[发明专利]电池组热管理系统和方法

说明书

技术领域

本公开大体而言涉及电池组加热和冷却系统和其控制。

背景技术

电池组中的电池单元通常并不完全相同。在电池组中的个别电池单元可能倾向于在不同的温度和电压操作，即使该个别电池单元具有相同的型号和使用时间。使用电阻荷载来平衡各个电池单元中电压的不均匀。由于电阻荷载消耗的能量通常为浪费的能量。电池的使用寿命可能会受到在正常操作温度带之外的操作的不利影响。

发明内容

一种电池组热管理系统包括连接到至少一个DC电力总线的复数个电池单元。至少一个热电装置操作地布置成与复数个电池单元热接触。至少一个温度测量装置操作地连接到热管理系统且被配置成测量复数个电池单元的预定部分的温度。单元平衡电路操作地连接到复数个电池单元且被配置成将自复数个电池单元中至少一个的电流的一部分选择性地转移到至少一个热电装置。电子控制器操作地连接到单元平衡电路且被配置成控制到至少一个热电装置的电流流动。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种电池组热管理系统，包括：

连接到至少一个DC电力总线的复数个电池单元；

至少一个热电装置，其操作地布置成与所述复数个电池单元热接触；

至少一个温度测量装置，其操作地连接到所述热管理系统且被配置成测量所述复数个电池单元的预定部分的温度；

电池单元平衡电路，其操作地连接到所述复数个电池单元且被配置成将自所述复数个电池单元中至少一个的电流的一部分选择性地转移到所述至少一个热电装置；以及

电子控制器，其操作地连接到所述电池单元平衡电路且被配置成控制到所述至少一个热电装置的电流的流动。

技术方案2：根据技术方案1所述的电池组热管理系统，其中，所述电子控制器被配置成： 比较所述复数个电池单元的所述预定部分的温度与上温度参考和下温度参考；以及生成所述复数个电池单元的预定部分的上误差值和下误差值。

技术方案3：根据技术方案2所述的电池组热管理系统，其中，所述电子控制器基于所述复数个电池单元的预定部分的上误差值和下误差值来控制到所述至少一个热电装置的电流的流动。

技术方案4：根据技术方案1所述的电池组热管理系统，其中，所述至少一个热电装置布置成与所述复数个电池单元相对的至少一个导热结构热接触。

技术方案5：根据技术方案4所述的电池组热管理系统，其中，所述至少一个导热结构布置成与热交换流体热接触。

技术方案6：根据技术方案5所述的电池组热管理系统，其中，所述热交换流体为空气或液体冷却剂。

技术方案7：根据技术方案1所述的电池组热管理系统，其中，所述转移的电流部分对于每个电池单元而言在大约 0 mA与大约200 mA之间。

技术方案8：根据技术方案1所述的电池组热管理系统，其中，所述至少一个温度测量装置包括热成像装置或至少一个温度换能器。

技术方案9：根据技术方案1所述的电池组热管理系统，其中，所述至少一个热电装置为珀尔帖装置且所述复数个电池单元包括锂离子电池单元。

技术方案10：一种电池组热管理方法，包括：

通过将来自操作地连接到至少一个DC电力总线的复数个电池单元中至少一个的电流的一部分分流到与所述复数个电池单元的预定部分热接触的至少一个热电装置来平衡所述复数个电池单元中每个电池单元的电压；

确定所述复数个电池单元的预定部分的温度；以及

控制流到所述至少一个热电装置的电流的流动的大小和方向，从而加热或冷却所述复数个电池单元的预定部分。

技术方案11：根据技术方案10所述的方法，其中，所述至少一个热电装置为珀尔帖装置。

技术方案12：根据技术方案10所述的方法，其中，所述控制是基于通过比较所述复数个电池单元的预定部分的温度与上温度参考和下温度参考而分别生成的复数个电池单元的预定部分的上误差值和下误差值。

技术方案13：根据技术方案12所述的方法，其中，流到所述至少一个热电装置的电流的部分与所述上误差值或下误差值成比例。

技术方案14：根据技术方案10所述的方法，还包括：通过至少一个热电装置在所述复数个电池单元的预定部分与操作地连接到所述复数个电池单元的至少一个导热结构之间主动传热。

技术方案15：根据技术方案14所述的方法，其还包括：在所述至少一个导热结构与热交换流体之间传热。

附图说明