CN117141311A - 一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法及系统，包括：判断电动汽车电池所处的工况条件；若电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电动汽车电池当前最高温度与电池冷却温度阈值的大小，结合电池SOC值与快充目标值的关系，控制冷却系统的运行；若电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电动汽车电池当前最高温度与电池冷却温度阈值的大小，结合电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，控制冷却系统的运行。本发明方案能够根据工况及时对冷却系统的开启进行相应的控制，在减少电池能耗的同时保证电池在工作时温度处于适宜状态。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
新能源汽车已经是遏制全球变暖，推进节能减排的事业的重要产业，新能源汽车所用的锂离子电池需处在一个合适的温度范围内才能发挥其最大能力，为保持锂离子在工作时能够保持在合适的温度范围内，采用了很多方法，例如液冷液热，直冷直热等，也制定了很多热管理策略，如电池预加热、插枪保温等。但是现在电池热管理的能耗也引起关注，也有很多措施来降低电池热管理的能耗，例如提高加热冷却开启的阈值，采用直冷直热的冷却加热方式等。
通过此技术方案可以降低电池热管理的能耗。现有的热管理策略主要是依据温感采集到的电芯的最高最低温度来判断电池热管理是否需要开启，但是在某些特定的情况下，例如在高温环境下，需要开启冷却功能维持电池的温度在合适的范围内，但是当电池的SOC较高时，电池的充电电流减小，发热量也减小。若只考虑电池本身的温度，依然以之前的冷却策略来冷却，可能会导致电池的温度持续下降，增大能耗。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法及系统，电池处于高温快充工况下时，将电池SOC值作为辅助判断条件，电池处于高温放电工况下时，将放电电流、放电电流持续时间以及电池SOC值作为辅助判断条件，能够根据工况及时对冷却系统的开启进行相应的控制，在减少电池能耗的同时保证电池在工作时温度处于适宜状态。
为实现上述目的，本发明的第一个方面提供一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，包括：
判断电动汽车电池所处的工况条件；
若电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电池SOC值与快充目标值的比较结果，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行；
若电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小关系，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行。
本发明的第二个方面提供一种电动汽车高温工况下的电池热管理系统，包括：
判断模块：用于判断电动汽车电池所处的工况条件；
高温快充工况管理模块，用于当电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电池SOC值与快充目标值的比较结果，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行；
高温放电工况管理模块，用于当电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小关系，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行。
本发明的第三个方面提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法。
本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
在本发明中，在电池处于高温快充工况下时，加入SOC作为辅助判断条件，根据电池SOC值与快充目标值的大小关系，对冷却系统进行控制，从而优化冷却系统的开启条件，减少电池冷却加热时的能耗；电池处于高温放电工况下时，放电电流与SOC都会影响电池的发热量，仅将放电电流作为辅助条件会导致冷却条件不断转换，本发明将放电电流和放电电流的持续时间作为辅助判断条件，同时结合电池的SOC值进行判断，能够有效对冷却系统的运行进行控制，及时地调整电池热管理策略，降低能耗，保证锂离子电池在工作范围时温度能够维持在适宜的温度区间等。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例一中高温快充时的热管理策略判断流程图；
图2为本发明实施例一中高温工况下电芯不同倍率放电的发热功率；
图3为本发明实施例一中高温工况下电芯不同SOC下放电的发热功率；
图4为本发明实施例一中高温放电时的热管理策略判断流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
实施例公开了一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，包括：
判断电动汽车电池所处的工况条件；
若电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电池SOC值与快充目标值的比较结果，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行；
若电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小关系，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行。
若电动汽车电池处于高温快充工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第一电池冷却温度阈值时，则进行电池SOC值与快充目标值关系的判断。
在本实施例中，电池SOC值与快充目标值关系的判断，具体包括：
若当前电池SOC值小于第一快充目标值，则冷却系统开启运行，冷却系统开启后当电池当前最高温度小于第二电池冷却温度阈值时，则冷却系统关闭；
若当前电池SOC值大于第一快充目标值且不大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度不小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统运行，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第二电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭；
