TW201914856A - 基於半導體的車載電池溫度調節方法和溫度調節系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露了一種基於半導體的車載電池溫度調節方法和溫度調節系統，該系統包括：半導體換熱模組，包括半導體熱交換器，半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率；與半導體熱交換器相連以形成換熱流路的電池熱管理模組；控制器，與電池熱管理模組及半導體熱交換器相連，用於獲取電池的溫度調節需求功率和電池的溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率對電池的溫度進行調節。本發明可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度過高或過低影響車載電池性能的情況。

Description

基於半導體的車載電池溫度調節方法和溫度調節系統
本發明涉及汽車技術領域，特別涉及一種基於半導體的車載電池溫度調節方法、一種基於半導體的車載電池溫度調節系統、一種非臨時性電腦可讀儲存介質。
目前，電動汽車的車載電池的性能受氣候環境影響較大，環境溫度過高或者過低都會影響車載電池的性能，因此需要對車載電池的溫度進行調節，以使其溫度維持在預設範圍內。
相關技術中，對於氣候環境炎熱的地區，需要在電動汽車中增加電池冷卻系統，以在車載電池溫度過高時降低其溫度；對於氣候環境寒冷的地區，需要在電動汽車中增加電池加熱系統，以在車載電池溫度過低時升高其溫度。
然而，對於夏天炎熱、冬天又寒冷的地區，上述方法無法兼顧解決車載電池溫度過高和溫度過低的問題，且對車載電池溫度的調節方法較為粗糙，無法根據車載電池的實際狀況對其加熱功率和冷卻功率進行精確控制，從而無法保證車載電池的溫度維持在預設範圍內。
本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
為此，本發明的第一目的在於提出一種基於半導體的車載電池溫度調節系統，該系統可以根在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
本發明的第二個目的在於提出一種基於半導體的車載電池溫度調節系統。
本發明的第三個目的在於提出一種非臨時性電腦可讀儲存介質。
為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種基於半導體的車載電池溫度調節系統，包括：半導體換熱模組，包括半導體熱交換器，該半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率；與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端中的其中一者導通以形成換熱流路的電池熱管理模組；控制器，用於獲取電池的溫度調節需求功率和該電池的溫度調節實際功率，並根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率對該電池的溫度進行調節。
根據本發明實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統，通過控制器獲取電池的溫度調節需求功率和溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。由此，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
為達到上述目的，本發明第二方面實施例提出了一種基於基於半導體的車載電池溫度調節方法，車載電池溫度調節系統包括：半導體換熱模組，包括半導體熱交換器，該半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率、與該半導體熱交換器的發熱端和冷卻端中的其中一者導通以形成換熱流路的電池熱管理模組，該方法包括以下步驟：獲取電池的溫度調節需求功率；獲取該電池的溫度調節實際功率；根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率對該電池的溫度進行調節。
根據本發明實施例的的基於半導體的車載電池溫度調節方法，通過獲取電池的溫度調節需求功率和電池的溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率對電池的溫度進行調節。由此，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
為達到上述目的，本發明第三方面實施例提出了一種非臨時性電腦可讀儲存介質，其上儲存有電腦程式，該程式被處理器執行時實現上述的車載電池的溫度調節方法。
本發明實施例的非臨時性電腦可讀儲存介質，通過獲取電池的溫度調節需求功率和電池的溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率對電池的溫度進行調節，從而可以在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
下面詳細描述本發明的實施例，該實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。
下面參考附圖來描述本發明實施例提出的基於半導體的車載電池溫度調節系統、基於半導體的車載電池溫度調節方法和非臨時性電腦可讀儲存介質。
如第1a圖至第1b圖所示，基於半導體的車載電池溫度調節系統包括：半導體換熱模組6、電池熱管理模組3、控制器（圖中未具體示出）。
其中，半導體換熱模6塊包括半導體熱交換器2和換熱器1，半導體熱交換器2具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率，換熱器1與半導體熱交換器2的發熱端和冷卻端的至少一相對設置。電池熱管理模組3與換熱器1相連以形成換熱流路。控制器與電池熱管理模組3及半導體熱交換器2相連，用於獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池的溫度調節實際功率P2，並根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節。
進一步地，如第1a圖至第1b圖所示，半導體換熱模組6還包括第一風扇51和第二風扇52，第一風扇51與半導體熱交換器2的發熱端和冷卻端的其中一者相對設置，第二風扇52與半導體熱交換器2的發熱端和冷卻端的另一者相對設置，第一風扇51和第二風扇52均與控制器連接。
可以理解，電池4指安裝在車輛上，為車輛提供動力輸出以及為車輛上的其它用電裝置提供電的儲能裝置，可進行反覆充電。電池可以為電池箱或者電池模組。
具體地，溫度調節需求功率P1即將電池的溫度調節至目標溫度時，需要半導體熱交換器2提供的冷卻/加熱功率，電池溫度調節實際功率P2即當前對電池進行溫度調節時，電池實際獲得的溫度調節功率。目標溫度為設定值，可以根據車載電池的實際情況進行預設，例如，當為冬季時，室外環境溫度很低，需對電池進行加熱，目標溫度可以設置在10℃左右，當為夏季時，需對電池進行冷卻，目標溫度可以設置在35℃左右。
半導體熱交換器2具有半導體發熱端和冷卻端，當供電電源反接後，發熱端和冷卻端位置交換。半導體熱交換器2的發熱端和冷卻端上均安裝有風扇（第一風扇51和第二風扇52），用以加快發熱端和冷卻端的熱量交換，換熱器1、風扇和半導體熱交換器2構成半導體換熱模組6。半導體熱交換器2通過風扇向換熱器1傳遞冷卻/加熱功率，半導體熱交換器2可以與電池熱管理模組3進行CAN（Controller Area Network，控制器區域網路）通訊。
當電池4的溫度較低時，如第1a圖所示，電池熱管理模組3控制半導體熱交換器2正向供電，半導體熱交換器2開始加熱，發熱端的加熱功率通過第一風扇51將熱量吹向換熱器1，為電池4提供加熱功率，第二風扇52將冷卻端的冷卻風吹向車廂或者車外，控制器還根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2調整半導體熱交換器2的加熱功率，使電池4在目標時間t內完成升溫。
當電池4的溫度較高時，如第1b圖所示，當控制器控制半導體熱交換器2反向供電，半導體熱交換器2開始製冷，冷卻端的製冷功率通過第一風扇51傳遞到換熱器1，為電池4提供冷卻功率，第二風扇52將發熱端的熱量吹向車廂或者車外，控制器還根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2調整半導體熱交換器2的冷卻功率，使電池4在目標時間t內完成降溫。當電池4進行溫度調節時，介質的流動方向為：換熱器1—電池熱管理模組3—電池4—電池熱管理模組3—換熱器1。控制器也可以通過控制第一風扇51或第二風扇52的轉速調整加熱功率/冷卻功率。
由此，溫度調節系統可以精確控制電池的溫度調節時間，且電池的溫度調節實際功率即時可變，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
車載電池溫度調節系統還可以包括：用於檢測車載電池的電流的電池狀態檢測模組。控制器還與電池狀態檢測模組相連。
根據本發明的一實施例，如第1a圖至第1b圖所示，電池熱管理模組3可以包括：設置在換熱流路上的幫浦31、第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35，幫浦31、第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35與控制器連接；其中：幫浦31用於提供動力以使換熱流路中的介質流動；第一溫度感測器33用於檢測流入車載電池的介質的入口溫度；第二溫度感測器34用於檢測流出車載電池的介質的出口溫度；流速感測器35用於檢測換熱流路中的介質的流速。
進一步地，電池熱管理模組3還包括設置在換熱流路上的介質容器32，介質容器32用於儲存及向換熱流路提供介質。
可以理解，流路的入口和出口位置不是絕對的，而是根據幫浦31的轉向確定的。
具體地，介質從流路的入口流入電池4的內部，從流路的出口流出，從而實現電池4與介質之間的熱交換。幫浦31主要用於提供動力，介質容器32主要用於儲存介質和接受向溫度調節系統添加的介質，當溫度調節系統中的介質減少時，介質容器32中的介質可自動補充。第一溫度感測器33用以檢測流路入口介質的溫度，第二溫度感測器34用以檢測流路出口介質的溫度。流速感測器35用以檢測換熱流路內介質的流速資訊。
如第2圖所示，控制器可以包括電池熱管理控制器、半導體控制器和電池管理器，電池熱管理控制器與第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35電連接，與幫浦31和半導體換熱模組6進行CAN通訊，以根據介質的比熱容、介質的密度，獲取溫度調節實際功率P2、並控制幫浦31的轉速和監控介質溫度和介質流速，並通過半導體控制器對半導體熱交換器2和第一風扇51和第二風扇52進行控制。電池管理器可以對電池4進行管理，檢測電池4的電壓、電流和溫度資訊，並根據電池的目標溫度、目標時間t以及電池的比熱容C、電池的品質M、電池的內阻R，以計算溫度調節需求功率P1。控制器還可以根據電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池4的加熱功率/冷卻功率。
下面結合具體實施例描述電池熱管理模組3如何獲取電池4的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2。
根據本發明的一實施例，控制器可以用於分別獲取電池開啟溫度調節時的第一參數，並根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率，以及獲取電池在溫度調節時的第二參數，並根據第二參數產生電池的第二溫度調節需求功率，並根據電池的第一溫度調節需求功率和電池的第二溫度調節需求功率產生電池的溫度調節需求功率P1。
進一步地，根據本發明的一實施例，第一參數為電池4開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，控制器獲取初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差ΔT1 ，並根據第一溫度差ΔT1 和目標時間t產生第一溫度調節需求功率。
更進一步地，控制器通過以下公式（1）產生第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t （1）， 其中，ΔT1 為初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差，t為目標時間，C為電池4的比熱容，M為電池4的品質。
第二參數為電池4在預設時間內的平均電流I，控制器通過以下公式（2）產生第二溫度調節需求功率： I2 *R， （2）， 其中，I為平均電流，R為電池4的內阻。
具體地，可通過電流霍爾感測器檢測電池4的充放電電流參數，控制器可以根據一段時間內電池4的電流參數，估算電池4的平均電流。
當對電池4進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R；當對電池4進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。
根據本發明的一實施例，控制器分別根據第一溫度感測器33檢測的入口溫度和第二溫度感測器34檢測的出口溫度產生第二溫度差ΔT2 ，並根據每一電池的第二溫度差ΔT2 和流速感測器35檢測的流速v產生電池的溫度調節實際功率P2。
進一步地，根據本發明的一實施例，根據通過以下公式（3）產生溫度調節實際功率P2： ΔT2 *c*m （3）， 其中，ΔT2 為第二溫度差，c為流路中介質的比熱容，m為單位時間內流過流路的橫截面積的介質品質，其中，m=v*ρ*s，v為介質的流速，ρ為介質的密度，s為流路的橫截面積。
具體地，車輛通電後，控制器判斷電池是否需要進行溫度調節，如果判斷車輛需要溫度調節，如果電池4的溫度過高或過低，則通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送開啟溫度調節功能的資訊，並發送低轉速資訊給幫浦31，幫浦31以默認轉速（如低轉速）開始工作。然後，控制器通過電池狀態檢測模組獲取電池4的初始溫度（即當前溫度）、目標溫度和從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，其中目標溫度和目標時間t可以根據實際情況進行預設，並根據公式（1）計算出電池4的第一溫度調節需求功率。同時，控制器獲取電池4在預設時間內的平均電流I，並根據公式（2）計算電池4的第二溫度調節需求功率。然後，控制器根據電池4的第一溫度調節需求功率和第二溫度調節需求功率計算溫度調節需求功率P1（即將電池4的溫度在目標時間內調節至目標溫度的需求功率），其中，當對電池4進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R，當對電池4進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。並且，控制器分別獲取第一溫度感測器33和第二溫度感測器34檢測溫度資訊，並獲取流速感測器35檢測的流速資訊，根據公式（3）計算出電池4的溫度調節實際功率P2。最後，控制器根據電池4的P1、P2通過控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池4的加熱功率/製冷功率。
可以理解的是，電池4的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2容易獲取。
具體而言，由上述實施例可知，P1由兩部分組成，當電池4需要冷卻時，假如電池4的初始溫度為45℃，目標溫度為35℃，則電池4從45℃下降到35℃需要散發的熱量是固定，通過公式（1）即ΔT1 *C*M/t直接計算可以獲得。同時，電池4在冷卻過程中，存在放電和充電過程，此過程會產生熱量，這部分的熱量也可以通過檢測電池4的平均電流I直接獲得，通過公式（3）即I2 *R，直接計算出當前電池4的發熱功率，即第二溫度調節需求功率。本發明的冷卻完成時間是基於目標時間t設定的（t可以根據使用者需求或者是車輛實際設計情況改變）。在確定了冷卻完成所需要的目標時間t後，就可以預估出當前電池4冷卻需要的溫度調節需求功率P1，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R。而如果是加熱功能啟動，則溫度調節需求功率P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R，即在電池4在加熱過程中，電池4的放電或者充電電流越大，所需要的加熱功率即溫度調節需求功率P1越小。
電池4的冷卻時間受冷卻效率的影響，由於冷卻效率受外部環境溫度和電池4當前溫度的影響，在電池4冷卻的過程中，溫度調節系統的效率也是不斷變化的，所以冷卻效率不可能是100%，因此只根據P1是無法準確調節電池4的冷卻的時間的，有必要檢測電池4的溫度調節實際功率P2。在本發明中，電池4的溫度調節實際功率P2可以通過公式（3）即ΔT2*c*m計算得出。P2也可以通過電池實際冷卻功率P2也就可以通過公式（4）即ΔT3*C*m1計算得出，其中ΔT3為電池4在某一時間段內的溫度變化，C為電池4的比熱容，m1為電池4的品質。但由於一般電池的品質較大，所以單位時間內溫度變化不明顯，需要較長時間才可以檢測出溫差，不符合即時性要求，所以一般按照公式（3）計算P2功率。
受冷卻效率的影響，P2很難完全等於P1，為了使得電池4的冷卻目標時間t更準確，需要即時根據P1與P2進行調節，以確保電池4的溫度調節需求功率P1與電池的溫度調節實際功率P2相等。
下面將結合具體地實施例說明如何並根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池4的溫度進行調節。
根據本發明的一實施例，控制器，還用於檢測電池的溫度，並在電池的溫度大於第一溫度臨界值時，控制溫度調節系統進入冷卻模式，並控制半導體熱交換器2進行製冷，以及在電池的溫度小於第二溫度臨界值時，控制溫度調節系統進入加熱模式，並控制半導體熱交換器2進行加熱。其中，第一溫度臨界值和第二溫度臨界值可以根據實際情況進行預設，例如，第一溫度臨界值可以為40℃，第二溫度臨界值可以為0℃。
具體地，車輛通電後，控制器即時檢測電池的溫度，並進行判斷。如果電池的溫度高於40℃，說明此時該電池4的溫度過高，為避免高溫對該電池4的性能產生影響，需要對電池4進行降溫處理，控制器控制溫度調節系統進入冷卻模式，控制器控制半導體熱交換器2反向供電，半導體熱交換器2開始製冷，冷卻端的製冷功率通過第一風扇51傳遞到換熱器1，為電池4提供冷卻功率，第二風扇52將發熱端的風吹向車廂或者車外。
