使用动态温度设定点的环境控制制造技术

本发明专利技术总体上描述了与控制车辆的车厢外部电池组内的环境相关的系统和方法。在一些实施方式中，车辆和电池具有独立的冷却和/或加热环路。发明专利技术人发现可通过动态地控制冷却系统——即，基于多个车辆运行参数确定适合的冷却元件(例如，蒸发器)工作温度而不实施固定的设定点，然后相应地冷却和/或加热电池组——而实现有效的环境控制。在一些实施方式中，电池组温度控制系统包括控制器，该控制器构造成确定与车辆的运行状态相关的条件(例如，通过接收对应于所述条件的信号)并至少部分地基于所述条件改变控制系统中的温度设定点。通过这种方式，可根据与车辆运行状态相关的多个因素调节提供给电池组的冷却负载。

【技术实现步骤摘要】

总体上描述了与控制车内电池组环境相关的系统和方法。在一些实施方式中，使用响应于车辆的至少一种条件而变化的温度设定点实现电池组环境控制。
技术介绍
电动车辆(EV)内的电池组当在预定温度范围之外工作时会表现出性能降低。例如，当电池组内一些电池单元过热时，会发生不期望的化学反应，和/或会有损电池组和/或电池单元的部件。在一些情况下，当电池组内的温度过冷时，电力输出会减小，并且在足够低的温度下，电池单元将不能有效地充放电。此外，电池组内的热梯度(电池单元内和/或电池单元之间的热梯度)会导致多种负面效果，尤其是不可预期的电力输出。为此，特别地期望具有控制车辆电池单元的温度的能力。·在现有的电池组温度控制系统中，温度被控制为固定的蒸发器设定点。为了防止积聚冰，温度通常设定在(TC或略高于(TC。然而，由于多种原因，使用固定的蒸发器设定点会是不利的。因此，期望改进的系统和方法。
技术实现思路
对使用可变温度设定点的电池组环境控制进行大体描述。在一方面中，描述了用于控制车辆电池组内的温度的系统。在一些实施方式中，该系统包括电池组和控制单元，所述控制单元构造并布置成用以改变冷却元件的温度设定点，所述冷却元件构造成用以改变所述电池组的温度。在一些实施方式中，对所述冷却元件的所述温度设定点的所述改变至少部分地基于与所述车辆的运行状态相关的条件。在另一方面，描述了用于控制车辆的电池组内的温度的方法。在一些实施方式中，所述方法包括确定与所述车辆的运行状态相关的条件；以及至少部分地基于所述确定而改变冷却元件的温度设定点，所述冷却元件构造成用以改变所述电池组的温度。在一些实施方式中，所述方法进一步包括响应于所述温度设定点的改变而改变所述电池组的温度。当结合附图考虑时，从以下对本专利技术各种非限制性实施方式的详细描述中，本专利技术的其他优点和创新特征将变得清楚。附图说明将参照附图以示例的方式说明本专利技术的非限制性实施方式，附图是示意性的且没有想要按比例绘制。在附图中，所示出的每个相同或几近相同的部件通常用一个附图标记表示。为了清楚，并非每个部件在每个附图中都有标识，在对于允许本领域技术人员理解本专利技术而言图示并非必要的情况下，也没有全部示出本专利技术的每个实施方式的每个部件，在附图中图I是根据一组实施方式的温度控制系统的流程图；图2是根据一些实施方式的电池组温度控制系统的示意图3A-3B是示出根据一组实施方式的用于车辆的车厢和电池组的加热和冷却导管环路的示意图；图4是示出根据一组实施方式的车辆热集成系统的示意图；以及图5是根据一组实施方式的温度随时间变化的示例性曲线图，其中将采用普通热管理的系统与采用主动热管理的系统进行比较。具体实施例方式对与控制车辆的车厢外部电池组内的环境相关的系统和方法进行总体描述。在一些实施方式中，车厢和电池具有独立的冷却和/或加热环路。专利技术人已经发现能够通过动态地控制冷却系统一即，基于多个车辆运行参数确定适合的冷却元件(例如，蒸发器)工作温度而不是实施固定的设定点，然后相应地冷却和/或加热电池组——来实现有效的环境控制。电池组温度控制系统可包括控制器，该控制器构造成确定与车辆的运行状态相关的条件(例如，通过接收对应于所述条件的信号)并至少部分地基于所述条件改变控制系统中的冷却元件(例如，蒸发器)的温度设定点。改变冷却元件的温度设定点能够改变输送到电池组的温度控制流体的温度。例如，在一种实施方式中，控制器确定与车辆的运行状态相关的条件，并相应地改变冷却元件(例如，蒸发器)的温度设定点，该冷却元件(例如，蒸发器)用于冷却构造成用以(例如，通过以流体和热的方式连接到电池组)改变电池组温度的温度控制流体。