CN116914302A - 电池包防凝露方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池包防凝露方法和装置，涉及电池防凝露技术领域。该方法包括：监测电池箱内部的环境参量；计算所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit；判断所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险；若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理；本发明基于箱内空气湿度、温度的实时监测数据，参考电池箱凝露形成机理，采用凝露形成动态预测算法，控制除冷凝系统装置的工作状态，实现对电池箱内空气状态的调节，解决电池系统在外部环境和内部状态变化时形成凝露所导致的产品故障问题，从而确保电池系统寿命周围内稳定工作，除冷凝系统也无需进行多次更换，降低售后维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池防凝露技术领域，尤其涉及电池包防凝露方法和装置。
背景技术
在动力电池箱设计时，电池箱外壳及密封结构需满足防水防尘要求。然而，一方面，由于箱体内部具有一定湿度的空气，另一方面，箱体设计时需具有与外部环境进行空气交换的功能，以平衡箱体内外温度变化所导致的气压差值。因此，当环境温度发生高、低温变化时，其内部空间中空气所含有的水分子遇冷会发生凝结而形成小水滴，附着于电气元器件或者其它关键零部件表面，引起电气短路和绝缘失效、零部件锈蚀和霉变等问题，进而影响电气安全及零部件的寿命。因此，如何解决电池箱内密封空间内空气中水分子凝结问题是动力电池系统设计中最经常遇到的难题。
现有技术中，一般采用在产品密封壳体内部直接放置吸水材料如干燥剂等以吸收冷凝水，然而，任何吸水材料均具有一定的饱和度，即当材料内部含水量达到一定限值时，即无法再继续吸收水分。同时，有些工程产品设计寿命较长，通常要求8至10年，故在上述方案下，如满足产品在全寿命周期内的需求，则需每隔一段时间将设备内部的吸收材料取出进行更换维修，浪费人力、物力且影响产品使用。
发明内容
本发明的目的是提供电池包防凝露方法和装置，其基于箱内空气湿度、温度的实时监测数据，参考电池箱凝露形成机理，采用凝露形成动态预测算法，控制除冷凝系统装置的工作状态，进而实现对电池箱内空气状态的动态调节，解决电池系统在外部环境和内部状态变化时形成凝露所导致的产品故障问题，从而确保电池系统整个寿命周围内稳定工作，并且除冷凝系统也无需进行多次更换，降低售后维护成本。
为了实现上述目的，本发明公开了一种电池包防凝露方法，其包括如下步骤：
S1、监测电池箱内部的环境参量，所述环境参量包括空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti；
S2、依据所述电池箱内部的当前环境参量，计算所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit；
S3、依据所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit，判断所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险；
S4、若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理。
较佳地，所述电池包防凝露方法还包括如下步骤：
提供标准空气焓湿度图，每一组空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti在所述标准空气焓湿度图具有一一对应的坐标（Ti，RHi），每一坐标（Ti，RHi）具有一一对应的含湿值δi和焓值hi。
较佳地，设所述电池箱内部当前的空气相对湿度值RHa和干球温度值Ta在标准空气焓湿度图中的坐标点为A（Ta，RHa），所述步骤S2具体包括：
S21、依据当前空气相对湿度值RHa和当前干球温度值Ta，在所述标准空气焓湿度图中查找所述电池箱内部的当前含湿值δa和焓值ha；
S22、当所述电池箱内部的干球温度值从Ta下降至Tb时，此时的所述电池箱内部的空气相对湿度值RHi 和干球温度值Ti在标准空气焓湿度图中的坐标点为B（Tb，RHb）；
S23、依据空气相对湿度值RHb 和干球温度值Tb，在所述标准空气焓湿度图中查找所述电池箱内部的含湿值δb和焓值hb；
S24、依据所述空气相对湿度值RHa、干球温度值Ta对应的含湿值δa和焓值ha，及空气相对湿度值RHi、干球温度值Ti对应的含湿值δb和焓值hb，获得所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit。
较佳地，设B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)，湿度为100%时湿度曲线函数f100%(T100%，δ)，所述步骤S24具体包括：
S241、依据以下公式计算B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb 对应的湿度函数为fb(T，δ)的法线方程：