而如果電池4的溫度低於0℃，說明此時電池4的溫度過低，為避免低溫對電池4的性能產生影響，需要對電池4進行升溫處理，控制器控制溫度調節系統進入加熱模式，控制器控制半導體熱交換器2正向供電，半導體熱交換器2開始加熱，發熱端的加熱功率通過第一風扇51將熱量吹向換熱器1，為電池4提供加熱功率，第二風扇52將冷卻端的冷卻風吹向車廂或者車外。
進一步地，根據本發明的一實施例，當為冷卻模式時，控制器在溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器2的冷卻功率，以及在溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2時，減小半導體熱交換器2的冷卻功率或保持半導體熱交換器2的冷卻功率不變。
具體的，當工作在冷卻模式時，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池4的P1大於P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池4的降溫，所以，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器2的冷卻功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速。其中，P1與P2的功率差越大，半導體熱交換器2的冷卻功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速增加越多，以使電池4的溫度在預設時間t內降低至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則控制器可以減小半導體熱交換器2的冷卻功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速以節省電能，或保持半導體熱交換器2的冷卻功率不變。當電池的溫度低於35℃時，則電池4冷卻完成，控制器通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器2停止進行製冷。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，電池4的溫度仍然高於35℃，則控制器再適當增加半導體熱交換器2的冷卻功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速，以使電池4儘快完成降溫。
根據本發明的一實施例，當為加熱模式時，控制器在溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的溫度差，並根據溫度差增加半導體熱交換器2的加熱功率，以及在溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2時，保持半導體熱交換器2的加熱功率不變。
具體地，當工作在加熱模式時，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池4的P1大於P2，說明如果按照當前的加熱功率無法在目標時間內完成電池4的升溫，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器2的加熱功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速。其中，P1與P2的功率差越大，半導體熱交換器2的加熱功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速增加越多，以使電池4的溫度在預設時間t內升高至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則控制器可以減小半導體熱交換器2的加熱功率和第一風扇51、第二風扇52的轉速以節省電能，或保持半導體熱交換器2的冷加熱功率不變。當電池的溫度達到10℃時，則電池4加熱完成，控制器通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器2停止進行加熱。如果溫度調節系統進入加熱模式較長時間後，例如2小時後，電池4的溫度仍然低於10℃，則控制器適當增加半導體熱交換器2的加熱功率和風扇的轉速，以使電池4儘快完成升溫。
根據本發明的一實施例，控制器，還用於在電池的溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2時，降低幫浦31的轉速或者保持幫浦31的轉速不變，並在電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，提高幫浦31的轉速。
具體地，當溫度調節系統進入加熱模式或者冷卻模式時，如果電池4的P1小於或等於P2，控制器控制幫浦31的轉速降低，以節省電能，或者保持幫浦31的轉速不變。而如果電池4的P1大於P2，控制器除控制半導體熱交換器2的功率增加或第一風扇51、第二風扇52的轉速增加外，還控制幫浦31的轉速提高，可以增加單位時間內流經冷卻流路橫截面積的介質品質，從而提高電池4的溫度調節實際功率P2，以在目標時間t內實現溫度調節。
總結而言，當溫度調節系統工作在冷卻模時，如果電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，即P1＞P2，那麼電池4需要調節的功率為P3（P3=P1-P2），具體可通過增加半導體熱交換器2的冷卻功率、增加第一風扇51、第二風扇52的轉速、增加幫浦51的轉速，以使P1=P2。而如果P1≤P2，那麼保持半導體熱交換器2的冷卻功率不變，或者保持幫浦的轉速不變，或者降低半導體熱交換器2的冷卻功率，或者降低幫浦的轉速，以節省電能。
當溫度調節系統工作在加熱模時的調節過程同冷卻模式相似，為避免冗餘，此處不再贅述。
根據本發明的一實施例，半導體的車載電池溫度調節系統還可以如第3圖所示，換熱器1為一個，換熱器1與半導體熱交換器2的冷卻端相對設置，第一風扇和第二風扇中的一者位於換熱器1與半導體熱交換器2的冷卻端之間，電池熱管理模組還包括設置在換熱流路上的加熱器36。
具體地，圖中以第一風扇51位於換熱器1與半導體熱交換器2的冷卻端之間，加熱器36可以為PTC加熱器（Positive Temperature Coefficient，正的溫度係數，泛指正溫度係數很大的半導體材料或元裝置）加熱器，可以與控制器進行CAN（Controller Area Network，控制器區域網路）通訊，為車載電池的溫度調節系統提供加熱功率，受控制器控制，加熱器36可以設置在介質容器32與第一溫度感測器33之間任意位置。即加熱器36不直接與電池4接觸，具有較高的安全性、可靠性和實用性。
具體地，當溫度調節系統工作在冷卻模時，加熱器36不工作，半導體熱交換器2工作，第一風扇51將半導體熱交換器的冷卻端的冷卻功率吹向換熱器1，以通過換熱器1為電池提供冷卻功率。當溫度調節系統工作在加熱模式時，半導體熱交換器2不工作，加熱器36工作，以對換熱流路中的介質進行加熱，以為電池提供加熱功率。並且在對電池加熱或冷卻的過程中，控制器可以根據電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率對半導體熱交換器2或加熱器的功率進行調節，以使P1=P2。
根據本發明的一實施例，如第4圖所示，當換熱器1為2個時，換熱器可以包括第一換熱器11和第二換熱器12，第一風扇51位於第一換熱器11和半導體熱交換器的冷卻端之間，第二風扇52位於第二換熱器12和半導體熱交換器的發熱端之間，半導體換熱模組6還包括可選擇地連通電池熱管理模組3與第一換熱器11和第二換熱器21中任意一者的閥體。
具體地，如第4圖所示，換熱器1包括第一換熱器11和第二換熱器12，半導體換熱模組還包括與第一換熱器11連接的第一電子閥61及與第二換熱器12連接的第二電子閥62，第一換熱器11與第一電子閥61連接所形成的第一換熱支路，第二換熱器12與第二電子閥62連接形成的第二換熱支路，第一換熱支路與第二換熱支路並聯後通過三通閥63與電池熱管理模組3連接。
溫度調節系統的工作模式不是通過控制半導體熱交換器2的供電電源正反接實現，而是通過控制第一至電子閥61、第二電子閥62的開閉和三通閥63通道1和通道2開閉的實現。第4圖所示方案中，有2條換熱迴路，一條是：第一電子閥61—第一換熱器11—三通閥63，其中，半導體熱交換器2的發熱端通過第一風扇51把加熱功率傳遞到換熱器1。另一條是：第二電子閥62—第二換熱器12—三通閥63，其中，半導體熱交換器2的冷卻端通過第二風扇52把冷卻功率傳遞到換熱器第二換熱器12。半導體熱交換器2的發熱端通過第一風扇51把加熱功率傳遞到第一換熱器11。
當電池4需要加熱時，控制器可以控制第一電子閥61開啟、第二電子閥62關閉，並控制三通閥63的通道1開啟，通道2關閉，半導體熱交換器2的發熱端通過第一風扇51把加熱功率傳遞到第一換熱器11，第一換熱器11進行換熱工作。當電池4需要冷卻時，控制器可以控制第一電子閥61關閉、第二電子閥62開啟，並控制三通閥63的通道1關閉，通道2開啟，半導體熱交換器2的冷卻端通過第二風扇52把冷卻功率傳遞到換熱器第二換熱器12，第二換熱器12進行換熱工作。由此，通過控制各閥體的開閉，即可對電池進行溫度調節。而電池熱管理模組如何根據電池的溫度調節需求功率P1和電池的溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節，具體可參照上述實施例，此處不再贅述。
綜上所述，根據本發明實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統，通過電池熱管理模組獲取電池的溫度調節需求功率和電池的溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。由此，該系統可以精確控制電池的溫度調節時間，且電池的溫度調節實際功率即時可變，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
第5圖是根據本發明第一實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法的流程圖。其中，如第1a圖至第1b圖所示，車載電池溫度調節系統包括半導體換熱模組，半導體換熱模組包括半導體熱交換器和換熱器，半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率，換熱器與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的至少一相對設置；與換熱器相連以形成換熱流路的電池熱管理模組；控制器，控制器與電池熱管理模組及半導體熱交換器相連，如第5圖所示，溫度調節方法包括以下步驟： S1，獲取電池的溫度調節需求功率P1。
進一步地，根據本發明的一實施例，獲取電池的溫度調節需求功率P1具體包括：獲取電池的開啟溫度調節時的第一參數，並根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率。獲取電池在溫度調節時的第二參數，並根據第二參數產生電池的第二溫度調節需求功率。根據電池的第一溫度調節需求功率和電池的第二溫度調節需求功率產生電池的溫度調節需求功率P1。
更進一步地，根據本發明的一實施例，第一參數為電池開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從初始溫度達到該目標溫度的目標時間t，根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率具體包括：獲取初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差ΔT1 。根據第一溫度差ΔT1 和目標時間t產生第一溫度調節需求功率。
更進一步地，根據本發明的一實施例，通過以下公式（1）產生第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t （1）， 其中，ΔT1 為初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差，t為目標時間，C為電池的比熱容，M為電池的品質。
根據本發明的一實施例，第二參數為電池電池在預設時間內的平均電流I，通過以下公式（2）產生電池的第二溫度調節需求功率： I2 *R （2）， 其中，I為平均電流，R為電池的內阻。
其中，當對電池進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R；當對電池進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。
S2，獲取電池的溫度調節實際功率P2。
根據本發明的一實施例，如第1a圖至第1b第所示，電池熱管理模組包括設置在換熱流路上的幫浦、第一溫度感測器、第二溫度感測器和流速感測器，幫浦、第一溫度感測器、第二溫度感測器和流速感測器與控制器連接；其中：幫浦用於使換熱流路中的介質流動；第一溫度感測器用於檢測流入車載電池的介質的入口溫度；第二溫度感測器用於檢測流出車載電池的介質的出口溫度；流速感測器用於檢測該換熱流路中的介質的流速。獲取電池的溫度調節實際功率P2具體包括：獲取用於調節電池溫度的流路的入口溫度和出口溫度，並獲取介質流入流路的流速v。根據電池的流路的入口溫度和出口溫度產生第二溫度差ΔT2 。根據電池的第二溫度差ΔT2 和流速v產生溫度調節實際功率P2。
進一步地，根據本發明的一實施例，進根據通過以下公式（3）產生溫度調節實際功率P2： ΔT2 *c*m （3）， 其中，ΔT2 為第二溫度差，c為流路中介質的比熱容，m為單位時間內流過流路的橫截面積的介質品質，其中，m=v*ρ*s，v為介質的流速，ρ為介質的密度，s為流路的橫截面積。
S3，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節。
在本發明的一實施例中，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節包括：根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2在目標時間t內控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節，以達到目標溫度。
可以理解，電池指安裝在車輛上，為車輛提供動力輸出以及為車輛上的其它用電裝置提供電的儲能裝置，可進行反覆充電。
具體地，車輛通電後，判斷電池是否需要進行溫度調節，如果判斷需要，則分別獲取電池的初始溫度（即當前溫度）、目標溫度和從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，其中目標溫度和目標時間t可以根據實際情況進行預設，並根據公式（1）計算出第一溫度調節需求功率。同時，獲取電池在預設時間內的平均電流I，並根據公式（2）計算電池的第二溫度調節需求功率。然後，根據電池第一溫度調節需求功率和第二溫度調節需求功率，計算電池的溫度調節需求功率P1（即將電池的溫度調節至目標溫度的需求功率）。並且，獲取電池的入口溫度和出口溫度，並獲取流流速資訊，根據公式（3）計算出電池的溫度調節實際功率P2。最後，然後根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制導體換熱器對電池進行加熱/冷卻，以對電池進行溫度調節。由此，該控制方法可以根據每一電池的實際狀態精確控制每一的電池的加熱功率和冷卻功率，在電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
下面將結合具體的實施例描述如何根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。
根據本發明的一實施例，在獲取電池的溫度調節需求功率步驟及/或獲取車載電池的溫度調節實際功率步驟之前還包括：檢測電池的溫度，並判斷溫度是否大於第一溫度臨界值或者小於第二溫度臨界值。當電池的溫度大於第一溫度臨界值時，進入冷卻模式，並控制半導體熱交換器進行製冷。當電池的溫度小於第二溫度臨界值時，進入加熱模式，並控制半導體熱交換器進行加熱。其中，第一溫度臨界值和第二溫度臨界值可以根據實際情況進行預設，且第一溫度臨界值大於第二溫度臨界值，例如，第一溫度臨界值可以為40℃，第二溫度臨界值可以為0℃。
具體地，可以通過控制半導體熱交換器的供電電源正接，對半導體熱交換器進行正向供電，以控制半導體熱交換器進行加熱；通過控制半導體熱交換器的供電電源反接，對半導體熱交換器進行反向供電，以控制半導體熱交換器進行製冷。
車輛通電後，即時檢測電池的溫度，並進行判斷。如果電池的溫度高於40℃，說明此時該電池的溫度過高，為避免高溫對電池的性能產生影響，需要對電池進行降溫處理，控制溫度調節系統進入冷卻模式，控制半導體熱交換器反向供電，半導體熱交換器開始製冷，為電池提供冷卻功率。而如果電池的溫度低於0℃，說明此時電池的溫度過低，為避免低溫對電池的性能產生影響，需要對電池進行升溫處理，控制溫度調節系統進入加熱模式，控制半導體熱交換器正向供電，半導體熱交換器開始加熱，為電池提供加熱功率。
根據本發明的一實施例，當判斷進入冷卻模式時，換熱器與半導體熱交換器的冷卻端相對設置，控制半導體熱交換器工作。
進一步地，如第1b圖所示，當判斷進入冷卻模式時，當換熱器為一個，控制半導體熱交換器的供電方向以實現換熱器與半導體熱交換器的冷卻端相對設置。如第1a圖所示，當為加熱模式時，換熱器與半導體熱交換器的發熱端相對設置，控制半導體熱交換器工作。
如第3圖所示，換熱器為一個，換熱器與半導體熱交換器的冷卻端相對設置，電池熱管理模組還包括設置在換熱流路上的加熱器，當為加熱模式時，控制加熱器工作且該半導體熱交換器不工作。
也就是說，如第3圖所示，當溫度調節系統工作在冷卻模時，加熱器不工作，半導體熱交換器工作，第一風扇將半導體熱交換器的冷卻端的冷卻功率吹向換熱器，以通過換熱器為電池提供冷卻功率。當溫度調節系統工作在加熱模式時，半導體熱交換器不工作，加熱器工作，以對換熱流路中的介質進行加熱，以為電池提供加熱功率。並且在對電池加熱或冷卻的過程中，可以根據電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率對半導體熱交換器或加熱器的功率進行調節，以使P1=P2。
當為冷卻模式時，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節具體包括：判斷溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2。如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率。其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，獲取溫度調節需求功率和溫度調節實際功率之間的功率差，並根據功率差減小/保持半導體熱交換器的功率；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
