CN219937144U - 一种电池冷却系统、车辆设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池冷却系统、车辆设备。该系统包括:控制器、冷却装置以及由多个电芯组成的电池包;所述控制器与所述冷却装置电连接,所述冷却装置布置在所述电池包周围,用于对所述电池包冷却;通过在电池包以及电芯上布置各种传感器,并在电池周围布置冷却装置。控制器实时接收传感器反馈的各种热监控特征,将热监控特征与分别对应的特征阈值进行比较,从多个热监控特征中确定至少一个热失控特征。不同热失控特征表示不同的警示等级,根据不同警示等级分别采取对应的冷却策略对电芯进行冷却。可以实现依据实际警示等级采用适当的针对电芯的冷却策略,能够实现对电芯更加精准的冷却控制,从而有效提高电池安全防范效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池控制技术领域,尤其涉及一种电池冷却系统、车辆设备。
背景技术
随着节能减排需求的提出,以及新能源技术的发展,电池作为新能源技术中一种储能工具,在各个领域得到了广泛的应用,电池能量密度也得到显著的提升。
一些化学电池在充放电过程中,随着化学反应的进行,电池温度会持续升高,不但影响电池寿命,还会存在安全隐患。在现有技术中,通常会采用的散热方式有自然散热,通过用高导热材料做成散热装置;也有使用风冷散热,通过增加风扇使得电池表面空气流通速度加快,带走电池包产生的热量。再有一些场景中,采用液冷散热,通过液体流动方式带走电池包产生的热量。然而,这些散热方式,多是采用执行固定任务的方式进行散热,而不能对电池热失控起到很好的防范作用。因此,一种新的解决方案亟待提出。
发明内容
本申请实施例提供一种电池冷却系统、车辆设备,用以实现对电池进行可控冷却的方案。
第一方面,本申请实施例提供一种电池冷却系统,包括:控制器、冷却装置以及由多个电芯组成的电池包;所述控制器与所述冷却装置中冷却液阀门、电芯中各传感器电连接,所述冷却装置包含有多个应用于不同警示等级的部件,并将这些部件布置在所述电池包周围,用于对所述电池包冷却;其中,冷却装置中的部件包括:水冷板和喷淋部件;
所述控制器,通过电连接方式接收所述传感器提供的数值,控制所述冷却装置中对应部件对所述电芯进行冷却,具体包括:所述冷却液阀门是三通阀门,同时与水冷板和喷淋部件通过管道连通,通过所述冷却液阀门控制所述水冷板和所述喷淋部件针对对应的所述电芯进行冷却。
通过对电芯进行全面热监控,获取到多个热监控特征。并根据多个热监控特征与各个特征阈值的比较结果,判断是否有热失控特征。如经过判断发现存在热失控特征,则进一步根据热失控特征的具体内容确定该电芯的警示等级,以便基于警示等级采取对应的冷却策略实现针对对应电芯的冷却,能够实现更加准确的电芯保护效果,避免不可控事件发生。此外,本方案是针对电池包中各个电芯分别进行监控,能够实现对电池更加精准的冷却处理。
可选地,所述系统还包括:配置在所述电芯上的传感器;
所述传感器采集到的热监控特征包括:温度参数、电压参数和压力参数;
所述控制器接收所述热监控特征,并确定接收所述热监控特征的接收时间间隔。
通过对电池包中的温度参数、电压参数和接收时间间隔进行监控,及时获取到温度参数、电压参数等能够直接反映出电池包中各个电芯工作状态的参数。此外,还对接收这些参数的接收时间间隔进行采集并监控,若接收时间间隔过长,也作为反映电池包或者电芯发生异常的一个指标,在能够正常接收到这些参数的时候,根据参数进行监控,当不能正常接收到参数的时候,也能够实现对电池包的有效监控。从而获得更加全面、准确的监控效果。
可选地,所述传感器包括:与所述控制器电连接的温度参数传感器和电压参数传感器;
所述电压参数传感器用于采集电芯电压;以便所述控制器根据采集到的所述电芯电压确定电压压降值;
所述温度参数传感器用于采集电芯温差、第一温度值、第二温度值;以便所述控制器根据采集到的所述第二温度值确定第二温度值的升温速率。
通过对电芯电压、电压压降值、电芯温差、温度值以及温度的升温速率等针对不同类型(温度、电压、压力)参数进行全面监控,为后续冷却策略的选择提供更加全面的参考依据,以便能够针对各个电芯采取更加匹配的冷却策略。
可选地,所述冷却装置包括:冷却液阀门、和与所述冷却液阀门通过管道连接的水冷板;
所述水冷板布置在所述电池包的下部;
所述控制器根据所述传感器提供的数值控制所述冷却液阀门增大对电池包下部所述水冷板中冷却液供给流量。
在电池包下部布置水冷板,用于对电芯、电池包进行冷却。获取到的至少一个热失控特征所反映的严重程度各不相同,当情况不是特别严重,比如,电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个为热失控特征的情况下,则表示当前警示等级为比较低的预警等级。当前电芯状态是可控的,可采取比较简单的冷却措施。通过对警示等级按照不同程度进行划分,从而为之匹配对应的冷却策略,能够实现更加精准的冷却控制,实现对电芯精准化冷却管控措施。
当前的警示等级属于比较低的预警等级,在可控范围内,因此,可以基于常规冷却措施基础上增大对电芯底部的水冷板中冷却液的供给流量,强化冷却效果,以达到对电芯温度降温并避免电芯温度朝不可控方向发展。
可选地,所述冷却装置还包括:喷淋部件;所述喷淋部件通过喷淋管道与所述冷却液阀门连接;所述喷淋部件包括连接在喷淋管道的多个喷淋子部件,所述喷淋子部件布置在所述电芯上部;
所述控制器根据所述传感器提供的数值通过控制所述冷却液阀门由所述喷淋子部件针对所述电芯喷淋冷却液,并控制所述冷却液阀门增大对电池包下部所述水冷板中冷却液供给流量。
当报警等级为第一报警等级的时候,可以在原有水冷板进行冷却的基础上,进一步采用喷淋冷却措施,使得冷却液能够与电芯进行充分接触,从而获得更好的冷却效果。
可选地,所述冷却装置还包括:喷淋部件;
所述喷淋部件包括连接在喷淋管道的多个喷淋子部件,所述喷淋子部件布置在所述电芯上部;
所述控制器根据所述传感器提供的数值通过控制所述冷却液阀门由所述喷淋子部件针对所述电芯以及所述电芯周围相邻电芯喷淋冷却液,并控制所述冷却液阀门增大对电池包下部所述水冷板中冷却液供给流量。
当报警等级为第二报警等级的时候,则认为属于比较高的报警等级,则需要采取更加有效的冷却措施和防范措施,以便避免某个电芯温度朝不可控事件发展。因此,在进行冷却的时候,不仅针对被监测到发生第二报警等级的电芯进行冷却,还需要采取进一步的防范措施对该电芯及其周围相邻电芯进行冷却。从而获得更好地冷却效果和防范效果。
可选地,所述传感器还包括:压力传感器;
所述压力传感器用于采集电池包内压力值;
