电池热管理系统的控制方法、电池热管理系统、电动车辆与流程

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1.本发明涉及电动车辆技术领域，具体而言，涉及一种电池热管理系统的控制方法、电池热管理系统、电动车辆。

背景技术：

2.动力电池作为新能源汽车的关键核心零部件，结构安全及热管理性能非常重要。目前主流的电池总成方案是标准模组或者ctp构型电池总成，这两种方案结构比较复杂，且存在两大问题：1、受制于z向布置高度限制，集成化低；2、热管理性能差，无法保证电池电芯之间和电芯内部的温度一致性。

技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种电池热管理系统的控制方法、电池热管理系统、电动车辆，以解决现有技术中电池电芯之间和电芯内部的温度一致性差的问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电池热管理系统的控制方法，包括：采集电池模组的温度；判断温度是否满足预设条件；如果是，基于温度，调用对应的电池热管理工作模式，电池热管理工作模式至少包括：冷却模式、加热模式、保温模式、安全模式、均衡模式，其中，安全模式用于控制冷却液循环预设时间，直至电池热失效截止；均衡模式用于控制冷却液至少循环第一预设时间；冷却模式用于加入低温的冷却液对电池冷却至少第二预设时间；加热模式用于加入温度较高的冷却液对电池加热至少第三预设时间；保温模式用于控制冷却液至少循环第四预设时间。
5.可选地，预设条件包括第一预设条件，方法还包括：采集预设时间内电池模组的多个温度；将多个温度进行比较，获得第一比较结果；基于第一比较结果，确定多个温度中的最高温度；判断最高温度是否满足第一预设条件；如果是，基于最高温度，调用安全模式。
6.可选地，预设条件包括第二预设条件，方法还包括：将多个温度进行比较，获得第二比较结果；基于第二比较结果，确定多个温度中的最低温度；判断最低温度是否满足第二预设条件；如果是，基于最低温度，调用均衡模式。
7.可选地，预设条件包括第三预设条件，方法还包括：在最高温度不满足第一预设条件的情况下，判断最高温度是否满足第三预设条件；如果是，基于最高温度，调用冷却模式。
8.可选地，预设条件包括第四预设条件，方法还包括：在最高温度不满足第一预设条件、且最高温度不满足第三预设条件的情况下，判断最高温度是否满足第四预设条件；如果是，基于最高温度，调用加热模式。
9.可选地，预设条件包括第五预设条件，方法还包括：在最低温度不满足第二预设条件的情况下，判断最低温度是否满足第五预设条件；如果是，基于最低温度，调用保温模式。
10.可选地，方法还包括：在最高温度和最低温度同时满足多个预设条件的情况下，电池热管理工作模式的执行顺序为：安全模式、均衡模式、冷却模式、加热模式、保温模式。
11.根据本发明的另一方面，提供了一种电池热管理系统，电池热管理系统采用上述
的电池热管理系统的控制方法控制，电池热管理系统包括：下箱体，下箱体包括下箱体底板和边框，边框沿下箱体底板的外边缘设置以围设成容纳空间，容纳空间用于容纳电池模组，相邻电池模组之间设置有热交换板，其中，热交换板的两端分别与边框连接，边框的内部形成有第一流道，热交换板内设置有第二流道，第一流道与第二流道相连通地设置以形成冷却流道，冷却流道具有进口端和出口端，其中，进口端和出口端均形成在边框上，冷却流道用于容纳冷却液以与电池模组进行热交换。
12.进一步地，各热交换板通过导热结构与电池模组连接，且各热交换板位于电池模组的上方，下箱体还包括：进口接头，进口接头与边框连接，进口接头形成冷却流道的进口端；出口接头，出口接头与边框连接，且出口接头与进口接头具有距离地设置，出口接头形成冷却流道的出口端。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种电动车辆，包括电池热管理系统，电池热管理系统为上述的电池热管理系统。
14.应用本发明的技术方案，通过采集电池模组的温度，判断温度是否满足预设条件，在温度满足预设条件的情况下，根据采集到的温度，调用对应的电池热管理工作模式，电池热管理工作模式包括冷却模式、均衡模式、冷却模式、加热模式和保温模式，根据对应的电池热管理工作模式执行相应的控制，保证了电池的正常工作，提高了动力电池的安全性能及热管理性能，解决了现有技术中电池电芯之间和电芯内部的温度一致性差的问题。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本发明的电池热管理系统的控制方法的实施例的流程示意图；
17.图2示出了根据本发明的电池热管理系统的第一实施例的结构示意图；
18.图3示出了根据本发明的电池热管理系统的第二实施例的结构示意图；
19.图4示出了根据图3中a-a处实施例的剖视结构示意图；
20.图5示出了本发明的电池热管理系统的第二实施例的结构示意图。