具體的，當工作在冷卻模式時，獲取電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池的溫度調節需求功率P1大於度調節實際功率P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池的降溫，所以，獲取電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率，以使電池的溫度在預設時間t內降低至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則可以根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差減小半導體熱交換器的冷卻功率和以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷卻功率不變。當電池的溫度低於35℃時，則電池4冷卻完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器停止進行製冷。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，電池的溫度仍然高於35℃，則再適當增加半導體熱交換器的冷卻功率，以使電池儘快完成降溫。
當工作在加熱模式時，獲取電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池的P1大於P2，說明如果按照當前的功率無法在目標時間內完成電池的升溫，獲取電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的加熱功率。其中，P1與P2的功率差越大，半導體熱交換器的加熱功率增加越多，以使電池的溫度在預設時間t內升高至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則可以減小半導體熱交換器的加熱功率以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷加熱功率不變。當電池的溫度達到10℃時，則電池加熱完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器停止進行加熱。如果溫度調節系統進入加熱模式較長時間後，例如2小時後，電池的溫度仍然低於10℃，則再適當增加半導體熱交換器的加熱功率，以使電池儘快完成升溫。
根據本發明的一實施，如第1a圖至第1b圖所示，電池熱管理模組還包括設置在換熱流路上的幫浦。根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對車載電池的溫度進行調節具體包括：如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率和增加幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率和減小/保持幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
具體地，當溫度調節系統進入加熱模式或者冷卻模式時，如果電池的P1小於或者等於P2，可以根據節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間控制功率差減小半導體熱交換器的功率，或者控制幫浦的轉速降低，以節省電能，或者保持幫浦的轉速不變。而如果電池的P1大於P2，控制器除可以根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2的差值控制半導體熱交換器的功率增加外，還可以控制幫浦的轉速提高，可以增加單位時間內流經冷卻流路橫截面積的介質品質，從而提高該電池的溫度調節實際功率P2，以在目標時間t內實現溫度調節。
進一步地，如第1a圖至第1b圖所示，電池熱管理模組包括設置在換熱流路上的幫浦，半導體換熱模組還包括第一風扇和第二風扇，第一風扇與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的其中一者相對設置，第二風扇與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的另一者相對設置。根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對該車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷溫度調節需求功率P1是否大於該溫度調節實際功率P2；如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率、增加幫浦的轉速和增加與換熱風扇的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果該溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率、減小/保持幫浦的轉速和減小/保持換熱風扇的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
根據本發明的一實施例，如第4圖所示，換熱器包括第一換熱器和第二換熱器，半導體換熱模組還包括與第一換熱器連接的第一電子閥及與第二換熱器連接的第二電子閥，第一換熱器與第一電子閥連接所形成的第一換熱支路與第二換熱器與第二電子閥連接所形成的第二換熱支路並聯設置後與電池熱管理模組連接，第一換熱器與半導體熱交換器的發熱端相對設置，第二換熱器與半導體熱交換器的冷卻端相對設置；當判斷進入冷卻模式時，控制第二電子閥開啟，第一電子閥關閉，且控制半導體熱交換器工作。當判斷進入加熱模式時，控制第一電子閥開啟，該第二電子閥關閉，且控制半導體熱交換器工作。
根據本發明的一實施例，如第4圖所示，換熱器包括第一換熱器和第二換熱器，該電池熱管理模組包括設置在該換熱流路上的幫浦，半導體換熱模組還包括閥體、第一風扇和第二風扇，第一風扇位於第一換熱器和半導體熱交換器的冷卻端之間，第二風扇位於第二換熱器和該半導體熱交換器的發熱端之間，閥體可選擇地連通該電池熱管理模組與第一換熱器和第二換熱器中任意一者，閥體、幫浦、第一風扇和第二風扇均與控制器連接；根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2；如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率、增加幫浦的轉速及/或增加與換熱風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率、減小/保持幫浦的轉速及/或減小/保持換熱風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
根據本發明實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法，首先獲取電池的溫度調節需求功率，再獲取電池的溫度調節實際功率，最後根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。由此，該方法可以精確控制電池的溫度調節時間，且電池的溫度調節實際功率即時可變，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
為提高溫度調節效率，減小功率損耗，本發明還提出另一種基於半導體的車載電池溫度調節系統。
如第6a圖至第6b圖所示，該溫度調節系統包括：半導體換熱模組6、電池熱管理模組3和控制器（圖中未具體示出）。
其中，半導體換熱模組6包括半導體熱交換器2，半導體熱交換器2具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率。電池熱管理模組3與半導體熱交換器2的發熱端和冷卻端中的其中一者導通相連以形成換熱流路。控制器與電池熱管理模組及半導體熱交換器2相連，用於獲取電池的溫度調節需求功率P1和電池的溫度調節實際功率P2，並根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器2對電池4的溫度進行調節。
進一步地，半導體換熱模組6還包括換熱風扇50，換熱風扇50和半導體熱交換器2中與該電池熱管理模組導通的發熱端或冷卻端的其中一者相對設置。
控制器具體用於：根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2在目標時間內控制半導體熱交換器2對電池4的溫度進行調節，以達到目標溫度。
具體地，溫度調節需求功率P1即將電池的溫度調節至目標溫度時，需要半導體熱交換器2提供的冷卻/制熱功率，電池溫度調節實際功率P2即當前對電池進行溫度調節時，電池實際獲得的溫度調節功率。目標溫度為設定值，可以根據車載電池的實際情況進行預設，例如，當為冬季時，室外環境溫度很低，需對電池進行加熱，目標溫度可以設置在10℃左右，當為夏季時，需對電池進行冷卻，目標溫度可以設置在35℃左右。
半導體熱交換器2具有半導體發熱端和冷卻端，當供電電源反接後，發熱端和冷卻端位置交換。半導體熱交換器2中具有流路，半導體熱交換器2的一端通過流路與電池熱管理模組3相連，半導體熱交換器2可以將冷卻/加熱功率直接傳遞給介質，無需換熱器進行換熱，大大提高了冷卻/加熱功率的傳遞效率。
半導體熱交換器2另一端上安裝有換熱風扇50，換熱風扇50受控制器的控制。換熱風扇50和半導體熱交換器2構成半導體換熱模組6。
當電池4的溫度較低時，如第6a圖所示，控制器控制半導體熱交換器2正向供電，半導體熱交換器2開始加熱，半導體熱交換器的發熱端對溫度調節系統中的介質進行加熱，為電池4提供加熱功率，換熱風扇50將半導體熱交換器冷卻端的冷卻風吹向車廂或車外，同時，控制器還根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2調整半導體熱交換器2的加熱功率，使電池4在目標時間t內完成升溫。
當電池4的溫度較高時，如第6b圖所示，控制器控制半導體熱交換器2反向供電，半導體熱交換器2開始製冷，冷卻端對溫度調節系統中的介質進行冷卻，為電池4提供冷卻功率，換熱風扇50將發熱端的冷卻風吹向車廂或者車外，同時，控制器還根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2調整半導體熱交換器2的冷卻功率，使電池4在目標時間t內完成降溫。當電池4進行溫度調節時，介質的流動方向為：半導體熱交換器2—電池熱管理模組3—電池4—電池熱管理模組3—半導體熱交換器2。
由此，溫度調節系統可以精確控制電池的溫度調節時間，且電池的溫度調節實際功率即時可變，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
在本發明中，車載電池溫度調節系統還可以包括與控制器電連接的電池狀態檢測模組，電池狀態檢測模組用於檢測車載電池的電流。
根據本發明的一實施例，如第6a圖至第6b圖所示，電池熱管理模組3可以包括：設置在換熱流路上的幫浦31、第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35，幫浦31、第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35與控制器連接；其中：幫浦31用於提供動力以使換熱流路中的介質流動；第一溫度感測器33用於檢測流入車載電池的介質的入口溫度；第二溫度感測器34用於檢測流出車載電池的介質的出口溫度；流速感測器35用於檢測換熱流路中的介質的流速。
進一步地，電池熱管理模組3還包括設置在換熱流路上的介質容器32，介質容器32用於儲存及向換熱流路提供介質。
具體地，介質從流路的入口流入電池4的內部，從流路的出口流出，從而實現電池4與介質之間的熱交換。幫浦31主要用於提供動力，介質容器32主要用於儲存介質和接受向溫度調節系統添加的介質，當溫度調節系統中的介質減少時，介質容器32中的介質可自動補充。第一溫度感測器33用以檢測流路入口介質的溫度，第二溫度感測器34用以檢測流路出口介質的溫度。流速感測器35用以檢測換熱流路內介質的流速資訊。
如第2圖所示，控制器可以包括電池管理器、電池熱管理控制器和半導體控制器，電池熱管理控制器與第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35電連接，與幫浦31和半導體換熱模組6進行CAN通訊，以根據介質的比熱容、介質的密度，獲取溫度調節實際功率P2、並控制幫浦31的轉速和監控介質溫度和介質流速，並通過半導體換熱模組6對半導體熱交換器2和換熱風扇50進行控制。電池管理器可以對電池4進行管理，獲取電池4的電壓、電流和溫度資訊，並根據電池的目標溫度、目標時間t以及電池的比熱容C、電池的品質M、電池的內阻R，以計算溫度調節需求功率P1。控制器還可以根據電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池4的加熱功率/冷卻功率。
下面結合具體實施例描述電池熱管理模組3如何獲取電池4的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2。
根據本發明的一實施例，控制器可以用於獲取電池開啟溫度調節時的第一參數，並根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率，以及獲取電池在溫度調節時的第二參數，並根據第二參數產生電池的第二溫度調節需求功率，並根據電池的第一溫度調節需求功率和電池的第二溫度調節需求功率產生電池的溫度調節需求功率P1。
進一步地，根據本發明的一實施例，第一參數為電池4開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，控制器獲取初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差ΔT1 ，並根據第一溫度差ΔT1 和目標時間t產生第一溫度調節需求功率。
更進一步地，控制器通過以下公式（1）產生第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t （1）， 其中，ΔT1 為初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差，t為目標時間，C為電池4的比熱容，M為電池4的品質。
第二參數為電池4在預設時間內的平均電流I，控制器通過以下公式（2）產生第二溫度調節需求功率： I2 *R （2）， 其中，I為平均電流，R為電池4的內阻。
具體地，可通過電池狀態檢測模組，例如電流霍爾感測器檢測電池4的充放電電流參數，控制器可以根據一段時間內電池4的電流參數，估算電池4的平均電流。
當對電池4進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R；當對電池4進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。
根據本發明的一實施例，控制器分別根據第一溫度感測器33檢測的入口溫度和第二溫度感測器34檢測的出口溫度產生第二溫度差ΔT2 ，並根據每一電池的第二溫度差ΔT2 和流速感測器35檢測的流速v產生電池的溫度調節實際功率P2。
進一步地，根據本發明的一實施例，根據通過以下公式（3）產生溫度調節實際功率P2： ΔT2 *c*m （3）， 其中，ΔT2 為第二溫度差，c為流路中介質的比熱容，m為單位時間內流過流路的橫截面積的介質品質，其中，m=v*ρ*s，v為介質的流速，ρ為介質的密度，s為流路的橫截面積。
具體地，車輛通電後，控制器判斷電池是否需要進行溫度調節，如果判斷車輛需要溫度調節，如果電池4的溫度過高或過低，則通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送開啟溫度調節功能的資訊，並發送低轉速資訊給幫浦31，幫浦31以默認轉速（如低轉速）開始工作。然後，控制器通過電池狀態檢測模組獲取電池4的初始溫度（即當前溫度）、目標溫度和從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，其中目標溫度和目標時間t可以根據實際情況進行預設，並根據公式（1）計算出電池4的第一溫度調節需求功率。同時，控制器獲取電池4在預設時間內的平均電流I，並根據公式（2）計算電池4的第二溫度調節需求功率。然後，控制器根據電池4的第一溫度調節需求功率和第二溫度調節需求功率計算溫度調節需求功率P1（即將電池4的溫度在目標時間內調節至目標溫度的需求功率），其中，當對電池4進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R，當對電池4進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。並且，控制器分別獲取第一溫度感測器33和第二溫度感測器34檢測溫度資訊，並獲取流速感測器35檢測的流速資訊，根據公式（3）計算出電池4的溫度調節實際功率P2。最後，控制器根據電池4的P1、P2通過控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池4的加熱功率/製冷功率。
下面將結合具體地實施例說明如何並根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器2對電池4的溫度進行調節。
根據本發明的一實施例，控制器，還用於檢測電池的溫度，並在電池的溫度大於第一溫度臨界值時，控制溫度調節系統進入冷卻模式，並控制半導體熱交換器2進行製冷，以及在電池的溫度小於第二溫度臨界值時，控制溫度調節系統進入加熱模式，並控制半導體熱交換器2進行加熱。其中，第一溫度臨界值和第二溫度臨界值可以根據實際情況進行預設，例如，第一溫度臨界值可以為40℃，第二溫度臨界值可以為0℃。
具體地，車輛通電後，控制器即時檢測電池的溫度，並進行判斷。如果電池的溫度高於40℃，說明此時該電池4的溫度過高，為避免高溫對該電池4的性能產生影響，需要對電池4進行降溫處理，控制器控制溫度調節系統進入冷卻模式，控制器控制半導體熱交換器2反向供電，冷卻端對溫度調節系統中的介質進行冷卻，以為電池4提供冷卻功率，換熱風扇50將發熱端的冷卻風吹向車廂或者車外，同時控制器控制幫浦31以默認低轉速開始運行。
而如果電池4的溫度低於0℃，說明此時電池4的溫度過低，為避免低溫對電池4的性能產生影響，需要對電池4進行升溫處理，控制器控制溫度調節系統進入加熱模式，控制器控制半導體熱交換器2正向供電，半導體熱交換器2開始加熱，發熱端對溫度調節系統中的介質進行加熱，為電池4提供加熱功率，換熱風扇50將冷卻端的冷卻風吹向車廂或者車外，同時控制器控制幫浦31以默認低轉速開始運行。
