CN107039701B - 电池组流控制方法 - Google Patents
电池组流控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107039701B CN107039701B CN201610832332.5A CN201610832332A CN107039701B CN 107039701 B CN107039701 B CN 107039701B CN 201610832332 A CN201610832332 A CN 201610832332A CN 107039701 B CN107039701 B CN 107039701B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow
- section
- fan
- temperature
- battery pack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6561—Gases
- H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/63—Control systems
- H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6561—Gases
- H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/545—Temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
一种控制流通过电池组的示例性方法包括,在第一操作条件下,使用第一风扇使流移动通过外壳的第一区段,并且使用第二风扇使流移动通过外壳的第二区段。在第二操作条件下,该方法使用第一风扇使流移动通过第二区段。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种控制流通过电池组的方法并且,更具体地,涉及一种利用各个风扇的阵列以控制流通过电池组的区段的方法。
背景技术
电动车辆通常不同于传统的机动车辆,因为电动车辆使用由电池组的电池单元供电的一个或多个电机选择性地驱动。电机可以代替内燃发动机来驱动电动车辆,或除了内燃发动机之外电机可以驱动电动车辆。示例电动车辆包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆(FCV)和电池电动车辆(BEV)。
参照图1,示例现有技术的电池组2包括给电车辆的电机供电的电池单元。单个风扇4连接到导管6。风扇4吸引来自电池组2的通过管道6的空气流。该流可以冷却电池组2。
发明内容
根据本发明的示例性方面的一种控制流通过电池组的方法,除了别的以外包括,在第一操作条件下,使用第一风扇使流移动通过外壳的第一区段,并且使用第二风扇使流移动通过外壳的第二区段。该方法进一步包括,在第二操作条件下,使用第一风扇使流移动通过第二区段。
在前述方法的又一非限制性实施例中,该方法包括响应于温度变化而从第一操作条件改变到第二操作条件。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,温度变化包括第二区段的实际温度不同于第二区段的预期温度。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,温度变化包括第二区段的实际温度不同于电池组的平均温度。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,温度变化包括第二区段内的一组电池单元的温度变化。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,该方法包括,在第二操作条件下,调整第一风扇以增加由第一风扇移动的流。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,调整是响应于第二区段中的电池单元的温度和外壳的另一个区域中的电池单元的温度之间的差。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,调整是基于流模型。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,该方法包括,在第二操作条件下,使用第三风扇使流移动通过第二区段和第三区段,第二区段被定位在外壳内的第一区段和第三区段之间。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,该方法包括使用第一区段内的第一组电池单元和第二区段内的第二组电池单元选择性地给电动车辆的传动系供电。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,第一风扇围绕第一轴线旋转以移动流并且第二风扇围绕第二轴线旋转以移动流。第一轴线与流传送通过第一区段的方向对准。第二轴线与流传送通过第二区段的方向对准。
根据本发明的示例性方面的一种控制流通过电池组的方法,除了别的以外包括,使用第一风扇使流传送通过外壳的第一区段,并且使用第二风扇使流传送通过外壳的第二区段。该方法进一步包括增加第一风扇的速度以响应于第二区段中的温度变化而使用第一风扇使流传送通过第二区段。