21.其中，上述附图包括以下附图标记：
22.10、下箱体；11、第一边框；12、第二边框；13、第三边框；14、第四边框；15、下箱体底板；16、端板；20、电池模组；30、容纳空间；40、热交换板；50、进口接头；60、出口接头。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
27.如图1所示，根据本发明实施例，提供了一种电池热管理系统的控制方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
28.如图1所示是根据本技术的电池热管理系统的控制方法的实施例的流程示意图，如图1所示，电池热管理系统的控制方法包括以下步骤：
29.步骤s101，采集电池模组的温度；
30.步骤s102，判断温度是否满足预设条件；
31.步骤s103，如果是，基于温度，调用对应的电池热管理工作模式，电池热管理工作模式至少包括：冷却模式、加热模式、保温模式、安全模式、均衡模式，
32.其中，安全模式用于控制冷却液循环预设时间，直至电池热失效截止；
33.均衡模式用于控制冷却液至少循环第一预设时间；
34.冷却模式用于加入低温的冷却液对电池至少第二预设时间；
35.加热模式用于加入温度较高的冷却液对电池加热至少第三预设时间；
36.保温模式用于控制冷却液至少循环第四预设时间。
37.应用本实施例的技术方案，通过采集电池模组的温度，判断温度是否满足预设条件，在温度满足预设条件的情况下，根据采集到的温度，调用对应的电池热管理工作模式，电池热管理工作模式包括冷却模式、均衡模式、冷却模式、加热模式和保温模式，根据对应的电池热管理工作模式执行相应的控制，保证了电池的正常工作，提高了动力电池的安全性能及热管理性能，解决了现有技术中电池电芯之间和电芯内部的温度一致性差的问题。在本实施例中，第一预设时间为5min，第二预设时间为4min，第三预设时间为10min，第四预设时间为8min。
38.可选地，预设条件包括第一预设条件，方法还包括以下步骤：
39.步骤s21，采集预设时间内电池模组的多个温度；
40.优选地，预设时间设置为1秒。
41.步骤s22，将多个温度进行比较，获得第一比较结果；
42.步骤s23，基于第一比较结果，确定多个温度中的最高温度；
43.步骤s24，判断最高温度是否满足第一预设条件；
44.步骤s25，如果是，基于最高温度，调用安全模式。
45.具体地，定义电池管理系统采集到的电池最高温度为tm，采集到的电池最低温度为tn，温差tc＝tm-tn，温差为每1秒的实施测试数据计算而来。定义冷却模式开始阈值为tl、加热模式开启阈值为th、保温模式开启阈值为tb、安全模式开启阈值为ta、均衡模式开启阈值为tj。第一预设条件设置为tm≥ta-5℃。在本实施例中，当最高温度满足第一预设条件时则进入安全模式，进入安全模式以后，运行安全模式直至热管理系统工作至失效截止，此时再退出安全模式。通过设置安全模式，当电池系统发生热失控时能够提醒操作人员，并通过运行安全模式以解除电池系统的热失控，有效地提高了电池热管理系统的可靠性及电池的安全性。
46.可选地，预设条件包括第二预设条件，方法还包括以下步骤：
47.步骤s31，将多个温度进行比较，获得第二比较结果；
48.步骤s32，基于第二比较结果，确定多个温度中的最低温度；
49.步骤s33，判断最低温度是否满足第二预设条件；
50.在该步骤中，第二预设条件设置为tn≥tj。
51.步骤s34，如果是，基于最低温度，调用均衡模式。
52.在本实施例中，当最低温度tn大于或等于均衡模式开启阈值tj时，进入均衡模式，通过控制冷却液循环至少5min，能够对电池电芯之间和电芯内部的温度进行均衡，使得电池电芯之间和电芯内部的温度接近，从而保证了电池电芯之间和电芯内部的温度一致性，而当最低温度tn与均衡模式开启阈值tj之间的关系满足tn≤tj-3℃时，退出均衡模式。
53.可选地，预设条件包括第三预设条件，方法还包括以下步骤：
54.步骤s41，在最高温度不满足第一预设条件的情况下，判断最高温度是否满足第三预设条件；
55.在该步骤中，第三预设条件设置为tm≥tl。
56.步骤s42，如果是，基于最高温度，调用冷却模式。
57.在本实施例中，当最高温度tm大于或等于冷却模式开始阈值tl时，进入冷却模式，通过加入低温冷却液循环对电池冷却至少4min，当最高温度tm与冷却模式开始阈值tl之间的关系满足tm≤tl-5℃时，退出冷却模式。
58.可选地，预设条件包括第四预设条件，方法还包括以下步骤：
59.步骤s51，在最高温度不满足第一预设条件、且最高温度不满足第三预设条件的情况下，判断最高温度是否满足第四预设条件；
60.在该步骤中，第四预设条件设置为tm≤th。
61.步骤s52，如果是，基于最高温度，调用加热模式。