進一步地，根據本發明的一實施例，當為冷卻模式時，控制器在溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器2的冷卻功率，以及在溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2時，減小半導體熱交換器2的冷卻功率或保持半導體熱交換器2的冷卻功率不變。
具體的，當工作在冷卻模式時，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池4的P1大於P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池4的降溫，所以，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差P3，即P3=P1-P2，並根據功率差增加半導體熱交換器2的冷卻功率、增加換熱風扇50的轉速，使P1=P2，從而使電池4的溫度在預設時間內降低至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則控制器可以減小半導體熱交換器2的冷卻功率和換熱風扇50的轉速以節省電能，或保持半導體熱交換器2的冷卻功率不變。當電池的溫度低於35℃時，則電池4冷卻完成，控制器通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器2停止進行製冷。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，電池4的溫度仍然高於35℃，則控制器再適當增加半導體熱交換器2的冷卻功率、換熱風扇50的轉速，以使電池4儘快完成降溫。
根據本發明的一實施例，當為加熱模式時，控制器在溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的溫度差，並根據溫度差增加半導體熱交換器2的加熱功率，以及在溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2時，保持半導體熱交換器2的加熱功率不變。
具體地，當工作在加熱模式時，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池4的P1大於P2，說明如果按照當前的加熱功率無法在目標時間內完成電池4的升溫，控制器獲取電池4的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差P3，即P3=P1-P2，並根據功率差增加半導體熱交換器2的加熱功率、換熱風扇50的轉速，以使P1=P2，進而使電池4的溫度在預設時間內升高至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則控制器可以減小半導體熱交換器2的加熱功率、換熱風扇50的轉速以節省電能，或保持半導體熱交換器2的冷加熱功率不變。當電池的溫度達到10℃時，則電池4加熱完成，控制器通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器2停止進行加熱。如果溫度調節系統進入加熱模式較長時間後，例如2小時後，電池4的溫度仍然低於10℃，則控制器適當增加半導體熱交換器2的加熱功率、風扇的轉速，以使電池4儘快完成升溫。
進一步地，在本發明的實施例中，控制器，還用於在電池的溫度調節需求功率P1小於溫度調節實際功率P2時，降低幫浦31的轉速，並在電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，提高幫浦31的轉速。
具體地，當溫度調節系統進入加熱模式或者冷卻模式時，控制幫浦31以默認低轉速運行。在進行溫度調節的過程中，如果電池4的P1小於或等於P2，控制器可以控制幫浦31的轉速降低，以節省電能，或者保持幫浦的轉速不變。而如果電池4的P1大於P2，控制器除控制半導體熱交換器2的功率增加，還可以控制幫浦31的轉速提高，以增加單位時間內流經換熱流路橫截面積的介質品質，從而提高電池4的溫度調節實際功率P2，以在目標時間t內實現溫度調節。
總結而言，當溫度調節系統工作在冷卻模時，如果電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，即P1＞P2，那麼電池4需要調節的功率為P3（P3=P1-P2），具體可通過增加半導體熱交換器2的冷卻功率和增加幫浦的轉速，以使P1=P2。而如果P1≤P2，那麼保持半導體熱交換器2的冷卻功率不變，或者保持幫浦31的轉速不變，或者降低半導體熱交換器2的冷卻功率，或者降低幫浦31的轉速，以節省電能。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，電池的溫度仍然高於35℃，則再適當增加半導體熱交換器2的冷卻功率或增加幫浦31的轉速，以使電池儘快完成降溫。
根據本發明的一實施例，如第7圖所示，本發明還提出另一種基於半導體的車載電池溫度調節系統。其中，換熱風扇50與半導體熱交換器2的發熱端相對設置，電池熱管理模組3與該半導體熱交換器2的冷卻端相連。電池熱管理模組3還包括設置在換熱流路上的加熱器36。
具體地，加熱器36可以為PTC加熱器（Positive Temperature Coefficient，正的溫度係數，泛指正溫度係數很大的半導體材料或元裝置）加熱器，可以與控制器進行CAN（Controller Area Network，控制器區域網路）通訊，為車載電池的溫度調節系統提供加熱功率，受控制器控制，加熱器36可以設置在介質容器32與第一溫度感測器33之間任意位置。即加熱器36不直接與電池4接觸，具有較高的安全性、可靠性和實用性。
當溫度調節系統工作在冷卻模時，加熱器36不工作，半導體熱交換器2工作，以為電池提供冷卻功率。當溫度調節系統工作在加熱模式時，半導體熱交換器2不工作，加熱器36工作，以對換熱流路中的介質進行加熱，以為電池提供加熱功率。並且在對電池加熱或冷卻的過程中，控制器可以根據電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率對半導體熱交換器2或加熱器的功率進行調節，以使P1=P2。
根據本發明的一實施例，本發明還提出一種基於半導體的車載電池溫度調節系統，如第8a圖至第8b圖所示，半導體換熱模組還可以包括包括第一風扇51、第二風扇52和閥體，第一風扇51與半導體熱交換器2的發熱端相對設置，第二風扇52與半導體熱交換器2的冷卻端端相對設置，閥體選擇地連通電池熱管理模組3與半導體熱交換器的發熱端和半導體熱交換器的冷卻端中任意一者發熱端。
進一步地，如第8a圖所示，閥體可以包括與半導體熱交換器的發熱端連接的第一電子閥61及與半導體熱交換器的冷卻端連接的第二電子閥62，半導體熱交換器的發熱端與第一電子閥61連接所形成的第一換熱支路和半導體熱交換器的冷卻端與第二電子閥62連接所形成的第二換熱支路並聯設置後與電池熱管理模組3串聯連接；或者，如第8b圖所示，閥體可以包括三通閥63，三通閥63分別與半導體熱交換器的發熱端、半導體熱交換器的冷卻端及電池熱管理模組3連接以使得半導體熱交換器的發熱端所在的第一換熱支路和半導體熱交換器的冷卻端所在的第二換熱支路並聯設置後與電池熱管理模組3串聯連接。
具體地，如第8a圖所示，半導體換熱模組還包括與半導體熱交換器2的發熱端連接的第一電子閥61及與半導體熱交換器2的冷卻端連接的第二電子閥62，冷卻端與第二電子閥62連接所形成的第一換熱支路，發熱端與第一電子閥61連接形成的第二換熱支路。
溫度調節系統的工作模式不是通過控制半導體熱交換器2的供電電源正反接實現，而是通過控制第一至電子閥61、第二電子閥62的開閉。第8a圖所示方案中，有2條換熱流路，一條是：第一電子閥61—發熱端—幫浦31—第一溫度感測器33—電池4—第二溫度感測器34—流速感測器35—介容器32—第一電子閥61。另一條是：第二電子閥62—冷卻端—幫浦31—第一溫度感測器33—電池4—第二溫度感測器34—流速感測器35—介質容器32—第二電子閥62。
如第8a圖所示，當電池4需要加熱時，控制器可以控制第一電子閥61開啟、第二電子閥62關閉，半導體熱交換器2的發熱端為換熱流路中的介質提供加熱功率。同時控制第一風扇51關閉，第二風扇52開啟，介質會流經半導體熱交換器2的發熱端，半導體熱交換器2的發熱端對介質進行加熱，以為電池4提供加熱功率，同時第二風扇52將冷卻端的冷卻風吹向車廂或者車外。
如第8a圖所示，當電池4需要冷卻時，控制器可以控制第一電子閥61關閉、第二電子閥62開啟，並半導體熱交換器2的冷卻端為換熱流路中的介質提供冷卻功率。同時控制第一風扇51開啟，第二風扇52關閉，介質會流經半導體熱交換器2的冷卻端，半導體熱交換器2的冷卻端對介質進行冷卻，以為電池4提供冷卻功率，同時第一風扇51將發熱端的熱量向車廂或者車外。
如第8b圖所示，也可通過控制三通閥63的通道1和通道2的開閉對電池進行溫度調節。當電池需要冷卻時，可控制三通閥63的通道1開啟，通道2關閉，半導體熱交換器2的冷卻端為換熱流路中的介質提供冷卻功率。同時控制第一風扇51開啟，第二風扇52關閉，介質會流經半導體熱交換器2的冷卻端，半導體熱交換器2的冷卻端對介質進行冷卻，以為電池4提供冷卻功率，同時第一風扇51將發熱端的熱量向車廂或者車外。當電池需要加熱時，控制三通閥63的通道1關閉，通道2開啟，同時控制第一風扇51關閉，第二風扇52開啟，介質會流經半導體熱交換器2的發熱端，半導體熱交換器2的發熱端對介質進行加熱，以為電池4提供加熱功率，同時第二風扇52將冷卻端的冷卻風吹向車廂或者車外。
由此，通過控制各閥體的開閉，即可對電池進行溫度調節。而電池熱管理模組如何根據電池的溫度調節需求功率P1和電池的溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節，具體可參照上述實施例，此處不再贅述。
根據本發明實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統，通過獲取電池的溫度調節需求功率和電池的溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。由此，該系統可以在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
第9圖是根據本發明二個實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法的流程圖。其中，如第6a圖至第6b圖所示，基於半導體的車載電池溫度調節系統包括半導體換熱模組，半導體換熱模組包括半導體熱交換器，半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率；與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端中的其中一者導通以形成換熱流路的電池熱管理模組；控制器，與電池熱管理模組及半導體熱交換器相連。如第9圖所示，基於半導體的車載電池溫度調節方法包括以下步驟： S1’ ，獲取電池的溫度調節需求功率P1。
進一步地，根據本發明的一實施例，獲取電池的溫度調節需求功率P1具體包括：獲取電池的開啟溫度調節時的第一參數，並根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率。獲取電池在溫度調節時的第二參數，並根據第二參數產生電池的第二溫度調節需求功率。根據電池的第一溫度調節需求功率和電池的第二溫度調節需求功率產生電池的溫度調節需求功率P1。
更進一步地，根據本發明的一實施例，第一參數為電池開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從初始溫度達到該目標溫度的目標時間t，根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率具體包括：獲取初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差ΔT1 。根據第一溫度差ΔT1 和目標時間t產生第一溫度調節需求功率。
更進一步地，根據本發明的一實施例，通過以下公式（1）產生第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t （1）， 其中，ΔT1 為初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差，t為目標時間，C為電池的比熱容，M為電池的品質。
根據本發明的一實施例，第二參數為電池電池在預設時間內的平均電流I，通過以下公式（2）產生電池的第二溫度調節需求功率： I2 *R （2）， 其中，I為平均電流，R為電池的內阻。
其中，當對電池進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R；當對電池進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。
S2’ ，獲取電池的溫度調節實際功率P2。
根據本發明的一實施例，根據本發明的一實施例，如第1a圖至第1b圖所示，電池熱管理模組包括設置在換熱流路上的幫浦、第一溫度感測器、第二溫度感測器和流速感測器，幫浦、第一溫度感測器、第二溫度感測器和流速感測器與控制器連接；其中：幫浦用於使換熱流路中的介質流動；第一溫度感測器用於檢測流入車載電池的介質的入口溫度；第二溫度感測器用於檢測流出車載電池的介質的出口溫度；流速感測器用於檢測該換熱流路中的介質的流速。獲取電池的溫度調節實際功率P2具體包括：獲取用於調節電池溫度的流路的入口溫度和出口溫度，並獲取介質流入流路的流速v。根據電池的流路的入口溫度和出口溫度產生第二溫度差ΔT2 。根據電池的第二溫度差ΔT2 和流速v產生溫度調節實際功率P2。
進一步地，根據本發明的一實施例，進根據通過以下公式（3）產生溫度調節實際功率P2： ΔT2 *c*m （3）， 其中，ΔT2 為第二溫度差，c為流路中介質的比熱容，m為單位時間內流過流路的橫截面積的介質品質，其中，m=v*ρ*s，v為介質的流速，ρ為介質的密度，s為流路的橫截面積。
S3’ ，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節。
在本發明的一實施例中，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節包括：根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2在目標時間t內控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節，以達到目標溫度。
可以理解，電池指安裝在車輛上，為車輛提供動力輸出以及為車輛上的其它用電裝置提供電的儲能裝置，可進行反覆充電。
具體地，車輛通電後，判斷電池是否需要進行溫度調節，如果判斷需要，則分別獲取電池的初始溫度（即當前溫度）、目標溫度和從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，其中目標溫度和目標時間t可以根據實際情況進行預設，並根據公式（1）計算出第一溫度調節需求功率。同時，獲取電池在預設時間內的平均電流I，並根據公式（2）計算電池的第二溫度調節需求功率。然後，根據電池第一溫度調節需求功率和第二溫度調節需求功率，計算電池的溫度調節需求功率P1（即將電池的溫度調節至目標溫度的需求功率）。並且，獲取電池的入口溫度和出口溫度，並獲取流流速資訊，根據公式（3）計算出電池的溫度調節實際功率P2。最後，然後根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制導體換熱器對電池進行加熱/冷卻，以對電池進行溫度調節。由此，該控制方法可以根據每一電池的實際狀態精確控制每一的電池的加熱功率和冷卻功率，在電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
根據本發明的一實施例，下面將結合具體的實施例描述如何根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。
根據本發明的一實施例，在獲取電池的溫度調節需求功率步驟及/或獲取車載電池的溫度調節實際功率步驟之前還包括：檢測電池的溫度。電池的溫度大於第一溫度臨界值時，進入冷卻模式，並控制半導體熱交換器進行製冷。當電池的溫度小於第二溫度臨界值時，進入加熱模式，並控制半導體熱交換器進行工作。其中，第一溫度臨界值和第二溫度臨界值可以根據實際情況進行預設，且第一溫度臨界值大於第二溫度臨界值，例如，第一溫度臨界值可以為40℃，第二溫度臨界值可以為0℃。
具體地，可以通過控制半導體熱交換器的供電電源正接，對半導體熱交換器進行正向供電，以控制半導體熱交換器進行加熱；通過控制半導體熱交換器的供電電源反接，對半導體熱交換器進行反向供電，以控制半導體熱交換器進行製冷。
車輛通電後，即時檢測電池的溫度，並進行判斷。如果電池的溫度高於40℃，說明此時該電池的溫度過高，為避免高溫對電池的性能產生影響，需要對電池進行降溫處理，控制溫度調節系統進入冷卻模式，控制半導體熱交換器反向供電，半導體熱交換器開始工作，冷卻端為電池提供冷卻功率。而如果電池的溫度低於0℃，說明此時電池的溫度過低，為避免低溫對電池的性能產生影響，需要對電池進行升溫處理，控制溫度調節系統進入加熱模式，控制半導體熱交換器正向供電，半導體熱交換器開始工作，發熱端為電池提供加熱功率。
根據本發明的一實施例，如第7圖所示，電池熱管理模組與半導體熱交換器的冷卻端相連，當判斷進入冷卻模式時，控制半導體熱交換器工作。
如第6a圖至第6b圖所示，當判斷進入冷卻模式時，控制半導體熱交換器的供電方向以實現電池熱管理模組與半導體熱交換器的冷卻端相連。當為加熱模式時，控制半導體熱交換器的供電方向以實現電池熱管理模組與半導體熱交換器的發熱端相連。
具體地，當判斷進入冷卻模式時，如第6b圖所示，控制半導體熱交換器反向供電，半導體熱交換器工作，電池熱管理模組與半導體熱交換器的冷卻端相連，冷卻端可以對冷卻迴路中的介質進行冷卻，以為電池提供冷卻功率。當為加熱模式時，如第6a圖所示，控制半導體熱交換器正向供電，半導體熱交換器工作，電池熱管理模組與半導體熱交換器的發熱端相連，發熱端可以對冷卻迴路中的介質進行加熱，以為電池提供加熱功率。
如第7圖所示，電池熱管理模組與半導體熱交換器的冷卻端相連，電池熱管理模組還包括設置在換熱流路上的加熱器，該方法還包括：當為加熱模式時，控制該加熱器工作且半導體熱交換器不工作。
具體地，如第7圖所示，換熱風扇與半導體熱交換器的發熱端相對設置，電池熱管理模組與該半導體熱交換器的冷卻端相連。電池熱管理模組還包括設置在換熱流路上的加熱器。
加熱器可以為PTC加熱器，加熱器可以設置在介質容器與第一溫度感測器之間任意位置。即加熱器不直接與電池接觸，具有較高的安全性、可靠性和實用性。