在前述方法的又一非限制性实施例中,第二区段中的温度变化包括第二区段的实际温度不同于第二区段的预期温度。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,第二区段中的温度变化包括第二区段中一组电池单元的温度升高。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,第二区段中的温度变化包括第二区段的实际温度不同于电池组的平均温度。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,第一风扇围绕第一轴线旋转以移动流并且第二风扇围绕第二轴线旋转以移动流。第一轴线与流传送通过第一区段的方向对准。第二轴线与流传送通过第二区段的方向对准。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,增加是基于流模型。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,增加是进一步响应于第二风扇使不足的流传送通过第二区段。
在任意前述方法的又一非限制性实施例中,该方法包括使用第三风扇使流传送通过第二区段和第三区段,第二区段被定位在外壳内的第一区段和第三区段之间。
附图说明
从具体实施方式,对于本领域的技术人员而言,所公开的示例的各种特征和优点将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简要描述如下:
图1示出了示例现有技术的电池组;
图2示出了示例电动车辆的动力传动系统;
图3示出了用来控制通过图2的动力传动系统中使用的电池组的流的电池组流控制系统的局部剖视图;
图4示出了当电池组流控制系统处在第一操作条件下时图3的选择的部分的局部示意横截面图;
图5示出了当电池组流控制系统处在第二操作条件下时图4的横截面;
图6示出了电池组和在第一操作条件下的电池组流控制器的另一个示例实施例的局部示意横截面图;
图7示出了在第二操作条件下的图6的横截面;
图8示出了控制通过图2或6的电池组,或另一个电池组的流的示例方法的步骤;
图9示出了控制通过图2或6的电池组,或另一个电池组的流的示例方法的步骤。
具体实施方式
本发明总体上涉及一种控制流通过电池组的方法并且,更具体地,涉及一种控制风扇阵列内的各个风扇的阵列来影响通过电池组的不同区段的流的方法。流是可以冷却电池组的流体,比如空气。在另一个示例中,流可以加热电池组。
参照图2,混合动力电动车辆(HEV)的动力传动系统10包括容纳成组18的电池单元的电池组14。在本示例中每个组18包括三个单独的电池单元。
动力传动系统10进一步包括内燃发动机20、马达22和发电机24。马达22和发电机24是电机的类型。马达22和发电机24可以是单独的或具有组合的马达-发电机的形式。
在本实施例中,动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分配动力传动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩来驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动系统包括发动机20和发电机24的组合。第二驱动系统至少包括马达22、发电机24、和电池组14。马达22和发电机24是动力传动系统10的电驱动系统的部分。
发动机20和发电机24可以通过动力传输单元30(比如行星齿轮组)连接。当然,其他类型的动力传输单元——包括其他齿轮组和变速器——可以用来将发动机20连接到发电机24。在一个非限制性实施例中,动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34和行星齿轮架总成36的行星齿轮组。
发电机24可以通过动力传输单元30被发动机20驱动以将动能转换成电能。发电机24可以供选择地作为马达运行来将电能转换成动能,从而输出扭矩到连接到动力传输单元30的轴38。
动力传输单元30的环形齿轮32连接到轴40,轴40通过第二动力传输单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其它动力传输单元可以使用在其它示例中。
齿轮46将扭矩从发动机20传递到差速器48以最终提供牵引力给车辆驱动轮28。差速器48可以包括使扭矩能够传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在本实施例中,第二动力传输单元44通过差速器48机械地连接到车桥50以将扭矩分配到车辆驱动轮28。
马达22可以通过输出扭矩到也连接到第二动力传输单元44的轴54用来选择性地驱动车辆驱动轮28。在本实施例中,马达22和发电机24合作作为再生制动系统的一部分,其中马达22和发电机24可以用作马达来输出扭矩。例如,马达22和发电机24可以各自输出电力以给电池组14的电池单元再充电。
现在参照图3并且继续参照图2,用于电池组14的示例流控制系统58与电池组14的外壳60相连接。外壳60被分成区段64a-64e或区域,其通过虚线表示。
区段64a-64e每个包括成组18a-18e的电池单元中的一个。在本示例中,每个区段64a-64e包括三个单独的电池单元。
