一种电动汽车电池温度调节系统及方法

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1.一种电动汽车电池温度调节方法，其特征在于：该方法采用的电动汽车电池温度调节系统包括电池模组和温度控制单元，所述电池模组由多个电池单元通过导电条(1)并联组成，所述电池单元由多个动力电池(2)通过导电条(1)串联组成，所述动力电池(2)的两侧均附着有导热贴膜(12)，所述动力电池(2)的两侧分别设置有第一卡槽(3)和第二卡槽(4)，所述第一卡槽(3)和第二卡槽(4)内均插接有与所述导热贴膜(12)相接触的热电片(9)，所述温度控制单元包括控制器(13)和人机交互模块，所述控制器(13)的输入端接有用于检测所述动力电池(2)温度的电池温度传感器(14)、分别用于检测所述热电片(9)冷端温度和热端温度的热电片温度传感器(15)、用于采集所述电池单元的总线电流的电流传感器(17)和用于采集每个所述动力电池(2)电压的电压采集芯片(16)，所述控制器(13)接有与多个所述电池单元对应的开关阵列模块(18)，所述开关阵列模块(18)接有与所述热电片(9)连接的H换向电路(19)和用于控制热电片(9)电流大小的调流模块(20)；该方法包括以下几个步骤：步骤一、数据采集：步骤101、动力电池温度采集：通过多个分别设置在所述动力电池(2)上的电池温度传感器(14)实时采集每个所述动力电池(2)的表面温度，通过多个分别设置在所述热电片(9)冷端和热端的热电片温度传感器(15)实时采集每个所述热电片(9)的冷端温度和热端温度，将采集到的表面温度、冷端温度和热端温度实时发送给控制器(13)；步骤102、动力电池电压电流采集：通过电流传感器(17)实时采集所述动力电池(2)总线的充放电电流，通过电压采集芯片(16)实时采集所述动力电池(2)的电压；步骤二、速率计算：步骤201、动力电池发热速率计算：控制器(13)根据公式计算动力电池(2)的发热速率，其中/>表示第i个电池单元中第j个动力电池(2)的发热速率，I表示动力电池(2)总线的充放电电流，V表示第i个电池单元中第j个动力电池(2)的体积，ΔU＝U-U，U表示第i个电池单元中第j个动力电池(2)的开路电压，U表示第i个电池单元中第j个动力电池(2)的电压，/>表示第i个电池单元中第j个动力电池(2)的表面温度，/>表示温度系数，ΔQ表示由环境温度造成的干涉放热速率，其中i为不小于1的正整数，j为不小于1的正整数；ijijijopenijijopenij步骤202、热电片冷端吸热速率计算：控制器(13)根据公式计算热电片(9)的冷端吸热速率，其中h＝1, 2，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的冷端吸热速率，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的冷端吸热速率，I表示由调流模块(20)得到的位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的电流，I表示由调流模块(20)得到的位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的电流，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的热端温度，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的热端温度，α表示热电系数，V表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的热端体积，V表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的热端体积；ijC-1ijC-2ijC-1ijC-2步骤203、热电片热端放热速率计算：控制器(13)根据公式计算热电片(9)的热端放热速率，其中/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的热端放热速率，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的热端放热速率，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的冷端温度，/>表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的冷端温度，V表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)一侧的热电片(9)的冷端体积，V表示位于第i个电池单元中第j个动力电池(2)另一侧的热电片(9)的冷端体积；ijH-1ijH-2步骤三、温度调节操作：步骤301、判断动力电池温度是否异常：通过所述人机交互模块设置动力电池(2)的最高表面温度Tmax和最低表面温度Tmin，控制器(13)将接收到的每个动力电池(2)的表面温度与最高表面温度Tmax和最低表面温度Tmin进行对比，当/>时，进入步骤302，当/>时，进入步骤303，当/>时，进入步骤304；步骤302、制冷操作：步骤3021、热电片冷端制冷：当时，控制器(13)发出控制指令，通过开关阵列模块(18)导通第i个电池单元中第j个动力电池(2)所对应的H换向电路(19)，所述H换向电路(19)控制热电片(9)的电流正向流动，保证热电片(9)的冷端和导热贴膜(12)相接触，当动力电池(2)的表面温度下降到/>时，进入步骤3022；步骤3022、热电片冷端吸热速率控制：当时，控制器(13)通过开关阵列模块(18)导通第i个电池单元中第j个动力电池(2)所对应的调流模块(20)，所述调流模块(20)控制热电片(9)的电流I减小，使/>ijC-h步骤3023：重复步骤301；步骤303、制热操作：步骤3031、热电片热端制热：当时，控制器(13)发出控制指令，通过开关阵列模块(18)导通第i个电池单元中第j个动力电池(2)所对应的H换向电路(19)，所述H换向电路(19)控制热电片(9)的电流逆向流动，保证热电片(9)的热端和导热贴膜(12)相接触，当动力电池(2)的表面温度上升到/>时，进入步骤3032；步骤3032、热电片热端放热速率控制：当时，控制器(13)通过开关阵列模块(18)导通第i个电池单元中第j个动力电池(2)所对应的调流模块(20)，所述调流模块(20)控制热电片(9)的电流I增大，使/>ijC-h步骤3033：重复步骤301；步骤304、将动力电池(2)的表面温度和热电片(9)的电流I存储在所述人机交互模块中；ijC-h所述动力电池(2)的周侧设置有用于调节所述热电片(9)热量的调温管路(5)，所述第一卡槽(3)和第二卡槽(4)上均设置有供所述调温管路(5)穿过的凹槽(11)，所述控制器(13)的输出端接有与所述调温管路(5)相接的液压控制模块(21)，当时，调温管路(5)内通冷却液，所述控制器(13)发出控制指令给液压控制模块(21)，以增加调温管路(5)内液体的流速，当/>时，维持当前流速不变；当/>时，调温管路(5)内通加热液，控制器(13)发出控制指令给液压控制模块(21)，以减小调温管路(5)内液体的流速，当/>时，维持当前流速不变；以新型的热电调温为主，液体调温为辅的方式，根据检测到的动力电池(2)的表面温度，进行闭环控制处理，智能调节热电片(9)的吸热速率和放热速率，同时控制调温管路(5)内冷却液或加热液的流速，达到调节每个动力电池(2)的表面温度的目的；所述动力电池(2)的周侧设置有用于调节所述热电片(9)热量的调温管路(5)，所述第一卡槽(3)和第二卡槽(4)上均设置有供所述调温管路(5)穿过的凹槽(11)，所述控制器(13)的输出端接有与所述调温管路(5)相接的液压控制模块(21)；所述第一卡槽(3)和第二卡槽(4)均粘接在所述动力电池(2)的外侧；由环境温度造成的干涉放热速率ΔQ的计算公式为：其中C表示动力电池(2)表面材料的比热容，T表示t时刻动力电池(2)的表面温度，T表示t时刻动力电池(2)的表面温度，t表示采样起始时刻，t表示采样结束时刻。110001 详见官网：