5的风扇组53对应启动高速/中速/低速运转模式。
请参阅图4、图5、图6A及图6B,图4为图1所示的电池均温控制系统的电池模块的系统示意图。图5为图1所示的电池均温控制系统的电池模块于一视角的结构示意图。图6A为图5所示的电池模块于另一视角的正面结构示意图。图6B为图6A所示的电池模块的底视结构示意图。如图4所示,每一个电池模块5均包含多个电池51a、51b、51c…、控制单元52、风扇组53、温度感测模块54及连接组件56,其中多个电池51a、51b、51c…均与控制单元52、温度感测模块54及连接组件56电连接,借以通过连接组件56将该多个电池51a、51b、51c…产生的电力向外输送。以及,风扇组53、温度感测模块54及连接组件56亦与控制单元52电连接,当温度感测模块54将该多个电池51a、51b、51c…的温度信息传送至控制单元52后,经运算及判断后,则可控制风扇组53启动对应的运转模式。如图5所示,每一个电池模块5分别组设于壳体50中,并容收于机柜2内。壳体50为方形的盒体结构,并可以抽屉式抽取、容收于机柜2内,但不以此为限。壳体50具有4个侧面,彼此两两对应,其中第一侧面502及第二侧面503分别设置于第一侧500及第二侧501。第一侧500与第二侧501彼此对应,当容收于机柜2内时,第一侧500及第二侧501分别为前侧及后侧,即设置于前侧的第一侧500将邻近并对应于空调装置3所设置的机柜2柜门,意即其设置于机柜2的正面处,至于第二侧501则是对应于机柜2的后侧。如图5所示,设置于第一侧500的第一侧面502上具有第一开口502a,于本实施例中,第一开口502a为一纵贯第一侧面502中央的镂空狭长孔洞,用以供调节温度的冷空气或热空气流经,以流入电池模块5内。当然,第一开口502a的型态、设置位置及数量并不以此为限,其可依照实际施作情形而任施变化。
如图6A及图6B所示,与第一侧500相对的第二侧501亦具有第二侧面503。第二侧面503上亦设置多个第二开口503a(如图6B所示)及第三开口503b。于本实施例中,由于第二开口503a设置于第二侧面503的延伸部504下方,是以通过图6B的底视结构示意图以示意其位置。以本实施例为例,第二开口503a的数量为二,用以供电池模块5内部热空气流出。至于第三开口503b,则为一横向贯穿第二侧面503的栅栏式开口结构,其设置的位置对应于其内部的风扇组53,用以供风扇组53将强制对流的热空气排出至电池模块5外。当然,第二开口503a及第三开口503b的型态、设置位置及数量亦不以本实例的例示为限,其可依照实际施作情形而任施变化。
请参阅图7。图7为图6A所示的电池模块的内部结构示意图。如图所示,于电池模块5的内部,其装设多个电池51a、51b、51c…,且多个电池51a、51b、51c…为两两并排设置,即于本实施例中,电池模块5包括2排电池51,且每一排电池51的数量为11,故本实施例的电池模块5一共包含22个电池51,然此电池51的数量可依照实际施作情形而任意变化。于电池模块5的第二侧501处设有风扇组53,于本实施例中,风扇组53包括两风扇53a、53b,风扇53a及53b彼此对称设置于两侧,该两风扇53a及53b的位置恰对应于该2排电池51,用以分别对该排电池51进行散热,但风扇组53的风扇53a及53b的数量及位置并不以此为限。如图所示,电池模块5的控制单元52设置于一电路板55上,且电路板55对应设置于两风扇53a、53b之间,但不以此为限。于一些实施例中,温度感测模块54包括多个温度感测器(未图示),并分别布设于壳体50内侧,并与多个电池51a、51b、51c…对应设置,借以测量及监控电池模块5的每一个电池51a、51b、51c…的温度,并将此多个电池51a、51b、51c…的温度传送至电路板55上的控制单元52,以运算出该电池模块5的工作温度。于本实施例中,该工作温度即为电池模块5内的多个电池51a、51b、51c…的平均温度,即为第一平均温度。以及,于本实施例中,连接组件56可为但不限为包括传输信号用的连接器、或是传输电力用的电连接器…等,用以将电池模块5所监控的工作温度信息传送至中央控制模块4、或是传输电池模块5的多个电池51所供给的电力。
请同时参阅图1、图3及图4。如前所述,每一电池模块5的温度感测模块54通过其多个温度感测器均持续地对每一个电池51进行温度监测,并将多个所述温度监测的数据传递至电池模块5的控制单元52,以取得该电池模块5的工作温度信息(即第一平均温度),其后再经由连接组件56将此工作温度信息传送至中央控制模块4,并与一基准温度做比较,以取得每一电池模块5的工作温度与该基准温度的偏差值。于本实施例中,该基准温度为多个电池模块5A、5B、5C、5D…的第二平均温度,意即每个电池模块5A、5B、5C、5D…将温度感测模块54所监测到的工作温度(第一平均温度)各别传送至中央控制模块4后,则由核心处理器41进行运算,计算出多个电池模块5A、5B、5C、5D…当下的平均温度,即为第二平均温度,以作为温度调控的基准温度。