所述控制器与所述压力传感器电连接,并将获取到的所述压力传感器持续采样时间作为所述压力参数。
电池在使用(充放电)过程中会在电池包内部产生压力,而该压力大小直接关系到电池使用稳定性。因此,通过对电池包进行压力监控并作为热失控特征中的一个,能够有效防止电池发生不可控事件。
可选地,所述控制器确定与其具有电连接关系的待冷却电芯以及为所述待冷却电芯提供冷却液的冷却液阀门;所述控制器控制所述冷却液阀门对所述待冷却电芯进行冷却。
在实际应用中,可以针对每个电芯进行针对性的监控,当发现异常的时候,也可以采用针对异常电芯进行冷却的方案,实现精细化冷却控制,并且能够提前防范电芯温度过高影响电池的正常使用。
可选地,所述电池包中包括多个电芯;各所述电芯分别放置在对应的隔离仓中,以使所述喷淋子部件针对所述电芯喷淋冷却液。
通过设置隔离仓,能够有效将各个电芯隔离开,同时还实现冷却液的隔离。能够有效减轻电池之间温度传递,对其他相邻电池正常使用造成干扰。
第二方面,申请实施例提供一种车辆设备,包括:车身,底盘,安装在所述底盘上的电池冷却系统;
所述电池冷却系统包括:控制器、冷却装置以及由多个电芯组成的电池包;所述冷却装置包含有多个应用于不同警示等级的部件,并将这些部件布置在所述电池包周围,用于对所述电池包冷却;其中,冷却装置中的部件包括:水冷板、冷却液阀门和喷淋部件;
所述控制器,通过电连接方式接收传感器提供的数值,控制所述冷却装置中对应部件对所述电芯进行冷却,具体包括:所述冷却液阀门是三通阀门,同时与水冷板和喷淋部件通过管道连通,通过所述冷却液阀门控制所述水冷板和所述喷淋部件针对对应的所述电芯进行冷却。
本申请实施例提供的电池冷却系统、车辆设备,通过在电池包以及电芯上布置各种传感器,并在电池周围布置冷却装置。控制器实时接收传感器反馈的各种热监控特征,将热监控特征与分别对应的特征阈值进行比较。进而,根据比较结果,从多个热监控特征中确定至少一个热失控特征。不同热失控特征表示不同的警示等级,进而根据不同的警示等级分别采取对应的冷却策略对电芯进行冷却。通过上述方案,根据全面采集到的各种热监控特征(这里所说的热监控特征包括但不限于温度相关参数的监控)综合确定出当前电芯的警示等级,进而可以实现依据实际警示等级采用适当的针对电芯的冷却策略,能够实现对电芯更加精准的冷却控制,从而有效提高电池安全防范效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1a为本申请实施例提供的电池冷却系统的结构示意图;
图1b为本申请实施例举例说明的喷淋子部件的示意图;
图2为本申请实施例提供的一种电池冷却方法的流程示意图;
图3为本申请实施例提供的电池的结构示意图;
图4为本申请实施例举例说明的电池冷区方案示意图;
图5为本申请实施例提供的车辆设备的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的电池冷却装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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。
在本发明的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等,仅仅是用于区分各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
为了便于理解,下面将结合具体实施例对本申请技术方案进行说明。
如图1a为本申请实施例提供的电池冷却系统的结构示意图。该系统可以应用于车辆(这里所说的车辆包括但不限于燃油车、新能源车)。从图1a中可以看到,所述系统包括:控制器1、冷却装置2以及由多个电芯31组成的电池包3;所述控制器1与所述冷却装置2电连接,所述冷却装置2布置在所述电池包3周围,用于对所述电池包3进行冷却。
所述控制器1,接收对电池包3中各电芯31进行监测得到的多个热监控特征;基于所述多个热监控特征与分别对应的特征阈值的比较结果,从所述多个热监控特征中确定至少一个热失控特征;基于所述至少一个热失控特征,确定所述电芯31的警示等级;并根据所述警示等级对应的预设的冷却策略,控制所述冷却装置2对所述电芯31进行冷却。
从图1a中可以看到控制器1与冷却装置2中的冷却液阀门电连接,用于控制冷却液流量大小。该冷却液阀门可以是三通阀门,同时与水冷板和喷淋部件通过管道连通。
这里所说的热监控特征可以是由传感器采集到的,也可以是控制器根据接收到的或者采集到的数据经过计算得到的。在本申请技术方案中,针对电池包中各个电芯分别进行监控,所采集的热监控特征也是各个电芯的热监控特征,进而可以实现对电池包中各个电芯的热状态进行准确检测,在需要的时候,可以针对监控发现异常的电芯进行冷却处理,不需要对整个电池包采取进一步的冷却措施,从而能够获得更好的电芯冷却效果。
进一步的,为了实现更加精准的冷却控制,在根据热监控特征确定至少一个热失控特征之后,还需要进一步根据热失控特征的类别确定电芯的警示等级,以便根据不同的警示等级采取对应的冷却策略。
本方案,在对电芯进行全面监测时,能够在发生不可控异常事件之前就采取干预措施,并且会根据实际情况对冷却策略进行相应调整,实现防患未然的效果,能够实现最大可能的避免不可控事件(比如,电池自燃事件)的发生。
在本申请的一个或者多个实施例中,所述系统还包括:配置在所述电芯31上的传感器32;
所述传感器32采集到的所述热监控特征包括:温度参数、电压参数和压力参数;
所述控制器1接收所述热监控特征,并确定接收所述热监控特征的接收时间间隔。
如图1a所示,在电池包中设置有传感器32,该传感器的位置仅作为示例,在实际应用中,可以根据将要实现的功能对传感器的位置进行调整,比如,用于采集温度参数的温度传感器可以粘贴在电芯上任一位置,电压参数中电压可以通过电压参数传感器采集电芯两端电压,用于采集压力参数的压力传感器可以设置在电芯上方或者电池包中。在进行传感器位置布置的时候,有的传感器需要针对各个电芯进行布置,以便能够采集到各个电芯的相关参数。有的则用于采集整个电池包的参数。
需要说明的是,这里所说的接收时间间隔,可以理解为控制器与各个监测组件(比如,传感器)进行通信并接收有效数据的时间间隔。在正常工作过程中,控制器能够按照既定周期或者频率接收到温度参数、电压参数等。如果控制器没有按照既定周期接收到温度参数、电压参数等,则开始启动计时,当计时时间长度超过接收时间间隔,则认为发生异常,比如,因为电芯温度过高导致温度采集传感器失效。