在另一个示例中,一个或多个区段64a-64e可以包括替代成组18a-18e的电池单元中的一个,或除了成组18a-18e的电池单元中的一个之外的电池支撑装置,比如电池电子控制模块(BECM)。
区段64a-64e是有同样大小的。在另一个示例中,区段64a-64e可以具有不同的大小以容纳电池支撑装置、除了三个之外的若干电池单元、或一些其它部件。
示例电池单元是具有电池组14内面向上的端子的棱柱形单元。在另一个示例中,电池单元是圆柱形的。其他类型的电池单元也可以使用。
示例外壳60包括五个区段64a-64e,但可以包括一些其他数量。在本示例中,没有使用间壁且区段64a-64e在结构上并非彼此隔开地限定。在另一个示例中,区段64a-64e可以通过外壳60内的分隔结构(比如,壁)部分地彼此隔开。如果使用分隔结构,则分隔结构结合当需要这样的流时允许区段64a-64e之间的流的工程化的间隙,比如孔。
系统58包括风扇总成。在本示例中,风扇总成包括具有多个风扇68a-68e的风扇阵列66。示例风扇68a-68e直接安装到外壳60的侧壁72。示例风扇阵列66包括五个风扇68a-68e,但可以包括一些其他数量的风扇。
风扇阵列66使流移动通过电池组14。在本示例中,外壳60内的流可以移动通过组18a-18e中的各个电池单元之间的空间。流也可以移动通过组18a-18e之间和组的顶部和外壳60的顶部74之间的空间。
五个区段64a-64e中的每个与五个风扇68a-68e中的一个相关联。在另一个示例中,区段64a-64e中的多个与风扇68a-68e中的一个相关联。即,风扇68a-68e的数量不需要匹配区段64a-64e的数量。
风扇68a-68e被配置为拉动流至少通过区段64a-64e中的各个。流移动到区段64a-64e通过由外壳60的侧壁76中的一个或多个开口(未示出)提供的入口。
在另一个示例中,风扇68a-68e被配置为拉动流至少通过区段64a-64e中的各个。在这样的示例中,开口可以从外壳提供出口。
在又一示例中,风扇68a-68e是可反转的并且因此被配置为选择性地推动或拉动流通过区段64a-64e。
示例风扇68a-68e每个包括围绕轴线A旋转以移动流的叶片转子。轴线A被示出与风扇68a相关,但应当理解的是,剩余的风扇68b-68e中的每个具有各自的旋转轴线。示例风扇68a-68e被对准以使轴线A与流传送通过区段64a-64e的相关联的一个中的组18a-18e的方向对准。供选择地,风扇68a-68e可以每个包括叶轮,该叶轮垂直于轴线A且围绕轴线A大约相切于叶轮的旋转排放空气。
组18a-18e终止在横向面对侧78。风扇68a-68e与横向侧78隔开,横向侧78提供风扇阵列66和成组18a-18e的电池单元之间的开放区域80。在开放区域80中,流可以在区段64a-64e之间移动。如果物理分隔件用来隔开区段64a-64e,则物理分隔件将不会阻挡开放区域80中的区段64a-64e之间的所有流。物理分隔件可以包括孔,例如,以允许流在开放区域80内的区段64a-64e之间。开放区域80在外壳60内。
传感器总成82a-82e与区段64a-64e中的每个相关联。传感器总成82a-82e可以用来感测区段64a-64e的各个内的温度。示例传感器总成82a-82e可以感测一个或多个相关联的电池单元的温度,或者导电连接到相关联的电池单元的元件(比如汇流条)的温度。
通过区段64a-64e的流可以改变电池单元和区段64a-64e中的其他部件的温度。例如,增加通过区段64a的流可以降低区段64a的温度并且因此降低由传感器总成82a感测到的温度。
通常,穿过成组18a-18e的电池单元的相对均匀流可以将电池单元冷却或加热到所需水平。在某些条件下,来自大致均匀流的变化可以是期望的。
参照图4和5并且继续参照图3,风扇68a-68e中的每个可操作地连接到控制器84。风扇68a-68e可以通过控制器84单独地进行调整以相对于其它区段64a-64e选择性增加或减少通过区段64a-64e中的一个或多个的流。组18a-18e在图4和5中被示意性地表示。
在本实施例中,控制器84调整相对于彼此的各个风扇68a-68e的旋转速度来增加或减少通过区段64a-64e的流。控制器84可以接收来自传感器总成82a-82e的温度读数并且可以响应于温度读数的变化而调整旋转速度。例如,如果在区段64b中比在区段64a中期望更多的流,则风扇68b的旋转速度可以相对于风扇68a的旋转速度增加。各个风扇68a-68e的有效旋转速度可以通过调整流到风扇68a-68e的模拟功率来控制,通过功率的脉冲宽度调制或通过另一个工具来控制。
尽管在本示例中调整旋转速度。但在其它示例中,控制器84可以做出其他调整以相对于其它区段64a-64e改变通过区段64a-64e中的一个或多个的流。例如,控制器84可以使叶片阵列致动以增加或减少流。
用于系统58的操作条件可以改变以改变通过区段64a-64e的流。操作条件可以响应于例如在电池组14的区段64a-64e中的一个或多个中的电池单元相对于电池组14的其他电池单元的温度上升而改变。与区段64a-64e相关联的传感器总成82a-82e可以感测温度并且提供温度信息给控制器84,其然后调整风扇阵列66以改变通过区段64a-64e的流。
区段64a-64e的温度变化可以至少部分地由阻挡流进入外壳60的障碍物造成。例如,电池组14定位在电动车辆的后排座椅88的后方。用于后排座椅88的安全带锚固件90a、90b和90c可以阻挡到外壳60的开口76的流。具体地,安全带锚固件90b可以阻挡流进入区段64b和区段64c。
