阅读说明：本技术 一种电池包充电时的热管理方法、装置及汽车 (Heat management method and device during battery pack charging and automobile ) 是由 王芳芳 霍艳红 陈玉星 翟一明 岳翔 张俊杰 张鲁宁 王路 周放 刘刚 邬学建 于 2020-03-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种电池包充电时的热管理方法,包括：获取充电组件的工作参数、电池包的荷电状态和电池包的当前温度；根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值；判断所述当前温度是否小于所述预设第一温度阈值；若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值,则开启加热组件,以使得所述加热组件对所述电池包进行加热使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度。本发明提供的电池包充电时的热管理方法根据充电桩的输出功率设置开启加热功能的电池包温度阈值点,降低加热能耗,提高充电效率。(The invention discloses a thermal management method for charging a battery pack, which comprises the following steps: acquiring working parameters of a charging assembly, the charge state of a battery pack and the current temperature of the battery pack; determining a preset first temperature threshold according to the working parameters and the state of charge; judging whether the current temperature is smaller than the preset first temperature threshold value or not; if the current temperature is lower than the preset first temperature threshold value, a heating assembly is started, so that the heating assembly heats the battery pack, and the temperature of the battery pack reaches the working temperature matched with the working parameters. According to the thermal management method for charging the battery pack, the temperature threshold point of the battery pack for starting the heating function is set according to the output power of the charging pile, so that the heating energy consumption is reduced, and the charging efficiency is improved.)

一种电池包充电时的热管理方法、装置及汽车

技术领域

本发明涉及一种电池包热管理领域，特别涉及一种电池包充电时的热管理方法、装置及汽车。

背景技术

电动汽车使用动力电池组驱动电机运行，现有技术中，电池组多采用锂电池作为电源。锂电池在充电和放电过程中会产生发热现象。如果产生的热量不能及时散到外界环境中或在电池内部累积，将会使电池温度升高，降低电池的性能，甚至会引起热失控。

电池本身有特定的适宜工作温度。温度过高或者过低，都会对电池的性能、使用寿命、安全性能等产生影响。目前使用热管理系统将电池包温度控制在需求范围之内。

电池的冷却和加热需要消耗能量。现有技术中，计算能量的方法，主要采用公式：C*m*ΔT。其中C为电池包的比热容，m为模组的质量，ΔT为电池包的温度变化。ΔT一般为当前电池包温度和目标电池包温度的差值。目标电池包温度采用的电池包一般性能下的适宜工作温度。但现有技术中仅基于一个温度点作为目标温度计算电池冷却和加热所需能量，将会导致能量分配不合理，从而增加能耗。

当前的热管理控制策略多是针对行车模式，此模式下可以采用单一的温度阈值点开启冷却或者加热。

如果此策略用在充电模式下，即使用单一的温度点作为温度阈值点，能耗将会增加。因为充电模式下，不同的充电桩输出功率不同，对电芯温度的影响也不同。

因此，亟需提供一种电池包充电时的热管理方法的技术方案，在充电模式下，为了降低能耗，电池包充电时的热管理方法应根据充电桩的特性分别制定。

发明内容

本发明提供电池包充电时的热管理方法、装置及汽车，本发明的技术方案采用不同荷电状态(SOC，State of Charge)、不同的充电组件的充电功率，并根据荷电状态和充电组件的充电功率制定不同的温度阈值点，使能量充分利用并达到理想的效果。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种电池包充电时的热管理方法，包括：

获取充电组件的工作参数、电池包的荷电状态和电池包的当前温度；

根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值；

判断所述当前温度是否小于所述预设第一温度阈值；

若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则开启加热组件，以使得所述加热组件对所述电池包进行加热使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度。

进一步地、所述电池包包括多组串联的电池组：

所述获取电池包的当前温度，包括：

获取所述电池包中电池组的最低温度信息和所述电池包中电池组的最高温度信息；

所述当前温度通过所述最高温度信息和所述最低温度信息的加权平均来确定。

进一步地、还包括：

若所述当前温度大于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第三温度阈值；

若所述当前温度大于预设第三温度阈值时，则开启冷却组件，以使得所述冷却组件对所述电池包进行冷却使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度，其中，所述预设第三温度阈值大于所述预设第二温度阈值。