若当前电池SOC值大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度不小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统运行，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第二电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭。
在本实施例中，所述电池SOC值与快充目标值关系的判断，还包括：
若当前电池SOC值大于第一快充目标值且不大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭；
若当前电池SOC值大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭。
在本实施例中，若电动汽车电池处于高温放电工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值时，则进行电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间的判断。
在本实施例中，若电动汽车电池处于高温放电工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值时，具体包括：
若当前电池SOC值不大于第一放电目标值，放电电流不小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度小于第四电池冷却温度阈值，则关闭冷却系统；
若当前电池SOC值不大于第一放电目标值，放电电流小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，若电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度小于第四电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则关闭冷却系统。
在本实施例中，若电动汽车电池处于高温放电工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值时，还包括：
若当前电池SOC值大于第一放电目标值，放电电流不小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，若电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第四电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则关闭冷却系统；
若当前电池SOC值大于第一放电目标值，放电电流小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，若电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第四电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则关闭冷却系统。
其中，第一快充目标值小于第二快充目标值，第一电池冷却温度阈值大于第二电池冷却温度阈值，第三电池冷却温度阈值大于第四电池冷却温度阈值。
可以理解的是，放电目标值、放电倍率设定值、用于发电电流持续时间判断的第一预设时间、设定波动值和电池冷却温度阈值等可依据整车性能和电芯发热量进行具体数值的设置。
如图1-图4所示，本实施例公开一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，具体包括：一般情况下T2＜T1，T4＜T3；
如图1所示，电池处于高温快充工况时，并且当电池最高温度T max≥第一电池冷却温度阈值T1时，开启判断：
若电池的SOC≤60％，开启冷却，流量12L/min，目标水温20℃，在此条件下，电池的最高温度≤第二电池冷却温度阈值T2时，退出冷却；
若60％＜电池的SOC≤90％时，判断电池最高温度T max是否大于等于(T1+5)；若是，则开启冷却，流量12L/min，目标水温20℃，在此条件下，电池的最高温度≤(T2+5)时，退出冷却；若否，关闭冷却；
若90％＜电池的SOC时，判断电池最高温度T max是否大于等于(T1+5)；若是，则开启冷却，流量10L/min，目标水温25℃，在此条件下，电池的最高温度≤(T2+5)时，退出冷却；若否，关闭冷却。
如图4所示，电池处于高温放电工况时，并且当电池最高温度T max≥第三电池冷却温度阈值T3时，开启判断：
当电池的SOC≤30％，放电电流≥0.5C且持续时间≥15s时，开启冷却，流量12L/min，目标水温20℃，在此条件下，电池的最高温度≤第四电池冷却温度阈值T4时，退出冷却；
当电池的SOC≤30％，放电电流＜0.5C且持续时间≥15s时，判断电池最高温度Tmax是否大于等于(T3+5)；若是，则开启冷却，流量12L/min，目标水温20℃，在此条件下，电池的最高温度≤(T4+5)时，退出冷却；
当电池的SOC＞30％，放电电流≥0.5C且持续时间≥15s时，判断电池最高温度Tmax是否大于等于(T3+5)；若是，则开启冷却，流量12L/min，目标水温20℃，在此条件下，电池的最高温度≤(T4+5)时，退出冷却；
当电池的SOC＞30％，放电电流＜0.5C且持续时间≥15s时，判断电池最高温度Tmax是否大于等于(T3+5)；若是，则开启冷却，流量10L/min，目标水温25℃，在此条件下，电池的最高温度≤(T4+5)时，退出冷却。
需要说明的是，以上的判断条件中的具体数值仅用于举例说明，并不代表必须选用此数值，具体的SOC、倍率、放电电流持续时间，进出水流量以及温度的选择依据整车性能和电芯发热量选定。
在本实施例中，电池处于高温快充工况下时，加入SOC作为辅助判断条件，在电池SOC较低时，对应的充电电流较大，电芯发热量大，应开启最大的冷却能力，保证电池的温度处于适宜的温度范围内。在电池SOC较高的时候，相应的充电电流也会较小，距离充电截止的时间较短，可以适当的提高冷却开启的温度，提高冷却液的温度，减小流量，减小电池能耗。
电池处于高温放电工况下时，放电电流与SOC都会影响电池的发热量。但是在实际的应用场景中，放电电流不是一个稳定的值。加入放电电流作为辅助条件可能会导致冷却条件不断转换，所以需要对放电电流的持续时间做一个限制，用电池的SOC和放电电流同时作为辅助判断条件。
实施例二
本实施例的目的是提供一种电动汽车高温工况下的电池热管理系统，包括：
判断模块：用于判断电动汽车电池所处的工况条件；
高温快充工况管理模块，用于当电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电池SOC值与快充目标值的比较结果，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行；
高温放电工况管理模块，用于当电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小关系，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行。
