專利名稱：一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池，特別涉及一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度的控制管理方法。
背景技術(shù)：
由于全球能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益加重，汽車工業(yè)的發(fā)展也必須采取新的解決方案。電動(dòng)汽車是已成為世界范圍內(nèi)新型汽車的主流。動(dòng)力鋰離子電池的高電壓、高比能量、良好的循環(huán)性能、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有前途的車用動(dòng)力源。動(dòng)力鋰離子電池為整車提供驅(qū)動(dòng)力，其性能極大地影響整車性能。動(dòng)力鋰離子電池必須在一定的溫度范圍內(nèi)工作，其性能才會(huì)處于最優(yōu)狀態(tài)。對(duì)于動(dòng)力鋰離子電池來說， 15°C _35°C工作性能較好，被認(rèn)為是最佳工作區(qū)間。在溫度范圍外工作，不但影響電池放電性能，縮短電池壽命，還會(huì)降低電池的安全系數(shù)。因此動(dòng)力鋰離子電池的溫度控制就成為一個(gè)重要問題。目前，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)動(dòng)力電池的散熱一般采取風(fēng)冷和液冷兩種方式。風(fēng)冷采用電子風(fēng)扇或者自然風(fēng)進(jìn)行電池組的降溫冷卻，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單但是容易造成散熱不均，影響電池的一致性從而降低電池壽命。液冷是指采用循環(huán)冷卻水將電池組內(nèi)熱量帶出，液冷能夠?qū)崿F(xiàn)電池組降溫均勻且降溫效果明顯。但如何有效實(shí)現(xiàn)液冷裝置的降溫冷卻功能，保證動(dòng)力電池在適宜的溫度范圍內(nèi)工作同時(shí)避免電池局部溫度過高，是目前應(yīng)該解決的問題。目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的瓷料。

發(fā)明內(nèi)容
為了有效實(shí)現(xiàn)液冷裝置的降溫冷卻功能，保證動(dòng)力電池在適宜的溫度范圍內(nèi)工作，同時(shí)避免電池局部溫度過高，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法。利用本發(fā)明，可根據(jù)電池表面的溫度和電池的工作電流通過控制液冷裝置的工作狀態(tài)，保證動(dòng)力電池處于正常工作溫度范圍內(nèi)，避免動(dòng)力電池溫度過高和局部溫差過大，提高電池性能，延長(zhǎng)電池壽命。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法，包括如下步驟步驟1，溫度傳感器和電流傳感器初始化后，開始溫度采集、電流采集，包括；由動(dòng)力電池組表面多個(gè)溫度傳感器采集得到動(dòng)力電池的工作溫度，由液冷系統(tǒng)中在電池組系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)出口的溫度傳感器采集得到循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口的溫度，由動(dòng)力電池的電流傳感器采集得到電池的工作電流，上述溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳送給電池管理系統(tǒng)；步驟2，電池管理系統(tǒng)將采集到的多個(gè)電池工作溫度值進(jìn)行分析比較得出最高溫度值、最低溫度值和最大溫差，同時(shí)將液冷系統(tǒng)進(jìn)出口溫度計(jì)算得到循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差；步驟3，根據(jù)動(dòng)力電池工作大電流溫度控制管理方法判斷電流是否較大，如果是， 則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)1 ；步驟4，根據(jù)動(dòng)力電池溫度過高控制管理方法判斷電池溫度是否過高，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)2 ；步驟5，根據(jù)動(dòng)力電池溫差過大控制管理方法判斷電池溫差是否過大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)3 ；步驟6，根據(jù)動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)溫度過高控制管理方法判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組出口溫度是否過高，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)4 ；步驟7，根據(jù)動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大控制管理方法判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口溫差是否過大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)液冷裝置工作狀態(tài)5 ；步驟8，比較計(jì)算上述步驟3-步驟7得到的工作狀態(tài)1、2、3、4、5，得出散熱效果最強(qiáng)的工作狀態(tài)，并采用此工作狀態(tài)的參數(shù)控制液冷系統(tǒng)中循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置工作。本發(fā)明一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法，由于采取上述的技術(shù)方案， 將電池工作的大電流、電池過高溫度、電池過高溫差、液冷循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高和液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大5個(gè)參數(shù)分別設(shè)置不同的閾值，將液冷裝置的啟動(dòng)分為幾個(gè)階段， 既能夠?qū)崿F(xiàn)電池組的散熱要求同時(shí)避免動(dòng)力電池的過度散熱和散熱不均等問題。