进一步地、所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值，包括：

所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值和所述预设第二温度阈值；

相应地、所述方法还包括：若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第二温度阈值；

若所述当前温度大于所述预设第二温度阈值时，则关闭加热组件或不开启加热组件。

进一步地、所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值和预设第二温度阈值，包括：

将所述工作参数和所述荷电状态输入电池模型组件中，以得到所述预设第一温度阈值和所述预设第二温度阈值；

所述电池模型组件被设置为按照下述方式建立：

获取多组所述工作参数和所述荷电状态；

建立所述电池模型组件，其中，所述电池模型组件中包括多个模型参数；

将所述工作参数和所述荷电状态作为所述电池模型组件的输入数据，将所述预设第一温度阈值和所述第二温度阈值作为所述电池模型组件的输出数据，调整所述电池模型组件的所述模型参数，直至所述电池模型组件达到预设要求。

另一方面本发明提供一种电池包充电时的热管理方法的装置，包括:

参数获取模块，用于获取充电组件的工作参数、电池包的荷电状态和电池包的当前温度；

温度阈值确定模块，用于根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值；

第一判断模块，用于判断所述当前温度是否小于所述预设第一温度阈值；

加热模块，用于若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则开启加热组件，以使得所述加热组件对所述电池包进行加热使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度。

进一步地、还包括：

第二判断模块，用于若所述当前温度大于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第三温度阈值；

冷却模块，用于若所述当前温度大于预设第三温度阈值时，则开启冷却组件，以使得所述冷却组件对所述电池包进行冷却，其中，所述预设第三温度阈值大于所述预设第二温度阈值。

另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如上述所述的电池包充电时的热管理方法的步骤。

另一方面，本发明提供一种电池包充电时的热管理方法的电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的电池包充电时的热管理方法的步骤。

另一方面，本发明一种汽车，所述汽车设置电池加热系统，所述电池加热系统能实现如上述任一项所述的电池包充电时的热管理方法。

采用上述技术方案，本发明所述的一种电池包充电时的热管理方法、装置及汽车具有如下有益效果：

1)根据充电桩的输出功率设置开启加热功能的电池包温度阈值点。

当前的技术多根据电芯的最优工作范围设置固定的加热阈值点。但是不同的充电桩充电能力不同，设置的阈值点有可能无法达到，此时不能进行有效的充电。或者很容易达到，浪费充电功率。

2)根据当前SOC调整加热阈值点。

当SOC在不同范围时，所需的充电功率不同，因此可以根据SOC的范围设置合适的阈值点，降低加热能耗，提高充电效率。

3)根据当前充电桩的输出功率、不同SOC下充电功率，将电芯温度调整至充电功率map表中的最优温度范围。降低能量损耗，提高能量利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1为本发明实施例提供的一种电池包充电时的热管理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种电池包充电时的热管理方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种电池包充电时的热管理方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种电池包充电时的热管理方法的装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种电池包充电时的热管理方法的装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供一种电池包充电时的热管理方法的电子设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种电池包充电时的热管理方法的流程图；如图1所示，一种电池包充电时的热管理方法，包括：

S102、获取充电组件的工作参数、电池包的荷电状态和电池包的当前温度；

具体地、电池包的当前温度可以侧面反映当前时刻电池包的温度；充电组件的工作参数可以是设置在对应设备上的电流检测组件、电压检测组件或功率检测组件等装置读取的充电组件的工作参数。电池包的荷电状态可以反映当前电池包的电量情况。其中，电池包可以是设置在车辆上的供电单元，电池包可以包括多组串联的电池组，每组电池组可以由多节串联的单体电池组成。需要说明的是单体电池的工作参数在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

需要说明的是，荷电状态和电池包的当前温度可以是实时获取的。

在一些可能的实施例中，所述获取电池包的当前温度，包括：

获取所述电池包中电池组的最低温度信息和所述电池包中电池组的最高温度信息；

具体地、电池包的最低温度信息和最高温度信息可以是通过与每组电池组对应连接的电流电压传感器(CVS，current voltage sensor)测量。并将测量的最高温度信息和最低温度信息发送给控制单元。

所述当前温度通过所述最高温度信息和所述最低温度信息的加权平均来确定。

具体地、控制单元接收到最高温度信息和最低温度信息后，通过加权平均可以确定当前温度。

示例地、当电池包包括五组电池组时，第一电池组的温度为20摄氏度，第二电池组的温度为16摄氏度，第三电池组的温度为16摄氏度，第四电池组的温度为18摄氏度，第五电池组的温度为15摄氏度，控制单元会将第一电池组的温度和第五电池组的温度求和之后平均，确定出当前温度为17.5摄氏度。当然控制单元也可以将五组电池组的温度求和之后平均，确定出当前温度为17摄氏度。当然也可以使用其他的加权数值对电池包的温度进行加权平均，在本说明书实施例中不做限定。

