[發明專利]帶有智能熱管理系統控制功能的電池管理系統

有效

• 申請號: 201810021395.1
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108417906B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 譚曉軍;鄒淵博;盧文斌;朱晨
• 申請（專利權）人: 中山大學;深圳市計量質量檢測研究院（國家高新技術計量站國家數字電子產品質量監督檢驗中心）
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/625;H01M10/63
• 代理公司: 江門創穎專利事務所(普通合伙) 44222
• 代理人: 李乃哲;王建華

本發明公開了一種帶有智能熱管理系統控制功能的電池管理系統，包括數據采集模塊，智能熱管理系統控制模塊。其中智能熱管理系統控制模塊由嵌入式處理器，數據記錄模塊，熱管理系統功率控制模塊組成。數據采集模塊采集電池數據，傳輸至智能熱管理系統控制模塊，智能熱管理系統控制模塊通過計算得到電池包所需的散熱功率并控制熱管理系統對電池包進行提前散熱，使得電池包的溫控更加及時且精準。

技術領域

本發明涉及一種電池管理系統，尤其是一種能夠根據電池包工作狀態對其進行智能熱管理的電池管理系統。

背景技術

電動汽車使用的鋰離子電池，其工作特性與溫度顯著相關，溫度過高或過低都會影響電池內部的化學反應，進而影響電池的性能，壽命和安全性。為了控制電池包的溫度，現代化的電池包都采用了主動式熱管理系統。

由于技術手段所限，目前的傳感器無法探測到電池內部的溫度，其采集的多為電池表面的溫度。在電池工作時，由于傳熱速率有限，電池內部的溫升無法立即表現為電池表面的溫升，導致電池內部的溫度始終高于電池表面的溫度，且溫差隨著升溫速率增大而增大。

現有的熱管理系統，通過采集到的電池表面溫度來判斷是否需要對電池進行降溫，其控制手段總是滯后于電池內部的溫度變化。且由于電池內外溫差隨升溫速率的變化而變化，因此也無法通過設置固定的提前量來解決該問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種帶有智能熱管理系統功率控制功能的電池管理系統，能夠通過在線的實時計算得到電池包的實時發熱功率，結合當前電池包溫度得出電池包所需的散熱功率，并通過智能熱管理系統控制模塊實時調節輸出功率至熱管理系統，以此來將電池包的溫度控制在更小的最佳工作溫度區間內。

本發明是這樣來實現上述目的：

帶有智能熱管理系統控制功能的電池管理系統，至少包括數據采集模塊及智能熱管理系統控制模塊，智能熱管理系統控制模塊的功率輸出端與熱管理系統相連，數據采集模塊輸入端與電池包相連及采集獲得電池包的電壓、電流及溫度數據并輸出至智能熱管理系統控制模塊；智能熱管理系統控制模塊中存儲有電池包發熱功率模型，并根據電池包發熱功率模型及上述數據計算獲得當前電池包的發熱功率；智能熱管理系統根據當前電池包的發熱功率調整熱管理系統的工作功率。

其中，智能熱管理系統控制模塊中還設定有電池包工作溫度區間，其包括低溫區間、適溫區間和過溫區間；智能熱管理系統控制模塊執行以下控制步驟：

a.智能熱管理系統控制模塊根據溫度數據判斷電池包所處的電池包工作溫度區間；如電池包處于低溫區，則執行步驟b；如電池包處于適溫區，則執行步驟c；如電池包處于過溫區，則執行步驟d；

b.智能熱管理系統控制模塊的功率輸出端輸出至熱管理系統的功率為0；執行步驟a；

c.智能管理系統控制模塊將發熱功率與熱管理系統的散熱功率相比較獲得控制比例，智能管理系統控制模塊還存儲有控制比例閾值；當控制比例位于控制比例閾值內，則執行步驟a，否則執行步驟e；

d.智能管理系統控8制模塊的功率輸出端輸出最大功率至熱管理系統；執行步驟a；

e.智能管理系統控制模塊根據控制比例計算獲得輸出功率，并將該輸出功率輸出至熱管理系統；執行步驟a。

所述電池包發熱功率模型為以下公式：

，

式中P_TMS為電池包的發熱功率，I為電池包的工作電流，R_h為電池包的平均熱阻系數，P₀為電池包除焦耳熱外的熱源所產生的發熱功率，P_L為電池包在自然散熱情況下的散熱功率。