这里所说的温度参数可以理解为通过温度传感器采集到的电芯的温度相关参数,以及基于采集到的温度相关参数进行进一步计算得到的计算结果。这里所说的电压参数可以理解为通过电压传感器采集到的电芯的电压相关参数,以及基于采集到的电压相关参数进行进一步计算得到的计算结果。这里所说的压力参数可以理解为通过压力传感器采集到的电芯或电芯的压力相关参数,以及基于采集到的压力相关参数进行进一步计算得到的计算结果。上述热监控特征为基本特征,在实际应用中,用户可以根据需要进行增加。
在本申请的一个或者多个实施例中,所述传感器32包括:与所述控制器1电连接的温度参数传感器和电压参数传感器;
所述电压参数传感器用于采集电芯电压;以便所述控制器根据采集到的所述电芯电压确定电压压降值;
所述温度参数传感器用于采集电芯温差、第一温度值、第二温度值;以便所述控制器根据采集到的所述第二温度值确定第二温度值的升温速率。
在本申请实施例中,所要采集的电芯的电压相关参数包括电芯电压、以及由控制器进一步根据采集到的多个不同时刻的电芯电压计算得到电压压降值。为了实现精准监测,所采集到的电芯电压为当电压小于某一电压阈值并且持续一定时间,电压压降值为当压降值大于某一压降阈值并且持续一定时间。
这里所说的电芯温差可以理解为有温度参数传感器在一定时间范围内采集到的电芯温度持续上升的温度差值,这个温度差值可以是基于多个不同时刻的电芯温度计算得到的。这里所说的第一温度值大于第二温度值,比如,第一温度值可以为65℃,第二温度值可以为50℃。为了实现精准监测,在采集温度相关参数的时候,也可以设定一定的时间要求,比如,在采集第一温度值的时候,可以是当第一温度值大于某一温度阈值A并且持续一定时间,在采集第二温度值的时候,可以是当第二温度值大于某一温度阈值B1,并且持续一定时间。由于第二温度值小于第一温度值,换言之,第二温度值不是很高的温度值,可能会出现温度波动,因此,为了避免温度波动的影响或者避免环境对温度的影响,还可以对第二温度值的升温速率进行计算并监测,这里所说的第二温度值的升温速率可以理解为由温度参数传感器采集到的多个不同时刻的第二温度值计算得到的升温速率,比如,升温速率Sc1=(C2-C3)/T1。
在本申请的一个或者多个实施例中,所述冷却装置2包括:冷却液阀门21、和与所述冷却液阀门21通过管道连接的水冷板22;所述水冷板22布置在所述电池包3的下部;若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征的情况下,所述控制器1控制所述冷却液阀门21增大对电池包3下部所述水冷板22中冷却液供给流量。
将电池包布置在水冷板上,当供应冷却液的时候,可以将至少部分电芯沉浸在冷却液中。
在实际应用中,对接收到的各个热监控特征进行比较之前或者在进行热监控特征收集之前,需要设定好各自对应的阈值。根据各个热监控特征与各自对应的阈值的比较结果,从电芯电压、电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中确定存在至少一个热失控特征,则确定当前该电芯的警示等级为预警等级。在电池包中包含有多个电芯,不同电芯所对应的警示等级可能不完全相同。当相邻两个电芯的警示等级不同的时候,则采取较高警示等级对应的冷却策略对该电芯进行冷却。
需要说明的是,在本实施例中的预警等级为警示等级中的比较低的等级,表示当前电芯的温度有些偏高或者即将升高,需要提前采取一定的冷却措施,避免电芯温度再升高,起到防患未然的效果。能够根据全面的热监控特征提前采取对应的冷却策略对指定电芯进行冷却干预,能够有效避免电芯温度朝不可控方向发展,避免不必要的损失。
预警等级为警示等级中的比较低的等级,表示当前电芯的温度有些偏高或者即将升高,需要提前采取一定的冷却措施,比如,可以由控制器控制冷却系统中的冷却液阀门的开度增大,以实现加大在电芯底部的水冷板中冷却也供给流量。通过增加单位时间内的冷却液流量,使得电芯能够获得更好的冷却效果,避免电芯的温度进一步升高。
在实际应用中,增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量可以是分阶梯的动态过程,比如增大10%并且供给冷却液10分钟后,监控到热监控特征并没有改善,或者反而朝更坏的方向发展,则继续增大供给流量。当然,用户也可以直接开启最大供给流量。这里仅作为举例说明,并不构成对本申请技术方案的限制,用户可以根据实际需求选择是采用分阶梯动态调整供给流量的方式还是采用最大供给流量的方式。
可选地,所述冷却装置2还包括:喷淋部件23;所述喷淋部件23通过喷淋管道与所述冷却液阀门21连接;所述喷淋部件23包括连接在喷淋管道的多个喷淋子部件,所述喷淋子部件布置在所述电芯31上部;
若根据所述比较结果将所述电芯31温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,且所述电压压降值被确定为热失控特征的情况下,所述控制器1通过控制所述冷却液阀门21由所述喷淋子部件针对所述电芯31喷淋冷却液,并控制所述冷却液阀门21增大对电池包3下部所述水冷板22中冷却液供给流量。
这里所说的喷淋子部件是图1a中所示的S型管道,管道上有用于喷洒冷却液的小孔。冷却液进口管道的一端与冷却液阀门连通,另一端与冷却液储液罐连通,用于提供冷却液。
当然,也可以将各个电芯对应的喷淋子部件设计为并行关系,并且为每个电芯的喷淋子部件配置一个单独阀门,从而可以实现针对单个电芯的冷却。此外,还可以在S型管道上配置多个喷头,每个喷头都可以独立开关的。举例来说,如图1b为本申请实施例举例说明的喷淋子部件的示意图。从图1b中可以看到,在S型的喷淋子部件上,间隔设置有多个喷头33,每个喷头33都与控制器有线或者无线通信连接,当需要针对某个电芯进行喷淋的时候,可以将该电芯上部的喷头打开实现喷淋冷却,所需要的喷淋流量越大,打开的喷头33数量越多。
同样的道理,每个电芯的水冷板也可以设置单独的供液管道,这些单独的供液管道为并行关系,并为单独的供液管道配置一个单独的阀门。若各个电芯对应的供液管道为串联关系,可以采用设置多个开关发明实现针对单个电芯实现冷却的方案。这里仅作为举例说明,并不构成对本申请技术方案的限制。
当电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中任意一个或多个被确定为热失控特征,并且电压压降值被确定为热失控特征的情况下,该电芯的警示等级为第一报警等级,该等级要高于前文所述的预警等级。这里所说的电压压降,具体为在无电流场景下,该电芯的电压压降达到压降阈值并且持续一定时间,则将该电压压降值作为热失控特征。
在实际应用中,若所述警示等级为第一报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯的冷却液喷淋以对所述电芯进行冷却。
需要说明的是,采取通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量的方案可参考上述实施例,这里就不再重复赘述。在冷却系统中,冷却液阀门还连接有冷却喷淋设备。在进行冷却的时候,采用喷淋冷却液的方式,使得冷却液与电池能够更加充分的接触,实现对电芯的全方位冷却,获得更好的冷却效果。当然,在进行喷淋冷却的时候,喷淋的冷却液的流量大小可以通过冷却液阀门控制,随着水冷板中冷却液供给流量大小一起调整,也可以单独增加阀门控制喷淋冷却液的大小。供给流量调整方式可以采用与上述实施例中对水冷板中冷却液供给流量调整方式相同的方案,具体可参考上述实施例。
可选地,所述冷却装置2还包括:喷淋部件23;
所述喷淋部件23包括连接在喷淋管道的多个喷淋子部件,所述喷淋子部件布置在所述电芯31上部;
若根据所述比较结果将所述电芯31电压、所述电芯31温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为所述热失控特征,并且所述压力参数被确定为热失控特征;
所述控制器1通过控制所述冷却液阀门21由所述喷淋子部件针对所述电芯31以及所述电芯31周围相邻电芯31喷淋冷却液,并控制所述冷却液阀门21增大对电池包3下部所述水冷板22中冷却液供给流量。
此外,在实际应用中,可以为每个电芯对应的喷淋子部件设置对应的阀门,可以根据需要单独为该电芯开启对应的阀门,进行冷却液喷淋。水冷板对应的管道也可以根据需要单独为该电芯设置对应的阀门,根据需要开启对应阀门。
如前文所述可知,在冷却系统中,冷却液阀门还连接有冷却喷淋设备。在进行冷却的时候,采用喷淋冷却液的方式,使得冷却液与电池能够更加充分的接触,实现对电芯的全方位冷却,获得更好的冷却效果。然而,当警示等级为第二报警等级的时候,则表示当前电芯温度过高,可能会对周围电芯造成影响,为了避免影响产生或者扩大影响范围,在进行冷却的时候,除了针对被监控发现异常的电芯采取冷却措施之外,还对与该电芯周围相邻的各个电芯采取冷却措施。对周围相邻电芯采取冷却措施可以是通过控制冷却液阀门增大对电池包底部的水冷板中冷却液的供给流量和喷淋冷却液,提前对周围电芯采取冷却措施,避免影响范围扩大。
在实际应用中,周围相邻电芯经过监控发现符合一定的警示等级的情况下,则对周围相邻电芯采取更高警示等级所对应的冷却策略进行冷却。
在有的情况下,若比较结果发现电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中任意一个或多个被确定为热失控特征,并且压力参数和电压压降值均被确定为热失控特征,则将该电芯的警示等级确定为第二报警等级,按照高警示等级标准确定并执行相应冷却策略。
可选地,所述传感器32还包括:压力传感器;
所述压力传感器用于采集电池包3内压力值;
所述控制器1将获取到的所述压力传感器持续采样时间作为所述压力参数。
电池(比如锂电池)在使用(充放电)过程中会在电池包内部产生压力,而该压力大小直接关系到电池使用稳定性。因此,通过对电池包进行压力监控并作为热失控特征中的一个,能够有效防止电池发生不可控事件。
可选地,所述控制器1还用于基于至少一个热失控特征,确定待冷却电芯31以及为所述待冷却电芯提供冷却液的冷却液阀门21;
所述控制器1控制所述冷却液阀门21对所述待冷却电芯31进行冷却。
在实际应用中,可以针对每个电芯进行针对性的监控,当发现异常的时候,也可以采用针对异常电芯进行冷却的方案,实现精细化冷却控制,并且能够提前防范电芯温度过高影响电池的正常使用。为每个电芯提供一个用于控制该电芯冷却液供液流量的冷却液阀门,从而能够实现对电芯的针对性冷却的精准控制。
所述电池包3中包括多个电芯31;各所述电芯31分别放置在对应的隔离仓中,以使所述喷淋子部件针对所述电芯31喷淋冷却液。
通过设置隔离仓,每个隔离仓中设置有电芯以及用于该电芯的冷却装置。能够有效将各个电芯隔离开,同时还实现冷却液的隔离。能够有效减轻电池之间温度传递,对其他相邻电池正常使用造成干扰。
如图2为本申请实施例提供的一种电池冷却方法的流程示意图。该方法可以应用于包含有电池包和电池冷却系统的车辆(这里所说的车辆包括但不限于燃油车、新能源车),当然,也可以应用于其他有电池冷却需求的应用场景。为了便于理解,本申请将以新能源车辆为例对电池冷却技术方案进行说明。在实际应用中,通过控制器控制冷却系统对电池包进行冷却;该方法具体包括如下步骤:
步骤201:控制器接收对电池包中各电芯进行监测得到的多个热监控特征。
步骤202:基于所述多个热监控特征与分别对应的特征阈值的比较结果,从所述多个热监控特征中确定至少一个热失控特征。
步骤203:基于所述至少一个热失控特征,确定所述电芯的警示等级。
步骤204:根据所述警示等级对应的预设的冷却策略,控制冷却系统对所述电芯进行冷却。
这里所说的控制器可以理解为用于对电池冷却系统进行控制的车载控制器,也可以是电池控制器。在实际应用中,也可以由多个控制器配合工作实现对电池冷却系统的控制。这里所说的热监控特征可以是由传感器采集到的,也可以是控制器根据接收到的或者采集到的数据经过计算得到的。
如图3为本申请实施例提供的电池的结构示意图。从图3中可以看到,在电池包中,包含有多个电芯。电芯数量的多少以及电芯在电池包中的布局结构关系可以由用户根据自己的需要进行调整,这里仅作为举例说明并不构成对本申请技术方案的限制。
在本申请技术方案中,针对图3所示的电池包中各个电芯分别进行监控,所采集的热监控特征也是各个电芯的热监控特征,进而可以实现对电池包中各个电芯的热状态进行准确检测,在需要的时候,可以针对监控发现异常的电芯进行冷却处理,不需要对整个电池包采取进一步的冷却措施,从而能够获得更好的电芯冷却效果。
进一步的,为了实现更加精准的冷却控制,在根据热监控特征确定至少一个热失控特征之后,还需要进一步根据热失控特征的类别确定电芯的警示等级,以便根据不同的警示等级采取对应的冷却策略。
本方案,在对电芯进行全面监测时,能够在发生不可控异常事件之前就采取干预措施,并且会根据实际情况对冷却策略进行相应调整,实现防患未然的效果,能够实现最大可能的避免不可控事件(比如,电池自燃事件)的发生。
在本申请的一个或者多个实施例中,所述多个热监控特征包括:温度参数、电压参数和接收时间间隔。所述接收对电池包中各电芯进行监测得到的多个热监控特征,包括:通过在所述电池包上配置的传感器采集的热监控特征包括:温度参数、电压参数和压力参数;接收所述传感器采集到的所述热监控特征,并确定接收所述热监控特征的接收时间间隔。
