专利摘要

本发明涉及一种用于电池组蓄热系统的方法。该方法基于电池组温度、环境温度和蓄热器的可蓄热容量来判断是否需要进行蓄热；并且判断车辆将会持续运行的时间；从而执行蓄热操作、执行加热操作或者执行冷却操作。该方法使得在电池组工作期间可收集其部分热量，并存储到蓄热器中，从而在电池组的温度降低到最佳工作温度范围下时，利用收集的热量对电池组进行快速加热。

权利要求

1.一种车用电池组蓄热系统的控制方法，其特征在于，所述蓄热系统包括：电池组、蓄热器、散热器、制冷器、温度传感器、制冷剂以及制冷剂管道；

所述制冷剂管道用于连通电池组、蓄热器、散热器和制冷器，并且制冷剂在所述制冷剂管道内循环流动；所述制冷器与散热器之间的连接为并联连接，由蓄热器和电池组串联连接所构成的整体与由制冷器和散热器并联连接所构成的整体之间的连接为串联连接；

所述蓄热系统的连接包括四个回路，分别为：蓄热器回路、制冷器回路、散热器回路以及旁通回路；其中，蓄热器回路通过制冷剂管道依次连接电池组和蓄热器，用于使蓄热器蓄热或对电池组加热；制冷器回路经通过制冷剂管道依次连接电池组和制冷器，用于使电池组冷却；散热器回路通过制冷剂管道依次连接电池组和散热器，用于使电池组散热；旁通回路内仅包含电池组，用于使电池组保持当前状况；

所述温度传感器分别安装在电池组的进口侧和出口侧处的制冷剂管道中，以分别测量制冷剂在流进电池组之前的温度T1以及流出电池组的制冷剂的温度T2，从而根据T1与T2之差∆T来判断电池组温度；

所述车用电池组蓄热系统的方法包括以下步骤中：

S1.设定低温环境阈值，检测当前环境温度；设定第一阈值、第二阈值、第三阈值、低温极限温度以及蓄热器容量阈值下限和蓄热器容量阈值上限，其中，第二阈值>第一阈值>第三阈值>低温极限温度，然后根据温度传感器的测量结果，确定电池组温度，并且判断电池组温度与所述第一阈值、第二阈值、第三阈值以及低温极限温度的关系，

S2.检测蓄热器的当前容量，从而判断蓄热器是否具有可蓄热容量，其中，当蓄热器容量低于蓄热器容量阈值下限时，表明具有可蓄热容量；

当电池组温度大于第一阈值且小于第二阈值，当前环境温度低于低温环境阈值，并且蓄热器容量低于容量阈值下限时，执行步骤S4；

当电池组温度大于第一阈值且小于第二阈值，当前环境温度低于低温环境阈值，并且蓄热器容量高于容量阈值上限时，执行S6，使得流到散热器制冷剂被冷却，从而在流过电池组之后使电池组的温度降低；

当电池组温度大于第二阈值时，执行S6和S7，使得流过电池组之后经过加热的制冷剂流过制冷器和散热器而降低制冷剂的温度，从而使电池组的温度迅速降低；

当电池组温度小于第一阈值且大于第三阈值时，执行S8；

当电池组温度小于第三阈值且大于低温极限温度，并且当前环境温度低于低温环境阈值时，执行S3；

S3.设定第一时间阈值，通过车辆与用户之间的交互界面，向用户请求车辆将要运行时间，从而判断车辆将会持续运行的时间，并确定持续运行时间与第一时间阈值的关系；如果持续运行时间大于第一时间阈值，则执行S8；如果持续运行时间小于第一时间阈值，则执行S5；