示例电池组14沿穿过后排座椅88的背面延伸。电池组14内的电池单元的数量和大小提供用于在电池组14的横向侧导通的很少或无空间。
在本示例中,电池组14约1000毫米宽。区段64a-64e中的每个具有约200毫米的宽度。区段64a-64e的数量和区段64a-64e的宽度可以与本示例不同。示例电池单元的厚度对于棱柱形电池单元可以是12到25毫米厚并且对于袋状式电池单元是5到13毫米厚。如果使用具有这样的厚度的电池单元,则区段18a-18e将很可能每个包括多于三个单独的电池单元。
示例风扇68a-68e中的每个可以吸引通过相关联区段64a-64e的约20立方英尺。在一些示例中风扇64a-64e在大小上与座椅冷却风扇相同。区段64a和64e的数量和大小可以是电池组14需要的最大流和风扇68a-68e的容积的函数。
由于阻塞流,区段64b中的一组18b电池单元和区段64c中一组18c电池单元的温度可以上升。为了降低区段64b和64c中的电池单元的温度,控制器84可以相对于其余风扇68a、68d和68e增加风扇68b和68c的旋转速度。增加风扇68b和68c的旋转速度增加通过区段64b和64c的流。
操作条件可以响应于替代区段64a-64e内的温度的其它信息或者除了区段64a-64e内的温度之外的其它信息而改变。例如,风扇68a-68e中的一个的不可操作性可以引发操作条件改变。
例如,图4的系统58根据第一操作条件操作。在第一操作条件下,风扇68a吸引流通过区段64a、风扇68b吸引流通过区段64b、风扇68c吸引流通过区段64c、风扇68d吸引流通过区段64d、并且风扇68e吸引流通过区段64e。在本示例中,第一操作条件对应于当风扇68a-68e中的每个是全功能的并且能够保持通过区段64a-64e中的各个的所需流时。
在图5中,系统58已改变以根据第二操作条件操作。在图5中,风扇68d是不可操作的,或不能够以可以吸引通过区段64d的足够流的水平操作。作为响应,系统58已改变到第二操作条件。
在示例第二操作条件下,控制器84已相对于其他风扇68a和68b增加了风扇68c和68e的旋转速度。操作风扇68c和68e可以补偿风扇68d的无力以吸引通过区段64d的足够流。在本示例中,风扇68c和68e的旋转速度的变化表示从第一操作条件到第二操作条件的变化。
当示例系统58在第二操作条件下操作时,风扇68c吸引流通过区段64c且通过相邻区段64d。另外,风扇68e吸引流通过区段64e和相邻段64d。增加风扇68c和68e的旋转速度增加由风扇68c和68e移动的流,其帮助风扇68c和风扇68e吸引来自除了区段64c和64e之外的区段64d的流。开放区域80提供邻近区段64a–64e之间的工程开口或间隙以允许流从区段64a–64e的一个移动到区段64a–64e的另一个。
在一些示例中,风扇68a–68e可以每个包括回流阻挡器92,如与风扇68d连接示意性地表示。回流阻挡器92可以允许在一个方向上通过风扇68的流,但阻挡在第二、相反方向上通过风扇68d的回流。
当系统58处在第一操作条件下时,回流阻挡器92处在图4的第一位置以允许流离开外壳通过风扇68d。当系统58处在第二操作条件下时,回流阻挡器92处在图5的第二位置以阻挡流进入开放区域80通过风扇68d。
流的方向可以使回流阻挡器92在第一位置和第二位置之间移动。例如,回流阻挡器92可以包括在流从开放区域80移动到风扇68d时打开并且在流从外壳60的外部移动到风扇68d时拉动关闭的翼。
在一些示例中,控制器84致动且保持回流阻挡器92在第一位置或区段位置。这允许回流阻挡器92用来改变第一和第二操作条件之间的系统58。回流阻挡器92可以被代替相对于风扇68a和68b的速度增加风扇68c和68e的速度而使用,或除了相对于风扇68a和68b的速度增加风扇68c和68e的速度之外使用。
在区段通过物理分隔件——每个结合一个或多个孔以选择性地允许开放区域内区段64a-64e之间的流——隔开的示例中,一个或多个孔的大小可以是可调整的。例如,控制器84可以使翅片,或类似的结构致动以选择性地增加或减小有效孔大小。增加孔的大小允许更多的、通过孔从区段64a–64e中的一个到相邻区段的流。减小孔的大小可以允许更少的、通过孔从区段64a–64e中的一个到相邻区段的流。
现在参照图6和7,用来控制流通过电池组114的另一个示例性系统158包括六个区段164a-164f,每个容纳各组118a-118f电池单元。区段164a-164f中的每个包括各组118a-118f电池单元。该组118a-118f示意性地表示。
组118a-118f中的电池单元在由线178表示的横向面对侧终止。区段164a-164f中的每个与各自的风扇168a-168f相关联。开放区域180定位在横向面对侧和风扇168a-168f之间。
电池组114包括定位在组118a-118f和风扇168之间的天窗总成94。天窗总成94可操作地连接到控制器184,该控制器184也可操作地连接到风扇168a-168f。
天窗总成94包括多个叶片96。控制器184可以选择性地致动天窗总成94的各个叶片96以改变流通过电池组114的区段164a-164f。本领域技术人员和本发明的益处将理解如何致动所选择的天窗总成94的叶片。
