[发明专利]电池热管理系统及方法

说明书

一种电池热管理系统及方法，所述系统包括电池模组、热管单元、加热单元、主冷却系统和副冷却系统；其中热管单元包括若干热管，其中每一热管包括热管热端和热管冷端；电池模组的一个端面与所述热管热端的一表面热耦合；加热单元与热管热端背对电池模组的表面热耦合；热管冷端分别与所述主冷却系统和副冷却系统的表面热耦合。本发明可以根据环境温度灵活启动其中一个冷却系统实现对电池模组的冷却，从而尽可能多的节省用于冷却电池所耗的电能，且整个热管理系统内可以避免使用防冻液，能最大程度降低循环水泵或制冷压缩机的开启功耗，使新能源汽车的电量最小程度的消耗于给电池模组降温。

技术领域

本发明涉及电池热管理技术领域，具体地涉及一种电池热管理系统及方法。

背景技术

以锂离子电池为代表的动力电池已经广泛应用于为新能源汽车提供动力。目前业界普遍认为，锂离子电池工作的较优环境温度为5～35℃，在此温度区间内工作的锂离子动力电池能够保持很高的充放电效率并实现较长的使用寿命。

然而我国南方的大部分地区，动力电池在夏天使用1C以上大倍率充电，以及在高温天气下行车放电时，温度往往处于35～55℃之间。而在我国北方的大部分地区，冬天时的环境温度往往低于5℃。因此需要电池热管理装置对动力电池进行控温。

市面上一些动力电池热管理装置产品多使用单一防冻液循环管路系统装置(以下简称“液冷装置”)实现对电池的热管理功能。单一液冷装置对电池热管理存在以下主要弊端：

1、当环境温度较合适(25℃以下)，可以使用环境风作为热沉的情形，仍然需要用电驱动循环冷却液作为单一冷却方式冷却电池，造成电能不必要的浪费；

2、液冷装置对低温电池加热时，需先把冷却液温度加热到一定温度，才能通过冷却液使电池升温。由于防冻液的比热容较大，因此这种对电池低温加热的方式要么耗电量多，不节能；要么电池的温升速率比较低；

3、液冷装置的管道在电池包内形成较复杂的串并联回路，这些复杂的串并联回路难以使电池保持良好的均温性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电池热管理系统及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出了一种电池热管理系统，包括电池模组、热管单元、加热单元、主冷却系统和副冷却系统；其特征在于：

所述热管单元包括若干热管，其中每一热管包括热管热端和热管冷端；

电池模组的一个端面与所述热管热端的一表面热耦合；

加热单元与热管热端背对电池模组的表面热耦合；

热管冷端分别与所述主冷却系统和副冷却系统的表面热耦合。

作为本发明的另一个方面，还提出了一种采用如上所述的电池热管理系统进行的电池热管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电池模组的温度超过第一温度，且电池模组外界的环境温度低于第二温度时，启动副冷却系统对电池模组进行降温而主冷却系统不工作；

当电池模组的温度超过第一温度，且电池模组外界的环境温度高于或等于第二温度时，启动主冷却系统对电池模组进行降温而副冷却系统不工作；

当电池模组的温度低于第三温度时，使与热管热端热耦合的加热单元工作，实现电池模组的均匀升温，此时主冷却系统和副冷却系统均不工作；其中第三温度低于第一温度和第二温度。

基于上述技术方案可知，本发明的电池热管理系统及方法相对于现有技术存在如下有益效果：