S4.通过使制冷剂在蓄热器回路中循环，而使蓄热器利用流过电池组的而被加热的制冷剂进行蓄热；

S5. 通过使制冷剂在蓄热器回路中循环，利用蓄热器对蓄热器回路中的制冷剂进行加热，并且使加热的制冷剂流过电池组，从而对电池组进行加热；

S6. 通过使制冷剂在散热器回路中循环，使得流过散热器的被冷却的制冷剂流过电池组，而使电池组温度降低；

S7. 通过使制冷器回路中循环，使得流过制冷器的被冷却的制冷剂流过电池组，而使电池组温度迅速降低；

S8. 通过使制冷剂在旁通回路中循环，而保持电池组的当前温度。

2.根据权利要求1所述的车用电池组蓄热系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：如果在步骤S1检测到当前环境温度低于低温环境阈值，并且电池组温度小于第三阈值且大于低温极限温度时，执行S5。

3.根据权利要求1所述的车用电池组蓄热系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：设定第二时间阈值，其中所述第二时间阈值大于第一时间阈值，当在步骤S1检测到当前环境温度低于低温环境阈值并且蓄热器容量低于容量阈值上限时，如果通过所述交互界面向用户请求的车辆将要停止的时间大于第二时间阈值，则执行S4，直到蓄热器容量高于容量阈值上限为止。

4.根据权利要求1所述的车用电池组蓄热系统的控制方法，其特征在于，在进行步骤S1之前先测量∆T与电池组温度T，确定经验常数a，使得∆T×a=T，从而在后续步骤中判断电池组温度T时，直接采用∆T×a来进行判断。

说明书

技术领域

本发明属于电池蓄热技术领域，具体涉及一种用于电池组蓄热系统的方法。

背景技术

目前影响电动车辆的电池组寿命和性能的一个重要因素是低温环境下的运行。在低温环境下，当电动车辆被搁置过久时或者因其他原因导致电池组温度低于其最佳的工作温度时，需要对电池组进行预热来提升电池组温度，确保低温下的充电性能和放电性能以及安全性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于车用动力电池组蓄热系统的方法。

具体通过如下技术手段实现：

一种车用电池组蓄热系统的方法，所述蓄热系统包括：电池组、蓄热器、散热器、制冷器、温度传感器、制冷剂以及制冷剂管道。

所述制冷剂管道用于连通电池组、蓄热器、散热器和制冷器，并且制冷剂在所述制冷剂管道内循环流动；所述制冷器与散热器之间的连接为并联连接，蓄热器和电池组与制冷器和散热器之间的连接为串联连接。

所述蓄热系统的连接包括四个回路，分别为：蓄热器回路、制冷器回路、散热器回路以及旁通回路；其中，蓄热器回路通过制冷剂管道依次连接电池组和蓄热器，用于使蓄热器蓄热或对电池组加热；制冷器回路经通过制冷剂管道依次连接电池组和制冷器，用于使电池组冷却；散热器回路通过制冷剂管道依次连接电池组和散热器，用于使电池组散热；旁通回路内仅包含电池组，用于使电池组保持当前状况。

所述温度传感器分别安装在电池组的进口侧和出口侧处的制冷剂管道中，以分别测量制冷剂在流进电池组之前的温度T1以及流出电池组的制冷剂的温度T2，从而根据T1与T2之差∆T来判断电池组温度。

所述车用电池组蓄热系统的方法包括以下步骤中：

S1.设定第一阈值、第二阈值、第三阈值、低温极限温度以及蓄热器容量阈值下限和蓄热器容量阈值上限，其中，第二阈值>第一阈值>第三阈值>低温极限温度，然后根据温度传感器的测量结果，确定电池组温度，并且判断电池组温度与所述第一阈值、第二阈值、第三阈值以及低温极限温度的关系。