于本实施例中,多个电池模块5A、5B、5C、5D…的热管理为动态的热管理,其主要依据空调装置3当下的工作模式(冷却模式或加热模式)及上述的偏差值是否超出一预定值,以各别地进行电池模块5A、5B、5C、5D…的热管理。举例来说,若此时空调装置3处于冷却模式,即其输出冷空气,且电池模块5A的偏差值为一正数,并高于一预定值时,则中央控制模块4的核心处理器41将传送一高速运转指令至电池模块5A。于本实施例中,该偏差值所能容受的预定值为5℃,但不以此为限。换言之,若电池模块5A的工作温度高于基准温度5℃,电池模块5A的控制单元52即会依据此高速运转指令,使风扇组53启动相对应的高速运转模式,以对电池模块5A内的多个电池51进行降温,以调降电池模块5A的工作温度,以使该偏差值调整至预定值内。
请同时参阅图5、图6A、图6B及图7。承前所述,当电池模块5A的风扇组53执行高速运转模式时,其将对电池模块5A内的多个电池51进行强制散热,即为使该多个电池51所产生的热经由风扇53a、53b的高速运转,而由第二侧面503上的多个第二开口503a及第三开口503b快速向外输送。于此同时,空调装置3所提供的冷源,即冷空气将由第一侧面502上的第一开口502a被快速地导入电池模块5A内,并依序流经该多个电池51,以进行散热,并降低电池模块5A的工作温度。以及,温度感测模块54持续地监测电池模块5A的工作温度,并将该工作温度信息经由控制单元52传送至中央控制模块4,以再次进行运算,若经由前述温度调控程序后,电池模块5A的工作温度与基准温度(即第二平均温度)的偏差值降至预定值(即5℃)内,则中央控制模块4将再传送中速运转指令至电池模块5A。电池模块5A的控制单元52接获中速运转指令后,将传送至风扇组53,使其启动相对应之中速运转模式。因此,风扇53a、53b将转速调降为中速,冷空气输送至电池模块5A内的速度因而减缓,以减缓电池模块5A的降温速度,并维持其工作温度。
反之,若空调装置3仍处于冷却模式,且电池模块5A的偏差值为一负数,且高于预定值(5℃)时,则代表该电池模块5A的工作温度与基准温度(即第二平均温度)的偏差值已降至超过预定值(即5℃)以上,即电池模块5A的工作温度低于基准温度(第二平均温度)5℃以上时,中央控制模块4将传送低速运转指令至电池模块5A,控制单元52进一步将低速运转指令传送至风扇组53,以启动低速运转模式,使风扇53a、53b低速运转,使冷空气少量进入电池模块5A中,以降低冷却能力。
于另一实施例中,若空调装置3处于加热模式,即其输出热空气,且电池模块5B的偏差值为一正数,并高于预定值(5℃)时,则中央控制模块4的核心处理器41将传送一低速运转指令至电池模块5B。电池模块5A的控制单元52将依据此低速运转指令,使风扇组53启动相对应的低速运转模式,使风扇53a、53b低速运转,使热空气少量地进入电池模块5B中,以降低增温能力。倘若,电池模块5B的偏差值为一负数,且高于预定值(5℃)时,则代表电池模块5B的工作温度低于基准温度(第二平均温度)5℃以上时,中央控制模块4将传送高速运转指令至电池模块5B,控制单元52将高速运转指令传送至风扇组53,以启动高速运转模式,使风扇53a、53b高速运转,使热空气大量且快速地进入电池模块5B中,以对电池模块5B内的多个电池51进行增温,以提升电池模块5B的工作温度,以使该偏差值调整至预定值内。
如前所述,若空调装置3处于加热模式,但电池模块5B的工作温度与基准温度(即第二平均温度)的偏差值低于预定值(即5℃)时,则代表电池模块5B的工作温度处于第二平均温度的容受范围内,是以中央控制模块4即传送中速运转指令至电池模块5B,使电池模块5B的风扇组53启动对应之中速运转模式,以减缓热空气输送至电池模块5B内的速度,进而减缓电池模块5B的增温速度,并维持其工作温度。
由此可见,于本实施例中,多个电池模块5A、5B、5C、5D…为动态的热管理,且通过中央控制模块4随时对工作温度产生离异(即偏差值大于预定值)的电池模块5A、5B等进行温度控管,通过风扇运转指令使多个所述电池模块5A、5B的风扇组53进行不同的风速调整,并搭配空调装置3提供的工作模式,以降低或是提升电池模块5A、5B的工作温度,并使其拉回平均值,进而维持多个电池模块5A、5B、5C、5D…的温度一致性。同时亦提升每一电池模块5内的多个电池51的均温性,进而可有效延长多个所述电池51的使用寿命,并可防止总电容量的损失。