在图6中,天窗总成94的叶片96与区段164a-164f内流通过电池组的方向对准。叶片96的这种定位便于引导区段164a-164f和相关联的风扇168a-168f中的一个之间的流。在图6中,叶片96的定位表示示例系统158在第一操作条件下操作。
在图7中,叶片96的一些已经被致动以引导流在区段164e和风扇168d和168f之间,而不是在区段164e和风扇168e之间移动。如果风扇168e不能移动通过区段164e的足够流,则叶片96可以被致动到图7的位置。图7的叶片96的定位表示示例系统158在第二操作条件下操作。
参照图8,示例方法200控制流通过电池组,该电池组可以是图3-5的电池组14,图6和7的电池组114,或一些其它的电池组。方法300的步骤可以在可操作地连接到温度传感器、风扇阵列、和电池组的其它部分的控制器的处理电路上执行。
方法200在步骤210在第一操作条件下操作。在步骤210,方法200使用第一风扇使流移动通过电池组外壳的第一区段,并且使用第二风扇动通过电池组外壳的第二区段。
当根据第二操作条件操作时,方法200移动到步骤220。在步骤220,方法200使用第一风扇使流移动通过第二区段。
一个或多个因素可以使方法200从步骤210的第一操作条件转变到步骤220的第二操作条件。
在一个示例中,第二风扇的不可操作性可以使方法200从步骤210转变到步骤210。
在另一个示例中,第二风扇是可操作的,但方法200从步骤210转变到步骤220,因为第二风扇不能移动通过第二区段的足够流。
在又一示例中,方法200响应于温度的变化而从步骤210转变到步骤220。例如,可操作地连接到与第二区段相关联的温度传感器的控制器可以将第二区段的实际温度与预期温度比较。如果实际温度不同于预期温度,则方法200从步骤210转变到步骤220。需要促进从步骤210转变到步骤220的变化可以是超过阈值量(即两摄氏度)的变化。实际温度测量值可以是电池组外壳的第二区段内的电池单元的温度的实际温度测量值。
预期温度测量值可以是用于第二区段内的电池单元的预期温度测量值。预期温度测量值可以相反是电池组的平均温度,比如电池组外壳内的所有电池单元的平均温度。
在步骤220,方法200可以调整第一风扇以使第一风扇移动通过第二区段的流。示例调整可以是增加第一风扇的速度以增加由第一风扇移动的流。增加由第一风扇移动的流便于第一风扇使流移动通过第一和第二区段。
在一些示例中,方法200可以基于流模型在步骤220调整第一风扇。数据库——例如,存储在控制器的存储器部分中——可以提供流模型。
数据库可以包括含有与不同风扇速度相关联的流率和需要降低温度不同量的流的估计值的表。需要降低温度的流可以被各种因素(比如环境温度、湿度等)影响。这些因素可以被存储在表中并且影响需要降低温度所需量的流。
如果方法200处在步骤220并且第二区段的温度是,例如,比所需温度高两摄氏度,则方法200参照流模型以确定用于第一风扇的新目标速度。当第一风扇以新目标速度操作时,第一风扇移动足够流通过第二区段以降低温度两摄氏度。
现在参照图9,控制流通过电池组的另一个方法300在步骤310开始。方法300可以与图3-5中的电池组14、图6和7的电池组114、或一些其它的电池组一起使用。方法300的步骤可以在可操作地连接到温度传感器、风扇阵列、和电池组的其它部分的控制器的处理电路上执行。
在步骤310开始之后,方法300移动到步骤320。步骤320大体上比较用于电池组外壳的不同区段的温度数据。例如,温度数据是电池单元温度数据。
在一些示例中,步骤320计算电池组外壳的一个区段的温度变化率是否偏离电池组外壳的其它部分的平均温度。在另一个示例中,步骤320计算电池组的一个区段的温度变化率是否偏离电池组外壳的所有区段的平均温度。
方法然后移动到步骤330,其计算来确定电池组外壳的一个区段的温度变化率是否偏离用于该区段的预期的温度变化率。用于电池组外壳的区段的预期的温度变化率可以基于包括电池热发生/消耗的热模型、由风扇提供的流、电池单元电流的均方根、电池单元质量、温度等的若干变量。相对于电池单元电流的均方根,平方电流将负电流值变为正。因此,电池中或外的电流增加均方根电流值。充电和放电可以产生热能。
方法300然后前进到步骤340,其引用来自步骤320和步骤330的计算。如果,基于来自步骤320和步骤330的计算,电池组外壳的区段的温度不偏离,则方法300返回到开始310。如果,基于来自步骤320和步骤330的计算,电池组外壳的区段的温度偏离,则方法移动到步骤350。从步骤340移动到步骤350可以基于在步骤320计算出的偏差、在步骤330中计算出的偏差、或两者。
在步骤350,方法300计算从邻近经历温度偏差的电池组的区段的一个或多个风扇需要的流增加。需要的流增加可以利用包括风扇流的流模型来计算。流增加对应于调整区段中的热能以使区段不再经历温度偏差所需的流增加。
方法300然后移动到步骤360,其中方法300计算具有偏离温度的区段内的电池单元的至少一个区域(比如中心)是否由于热惯性被预测超过所需温度。例如,温度传感器可以测量电池单元的外部,但在电池的中心的临界温度可以是更加温的,并且可以花费更长的时间来对空气流变化作出反应。
步骤360的预测可以是基于电池单元温度的热模型,该电池单元温度的热模型基于温度上升率、温度、电池热发生/消耗、和电池的热特性。示例性的热特性可以包括电池质量、密度、大小、形状、导热性、连通性、发射率、和在热分析等领域中公知的其它因素。预测可以是与区段内的电池单元的特定区域(比如电池单元的中心区域)相关联的预测。