通过获取最低温度信息和最高温度信息能够准确的反应电池包的当前温度，避免由于某个电池组故障造成识别的电池包温度检测偏差过大，提高确定电池包温度的准确性。

S104、根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值；

具体地、预设第一温度阈值是根据工作参数和荷电状态确定出的。

在一些可能的实施例中，所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值和预设第二温度阈值，包括：

将所述工作参数和所述荷电状态输入电池模型组件中，以得到所述预设第一温度阈值和所述预设第二温度阈值；

所述电池模型组件被设置为按照下述方式建立：

获取多组所述工作参数和所述荷电状态；

建立所述电池模型组件，其中，所述电池模型组件中包括多个模型参数；

将所述工作参数和所述荷电状态作为所述电池模型组件的输入数据，将所述预设第一温度阈值和所述第二温度阈值作为所述电池模型组件的输出数据，调整所述电池模型组件的所述模型参数，直至所述电池模型组件达到预设要求。

具体地、在充电状态下，获取所述工作参数和所述荷电状态，然后构建坐标系，横坐标为电池包的充电效率，纵坐标左为荷电状态，纵坐标右为温度，按照电池包的充电效率在坐标系进行描点，并将多种电池包的充电效率在坐标系中的图像进行拟合，以获得预设第一温度阈值和/或所述预设第二温度阈值。

创建电池模型，计算电池的预设第一温度阈值和/或所述预设第二温度阈值。此模型考虑电池包的在工作参数和荷电状态下的充电效率，提高电池包温度阈值设定的准确性，进而提高电池包的充电效率，提高充电组件提供电能的利用效率。

S106、判断所述当前温度是否小于所述预设第一温度阈值；

具体地、当前温度是可以小于预设第一温度阈值；当前温度也可以大于预设第一温度阈值且小于预设第二温度阈值；当前温度亦可以大于预设第二温度阈值，其中，预设第二温度阈值大于预设第一温度阈值。

S108、若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则开启加热组件，以使得所述加热组件对所述电池包进行加热使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度。

具体地、如果当前温度小于所述预设第一温度阈值时，可以开启加热组件，控制加热组件直接或间接对电池包进行加热。其中，电池包加热所需的能量可以根据发热信息、当前温度和预设第一温度阈值确定。需要说明的是，发热信息可以根据当前电池包的充电功率、当前温度及外界温度确定。

示例地、电池包加热所需的能量＝(预设第一温度阈值-当前温度)*电池包的比热容*电池包的质量-发热信息。

示例地、1)电池包温度阈值点可以根据充电桩的输出功率设置开启加热功能。

a)如果充电桩的输出功率小(例如1.8Kw)，根据电芯充电窗口值，此时能够满足较低温度下的充电功率。因此此时开始加热的温度T1比较低，结束加热的温度t1也比较低。

b)如果充电桩的输出功率较大(例如3.3Kw)，根据电芯充电窗口值，此时不能满足较低温度下的充电功率。此时应在电芯温度稍高时开启加热，开启加热的温度为T2，关闭加热的温度为t2。

c)如果充电桩的输出功率较大(例如6.6Kw)，根据电芯充电窗口值，此时在电芯温度较高时才能满足所需充电功率。此时应在电芯温度稍高时开启加热，开启加热的温度为T3，关闭加热的温度为t3。

注：T3>T2>T1，t3>t2>t1，T1、T2、T3为预设第一温度阈值，t1、t2、t3为预设第二温度阈值。

2)电池包温度阈值点可以根据当前SOC调整加热阈值点。

A)如果充电桩的输出功率小(例如1.8Kw)，充电所需功率变化较小，此时可以设置同一温度阈值点。为了降低能耗，根据充电窗口map表来设置高SOC和低SOC对应的两个温度阈值点。