综上所述,本发明提供了一种电池均温控制系统,通过中央控制模块依据环境温度传送温控指令至空调装置,以启动一冷源或一热源,同时将机柜中多个电池模块传送来的多个工作温度信息,进行比对运算,并各别传送风扇运转指令至每一个电池模块,使每一个电池模块的风扇组对应启动一运转模式,对电池模块内的多个电池进行降温或增温,以随时调整每一电池模块的工作温度,以达一动态温度平衡。因此,机柜中的每一个电池模块可有效提升冷却效率或加热效率,并提升多个电池的温度一致性,以延长电池寿命、并阻止总电容的损失,并增加产品的可靠度。本发明得本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰,然而皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims (13)

1.一种电池均温控制系统,包含:
一机柜;
一空调装置,设置于该机柜内,用以提供一冷源或一热源;
一中央控制模块,设置于该机柜中,并与该空调装置电连接;以及
多个电池模块,与该中央控制模块电连接,其中每一该电池模块包含多个电池、一控制单元、一风扇组及一温度感测模块,该多个电池、该风扇组及该温度感测模块均与该控制单元电连接,每一该电池模块分别组设于一壳体中,并容收于该机柜内,且每一该电池模块的该温度感测模块持续感测及监控其对应的该电池模块的一工作温度,并将该工作温度的信息传送至该中央控制模块;
其中,该中央控制模块依据一环境温度传送一温控指令至该空调装置,以启动该冷源或该热源,同时将该多个电池模块传送来的多个该工作温度的信息,进行比对运算,并各别传送一风扇运转指令至每一该电池模块,使每一该电池模块的该风扇组对应启动一运转模式,对该多个电池进行降温或增温,以调整每一该电池模块的该工作温度,以达一动态温度平衡。
2.如权利要求1所述的电池均温控制系统,其中该空调装置包括一冷气模块及一暖气模块,用以提供该冷源或该热源,并对应输出一冷空气或一热空气。
3.如权利要求2所述的电池均温控制系统,其中该温控指令包括一第一温控指令及一第二温控指令,当该环境温度判定为一高温状态,则该中央控制模块发送该第一温控指令至该空调装置,以启动该冷气模块,提供该冷源,并输出该冷空气;当该环境温度判定为一低温状态,则该中央控制模块发送该第二温控指令至该空调装置,以对应启动该暖气模块,提供该热源,输出该热空气。
4.如权利要求1所述的电池均温控制系统,其中每一该电池模块的该工作温度为该电池模块内的该多个电池的一第一平均温度。
5.如权利要求1所述的电池均温控制系统,其中该中央控制模块依据该多个电池模块传送来的该多个工作温度信息与一基准温度进行运算及比对,以计算出每一该电池模块的该工作温度与该基准温度的一偏差值,并依据该空调装置的一工作模式及该偏差值是否超出一预定值,以各别传送对应的该风扇运转指令至每一该电池模块,使该风扇组启动一运转模式,对该多个电池进行降温或增温,以各别调整每一该电池模块的该工作温度。
6.如权利要求5所述的电池均温控制系统,其中该基准温度为该多个电池模块的一第二平均温度。
7.如权利要求5所述的电池均温控制系统,其中该风扇运转指令包括一高速运转指令、一中速运转指令及一低速运转指令。
8.如权利要求7所述的电池均温控制系统,其中该风扇组的该运转模式包括一高速运转模式、一中速运转模式及一低速运转模式;当该电池模块的该控制单元接获该高速运转指令、该中速运转指令或该低速运转指令的其中之一,并将其对应传送至该风扇组,以使该风扇组对应启动该高速运转模式、该中速运转模式、或该低速运转模式。
9.如权利要求8所述的电池均温控制系统,其中当该空调装置的该工作模式为一冷却模式,且该偏差值为一正数,且高于该预定值时,该中央控制模块传送该高速运转指令至该电池模块,该风扇组对应启动该高速运转模式,以对该电池模块内的该多个电池进行降温,以调降该电池模块的该工作温度。
10.如权利要求8所述的电池均温控制系统,其中当该空调装置的该工作模式为一冷却模式,且该偏差值为一负数,且高于一预定值时,该中央控制模块传送该低速运转指令至该电池模块,该风扇组对应启动该低速运转模式,以降低冷却能力。
11.如权利要求8所述的电池均温控制系统,其中当该偏差值低于该预定值时,该中央控制模块传送该中速运转指令至该电池模块,该风扇组对应启动该中速运转模式,以维持该电池模块的该工作温度。
12.如权利要求8所述的电池均温控制系统,其中当该空调装置的该工作模式为一加热模式,且该偏差值为一正数,且高于该预定值时,该中央控制模块传送该低速运转指令至该电池模块,该风扇组对应启动该低速运转模式,以降低增温能力。
13.如权利要求8所述的电池均温控制系统,其中当该空调装置的该工作模式为一加热模式,且该偏差值为一负数,且高于该预定值时,该中央控制模块传送该高速运转指令至该电池模块,该风扇组对应启动该高速运转模式,以对该电池模块内的该多个电池进行增温,以提升该电池模块的该工作温度。
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KR101924527B1 (ko) * 2016-06-16 2018-12-03 주식회사 엘지화학 에너지 저장 시스템 및 그것의 온도 제어 방법
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