需要说明的是,这里所说的接收时间间隔,可以理解为控制器与各个监测组件(比如,传感器)进行通信并接收有效数据的时间间隔。在正常工作过程中,控制器能够按照既定周期或者频率接收到温度参数、电压参数等。如果控制器没有按照既定周期接收到温度参数、电压参数等,则开始启动计时,当计时时间长度超过接收时间间隔,则认为发生异常,比如,因为电芯温度过高导致温度采集传感器失效。
这里所说的温度参数可以理解为通过温度传感器采集到的电芯的温度相关参数,以及基于采集到的温度相关参数进行进一步计算得到的计算结果。这里所说的电压参数可以理解为通过电压传感器采集到的电芯的电压相关参数,以及基于采集到的电压相关参数进行进一步计算得到的计算结果。上述热监控特征为基本特征,在实际应用中,用户可以根据需要进行增加。
在本申请的一个或者多个实施例中,通过在所述电池包上配置的传感器采集温度参数和电压参数,包括:通过在所述各电芯上配置的传感器采集的电压参数包括:电芯电压、电压压降值。通过在所述各电芯上配置的传感器采集的温度参数包括:电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率。通过在所述电池包上配置压力传感器采集电池包内压力值,并将获取到的所述压力传感器持续采样时间作为所述压力参数。
在本申请实施例中,所要采集的电芯的电压相关参数包括电芯电压、以及电压压降值。为了实现精准监测,所采集到的电芯电压为当电压小于某一电压阈值并且持续一定时间,电压压降值为当压降值大于某一压降阈值并且持续一定时间。
这里所说的电芯温差可以理解为在一定时间范围内电芯温度持续上升的温度差值。这里所说的第一温度值大于第二温度值,比如,第一温度值可以为65℃,第二温度值可以为50℃。为了实现精准监测,在采集温度相关参数的时候,也可以设定一定的时间要求,比如,在采集第一温度值的时候,可以是当第一温度值大于某一温度阈值A并且持续一定时间,在采集第二温度值的时候,可以是当第二温度值大于某一温度阈值B1,并小于某一温度阈值B2的,并且持续一定时间。由于第二温度值小于第一温度值,换言之,第二温度值不是很高的温度值,可能会出现温度波动,因此,为了避免温度波动的影响或者避免环境对温度的影响,还可以对第二温度值的升温速率进行计算并监测。
在本申请的一个或者多个实施例中,所述基于至少一个热失控特征,确定所述电芯的警示等级,包括:若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为预警等级。
在实际应用中,对接收到的各个热监控特征进行比较之前或者在进行热监控特征收集之前,需要设定好各自对应的阈值。根据各个热监控特征与各自对应的阈值的比较结果,从电芯电压、电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中确定存在至少一个热失控特征,则确定当前该电芯的警示等级为预警等级。如图3所示,在电池包中包含有多个电芯,不同电芯所对应的警示等级可能不完全相同。当相邻两个电芯的警示等级不同的时候,则采取较高警示等级对应的冷却策略对该电芯进行冷却。
需要说明的是,在本实施例中的预警等级为警示等级中的比较低的等级,表示当前电芯的温度有些偏高或者即将升高,需要提前采取一定的冷却措施,避免电芯温度再升高,起到防患未然的效果。能够根据全面的热监控特征提前采取对应的冷却策略对指定电芯进行冷却干预,能够有效避免电芯温度朝不可控方向发展,避免不必要的损失。
在本申请的一个或者多个实施例中,根据所述警示等级对应的预设的冷却策略,控制冷却系统对所述电芯进行冷却,包括:若所述警示等级为预警等级,确定的所述预设的冷却策略为:通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量以对所述电芯进行冷却。
如前文所述,预警等级为警示等级中的比较低的等级,表示当前电芯的温度有些偏高或者即将升高,需要提前采取一定的冷却措施,比如,可以由控制器控制冷却系统中的冷却液阀门的开度增大,以实现加大在电芯底部的水冷板中冷却也供给流量。通过增加单位时间内的冷却液流量,使得电芯能够获得更好的冷却效果,避免电芯的温度进一步升高。
在实际应用中,增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量可以是分阶梯的动态过程,比如增大10%并且供给冷却液10分钟后,监控到热监控特征并没有改善,或者反而朝更坏的方向发展,则继续增大供给流量。当然,用户也可以直接开启最大供给流量。这里仅作为举例说明,并不构成对本申请技术方案的限制,用户可以根据实际需求选择是采用分阶梯动态调整供给流量的方式还是采用最大供给流量的方式。
在本申请的一个或者多个实施例中,所述基于至少一个热失控特征,确定所述电芯的警示等级,包括:
若根据所述比较结果将所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,并且所述电压压降值被确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为第一报警等级;或者,
若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为所述热失控特征,并且所述压力参数被确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为第二报警等级。
在本申请实施例中,将电压压降值和压力参数作为高等级的报警等级确定依据。具体来说,当电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中任意一个或多个被确定为热失控特征,并且电压压降值被确定为热失控特征的情况下,该电芯的警示等级为第一报警等级,该等级要高于前文所述的预警等级。这里所说的电压压降,具体为在无电流场景下,该电芯的电压压降达到压降阈值并且持续一定时间,则将该电压压降值作为热失控特征。
在实际应用中,若所述警示等级为第一报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯的冷却液喷淋以对所述电芯进行冷却。
需要说明的是,采取通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量的方案可参考上述实施例,这里就不再重复赘述。
在冷却系统中,冷却液阀门还连接有冷却喷淋设备。在进行冷却的时候,采用喷淋冷却液的方式,使得冷却液与电池能够更加充分的接触,实现对电芯的全方位冷却,获得更好的冷却效果。当然,在进行喷淋冷却的时候,喷淋的冷却液的流量大小可以通过冷却液阀门控制,随着水冷板中冷却液供给流量大小一起调整,也可以单独增加阀门控制喷淋冷却液的大小。供给流量调整方式可以采用与上述实施例中对水冷板中冷却液供给流量调整方式相同的方案,具体可参考上述实施例。