在步骤360,如果电池单元没有被预测由于热惯性而超过所需温度,则方法300移动到步骤370,其中邻近的风扇的占空比增加以传递在步骤340中计算出的流增加到经历温度偏差的区段。
在步骤360,如果电池单元被预测为由于热惯性而超过所需温度,则方法300移动到步骤380,其中附加流增加添加到在步骤340中计算出的流增加被要求来自邻近的风扇。
方法300然后从步骤380移动到步骤370,其中增加邻近的一个或多个风扇的占空比以传递步骤340中计算出的流增加和步骤380中计算出的附加流增加。
当从步骤380移动到步骤370时,步骤370中的流包括步骤340中计算出的流增加和步骤380中计算出的附加流增加。当从步骤360移动到步骤370时,步骤370中的流包括步骤340中计算出的流增加。
方法300在步骤370之后在步骤390结束。
利用方法300的示例性系统监测电池组外壳的区段的温度,特别是电池单元温度。方法300使用热模型和监测的温度来检测单个区段内的温度升高。温度升高可以是由于例如不可操作的风扇。
方法300然后使用流模型来确定从邻近的一个或多个风扇需要的流增加的量,以从经历温度升高的区段移动热能。这便于保持在整个电池组外壳的区段中的相对恒定的温度,并且可以防止温度由于热惯性上升到不期望的水平。
应当理解的是,电池组外壳的最外面的区段可以邻近单个风扇,而不是直接定位在两个风扇之间。例如,图4中的区段64e与风扇68e对准且邻近风扇68d。图4中的区段64d与风扇68d对准并且邻近风扇68c和68e。
如果最外面的区段经历温度偏差,则直接邻近风扇的流增加可以包括使由邻近风扇移动的流加倍。
所公开的实施例的一些的特征包括使流移动通过成组的电池单元的风扇阵列。风扇阵列是具有来自现有技术的减小尺寸的系统的一部分。本发明的系统可以具有减小的流径长度,其导致较低的压力降并且降低噪音振动和粗糙度。本发明的系统相比于现有技术设计可以降低管道要求,以及用于流的潜在的泄漏点。此外,风扇阵列可以补偿其风扇的一个或多个的能力以移动足够流。
本质上,前面的描述是示例性的而不是限制性的。对于本领域技术人员而言,不一定脱离本发明的实质的所公开的示例的变化和修改变得显而易见。因此,给予本发明的法律保护的范围只能通过研究下面的权利要求来确定。
Claims (10)
1.一种控制流通过电池组的方法,包含:
在第一操作条件下,使用第一风扇使流移动通过外壳的第一区段,并且使用第二风扇使流移动通过所述外壳的第二区段;
在第二操作条件下,使用所述第一风扇使流移动通过所述第二区段;以及
响应于温度变化而从所述第一操作条件改变到所述第二操作条件,其中所述温度变化包含所述第二区段内的一组电池单元的温度变化。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述温度变化包含所述第二区段的实际温度不同于所述第二区段的预期温度。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述温度变化包含所述第二区段的实际温度不同于所述电池组的平均温度。
4.根据权利要求1所述的方法,进一步包含在第一操作条件下,使回流阻挡器处在第一位置以允许流通过第二风扇,并且在第二操作条件下,使回流阻挡器处在第二位置以阻挡流通过第二风扇。
5.根据权利要求1所述的方法,进一步包含,在所述第二操作条件下,调整所述第一风扇以增加由所述第一风扇移动的流。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述调整是响应于所述第二区段中的电池单元的温度和所述外壳的另一个区域中的电池单元的温度之间的差。
7.根据权利要求5所述的方法,其中所述调整是基于流模型。
8.根据权利要求5所述的方法,进一步包含,在所述第二操作条件下,使用第三风扇使流移动通过所述第二区段和第三区段,所述第二区段被定位在所述外壳内的所述第一区段和所述第三区段之间。
9.根据权利要求1所述的方法,进一步包含使用所述第一区段内的第一组电池单元和所述第二区段内的第二组电池单元选择性地给电动车辆的传动系供电。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一风扇围绕第一轴线旋转以移动流并且所述第二风扇围绕第二轴线旋转以移动流,所述第一轴线与流传送通过所述第一区段的方向对准,所述第二轴线与流传送通过所述第二区段的方向对准。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/861,545 US9985325B2 (en) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Battery pack flow control method |
US14/861,545 | 2015-09-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107039701A CN107039701A (zh) | 2017-08-11 |
