[发明专利]锂电池组温度均衡控制系统

说明书

本发明公开了一种锂电池组温度均衡控制系统，包括：锂电池组，由多个锂电池堆并联而成，每个锂电池堆由多个锂电池单元串联而成；温度检测模块，用于测量所述多个锂电池单元的表面温度；温度计算模块，用于根据多个锂电池单元的表面温度计算锂电池组内的每个电池堆的平均温度；温度控制模块，用于根据平均温度和温度控制目标值得到每个电池堆的电流参考值；电流分配模块，用于根据每个电池堆的电流参考值和需用电流值得到每个电池堆的电流分配目标值；电流控制模块，用于实现各电池堆的电流分配目标值，从而对所述锂电池组进行温度均衡。本发明比基于散热的冷却系统具有更强的主动性和可靠性。

技术领域

本发明涉及锂电池应用领域，特别涉及一种锂电池组温度均衡控制系统。

背景技术

锂电池具有比能量高、比功率大、使用寿命长、无记忆效应、无污染等优点，日益广泛地应用于电子设备、电动汽车、轨道交通及航空航天等领域，但与此同时，其安全性问题也逐渐暴露出来。由锂电池引发的安全事故主要是由于电池的热失控引起的，当热量不能及时散出导致局部高温，便会引发电池漏液、变形、着火、甚至爆炸。因此，锂电池的安全性和热管理问题是制约其发展和应用的主要技术瓶颈。

相关技术中，通常是采用冷却系统对锂电池组进行散热的，其冷却系统包括主动冷却和被动冷却系统。主动冷却系统使用廉价空气或冷却液体在电池堆内进行强制对流散热，额外的流体输送装置增加了系统的能耗，并且其冷却效果容易受到环境温度的制约。被动冷却系统主要采用相变材料、热管技术等，其不足之处是电池单体可能被相变物质污染导致不能顺利充放电、出现故障时维修不便等。另外，主动冷却和被动冷却系统都无法避免地增加了系统的重量和体积，并且其散热能力都存在上限，无法从根本上解决温度过高和温度分布不均匀的问题，尤其是串行式主动冷却系统，更是人为地增加了温度分布的不均匀性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种锂电池组温度均衡控制系统。该锂电池组温度均衡控制系统比基于散热的冷却系统具有更强的主动性和可靠性，从系统结构来说，没有引入额外的流体或能耗，并且能够降低冷却系统的要求和负担。

为了实现上述目的，本发明公开了一种锂电池组温度均衡控制系统，包括：锂电池组、温度检测模块、温度计算模块、温度控制模块、电流分配模块和电流控制模块，其中，所述锂电池组由多个锂电池堆并联而成，每个锂电池堆由多个锂电池单元串联而成；所述温度检测模块，用于测量所述多个锂电池单元的表面温度；所述温度计算模块，用于根据所述多个锂电池单元的表面温度计算所述锂电池组内的每个电池堆的平均温度；所述温度控制模块，用于根据所述平均温度和温度控制目标值得到每个电池堆的电流参考值；所述电流分配模块，用于根据每个电池堆的电流参考值和需用电流值得到每个电池堆的电流分配目标值；所述电流控制模块，用于实现各电池堆的电流分配目标值，从而对所述锂电池组进行温度均衡。

根据本发明的锂电池组温度均衡控制系统，通过温度控制模块得到每个锂电池堆的电流参考值，从而限制和分配每个锂电池堆的电流以实现锂电池组的温度均衡控制，即从产热的源头来避免局部高温和热失控，比基于散热的冷却系统具有更强的主动性和可靠性，另外，从系统结构来说，设计简单实用，没有引入额外的流体或能耗，并且能够降低冷却系统的要求和负担。

另外，根据本发明上述实施例的锂电池组温度均衡控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述电流分配模块包括电流分配算法及其硬件实现。

进一步地，所述电流分配算法具体包括：电池堆的电流参考值为负值时，将所述电池堆的电流参考值重置为零；所有电池堆的电流参考值之和大于需用电流值时，各个电池堆的电流分配目标值按照电流参考值的权重分配，其中，分配后的所有电池堆的电流值之和等于需用电流值；所有电池堆的电流参考值之和小于等于需用电流值时，设置各个电池堆的电流分配目标值等于所述电流参考值。