与调节温度设定点之前温度控制流体被冷却的程度相比，在已经改变冷却元件的温度设定点之后，能够将输送经过冷却元件并到达电池组的温度控制流体冷却至更高或更低的程度。通过这种方式，能够根据与车辆的运行状态相关的多种因素调节提供给电池组的冷却负载。可以使用这种实施方式，以例如通过最初将冷却元件的温度设定为相对接近于电池组的温度、随后随着时间推移降低冷却元件的温度设定点来逐渐地冷却电池组。可以由控制系统使用与车辆的运行状态相关的多个条件来调节冷却元件(例如，蒸发器)的温度设定点。在一些实施方式中，控制器构造并布置成基于多个信号改变冷却元件的温度设定点，这些信号比如为指示以下信息的一个或更多个信号大体瞬时加速水平和/或平均加速水平、大体瞬时减速水平和/或平均减速水平、大体瞬时车辆速度和/或平均车辆速度、再生制动水平、电池组充电状态、电池组充电状态的变化率、可编程的驾驶者档案的特性、一个或更多个温度、用于冷却电池组的新鲜温度控制流体(例如，空气)与再循环温度控制流体(例如，空气)的比率、和/或车辆将行驶的预期路线(例如包括预期道路坡度)(例如，编程到车辆导航系统中)。基于车辆条件而调节冷却元件(例如，蒸发器)的温度设定点的能力能够提供很多优点。例如，改变离开冷却元件(并随后进入电池组)的温度控制流体(例如，比如为空气的气体)的温度的能力可允许逐渐地改变被供给到电池组的温度控制流体的温度。逐渐地改变进入电池组的流体(例如，空气)的温度可减小热冲击(例如，当例如较热的电池组暴露于较冷的温度控制流体时可能发生的大的温度变化)。另外，可控制电池组的冷却以使得电池组不同区域之间的热梯度减小。减小电池组内的热梯度和热冲击能够提高电池组的性能。使用可变的冷却元件(例如，蒸发器)设定点还允许通过对即时蒸发器温度提供更多控制而解除吹风机速度与传输至电池组的温度控制流体的温度之间的联系。例如，为了将温度控制流体冷却至给定温度，可以选择较低的吹风机速度和较高的冷却元件温度设定点，或者选择较高的吹风机速度和较低的冷却元件温度设定点。另外，对冷却元件温度设定点的动态控制允许车辆设计人员更连续地运行压缩机和/或风扇，较少地启动和关闭这些部件。例如，当采用固定冷却元件温度设定点时，一旦达到期望的电池温度，就必须关闭冷却元件，以避免过度冷却电池组。另一方面，当采用可变冷却元件温度设定点时，能够以例如较高的温度设定点连续地运行冷却元件以避免使过度冷却电池组。动态地改变冷却元件(例如，蒸发器)的温度设定点的能力还提供了更有效地估计即时发热并相应地调节电池冷却的能力。电池单元发热的性质进一步有助于主动避免电 池单元发热的能力。通常，电池内产生的大部分热产生于单个电池单元的内部。电池单元的热向外传播花费短暂的热传递时间，这使得热管理系统有额外的时间以在即将发生的、从电池单元内部向外传播的温度升高之前预先加热电池单元壳体。通过估计影响电池组内的热的产生和排出的各种因素，可以基于即时和历史的热因素而限定函数，以预测给定电池组的热产生特性。该函数的结果可用于确定随着热从电池单元内部向电池单元壳体传播、在不久的将来冷却需求将会如何，从而通过在电池单元壳体外部的温度升高之前调节冷却或加热需求而潜在地减少热峰和热震荡。图5中示出了热震荡减少的示例。例如,该原理可扩展到考虑将来会遇见的热产生特性，例如通过考虑计划路线(例如，编程到车辆导航系统中的路线)期间的预期冷却需求，比如预期路面状况、交通状况、和/或由车载信息系统预期的天气状况等。图I包括概述用于控制车辆的电池组202的温度的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆的电池组内的温度的系统，包括：电池组；以及控制单元，所述控制单元构造并布置成用以改变冷却元件的温度设定点，所述冷却元件构造成用以改变所述电池组的温度，其中，对所述冷却元件的所述温度设定点的改变至少部分地基于与所述车辆的运行状态相关的条件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布罗克·威廉·滕豪滕，菲利普·哈特·戈，
申请(专利权)人：科达汽车公司，
类型：发明
国别省市：