CN107039701B true CN107039701B (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=58224972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610832332.5A Active CN107039701B (zh) | 2015-09-22 | 2016-09-19 | 电池组流控制方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9985325B2 (zh) |
CN (1) | CN107039701B (zh) |
DE (1) | DE102016116931A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102322856B1 (ko) * | 2017-04-28 | 2021-11-08 | 현대자동차주식회사 | 배터리 냉각 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템 |
US11850970B2 (en) * | 2019-08-18 | 2023-12-26 | Board Of Regents, The University Of Texas System | J-type air-cooled battery thermal management system and method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102596611A (zh) * | 2009-07-01 | 2012-07-18 | 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 | 具有改进的热管理系统的电池系统 |
KR20150079211A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 주식회사 포스코아이씨티 | 배터리 에너지 저장 시스템용 전력 관리장치 및 전력 관리장치의 제어방법 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4673529B2 (ja) | 2001-11-06 | 2011-04-20 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 組電池システムの制御方法及び装置 |
JP4772374B2 (ja) | 2005-04-27 | 2011-09-14 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 電池パック装置 |
JP4274165B2 (ja) | 2005-10-06 | 2009-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | 車両搭載機器の冷却装置 |
JP5015649B2 (ja) * | 2007-04-13 | 2012-08-29 | 本田技研工業株式会社 | バッテリ及び電装機器の冷却構造 |
JP5040905B2 (ja) | 2008-12-24 | 2012-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置の温度調節構造 |
JP5436924B2 (ja) | 2009-05-08 | 2014-03-05 | 三洋電機株式会社 | バッテリシステム |
JP5450128B2 (ja) | 2010-01-28 | 2014-03-26 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及びこれを備える車両 |
JP5455725B2 (ja) | 2010-03-15 | 2014-03-26 | 三菱重工業株式会社 | 組電池 |
JP4918611B1 (ja) | 2010-11-09 | 2012-04-18 | 三菱重工業株式会社 | 電池システム |
US20130228387A1 (en) | 2012-01-24 | 2013-09-05 | Ford Global Technologies, Llc | Drive Battery Arrangement and Motor Vehicle Having a Drive Battery Arrangement |
US8994339B1 (en) | 2012-02-09 | 2015-03-31 | Google Inc. | Battery temperature compensation with closed-loop fan control |
JP5999320B2 (ja) | 2012-04-06 | 2016-09-28 | スズキ株式会社 | 冷却ファンの制御装置 |
US9425628B2 (en) * | 2012-05-11 | 2016-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle battery pack cooling system |
JP5983054B2 (ja) | 2012-06-04 | 2016-08-31 | スズキ株式会社 | ハイブリッド自動車のバッテリパック冷却構造 |