當溫度調節系統工作在冷卻模時，加熱器不工作，半導體熱交換器工作，以為電池提供冷卻功率。當溫度調節系統工作在加熱模式時，半導體熱交換器不工作，加熱器工作，以對換熱流路中的介質進行加熱，以為電池提供加熱功率。並且在對電池加熱或冷卻的過程中，可以根據電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率對半導體熱交換器或加熱器的功率進行調節，以使P1=P2。
如第8a圖至第8b圖所示，半導體換熱模組還包括第一風扇、第二風扇和閥體，第一風扇與半導體熱交換器的發熱端相對設置，第二風扇與該半導體熱交換器的冷卻端相對設置，閥體選擇地連通電池熱管理模組與半導體熱交換器的發熱端和半導體熱交換器的冷卻端中任意一者，如第8a圖所示，閥體可以包括與半導體熱交換器的發熱端連接的第一電子閥及與半導體熱交換器的冷卻端連接的第二電子閥，半導體熱交換器的發熱端與第一電子閥連接所形成的第一換熱支路和半導體熱交換器的冷卻端與第二電子閥連接所形成的第二換熱支路並聯設置後與電池熱管理模組串聯連接，方法還包括：當判斷進入冷卻模式時，控制第二電子閥開啟，第一電子閥關閉，且控制半導體熱交換器工作；當判斷進入加熱模式時，控制第一電子閥開啟，第二電子閥關閉，且控制半導體熱交換器工作； 或者，如第8b圖所示，閥體可以包括三通閥，三通閥分別與半導體熱交換器的發熱端、半導體熱交換器的冷卻端及電池熱管理模組連接以使得半導體熱交換器的發熱端所在的第一換熱支路和半導體熱交換器的冷卻端所在的第二換熱支路並聯設置後與電池熱管理模組串聯連接，該方法還包括：當判斷進入冷卻模式時，控制三通閥實現半導體熱交換器的冷卻端與電池熱管理模組導通；當判斷進入加熱模式時，控制三通閥實現該半導體熱交換器的發熱端與該電池熱管理模組導通。
具體地，如第8a圖所示，當電池需要加熱時，可以控制第一電子閥開啟、第二電子閥關閉，半導體熱交換器2的發熱端為換熱流路中的介質提供加熱功率。同時控制第一風扇關閉，第二風扇開啟，介質會流經半導體熱交換器的發熱端，半導體熱交換器的發熱端對介質進行加熱，以為電池提供加熱功率，同時第二風扇將冷卻端的冷卻風吹向車廂或者車外。
如第8a圖所示，當電池需要冷卻時，可以控制第一電子閥關閉、第二電子閥開啟，並半導體熱交換器的冷卻端為換熱流路中的介質提供冷卻功率。同時控制第一風扇開啟，第二風扇關閉，介質會流經半導體熱交換器的冷卻端，半導體熱交換器的冷卻端對介質進行冷卻，以為電池提供冷卻功率，同時第一風扇將發熱端的熱量向車廂或者車外。
根據本發明的一實施例，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節具體包括：判斷溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2。如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率。其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，獲取溫度調節需求功率和溫度調節實際功率之間的功率差，並根據功率差減小/保持半導體熱交換器的功率；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
具體的，當工作在冷卻模式時，獲取電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池的溫度調節需求功率P1大於度調節實際功率P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池的降溫，所以，獲取電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率，以使電池的溫度在預設時間t內降低至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則可以根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差減小半導體熱交換器的冷卻功率和以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷卻功率不變。當電池的溫度低於35℃時，則電池4冷卻完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器停止進行製冷。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，電池的溫度仍然高於35℃，則再適當增加半導體熱交換器的冷卻功率，以使電池儘快完成降溫。
當工作在加熱模式時，獲取電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果電池的P1大於P2，說明如果按照當前的功率無法在目標時間內完成電池的升溫，獲取電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的加熱功率。其中，P1與P2的功率差越大，半導體熱交換器的加熱功率增加越多，以使電池的溫度在預設時間t內升高至目標溫。而如果P1小於或等於P2，則可以減小半導體熱交換器的加熱功率以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷加熱功率不變。當電池的溫度達到10℃時，則電池加熱完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器停止進行加熱。如果溫度調節系統進入加熱模式較長時間後，例如2小時後，電池的溫度仍然低於10℃，則再適當增加半導體熱交換器的加熱功率，以使電池儘快完成升溫。
根據本發明的一實施，如第6a圖至第6b圖所示，電池熱管理模組還包括設置在換熱流路上的幫浦。根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對車載電池的溫度進行調節具體包括：如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率和增加幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率和減小/保持幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
具體地，當溫度調節系統進入加熱模式或者冷卻模式時，如果電池的P1小於或者等於P2，可以根據節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間控制功率差減小半導體熱交換器的功率，或者控制幫浦的轉速降低，以節省電能，或者保持幫浦的轉速不變。而如果電池的P1大於P2，控制器除可以根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2的差值控制半導體熱交換器的功率增加外，還可以控制幫浦的轉速提高，可以增加單位時間內流經換熱流路橫截面積的介質品質，從而提高該電池的溫度調節實際功率P2，以在目標時間t內實現溫度調節。
根據本發明的一實施例，如第6a圖至第6b圖所示，半導體換熱模組還包括換熱風扇，換熱風扇與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的其中一者相對設置，電池熱管理模組包括設置在換熱流路上的幫浦；根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷溫度調節需求功率P1是否大於該溫度調節實際功率P2；如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率、增加幫浦的轉速和增加換熱風扇的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率、減小/保持幫浦的轉速和減小/保持換熱風扇的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
根據本發明的一實施例，如第8圖所示，還可以包括第一風扇和第二風扇，第一風扇與半導體熱交換器的冷卻端相對設置，第二風扇與半導體熱交換器的發熱端相對設置，可選擇地連通電池熱管理模組與半導體熱交換器的發熱端和半導體熱交換器的冷卻端中任意一者的閥體；根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2；如果溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率、增加幫浦的轉速及/或增加與半導體熱交換器的風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率、減小/保持幫浦的轉速及/或減小/保持與半導體熱交換器的風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，減小/|保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
根據本發明實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法，首先獲取電池的溫度調節需求功率，再獲取電池的溫度調節實際功率，最後根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。由此，該方法可以精確控制電池的溫度調節時間，且電池的溫度調節實際功率即時可變，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
本發明還提出了一種非臨時性電腦可讀儲存介質，其上儲存有電腦程式，其特徵在於，該程式被處理器執行時實現上述的基於半導體的車載電池溫度調節方法。
本發明實施例的非臨時性電腦可讀儲存介質，首先獲取電池的溫度調節需求功率，再獲取電池的溫度調節實際功率，最後根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節，從而可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
當車輛包括複數電池，且複數電池無關聯時，本發明還提出一種車載電池的溫度調節系統。
第10圖是根據本發明第七個實施例的車載電池的溫度調節系統的示意圖。如第10圖所示，該系統包括：電池熱管理模組3、半導體換熱模組6和控制器（圖中未具體示出）。第10圖是以電池為兩個（第一電池41和第二電池42）、電池熱管理模組3為兩個為例。
其中，半導體換熱模組6包括半導體熱交換器2，半導體熱交換器2具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率。複數電池熱管理模組之間可選擇的導通以形成第一換熱流路，或者複數電池熱管理模組可選擇的與半導體換熱模組6中的冷卻端或發熱端進行熱交換以形成第二換熱流路。控制器用於分別獲取每一電池的溫度調節需求功率P1和電池的溫度調節實際功率P2，並根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節。
也就是說，控制器分別獲取每一電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，然後分別根據每一電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對通過半導體熱交換器提供的加熱功率/冷卻功率對每一電池進行溫度調節，從而可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
進一步地，根據本發明的一實施例，如第10圖所示，電池熱管理模組包括第一電池熱管理模組31和第二電池熱管理模組32，半導體換熱模組5還包括第一至第四三通閥601-604，其中，第一電池熱管理模組31的第一端通過第一三通閥601分別與冷卻端的第一端和發熱端的第一端相連，第一電池熱管理模組31的第二端通過第二三通閥602分別與冷卻端的第二端和發熱端的第二端相連；第二電池熱管理模組32的第一端通過第三三通閥603分別與冷卻端的第一端和發熱端的第一端相連，第二電池熱管理模組32的第二端通過第四三通閥604分別與冷卻端的第二端和發熱端的第二端相連。
半導體換熱模組6還包括與冷卻端相連的第一風扇51，和與發熱端相連的第二風扇52。控制器還用於選擇地連通電池熱管理模組3與半導體熱交換器的發熱端和半導體熱交換器的冷卻端中任意一者的閥體。
具體地，如第10圖所示，以電池為兩個（第一電池41和第二電池42）、每一電池對應一電池熱管理模組。
當某個電池的溫度較低需要加熱時，例如第一電池41需要進行加熱時，控制器獲取第一電池41的溫度調節需求功率P1，控制半導體熱交換器2進行加熱，半導體熱交換器2的發熱端對溫度調節系統中的冷卻液進行加熱，同時控制第一電池41對應的第一三通閥601、第二三通閥602的通道1開啟、通道2關閉，使得半導體熱交換器2的發熱端接入對應電池的液冷迴路中。同時，控制第一風扇51開啟，第二風扇52關閉，以通過第一風扇51將冷卻端的製冷量吹向車廂或者車外。
同理，當第一電池41需要冷卻時，控制器獲取第一電池41的溫度調節需求功率P1，控制半導體熱交換器2進行製冷，半導體熱交換器2的冷卻端對溫度調節系統中的冷卻液進行冷卻，同時控制第一電池41對應的第一三通閥601、第二三通閥602的通道1關閉、通道2開啟，使得半導體熱交換器2的冷卻端接入對應電池的液冷迴路中。同時，控制第一風扇51關閉，第二風扇52開啟，以通過第二風扇52將半導體發熱端的發熱量吹向車廂或者車外。
而如果第二電池42需要加熱/冷卻，原理與第一電池41相同，具體可參照上述描述，此處不再贅述。由此，通過對第一至第四三通閥通道1和通道2的開閉進行控制，可以完成對每一電池的冷卻/加熱，實現電池的溫度調節，並且，半導體熱交換器的一端通過流路直接與電池熱管理模組相連，半導體熱交換器可以將冷卻/加熱功率直接傳遞給冷卻液，無需換熱器進行換熱，大大提高了冷卻/加熱功率的傳遞效率。
而如果第一電池41和第二電池42都需要進行冷卻時，根據每一電池的溫度調節需求功率P1控制半導體熱交換器2進行製冷，半導體熱交換器2的冷卻端對溫度調節系統中的冷卻液進行冷卻，同時，控制器分別控制第一電池41對應的第一三通閥601、第二三通閥602的通道1關閉、通道2開啟，並控制第二電池42對應的第三三通閥603、第四三通閥604的通道1關閉、通道2開啟，以使半導體熱交換器2的冷卻端接入對應電池的換熱流路中。
如果第一電池41和第二電池42都需要進行加熱，控制器分別控制第一電池41對應的第一三通閥601、第二三通閥602的通道1開啟、通道2關閉，並控制第二電池42對應的第三三通閥603、第四三通閥604的通道1開啟、通道2關閉，以使半導體熱交換器2的發熱端接入對應電池的液冷迴路中，對冷卻液進行加熱。
根據本發明的一實施例，如第10圖所示，電池熱管理模組3可以包括：調節電池溫度的流路（圖中未具體示出），流路設置在電池之中。連接在流路和半導體熱交換器2之間的幫浦31、介質容器32以及控制器（圖中未具體示出）。其中，控制器獲取電池的溫度調節需求功率P1和電池的溫度調節實際功率P2，並分別根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器2對電池4的溫度進行調節。可以理解，流路的入口和出口位置不是絕對的，而是根據幫浦31的轉向確定的。
進一步地，如第10圖所示，電池熱管理模組3還可以包括設置在流路的入口的第一溫度感測器33，設置在流路的出口的第二溫度感測器34，以及流速感測器35。
具體地，介質從流路的入口流入電池的內部，從流路的出口流出，從而實現電池與介質之間的熱交換。幫浦31主要用於提供動力，介質容器32主要用於儲存介質和接受向溫度調節系統添加的介質，當溫度調節系統中的介質減少時，介質容器32中的介質可自動補充。第一溫度感測器33用以檢測流路入口介質的溫度，第二溫度感測器34用以檢測流路出口介質的溫度。流速感測器35用以檢測溫度調節系統中管道內介質的流速資訊。
控制器可以與第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35電連接，與幫浦31和半導體熱交換器2進行CAN通訊，根據介質的比熱容、介質的密度，獲取溫度調節實際功率P2、並控制幫浦31的轉速和監控介質溫度和介質流速。並且，控制器還可以對電池進行管理，檢測電池的電壓、電流和溫度資訊，並根據電池的目標溫度、目標時間t以及電池的比熱容C、電池的品質M、電池的內阻R，獲取溫度調節需求功率P1。控制器還可以根據電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池4的加熱功率/冷卻功率。
具體地，冷卻液從流路的入口流入電池的內部，從流路的出口流出，從而實現電池與冷卻液之間的熱交換。幫浦31主要用於提供動力，介質容器32主要用於儲存冷卻液和接受向溫度調節系統添加的冷卻液，當溫度調節系統中的冷卻液減少時，介質容器32中的冷卻液可自動補充。第一溫度感測器33用以檢測流路入口冷卻液的溫度，第二溫度感測器34用以檢測流路出口冷卻液的溫度。流速感測器35用以檢測溫度調節系統中管道內冷卻液的流速資訊。
控制器可以與第一溫度感測器33、第二溫度感測器34和流速感測器35電連接，與幫浦31和半導體熱交換器2進行CAN通訊，根據介質的比熱容、介質的密度，獲取溫度調節實際功率P2、並控制幫浦31的轉速和監控冷卻液溫度和冷卻液流速。並且，控制器還可以對電池進行管理，檢測電池的電壓、電流和溫度資訊，並根據電池的目標溫度、目標時間t以及電池的比熱容C、電池的品質M、電池的內阻R，獲取溫度調節需求功率P1。控制器還可以根據電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池4的加熱功率/冷卻功率。
下面結合具體實施例描述控制器如何獲取電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2。
根據本發明的一實施例，控制器可以用於分別獲取電池開啟溫度調節時的第一參數，並根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率，以及獲取電池在溫度調節時的第二參數，並根據第二參數產生電池的第二溫度調節需求功率，並根據電池的第一溫度調節需求功率和電池的第二溫度調節需求功率產生電池的溫度調節需求功率P1。
進一步地，根據本發明的一實施例，第一參數為電池開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，控制器獲取初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差ΔT1 ，並根據第一溫度差ΔT1 和目標時間t產生第一溫度調節需求功率。
更進一步地，控制器通過以下公式（1）產生第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t （1）， 其中，ΔT1 為初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差，t為目標時間，C為電池的比熱容，M為電池的品質。