62.在本实施例中，当最高温度tm不满足安全模式和冷却模式时，再判断最高温度tm是否小于加热模式开启阈值th，如果是，则进入加热模式，通过加入温度较高的冷却液对电池加热至少10min，当最低温度tn与均衡模式开启阈值tj满足tn≥tj+2℃时，退出加热模式。
63.可选地，预设条件包括第五预设条件，方法还包括以下步骤：
64.步骤s61，在最低温度不满足第二预设条件的情况下，判断最低温度是否满足第五预设条件；
65.在该步骤中，第五预设条件设置为tn≤tb。
66.步骤s62，如果是，基于最低温度，调用保温模式。
67.在本实施例中，在最低温度tn不满足第二预设条件的情况下，再判断最低温度tn是否小于或等于保温模式开启阈值tb，如果是，则进入保温模式，通过控制冷却液至少循环8min，当最低温度tn与保温模式开启阈值tb满足tn≥tb+2℃时，退出保温模式。这样设置进一步保证了电池电芯之间和电芯内部的温度一致性。
68.可选地，方法还包括：在最高温度和最低温度同时满足多个预设条件的情况下，电池热管理工作模式的执行顺序为：安全模式、均衡模式、冷却模式、加热模式、保温模式。这样能够增强对电池热管理系统的控制，确保电池的正常工作，无论运行哪个热管理工作模式，均需在满足热管理工作模式退出条件时再停止执行，否则则继续运行相对应的热管理工作模式，并且在运行热管理工作模式的过程中，电池管理系统会对采集的电池温度进行信号反馈，进一步提高了电池的可靠性和安全性。
69.如图2-图5所示，根据本技术的另一个具体实施例，提供了一种电池热管理系统，电池热管理系统采用上述实施例中的电池热管理系统的控制方法控制，电池热管理系统包括下箱体10，下箱体10包括下箱体底板15和边框，边框沿下箱体底板15的外边缘设置以围设成容纳空间30，容纳空间30用于容纳电池模组20，相邻电池模组20之间设置有热交换板40，其中，热交换板40的两端分别与边框连接，边框的内部形成有第一流道，热交换板40内设置有第二流道，第一流道与第二流道相连通地设置以形成冷却流道，冷却流道具有进口端和出口端，其中，进口端和出口端均形成在边框上，冷却流道用于容纳冷却液以与电池模组20进行热交换。在本实施例中，热交换板40与电池模组20、边框及下箱体底板15之间实现了高度集成，通过冷却液在冷却流道内流动，从而与电池模组20发生热交换，进一步保证了电池电芯之间和电芯内部的温度一致性。
70.进一步地，各热交换板40通过导热结构与电池模组20连接，且各热交换板40位于电池模组20的上方。具体地，导热结构包括但不限于导热胶、导热垫等高导热填充结构。下箱体10还包括进口接头50和出口接头，进口接头50与边框连接，进口接头50形成冷却流道的进口端。出口接头60与边框连接，且出口接头60与进口接头50具有距离地设置，出口接头60形成冷却流道的出口端。这样设置实现了电池热管理系统的高度集成，并使得电池热管理系统的结构更加简单、可靠。其中，热交换板40的材料包括但不限于铝合金、铁合金、铜合金、钛合金等高强度高导热金属材料。
71.如图5所示，边框包括第一边框11、第二边框12、第三边框13和第四边框14。第一边框11与第三边框13相对设置，第二边框12与第四边框14相对设置，第二边框12和第四边框14与热交换板40连接，第二边框12和第四边框14内部形成第一流道，第一边框11上设置有端板16，端板16凸出地设置于第一边框11的中部，端板16具有两个弯折段，端板16通过两个弯折段与第一边框11连接，两个弯折段与第一边框11的连接处为圆滑过渡。进口接头50和出口接头60均与端板16连接，且进口接头50和出口接头60沿端板16的长度方向具有距离地设置。图5中的箭头所示为冷却流道内的冷却液流向。其中，热交换板40集成电池模组20的热管理功能、电池模组20的固定功能以及热扩散保护功能。
72.根据本技术的另一个具体实施例，提供了一种电动车辆，包括电池热管理系统，电池热管理系统为上述实施例中的电池热管理系统。由于电动车辆采用了上述实施例中的电
池热管理系统，实现了电池热管理系统的高度集成，并且冷却流道环绕在电池模组20周围，有利于均衡电池电芯之间和电芯内部的温度，从而提高了电池热管理系统的热管理性能，保证了电池电芯之间和电芯内部的温度一致性，解决了现有技术中电池电芯之间和电芯内部的温度一致性差的问题，进而提高了车辆的动力性能及安全性能。
73.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
74.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
75.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
76.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电池热管理系统的控制方法，其特征在于，包括：采集电池模组的温度；判断所述温度是否满足预设条件；如果是，基于所述温度，调用对应的电池热管理工作模式，所述电池热管理工作模式至少包括：冷却模式、加热模式、保温模式、安全模式、均衡模式，其中，所述安全模式用于控制冷却液循环预设时间，直至电池热失效截止；所述均衡模式用于控制所述冷却液至少循环第一预设时间；所述冷却模式用于加入低温的冷却液对所述电池冷却至少第二预设时间；所述加热模式用于加入温度较高的冷却液对所述电池加热至少第三预设时间；所述保温模式用于控制所述冷却液至少循环第四预设时间。2.根据权利要求1所述的电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设条件包括第一预设条件，所述方法还包括：采集预设时间内所述电池模组的多个所述温度；将多个所述温度进行比较，获得第一比较结果；基于所述第一比较结果，确定多个所述温度中的最高温度；判断所述最高温度是否满足所述第一预设条件；如果是，基于所述最高温度，调用所述安全模式。3.根据权利要求2所述的电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设条件包括第二预设条件，所述方法还包括：将多个所述温度进行比较，获得第二比较结果；基于所述第二比较结果，确定多个所述温度中的最低温度；判断所述最低温度是否满足第二预设条件；如果是，基于所述最低温度，调用所述均衡模式。4.根据权利要求3所述的电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设条件包括第三预设条件，所述方法还包括：在所述最高温度不满足所述第一预设条件的情况下，判断所述最高温度是否满足所述第三预设条件；如果是，基于所述最高温度，调用所述冷却模式。5.根据权利要求4所述的电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设条件包括第四预设条件，所述方法还包括：在所述最高温度不满足所述第一预设条件、且所述最高温度不满足所述第三预设条件的情况下，判断所述最高温度是否满足所述第四预设条件；如果是，基于所述最高温度，调用所述加热模式。6.根据权利要求5所述的电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述预设条件包括第五预设条件，所述方法还包括：在所述最低温度不满足所述第二预设条件的情况下，判断所述最低温度是否满足所述第五预设条件；如果是，基于所述最低温度，调用所述保温模式。7.根据权利要求6所述的电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述最高温度和所述最低温度同时满足多个所述预设条件的情况下，所述电池热管理工作模式的执行顺序为：安全模式、均衡模式、冷却模式、加热模式、保温模式。8.一种电池热管理系统，其特征在于，所述电池热管理系统采用上述权利要求1-7任一项所述的电池热管理系统的控制方法控制，所述电池热管理系统包括：下箱体(10)，所述下箱体(10)包括下箱体底板(15)和边框，所述边框沿所述下箱体底板(15)的外边缘设置以围设成容纳空间(30)，所述容纳空间(30)用于容纳电池模组(20)，相邻所述电池模组(20)之间设置有热交换板(40)，其中，所述热交换板(40)的两端分别与所述边框连接，所述边框的内部形成有第一流道，所述热交换板(40)内设置有第二流道，所述第一流道与所述第二流道相连通地设置以形成冷却流道，所述冷却流道具有进口端和出口端，其中，所述进口端和所述出口端均形成在所述边框上，所述冷却流道用于容纳冷却液以与所述电池模组(20)进行热交换。9.根据权利要求8所述的电池热管理系统，其特征在于，各所述热交换板(40)通过导热结构与所述电池模组(20)连接，且各所述热交换板(40)位于所述电池模组(20)的上方，所述下箱体(10)还包括：进口接头(50)，所述进口接头(50)与所述边框连接，所述进口接头(50)形成所述冷却流道的所述进口端；出口接头(60)，所述出口接头(60)与所述边框连接，且所述出口接头(60)与所述进口接头(50)具有距离地设置，所述出口接头(60)形成所述冷却流道的所述出口端。10.一种电动车辆，其特征在于，包括电池热管理系统，所述电池热管理系统为权利要求8-9中任一项所述的电池热管理系统。

技术总结

本发明提供了一种电池热管理系统的控制方法、电池热管理系统、电动车辆，电池热管理系统的控制方法包括：采集电池模组的温度；判断温度是否满足预设条件；如果是，基于温度，调用对应的电池热管理工作模式，电池热管理工作模式至少包括：冷却模式、加热模式、保温模式、安全模式、均衡模式，其中，安全模式用于控制冷却液循环预设时间，直至电池热失效截止；均衡模式用于控制冷却液至少循环第一预设时间；冷却模式用于加入低温的冷却液对电池冷却至少第二预设时间；加热模式用于加入温度较高的冷却液对电池加热至少第三预设时间；保温模式用于控制冷却液至少循环第四预设时间。本发明解决了现有电池电芯之间和电芯内部的温度一致性差的问题。差的问题。差的问题。