CN103337675B (zh) * | 2013-06-19 | 2015-12-09 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 电动汽车动力电池组 |
-
2015
- 2015-09-22 US US14/861,545 patent/US9985325B2/en active Active
-
2016
- 2016-09-09 DE DE102016116931.5A patent/DE102016116931A1/de active Pending
- 2016-09-19 CN CN201610832332.5A patent/CN107039701B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102596611A (zh) * | 2009-07-01 | 2012-07-18 | 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 | 具有改进的热管理系统的电池系统 |
KR20150079211A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 주식회사 포스코아이씨티 | 배터리 에너지 저장 시스템용 전력 관리장치 및 전력 관리장치의 제어방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102016116931A1 (de) | 2017-03-23 |
US9985325B2 (en) | 2018-05-29 |
US20170084968A1 (en) | 2017-03-23 |
CN107039701A (zh) | 2017-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5015649B2 (ja) | バッテリ及び電装機器の冷却構造 | |
CN106953133B (zh) | 具有风扇总成的电池组流控制系统 | |
US10211493B2 (en) | Thermal management system for an electrified vehicle | |
US9827846B2 (en) | Traction battery cooling system | |
CN105322249B (zh) | 确定电气化车辆的电池热管理系统中的冷却剂泵的运行状态的方法 | |
US10507707B2 (en) | Controlling HVAC compressor speed in a vehicle | |
CN108290611B (zh) | 车辆减阻和发电系统 | |
CN105015320B (zh) | 多区域散热器 | |
US20150291054A1 (en) | Traction Battery Air Thermal Management Control System | |
US11766953B2 (en) | Electrified vehicle thermal management systems with battery bypass loops | |
US9863671B2 (en) | Heat pump assisted engine cooling for electrified vehicles | |
JP2009054303A (ja) | 電池パック | |
CN106252781B (zh) | 牵引电池热管理方法和系统 | |
US11679690B2 (en) | Battery thermal management systems for providing improved battery cooling as a function of vehicle speed | |
CN107039701B (zh) | 电池组流控制方法 | |
JP2013020497A (ja) | 組電池の温度調節装置 | |
JP5220289B2 (ja) | 車両用制御装置 | |
CN114435066A (zh) | 用于电动化车辆热管理系统的脱气装置 | |
CN109671563A (zh) | 用于电动车辆的逆变器的电容器和相关联方法 | |
CN115839404A (zh) | 车辆用温度调节系统 | |
US12370867B2 (en) | Vehicle configured to detect low refrigerant charge | |
CN104821380B (zh) | 电动车辆蓄电池组隔片 | |
US20070024245A1 (en) | Power supply apparatus and a vehicle having a power supply apparatus | |
AU2022334464A1 (en) | System for thermal management of a generator | |
JP2023045308A (ja) | 車両用温調システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |