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专利号: 2017107712195
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-07-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,电池包热管理及温度均衡控制装置包括电池包、电池箱、电池管理系统BMS、报警装置及温度传感器,所述电池包设置在电池箱内部,所述电池管理系统及报警装置设置在电池包和电池箱之间的间隙处,所述电池包由四个电池模组组成,电池模组由若干个单体电池组成,电池模组周围由加热膜包裹;电池箱两平行侧面的壁面上分别安装两个可控制转角的排风扇、送风扇,电池箱内布置多个温度传感器,用于BMS对电池包温度的监测,同时根据对电池包温度状态进行热管理设计了加热均衡温度控制系统和散热均衡温度控制系统,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用HPPC法测量电池包内阻与温度、内阻与SOC之间的关系,电池管理系统BMS检测电池包电流、SOC以及各个单体电池温度,并根据检测到的各个单体电池温度计算电池包平均温度以及电池模组的平均温度值、温升速率,由BMS检测到的电池包SOC以及计算得出的电池包平均温度从数据存储里找到对应的内阻R;

S2:温度传感器采集的温度信息传输给BMS,当BMS判断单体电池温度低于0℃时,BMS控制加热膜对单体电池进行一段时间的预热;

S3:当BMS判断单体电池温度均高于0℃而低于33℃时,若单体电池温升速率大于2℃/min,则BMS报警并控制电池包停止工作;若单体电池温升速率小于2℃/min,则BMS控制风扇开启进行散热;

S4:当BMS判断单体电池温度均高于33℃时,若单体电池温升速率大于2℃/min或者温差大于5℃或者有些单体电池温度高于53℃,则BMS发出报警信号并控制电池包停止工作;

反之,则开启风扇对电池包进行并行通风散热并限制电池包放电电流,直至电池包温度在工作范围内。

2.如权利要求1所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,所述温度传感器分布在单体电池某一表面中间位置,并且按照单体电池的布置等距的分布在电池箱内。

3.如权利要求1所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,两个送风扇安装在同一侧电池箱壁面的中间位置,且一个送风扇位于一端两个电池模组之间、另一个送风扇位于另一端两个电池模组之间;两个排风扇安装在同一侧电池壁面的底端底角处。

4.如权利要求1所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,风扇的可控制转角小于90°。

5.如权利要求1所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,所述BMS对电池包温度的监测即是对每个单体电池温度的监测,同时计算每个单体电池、电池模组的温升、温差、温升速率以及冷却风质量,来判断单体电池是在低温时加热膜加热还是在高温时采用并行通风、控制风扇转角进行散热。

6.如权利要求5所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,各个单体电池温度之间的差值称为温差,设最大温差为5℃;各个单体电池温度上升的快慢即为单体电池的温升速率,设其最大值为2℃/min。

7.如权利要求5所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,当单体电池温度过低时,采用加热膜加热,如果单体电池温差过大,则对较高温度的单体电池停止加热或者开启风扇进行散热,此时电池箱出风口关闭。

8.如权利要求5所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,所述BMS根据监测到的每个单体电池温度计算每个电池模组的平均温度,如果有部分电池模组温度较高,则两个送风风扇立即转过一定的角度对电池模组集中散热。

9.如权利要求5所述的一种电动汽车电池包热管理及温度均衡控制方法,其特征在于,BMS根据电池发热公式Q=I2Rt计算出t时间内电池包的发热量Q电池,对电池包发热进行冷却的风量所吸收的热量等于电池包的发热量,即Q冷却=Q电池;由传热学公式Q冷却=c空气mΔT,得Q电池=c空气mΔT,再根据冷却风质量计算公式m=f(v,t),进而可以得出Q电池=c空气f(v,t)ΔT,最终求得可调风扇转速;其中,c空气为空气比热容,ΔT为电池箱进风口和出风口的温差,m为冷却风质量,它是风速v和时间t的函数。