S2.检测蓄热器的当前容量，从而判断蓄热器是否具有可蓄热容量，其中，当蓄热器容量低于蓄热器容量阈值下限时，表明具有可蓄热容量。

当电池组温度大于第一阈值且小于第二阈值，并且蓄热器容量低于容量阈值下限时，执行步骤S4。

当电池组温度大于第一阈值且小于第二阈值，并且蓄热器容量高于容量阈值上限时，执行S6，使得流到散热器制冷剂被冷却，从而在流过电池组之后使电池组的温度降低。

当电池组温度大于第二阈值时，执行S6和S7，使得流过电池组之后经过加热的制冷剂流过制冷器和散热器而降低制冷剂的温度，从而使电池组的温度迅速降低。

当电池组温度小于第一阈值且大于第三阈值时，执行S8。

当电池组温度小于第三阈值且大于低温极限温度时，执行S3。

S3.设定第一时间阈值，通过车辆与用户之间的交互界面，向用户请求车辆将要运行时间，从而判断车辆将会持续运行的时间，并确定持续运行时间与第一时间阈值的关系；如果持续运行时间大于第一时间阈值，则执行S8；如果持续运行时间小于第一时间阈值，则执行S5。

S4.通过使制冷剂在蓄热器回路中循环，而使蓄热器利用流过电池组的而被加热的制冷剂进行蓄热。

S5. 通过使制冷剂在蓄热器回路中循环，利用蓄热器对蓄热器回路中的制冷剂进行加热，并且使加热的制冷剂流过电池组，从而对电池组进行加热。

S6. 通过使制冷剂在散热器回路中循环，使得流过散热器的被冷却的制冷剂流过电池组，而使电池组温度降低。

S7. 通过使制冷器回路中循环，使得流过制冷器的被冷却的制冷剂流过电池组，而使电池组温度迅速降低。

S8. 通过使制冷剂在旁通回路中循环，而保持电池组的当前温度。

作为优选，所述方法还包括：在执行步骤S1的同时，还检测当前环境温度。

作为优选，所述方法还包括：如果在步骤S1检测到当前环境温度低于低温环境阈值，并且电池组温度小于第三阈值且大于低温极限温度时，执行S5。

作为优选，所述方法还包括：设定第二时间阈值，其中所述第二时间阈值大于第一时间阈值，当在步骤S1检测到当前环境温度低于低温环境阈值时，如果通过所述交互界面向用户请求的车辆将要停止的时间大于第二时间阈值，则执行S4，直到蓄热器容量高于容量阈值上限为止。

作为优选，在进行步骤S1之前先测量∆T与电池组温度T，确定经验常数a，使得∆T×a=T，从而在后续步骤中判断电池组温度T时，直接采用∆T×a来进行判断。

本发明的效果在于：

1，设计蓄热器回路，使得在电池组工作期间可收集多余热量，并存储到蓄热器中，从而在电池组的温度降低到最佳工作温度范围下时，利用收集的热量对电池组进行快速加热，同时，在低温环境下，使得车辆在短暂停止后能快速恢复到最佳工作温度范围，这使得在电池工作时将散热与蓄热相结合，节约了电池加热成本与电池的消耗。

2，增加了电池组温度、环境温度和蓄热器容量判断条件，使得判断条件“蓄热器的容量”与判断条件“电池组温度”和“环境温度”紧密结合，来判断是否需要进行蓄热，从而有利于提高蓄热效率降低蓄热成本。

3， 增加了判断条件“车辆运行时间”，使得车辆电池蓄热的控制与驾驶员的操作紧密配合，一方面可通过驾驶员对持续运行时间的反馈而进一步提高蓄热效率，另一方面，可根据驾驶员的反馈执行最佳的蓄热方案，使得电池始终处于最佳工作温度范围之内提高电池寿命与循环次数，同时有利于提高经济效益。

通过设置旁通回路，使得蓄热系统可根据电池组温度传感器的信息来实时采集电池组的温度信息，有利于进行电池组温度的精确控制与蓄热的实时管理。

附图说明

图1是电池组蓄热结构的示意图。

图2是电池组蓄热系统的示意图。

其中：1-电池组，2-制冷剂管道，3-热交换材料，4-散热器，5-制冷器，6A/6B/11-单向阀，7-蓄热器，8-泵，9-电池系统，10-温度传感器。

具体实施方式

电池组的工作温度范围一般为10℃-50℃。在低温环境下，电池组的可用容量和寿命会明显缩减，并且在低温环境下对电池组进行充电时很难达到其最大充电容量，在电池组工作一段时间后，由于密闭空间和电池热辐射较大，导致电池组温度可能上升到第一阈值，电池在高于第一阈值的温度下工作时同样会影响电池寿命和可用容量。