第二參數為電池4在預設時間內的平均電流I，控制器通過以下公式（2）產生第二溫度調節需求功率： I2 *R （2）， 其中，I為平均電流，R為電池的內阻。
具體地，可通過電流霍爾感測器檢測電池的充放電電流參數，控制器可以根據一段時間內電池的電流參數，估算電池的平均電流。
當對電池進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R；當對電池進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。
根據本發明的一實施例，控制器分別根據第一溫度感測器33檢測的入口溫度和第二溫度感測器34檢測的出口溫度產生第二溫度差ΔT2 ，並根據每一電池的第二溫度差ΔT2 和流速感測器35檢測的流速v產生電池的溫度調節實際功率P2。
進一步地，根據本發明的一實施例，根據通過以下公式（3）產生溫度調節實際功率P2： ΔT2 *c*m （3）， 其中，ΔT2 為第二溫度差，c為流路中冷卻液的比熱容，m為單位時間內流過流路的橫截面積的冷卻液品質，其中，m=v*ρ*s，v為冷卻液的流速，ρ為冷卻液的密度，s為流路的橫截面積。
具體地，車輛通電後，控制器判斷電池是否需要進行溫度調節，如果判斷車輛需要溫度調節，如果某個電池的溫度過高或過低，則通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送開啟溫度調節功能的資訊，並發送低轉速資訊給幫浦31，幫浦31以默認轉速（如低轉速）開始工作。然後，控制器獲取電池的初始溫度（即當前溫度）、目標溫度和從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，其中目標溫度和目標時間t可以根據實際情況進行預設，並根據公式（1）計算出相應電池的第一溫度調節需求功率。同時，控制器獲分別取電池4在預設時間內的平均電流I，並根據公式（2）計算相應電池的第二溫度調節需求功率。然後，控制器根據相應電池的第一溫度調節需求功率和第二溫度調節需求功率計算溫度調節需求功率P1（即將電池4的溫度在目標時間內調節至目標溫度的需求功率），其中，當對電池進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R，當對電池進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。並且，控制器分別獲取第一溫度感測器33和第二溫度感測器34檢測溫度資訊，並獲取流速感測器35檢測的流速資訊，根據公式（3）計算出電池的溫度調節實際功率P2。最後，控制器根據電池的P1、P2通過控制半導體熱交換器2，可以精確控制電池的加熱功率/製冷功率。
下面將結合具體地實施例說明如何根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器2對電池的溫度進行調節。
根據本發明的一實施例，控制器還用於檢測電池的溫度，並在任一電池的溫度大於第一溫度臨界值時，控制溫度調節系統進入冷卻模式，並控制半導體熱交換器2進行製冷，以及在任一電池的溫度小於第二溫度臨界值時，控制溫度調節系統進入加熱模式，並控制半導體熱交換器進行加熱。其中，第一溫度臨界值和第二溫度臨界值可以根據實際情況進行預設，且第一溫度臨界值大於第二溫度臨界值，例如，第一溫度臨界值可以為40℃，第二溫度臨界值可以為0℃。
具體地，車輛通電後，控制器分別即時檢測每一電池的溫度，並進行判斷。如果其中某個電池的溫度高於40℃，說明此時該電池的溫度過高，為避免高溫對該電池的性能產生影響，需要對該電池進行降溫處理，控制器控制溫度調節系統進入冷卻模式，並發送電池冷卻功能啟動資訊給半導體熱交換器2，半導體熱交換器2開始製冷，同時控制該電池對應的第一三通閥601、第二三通閥602的通道1關閉、通道2開啟，使得半導體熱交換器2的冷卻端接入對應電池的液冷迴路中。同時，控制第一風扇51關閉，第二風扇52開啟，以通過第二風扇52將半導體發熱端的發熱量吹向車廂或者車外。
而如果某個電池的溫度低於0℃，說明此時該電池的溫度過低，為避免低溫對該電池的性能產生影響，需要對該電池進行升溫處理，控制器控制溫度調節系統進入加熱模式，並發送電池加熱功能啟動資訊給半導體熱交換器2，半導體熱交換器2的發熱端對溫度調節系統中的冷卻液進行加熱，同時控制第電池對應的第一三通閥601、第二三通閥602的通道1開啟、通道2關閉，使得半導體熱交換器2的發熱端接入對應電池的液冷迴路中。同時，控制第一風扇51開啟，第二風扇52關閉，以通過第一風扇51將冷卻端的製冷量吹向車廂或者車外。
在對電池進行加熱/冷卻的過程中，還需要對用於加熱/冷卻電池的功率進行調節，以使電池可以在目標時間內升高至目標溫度。
根據本發明的一實施例，當為冷卻模式時，控制器在某個電池的溫度調節需求功率P1大於電池對應的溫度調節實際功率P2時，獲取該電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加用於冷卻該電池的功率，以及在某個電池的溫度調節需求功率小於或等於電池對應的溫度調節實際功率時，減小用於冷卻該電池的功率，或者保持冷卻該電池的功率不變。
具體的，當工作在冷卻模式時，獲取每一電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果其中某一電池的P1大於P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池的降溫，所以，獲取該電池的溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率，以使P1=P2。而如果P1小於或等於P2，則可以減小半導體熱交換器的冷卻功率和以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷卻功率不變。當所有電池的溫度低於35℃時，則電池冷卻完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器2停止進行製冷，同時控制三通閥關閉。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，仍有電池的溫度高於35℃，則再適當增加半導體熱交換器2的冷卻功率，以使電池儘快完成降溫。
根據本發明的一實施例，如第5圖所示，當為加熱模式時，控制器在某個電池的溫度調節需求功率P1大於電池對應的溫度調節實際功率P2時，獲取該電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加用於加熱該電池的功率，以及在某個電池的溫度調節需求功率P1小於或等於電池對應的溫度調節實際功率P2時，減小用於加熱該電池的功率，或者保持用於加熱該電池的功率不變。
具體地，當工作在加熱模式時，獲取每一電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池的升溫，獲取該電池的溫度調節需求功率溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的加熱功率，以使P1=P2。而如果溫度調節需求功率P1小於或等於P2，則可以減小半導體熱交換器的加熱功率以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷加熱功率不變。當電池的溫度達到10℃時，則電池加熱完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制停止進行加熱，同時控制三通閥關閉。如果溫度調節系統進入加熱模式較長時間後，例如2小時後，電池的溫度仍然低於10℃，則再適當增加半導體熱交換器的加熱功率，以使電池儘快完成升溫。
進一步地，根據本發明的一實施例，控制器還用於在某個電池的溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2時，降低對應的幫浦31的轉速或者保持幫浦31的轉速不變，並在溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2時，提高對應幫浦的轉速。
具體地，當溫度調節系統進入加熱模式或者冷卻模式時，控制幫浦31以默認低轉速運行。在進行溫度調節的過程中，如果某個電池的P1小於或等於P2，控制器可以控制相應的幫浦31的轉速降低，以節省電能，或者保持幫浦31的轉速不變。而如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，控制器除控制半導體熱交換器2的功率增加，還可以控制相應幫浦31的轉速提高，以增加單位時間內流經冷卻流路橫截面積的冷卻液品質，從而提高該電池的溫度調節實際功率P2，以在目標時間內實現溫度調節。
在對電池進行溫度調節時，還可以通過調節第一三通閥和第二三通閥的開度對流入每一電池冷卻分支迴路的冷卻/加熱功率進行調節，具體如下： 如第9圖所示，電池可以包括第一電池41和第二電池，Pz=P11+P12，P11為第一電池的溫度調節需求功率，P12為第二電池溫度調節的需求功率，Pz為第一電池和第二電池的溫度調節需求功率之和（總溫度調節需求功率Pz）。Pf=P21+P22，P21為電池的溫度調節實際功率，P22為電池的溫度調節實際功率，Pf為第一電池和第二電池的溫度調節實際功率之和。
在對電池冷卻的過程中，需對電池的冷卻功率進行調節，具體如下： 當Pz＞Pf時，需要調節的功率為Pc（Pc=Pz-Pf）。半導體熱交換器2需要增大的冷卻功率為Pc，增大三通閥的開度，並提高幫浦31的轉速。同時進行如下處理： 如果P11≥P21，且P11-P21=Pc1，則控制第一電池41所在迴路的三通閥開度增大，使得第一電池41的冷卻功率增加Pc1。如果P12≥P22，且P12-P22=Pc2，則控制第二電池42所在迴路的三通閥開度增大，使得第二電池42的冷卻功率增加Pc2。如果P11＜P12，且P21-P11=Pc1，則保持第一電池41的冷卻功率不變，或者控制第一電池41所在迴路的三通閥的開度減少，使得第一電池41的冷卻功率減少。如果P12＜P22，且P22-P12=Pc2，則保持第二電42的冷卻功率不變，或者控制第二電池42所在迴路的三通閥的開度減少，使得第二電池42的冷卻功率減少。
在對電池加熱的過程中，需對電池的加熱功率進行調節，具體調節方式可參照上述對電池冷卻功率的調節，此處不再贅述。
除需要對電池的加熱/冷卻功率進行調節，還需對電池之間的溫度進行均衡，即溫度調節系統還可以工作在電池溫度均衡模式。根據本發明的一實施實例，控制器還用於獲取複數電池之間的溫度差，並在判斷溫度差大於第三溫度臨界值時，將複數電池中的一部分與半導體換熱模組的發熱端相連，且將複數電池中的另一部分與半導體換熱模組的冷卻端相連，以使複數電池進行溫度均衡，直至複數電池之間的溫度差小於第四溫度臨界值。其中，第三溫度臨界值大於第四溫度臨界值，第三溫度臨界值可以為8℃，第四溫度臨界值可以為3℃。
具體地，當複數電池之間存在較大溫差，例如8℃，那麼溫度調節系統進入在電池溫度均衡模式。通過控制第一至第四三通閥601-604中通道1和通道2的導通/關閉，使半導體熱交換器2的冷卻端接入溫度較高的電池的溫度調節迴路，發熱端接入到電池溫度較低的電池的溫度調節迴路中，以對溫度較高的電池進行冷卻，對溫度較低的電池進行加熱，使得溫度較高的電池與溫度較低電池之間進行熱量交換，半導體換熱模組提高了電池之間的換熱速率。例如：如第10圖所示，第一電池41的溫度較低，第二電池42的溫度較高，且溫度差異超過8℃，則控制第一電池41對應的第一三通閥601和第二三通閥602的通道1開啟，通道2關閉，並將第二電池42對應的第三三通閥603和第四三通閥604的通道2開啟，通道1關閉，以對第一電池41進行加熱、第二電池42進行冷卻，實現第一電池41和第二電池42的溫度均衡。而如果第一電池41的溫度較高，第二電池42的溫度較低，且溫度差異超過8℃，則控制第一電池41對應的第一三通閥601和第二三通閥602的通道1關閉，通道2開啟，並將第二電池42對應的第三三通閥603和第四三通閥604的通道2關閉，通道1開啟，以對第一電池41進行冷卻、第二電池42進行加熱，實現第一電池41和第二電池42的溫度均衡。溫度均衡工作模式下第一風扇51和第二風扇52不工作。當複數電池之間的溫度差小於3℃時，電池均衡完成，溫度調節系統退出溫度均衡工作模式。
除了上述的溫度均衡方式，還可以僅調節各三通閥的開閉，不用啟動半導體熱交換器，即兩電池組進行熱交換，以實現無源均衡，不消耗電能即可達到溫度均衡的目的。
具體而言，如第10圖所示，第一電池熱管理模組31的第一端和第二電池熱管理模組32的第一端通過第一三通閥601和第三三通閥603可選擇導通，第一電池熱管理模組31的第一端和第二電池熱管理模組32的第二端通過第二三通閥602和第四三通閥604可選擇導通。
例如，如果第一電池41的溫度較低，第二電池42的溫度較高，且溫度差異超過8℃，則控制第一至第四三通閥601-604的通道1關閉，通道2開啟，且啟動半導體熱交換器不工作，以使第一電池冷卻迴路中的冷卻液與第二電池中的冷卻液混合後，再分別流入每一電池，以實現無源均衡。同理，也可控制第一至第四三通閥601-604的通道2關閉，通道1開啟，具體不在贅述。
根據本發明的一實施例，控制器還用於獲取複數電池之間的溫度差，如果溫度差大於第四溫度臨界值，則在製冷模式下，將溫度高的電池對應的三通閥的開度增加，並將溫度低的電池對應的三通閥的開度減小；以及在加熱模式下，將溫度低的電池對應的三通閥的開度增加，並將溫度高的電池對應的第三通閥的開度減小。
舉例而言，如果第一電池41的溫度比第二電池42的溫度高3℃以上，優先對第一電池進行冷卻，可增大第一電池41對應的第一三通閥601和第二三通閥602的開度增加，並減小第二電池42對應的第三三通閥和第四三通閥的開度，以增加第一電池41的冷卻功率。
總結而言，當車輛通電後，電池熱管理模組3開始工作，控制器判斷動力電池平均溫度是否超過40℃，或者是低於0℃，或者電池之間的溫度差異超過8℃。
如果某個電池的平均溫度高於40℃，則冷卻功能啟動，控制器發送電池冷卻功能啟動資訊給半導體換器2。同時，控制器採集每一電池的溫度和電流參數，並根據一段時間之內的平均電流估算電池的發熱參數，根據電池組當前平均溫度與電池目標溫度之間的差值，電池的平均電流以及冷卻需要的目標時間，估算每一電池的溫度調節需求功率P1，並根據P1對半導體熱交換器2進行控制。同時控制器根據電池的溫度控制需要進行溫度調節的電池的三通閥相應通道的開閉。如果所有的電池的溫度低於35℃，則電池冷卻完成，控制器半導體熱交換器停止進行製冷。如果冷卻功能開啟1個小時之後，仍然有電池的溫度高於35℃，則增大相應電池的冷卻功率。
如果某個電池溫度低於0℃，則加熱功能啟動，發送電池加熱功能啟動資訊給半導體熱交換器2。控制器採集每一電池溫度和電流參數，並根據一段時間之內的平均電流估算電池的發熱參數，根據電池組當前平均溫度與電池目標溫度之間的差值，以及電池的平均電流估算每一電池的溫度調節需求功率P1，並根據P1對半導體熱交換器2進行控制。如果第一電池41的溫度比第二電池42的溫度低3℃以上，則增加用於加熱第一電池41的加熱功率。如果檢測到第二電池42的溫度比第一電池41的溫度低3℃以上，則增加用於增加加熱第二電池42的加熱功率。
如果所有電池的溫度高於10℃時，電池加熱完成，控制半導體熱交換器2停止進行加熱工作。如果加熱功能開啟2個小時之後，仍然有電池的溫度低於10℃，則增大該電池的加熱功率需求。
如果電池的溫度在0℃到40℃之間，且第一電池41和第二電池42的溫度相差超過8℃，則控制器發送電池溫度均衡功能啟動資訊。在電池溫度均衡功能啟動過程中，如果電池平均溫度高於40℃，則退出電池溫度均衡環功能，電池冷卻功能啟動；如果電池平均溫度低於0℃，則退出電池溫度均衡功能，電池加熱功能啟動；如果第一電池41和第二電池42的平均溫度相差小於3℃，則發送電池溫度均衡功能完成資訊。
根據本發明實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統，通過控制器獲取電池的溫度調節需求功率和溫度調節實際功率，並根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。由此，可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
第11圖是根據本發明三個實施例的車載電池的溫度調節方法的流程圖。其中，如第10圖所示，車載電池的溫度調節系統包括：半導體換熱模組，具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率；複數電池熱管理模組，複數電池熱管理模組之間可選擇的導通以形成第一換熱流路，或者複數電池熱管理模組可選擇的與半導體換熱模組中的冷卻端或發熱端進行熱交換以形成第二換熱流路；控制器，與半導體換熱模組及複數電池熱管理模組連接發熱端。如第11圖所示，車載電池的溫度調節方法包括一下步驟： S1’ ’ ，分別獲取電池的溫度調節需求功率P1。
進一步地，根據本發明的一實施例，獲取電池的溫度調節需求功率P1具體包括：獲取電池的開啟溫度調節時的第一參數，並根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率。獲取電池在溫度調節時的第二參數，並根據第二參數產生電池的第二溫度調節需求功率。根據電池的第一溫度調節需求功率和電池的第二溫度調節需求功率產生電池的溫度調節需求功率P1。
更進一步地，根據本發明的一實施例，第一參數為電池開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從初始溫度達到該目標溫度的目標時間t，根據第一參數產生電池的第一溫度調節需求功率具體包括：獲取初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差ΔT1 。根據第一溫度差ΔT1 和目標時間t產生第一溫度調節需求功率。
更進一步地，根據本發明的一實施例，通過以下公式（1）產生第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t （1）， 其中，ΔT1 為初始溫度和目標溫度之間的第一溫度差，t為目標時間，C為電池的比熱容，M為電池的品質。
根據本發明的一實施例，第二參數為電池電池在預設時間內的平均電流I，通過以下公式（2）產生電池的第二溫度調節需求功率： I2 *R （2）， 其中，I為平均電流，R為電池的內阻。
其中，當對電池進行冷卻時，P1=ΔT1 *C*M/t+I2 *R；當對電池進行加熱時，P1=ΔT1 *C*M/t-I2 *R。
S2’ ’ ，分別獲取電池的溫度調節實際功率P2。
根據本發明的一實施例，獲取電池的溫度調節實際功率P2具體包括：獲取用於調節電池溫度的流路的入口溫度和出口溫度，並獲取冷卻液流入流路的流速v。根據電池的流路的入口溫度和出口溫度產生第二溫度差ΔT2 。根據電池的第二溫度差ΔT2 和流速v產生溫度調節實際功率P2。