高SOC时(例如大于20％)：开启加热阈值点T11，关闭加热阈值点t11；

低SOC时(例如小于20％)：开启加热阈值点T12，关闭加热阈值点t12；

B)如果充电桩的输出功率较大(例如3.3Kw和6.6Kw)，根据充电窗口map表来设置高SOC和低SOC对应的三个温度阈值点。

低SOC时(例如小于20％)：开启加热阈值点T21，关闭加热阈值点t21；

中SOC时(例如大于20％且小于80％)：开启加热阈值点T22，关闭加热阈值点t22；

高SOC时(例如大于80％)：开启加热阈值点T32，关闭加热阈值点t32；

本发明提供的电池包充电时的热管理方法根据充电桩的输出功率设置开启加热功能的电池包温度阈值点。当SOC在不同范围时，所需的充电功率不同，因此可以根据SOC的范围设置合适的阈值点，降低加热能耗，提高充电效率。根据当前充电桩的输出功率、不同SOC下充电功率，将电芯温度调整至充电功率map表中的最优温度范围。降低能量损耗，提高能量利用率。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述开启加热组件，以使得所述加热组件对所述电池包进行加热使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度，包括：

获取冷却液温度信息；

根据所述冷却液温度信息和所述预设第一温度阈值控制所述加热组件开启并加热，以使得所述加热组件通过加热冷却液进而加热所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的又一种电池包充电时的热管理方法的流程图，还包括：

若所述当前温度大于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第三温度阈值；

若所述当前温度大于预设第三温度阈值时，则开启冷却组件，以使得所述冷却组件对所述电池包进行冷却使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度，其中，所述预设第三温度阈值大于所述预设第二温度阈值。

具体地、预设第三温度阈值可以是一个固定的数值，也可以是根据工作参数和荷电状态确定出的。其中，确定预设第三温度阈值的方法可以与确定预设第一温度阈值的方法相同。

通过设置预设第三温度阈值提高保证电池包的充电功率，避免由于电池工作温度过高造成危险。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，如图3所示，图3为本发明实施例提供的又一种电池包充电时的热管理方法的流程图，所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值，包括：

所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值和所述预设第二温度阈值；

相应地、所述方法还包括：若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第二温度阈值；

若所述当前温度大于所述预设第二温度阈值时，则关闭加热组件或不开启加热组件。

相应的，本发明实施例提供了一种电池包充电时的热管理方法的装置，如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种电池包充电时的热管理方法的装置结构示意图，所述装置可以包括：

参数获取模块602，用于获取充电组件的工作参数、电池包的荷电状态和电池包的当前温度；

温度阈值确定模块604，用于根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值；

第一判断模块606，用于判断所述当前温度是否小于所述预设第一温度阈值；

加热模块608，用于若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则开启加热组件，以使得所述加热组件对所述电池包进行加热使得所述电池包的温度到达与所述工作参数匹配的工作温度。

具体地、参数获取模块可以包括：工作参数获取单元、荷电状态获取单元和当前温度获取单元。工作参数获取单元、荷电状态获取单元和当前温度获取单元可以是集成在参数获取模块上，也可以是单独设置的。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述信息获取模块具体用于，

获取所述电池包中电池组的最低温度信息和所述电池包中电池组的最高温度信息；

所述当前温度通过所述最高温度信息和所述最低温度信息的加权平均来确定。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，如图5所示，图5为本发明实施例提供的又一种电池包充电时的热管理方法的装置结构示意图，所述装置还包括：第二判断模块610，用于若所述当前温度大于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第三温度阈值；

冷却模块612，用于若所述当前温度大于预设第三温度阈值时，则开启冷却组件，以使得所述冷却组件对所述电池包进行冷却，其中，所述预设第三温度阈值大于所述预设第二温度阈值。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述温度阈值确定模块还用于所述根据所述工作参数和所述荷电状态确定出预设第一温度阈值和所述预设第二温度阈值；

相应地、所述装置还包括：

第三判断模块，用于若所述当前温度小于所述预设第一温度阈值，则判断所述当前温度是否大于所述预设第二温度阈值；

关闭模块，用于若所述当前温度大于所述预设第二温度阈值时，则关闭加热组件或不开启加热组件。

所述的装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思。在此不再一一赘述。

相应的，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现前述所述的电池包充电时的热管理方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种电池包充电时的热管理方法的电子设备，图6为本发明实施例提供一种电池包充电时的热管理方法的电子设备的结构图，如图6所示，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的一种电池包充电时的热管理方法的步骤。

另一方面，本发明实施例提供了一种汽车，所述汽车设置电池加热系统，所述电池加热系统能实现上述任一项所述的电池包充电时的热管理方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参加即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参加方法实施例的部分说明即可。

本说明书实施例并不局限于必须是符合行业通信标准、标准计算机数据处理和数据存储规则或本说明书一个或多个实施例所描述的情况。某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、存储、判断、处理方式等获取的实施例，仍然可以属于本说明书实施例的可选实施方案范围之内。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。