本发明涉及新能源汽车电池包热管理,具体涉及一种电池包换热装置、电池包换热方法及车辆。
背景技术:
1、电池包是新能源汽车的关键部件,其工作时需要稳定的温度区间,因此对电池包的冷却和加热是整车热管理的重要内容。现有技术中,通常在电池包内电池组的下方设置冷板,冷板内可以通入换热介质,以实现对电池组的冷却或者加热,冷板上设置有两个接头,从而实现换热介质的流入和流出。但是现有方案中,换热介质通常为单向流通,随着换热介质在冷板内流动,换热能力(冷却或者加热)逐渐减弱,导致冷板中靠近介质入口处的换热效果好,冷板靠近介质出口处的换热效果差,因此容易造成电池组温度不均衡的情况。此外,电池组在充放电过程中,以及在不同工况环境中,对于中部和周边的换热存在着不同需求,而现有技术中的电池热管理并未考虑到该点,导致电池包在不同的工况环境中无法发挥出最佳性能。
技术实现思路
1、因此,本发明要解决的技术问题在于解决或者改善现有技术中的电池包内电池组在换热时容易造成温度不均衡,以及未考虑不同工况环境中电池组的中部和周边换热需求的缺陷,从而提供一种电池包换热装置、电池包换热方法及车辆。
2、为了解决上述问题,本发明提供了一种电池包换热装置,包括:换热板,换热板内形成有换热通道,换热通道的两端在换热板上形成第一开口和第二开口,在沿着换热介质由第一开口至第二开口的流动方向上,换热通道依次包括中部通道和周边通道;介质进管和介质出管,通过切换结构与第一开口和第二开口连通,其中,切换结构控制介质进管与第一开口连通,并且介质出管与第二开口连通,或者,切换结构控制介质进管与第二开口连通,并且介质出管与第一开口连通。
3、可选地,切换结构包括换向阀,换向阀包括阀体和阀芯,阀体上设置有进口、出口、第一工作口和第二工作口,介质进管与进口连通,介质出管与出口连通,第一工作口与第一开口连通,第二工作口与第二开口连通。
4、可选地,电池包换热装置还包括控制模块,控制模块适于接收电池包内的电池组温度和电池包外温度,换向阀为电磁换向阀,控制模块与换向阀的电控端连接,控制模块根据电池包内的电池组温度和/或电池包外温度,控制电控端得电或者失电。
5、可选地,电池包换热装置还包括多个第一传感器和第二传感器,多个第一传感器一一对应设置在电池包内电池组的多个电芯上,并适于获取电池包内的电池组温度,第二传感器设置在电池包外部,并适于获取电池包外温度,第一传感器和第二传感器均与控制模块通讯连接。
6、可选地,中部通道位于换热板的中部位置,周边通道位于换热板的边沿位置,换热通道还包括连通通道,连通通道连通中部通道和周边通道。
7、可选地,电池包换热装置还包括换热模块,换热模块设置在介质进管上,并适于对介质进管内的换热介质加热或者冷却。
8、本发明还提供了一种电池包,包括:壳体,包括互相扣合的上壳体和下壳体;电池组,设置在壳体内;如上述的电池包换热装置,换热板设置在壳体内,并设置在电池组的底部。
9、本发明还提供了一种车辆,包括上述的电池包换热装置,或者包括上述的电池包。
10、本发明还提供了一种电池包换热方法,包括:获取电池包内电池组温度和电池包外温度,其中,电池包内电池组温度包括中部温度和周边温度;根据电池包内电池组温度和/或电池包外温度,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热介质先流经换热板的周边通道。
11、可选地,根据电池包内电池组温度和/或电池包外温度,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热制介质先流经换热板的周边通道包括:电池包充电或者放电时,电池包外温度大于第一预设值,并且电池包内电池组温度大于第二预设值时,控制冷却介质先流经换热板的中部通道。
12、可选地,判断电池包内电池组温度大于第二预设值包括:获取电池包内所有电芯的温度中的第一温度最高值;当第一温度最高值大于第二预设值时,判定电池包内电池组温度大于第二预设值。
13、可选地,根据电池包内电池组温度和/或电池包外温度,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热制介质先流经换热板的周边通道包括:电池包充电或者放电时,电池包外温度小于第三预设值,并且电池包内电池组温度小于第四预设值时,控制加热介质先流经换热板的周边通道。
14、可选地,电池包充电或者放电时,电池包外温度小于第三预设值,并且电池包内电池组温度小于第四预设值时,控制加热介质先流经换热板的周边通道包括:电池包放电时,电池包外温度小于第三预设值,并且电池包内电池组温度小于电池包外温度时,控制加热介质先流经换热板的周边通道。
15、可选地,判断电池包内电池组温度小于第四预设值包括:获取电池包内所有电芯的温度中的第一温度最低值;当第一温度最低值小于第四预设值时,判定电池包内电池组温度小于第四预设值。
16、可选地,根据电池包内电池组温度和/或电池包外温度,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热制介质先流经换热板的周边通道包括:获取电池包内所有电芯的温度中的第二温度最高值和第二温度最低值,并根据第二温度最高值的电芯和第二温度最低值的电芯所处的位置,判断电池组的中部区域和周边区域的冷热关系;根据第二温度最高值和第二温度最低值的差值,以及电池组的中部区域和周边区域的冷热关系,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热制介质先流经换热板的周边通道。
17、可选地,根据第二温度最高值和第二温度最低值的差值,以及电池组的中部区域和周边区域的冷热关系,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热制介质先流经换热板的周边通道包括:当第二温度最高值的电芯位于电池组的中部区域,第二温度最低值的电芯位于电池组的周边区域,并且第二温度最高值和第二温度最低值的差值大于第五预设值时,控制冷却热介质先流经换热板的中部通道,或者控制换加热介质先流经换热板的周边通道。
18、可选地,根据第二温度最高值和第二温度最低值的差值,以及电池组的中部区域和周边区域的冷热关系,控制换热介质先流经换热板的中部通道,或者控换热制介质先流经换热板的周边通道包括:当第二温度最高值的电芯位于电池组的周边区域,第二温度最低值的电芯位于电池组的中部区域,并且第二温度最高值和第二温度最低值的差值大于第五预设值时,控制加热介质先流经换热板的中部通道,或者控制冷却热介质先流经换热板的周边通道。
19、可选地,第一预设值在20℃至30℃的范围内;和/或,第二预设值在25°至30°的范围内。
20、可选地,第三预设值在20℃至30℃的范围内;和/或,第四预设值在15°至20°的范围内。
21、可选地,第五预设值在3℃至10℃的范围内。
22、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有电池包换热系统的控制程序,电池包换热系统的控制程序被处理器执行时实现上述的电池包换热方法。
23、本发明还提供了一种电池包换热系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电池包换热系统的控制程序,处理器执行控制程序时,实现上述的电池包换热方法。
24、本发明具有以下优点:
25、利用本发明的技术方案,换热板内的换热通道分为中部通道和周边通道,介质进管和介质出管通过切换结构与第一开口和第二开口连通。通过切换结构,使得介质能够先流经中部通道,或者先流经周边通道。因此根据电池组内部的温度差,能够实现对先对电池组的中部进行加热或者冷却,或者先对电池组的周边进行加热或者冷却,使得电池组的整体温度更加均匀。同时,根据车辆在不同工况环境中,能够实现使换热介质先对电池组的中部进行换热,或者实现使换热介质先对电池组的周边进行换热,使得电池包处于较优工作性能。因此本发明的技术方案解决或者改善了现有技术中的电池包内电池组在换热时容易造成温度不均衡,以及未考虑不同工况环境中电池组的中部和周边换热需求的缺陷。
1.一种电池包换热装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电池包换热装置,其特征在于,所述切换结构(50)包括换向阀,所述换向阀包括阀体(51)和阀芯(52),所述阀体(51)上设置有进口(511)、出口(512)、第一工作口(513)和第二工作口(514),所述介质进管(30)与所述进口(511)连通,所述介质出管(40)与所述出口(512)连通,所述第一工作口(513)与所述第一开口(11)连通,所述第二工作口(514)与所述第二开口(12)连通。
3.根据权利要求2所述的电池包换热装置,其特征在于,所述电池包换热装置还包括控制模块(60),所述控制模块适于接收电池包内的电池组温度和电池包外温度,所述换向阀为电磁换向阀,所述控制模块(60)与所述换向阀的电控端(53)连接,所述控制模块(60)根据所述电池包内的电池组温度和/或电池包外温度,控制所述电控端(53)得电或者失电。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池包换热装置,其特征在于,所述中部通道(21)位于所述换热板(10)的中部位置,所述周边通道(22)位于所述换热板(10)的边沿位置,所述换热通道(20)还包括连通通道(23),所述连通通道(23)连通所述中部通道(21)和所述周边通道(22);
5.一种电池包,其特征在于,包括:
6.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1至4中任一项所述的电池包换热装置,或者包括如权利要求7所述的电池包。
7.一种电池包换热方法,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的电池包换热方法,其特征在于,所述根据所述电池包内电池组温度和/或所述电池包外温度,控制换热介质先流经换热板(10)的中部通道(21),或者控换热制介质先流经换热板(10)的周边通道(22)包括:
9.根据权利要求7所述的电池包换热方法,其特征在于,所述根据所述电池包内电池组温度和/或所述电池包外温度,控制换热介质先流经换热板(10)的中部通道(21),或者控换热制介质先流经换热板(10)的周边通道(22)包括:
10.根据权利要求9所述的电池包换热方法,其特征在于,电池包充电或者放电时,所述电池包外温度小于第三预设值,并且所述电池包内电池组温度小于第四预设值时,控制加热介质先流经换热板(10)的周边通道包括:
11.根据权利要求7所述的电池包换热方法,其特征在于,所述根据所述电池包内电池组温度和/或所述电池包外温度,控制换热介质先流经换热板(10)的中部通道(21),或者控换热制介质先流经换热板(10)的周边通道包括:
12.根据权利要求11所述的电池包换热方法,其特征在于,所述根据所述第二温度最高值和所述第二温度最低值的差值,以及所述电池组(100)的所述中部区域(102)和所述周边区域(103)的冷热关系,控制换热介质先流经所述换热板(10)的所述中部通道(21),或者控换热制介质先流经所述换热板(10)的所述周边通道(22)包括:
13.根据权利要求7所述的电池包换热方法,其特征在于,所述根据所述第二温度最高值和所述第二温度最低值的差值,以及所述电池组(100)的所述中部区域(102)和所述周边区域(103)的冷热关系,控制换热介质先流经所述换热板(10)的所述中部通道(21),或者控换热制介质先流经所述换热板(10)的所述周边通道(22)包括:
