车载电池包加热系统方法及其控制方法与流程

1.本技术涉及汽车热管理技术领域，特别涉及一种车载电池包加热系统及其控制方法。


背景技术：

2.车载电池包是电动汽车的重要组成部分，其直接作用是为电动汽车提供动力。车载电池包的性能受环境温度的影响巨大，在低温下，车载电池包性能有可能发生较为显著的衰退。
3.相关技术中，车载电池包加热主要是通过在车载电池包的壳体表面设置加热膜，利用加热膜产热以加热车载电池包。然而，贴附在车载电池包的壳体表面的加热膜的加热效率低，难以有效快速的加热电芯。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术提供一种车载电池包加热系统及其控制方法，可以实现对车载电池包的有效快速加热。
5.具体而言，包括以下的技术方案：
6.一方面，本技术实施例提供了一种车载电池包加热系统，所述系统包括：加热回路、控制器、第一测温件和第二测温件；
7.所述加热回路上设置有导热管路和加热器，所述导热管路位于车载电池包内，所述加热回路内具有循环液，其中所述加热器具有多个加热档位；
8.所述第一测温件用于测取位于车载电池包内电芯的温度，所述第二测温件位于所述导热管路的进液端，并与所述循环液接触；
9.所述第一测温件、所述第二测温件和所述加热器均与所述控制器信号连接。
10.在一些实施例中，所述加热回路上还设置有泵体，其中所述泵体为多级水泵，所述泵体与控制器信号连接。
11.在一些实施例中，所述加热回路上还设置有流量检测件，所述流量检测件位于所述泵体的一侧，且与所述控制器信号连接。
12.在一些实施例中，所述加热回路上还设置有膨胀箱，所述膨胀箱位于所述导热管路和所述加热器之间。
13.在一些实施例中，所述加热回路上还设置有冷却器，所述冷却器与所述控制器信号连接。
14.在一些实施例中，所述循环液为冷却液。
15.另一方面，本技术实施例还提供了一种车载电池包加热系统的控制方法，所述车载电池包加热系统为如上述一方面所述的车载电池包加热系统，所述控制方法包括：
16.获取第一测温值、第二测温值，其中所述第一测温值来自所述第一测温件，所述第二测温值来自所述第二测温件；
17.响应于所述第一测温值属于第一温度区间且所述第二测温值属于第二温度区间，根据所述第一测温值和所述第二测温值，确定目标加热档位；
18.向所述加热器发送所述目标加热档位。
19.在一些实施例中，所述第一温度区间具有多个第一子区间，所述第二温度区间具有多个第二子区间，所述响应于所述第一测温值属于第一温度区间且所述第二测温值属于第二温度区间，根据所述第一测温值和所述第二测温值，确定目标加热档位包括：
20.根据所述第一测温值所处的第一子区间和所述第二测温值所处的第二子区间，确定所述目标加热档位。
21.在一些实施例中，所述控制方法还包括：
22.获取所述流量检测值，所述流量检测值来自所述流量检测件；
23.根据所述第一测温值、所述第二测温值和所述流量检测值，确定目标流量；
24.向所述泵体发送所述目标流量。
25.在一些实施例中，所述第一温度区间为-40～10℃，所述第二温度区间为
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40～40℃。
26.本技术实施例提供的车载电池包加热系统，通过第一测温件获取车载电池包的电芯温度，第二测温件获取导热管路进液端的温度，使得控制器可以根据车载电池包的电芯温度和导热管路进液端的温度确定加热器所具有的多个加热档位中的目标加热档位；当加热器工作时，加热回路内的循环液可以被以目标加热档位工作的加热器加热，继而将热量传递给车载电池包内的导热管路，通过导热管路的传热，实现了对车载电池包的有效快速加热。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的一种车载电池包加热系统的结构示意图；
29.图2为本技术实施例提供的另一种车载电池包加热系统的结构示意图；
30.图3为本技术实施例提供的一种车载电池包加热系统的控制方法的流程图；
31.图4为本技术实施例提供的另一种车载电池包加热系统的控制方法的流程图。
32.图中的附图标记分别表示为：
33.1-加热回路；2-控制器；3-第一测温件；4-第二测温件；5-车载电池包；6
