一种动力电池组温差及温度管理系统及其控制方法技术方案

一种动力电池组温差及温度管理系统及其控制方法，本方法通过加热膜和水泵对动力电池组进行统一的调温，在不同电芯温差过大时通过开启水泵使各电芯之间形成调温循环水路，减小电芯之间温差，本方法包括以下步骤：第一步：设定动力电池组最佳工作温度范围值、温差设定值和传热平均温度差值，第二步：BCU收集并分析温度数据，第三步：BCU根据温度数据选择合适的调温模式，第四步：通过加热膜对各电芯进行加热，第五步：判断合适的制冷模式，第六步：通过TMS和水泵对电池进行降温，第七步：通过调温循环水路平衡各电芯之间的温差。本设计不仅可以平衡各电芯之间的温差，使各动力电池电芯均适用一种调温模式，而且可以通过BCU自动判断调温模式。模式。模式。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组温差及温度管理系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种动力电池组温度控制方法，尤其涉及一种动力电池组温差及温度管理系统及其控制方法，具体适用于在低速工况下提高发动机扭矩的进排气控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。随着新能源汽车的不断发展与普及，用户对车辆性能的要求也不断提高。纯电动汽车动力电池的寿命是动力电池厂、整车以及终端客户关注的重要的指标之一，通常情况下电池系统直接在环境温度下根据BMS电池管理系统允许的电池能源状态执行输出，由于电池系统的充放电，电池会发生较大的温升变化，而动力电池在较高或较低的温度下进行充放电会导致电池的使用寿命急剧衰减，有必要通过电池热管理系统进行温度控制。
[0003]目前主流的电池热管理系统采用加热膜和液冷结合的方式调节电池温度，加热膜和冷却回路对动力电池组进行统一的加热或冷却，这种方法虽然可以有效对动力电池组进行温度调节，但其仍存在以下缺陷：1、动力电池下方的冷却液流量直接决定动力电池组的冷却效率，而冷却液流量受冷却管路排布决定，冷却管路排布在设计阶段已定型，无法在使用过程中根据实际需要调整，因此只能结合当前电池温差及电池温度进行电池能源状态的调整，不能为电池的充放电提供更好的温度。
[0004]2、由于整车布置位置的不同各个电池包之间也会存在较大的温差，现有的电池热管理系统只能对动力电池组整体进行统一的加热或冷却，无法平衡各个动力电池的温差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的冷却效率固定、无法平衡各个动力电池的温差的缺点，提供了一种可以根据实际情况进行温度调节同时可以平衡各个动力电池的温差的温度控制方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种动力电池组温差及温度管理系统，所述动力电池组温差及温度管理系统包括：动力电池组、第一冷却水管、第二冷却水管、第三冷却水管、水泵、TMS电池热管理控制器、BMU电池组控制单元、BCU电池控制单元和电池加热膜；所述动力电池组内部设置有电池加热膜，所述动力电池组内部设置有调温循环水路，所述调温循环水路的出水口通过第一冷却水管与TMS电池热管理控制器的出水口相连通，所述TMS电池热管理控制器的出水口通过第二冷却水管与水泵的进水口相连通，所述水泵的出水口通过第三冷却水管与调温循环水路的进水口相连通，所述TMS电池热管理控制器与水泵通过硬线信号连接，所述TMS电池热管理控制器与BCU电池控制单元通过CAN总线信号连接，所述BMU电池组控制单元与BCU电池控制单元通过内部CAN线信号连接。
[0007]所述BMU电池组控制单元和BCU电池控制单元设置于动力电池组内部。
[0008]所述动力电池组包括多个动力电池电芯，每个动力电池电芯上均设置有一个BMU电池组控制单元和一个电池加热膜，所述BMU电池组控制单元上设置有温度传感器，所述温度传感器用于测试动力电池电芯的内部温度，所述电池加热膜固定于动力电池电芯的外表面上。
[0009]所述第二冷却水管并联有膨胀水箱。
[0010]所述第二冷却水管通过三通球阀与水泵的进水口相连通，所述三通球阀为常闭阀。
[0011]一种动力电池组温差及温度管理系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：第一步：数据设定，车辆在出厂阶段时操作人员在BCU电池控制单元内设定动力电池组的最佳工作温度范围为T
min
至T
max
，其中T
min
为最佳工作温度范围最小值，T
max
为最佳工作温度范围最大值，则BCU电池控制单元自动计算得出动力电池组内各动力电池温差设定值为ΔT，ΔT =T
max
‑ꢀ
T
min
，然后设定动力电池组换热值为T0，所述T0为传热平均温度差，当BCU电池控制单元成功保存数据后，则数据设定步骤完成；第二步：数据采集及分析，车辆上电后各BMU电池组控制单元实时检测其对应动力电池电芯的温度，并将检测到的温度信号以报文形式发送给BCU电池控制单元，同时TMS电池热管理控制器检测其自身的出水口和进水口温度并将检测到的温度信号以报文形式发送给BCU电池控制单元，BCU电池控制单元采集到同组所有BMU电池组控制单元和TMS电池热管理控制器发送的温度报文后，将同时收到的数据进行整理，记录本组数据中动力电池组内温度最低的动力电池电芯的温度为T1
min
，记录动力电池组内温度最高的动力电池电芯的温度为T1
max
，记录TMS电池热管理控制器出水口温度为T
出水口
，记录TMS电池热管理控制器进水口温度为T
进水口
；记录完成后BCU电池控制单元分析收到的温度数据，得到动力电池组内所有动力电池电芯的平均温度为T
平均
，计算电池系统温差ΔT1=T1
max
‑ꢀ
T1
min
，同时比较|T1
max
‑
T
出水口
|和|T1
min
‑
T
出水口
|的大小，将两者之中较小值记录为ΔT2，此时进入第三步模式判断；第三步：模式判断，BCU电池控制单元完成数据分析后，对完成分析的数据进行比较，根据比较结果选择温差及温度管理系统的调温模式：1）当同时满足T1
min
＜T
min
和ΔT1＜ΔT时，进入第四步加热模式；2）当同时满足T1
max
＞T
max
和T
平均
＞1/2（T
min
+T
max
）时，进入第五步制冷判断模式；3）当同时满足T1
min
＞T
min
、T1
max
＜T
max
和ΔT1＞ΔT+5℃时，进入第七步系统自循环模式；4）当不满足上述三种条件时，则系统保持现有工作模式并回到第二步数据采集及分析步骤；第四步：加热模式，当判断进入加热模式后，BCU电池控制单元发出控制信号驱动电池加热膜开始工作，电池加热膜加热对应的动力电池电芯；当BCU电池控制单元检测到ΔT1＞ΔT且ΔT2＞T0时，BCU电池控制单元发出控制信号驱动水泵开始工作，此时冷却水管2内冷却液流动形成散热循环，直到T1
min
＞T
min
+5℃时，BCU电池控制单元发出控制信号驱动电池加热膜停止工作，系统退出加热模式；第五步：制冷判断模式，当判断进入制冷判断模式后，BCU电池控制单元通过CAN总
线发出控制信号驱动TMS电池热管理控制器开始工作，TMS电池热管理控制器收到BCU电池控制单元发出的控制信号进入相应的工作状态：1）当T
进水口
≥T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组温差及温度管理系统，其特征在于：所述动力电池组温差及温度管理系统包括：动力电池组（1）、第一冷却水管（2）、第二冷却水管（21）、第三冷却水管（22）、水泵（3）、TMS电池热管理控制器（4）、BMU电池组控制单元（5）、BCU电池控制单元（6）和电池加热膜（7）；所述动力电池组（1）内部设置有电池加热膜（7），所述动力电池组（1）内部设置有调温循环水路，所述调温循环水路的出水口通过第一冷却水管（2）与TMS电池热管理控制器（4）的出水口相连通，所述TMS电池热管理控制器（4）的出水口通过第二冷却水管（21）与水泵（3）的进水口相连通，所述水泵（3）的出水口通过第三冷却水管（22）与调温循环水路的进水口相连通，所述TMS电池热管理控制器（4）与水泵（3）通过硬线信号连接，所述TMS电池热管理控制器（4）与BCU电池控制单元（6）通过CAN总线信号连接，所述BMU电池组控制单元（5）与BCU电池控制单元（6）通过内部CAN线信号连接。2.根据权利要求1所述动力电池组温差及温度管理系统，其特征在于：所述BMU电池组控制单元（5）和BCU电池控制单元（6）设置于动力电池组（1）内部。3.根据权利要求2所述动力电池组温差及温度管理系统，其特征在于：所述动力电池组（1）包括多个动力电池电芯（8），每个动力电池电芯（8）上均设置有一个BMU电池组控制单元（5）和一个电池加热膜（7），所述BMU电池组控制单元（5）上设置有温度传感器，所述温度传感器用于测试动力电池电芯（8）的内部温度，所述电池加热膜（7）固定于动力电池电芯（8）的外表面上。4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的动力电池组温差及温度管理系统，其特征在于：所述第二冷却水管（21）并联有膨胀水箱（9）。5.根据权利要求4所述一种动力电池组温差及温度管理系统，其特征在于：所述第二冷却水管（21）通过三通球阀（10）与水泵（3）的进水口相连通，所述三通球阀（10）为常闭阀。6.一种权利要求1至5中的任意一项所述的动力电池组温差及温度管理系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：第一步：数据设定，车辆在出厂阶段时操作人员在BCU电池控制单元（6）内设定动力电池组（1）的最佳工作温度范围为T
min
至T
max
，其中T
min
为最佳工作温度范围最小值，T
max
为最佳工作温度范围最大值，则BCU电池控制单元（6）自动计算得出动力电池组（1）内各动力电池温差设定值为ΔT，ΔT =T
max
‑ꢀ
T
min
，然后设定动力电池组换热值为T0，所述T0为传热平均温度差，当BCU电池控制单元（6）成功保存数据后，则数据设定步骤完成；第二步：数据采集及分析，车辆上电后各BMU电池组控制单元（5）实时检测其对应动力电池电芯（8）的温度，并将检测到的温度信号以报文形式发送给BCU电池控制单元（6），同时TMS电池热管理控制器（4）检测其自身的出水口和进水口温度并将检测到的温度信号以报文形式发送给BCU电池控制单元（6），BCU电池控制单元（6）采集到同组所有BMU电池组控制单元（5）和TMS电池热管理控制器（4）发送的温度报文后，将同时收到的数据进行整理，记录本组数据中动力电池组（1）内温度最低的动力电池电芯（8）的温度为T1
min
，记录动力电池组（1）内温度最高的动力电池电芯（8）的温度为T1
max
，记录TMS电池热管理控制器（4）出水口温度为T
出水口
，记录TMS电池热管理控制器（4）进水口温度为T
进水口
；
记录完成后BCU电池控制单元（6）分析收到的温度数据，得到动力电池组（1）内所有动力电池电芯（8）的平均温度为T
平均
，计算电池系统温差ΔT1=T1
max
‑ꢀ
T1
min
，同时比较|T1
max
‑
T
出水口
|和|T1
min
‑
T
出水口
|的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢，陈思，曹贻涛，王庆新，耿吉军，蔡壮壮，
申请(专利权)人：东风襄阳旅行车有限公司，
类型：发明
国别省市：