实施例三
本实施例的目的是提供一种计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
实施例四
本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行上述方法的步骤。
以上实施例二、三和四的装置中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，包括：
判断电动汽车电池所处的工况条件；
若电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电池SOC值与快充目标值的比较结果，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行；
若电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小关系，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，若电动汽车电池处于高温快充工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第一电池冷却温度阈值时，则进行电池SOC值与快充目标值关系的判断。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，所述电池SOC值与快充目标值的比较，具体包括：
若当前电池SOC值小于第一快充目标值，则冷却系统开启运行，冷却系统开启后当电池当前最高温度小于第二电池冷却温度阈值时，则冷却系统关闭；
若当前电池SOC值大于第一快充目标值且不大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度不小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统运行，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第二电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭；
若当前电池SOC值大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度不小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统运行，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第二电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，所述电池SOC值与快充目标值断的比较，还包括：
若当前电池SOC值大于第一快充目标值且不大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭；
若当前电池SOC值大于第二快充目标值时，若电池当前最高温度小于第一电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则冷却系统关闭。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，若电动汽车电池处于高温放电工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值时，则对电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间的进行判断。
6.如权利要求1所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，若电动汽车电池处于高温放电工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值时，具体包括：
若当前电池SOC值不大于第一放电目标值，放电电流不小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度小于第四电池冷却温度阈值，则关闭冷却系统；
若当前电池SOC值不大于第一放电目标值，放电电流小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，若电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度小于第四电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则关闭冷却系统。
7.如权利要求1所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法，其特征在于，若电动汽车电池处于高温放电工况时，电动汽车电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值时，还包括：
若当前电池SOC值大于第一放电目标值，放电电流不小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，若电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第四电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则关闭冷却系统；
若当前电池SOC值大于第一放电目标值，放电电流小于放电倍率设置值且放电电流持续时间不小于第一预设时间时，若电池当前最高温度不小于第三电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则开启冷却系统，冷却系统开启后当电池当前最高温度不大于第四电池冷却温度阈值与设定波动值之和，则关闭冷却系统。
8.一种电动汽车高温工况下的电池热管理系统，其特征在于，包括：
判断模块：用于判断电动汽车电池所处的工况条件；
高温快充工况管理模块，用于当若电动汽车电池处于高温快充工况时，则根据电池SOC值与快充目标值的比较结果，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行；
高温放电工况管理模块，用于当若电动汽车电池处于高温放电工况时，则根据电池SOC值与放电目标值的关系以及当前放电电流的大小和放电电流的持续时间，结合电动汽车电池当前最高温度与不同电池冷却阈值的大小关系，对冷却液流量、冷却液温度进行调整，控制冷却系统的运行。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任一项所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一项所述的一种电动汽车高温工况下的电池热管理方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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