在低温环境下，将电池正常工作时产生的热量聚集起来，并在有需要时对电池或其他装置进行加热可提高电池寿命。

参照图1，电池组蓄热结构包括电池组1和制冷剂管道2。可按电池组1的布置方式改变制冷剂管道2的布置形式。例如，制冷剂管道2可按图1中所示的方式布置为连续的U型管道，或者可将制冷剂管道2布置在全部电池组2的底部固定板和侧部固定板上，以简化结构。制冷剂管道2可以是如图1所示的方式布置为单一贯通管路，还可以布置为多个并列的贯通管路。

制冷剂管道2的外部还可包覆热交换材料3（例如，导热硅胶垫片），以促进电池组1的热量与制冷剂管道2内的热交换介质（例如，制冷剂）之间的热量交换。电池组工作时产生的热量通过导热硅胶垫片传递至制冷剂管道2中的制冷剂，由冷却液热胀冷缩循环流动将热量带走，使整个电池组在的温度均衡统一。

所述导热硅胶片良好的绝缘性能和高回弹韧性，能有效避免电池单体之间的震动摩擦破损问题，电池单体之间的短路隐患。

参照图2，电池组蓄热系统还包括蓄热器7、散热器4、制冷器5、温度传感器10和电池组（电池系统）9、制冷剂、制冷剂管道以及多个单向阀（6A，6B和11）和泵8。

制冷剂管道用于连通电池组、蓄热器、散热器和制冷器，并且制冷剂在所述制冷剂管道内循环流动。制冷器与散热器之间的连接为并联连接，蓄热器和电池组与制冷器和散热器之间的连接为串联连接。2个温度传感器10分别安装在电池组（电池系统）9的进口侧和出口侧处的制冷剂管道中，以分别测量制冷剂在流进电池组之前的温度T1以及流出电池组的制冷剂的温度T2，从而根据T1与T2之差∆T来判断电池组温度。

优选在对应每个特定电池的时候，先测量∆T与电池组温度T，确定经验常数a，使得∆T×a=T，从而在后续步骤中判断电池组温度T时，采用∆T×a来进行判断。

当电池系统9已经运行一段时间后，电池组温度高于第一阈值（例如，50℃）时，可启动电池系统的蓄热。

具体地，当温度传感器10检测到电池系统温度高于第一阈值（例如，50℃）时，启动泵8进行制冷剂的循环。储存在蓄热器7中的制冷剂在泵的作用下流过电池系统，并与电池系统进行热交换，带走电池系统辐射的过多的热量。

通过在蓄热系统中设置散热器4和制冷器5，从而可对制冷剂进行散热或冷却而快速降低制冷剂的温度，实现电池系统的快速冷却。

此外，还可在蓄热器7内设置加热器，以在有需要时对蓄热器内的制冷剂进行加热，从而实现对电池系统的加热。例如，对低温环境下搁置过久的电池进行充电时，或者在低温环境下启动搁置过久的电动车辆时。

继续参照图2，现具体描述电池组系统的蓄热方法。蓄热方法在步骤1开始，并且在步骤2确定是否需要进行蓄热，具体地，根据当前电池的温度、环境温度以及蓄热器的可蓄热容量，来确定是否需要进行蓄热。如果当前电池系统的温度高于第一阈值（例如，50℃）且小于第二阈值（例如，小于60℃）、环境温度低于低温环境阈值（例如，环境温度低于3℃）并且存在蓄热器容量小于容量阈值下限（例如，当前蓄热器容量<50%蓄热器总容量），则方法转到步骤3。