液冷裝置在工作時(shí)，通過循環(huán)冷卻介質(zhì)將電池產(chǎn)生的熱量帶出動(dòng)力電池組系統(tǒng)，其工作狀態(tài)的區(qū)分由冷卻介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置的工作狀態(tài)決定。當(dāng)動(dòng)力電池在高溫或者大電流放電工況工作時(shí)， 通過控制液冷裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)制散熱冷卻。在動(dòng)力電池在多次循環(huán)充放電過程中電池溫度過高或者局部溫度不平衡溫差過大的情況下，通過啟動(dòng)液冷裝置并控制液冷裝置的工作狀態(tài)來防止由于溫度異常導(dǎo)致的電池性能損耗。由于本發(fā)明將采集到得電池溫度作為液冷裝置的控制參數(shù)，同時(shí)將動(dòng)力電池的工作電流作為控制參數(shù)，因此解決了動(dòng)力電池在大電流工作時(shí)引起的電池溫度短時(shí)間內(nèi)升高而散熱滯后的問題。由于本發(fā)明還將液冷系統(tǒng)中的循環(huán)介質(zhì)的在電池組系統(tǒng)中的進(jìn)出口溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并作為控制液冷系統(tǒng)工作的參數(shù)之一，因此解決了液冷系統(tǒng)本身功能得到最大發(fā)揮的問題。因此，本發(fā)明解決了電池溫度過高和局部溫差過大的問題，取得提高電池性能，延長(zhǎng)電池壽命的有益效果。


圖1是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池的液冷溫度控制管理方法的總體流程圖；圖2是動(dòng)力鋰離子電池大電流工作液冷溫度控制管理流程圖；圖3是動(dòng)力鋰離子電池溫度過高液冷溫度控制管理流程圖；圖4是動(dòng)力鋰離子電池溫差過大液冷溫度控制管理流程圖；圖5是動(dòng)力鋰離子電池液冷循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高控制管理流程圖；圖6是動(dòng)力鋰離子電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大控制管理流程圖。
具體實(shí)施例方式為了給動(dòng)力鋰離子電池散熱，在電池組內(nèi)安裝液冷裝置，該裝置具有循環(huán)冷卻介質(zhì)通道，循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置使循環(huán)介質(zhì)在電池組系統(tǒng)和散熱裝置之間流動(dòng)，本發(fā)明的方法基于這種液冷裝置，該液冷裝置的結(jié)構(gòu)本公司正在另案申請(qǐng)專利中。本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池的液冷溫度控制管理方法是通過動(dòng)力電池表面檢測(cè)到的溫度和動(dòng)力電池的工作電流兩個(gè)參數(shù)來控制管理液冷系統(tǒng)，而液冷裝置的工作狀態(tài)是通過循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的，從而保證電池在最佳溫度區(qū)間內(nèi)工作。下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池的液冷溫度控制管理方法的總體流程圖；如圖1的實(shí)施例所示，該方法包括如下步驟步驟1，溫度傳感器和電流傳感器初始化后，開始溫度采集、電流采集；由動(dòng)力電池組表面多個(gè)溫度傳感器采集得到動(dòng)力電池的工作溫度，由液冷系統(tǒng)中在電池組系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)出口的溫度傳感器采集得到循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口的溫度，由動(dòng)力電池的電流傳感器采集得到電池的工作電流。上述溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳送給電池管理系統(tǒng)；步驟2，電池管理系統(tǒng)將采集到的多個(gè)電池工作溫度值進(jìn)行分析比較得出最高溫度值、最低溫度值和最大溫差，即最高溫度值與最低溫度值之差，同時(shí)將液冷系統(tǒng)進(jìn)出口溫度計(jì)算得到循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差；步驟3，根據(jù)動(dòng)力電池工作大電流溫度控制管理方法判斷電流是否較大，如果是， 則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)1 ；步驟4，根據(jù)動(dòng)力電池溫度過高控制管理方法判斷電池溫度是否過高，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)2 ；步驟5，根據(jù)動(dòng)力電池溫差過大控制管理方法判斷電池溫差是否過大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)3 ；步驟6，根據(jù)動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)溫度過高控制管理方法判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組出口溫度是否過高，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)4 ；步驟7，根據(jù)動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大控制管理方法判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口溫差是否過大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)液冷裝置工作狀態(tài)5 ；步驟8，比較計(jì)算上述步驟3-步驟7得到的工作狀態(tài)1、2、3、4、5，得出散熱效果最強(qiáng)的工作狀態(tài)，并采用此工作狀態(tài)的參數(shù)控制液冷系統(tǒng)中循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置工作。