[发明专利]一种基于TEC的动力电池热管理系统及其控制方法

说明书

一种基于TEC的动力电池热管理系统，包括动力电池包、与动力电池包一一对应的TEC总成、控制器，控制器包括依次连接的电池温度采集模块、BMS模块、开关元件驱动模块，电池温度采集模块的输入端与动力电池包内的温度传感器相连，开关元件驱动模块的输出端通过DC/DC变换器与TEC总成相连，控制方法包括BMS模块对来自温度采集模块的动力电池温度信号进行处理后输出控制指令给开关元件驱动模块，若动力电池温度不在其合适工作温度范围内，开关元件驱动模块驱动TEC总成进行制冷散热或加热温控操作，若动力电池温度在其合适工作温度范围内，TEC总成则不进行温控操作。本设计不仅简化了控制，而且提高了系统的工作效率。

技术领域

本发明属于电动汽车温度控制技术领域，具体涉及一种基于TEC的动力电池热管理系统及其控制方法，适用于简化控制、提高系统的工作效率。

背景技术

电动汽车动力电池热管理系统的主要功能包括：在电池温度较高时对其进行有效散热，防止电池热失控；在电池温度较低时进行预热，使电池升温，确保低温下电池的充电、放电性能和安全性；减小电池组内的温度差异，防止高温位置处的电池寿命衰减过快，以提升电池组整体寿命。

按照传热介质的不同，动力电池热管理冷却方式主要有：1)自然散热；2)强制风冷；3)液冷；4)直冷；5)相变材料。目前电动汽车动力电池热管理技术主要以空气热管理和液体热管理为主，相变材料热管理技术目前还处在小范围的探索试验阶段。

空气热管理系统中的自然冷却系统受环境温度影响大，并且只能在室外温度适宜的情况下对动力电池进行散热，无法实现在寒冷天气对动力电池进行预热，因此使用范围受限。利用车载空调系统的空气热管理系统需要与整车空调系统进行集成，需要布置制冷剂管道和冷却水管道，而且还需要设计风道，使用冷空气对动力电池进行均匀散热，空调单元需要占据很大的空间；因此空调风冷热管理系统占用空间大，比体积能量密度小，此处的比体积能量密度指的是电池总能量和体积的比值(kWh/m³)。同时，空气热管理系统还存在电池箱内部温度均匀性不容易控制、电池箱密封设计困难、防尘防水效果较差的缺点。液体热管理系统设计复杂，同样需要布置液冷管道，管道布置复杂，成本高；而且还需要增加水泵和水箱，水箱占用空间较大。且直接接触式液体热管理系统采用的绝缘液体通常粘度比较大、流速不高，从而限制了其换热效果；而间接接触式液体热管理系统采用的液体介质虽然热导率高但是绝缘性差，一旦漏夜就会发生短路的风险。

中国专利：申请公布号为CN104134831A，申请公布日为2014年11月5日的发明专利公开了一种基于TEC级联的电池包的温度控制装置、方法及系统，其通过计算电池包的充放电循环次数，然后根据电池包的充放电循环次数确定当电池包的实际容量与标称容量相等时电池包的最佳工作温度，该最佳工作温度即最优目标温度，实现方式是首先通过初级TEC控制箱体内的环境温度达到包含该最优目标温度的温度范围内，以缩小控制电池包温度所要调节的温度范围，然后通过次级TEC进一步控制电池包的温度达到最优目标温度。虽然该系统将电池包的温度精确控制在最优目标温度，但其控制过程基于电池的温度和电流，且采用二次TEC控制，因此控制复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的控制复杂的问题，提供一种控制简单的基于TEC的动力电池热管理系统及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种基于TEC的动力电池热管理系统，包括多个动力电池包、与动力电池包一一对应的TEC总成、控制器，所述动力电池包内设置有用于检测动力电池温度的传感器，该传感器的输出端与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与TEC总成相连接；

所述控制器包括依次连接的电池温度采集模块、BMS模块、开关元件驱动模块，所述电池温度采集模块的输入端与传感器相连接，所述开关元件驱动模块的输出端通过DC/DC变换器与TEC总成相连接。