当电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中任意一个或多个被确定为热失控特征,并且压力参数被确定为热失控特征的情况下,该电芯的警示等级为第二报警等级,该等级要高于前文所述的第一报警等级。这里所说的压力参数,具体为池包内压力开关采样信号拉高持续并且持续一定时间,则将该压力参数作为热失控特征。
在实际应用中,若所述警示等级为第二报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电池包底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯以及所述电芯周围相邻电芯喷淋冷却液以对所述电芯及周围相邻电芯进行冷却。
需要说明的是,采取通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量的方案可参考上述实施例,这里就不再重复赘述。
如前文所述可知,在冷却系统中,冷却液阀门还连接有冷却喷淋设备。在进行冷却的时候,采用喷淋冷却液的方式,使得冷却液与电池能够更加充分的接触,实现对电芯的全方位冷却,获得更好的冷却效果。然而,当警示等级为第二报警等级的时候,则表示当前电芯温度过高,可能会对周围电芯造成影响,为了避免影响产生或者扩大影响范围,在进行冷却的时候,除了针对被监控发现异常的电芯采取冷却措施之外,还对与该电芯周围相邻的各个电芯采取冷却措施。对周围相邻电芯采取冷却措施可以是通过控制冷却液阀门增大对电池包底部的水冷板中冷却液的供给流量和喷淋冷却液,提前对周围电芯采取冷却措施,避免影响范围扩大。
在实际应用中,周围相邻电芯经过监控发现符合一定的警示等级的情况下,则对周围相邻电芯采取更高警示等级所对应的冷却策略进行冷却。
在有的情况下,若比较结果发现电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率、接收时间间隔中任意一个或多个被确定为热失控特征,并且压力参数和电压压降值均被确定为热失控特征,则将该电芯的警示等级确定为第二报警等级,按照高警示等级标准确定并执行相应冷却策略。
在本申请的一个或者多个实施例中,还包括:若所述警示等级为第二报警等级的电芯的数量大于数量阈值,则通过控制冷却液阀门开启针对电池包的冷却液喷淋,并将水冷板中冷却液的供给流量调整为最大流量。
若根据监控结果发现当前电池包中达到第二报警等级的电芯的数量大于数量阈值,则认为整个电池包都有可能受到影响,因此,可以提前针对整个电池包采取一定的冷却措施,比如,对整个电池包进行冷却液喷淋,并将电池包中所有电芯的水冷板中冷却液的供给流量调整为最大流量。
在实际应用中,上述各种警示等级都可以通过弹窗形式通知用户,并且还可以将这些数据记录到黑匣子或者上传给服务器进行存储。
为了便于理解,下面具体举例说明电池冷却方案。
如图4为本申请实施例举例说明的电池冷区方案示意图。从图4中可以看到,本实施例采用电池三通阀将整车对电池侧冷却管路、水冷板与喷淋管道相连,三通阀控制单元通过读取整车和电池包控制器的热失控特征确定预警等级、报警等级(第一报警等级,第二报警等级),对三通阀中冷却液的流向和流量进行主动控制。如果热失控信号为预警信号,则维持原水冷板循环液冷流道,同时加大流速。如果热失控信号为第一报警等级,则开启三通阀连接的喷淋管道,并设置流速为1级,并对单颗热失控电芯进行针对性定向降温;如果为第二报警等级,则开启三通阀的喷淋系统流道,并设置流速为2级,对热失控电芯及其周围电芯进行喷淋降温,防止热扩散导致系统性热失控。
热失控报警信号是通过将电池包内的各种热失控特征进行判断并组合来实现预警和报警。
举例来说,电池包内电芯的热失控特征包括:
1.电芯电压<1.2V,并持续1s;
2.电芯温差≥20℃,并持续1s
3.第二温度值≥55℃,且第二温度值的升温速率≥3℃/s,持续2s;
4.第一温度值≥68℃,且持续2s;
5.接收时间间隔不小于2s
6.无电流场景下,电压压降值9V且持续1min
7.电池包内压力参数:压力开关采样信号拉高持续5s
热失控组合策略:
1、2、3、4、5任一发生就进行预警,并实行预警等级对应的冷却策略,维持原水冷板循环液冷流道,加大流量流速。
2、 3、4、5 任一发生,且6发生,就进行第一报警等级,并实行冷却策略为开启三通阀的喷淋系统流道,并设置流速为1级,并对单颗热失控电芯进行针对性定向降温。
1、2、3、4、5任一发生,且7发生,就进行第二报警等级,并实行冷却策略为开启三通阀的喷淋系统流道,并设置流速为2级,对热失控电芯及其周围电芯进行喷淋降温。
需要说明的是,上述热监控特征是根据对电池失控的相关历史数据分析确定的,若想要对电池热失控进行有效预防和控制,不能仅仅依靠温度检测作为对电池进行冷却的控制指标,还需要综合考虑各种热监控特征。
图5为本申请实施例提供的车辆设备的结构示意图,如图5所示,该车辆设备包括:存储器501以及控制器502。
存储器501,用于存储计算机程序,并可被配置为存储其它各种数据以支持在车辆设备上的操作。这些数据的示例包括用于在车辆设备上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,视频等。
其中,存储器501可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory ,EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Electrical Programmable Read Only Memory ,EPROM),可编程只读存储器(Programmable read-only memory ,PROM),只读存储器(Read-Only Memory,ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
该车辆设备还包括:人机交互设备503。控制器502,与存储器501耦合,用于执行存储器501中的计算机程序,以用于:
接收对电池包中各电芯进行监测得到的多个热监控特征;
基于所述多个热监控特征与分别对应的特征阈值的比较结果,从所述多个热监控特征中确定至少一个热失控特征;
基于所述至少一个热失控特征,确定所述电芯的警示等级;
根据所述警示等级对应的预设的冷却策略,控制冷却系统对所述电芯进行冷却。
可选地,所述多个热监控特征包括:温度参数、电压参数和接收时间间隔;
控制器502用于通过在所述电池包上配置的传感器采集的热监控特征包括:温度参数、电压参数和压力参数;
接收所述传感器采集到的所述热监控特征,并确定接收所述热监控特征的接收时间间隔。
控制器502用于通过在所述各电芯上配置的传感器采集的电压参数包括:电芯电压、电压压降值;
通过在所述各电芯上配置的传感器采集的温度参数包括:电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率;
通过在所述电池包上配置压力传感器采集电池包内压力值,并将获取到的所述压力传感器持续采样时间作为所述压力参数。
控制器502用于若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为预警等级。
控制器502用于若所述警示等级为预警等级,确定的所述预设的冷却策略为:
通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量以对所述电芯进行冷却。
控制器502用于若根据所述比较结果将所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,并且所述电压压降值被确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为第一报警等级;或者,
若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为所述热失控特征,并且所述压力参数被确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为第二报警等级。
控制器502用于若所述警示等级为第一报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:
通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,
通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯的冷却液喷淋以对所述电芯进行冷却。
控制器502用于若所述警示等级为第二报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:
通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电池包底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,
通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯以及所述电芯周围相邻电芯喷淋冷却液以对所述电芯及周围相邻电芯进行冷却。
控制器502用于若所述警示等级为第二报警等级的电芯的数量大于数量阈值,则通过控制冷却液阀门开启针对电池包的冷却液喷淋,并将水冷板中冷却液的供给流量调整为最大流量。
上述图5中的人机交互设备503包括屏幕,其屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
上图5中的音频组件504,可被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件包括一个麦克风(MIC),当音频组件所在设备处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或经由通信组件发送。在一些实施例中,音频组件还包括一个扬声器,用于输出音频信号。
进一步,如图5所示,该车辆设备还包括:通信组件505、电源组件506等其它组件。图5中仅示意性给出部分组件,并不意味着车辆设备只包括图5所示组件。
上述图5中的通信组件505被配置为便于通信组件所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G、3G、4G或5G,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件可基于近场通信(Near FieldCommunication ,NFC)技术、射频识别(Radio Frequency Identification ,RFID)技术、红外数据协会(Infrared Data Association ,IrDA)技术、超宽带(Ultra Wide Band ,UWB)技术、蓝牙技术和其他技术来实现。
其中,电源组件506,为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
图6为本申请实施例提供的电池冷却装置的示意图,如图6所示,通过控制器控制冷却系统对电池包进行冷却;该电池冷却装置包括:
接收模块61,用于接收对电池包中各电芯进行监测得到的多个热监控特征。
确定模块62,用于基于所述多个热监控特征与分别对应的特征阈值的比较结果,从所述多个热监控特征中确定至少一个热失控特征。
确定模块62,还用于基于所述至少一个热失控特征,确定所述电芯的警示等级。
控制模块63,用于根据所述警示等级对应的预设的冷却策略,控制冷却系统对所述电芯进行冷却。
可选地,所述多个热监控特征包括:温度参数、电压参数和接收时间间隔;
接收模块61,用于通过在所述电池包上配置的传感器采集的热监控特征包括:温度参数、电压参数和压力参数;
接收所述传感器采集到的所述热监控特征,并确定接收所述热监控特征的接收时间间隔。
接收模块61,用于接收通过在所述各电芯上配置的传感器采集的电压参数包括:电芯电压、电压压降值;
通过在所述各电芯上配置的传感器采集的温度参数包括:电芯温差、第一温度值、第二温度值和第二温度值的升温速率;
通过在所述电池包上配置压力传感器采集电池包内压力值,并将获取到的所述压力传感器持续采样时间作为所述压力参数。
确定模块62,用于若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为预警等级。
控制模块63,用于若所述警示等级为预警等级,确定的所述预设的冷却策略为:
通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液供给流量以对所述电芯进行冷却。
确定模块62,用于若根据所述比较结果将所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为热失控特征,并且所述电压压降值被确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为第一报警等级;或者,