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导热管路；61-进液端；7-加热器；8-泵体；9-电芯；10-流量检测件；11-膨胀箱； 12-冷却器。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.本技术实施例中所涉及的方位名词，如“上”、“下”、“侧”等，一般以图 1中所示方位的相对关系为基准，且采用这些方位名词仅仅是为了更清楚地描述结构和结构之间的关系，并不是为了描述绝对的方位。在产品以不同姿态摆放时，方位可能发生变化，例如“上”、“下”可能互换。
36.除非另有定义，本技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。
37.为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
38.我国的汽车工业发展迅速，产销量不断实现新的突破。2014年，全年生产汽车2372.29万辆，同比增长7.3％，销售汽车2349.19万辆，同比增长6.9％，产销量连续5年保持世界第一。汽车工业飞速发展的同时，我国能源需求供给的缺口越来越大。
39.与此同时，燃油汽车尾气排放对大气的污染愈来愈严重，大、中城市80％以上的一氧化碳、40％以上的氮氧化物和碳氢化合物的污染以及20％～30％的含铅颗粒污染物均来自于机动车的尾气排放。发展低碳经济是国家大力倡导的经济发展模式，大力发展低碳产业、低碳能源和低碳技术，不仅是建设资源节约型社会、环境友好型社会和生态文明的重要载体，也是转变发展方式，确保能源安全，有效控制气体排放、应对国际金融危机的根本途径，更是着眼全球新一轮发展机遇，实现我国汽车产业发展和现代化发展目标的重大战略任务。
40.纯电动汽车在使用的过程中不会产生污染，并且纯电动汽车的噪声较小、能源效率高，越来越受到人们的关注和和欢迎。大力发展新能源汽车，以电代油，减少排放，既符合我国的国情，也代表了世界汽车产业发展的方向。
41.动力电池作为纯电动汽车的关键部件之一，其性能表现直接影响纯电动汽车的整车性能。温度对动力电池，尤其三元锂离子动力电池工作特性产生巨大的影响，高温下动力电池循环寿命减低、充放电功率受限、充电时间延长；低温下动力电池内部活性物质显著下降，电池内阻增加、充放电功率及容量明显降低，极端情况下，甚至可能会导致动力电池无法充放电等情况。总的来说，温度对动力电池至关重要，不适宜的温度会造成整车寿命下降、充电时间延长和续航里程下降等问题，低温对动力电池的影响尤为显著。
42.目前动力电池低温加热的方式主要有风加热、加热膜(或加热片、加热丝) 加热以及动力电池自充放电加热。风加热是指以热空气作为介质直接流经动力电池达到加热目的，风加热又分自然对流与强制对流，一般采用强制对流通过风扇将热风输送到电池箱体，与动力电池产生热交换。加热膜加热是指在动力电池表面增加加热膜，加热膜通电将热量传给电池包从而达到加热目的。电池自加热是指利用动力电池本身内阻，使一定电流流经动力电池产生焦耳热以加热动力电池。
43.然而，相关技术中，风加热、加热膜加热以及动力电池自充放电加热，均难以有效快速地加热电芯。
44.为了解决相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种车载电池包加热系统，其结构示意图如图1所示。
45.参见图1，该系统包括：加热回路1、控制器2、第一测温件3和第二测温件4。
46.其中，加热回路1上设置有导热管路6和加热器7，导热管路6位于车载电池包5内，
加热回路1内具有循环液，其中加热器7具有多个加热档位；第一测温件3用于测取位于车载电池包5内电芯9的温度，第二测温件4位于导热管路6的进液端61，并与循环液接触；第一测温件3、第二测温件4和加热器7均与控制器2信号连接。
47.可以理解的是，第一测温件3在测取位于车载电池包5内电芯9的温度时，可以将第一测温件3设置在电芯9的一侧或者设置为与电芯9接触，以测取电芯9的温度；第二测温件4可以位于导热管路6的进液端61的管体上或者通过管体进入到管腔中与管腔内的循环液接触，以测取进液端61的循环液的温度。
