[發明專利]一種動力電源系統的冷卻方法及其系統

有效

• 申請號: 201810169378.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108448200B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 薄麗麗;謝秋;曹勇;陳通;孫國華;王棟梁
• 申請（專利權）人: 中航鋰電（洛陽）有限公司;中航鋰電技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/633;H01M10/6567
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發明涉及一種動力電源系統的冷卻方法及其系統，該方法采用液冷方式進行動力電源系統冷卻，由電池管理系統(BMS)采集電源系統最高溫度、最低溫度并判斷分析后，通過CAN通信將工作指令發送至液冷機，液冷機自檢后根據液冷指令執行制冷/關閉/自循環的工作模式。其中，自循環的工作模式能夠平衡電源系統溫度，防止出現過大溫差而導致的電池整體充放電性能和壽命的下降。本發明不但能夠根據進水溫度、出水溫度自行調節液冷機功率輸出，提高了效率節約了電能，而且保證了電源系統工作在最佳溫度范圍內，提高電源系統運行性能，從而提高電動汽車行駛里程。

技術領域

本發明涉及一種動力電源系統的冷卻方法及其系統，屬于電池冷卻技術領域。

背景技術

面臨環境污染以及傳統能源短缺的壓力，新能源市場發展迅速；其中，包括電動汽車和混合動力汽車在內的的新能源汽車產業快速發展，電源系統為為新能源汽車提供動力。但作為新能源汽車電源系統的動力電池在使用過程中，會產生大量的熱量，導致動力電池溫度升高，電池對溫度十分敏感，高溫會嚴重影響動力電池的使用效率，從而縮短電動汽車行駛里程，影響用戶體驗。高溫甚至還會導致電池起火等重大安全事故。

為解決上述問題，需要給電源系統降溫，降溫方式一般包括風冷和液冷兩種方式，風冷成本低、效率低，難以滿足新能源車輛日益提高的動力系統和電池容量對散熱的要求；液冷的冷卻效率高，降溫速度快，且能滿足電源系統防護等級要求，能夠保證電源系統工作在最佳溫度范圍內。并且液冷機在制冷過程中，可以根據進出水溫度實時調節自身輸出功率，節約電能，提高冷卻效率。

公布號為CN 103035974 A的中國專利文件公開了一種水冷式電池冷卻的控制方法。該方法基于溫度控制冷卻系統為新能源汽車動力電池降溫，并且壓縮機在制冷過程中，可以根據電池溫度實時調節自身輸出功率，節約了電能，提高了冷卻效率。

但是，包括上述方案在內的液冷方案沒有考慮到電源系統冷熱不均的情況，隨著對新能源汽車續航里程的要求不斷增加，新能源汽車的電源系統容量也越來越大，往往需要采用多個電池組和大量的單體電池，而對溫度十分敏感的大量的單體電池在冷熱不均的情況下其充放電速度也不一樣，電池溫度過低也會影響電池的充放電性能，這一定程度上影響了電池管理系統和部分單體電池的壽命。同時，長期冷熱不均或較大的溫差對周邊的結構和部件的壽命也會造成一定影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種動力電源系統的冷卻方法及其系統，用以解決現有電源系統的液冷冷卻系統，無法解決電源系統冷熱不均而帶來縮短部件壽命的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：

本發明的一種動力電源系統的冷卻方法，包括使冷卻液通過動力電源系統各部分并循環的過程，包括如下方法方案：

方法方案一，采集動力電源系統的最高溫度和動力電源系統的最低溫度，并計算最高溫度和最低溫度的溫度差；當所述溫度差不小于第一溫度閾值時，啟動冷卻液循環；當所述溫度差小于第一溫度閾值時，關閉冷卻液循環。

方法方案一能夠在電池系統各部分存在一定程度溫差時，自動啟動冷卻液循環，有效平衡溫差，提升電池和部件的壽命。

方法方案二，在方法方案一的基礎上，當所述最高溫度大于第二溫度閾值時，啟動對冷卻液制冷并保持啟動冷卻液循環。

方法方案二在電源系統溫度過高時啟動對冷卻液制冷，并使冷卻液循環，對電源系統降溫，防止電池過熱。

方法方案三，在方法方案二的基礎上，當所述最高溫度小于第三溫度閾值時，且所述溫度差不小于第一溫度閾值時，關閉對冷卻液制冷啟動冷卻液循環；當所述最高溫度小于第三溫度閾值時，且所述溫度差小于第一溫度閾值時，關閉對冷卻液制冷和冷卻液循環；所述第二溫度閾值大于所述第三溫度閾值。