若根据所述比较结果将所述电芯电压、所述电芯温差、所述第一温度值、所述第二温度值和第二温度值的升温速率、所述接收时间间隔中任意一个或多个确定为所述热失控特征,并且所述压力参数被确定为热失控特征,则确定所述电芯的警示等级为第二报警等级。
控制模块63,用于若所述警示等级为第一报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:
通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电芯底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,
通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯的冷却液喷淋以对所述电芯进行冷却。
控制模块63,用于若所述警示等级为第二报警等级,确定的所述预设的冷却策略为:
通过控制冷却系统中冷却液阀门增大对电池包底部的水冷板中冷却液的供给流量;以及,
通过控制冷却系统中冷却液阀门开启针对所述电芯以及所述电芯周围相邻电芯喷淋冷却液以对所述电芯及周围相邻电芯进行冷却。
控制模块63,用于若所述警示等级为第二报警等级的电芯的数量大于数量阈值,则通过控制冷却液阀门开启针对电池包的冷却液喷淋,并将水冷板中冷却液的供给流量调整为最大流量。
本申请实施例中,通过在电池包以及电芯上布置各种传感器,并在电池周围布置冷却装置。控制器实时接收传感器反馈的各种热监控特征,将热监控特征与分别对应的特征阈值进行比较。进而,根据比较结果,从多个热监控特征中确定至少一个热失控特征。不同热失控特征表示不同的警示等级,进而根据不同的警示等级分别采取对应的冷却策略对电芯进行冷却。通过上述方案,根据全面采集到的各种热监控特征(这里所说的热监控特征包括但不限于温度相关参数的监控)综合确定出当前电芯的警示等级,进而可以实现依据实际警示等级采用适当的针对电芯的冷却策略,能够实现对电芯更加精准的冷却控制,从而有效提高电池安全防范效果。
相应地,本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,计算机程序被执行时能够实现上述方法实施例中可由车辆设备执行的各步骤。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电池冷却系统,其特征在于,所述系统包括:控制器、冷却装置以及由多个电芯组成的电池包;所述控制器与所述冷却装置中冷却液阀门、电芯中各传感器电连接,所述冷却装置包含有多个应用于不同警示等级的部件,并将这些部件布置在所述电池包周围,用于对所述电池包冷却;其中,冷却装置中的部件包括:水冷板和喷淋部件;
所述控制器,通过电连接方式接收所述传感器提供的数值,控制所述冷却装置中对应部件对所述电芯进行冷却,具体包括:所述冷却液阀门是三通阀门,同时与水冷板和喷淋部件通过管道连通,通过所述冷却液阀门控制所述水冷板和所述喷淋部件针对对应的所述电芯进行冷却。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:配置在所述电芯上的传感器;
所述传感器采集到的热监控特征包括:温度参数、电压参数和压力参数;
所述控制器接收与其具有电连接关系的所述传感器采集到的所述热监控特征。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述传感器包括:与所述控制器电连接的温度参数传感器和电压参数传感器;
所述电压参数传感器用于采集电芯电压;以便所述控制器根据采集到的所述电芯电压确定电压压降值;
所述温度参数传感器用于采集电芯温差、第一温度值、第二温度值;以便所述控制器根据采集到的所述第二温度值确定第二温度值的升温速率。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述冷却装置包括:冷却液阀门、和与所述冷却液阀门通过管道连接的水冷板;
所述水冷板布置在所述电池包的下部;
所述控制器根据所述传感器提供的数值控制所述冷却液阀门增大对电池包下部所述水冷板中冷却液供给流量。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述冷却装置还包括:喷淋部件;所述喷淋部件通过喷淋管道与所述冷却液阀门连接;所述喷淋部件包括连接在喷淋管道的多个喷淋子部件,所述喷淋子部件布置在所述电芯上部;
所述控制器根据所述传感器提供的数值通过控制所述冷却液阀门由所述喷淋子部件针对所述电芯喷淋冷却液,并控制所述冷却液阀门增大对电池包下部所述水冷板中冷却液供给流量。
6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述冷却装置还包括:喷淋部件;
所述喷淋部件包括连接在喷淋管道的多个喷淋子部件,所述喷淋子部件布置在所述电芯上部;
所述控制器根据所述传感器提供的数值通过控制所述冷却液阀门由所述喷淋子部件针对所述电芯以及所述电芯周围相邻电芯喷淋冷却液,并控制所述冷却液阀门增大对电池包下部所述水冷板中冷却液供给流量。
7.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述传感器还包括:压力传感器;
所述压力传感器用于采集电池包内压力值;
所述控制器与所述压力传感器电连接,并将获取到的所述压力传感器持续采样时间作为所述压力参数。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制器确定与其具有电连接关系的待冷却电芯以及为所述待冷却电芯提供冷却液的冷却液阀门;
所述控制器控制所述冷却液阀门对所述待冷却电芯进行冷却。
9.根据权利要求5或6所述的系统,其特征在于,所述电池包中包括多个电芯;各所述电芯分别放置在对应的隔离仓中,以使所述喷淋子部件针对所述电芯喷淋冷却液。
10.一种车辆设备,其特征在于,包括:车身,底盘,安装在所述底盘上的电池冷却系统;
所述电池冷却系统包括:控制器、冷却装置以及由多个电芯组成的电池包;所述冷却装置包含有多个应用于不同警示等级的部件,并将这些部件布置在所述电池包周围,用于对所述电池包冷却;其中,冷却装置中的部件包括:水冷板、冷却液阀门和喷淋部件;
所述控制器,通过电连接方式接收传感器提供的数值,控制所述冷却装置中对应部件对所述电芯进行冷却,具体包括:所述冷却液阀门是三通阀门,同时与水冷板和喷淋部件通过管道连通,通过所述冷却液阀门控制所述水冷板和所述喷淋部件针对对应的所述电芯进行冷却。
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