進一步地，根據本發明的一實施例，進根據通過以下公式（3）產生溫度調節實際功率P2： ΔT2 *c*m （3）， 其中，ΔT2 為第二溫度差，c為流路中冷卻液的比熱容，m為單位時間內流過流路的橫截面積的冷卻液品質，其中，m=v*ρ*s，v為冷卻液的流速，ρ為冷卻液的密度，s為流路的橫截面積。
S3’ ’ ，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節。
在本發明的一實施例中，根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對電池的溫度進行調節包括：根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2在目標時間t內對電池的溫度進行調節，以達到目標溫度。
可以理解，電池指安裝在車輛上，為車輛提供動力輸出以及為車輛上的其它用電裝置提供電的儲能裝置，可進行反覆充電。
具體地，車輛通電後，判斷電池是否需要進行溫度調節，如果判斷需要，則分別獲取每一電池的初始溫度（即當前溫度）、目標溫度和從初始溫度達到目標溫度的目標時間t，其中目標溫度和目標時間t可以根據實際情況進行預設，並根據公式（1）計算出第一溫度調節需求功率。同時，分別獲取每一電池在預設時間內的平均電流I，並根據公式（2）計算電池的第二溫度調節需求功率。然後，分別根據每一電池第一溫度調節需求功率和第二溫度調節需求功率，計算每一電池的溫度調節需求功率P1（即將電池的溫度調節至目標溫度的需求功率）。並且，分別 獲取電池的入口溫度和出口溫度，並獲取流速資訊，根據公式（3）計算出每一電池的溫度調節實際功率P2。最後，然後根據溫度調節需求功率P1和電池溫度調節實際功率P2通過控制導體換熱器對電池進行加熱/冷卻，以對電池進行溫度調節。由此，該控制方法可以根據每一電池的實際狀態精確控制每一的電池的加熱功率和冷卻功率，在電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
根據本發明的一實施例，下面將結合具體的實施例描述如何根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節。
根據本發明的一實施例，在獲取電池的溫度調節需求功率步驟及/或獲取車載電池的溫度調節實際功率步驟之前還包括：檢測車載電池的溫度；當任一電池的溫度大於第一溫度臨界值時，進入冷卻模式；當任一電池的溫度小於第二溫度臨界值時，進入加熱模式。
進一步地，電池為複數，如第10圖所示，電池熱管理模組包括第一電池熱管理模組和第二電池熱管理模組，半導體換熱模組還包括第一至第四三通閥，其中，第一電池熱管理模組的第一端通過第一三通閥分別與冷卻端的第一端和發熱端的第一端相連，第一電池熱管理模組的第二端通過第二三通閥分別與冷卻端的第二端和發熱端的第二端相連；第二電池熱管理模組的第一端通過第三三通閥分別與冷卻端的第一端和發熱端的第一端相連，第二電池熱管理模組的第二端通過第四三通閥分別與冷卻端的第二端和發熱端的第二端相連，上述的方法可以包括：且第一電池熱管理模組的第二換熱流路所對應的第一電池的溫度大於第一溫度臨界值時，控制第一三通閥實現該半導體熱交換器的冷卻端的第一端與電池熱管理模組的第一端導通，以及第二三通閥實現半導體熱交換器的冷卻端的第二端與該電池熱管理模組的第二端導通。當為冷卻模式且第二電池熱管理模組的第二換熱流路所對應的第二電池的溫度大於第一溫度臨界值時，控制第三三通閥實現半導體熱交換器的冷卻端的第一端與電池熱管理模組的第一端導通，以及第四三通閥實現半導體熱交換器的冷卻端的第二端與電池熱管理模組的第二端導通；當為加熱模式且第一電池熱管理模組的第二換熱流路所對應的第一電池的溫度小於第二溫度臨界值時，控制第一三通閥實現半導體熱交換器的發熱端的第一端與電池熱管理模組的第一端導通，以及第二三通閥實現半導體熱交換器的發熱端的第二端與電池熱管理模組的第二端導通；當為加熱模式且第二電池熱管理模組的第二換熱流路所對應的第二電池的溫度小於第二溫度臨界值時，控制第三三通閥實現半導體熱交換器的發熱端的第一端與電池熱管理模組的第一端導通，以及第四三通閥實現半導體熱交換器的發熱端的第二端與電池熱管理模組的第二端導通。半導體換熱模組還包括與冷卻端相連的第一風扇，和與發熱端相連的第二風扇。
具體地，如第10圖所示，以電池為兩個（第一電池和第二電池）、每一電池對應一電池熱管理模組。車輛通電後，分別即時檢測每一電池的溫度，並進行判斷。當某個電池的溫度較低需要加熱時，例如第一電池需要進行加熱時，獲取第一電池的溫度調節需求功率，控制半導體熱交換器進行加熱，半導體熱交換器的發熱端對溫度調節系統中的冷卻液進行加熱，同時控制第一電池對應的第一三通閥、第二三通閥的通道1開啟、通道2關閉，使得半導體熱交換器的發熱端接入對應電池的液冷迴路中。同時，控制第一風扇開啟，第二風扇關閉，以通過第一風扇將冷卻端的製冷量吹向車廂或者車外。
同理，當第一電池需要冷卻時，控制器獲取第一電池的溫度調節需求功率P1，控制半導體熱交換器進行製冷，半導體熱交換器的冷卻端對溫度調節系統中的冷卻液進行冷卻，同時控制第一電池對應的第一三通閥、第二三通閥的通道1關閉、通道2開啟，使得半導體熱交換器的冷卻端接入對應電池的液冷迴路中。同時，控制第一風扇關閉，第二風扇開啟，以通過第二風扇將半導體發熱端的發熱量吹向車廂或者車外。
而如果第二電池需要加熱/冷卻，原理與第一電池相同，具體可參照上述描述，此處不再贅述。由此，通過對第一至第四三通閥通道1和通道2的開閉進行控制，可以完成對每一電池的冷卻/加熱，實現電池的溫度調節，並且，半導體熱交換器的一端通過流路直接與電池熱管理模組相連，半導體熱交換器可以將冷卻/加熱功率直接傳遞給冷卻液，無需換熱器進行換熱，大大提高了冷卻/加熱功率的傳遞效率。
而如果第一電池和第二電池都需要進行冷卻時，根據每一電池的溫度調節需求功率P1控制半導體熱交換器進行製冷，半導體熱交換器的冷卻端對溫度調節系統中的冷卻液進行冷卻，同時，分別控制第一電池對應的第一三通閥、第二三通閥的通道1關閉、通道2開啟，並控制第二電池對應的第三三通閥、第四三通閥的通道1關閉、通道2開啟，以使半導體熱交換器的冷卻端接入對應電池的換熱流路中。同時，控制第一風扇關閉，第二風扇開啟，以通過第二風扇將半導體發熱端的發熱量吹向車廂或者車外。
如果第一電池和第二電池都需要進行加熱，分別控制第一電池對應的第一三通閥、第二三通閥的通道1開啟、通道2關閉，並控制第二電池對應的第二三通閥、第四三通閥的通道1開啟、通道2關閉，以使半導體熱交換器的發熱端接入對應電池的液冷迴路中，對冷卻液進行加熱。同時，控制第一風扇開啟，第二風扇關閉，以通過第一風扇將冷卻端的製冷量吹向車廂或者車外。
在對電池進行加熱/冷卻的過程中，還需要對用於加熱/冷卻電池的功率進行調節，以使電池可以在目標時間內升高至目標溫度。
根據本發明的一實施例，該根據溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對該車載電池的溫度進行調節具體包括：判斷每一電池的溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2。如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取該電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率。其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，獲取溫度調節需求功率和溫度調節實際功率之間的功率差，並根據功率差減小/保持半導體熱交換器的功率；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
具體的，當工作在冷卻模式時，獲取每一電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果其中某一電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池的降溫，所以，獲取該電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的冷卻功率，以使P1=P2。而如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則可以減小半導體熱交換器的冷卻功率和以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷卻功率不變。當所有電池的溫度低於35℃時，則電池冷卻完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器2發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制半導體熱交換器2停止進行製冷，同時控制三通閥關閉。如果溫度調節系統進入冷卻模式較長時間後，例如1小時後，仍有電池的溫度高於35℃，則再適當增加半導體熱交換器2的冷卻功率，以使電池儘快完成降溫。
當工作在加熱模式時，獲取每一電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2，並進行判斷。如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，說明如果按照當前的製冷功率無法在目標時間內完成電池的升溫，獲取該電池的溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的加熱功率，以使P1=P2。而如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則可以減小半導體熱交換器的加熱功率以節省電能，或保持半導體熱交換器的冷加熱功率不變。當電池的溫度達到10℃時，則電池加熱完成，通過CAN通訊向半導體熱交換器發送關閉溫度調節功能的資訊，以控制停止進行加熱，同時控制三通閥關閉。如果溫度調節系統進入加熱模式較長時間後，例如2小時後，電池的溫度仍然低於10℃，則再適當增加半導體熱交換器的加熱功率，以使電池儘快完成升溫。
進一步地，根據本發明的一實施例，如第10圖所示，電池熱管理模組還包括設置在冷卻流路上的幫浦，方法還包括：根據該溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2對車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷每一電池的溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2；如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加半導體熱交換器的功率和增加幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率；如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率和減小/保持幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
具體地，當溫度調節系統進入加熱模式或者冷卻模式時，控制幫浦以默認低轉速運行。在進行溫度調節的過程中，如果某個電池的溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，可以根據節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間控制功率差減小半導體熱交換器的功率，或者控制幫浦的轉速降低。而如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，除可以半導體熱交換器的功率增加，還可以控制相應幫浦的轉速提高，以增加單位時間內流經冷卻流路橫截面積的冷卻液品質，從而提高該電池的溫度調節實際功率P2，以在目標時間內實現溫度調節。
根據本發明的一實施例，如第10圖所示，電池熱管理模組包括設置在換熱流路上的幫浦，半導體換熱模組還包括第一風扇和第二風扇，第一風扇與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的其中一者相對設置，第二風扇與半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的另一者相對設置；根據該溫度調節需求功率和溫度調節實際功率對車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷每一電池的溫度調節需求功率P1是否大於溫度調節實際功率P2；如果某個電池的溫度調節需求功率P1大於溫度調節實際功率P2，則獲取溫度調節需求功率P1和溫度調節實際功率P2之間的功率差，並根據功率差增加所導體熱交換器的功率、增加幫浦的轉速及/或增加換熱風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率； 如果溫度調節需求功率P1小於或等於溫度調節實際功率P2，則減小/保持半導體熱交換器的功率、減小/保持幫浦的轉速及/或減小/保持與換熱風扇風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為半導體熱交換器的加熱功率。
在對電池進行溫度調節時，還可以通過調節第一三通閥和第二三通閥的開度對流入每一電池冷卻分支迴路的冷卻/加熱功率進行調節，具體如下： 如第9圖所示，電池可以包括第一電池和第二電池，Pz=P11+P12，P11為第一電池的溫度調節需求功率，P12為第二電池溫度調節的需求功率，Pz為第一電池和第二電池的溫度調節需求功率之和（總溫度調節需求功率Pz）。Pf=P21+P22，P21為電池的溫度調節實際功率，P22為電池的溫度調節實際功率，Pf為第一電池和第二電池的溫度調節實際功率之和。
在對電池冷卻的過程中，需對電池的冷卻功率進行調節，具體如下： 當Pz＞Pf時，需要調節的功率為Pc（Pc=Pz-Pf）。半導體熱交換器2需要增大的冷卻功率為Pc，增大三通閥的開度，並提高幫浦的轉速。同時進行如下處理： 如果P11≥P21，且P11-P21=Pc1，則控制第一電池所在迴路的三通閥開度增大，使得第一電池的冷卻功率增加Pc1。如果P12≥P22，且P12-P22=Pc2，則控制第二電池所在迴路的三通閥開度增大，使得第二電池的冷卻功率增加Pc2。如果P11＜P12，且P21-P11=Pc1，則保持第一電池的冷卻功率不變，或者控制第一電池所在迴路的三通閥的開度減少，使得第一電池的冷卻功率減少。如果P12＜P22，且P22-P12=Pc2，則保持第二電的冷卻功率不變，或者控制第二電池所在迴路的三通閥的開度減少，使得第二電池的冷卻功率減少。
在對電池加熱的過程中，需對電池的加熱功率進行調節，具體調節方式可參照上述對電池冷卻功率的調節，此處不再贅述。
根據本發明的一實施例，當為冷卻模式，上述的溫度調節方法還可以包括：獲取第一電池和第二電池之間的溫度差；如果第一電池和第二電池之間的溫度差超過第四溫度臨界值，則在製冷模式下，將溫度高的電池對應的三通閥的開度增加，並將溫度低的電池對應的三通閥的開度減小；以及在加熱模式下，將溫度低的電池對應的三通閥的開度增加，並將溫度高的電池對應的第三通閥的開度減小。第四溫度臨界值可以為3℃。
舉例而言，如果第一電池的溫度比第二電池的溫度高3℃以上，優先對第一電池進行冷卻，可增大第一電池對應的第一三通閥和第二三通閥的開度增加，並減小第二電池對應的第三三通閥和第四三通閥的開度，以增加第一電池的冷卻功率。除需要對電池的加熱/冷卻功率進行調節，還需對電池之間的溫度進行均衡，即溫度調節系統還可以工作在電池溫度均衡模式。
根據本發明的一實施實例，電池為複數溫度調節方法還可以包括：獲取第一電池和第二電池之間的溫度差，判斷溫度差是否大於第三溫度臨界值。如果溫度差大於第三溫度臨界值，則將第一電池和第二電池中溫度較小者與半導體換熱模組的發熱端相連，且將第一電池和第二電池中溫度較大者與半導體換熱模組的冷卻端相連，以使複數電池進行溫度均衡，直至複數電池之間的溫度差小於第四溫度臨界值發熱端。其中，第三溫度臨界值大於第四溫度臨界值，第三溫度臨界值可以為8℃，第四溫度臨界值可以為3℃。
具體地，當複數電池之間存在較大溫差，例如8℃，那麼溫度調節系統進入在電池溫度均衡模式。通過控制第一至第四三通閥中通道1和通道2的導通/關閉，使半導體熱交換器的冷卻端接入溫度較高的電池的溫度調節迴路，發熱端接入到電池溫度較低的電池的溫度調節迴路中，以對溫度較高的電池進行冷卻，對溫度較低的電池進行加熱，使得溫度較高的電池與溫度較低電池之間進行熱量交換，半導體換熱模組提高了電池之間的換熱速率。例如：如第10圖所示，第一電池的溫度較低，第二電池的溫度較高，且溫度差異超過8℃，則控制第一電池對應的第一三通閥和第二三通閥的通道1開啟，通道2關閉，並將第二電池對應的第三三通閥和第四三通閥的通道2開啟，通道1關閉，以對第一電池進行加熱、第二電池進行冷卻，實現第一電池和第二電池的溫度均衡。而如果第一電池的溫度較高，第二電池的溫度較低，且溫度差異超過8℃，則控制第一電池對應的第一三通閥和第二三通閥的通道1關閉，通道2開啟，並將第二電池對應的第三三通閥和第四三通閥的通道2關閉，通道1開啟，以對第一電池進行冷卻、第二電池進行加熱，實現第一電池和第二電池的溫度均衡。溫度均衡工作模式下第一風扇和第二風扇不工作。當複數電池之間的溫度差小於3℃時，電池均衡完成，溫度調節系統退出溫度均衡工作模式。
除了上述的溫度均衡方式，還可以僅調節各三通閥的開閉，不用啟動半導體熱交換器，即兩電池組進行熱交換，以實現無源均衡，不消耗電能即可達到溫度均衡的目的。
具體而言，車載電池的溫度調節方法還可以包括：控制第一電池熱管理模組的第一端和第二電池熱管理模組的第一端通過該第一三通閥和第三三通閥可選擇導通，第一電池熱管理模組的第一端和第二電池熱管理模組的第二端通過第二三通閥和第四三通閥可選擇導通，該方法還包括：獲取第一電池和第二電池之間的溫度差；判斷溫度差是否大於第三溫度臨界值；如果溫度差大於第三預設臨界值，則控制第一三通閥和第三三通閥以實現第一電池熱管理模組的第一端和第二電池熱管理模組的第一端導通，控制第二三通閥和第四三通閥以實現第一電池熱管理模組的第一端和第二電池熱管理模組的第二端導通。
可以理解，根據本發明實施例的車載電池的溫度調節方法是基於上述的車載電池的溫度調節系統進行的，對於本發明的方法實施例中未披露的細節，具體可參照本發明的系統實施例。
根據本發明實施例的車載電池的溫度調節方法，首先獲取電池的溫度調節需求功率，再獲取電池的溫度調節實際功率，最後根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率對電池的溫度進行調節。由此，該方法可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
