电池冷却系统及用于生成其热模型的方法技术方案

本申请提供电池冷却系统及用于生成其热模型的方法。一种电池冷却系统，包括：加热元件，用于执行待经受冷却测试的电池的电阻功能；加热负荷控制器，用于根据热模型控制该加热元件的加热负荷；环境控制器，用于控制至少一个电池冷却环境参数，比如室外温度和初始温度；电源，用于通过将充电器/放电器连接到该加热元件针对每个评估条件施加电流；冷却处理部，用于以恒定的温度和流速供应冷却流体，比如空气、冷却剂或制冷剂；以及冷却性能确定部，用于测量随时间的电池单元的温度并确定电池的目标性能是否得到满足。的目标性能是否得到满足。的目标性能是否得到满足。

【技术实现步骤摘要】
电池冷却系统及用于生成其热模型的方法


[0001]本专利技术涉及电池冷却系统，并且更特别地涉及一种电池冷却系统和一种用于生成该电池冷却系统的热模型的方法，该电池冷却系统被用作xEV高压电池冷却系统的测试器。

技术介绍

[0002]一般来说，xEV高压电池冷却系统是一种使得高压电池在充电或放电期间能够保持在建议温度内，以便表现出最佳性能的系统。
[0003]电池温度可能受到环境温度的影响，并且在热迅速生成的高负荷条件下，比如快速充电和高速驾驶，电池在其耐久性方面脆弱，并且该电池中可能发生热失控(thermal runaway)反应。
[0004]因此，需要有效的热管理来保障电池寿命及其可靠性。
[0005]因此，充当高效热管理技术的电池冷却系统的重要性正在显现。
[0006]同时，电池冷却性能测试用于对高压电池的冷却系统的冷却性能进行测试。
[0007]这种常规电池冷却性能测试是在预定的环境条件(比如室外温度和初始温度)下执行的，其中高压充电器/放电器连接到电池组以针对每个评估条件施加电流，然后冷却流体(比如空气、冷却剂或制冷剂)被以恒定的温度和流速供应，以便随时间测量电池单元(battery cell)的温度，并确定目标性能是否得到满足。
[0008]然而，锂离子电池由于其特征，本身就始终存在热失控反应的可能性。也即，在热迅速生成的高负荷条件下，无法管理热，因此，在发生内部短路或电池温度升高的情况下，会发生着火，从而增加火灾的风险并导致热失控现象。
[0009]由于锂离子电池的特征，当锂离子电池直接在冷却系统中使用时，在测试期间锂离子电池中会发生热失控现象，因此存在高负荷条件下冷却系统可能无法顺利操作的问题。
[0010]以上
技术介绍
部分公开的信息是用于帮助对本专利技术背景的理解，并且不应被为是承认此信息构成现有技术的任何部分。

