[发明专利]带有智能热管理系统控制功能的电池管理系统

说明书

本发明公开了一种带有智能热管理系统控制功能的电池管理系统，包括数据采集模块，智能热管理系统控制模块。其中智能热管理系统控制模块由嵌入式处理器，数据记录模块，热管理系统功率控制模块组成。数据采集模块采集电池数据，传输至智能热管理系统控制模块，智能热管理系统控制模块通过计算得到电池包所需的散热功率并控制热管理系统对电池包进行提前散热，使得电池包的温控更加及时且精准。

技术领域

本发明涉及一种电池管理系统，尤其是一种能够根据电池包工作状态对其进行智能热管理的电池管理系统。

背景技术

电动汽车使用的锂离子电池，其工作特性与温度显著相关，温度过高或过低都会影响电池内部的化学反应，进而影响电池的性能，寿命和安全性。为了控制电池包的温度，现代化的电池包都采用了主动式热管理系统。

由于技术手段所限，目前的传感器无法探测到电池内部的温度，其采集的多为电池表面的温度。在电池工作时，由于传热速率有限，电池内部的温升无法立即表现为电池表面的温升，导致电池内部的温度始终高于电池表面的温度，且温差随着升温速率增大而增大。

现有的热管理系统，通过采集到的电池表面温度来判断是否需要对电池进行降温，其控制手段总是滞后于电池内部的温度变化。且由于电池内外温差随升温速率的变化而变化，因此也无法通过设置固定的提前量来解决该问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种带有智能热管理系统功率控制功能的电池管理系统，能够通过在线的实时计算得到电池包的实时发热功率，结合当前电池包温度得出电池包所需的散热功率，并通过智能热管理系统控制模块实时调节输出功率至热管理系统，以此来将电池包的温度控制在更小的最佳工作温度区间内。

本发明是这样来实现上述目的：

带有智能热管理系统控制功能的电池管理系统，至少包括数据采集模块及智能热管理系统控制模块，智能热管理系统控制模块的功率输出端与热管理系统相连，数据采集模块输入端与电池包相连及采集获得电池包的电压、电流及温度数据并输出至智能热管理系统控制模块；智能热管理系统控制模块中存储有电池包发热功率模型，并根据电池包发热功率模型及上述数据计算获得当前电池包的发热功率；智能热管理系统根据当前电池包的发热功率调整热管理系统的工作功率。

其中，智能热管理系统控制模块中还设定有电池包工作温度区间，其包括低温区间、适温区间和过温区间；智能热管理系统控制模块执行以下控制步骤：

a.智能热管理系统控制模块根据温度数据判断电池包所处的电池包工作温度区间；如电池包处于低温区，则执行步骤b；如电池包处于适温区，则执行步骤c；如电池包处于过温区，则执行步骤d；

b.智能热管理系统控制模块的功率输出端输出至热管理系统的功率为0；执行步骤a；

c.智能管理系统控制模块将发热功率与热管理系统的散热功率相比较获得控制比例，智能管理系统控制模块还存储有控制比例阈值；当控制比例位于控制比例阈值内，则执行步骤a，否则执行步骤e；

d.智能管理系统控8制模块的功率输出端输出最大功率至热管理系统；执行步骤a；

e.智能管理系统控制模块根据控制比例计算获得输出功率，并将该输出功率输出至热管理系统；执行步骤a。

所述电池包发热功率模型为以下公式：

，

式中P_TMS为电池包的发热功率，I为电池包的工作电流，R_h为电池包的平均热阻系数，P₀为电池包除焦耳热外的热源所产生的发热功率，P_L为电池包在自然散热情况下的散热功率。