本發明還提出了一種非臨時性電腦可讀儲存介質，其上儲存有電腦程式，其特徵在於，該程式被處理器執行時實現上述的基於半導體的車載電池溫度調節方法。
本發明實施例的非臨時性電腦可讀儲存介質，首先獲取電池的溫度調節需求功率，再獲取電池的溫度調節實際功率，最後根據溫度調節需求功率和溫度調節實際功率控制半導體熱交換器對電池的溫度進行調節，從而可以根據車載電池的實際狀態精確控制車載的電池的加熱功率和冷卻功率，在車載電池溫度過高時或者過低時對溫度進行調節，使車載電池的溫度維持在預設範圍，避免發生由於溫度影響車載電池性能的情況。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一該特徵。在本發明的描述中，“複數”的含義是至少兩個，例如兩個、三個等，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵 “上”或“下”可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本說明書的描述中，參考術語“一實施例”、“一些實施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
1‧‧‧換熱器
2‧‧‧半導體熱交換器
3‧‧‧電池熱管理模組
4‧‧‧電池
6‧‧‧半導體換熱模組
11‧‧‧第一換熱器
12‧‧‧第二換熱器
31‧‧‧幫浦
32‧‧‧介質容器
33‧‧‧第一溫度感測器
34‧‧‧第二溫度感測器
35‧‧‧流速感測器
36‧‧‧加熱器
41‧‧‧第一電池
42‧‧‧第二電池
50‧‧‧換熱風扇
51、501‧‧‧第一風扇
52、502‧‧‧第二風扇
61‧‧‧第一電子閥
62‧‧‧第二電子閥
63‧‧‧三通閥
601‧‧‧第一三通閥
602‧‧‧第二三通閥
603‧‧‧第三三通閥
604‧‧‧第四三通閥
S1、S2、S3、S1’、S2’、S3’、S1’ ’、S2’ ’、S3’ ’‧‧‧步驟
本發明上述的及/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中， 第1a圖至第1b圖是根據本發明第一實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第2圖是根據本發明一實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的控制拓撲圖； 第3圖是根據本發明第二實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第4圖是根據本發明第三實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第5圖是根據本發明第一實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法的流程圖； 第6a圖至第6b圖是根據本發明第四實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第7圖是根據本發明第五實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第8a圖至第8b圖是根據本發明第六實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第9圖是根據本發明第二個實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法的流程圖； 第10圖是根據本發明第七實施例的基於半導體的車載電池溫度調節系統的方框示意圖； 第11圖是根據本發明第三個實施例的基於半導體的車載電池溫度調節方法的流程圖。

Claims (26)

  1. 一種基於半導體的車載電池溫度調節系統，其特徵在於，包括： 一半導體換熱模組，包括一半導體熱交換器，該半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率； 與該半導體熱交換器的發熱端和冷卻端中的其中一者導通以形成一換熱流路的一電池熱管理模組； 一控制器，與該電池熱管理模組及半導體熱交換器相連。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，還包括與該控制器電連接的一電池狀態檢測模組，該電池狀態檢測模組用於檢測該車載電池的電流。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，其中，該電池熱管理模組包括設置在該換熱流路上的一幫浦、一第一溫度感測器、一第二溫度感測器和一流速感測器，該幫浦、第一溫度感測器、第二溫度感測器和流速感測器與該控制器連接；其中： 該幫浦用於使該換熱流路中的介質流動； 該第一溫度感測器用於檢測流入該車載電池的介質的入口溫度； 該第二溫度感測器用於檢測流出該車載電池的介質的出口溫度； 該流速感測器用於檢測該換熱流路中的介質的流速。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，其中，該電池熱管理模組還包括設置在該換熱流路上的一介質容器，該介質容器用於儲存及向該換熱流路提供介質。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，其中，該半導體換熱模組還包括一換熱風扇，該換熱風扇和該半導體熱交換器中與該電池熱管理模組導通的發熱端或冷卻端中的另一者相對設置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，其中，該換熱風扇與該半導體熱交換器的發熱端相對設置，該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的冷卻端相連，該電池熱管理模組還包括設置在該換熱流路上的加熱器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，其中，該半導體換熱模組還包括一第一風扇、一第二風扇和一閥體，該第一風扇與該半導體熱交換器的發熱端相對設置，該第二風扇與該半導體熱交換器的冷卻端相對設置，該閥體選擇地連通該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的發熱端和該半導體熱交換器的冷卻端中任意一者發熱端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的基於半導體的車載電池溫度調節系統，其中，該閥體包括與該半導體熱交換器的發熱端連接的第一電子閥及與該半導體熱交換器的冷卻端連接的第二電子閥，該半導體熱交換器的發熱端與第一電子閥連接所形成的第一換熱支路和該半導體熱交換器的冷卻端與第二電子閥連接所形成的第二換熱支路並聯設置後與該電池熱管理模組串聯連接；或者， 該閥體包括一三通閥，該三通閥分別與該半導體熱交換器的發熱端、該半導體熱交換器的冷卻端及該電池熱管理模組連接以使得該半導體熱交換器的發熱端所在的第一換熱支路和該半導體熱交換器的冷卻端所在的第二換熱支路並聯設置後與該電池熱管理模組串聯連接。
  9. 一種基於半導體的車載電池溫度調節方法，其特徵在於，車載電池溫度調節系統包括：一半導體換熱模組，該半導體換熱模組包括一半導體熱交換器，該半導體熱交換器具有發熱端及冷卻端用以提供加熱功率/冷卻功率；與該半導體熱交換器的發熱端和冷卻端中的其中一者導通以形成一換熱流路的一電池熱管理模組；一控制器，與該電池熱管理模組及半導體熱交換器相連；該方法包括以下步驟： 獲取一電池的溫度調節需求功率； 獲取該電池的溫度調節實際功率； 根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率對該電池的溫度進行調節。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，在該獲取電池的溫度調節需求功率步驟及/或該獲取該車載電池的溫度調節實際功率步驟之前還包括： 檢測該車載電池的溫度； 當該車載電池的溫度大於第一溫度臨界值時，進入冷卻模式； 當該車載電池的溫度小於第二溫度臨界值時，進入加熱模式。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的冷卻端相連，當判斷進入冷卻模式時，控制該半導體熱交換器工作。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，當判斷進入冷卻模式時，控制該半導體熱交換器的供電方向以實現該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的冷卻端相連； 當判斷進入加熱模式時，控制該半導體熱交換器的供電方向以實現該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的發熱端相連。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該半導體換熱模組還包括一第一風扇、一第二風扇和一閥體，該第一風扇與該半導體熱交換器的發熱端相對設置，該第二風扇與該半導體熱交換器的冷卻端相對設置，該閥體選擇地連通該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的發熱端和該半導體熱交換器的冷卻端中任意一者，該閥體包括與該半導體熱交換器的發熱端連接的第一電子閥及與該半導體熱交換器的冷卻端連接的第二電子閥，發熱端該半導體熱交換器的發熱端與第一電子閥連接所形成的第一換熱支路和該半導體熱交換器的冷卻端與第二電子閥連接所形成的第二換熱支路並聯設置後與該電池熱管理模組串聯連接，該方法還包括： 當判斷進入冷卻模式時，控制該第二電子閥開啟，該第一電子閥關閉，且控制該半導體熱交換器工作； 當判斷進入加熱模式時，控制該第一電子閥開啟，該第二電子閥關閉，且控制該半導體熱交換器工作； 或者，該閥體包括一三通閥，該三通閥分別與該半導體熱交換器的發熱端、該半導體熱交換器的冷卻端及該電池熱管理模組連接以使得該半導體熱交換器的發熱端所在的第一換熱支路和該半導體熱交換器的冷卻端所在的第二換熱支路並聯設置後與該電池熱管理模組串聯連接，該方法還包括： 當判斷進入冷卻模式時，控制該三通閥實現該半導體熱交換器的冷卻端與該電池熱管理模組導通； 當判斷進入加熱模式時，控制該三通閥實現該半導體熱交換器的發熱端與該電池熱管理模組導通。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該電池熱管理模組與該半導體熱交換器的冷卻端相連，該電池熱管理模組還包括設置在該換熱流路上的一加熱器，該方法還包括： 當為加熱模式時，控制該加熱器工作且該半導體熱交換器不工作。
  15. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率對該電池的溫度進行調節包括： 根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率在目標時間內控制對該車載電池的溫度進行調節，以達到目標溫度。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該獲取電池的溫度調節需求功率具體包括： 獲取該電池開啟溫度調節時的第一參數，並根據該第一參數產生第一溫度調節需求功率； 獲取該電池在溫度調節時的第二參數，並根據該第二參數產生第二溫度調節需求功率； 根據該第一溫度調節需求功率和該第二溫度調節需求功率產生該溫度調節需求功率。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該第一參數為該電池開啟溫度調節時的初始溫度和目標溫度以及從該初始溫度達到該目標溫度的目標時間，該根據該第一參數產生第一溫度調節需求功率具體包括： 獲取該初始溫度和該目標溫度之間的第一溫度差； 根據該第一溫度差和該目標時間產生第一溫度調節需求功率。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，通過以下公式產生該第一溫度調節需求功率： ΔT1 *C*M/t， 其中，ΔT1 為該初始溫度和該目標溫度之間的第一溫度差，t為該目標時間，C為該電池的比熱容，M為該電池的品質。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，車載電池溫度調節系統還包括用於檢測該車載電池的電流的一電池狀態檢測模組，該控制器還與該電池狀態檢測模組相連，該第二參數為該車載電池在預設時間內的平均電流，通過以下公式產生該第二溫度調節需求功率： I2 *R， 其中，I為該平均電流，R為該電池的內阻。
  20. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該電池熱管理模組包括設置在該換熱流路上的一幫浦、一第一溫度感測器、一第二溫度感測器和一流速感測器，該幫浦、第一溫度感測器、第二溫度感測器和流速感測器與該控制器連接；其中： 該幫浦用於使該換熱流路中的介質流動； 該第一溫度感測器用於檢測流入該車載電池的介質的入口溫度； 該第二溫度感測器用於檢測流出該車載電池的介質的出口溫度； 該流速感測器用於檢測該換熱流路中的介質的流速，該獲取該電池的溫度調節實際功率具體包括： 獲取用於調節該車載電池溫度的換熱流路的入口溫度和出口溫度，並獲取介質流入該換熱流路的流速； 根據該入口溫度和出口溫度產生第二溫度差； 根據該第二溫度差和該流速產生該溫度調節實際功率。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，通過以下公式產生該溫度調節實際功率： ΔT2 *c*m， 其中，該ΔT2 為該第二溫度差，c為該換熱流路中介質的比熱容，m為單位時間內流過該換熱流路的橫截面積的介質品質，其中，m=v*ρ，v為該介質的流速，ρ為該介質的密度。
  22. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中， 該根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率對該車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷該溫度調節需求功率是否大於該溫度調節實際功率； 如果該溫度調節需求功率大於該溫度調節實際功率，則獲取該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率之間的功率差，並根據該功率差增加該半導體熱交換器的功率；其中，當為冷卻模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率； 如果該溫度調節需求功率小於或等於該溫度調節實際功率，則獲取該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率之間的功率差，並根據該功率差減小/保持該半導體熱交換器的功率；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率。
  23. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該電池熱管理模組包括設置在該換熱流路上的一幫浦； 該根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率控制該半導體熱交換器對該車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷該溫度調節需求功率是否大於該溫度調節實際功率； 如果該溫度調節需求功率大於該溫度調節實際功率，則獲取該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率之間的功率差，並根據該功率差增加該半導體熱交換器的功率和增加該幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率； 如果該溫度調節需求功率小於或等於該溫度調節實際功率，則減小/保持該半導體熱交換器的功率和減小/保持該幫浦的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率。
  24. 如申請專利範圍第9項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，其中，該半導體換熱模組還包括一換熱風扇，該換熱風扇與該半導體熱交換器的發熱端和冷卻端的其中一者相對設置，該電池熱管理模組包括設置在該換熱流路上的一幫浦；該根據該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率控制該半導體熱交換器對該車載電池的溫度進行調節具體包括： 判斷該溫度調節需求功率是否大於該溫度調節實際功率； 如果該溫度調節需求功率大於該溫度調節實際功率，則獲取該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率之間的功率差，並根據該功率差增加該半導體熱交換器的功率、增加該幫浦的轉速和增加該換熱風扇的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率； 如果該溫度調節需求功率小於或等於該溫度調節實際功率，則減小/保持該半導體熱交換器的功率、減小/保持該幫浦的轉速和減小/保持與該換熱風扇的轉速中的至少一者；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率。
  25. 如申請專利範圍第13項所述的基於半導體的車載電池溫度調節方法，還包括： 判斷該溫度調節需求功率是否大於該溫度調節實際功率； 如果該溫度調節需求功率大於該溫度調節實際功率，則獲取該溫度調節需求功率和該溫度調節實際功率之間的功率差，並根據該功率差增加該半導體熱交換器的功率、增加該幫浦的轉速及/或增加與該換熱風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，增加的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率； 如果該溫度調節需求功率小於或等於該溫度調節實際功率，則減小/保持該半導體熱交換器的功率、減小/保持該幫浦的轉速及/或減小/保持該換熱風扇的轉速；其中，當為冷卻模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的冷卻功率；當為加熱模式時，減小/保持的該半導體熱交換器的功率為該半導體熱交換器的加熱功率。
  26. 一種非臨時性電腦可讀儲存介質，其上儲存有一電腦程式，其特徵在於，該程式被處理器執行時實現如申請專利範圍第9項至第25項中任一項所述的車載電池的溫度調節方法。
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