圖2是上述步驟3，動(dòng)力鋰離子電池大電流工作液冷溫度控制管理流程圖；如圖2 所示，動(dòng)力電池工作大電流溫度的控制管理方法包括設(shè)定不同的工作大電流閾值1、2……N，即大電流閾值1 <大電流閾值2 <丨<大電流閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中大電流閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，大電流閾值N即動(dòng)力電池所能承受的最大電流值，其對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)， 其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟3-1，比較電池工作電流是否超過設(shè)定的電池大電流閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn) 2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟3-2，如果否，則比較電池工作電流是否超過設(shè)定的大電流閾值點(diǎn)N-I且低于閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟3-3，如果否，再次比較電池工作電流是否超過設(shè)定的大電流閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟3-4，如果否，則循環(huán)，從步驟3-1開始。圖3是上述步驟4，動(dòng)力鋰離子電池溫度過高液冷溫度控制管理流程圖；動(dòng)力電池溫度過高的控制管理方法包括設(shè)定不同的電池溫度過高閾值1、2……N，即電池溫度過高閾值1 <電池溫度過高閾值2 <丨< 電池溫度過高閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低的溫度過高閾值對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最高的溫度閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)，其進(jìn)一步包括如下的步驟步驟4-1，比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn)1且低于電池溫度過高閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟4-2，如果否，則比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn) N-I且低于電池溫度過高閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟4-3，如果否，再次比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn) N,如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟4-4，如果否，則循環(huán)，從步驟步驟4-1開始。圖4是上述步驟5，動(dòng)力鋰離子電池溫差過大液冷溫度控制管理流程圖；動(dòng)力電池溫差過大的控制管理方法包括設(shè)定不同的電池溫差過大閾值1、2……N，即電池溫差過大閾值1 <電池溫差過大閾值2 <丨< 電池溫差過大閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低的溫差過大閾值對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最大的溫差過大閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)的工作狀態(tài)；其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟5-1，比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)1且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟5-2，如果否，則比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn) N-I且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟5-3，如果否，再次比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn) N,如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟5-4，如果否，則循環(huán)，從步驟5-1開始。圖5是上述步驟6，動(dòng)力鋰離子電池液冷循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高控制管理流程圖； 動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)溫度過高的控制管理方法包括設(shè)定不同的循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值1、2……N，此溫度過高閾值1 <閾值2 <丨<閾值N，循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)的工作狀態(tài)；其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟6-1，比較循環(huán)介質(zhì)出口溫度值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟6-2，如果否，比較循環(huán)介質(zhì)出口溫度值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值點(diǎn)N-I且低于閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否，再次比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟6-4，如果否，則循環(huán)，從步驟6-1開始。圖6是上述步驟7，動(dòng)力鋰離子電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大控制管理流程圖；動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大控制管理方法包括設(shè)定不同的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值1、2……N，此溫差過高閾值1 <閾值2 <丨<閾值N，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)的工作狀態(tài)；其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟7-1，比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟7-2，如果否，則比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)N-I且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟7-3，如果否，再次比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的溫差過大閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟7-4，如果否，則循環(huán)，從步驟7-1開始。綜上所述，本發(fā)明的方法是通過控制電池液冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)來保證電池工作在合適的溫度范圍，而液冷裝置的工作狀態(tài)是通過循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的。下面進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法的工作過程和工作原理進(jìn)行描述。根據(jù)圖1，動(dòng)力鋰離子電池組內(nèi)有多個(gè)溫度傳感器測(cè)試組成其的各個(gè)模塊的多個(gè)點(diǎn)的溫度變化和液冷循環(huán)介質(zhì)的溫度變化，同時(shí)輸出電路中的電流傳感器可監(jiān)測(cè)電池在工作過程中的電流變化，信號(hào)線將采集到的溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳送給電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)將接收到的數(shù)據(jù)分析比較，得出電池組最高溫度、最低溫度和最大溫差和循環(huán)介質(zhì)的出口溫度和進(jìn)出口溫差以及此刻的工作電流，依次根據(jù)動(dòng)力電池大電流工作、電池溫度過高和電池溫差過大、液冷循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高和進(jìn)出口溫差過大的溫度控制管理方法計(jì)算得出液冷裝置的工作狀態(tài)值，比較得出的不同工作狀態(tài)值，采用散熱強(qiáng)度最大的工作狀態(tài)值，按照此參數(shù)控制液冷裝置中循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置，從多方面及時(shí)確保動(dòng)力電池的工作溫度不會(huì)過高并且熱量均勻。詳細(xì)說明動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法，其精髓在于所包含的五個(gè)判定過程，即電池工作電流是否處于大電流狀態(tài)、電池的溫度是否過高、電池的溫差是否過大、循環(huán)介質(zhì)出口溫度是否過高和循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差是否過大。第一個(gè)判定過程電池工作電流是否處于大電流狀態(tài)動(dòng)力電池的工作狀態(tài)由車輛的運(yùn)行狀態(tài)決定。在車輛啟動(dòng)、加速和爬坡或快充電時(shí)，需要?jiǎng)恿﹄姵卦诖箅娏飨鹿ぷ?。由鋰離子電池特性可知，工作電流越大電池的溫度升高越迅速，且升高溫度越高。電池冷卻系統(tǒng)降溫散熱根據(jù)電池溫度的變化來設(shè)置工作狀態(tài)與直接根據(jù)工作電流的變化設(shè)置工作狀態(tài)比較是有一定的滯后性，后者能夠更有效迅速的實(shí)現(xiàn)液冷系統(tǒng)的作用。如圖2在動(dòng)力電池所能夠承受的最大電流以內(nèi)，設(shè)定不同的工作大電流的閾值1、 2……N，即大電流閾值1 <大電流閾值2 <丨<大電流閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低大電流閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最高的大電流閾值點(diǎn)N即動(dòng)力電池所能承受的最大電流值，其對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)。比較電池工作電流是否超過設(shè)定的電池大電流閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否，則同理依次按不同的大電流閾值進(jìn)行判定， 并計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，將參數(shù)傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)液冷裝置處于最佳的工作狀態(tài)。如果判定到大電流閾值N，則循環(huán)，再次從閾值1開始重新判定。第二個(gè)判定過程電池溫度是否過高動(dòng)力電池在車輛持續(xù)運(yùn)行過程中，電池不斷進(jìn)行充放電循環(huán)，電池不斷放出熱量其溫度會(huì)升高，這時(shí)可以通過合適的管理液冷裝置的工作，進(jìn)行穩(wěn)定的散熱保證電池在最佳工作區(qū)間內(nèi)工作。如圖3，在高于動(dòng)力電池最佳工作溫度和低于電池所允許的最高工作溫度之間，根據(jù)需要設(shè)定不同的電池溫度過高閾值1、2……N，即電池溫度過高閾值1 <電池溫度過高閾值2 <丨< 電池溫度過高閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低的溫度過高閾值對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最高的溫度閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)。比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn)1且低于電池溫度過高閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否， 則同理依次按不同的電池溫度過高閾值進(jìn)行判定，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，將參數(shù)傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)液冷裝置合適的工作狀態(tài)。如果判定到電池溫度過高閾值N，則循環(huán)，從閾值1開始重新判定。第三個(gè)判定過程電池溫差是否過大動(dòng)力電池系統(tǒng)由幾十至幾百個(gè)單體電芯組裝而成。動(dòng)力電池在車輛運(yùn)行過程中由于單體電芯本身的特性電池表面的溫度會(huì)有一定的差別性。若這種溫度差別越大，會(huì)加劇電池組內(nèi)各單體電芯的不一致性，導(dǎo)致整體的動(dòng)力電池組性能下降，使用壽命下降。因此， 需要在電池溫差達(dá)到一定程度時(shí)，進(jìn)行降溫處理，循環(huán)介質(zhì)的流動(dòng)會(huì)減小這種差別。如圖4，在電池溫度達(dá)到最大溫差前，設(shè)定不同的電池溫差過大閾值1、2……N，即電池溫差過大閾值1 <電池溫差過大閾值2 <丨< 電池溫差過大閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低的溫度過大閾值點(diǎn)1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最大的溫差閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)。比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)1且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否，同理，則依次比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的下一個(gè)電池溫差過大閾值點(diǎn)且低于再下一個(gè)電池溫差過大閾值點(diǎn)，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)。如果判定到電池溫差過大閾值N，則循環(huán)，從閾值1開始重新判定。第四個(gè)判定過程循環(huán)介質(zhì)出口溫度是否過高動(dòng)力電池的液冷系統(tǒng)通過循環(huán)介質(zhì)的流動(dòng)將電池工作中產(chǎn)生的熱量帶出電池組系統(tǒng)。循環(huán)介質(zhì)通過和電池組進(jìn)行熱量交換，在電池組出口處的循環(huán)介質(zhì)溫度會(huì)升高。即使循環(huán)介質(zhì)出口的溫度仍然低于電池的最高最佳溫度，如果熱量不能即使通過散熱系統(tǒng)散出，熱量就會(huì)不斷累積至循環(huán)介質(zhì)溫度快速持續(xù)升高至電池的工作溫度范圍之外。為避免這種情況的出現(xiàn)，需要對(duì)循環(huán)介質(zhì)出口溫度進(jìn)行監(jiān)控且作為參數(shù)之一參與控制液冷系統(tǒng)的工作。如圖5，設(shè)定循環(huán)介質(zhì)的出口溫度過高閾值1、2……N，即循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值1<循環(huán)介質(zhì)溫度過高閾值2 <丨<循環(huán)介質(zhì)溫度過高閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，最大的溫度過高閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)。比較循環(huán)介質(zhì)出口溫度值是否超過設(shè)定的溫度過高閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否，同理，則依次比較循環(huán)介質(zhì)出口溫度值是否超過設(shè)定的下一個(gè)溫度過高閾值點(diǎn)且低于再下一個(gè)溫度過高閾值點(diǎn)，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)。如果判定到循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值N，則循環(huán)，從閾值1開始重新判定。第五個(gè)判定過程循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差是否過大低溫的循環(huán)介質(zhì)從液冷板的進(jìn)口進(jìn)入電池組系統(tǒng)，經(jīng)過與電池組進(jìn)行熱交換，高溫的循環(huán)介質(zhì)從液冷板的出口流出電池組系統(tǒng)。當(dāng)循環(huán)介質(zhì)在電池組內(nèi)的進(jìn)出口溫差較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)介質(zhì)進(jìn)口處的單體電芯溫度過低，而循環(huán)介質(zhì)出口處的單體電芯溫度過高。 溫度對(duì)電池的電化學(xué)反應(yīng)影響是比較明顯的，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，電池的一致性降低，從而導(dǎo)致電池整體性能下降。因此，需要監(jiān)測(cè)循環(huán)介質(zhì)的進(jìn)出口溫度，將其溫差作為液冷系統(tǒng)工作的參數(shù)之一，通過調(diào)整液冷系統(tǒng)工作狀態(tài)降低循環(huán)介質(zhì)的進(jìn)出口溫差。如圖6，設(shè)定循環(huán)介質(zhì)的進(jìn)出口溫差過大閾值1、2……N，即循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值1 <進(jìn)出口溫差過大閾值2 <丨<進(jìn)出口溫差過大閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，最大的進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)。比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的溫度過高閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否，同理，則依次比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的下一個(gè)閾值點(diǎn)且低于再下一個(gè)閾值點(diǎn)，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)。如果判定到循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值N，則循環(huán)，從閾值1開始重新判定。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 步驟1，溫度傳感器和電流傳感器初始化后，開始進(jìn)行溫度采集、電流采集，包括；由動(dòng)力電池組表面多個(gè)溫度傳感器采集得到動(dòng)力電池的工作溫度，由液冷系統(tǒng)中在電池組系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)出口的溫度傳感器采集得到循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口的溫度，由動(dòng)力電池的電流傳感器采集得到電池的工作電流；上述溫度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)傳送給電池管理系統(tǒng)；步驟2，電池管理系統(tǒng)將采集到的多個(gè)電池工作溫度值進(jìn)行分析比較得出最高溫度值、 最低溫度值和最大溫差，同時(shí)將液冷系統(tǒng)進(jìn)出口溫度計(jì)算得到循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差；步驟3，根據(jù)動(dòng)力電池工作大電流溫度控制管理方法判斷電流是否較大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)[1]；步驟4，根據(jù)動(dòng)力電池溫度過高控制管理方法判斷電池溫度是否過高，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)[2]；步驟5，根據(jù)動(dòng)力電池溫差過大控制管理方法判斷電池溫差是否過大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)[3]；步驟6，根據(jù)動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)溫度過高控制管理方法判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組出口溫度是否過高，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)W]；步驟7，根據(jù)動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大控制管理方法判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口溫差是否過大，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)液冷裝置工作狀態(tài)[5]；步驟8，比較計(jì)算上述步驟3至步驟7得到的工作狀態(tài)[1]、[2]、[3]、[4]、[5]，得出散熱效果最強(qiáng)的工作狀態(tài)，并采用此工作狀態(tài)的參數(shù)控制液冷系統(tǒng)中循環(huán)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置工作。
2.如權(quán)利要求1所述的液冷溫度控制管理方法，其特征在于所述的步驟3，動(dòng)力電池工作大電流溫度控制管理方法包括設(shè)定不同的工作大電流閾值1、2……N，即大電流閾值1 <大電流閾值2 <丨<大電流閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中大電流閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，大電流閾值N即動(dòng)力電池所能承受的最大電流值，其對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)，其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟3-1，比較電池工作電流是否超過設(shè)定的電池大電流閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟3-2，如果否，則比較電池工作電流是否超過設(shè)定的大電流閾值點(diǎn)N-I且低于閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；如果否，再次比較電池工作電流是否超過設(shè)定的大電流閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)； 步驟3-4，如果否，則循環(huán)，從步驟3-1開始。
3.如權(quán)利要求1所述的液冷溫度控制管理方法，其特征在于所述的步驟4，動(dòng)力電池溫度過高的控制管理方法包括設(shè)定不同的電池溫度過高閾值1、2……N，即電池溫度過高閾值1 <電池溫度過高閾值 2 <丨< 電池溫度過高閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低的溫度過高閾值對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最高的溫度閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)工作狀態(tài)，其進(jìn)一步包括如下的步驟；；步驟4-1，比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn)1且低于電池溫度過高閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟4-2，如果否，則比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn)N-I且低于電池溫度過高閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟4-3，如果否，再次比較電池最高溫度值是否超過設(shè)定的電池溫度過高閾值點(diǎn)N， 如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)； 步驟4-4，如果否，則循環(huán)，從步驟步驟4-1開始。
4.如權(quán)利要求1所述的液冷溫度控制管理方法，其特征在于所述的步驟5，動(dòng)力電池溫差過大的控制管理方法包括設(shè)定不同的電池溫差過大閾值1、2……N，即電池溫差過大閾值1 <電池溫差過大閾值 2 <丨< 電池溫差過大閾值N，并且對(duì)應(yīng)液冷裝置不同的工作狀態(tài)，其中最低的溫差過大閾值對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，最大的溫差過大閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)的工作狀態(tài)； 其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟5-1，比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)1且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟5-2，如果否，則比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)N-I且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟5-3，如果否，再次比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)N， 如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)； 步驟5-4，如果否，則循環(huán)，從步驟5-1開始。
5.如權(quán)利要求1所述的液冷溫度控制管理方法，其特征在于所述的步驟6，動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)溫度過高的控制管理方法包括設(shè)定不同的循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值1、2……N，此溫度過高閾值1 <閾值2〈… <閾值N，循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值N 對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)的工作狀態(tài)；其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟6-1，比較循環(huán)介質(zhì)出口溫度值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值點(diǎn)1 且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟6-2，如果否，比較循環(huán)介質(zhì)出口溫度值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)出口溫度過高閾值點(diǎn)N-I且低于閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟6-3，如果否，再次比較電池最大溫差值是否超過設(shè)定的電池溫差過大閾值點(diǎn)N， 如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)； 步驟6-4，如果否，則循環(huán)，從步驟6-1開始。
6.如權(quán)利要求1所述的液冷溫度控制管理方法，其特征在于所述的步驟7，動(dòng)力電池液冷循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大的控制管理方法包括設(shè)定不同的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值1、2……N，此溫差過高閾值1 <閾值2〈… <閾值N，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值1對(duì)應(yīng)液冷裝置啟動(dòng)，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)N對(duì)應(yīng)液冷裝置處于散熱最強(qiáng)的工作狀態(tài)；其進(jìn)一步包括如下的步驟；步驟7-1，比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)1且低于閾值點(diǎn)2，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟7-2，如果否，則比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差過大閾值點(diǎn)N-I且低于電池溫差過大閾值點(diǎn)N，如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)， 并將計(jì)算結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)；步驟7-3，如果否，再次比較循環(huán)介質(zhì)進(jìn)出口溫差值是否超過設(shè)定的溫差過大閾值點(diǎn) N,如果是，則計(jì)算對(duì)應(yīng)的液冷裝置工作狀態(tài)，并將結(jié)果傳送給液冷裝置控制系統(tǒng)； 步驟7-4，如果否，則循環(huán)，從步驟7-1開始。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)力鋰離子電池液冷溫度控制管理方法，包括步驟1，溫度和電流采集；2，得出最高、最低溫度值和最大溫差和液冷系統(tǒng)進(jìn)出口溫差；3，判斷電流是否較大，計(jì)算出工作狀態(tài)1；4，判斷電池溫度是否過高，計(jì)算出工作狀態(tài)2；5，判斷電池溫差是否過大，計(jì)算出工作狀態(tài)3；6，判斷電池組出口溫度是否過高，計(jì)算出工作狀態(tài)4；7，判斷循環(huán)介質(zhì)在電池組進(jìn)出口溫差是否過大，計(jì)算出工作狀態(tài)5；8，比較計(jì)算工作狀態(tài)1、2、3、4、5，得出散熱效果最強(qiáng)的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。本發(fā)明解決了電池溫度過高和局部溫差過大的問題，取得提高電池性能，延長(zhǎng)電池壽命的有益效果。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102544618SQ20101061924
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者師紹純, 李痛快, 繆智力, 蔣新華, 那偉 申請(qǐng)人:上海航天電源技術(shù)有限責(zé)任公司