48.因此，本技术实施例提供的车载电池包加热系统，通过第一测温件3获取车载电池包5的电芯温度，第二测温件4获取导热管路6进液端61的温度，使得控制器2可以根据车载电池包5的电芯温度和导热管路6进液端61的温度确定加热器7所具有的多个加热档位中的目标加热档位，当加热器7工作时，加热回路1内的循环液可以被以目标加热档位工作的加热器加热，继而将热量传递给车载电池包5内的导热管路6，通过导热管路6的传热，实现了对车载电池包5的有效快速加热。
49.下面对本技术实施例提供的车载电池包加热系统的结构进行进一步地描述说明：
50.对于加热器7而言，加热器7为高压电加热器，其中，高压电加热器是一种将电能转化为热能的装置，通过位于高压电加热器中的电阻丝发热，实现对加热回路1中循环液的有效快速加热；另外，该高压电加热器具有多个加热档位，其中每个加热档位具有对应的输出功率，且任意两个加热档位的输出功率不同。
51.可选的，加热器7可以具有3～7个加热档位。举例来说，加热器7具有5 个加热档位，可以分别为零档、一档、二档、三档和四档。
52.对于导热管路6而言，导热管路6位于车载电池包5内，用于为电芯9加热。
53.通过设置导热管路6，当加热器7工作时，加热回路1内的循环液可以被加热，被加热后的循环液流入导热管路6，从而使得车载电池包5通过进入到导热管路6的循环液的传热而被加热。
54.在一些实施例中，导热管路6的材质为金属。
55.可以理解的是，金属的导热性较好，即金属吸收或散发热量的性能较好，导热管路6的材质为金属，可以使得导热管路6中循环液的热量较快地传导至导热管路6的表面，同时，导热管路6表面吸收热量后温度升高，当高于电芯 9的温度时，热量可以从温度较高的导热管路6的表面较快地传递至温度较低的电芯9中，实现对电芯9的加热。
56.举例来说，导热管路6的材质为铜或铝。
57.在一些实施例中，车载电池包5还包括位于电芯9一侧的导热板，导热管路6位于导热板的内部，导热板用于为电芯9加热。
58.通过设置导热板，可以使得热量传递更加均匀，从而使得对电芯9的加热更加均匀。
59.在一些实施例中，参见图2，加热回路1上还设置有泵体8，其中泵体8 为多级水泵，泵体与控制器信号连接。
60.通过设置泵体8，可以为加热回路1内循环液的循环流动提供动力；同时，由于不同型号的车载电池包所需要的循环液的流量不同，因而通过将泵体8设置为多级水泵，可以满足不同型号的车载电池包的使用需求。
61.在一些实施例中，参见图2，加热回路1上还设置有流量检测件10，流量检测件10位于泵体的一侧，且与控制器2信号连接。
62.通过设置流量检测件10，可以检测加热回路1中循环液的流量。由于流量检测件10与控制器2信号连接，可以将已检测到的循环液的流量发送给控制器 2，并且接收来自控制器2的目标流量。
63.在一些实施例中，参见图2，加热回路1上还设置有膨胀箱11，膨胀箱11 位于导热管路6和加热器7之间。
64.通过在导热管路6和加热器7之间设置膨胀箱11，可以使得加热回路1中的循环液在循环过程中产生的气体通过膨胀箱11去除，并且，当加热回路1 中循环液受热膨胀时，可以进入到膨胀箱11中储存起来，当加热回路1中循环液冷却体积变小时，储存在膨胀箱11中的液体可以重新进入到加热回路1中参与液体循环。
65.在一些实施例中，膨胀箱11具有开口。
66.其中，开口与大气连通，通过设置开口可以实现膨胀箱11中的压力平衡，即，当膨胀箱11中压力过大时，膨胀箱11中的气体通过开口进入大气，当膨胀箱11中压力过小时，大气中的气体通过开口进入膨胀箱11，从而保持膨胀箱11中的压力平衡。
67.在一些实施例中，参见图2，加热回路1上还设置有冷却器12，冷却器12 与控制器2信号连接。
68.通过设置冷却器12可以实现导热管路6的复用，即当加热器7工作时，加热器7对加热回路1中的循环液加热，加热回路1中的循环液温度升高；当循环液流经导热管路6时，可以使得车载电池包通过导热管路6的传热而被加热，当冷却器12工作时，冷却器12对加热回路1中的循环液冷却，加热回路1中的循环液温度降低；当循环液流经导热管路6时，可以使得车载电池包通过导热管路6的传热而被冷却。如此设置，可以最大程度地利用原车载电池包的液体循环系统和车辆空间，便于布置安装。
69.在一些实施例中，循环液为冷却液。
70.利用冷却液作为循环液，既可以实现对于车载电池包5的加热，又可以实现对于车载电池包5的冷却，最大程度地利用原车载电池包5的液体循环系统。