技术实现思路

[0011]本专利技术是为了解决常规问题并且本专利技术的目标是提供一种电池冷却系统，该电池冷却系统即使在测量电池冷却性能期间发生热失控现象的高负荷条件下，也允许电池被替换。
[0012]本专利技术的另一个目标是提供一种电池冷却系统，该电池冷却系统可通过使用电池替代品安全执行冷却处理部的测试，该电池替代品在高负荷条件下测试电池的冷却处理部时不会导致热失控现象。
[0013]本专利技术的目标不限于上述目标，并且本文未提及的其他目标将由本领域技术人员从以下描述中清楚地理解。
[0014]根据本专利技术的示例性实施例，一种用于实现上述目标的电池冷却系统包括：加热
元件，该加热元件配置为执行待经受冷却测试的电池的电阻功能；加热负荷控制器，该加热负荷控制器配置为根据热模型控制该加热元件的加热负荷；环境控制器，该环境控制器配置为控制至少一个电池冷却环境参数，该电池冷却环境参数包括室外温度和初始温度；电源，该电源配置为通过将充电器/放电器连接到该加热元件针对每个评估条件施加电流；冷却处理部，该冷却处理部配置为以恒定的温度和流速供应冷却流体；以及冷却性能确定部，该冷却性能确定部配置为测量随时间的电池单元的温度，并且确定该电池的目标性能是否得到满足。
[0015]该加热元件可包括：主体，该主体包括金属；以及电热丝(heating wire)，该电热丝被插入该主体中以实现该主体的温度控制并通过从该电源供应的DC电压持续生成热。
[0016]根据随时间t的电池B或加热元件D的温度变化是否彼此匹配，该加热负荷控制器可优选地借助于相对于电池模块面积A的高度H来控制该加热元件的加热电阻(heating resistance)，以便提供通过使质量和比热相乘而获得的热容量。
[0017]在加热元件用于匹配的情况下，该加热元件的加热负荷可通过使用评估数据获得，以及在该电池的情况下，该加热负荷是否匹配可基于使用电池制造商规格信息和热流体分析程序的热模型分析数据确定。
[0018]根据本专利技术的示例性实施例，一种用于生成电池冷却系统的热模型的方法包括以下步骤：根据电池B的规格确定加热元件D的形状；根据热模型设置该加热元件的加热电阻的变量；针对设计的冷却处理部随时间t计算电池B的温度变化和加热元件D的温度变化；确定所计算的电池B的温度变化和所计算的加热元件D的温度变化是否彼此相同；并且当所计算的该电池和该加热元件的温度变化彼此相同时，通过使用加热元件执行电池的冷却处理部的测试，并且通过使用测试结果值生成该热模型。
[0019]然而，当电池B的温度变化和加热元件D的温度变化彼此不同时，可重新设置该热模型的变量，然后可执行计算该温度变化的过程，使得电池B的温度变化和加热元件D的温度变化在相同水平彼此对应。
[0020]另外，在确定加热元件的形状的步骤中，加热元件的高度H可相对于电池模块的面积A确定。
[0021]根据本专利技术的示例性实施例，加热元件包括：主体，该主体包括金属；以及电热丝，该电热丝被插入该主体中以实现该主体的温度控制并通过从电源供应的DC电压持续生成热。
[0022]根据本专利技术的示例性实施例，效果在于解决以下问题：即在高负荷条件下测试电池冷却系统时，因测试对象中发生热失控现象而可能无法完成测试。
[0023]因此，本专利技术具有将测试次数降至最少并且降低因迭代设计而产生的成本和时间的效果。
[0024]另外，本专利技术通过开发高效冷却系统具有提高电池的性能和寿命的效果。
附图说明
[0025]图1是示出根据本专利技术的示例性实施例的电池冷却系统的原理框图。
[0026]图2是示出应用到一般电池冷却系统的电池模块的参考视图。
[0027]图3是示出图1的加热元件的参考视图。
[0028]图4是示出因电池冷却系统的电池单元的温度变化的曲线图。
[0029]图5是示出根据本专利技术的示例性实施例的电池冷却系统的加热元件的温度变化的曲线图。
[0030]图6是示出根据本专利技术的示例性实施例的用于生成电池冷却系统的热模型的方法的流程图。
具体实施方式
[0031]本专利技术的优势和特征以及实现本专利技术的优势和特征的方法将参考在下文结合附图详细描述的示例性实施例变得明朗。但是，本专利技术不限于下文公开的示例性实施，而是将以各种不同形式实现。提供这些示例性实施例仅为使本专利技术的公开内容完整，并完全将本专利技术的范围告知与本专利技术有关领域的技术人员，而本专利技术仅由权利要求的范围限定。同时，本文使用的术语仅用于描述具体示例性实施例的目的，而并非是要限制本专利技术。在本说明书中，单数形式也包括复数形式，除非短语中另有具体说明。在本说明书中使用的“包括了”和/或“包括”中，所述部件、步骤、动作和/或元件不排除存在或添加一个或多个其他部件、步骤、操作和/或元件。
[0032]图1是示出根据本专利技术的电池冷却系统的视图。如图1所示，根据本专利技术的示例性实施例的电池冷却系统包括：加热元件100、加热负荷控制器200、环境控制器300、电源400、冷却处理部500和冷却性能确定部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池冷却系统，包括：加热元件，所述加热元件配置为执行待经受冷却测试的电池的电阻功能；加热负荷控制器，所述加热负荷控制器配置为根据热模型控制所述加热元件的加热负荷；环境控制器，所述环境控制器配置为控制包括室外温度和初始温度的至少一个电池冷却环境参数；电源，所述电源配置为通过将充电器/放电器连接到所述加热元件针对每个评估条件施加电流；冷却处理部，所述冷却处理部配置为以恒定的温度和流速供应冷却流体；以及冷却性能确定部，所述冷却性能确定部配置为测量随时间的电池单元的温度，并且确定所述电池的目标性能是否得到满足。2.根据权利要求1所述的电池冷却系统，其中所述加热元件包括：主体，所述主体包括金属；以及电热丝，所述电热丝被插入所述主体中以实现所述主体的温度控制并通过从所述电源供应的DC电压持续生成热。3.根据权利要求1所述的电池冷却系统，其中，根据随时间的所述电池的温度变化与所述加热元件的温度变化是否彼此匹配，所述加热负荷控制器借助于相对于电池模块面积的高度来控制所述加热元件的加热电阻，以便提供通过使质量和比热相乘而获得的热容量。4.根据权利要求3所述的电池冷却系统，其中，在所述加热元件用于匹配的情况下，所述加热元件的加热负荷通过使用评估数据获得，并且在所述电池的情况下，所述加热负荷是否匹配是基于使用电池制造商规格信息和热流体分析程序的热模...

【专利技术属性】
技术研发人员：金容载，李建求，林蕙秀，
申请(专利权)人：起亚株式会社现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：