电池装置及其冷却控制方法 |
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| 申请号 | CN202180003534.8 | 申请日 | 2021-04-21 | 公开(公告)号 | CN114173899A | 公开(公告)日 | 2022-03-11 |
| 申请人 | 株式会社LG新能源; | 发明人 | 李保均; | ||||
| 摘要 | 一种 电池 装置，可以：测量电池装置的 温度 ；响应于电池装置的温度高于大气温度，基于包括电池装置的温度与大气温度之间的差异的信息，确定估计的自然降低温度；基于停止温度的参考温度与估计的自然降低温度确定停止温度；以及响应于电池装置的温度低于停止温度来停止电池装置的冷却操作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电池装置，包括： |
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| 说明书全文 | 电池装置及其冷却控制方法[0001] 相关申请的交叉引用 技术领域[0003] 所述技术涉及一种电池装置及其冷却控制方法。 背景技术[0004] 电动车辆或混合动力车辆是一种通过主要使用电池作为电源驱动电动机来获得动力的车辆。正在积极地研究电动车辆，因为它们是可以解决内燃机车辆的污染和能源问题的替选方案。另外，可再充电电池用于除了电动车辆之外的各种电子设备中。 [0005] 由于在电池中存在内阻，所以随着电池被重复地充电和放电，电池温度升高。由于电池温度的升高影响电池的性能和耐久性，所以使用冷却系统来保持电池处于恒定温度。基于由安装在冷却系统中的温度传感器测量的温度来控制电池的冷却操作。通常，当电池温度超过阈值温度时，冷却系统的冷却操作开始。当电池温度通过冷却操作而降低到指定温度以下时，冷却系统的冷却操作停止。 [0006] 在其中车辆正在行驶并且大气温度低于电池温度的情况下，由于对流，可以预期电池的冷却效果。然而，由于现有冷却系统在不考虑环境影响的情况下运行直到电池温度降低到指定温度以下，所以功耗可能会高，并且冷却系统的耐久性可能会降低。发明内容 [0007] 技术问题 [0008] 一些实施例可以提供一种考虑环境影响的电池装置及其冷却控制方法。 [0009] 技术解决方案 [0010] 根据一个实施例，可以提供一种电池装置，其包括：电池模块；冷却设备，其用于冷却电池模块；以及处理电路。处理电路可以：响应于电池模块的温度高于大气温度，基于包括电池模块的温度与大气温度之间的差异的信息，确定估计的自然降低温度；基于停止温度的参考温度与估计的自然降低温度确定停止温度；以及响应于电池模块的温度低于停止温度来停止冷却设备的操作。 [0011] 在一些实施例中，处理电路可以响应于电池模块的温度不高于大气温度，将参考温度确定为停止温度。 [0012] 在一些实施例中，处理电路可以将参考温度与估计的自然降低温度的和确定为停止温度。 [0013] 在一些实施例中，在电池模块的温度与大气温度之间的差异为第一温度时的估计的自然降低温度可以低于在电池模块的温度与大气温度之间的差异为高于第一温度的第二温度时的估计的自然降低温度。 [0014] 在一些实施例中，信息可以进一步包括电池装置被安装在其上的移动装置的速度。 [0015] 在一些实施例中，在移动装置的速度为第一速度时的估计的自然降低温度可以低于在移动装置的速度为比第一速度更快的第二速度时的估计的自然降低温度。 [0016] 在一些实施例中，响应于移动装置的速度为零，处理电路可以将参考温度确定为停止温度。 [0017] 根据另一实施例，可以提供一种对安装在移动装置上的电池装置的冷却控制方法。电池装置可以：测量电池装置的温度；响应于电池装置的温度高于大气温度，基于包括电池装置的温度与大气温度之间的差异的信息，确定估计的自然降低温度；基于停止温度的参考温度与估计的自然降低温度确定停止温度；以及响应于电池装置的温度低于停止温度来停止电池装置的冷却操作。 [0018] 有利效果 [0020] 图1是示出根据实施例的电池装置的图。 [0021] 图2是示出根据实施例的冷却控制方法的流程图。 [0022] 图3是示出根据另一实施例的冷却控制方法的流程图。 [0023] 图4是示出根据又另一实施例的冷却控制方法的流程图。 具体实施方式[0024] 在下文详细说明中，仅通过说明的方式示出和描述了某些实施例。本领域技术人员应意识到，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所述的实施例。因而，附图和说明在本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。 [0025] 当描述一个元件“连接”到另一元件时，应理解，该元件可以直接连接到其他元件或通过第三元件连接到其他元件。另一方面，当描述一个元件“直接连接”到另一元件时，应理解，该元件不通过第三元件连接到其他元件。 [0026] 本文中使用的单数形式可以旨在也包括复数形式，除非使用明确表述，诸如“一个”或“单个”。 [0027] 在参考附图所述的流程图中，操作或步骤的顺序可以改变，若干操作或步骤可以合并，某一操作或步骤可以分开，并且可以不执行特定操作或步骤。 [0028] 图1是示出根据实施例的电池装置的图。 [0029] 参考图1，电池装置100具有可以电连接到外部装置的结构。当外部装置为负载时，电池装置100通过作为向负载供应电力的电源操作而被放电。当外部装置为充电器时，电池装置100通过经由充电器接收外部电力而被充电。例如，作为负载操作的外部装置可以为电子设备、移动装置或蓄能系统(ESS)。例如，移动装置可以为例如电动车辆、混合动力车辆或者智能移动设备。 [0030] 电池装置100包括电池模块110、冷却设备120以及处理电路130。 [0031] 电池110包括彼此电连接的多个电池单体(未示出)。在一些实施例中，电池单体可以是可再充电电池。在一个实施例中，在电池模块110中，预定数量的电池单体串联连接，从而构成供应期望电力的电池集。在另一实施例中，在电池模块110中，预定数量的电池集串联或并联连接，从而供应期望电力。 [0032] 冷却设备120执行对电池模块110的冷却操作，并且冷却操作可以由处理电路130控制。可以使用能够降低电池模块110的温度的各种冷却设备作为冷却设备120。在一些实施例中，(一个或多个)冷却设备120可以被布置在电池模块110的一侧或两侧上。例如，冷却水穿过其移动的冷却通道可以在冷却设备120中形成，并且经过冷却通道的冷却水的流动可以由处理电路130控制。作为另一示例，冷却设备120可以包括冷却风扇，并且冷却风扇的操作可以由处理电路130控制。 [0033] 处理电路130基于电池模块110的温度以及大气温度控制冷却设备120的冷却操作。在一些实施例中，当外部装置是诸如车辆的移动装置时，处理电路130可以进一步考虑车辆的速度，以控制冷却设备120的冷却操作。 [0035] 在一些实施例中，电池装置100可以进一步包括用于感测电池模块110的温度的温度传感器。在一些实施例中，用于感测大气温度的温度传感器可以被安装在电池装置100或外部装置上。在一些实施例中，电池管理系统可以收集电池模块110的温度与大气温度，并将它们提供给处理电路130。 [0036] 然后，参考图2至图4描述根据各种实施例的电池装置的冷却控制方法。 [0037] 图2是示出根据实施例的冷却控制方法的流程图。 [0038] 参考图1和图2，在S210，当电池模块110的温度超过阈值温度时，处理电路130控制冷却设备120，以开始冷却操作。电池模块110的温度可以通过冷却设备120的冷却操作降低。 [0039] 然后，在S220，处理电路130比较电池模块110的温度与大气温度。在一些实施例中，处理电路130可以从安装在电池模块110上的温度传感器接收电池模块110的温度。处理电路130也可以从安装在能够测量大气温度的位置中的温度传感器接收大气温度。 [0040] 在S220，当电池模块110的温度高于大气温度时，在S230和S240，处理电路130调整当确定停止冷却设备120的冷却操作时将使用的冷却操作停止温度。在一些实施例中，在S240，处理电路130可以基于被指定为冷却操作停止温度的默认值的参考温度以及估计的自然降低温度，确定冷却操作停止温度。在一个实施例中，在S240，处理电路130可以通过将估计的自然降低温度加到冷却操作停止温度的参考温度来确定冷却操作停止温度。估计的自然降低温度是在该温度下估计电池模块110的温度由于环境影响而降低的温度。 [0041] 在一些实施例中，在S230，处理电路130可以基于电池模块110的温度与大气温度之间的温度差异，确定估计的自然降低温度。在一个实施例中，电池模块110的温度与大气温度之间的差异越大，可将估计的自然降低温度设定得越高。在一个实施例中，可以根据温度范围设定多个温度差异间隔，并且可以将对应的估计的自然降低温度分配给每个温度差异间隔。在这种情况下，温度差异间隔的温度(例如，温度差异间隔的平均温度、中间温度、最小温度、最大温度等)越高，可将估计的自然降低温度设定得越高。例如，可以如表1设定根据温度差异间隔的估计的自然降低温度。因而，处理电路130可以确定对应于电池模块110的温度与大气温度之间的差异的估计的自然降低温度。 [0042] 表1 [0043] 温度差异 估计的温度0～10(℃) 1(℃) 10～20(℃) 2(℃) 20～30(℃) 3(℃) [0044] 另一方面，在S220，当电池模块110的温度不高于大气温度时，在S250，处理电路130将冷却操作停止温度设定为等于参考温度。然后，在S260，处理电路130比较电池模块 110的温度与冷却操作停止温度，并在冷却操作停止温度高于电池模块110的温度时在S270停止冷却设备的冷却操作。另一方面，当冷却操作停止温度不高于电池模块110的温度时，电池模块110的冷却操作继续，并且再次重复S220的处理。 [0045] 如上所述，根据实施例，由于电池模块在其中大气温度低于电池模块的温度的情况下可以由于对流而被冷却，所以大气温度越低，可以将冷却操作停止温度设定得越高。因而，大气温度越低，冷却设备可以越快地停止。结果，可以在不影响对电池模块的冷却的情况下降低由于冷却设备的操作而引起的功耗，并且可以提高冷却设备的耐久性。 [0046] 图3是示出根据另一实施例的冷却控制方法的流程图。 [0047] 参考图1和图3，当电池模块110的温度超过阈值温度时，在S310，处理电路130控制冷却设备120以开始冷却操作。然后，在S320，处理电路130比较电池模块110的温度与大气温度。 [0048] 当在S320电池模块110的温度高于大气温度时，处理电路130在S325检查配备有电池装置的移动装置(例如，车辆)的速度，并且在S330和S340调整冷却操作停止温度。在一些实施例中，在S340，处理电路130可以基于冷却操作停止温度的参考温度与估计的自然降低温度确定冷却操作停止温度。在一个实施例中，在S340，处理电路130可以通过将估计的自然降低温度加到冷却操作停止温度的参考温度来确定冷却操作停止温度。 [0049] 在一些实施例中，在S330，处理电路130可以基于电池模块110的温度与大气温度之间的温度差异以及车辆的速度，确定估计的自然降低温度。在一个实施例中，电池模块110的温度与大气温度之间的差异越大，可以将估计的自然降低温度设定得越高，并且车辆的速度越快，可以将估计的自然降低温度设定得越高。在一个实施例中，可以根据温度范围设定多个温度差异间隔，并且可以将对应的估计的自然降低温度分配给每个温度差异间隔。在这种情况下，温度差异间隔的温度(例如，温度差异间隔的平均温度、中间温度、最小温度、最大温度等)越高，可以将估计的自然降低温度设定得越高。在一个实施例中，可以根据车辆速度的范围设定多个车辆速度间隔，并且可以将对应的估计的自然降低温度分配给每个车辆速度间隔。在这种情况下，车辆速度间隔的速度(例如，车辆速度间隔的平均速度、中间速度、最小速度、最大速度等)越快，可以将估计的自然降低温度设定得越高。例如，可以如表2设定根据温度差异间隔和车辆速度间隔的估计的自然降低温度。因而，处理电路 130可以确定对应于电池模块110的温度与大气温度之间的差异以及车辆速度的估计的自然降低温度。 [0050] 表2 [0051] [0052] 另一方面，当在S320电池模块110的温度不高于大气温度时，在S350，处理电路130将冷却操作停止温度设定为等于参考温度。 [0053] 然后，在S360，处理电路130将电池模块110的温度与冷却操作停止温度进行比较，并且当冷却操作停止温度高于电池模块110的温度时，在S370，停止冷却设备的冷却操作。另一方面，当冷却操作停止温度不高于电池模块110的温度时，电池模块110的冷却操作继续，并且S320的处理再次重复。 [0054] 如上所述，根据另一实施例，由于电池模块在其中大气温度低于电池模块的温度的情况下可以由于对流而被冷却，所以大气温度越低，可以将冷却操作停止温度设定得越高。特别地，配备有电池模块的车辆的速度越快，对流效果越高。因此，车辆的速度越快，则可以将冷却停止速度设定得越高。结果，大气温度越低或者车辆的速度越快，则冷却设备可以越快停止。因而，可以在不影响对电池模块的冷却的情况下降低由于冷却设备的操作而引起的功耗，并且可以提高冷却设备的耐久性。 [0055] 图4是示出根据又另一实施例的冷却控制方法的流程图。 [0056] 当车辆正在移动时，可以预期对流效果。因而，在又另一实施例中，与参考图3所述的实施例不同，在车辆不移动时，可以不调整冷却操作停止温度。 [0057] 参考图1和图4，当在S320电池模块110的温度高于大气温度时，在S425，处理电路130确定配备有电池装置的车辆的速度是否大于零。当在S425车辆的速度大于零时，处理电路130在S330和S340调整冷却操作停止温度，如参考图3所述。 [0058] 另一方面，当在S425车辆的速度不高于零时，即使在S425电池模块110的温度高于大气温度，在S350，处理电路130也将冷却操作停止温度设定为等于参考温度。 |
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