71.在一些实施例中，冷却液的组成成分包括乙二醇和水。
72.在一些实施例中，冷却液中乙二醇和水的质量比为1:1。
73.本技术实施例还提供了一种车载电池包加热系统的控制方法，其中，车载电池包加热系统为如上述实施例中所限定的车载电池包加热系统，该方法可以由车载电池包加热系统内的控制器执行，其方法流程图参见图3，该控制方法包括如下步骤。
74.步骤301，获取第一测温值、第二测温值。
75.其中，第一测温值来自第一测温件，第二测温值来自第二测温件。
76.步骤302，响应于第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间，根据第一测温值和第二测温值，确定目标加热档位。
77.步骤303，向加热器发送目标加热档位。
78.在一些实施例中，第一温度区间具有多个第一子区间，第二温度区间具有多个第二子区间，响应于第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间，根据第一测温值和第二测温值，确定目标加热档位还包括：
79.根据第一测温值所处的第一子区间和第二测温值所处的第二子区间，确定目标加热档位。
80.在一些实施例中，该控制方法还包括：
81.获取流量检测值，流量检测值来自流量检测件；
82.根据第一测温值、第二测温值和流量检测值，确定目标流量；
83.向泵体发送目标流量。
84.在一些实施例中，第一温度区间为-40～10℃，第二温度区间为-40～40℃。
85.综上所述，本技术实施例提供了一种车载电池加热系统的控制方法，通过获取第一测温件测取到的第一测温值和第二测温件测取到的第二测温值，并判断该第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间时，根据第一测温件测取到的第一测温值和第二测温件测取到的第二测温值，确定加热器所具有的多个加热档位中的目标加热档位，继而向加热器发送包括目标加热档位的档位信号，以使得加热回路内的循环液可以被以目标加热档位工作的加热器加热，继而将热量传递给车载电池包内的导热管路，通过导热管路的传热，实现了对车载电池包的有效快速加热。
86.本技术实施例还提供了一种车载电池包加热系统的控制方法，其中，车载电池包加热系统为如上述实施例中所限定的车载电池包加热系统，该方法可以由车载电池包加热系统内的控制器执行，该方法的流程图如图4所示，该方法包括如下步骤。
87.步骤401，获取第一测温值和第二测温值。
88.由于第一测温件和第二测温件均与控制器信号连接，因而第一测温件和第二测温件在测取到对应的测温值之后会将测温值发送给控制器。其中，第一测温件测取得到第一测温值，该第一测温值代表的车载电池包内电芯的温度；第二测温件测取得到第二测温值，该第二测温值代表的是导热管路进液端的温度。
89.步骤402，响应于第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间，根据第一测温值和第二测温值，确定目标加热档位。
90.在获取到第一测温值和第二测温值之后，控制器可以根据第一测温值和第二测温值，确定加热器的目标加热档位，也就是说，根据电芯的温度和导热管路进液端的温度，确定加热器的目标加热档位。
91.由于加热器具有多个加热档位，每个加热档位的输出功率不一样，加热档位为多个加热档位中的一个档位。通过根据电芯的温度和导热管路进液端的温度来确定加热器的目标加热档位，可以根据目前的加热回路中循环液的实际温度情况以及电芯的温度情况，确定目标加热档位，通过设置目标加热档位，以针对性地对加热回路中循环液加热，可以实现对加热回路中循环液的迅速有效的加热。
92.当第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间且电芯的温度和导热管路进液端的温度均较低时，可以选择功率较大的档位进行加热，以便更为快速地实现加热；当第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间且电芯的温度和导热管路进液端的温度均较高时，可以选择功率较小的档位进行加热。
93.如果第一测温值小于第一温度区间的最小值或第二测温值小于第二温度区间的最小值，温度过低，车载电池包会受到损坏；如果第一测温值大于第一温度区间的最大值或第二测温值大于第二温度区间的最大值，则停止对车载电池包的加热，并根据车载电池包
的冷却方法对车载电池包进行冷却，以将车载电池包的温度控制在适宜的温度范围内。
94.在一些实施例中，第一温度区间可以为-40～10℃，第二温度区间可以为
ꢀ‑
40～40℃。
95.在一些实施例中，第一温度区间具有多个第一子区间，第二温度区间具有多个第二子区间，可以根据第一测温值所处的第一子区间和第二测温值所处的第二子区间，确定目标加热档位。
96.表1为本技术实施例提供的车载电池包加热系统的控制方法的目标加热档位确定表，参见下表1，可以根据下面的第一测温值所处的第一子区间和第二测温值所处的第二子区间，确定目标加热档位。其中，档位包括以下五档：4 档、3档、2档、1档、off档；从4档到off档对应的输出功率逐渐减小；当档位为off档时，加热器不输出功率。
97.表1车载电池包加热系统的控制方法的目标加热档位确定表
[0098][0099]
步骤403，向加热器发送目标加热档位。
[0100]
由于加热器与控制器信号连接，因而通过向加热器发送目标加热档位，可以控制加热器以目标加热档位工作。
[0101]
其中，控制器向加热器发送的是包括目标加热档位的档位信号，加热器在接收到该档位信号后，可以进行对应的解析，调节到相应的档位，以对加热回路中循环液进行加热。
[0102]
步骤404，获取流量检测值。
[0103]
由于流量检测件与控制器信号连接，因而当流量检测件检测到流量值之后，可以将流量值发送给控制器。其中，流量检测值表示的是加热回路内循环液的流量。
[0104]
步骤405，根据第一测温值、第二测温值和流量检测值，确定目标流量。
[0105]
在获取到流量检测值之后，控制器可以根据测取到的代表车载电池包内电芯的温度的第一测温值和代表导热管路进液端的温度的第二测温值以及该流量检测值，确定目标流量，以便向泵体发送目标流量信息，通过泵体将加热回路内循环液的流量调整为目标流量。
[0106]
步骤406，向泵体发送目标流量。
[0107]
由于泵体与控制器信号连接，因而通过向泵体发送目标流量，可以控制泵体以目标流量工作。
[0108]
其中，控制器向泵体发送的是包括目标流量的流量信号，泵体在接收到该目标流量的流量信号后，可以进行对应的解析，来执行对应的目标流量，以对加热回路中循环液进
行流量控制。
[0109]
需要说明的是，本技术实施例提供的车载电池包加热系统的控制方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，例如步骤401和404可以同步进行，步骤403 和406可以同步进行。任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本技术的保护范围之内，因此不再赘述。
[0110]
综上所述，本技术实施例提供了一种车载电池加热系统的控制方法，通过获取第一测温件测取到的第一测温值和第二测温件测取到的第二测温值，并判断该第一测温值属于第一温度区间且第二测温值属于第二温度区间时，根据第一测温件测取到的第一测温值和第二测温件测取到的第二测温值，确定加热器所具有的多个加热档位中的目标加热档位，继而向加热器发送包括目标加热档位的档位信号，以使得加热回路内的循环液可以被以目标加热档位工作的加热器加热，继而将热量传递给车载电池包内的导热管路，通过导热管路的传热，实现了对车载电池包的有效快速加热。
[0111]
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本技术的可选实施例，在此不再一一赘述。
[0112]
在本技术中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0113]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本技术后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
[0114]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。