然后，在步骤3，使流过电池系统的制冷剂返回蓄热器中，以存储热量。然后，方法进行到步骤6，在步骤6，判断蓄热器容量是否高于容量阈值上限，如果蓄热器容量高于容量阈值上限（例如，当前蓄热器容量>95%蓄热器总容量），则方法进行到步骤4。如果蓄热器小于容量阈值下限，则继续进行蓄热，直到蓄热器容量高于容量阈值上限。

如果当前电池系统的温度高于第一阈值（例如，高于50℃）且小于第二阈值（例如，小于60℃）、环境温度低于低温环境阈值（例如，环境温度低于3℃）但是蓄热器容量高于容量阈值上限（例如，当前蓄热器容量>95%蓄热器总容量），则方法转到步骤4。在步骤4，使得流过电池系统的制冷剂通过散热器或者制冷器中的一个，以对制冷剂进行冷却，从而使电池系统温度缓慢降低。直到电池组温度低于阈值，此时方法结束。

如果当前电池组温度高于第二阈值（例如，大于60℃），则方法转到步骤5，在步骤5，使得流过电池组的制冷剂通过散热器和制冷器二者，以使电池组的温度迅速下降到正常工作温度范围（例如，10℃-50℃）。

如果当前电池系统的温度低于第三阈值（例如，低于5℃）但大于允许电池组工作的极限温度（例如，0℃）、环境温度低于低温环境阈值（例如，环境温度低于3℃），则方法转到步骤6。

在步骤6，方法确定电动车辆持续行驶时间是否将会超过第一时间阈值（例如，20分钟），如果是，则执行旁通回路。如果否，则执行步骤7，在步骤7，检测蓄热器的当前蓄热容量，以确定蓄热器是否有充足的可用热量（当前蓄热器容量>50%蓄热器总容量），如果存在充足的可用热量，则方法进行到步骤8，在步骤8，方法利用蓄热器中的热量来对电池系统进行加热。

如果蓄热器中没有足够的热量（当前蓄热器容量<50%蓄热器总容量），则方法进行到步骤9，在步骤9可利用蓄热器中的加热器或利用其它加热装置来对电池系统进行加热，以使电池组快速恢复到最佳工作温度。可通过人机界面向驾驶员询问将要行驶的时间。如果电池组的温度小于第一阈值且大于第三阈值，则执行步骤10，使制冷剂仅循环通过电池组，而保持电池组的当前温度。

此外，当初启动车辆或者对电池系统进行充电时，也可执行所述方法。例如，当车辆在电池系统的温度低于第三阈值（例如，低于5℃）、环境温度低于低温环境阈值（例如，环境温度低于3℃）的情况下启动或进行充电操作时，方法转到步骤7。在步骤7，检测蓄热器的当前蓄热容量，以确定蓄热器是否有充足的可用热量（当前蓄热器容量>50%蓄热器总容量），如果存在充足的可用热量，则方法进行到步骤8，在步骤8，方法利用蓄热器中的热量来对电池系统进行加热。如果蓄热器中没有足够的热量（当前蓄热器容量<50%蓄热器总容量），则方法进行到步骤9，在步骤9可利用蓄热器中的加热器或利用其它加热装置来对电池系统进行加热，以使电池组快速恢复到最佳工作温度。

此外，本发明还适用于车辆将要在低温环境下长时间停车时，可进行额外的检测而预先对蓄热器进行蓄热的方法。具体地，在环境温度低于低温环境阈值（例如，环境温度低于3℃）并且蓄热器容量低于容量阈值上限的情况下，车辆通过询问驾驶员而确定车辆将要停止运转时间超过第二时间阈值（例如，6小时），则通过使制冷剂在蓄热器回路中循环，而使蓄热器利用流过电池组的而被加热的制冷剂进行蓄热，直到蓄热器容量达到容量阈值上限以上。

当车辆长时间停止后的重新启动时，可利用蓄热器内的热量对电池组进行加热，解决了传统方法中使用电池组自身的电力进行加热而造成电池性能劣化的问题，有利于提高电池的耐久性。

用于动力电池组蓄热系统的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。