Y=-1/[∂fb(Tb，δb)/ ∂T∂δ]*(X- Tb)+ RHb，
其中，∂fb(Tb，δb)/∂T∂δ为B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)在B点的偏导值，X为过B点法线的温度值，Y为过B点法线的湿度值；
S242、依据B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)的法线方程，及湿度为100%时湿度曲线函数f100%(T100%，δ100%)，计算在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%），其中，Tc为B点温度下降时产生冷凝的露点温度Tlimit。
较佳地，所述步骤S242具体包括：
对以下方程组进行求解，以获得在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%）：
Y=-1/[∂fb(Tb，δb)/ ∂T∂δ]*(X- Tb)+ RHb；
Y=f100%(T，100%)。
较佳地，所述步骤S3具体包括：
S31、计算所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime；
S32、比较所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime与预设的防冷凝提前介入阈值的大小，依据比较结果判定所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险。
较佳地，通过以下公式计算所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime：
Φtime=λ*[(Ta-Tb)/△t]*(Tb-Tc) ;
其中，△t为温度从A点下降至B点所经历的时间，λ为温降速率修正系数。
较佳地，所述步骤S32具体包括：
S321、当Φtime≤TIMELIMIT时，则所述电池箱内部在当前环境参量可能出现冷凝风险；
S322、当Φtime＞TIMELIMIT时，则所述电池箱内部在当前环境参量不会出现冷凝风险；
其中，TIMELIMIT为防冷凝提前介入阈值。
较佳地，所述温降速率修正系数λ的取值介于0.6至0.95之间，所述防冷凝提前介入阈值TIMELIMIT介于6小时至12小时之间。
较佳地，所述电池箱内部设置有一个除冷凝设备，所述若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则通过所述冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，所述电池箱内部设置有两个除冷凝设备，两所有除冷凝设备中的一者的编码为M1，另一者的编码为M2，所述步骤S4具体包括：
S41、若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，所述步骤S41中，间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若TimetotalM1＞TimetotalM2+△TIME，则除冷凝设备M2开启；
若TimetotalM1≤TimetotalM2+△TIME，则除冷凝设备M1开启；
其中，TimetotalM1为除冷凝设备M1的总开启时间，TimetotalM2为除冷凝设备M2的总开启时间，△TIME为除冷凝设备的开启时间容差。
较佳地，所述直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险，之前还包括：
判断所述电池箱内部的冷凝风险是否降低；
依据判断结果同时开启两所述除冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，所述判断所述电池箱内部的冷凝风险是否降低，具体包括：
比较t0时刻冷凝出现预测时间Φtimet0与tt时刻冷凝出现预测时间Φtimett的大小；
若Φtimet0≥Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险降低；
若Φtimet0＜Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险升高；
其中，tt=t0+△t，△t为BMS的判断周期。
较佳地，所述若Φtimet0＜Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险升高，进一步包括：
计算所述电池箱内部的冷凝量预测值；
依据所述电池箱内部的凝露量预测值判断所述电池箱内部的冷凝量是否超标；
依据判断结果调整所述除冷凝设备同时开启的数量，以对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，通过以下公式计算所述电池箱内部的冷凝量预测值：
△m=V*ρ*[（(Tb/298)*δb-Tc/298)*δc];
V=Scool*hcool+Sbox*hbox;
其中，△m为在B点空气状态下冷凝量预测值，V为电池箱内产生冷凝的有效体积，ρ为标准理想气体状况下空气密度，Tb为温度传感器数值，Tc为B点预测露点温度值，δb为B点空气含湿量，δc为露点温度下空气含湿量，Scool为水冷板表面与电芯贴合剩余面积，Sbox为电池箱内壁表面积， hcool为冷板与电芯贴合后剩余区域的垂直法向高度，hbox为垂直箱体内壁表面法线高度。
较佳地，所述依据所述电池箱内部的凝露量预测值判断所述电池箱内部的冷凝量是否超标，具体包括：
若△m＜mlimit ，则所述电池箱内部的当前空气状态冷凝预测值在安全阈值以内，开启两所述除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理；
若△m≥mlimit ，则所述电池箱内部的当前空气状态冷凝预测值超出安全阈值，同时开启两所述除冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理；
其中，mlimit为所述电池箱极的限冷凝承受测试值。
相应地，本发明还公开了一种电池包防凝露装置，其应用于如上所述的电池包防凝露方法，所述电池包防凝露装置包括电池箱、电池包、除冷凝设备和BMS，所述电池包和除冷凝设备均置于所述电池箱内。
相应地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其包括计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得该计算机执行如上所述的电池包防凝露方法。
与现有技术相比，本发明基于箱内空气湿度、温度的实时监测数据，参考电池箱凝露形成机理，采用凝露形成动态预测算法，控制除冷凝系统装置的工作状态，进而实现对电池箱内空气状态的动态调节，解决电池系统在外部环境和内部状态变化时形成凝露所导致的产品故障问题，从而确保电池系统整个寿命周围内稳定工作，并且除冷凝系统也无需进行多次更换，降低售后维护成本。
附图说明
图1是本发明的电池包防凝露方法的流程框图；
图2是本发明的标准空气焓湿度图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1和图2所示，本实施例的电池包防凝露方法，其包括如下步骤：
S1、监测电池箱内部的环境参量，所述环境参量包括空气相对湿度值RHi(其单位为%)和干球温度值Ti(其单位为℃)。
这里的空气相对湿度值RHi通过湿度传感器监测获得，干球温度值Ti通过温度传感器监测获得，湿度传感器和温度传感器分别将采集到的数据传输至BMS。可以理解的是，实际操作中，可以根据电池箱的体积大小，布置多组湿度传感器和温度传感器，每组湿度传感器和温度传感器采集对应关键区域的环境参量。
S2、依据所述电池箱内部的当前环境参量，计算所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit。
S3、依据所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit，判断所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险。
S4、若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理。
较佳地，所述电池包防凝露方法还包括如下步骤：
提供标准空气焓湿度图，每一组空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti在所述标准空气焓湿度图具有一一对应的坐标（Ti，RHi），每一坐标（Ti，RHi）具有一一对应的含湿值δi(其单位为g/kg)和焓值hi(其单位为kj/kg)。
可以理解的是，图2示出了标准空气焓湿度图的示意图，实际操作中，可以通过查表、对记录有标准空气焓湿度图数据的数据库进行数据检索的方式获得每一组空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti对应的含湿值δi和焓值hi。如当电池箱内部温度某区域空气温度为45℃、相对湿度为30%时，即可获得该区域当前空气焓湿度为17.5g/kg、焓值为92 kj/kg，由于此时空气相对湿度小于100%，故可以判断此时电池箱内部无凝露现象。
然而，如电池箱内部的空气温度继续下降，则相对湿度仍会继续增大，则会发生冷凝问题，故需要时时评估电池箱内部产生冷凝的可能性。当空气温度下降至一定值、湿度增加至一定程度时，需要除冷凝设备提前介入工作，即开启除冷凝工序，进而一方面消除电池箱的空气孔的水分，使其变为液态水滴并通过除冷凝装置的排水管道排出箱体外部，以降低电池箱内封闭空间的空气相对湿度值；另一方面，除冷凝设备中的TEC在工作过程中，其热极端会发热并通过散热翅片与电池箱内部空气进行热交换，从而提高空气温度，避免其继续降低，故本发明的后续步骤主要是针对冷凝出现的预测计算和除冷凝设备的控制。
较佳地，设所述电池箱内部当前的空气相对湿度值RHa和干球温度值Ta在标准空气焓湿度图中的坐标点为A（Ta，RHa），所述步骤S2具体包括：
S21、依据当前空气相对湿度值RHa和当前干球温度值Ta，在所述标准空气焓湿度图中查找所述电池箱内部的当前含湿值δa和焓值ha；
S22、当所述电池箱内部的干球温度值从Ta下降至Tb时，此时的所述电池箱内部的空气相对湿度值RHi 和干球温度值Ti在标准空气焓湿度图中的坐标点为B（Tb，RHb）；
S23、依据空气相对湿度值RHb 和干球温度值Tb，在所述标准空气焓湿度图中查找所述电池箱内部的含湿值δb和焓值hb；
S24、依据所述空气相对湿度值RHa、干球温度值Ta对应的含湿值δa和焓值ha，及空气相对湿度值RHi、干球温度值Ti对应的含湿值δb和焓值hb，获得所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit。
较佳地，设B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)，湿度为100%时湿度曲线函数f100%( T100%，δ100%)，所述步骤S24具体包括：
S241、依据以下公式计算B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb 对应的湿度函数为fb(T，δ)的法线方程：
Y=-1/[∂fb(Tb，δb)/ ∂T∂δ]*(X- Tb)+ RHb，
其中，∂fb(Tb，δb)/∂T∂δ为B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)在B点的偏导值，X为过B点法线的温度值，Y为过B点法线的湿度值；
S242、依据B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)的法线方程，及湿度为100%时湿度曲线函数f100%(T100%，δ100%)，计算在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%），其中，Tc为B点温度下降时产生冷凝的露点温度Tlimit。
可以理解的是，根据冷凝产生原理，当任意温度下相对湿度达到100%时，即达到产生冷凝的临近湿度点，此时对应的空气温度为露点温度Tlimit，一旦空气温度下降至露点温度Tlimit时则会产生冷凝，从而出现凝露水滴。
较佳地，所述步骤S242具体包括：
对以下方程组进行求解，以获得在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%）：
Y=-1/[∂fb(Tb，δb)/ ∂T∂δ]*(X- Tb)+ RHb；
Y=f100%(T，100%)。
从图2中可看出其数值为21℃，即如控制电池箱内各空气温度值均大于该阈值，则不会出现凝露现象。
较佳地，所述步骤S3具体包括：
S31、计算所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime；
S32、比较所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime与预设的防冷凝提前介入阈值的大小，依据比较结果判定所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险。
较佳地，通过以下公式计算所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime：
Φtime=λ*[(Ta-Tb)/△t]*(Tb-Tc) ;
其中，△t为温度从A点下降至B点所经历的时间，λ为温降速率修正系数。
较佳地，所述步骤S32具体包括：
S321、当Φtime≤TIMELIMIT时，则所述电池箱内部在当前环境参量可能出现冷凝风险；
S322、当Φtime＞TIMELIMIT时，则所述电池箱内部在当前环境参量不会出现冷凝风险；
其中，TIMELIMIT为防冷凝提前介入阈值。
较佳地，所述温降速率修正系数λ的取值介于0.6至0.95之间，所述防冷凝提前介入阈值TIMELIMIT介于6小时至12小时之间。
较佳地，所述电池箱内部设置有一个除冷凝设备，所述若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则通过所述冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，所述电池箱内部设置有两个除冷凝设备，两所有除冷凝设备中的一者的编码为M1，另一者的编码为M2，所述步骤S4具体包括：
S41、若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，所述步骤S41中，间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若TimetotalM1＞TimetotalM2+△TIME，则除冷凝设备M2开启；
若TimetotalM1≤TimetotalM2+△TIME，则除冷凝设备M1开启；
其中，TimetotalM1为除冷凝设备M1的总开启时间，TimetotalM2为除冷凝设备M2的总开启时间，△TIME为除冷凝设备的开启时间容差。通过设计除冷凝设备的开启时间容差△TIME，以避免在到达开启条件时，多个除冷凝设备多次交替开启/关闭，从而降低除冷凝设备开/关频率。
当单个除冷凝设备开始工作后，湿度传感器和温度传感器仍会时时监测电池箱内湿度和温度变化，并且按照上述步骤S2至步骤S4进行计算控制，根据动态的湿度和温度数值，结合标准空气焓湿度图及其函数，时时计算出现冷凝时间Φtime，正常情况下，伴随空气湿度的下降和温度的升高，其冷凝时间Φtime也会逐渐延长，然而，在极少数恶劣工况下，如海边高湿环境且电池制冷系统开启条件下，则会出现电池箱内湿度仍会增加且温度下降的可能，故此时，需要通过如下步骤判断冷凝风险是否降低。
较佳地，所述直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险，之前还包括：
判断所述电池箱内部的冷凝风险是否降低；
依据判断结果同时开启两所述除冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，所述判断所述电池箱内部的冷凝风险是否降低，具体包括：
比较t0时刻冷凝出现预测时间Φtimet0与tt时刻冷凝出现预测时间Φtimett的大小；
若Φtimet0≥Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险降低；
若Φtimet0＜Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险升高；
其中，tt=t0+△t，△t为BMS的判断周期，根据BMS通讯负载情况，一般取5至10min。
较佳地，所述若Φtimet0＜Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险升高，进一步包括：
计算所述电池箱内部的冷凝量预测值；
依据所述电池箱内部的凝露量预测值判断所述电池箱内部的冷凝量是否超标；
依据判断结果调整所述除冷凝设备同时开启的数量，以对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
较佳地，通过以下公式计算所述电池箱内部的冷凝量预测值：
△m=V*ρ*[（(Tb/298)*δb-Tc/298)*δc];
V=Scool*hcool+Sbox*hbox;
其中，△m为在B点空气状态下冷凝量预测值；V为电池箱内产生冷凝的有效体积；ρ为标准理想气体状况下空气密度；Tb为温度传感器数值；Tc为B点预测露点温度值；δb为B点空气含湿量；δc为露点温度下空气含湿量；Scool为水冷板表面与电芯贴合剩余面积；Sbox为电池箱内壁表面积；hcool为冷板与电芯贴合后剩余区域的垂直法向高度，一般取冷板总厚度的1至2倍；hbox为垂直箱体内壁表面法线高度，取电池箱内壁沿其法向方向上距其它零部件距离最大值和最小值的平均值。由以上计算公式，即可计算在单个除冷凝设备工作前提下，若存在冷凝风险升高的情况下，所述电池箱内部的冷凝量预测值。
较佳地，所述依据所述电池箱内部的凝露量预测值判断所述电池箱内部的冷凝量是否超标，具体包括：
若△m＜mlimit，则所述电池箱内部的当前空气状态冷凝预测值在安全阈值以内，开启两所述除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理；
若△m≥mlimit，则所述电池箱内部的当前空气状态冷凝预测值超出安全阈值，同时开启两所述除冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理；
其中，mlimit为所述电池箱极的限冷凝承受测试值，即在85%湿度和65℃的初始环境条下，当温度下降至一定值时，其电池箱内产生冷凝而造成电气绝缘故障的测试值。
通过上述步骤，逐步循环监测电池箱内空气动态湿度、温度，并且BMS基于以上采集数据，参考标准空气焓湿图进行时时计算、判断，进而控制除冷凝设置的开启/关闭，确保电池箱内工作环境一直出于无冷凝风险状态，保障电池系统安全及寿命周期可靠性
相应地，本发明还公开了一种电池包防凝露装置，其应用于如上所述的电池包防凝露方法，所述电池包防凝露装置包括电池箱、电池包、除冷凝设备和BMS，所述电池包和除冷凝设备均置于所述电池箱内。
相应地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其包括计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得该计算机执行如上所述的电池包防凝露方法。
结合图1和图2，本发明基于箱内空气湿度、温度的实时监测数据，参考电池箱凝露形成机理，采用凝露形成动态预测算法，控制除冷凝系统装置的工作状态，进而实现对电池箱内空气状态的动态调节，解决电池系统在外部环境和内部状态变化时形成凝露所导致的产品故障问题，从而确保电池系统整个寿命周围内稳定工作，并且除冷凝系统也无需进行多次更换，降低售后维护成本，其与现有方案相比，可达到以下技术效果：
1）本发明采用特殊的除冷凝设备，基于BMS算法及电气原理控制，可实现对电池箱内空气状态的动态预测及防止冷凝预防控制，进而实现电池系统全寿命周期内稳定可靠运行，无需进行多次拆解更换，降低售后维护成本；
2）通过在电池箱内安装湿度传感器、温度传感器，动态监测出现易出现冷凝区域的空气状态，并参考标准空气焓湿图，实时计算在当前空气状态距离出现冷凝的剩余时间，进而控制除冷凝装置提前工作，避免了造成冷凝的风险；
3）借助于现有BMS计算能力和电气通信插口，通过电气控制原理方案设计，进而实现BMS对电池箱内空气状态参考的监测、除冷凝设备工作状态的自动控制；
4）针对较大电池箱空间内2台及以上除冷凝设备布置方案，在满足除冷凝系统开启的条件下，优先开启1台设备，并根据BMS中各设备的工作时间历程数据，均衡各设备的工作时间，以便降低系统能耗且提升除冷凝系统的工作寿命；
5）在除冷凝设备开启的条件下，引入电池箱内冷凝风险评估机制以动态判断冷凝风险是否下降，根据电池箱内部结构设计特征参数，动态计算预测冷凝量产生数值，并与在极限工况下实验测试阈值相比，评估当前冷凝风险大小，进而判断是否将加大开启除冷凝设备的数量，以便快速消除潜在风险，防止在特殊环境运行工况下电池系统出现冷凝可能性。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (13)
1.一种电池包防凝露方法，其特征在于，包括如下步骤：
监测电池箱内部的环境参量，所述环境参量包括空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti；
依据所述电池箱内部的当前环境参量，计算所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit；
依据所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit，判断所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险；
若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理。
2.如权利要求1所述的电池包防凝露方法，其特征在于，还包括如下步骤：
提供标准空气焓湿度图，每一组空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti在所述标准空气焓湿度图具有一一对应的坐标（Ti，RHi），每一坐标（Ti，RHi）具有一一对应的含湿值δi和焓值hi。
3.如权利要求2所述的电池包防凝露方法，其特征在于，设所述电池箱内部当前的空气相对湿度值RHa和干球温度值Ta在标准空气焓湿度图中的坐标点为A（Ta，RHa），所述依据所述电池箱内部的当前环境参量，计算所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit，具体包括：
依据当前空气相对湿度值RHa和当前干球温度值Ta，在所述标准空气焓湿度图中查找所述电池箱内部的当前含湿值δa和焓值ha；
当所述电池箱内部的干球温度值从Ta下降至Tb时，此时的所述电池箱内部的空气相对湿度值RHi和干球温度值Ti在标准空气焓湿度图中的坐标点为B（Tb，RHb）；
依据空气相对湿度值RHb 和干球温度值Tb，在所述标准空气焓湿度图中查找所述电池箱内部的含湿值δb和焓值hb；
依据所述空气相对湿度值RHa、干球温度值Ta对应的含湿值δa和焓值ha，及空气相对湿度值RHi、干球温度值Ti对应的含湿值δb和焓值hb，获得所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit。
4.如权利要求3所述的电池包防凝露方法，其特征在于，设B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)，湿度为100%时湿度曲线函数f100%(T100%，δ100%)，所述依据所述空气相对湿度值RHa、干球温度值Ta对应的含湿值δa和焓值ha，及空气相对湿度值RHi、干球温度值Ti对应的含湿值δb和焓值hb，获得所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit，具体包括：
依据以下公式计算B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb 对应的湿度函数为fb(T，δ)的法线方程：
Y=-1/[∂fb(Tb，δb)/ ∂T∂δ]*(X- Tb)+ RHb，
其中，∂fb(Tb，δb)/∂T∂δ为B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)在B点的偏导值，X为过B点法线的温度值，Y为过B点法线的湿度值；
依据B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb对应的湿度函数为fb(Tb，δb)的法线方程，及湿度为100%时湿度曲线函数f100%(T100%，δ100%)，计算在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%），其中，Tc为B点温度下降时产生冷凝的露点温度Tlimit；
其中，所述依据B（Tb，RHb）的空气相对湿度值RHb 对应的湿度函数为fb(Tb，δb)的法线方程，及湿度为100%时湿度曲线函数f100%(T100%，δ100%)，计算在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%），其中，Tc为B点温度下降时产生冷凝的露点温度Tlimit，具体包括：
对以下方程组进行求解，以获得在100%相对湿度时对应的坐标C（Tc，100%）：
Y=-1/[∂fb(Tb，δb)/ ∂T∂δ]*(X- Tb)+ RHb；
Y=f100%(T，100%)。
5.如权利要求4所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述依据所述电池箱内部在当前环境参量下的露点温度Tlimit，判断所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险，具体包括：
计算所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime；
比较所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime与预设的防冷凝提前介入阈值的大小，依据比较结果判定所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险；
其中，通过以下公式计算所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime：
Φtime=λ*[(Ta-Tb)/△t]*(Tb-Tc) ;
其中，△t为温度从A点下降至B点所经历的时间，λ为温降速率修正系数。
6.如权利要求5所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述比较所述电池箱内部在当前环境参量下可能出现的冷凝时间Φtime与预设的防冷凝提前介入阈值的大小，依据比较结果判定所述电池箱内部在当前环境参量是否存在冷凝风险，具体包括：
当Φtime≤TIMELIMIT时，则所述电池箱内部在当前环境参量可能出现冷凝风险；
当Φtime＞TIMELIMIT时，则所述电池箱内部在当前环境参量不会出现冷凝风险；
其中，TIMELIMIT为防冷凝提前介入阈值。
7.如权利要求1所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述电池箱内部设置有一个除冷凝设备，所述若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则通过所述冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
8.如权利要求1所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述电池箱内部设置有两个除冷凝设备，两所有除冷凝设备中的一者的编码为M1，另一者的编码为M2，所述若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险。
9.如权利要求8所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述若所述电池箱内部在当前环境参量存在冷凝风险，则间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险中，间隔开启两所有除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理，具体包括：
若TimetotalM1＞TimetotalM2+△TIME，则除冷凝设备M2开启；
若TimetotalM1≤TimetotalM2+△TIME，则除冷凝设备M1开启；
其中，TimetotalM1为除冷凝设备M1的总开启时间，TimetotalM2为除冷凝设备M2的总开启时间，△TIME为除冷凝设备的开启时间容差。
10.如权利要求9所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险，之前还包括：
判断所述电池箱内部的冷凝风险是否降低；
依据判断结果同时开启两所述除冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险；
其中，所述判断所述电池箱内部的冷凝风险是否降低，具体包括：
比较t0时刻冷凝出现预测时间Φtimet0与tt时刻冷凝出现预测时间Φtimett的大小；
若Φtimet0≥Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险降低；
若Φtimet0＜Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险升高；
其中，tt=t0+△t，△t为BMS的判断周期。
11.如权利要求10所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述若Φtimet0＜Φtimett，则所述电池箱内部的冷凝风险升高，进一步包括：
计算所述电池箱内部的冷凝量预测值；
依据所述电池箱内部的凝露量预测值判断所述电池箱内部的冷凝量是否超标；
依据判断结果调整所述除冷凝设备同时开启的数量，以对所述电池箱内部进行除冷凝处理，直至消除所述电池箱内部在当前环境参量的冷凝风险；
其中，通过以下公式计算所述电池箱内部的冷凝量预测值：
△m=V*ρ*[（(Tb/298)*δb-Tc/298)*δc];
V=Scool*hcool+Sbox*hbox;
其中，△m为在B点空气状态下冷凝量预测值，V为电池箱内产生冷凝的有效体积，ρ为标准理想气体状况下空气密度，Tb为温度传感器数值，Tc为B点预测露点温度值，δb为B点空气含湿量，δc为露点温度下空气含湿量，Scool为水冷板表面与电芯贴合剩余面积，Sbox为电池箱内壁表面积，hcool为冷板与电芯贴合后剩余区域的垂直法向高度，hbox为垂直箱体内壁表面法线高度。
12.如权利要求11所述的电池包防凝露方法，其特征在于，所述依据所述电池箱内部的凝露量预测值判断所述电池箱内部的冷凝量是否超标，具体包括：
若△m＜mlimit ，则所述电池箱内部的当前空气状态冷凝预测值在安全阈值以内，开启两所述除冷凝设备中的一者对所述电池箱内部进行除冷凝处理；
若△m≥mlimit ，则所述电池箱内部的当前空气状态冷凝预测值超出安全阈值，同时开启两所述除冷凝设备对所述电池箱内部进行除冷凝处理；
其中，mlimit为所述电池箱极的限冷凝承受测试值。
13.一种电池包防凝露装置，其特征在于：应用于如权利要求1-12中任一项所述的电池包防凝露方法，所述电池包防凝露装置包括电池箱、电池包、除冷凝设备和BMS，所述电池包和除冷凝设备均置于所述电池箱内。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109818090A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-28 | 合肥中科昂辉科技有限公司 | 一种高效电池动态监测管理系统 |
| CN115308075A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-11-08 | 天永锂电科技(东莞)有限公司 | 一种锂电池水含量在线检测的方法以及烘烤装置 |
| CN115332651A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 东风柳州汽车有限公司 | 防止动力电池包损坏的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115437417A (zh) * | 2022-11-10 | 2022-12-06 | 深圳市瀚强科技股份有限公司 | 电子设备及其除湿防凝露控制方法 |
| CN115811133A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-17 | 南方电网数字企业科技(广东)有限公司 | 一种基于开关柜的凝露预测控制方法、模块和系统 |
| WO2023087848A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 确定室外湿球温度方法、风机控制方法、电子设备 |
-
2023
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109818090A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-28 | 合肥中科昂辉科技有限公司 | 一种高效电池动态监测管理系统 |
| WO2023087848A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 确定室外湿球温度方法、风机控制方法、电子设备 |
| CN115308075A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-11-08 | 天永锂电科技(东莞)有限公司 | 一种锂电池水含量在线检测的方法以及烘烤装置 |
| CN115332651A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 东风柳州汽车有限公司 | 防止动力电池包损坏的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115437417A (zh) * | 2022-11-10 | 2022-12-06 | 深圳市瀚强科技股份有限公司 | 电子设备及其除湿防凝露控制方法 |
| CN115811133A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-17 | 南方电网数字企业科技(广东)有限公司 | 一种基于开关柜的凝露预测控制方法、模块和系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 程升平;李小省;李蒸;汪宏华;李敏;陈晟;郭小东;: "新型半导体冷凝除湿器在10kV环网柜中的应用研究", 电源世界, no. 01 * |
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