一种动力电池的热管理方法、电池包、车辆及存储介质与流程

本技术涉及动力电池控制，具体地涉及一种动力电池的热管理方法、电池包、车辆及存储介质。

背景技术：

1、随着市场对车辆快充速率及低温动力性能要求的持续提升，为了满足车辆的充电效率与安全需求，使车辆的动力电池尽可能处于最佳工作温度区间，动力电池的热管理技术已成为当前动力电池控制的关键研究方向之一。

2、相关技术中，通常基于预设的固定温度阈值来对动力电池进行热管理，在动力电池的温度达到固定温度阈值时，动力电池的控制器会控制热管理设备触发相应的热管理控制（如加热或冷却）。与此同时，动力电池的充电策略通常由预先标定的三维map图决定，该map图基于动力电池的荷电状态与实时温度，确定当前的充电倍率，从而实现对动力电池的充电控制。在实际应用中，热管理控制策略与充电控制策略通常采用并行运行的架构，两者依据各自的逻辑独立运作。

3、然而，采用固定温度阈值无法适配电池在不同荷电状态（state of charge，soc）下的充电倍率能力边界变化，导致热管理控制无法准确响应动力电池的实际热管理需求。具体地，由于动力电池的电化学活性与温度的相关性，会随soc的变化呈现非线性特征。而单一的固定温度阈值忽略了温度与soc在决定动力电池充电倍率边界时的耦合效应，导致热管理控制会滞后或超前于动力电池实际热管理需求，从而影响整车的能耗表现与续航里程。

4、需要指出的是，公开于本技术背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本技术的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本技术提供一种动力电池的热管理方法、电池包、车辆及存储介质，以利于解决相关技术中采用固定温度阈值无法适配电池在不同荷电状态下的充电倍率能力边界变化，导致热管理控制无法准确响应动力电池的实际热管理需求的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种动力电池的热管理方法，包括：

3、根据动力电池的当前soc、当前温度、以及温度-soc-充电倍率映射关系，确定当前充电倍率；

4、判断当前充电倍率是否为所述映射关系中当前soc对应的最优充电倍率；

5、若当前充电倍率不是最优充电倍率，则根据所述最优充电倍率对应的需求温度与当前温度的比较结果，确定所述动力电池的第一热管理模式，所述第一热管理模式包括冷却模式与加热模式；

6、根据所述第一热管理模式，对所述动力电池进行热管理控制。

7、在本技术实施例中，通过结合动力电池的当前soc、当前温度、以及温度-soc-充电倍率映射关系，确定当前充电倍率，并在当前充电倍率不是最优充电倍率时对动力电池进行热管理模式的确定与热管理控制。

8、实现了基于动力电池的充电策略来反推热管理需求，使得热管理控制能够适配不同soc下的电池倍率能力边界，兼顾温度与soc对电池充电能力的耦合影响，尽可能地消除了采用固定温度阈值导致的热管理控制滞后或超前所出现的控制偏差，可在保障充电安全的前提下提升充电效率，优化整车能耗表现并改善续航里程。

9、在一种可能的实现方式中，还包括：

10、若当前充电倍率是最优充电倍率，则根据当前充电倍率、当前soc以及预设目标soc，确定所述动力电池自当前soc充电至预设目标soc的所需充电时间；所述预设目标soc大于当前soc，且小于或等于预设满充soc；

11、根据所述所需充电时间与所述动力电池的预设热力学模型，确定所述动力电池自当前soc充电至预设目标soc对应的预测充电温度；

12、根据所述预测充电温度、预设目标soc以及所述映射关系，确定预测充电倍率；

13、若所述预测充电倍率不是所述预设目标soc对应的最优充电倍率，则根据所述最优充电倍率对应的需求温度与所述预测充电温度的比较结果，确定第一热管理模式。

14、在本技术实施例中，通过预测未来的充电倍率，可提前确定热管理调控方向，能够实现热管理控制的主动前置执行，尽可能的避免了动力电池充电至预设目标soc时出现温度异常的问题，实现基于当前状态的被动响应与基于未来状态的主动寻优相结合，实现了充电过程全生命周期的有效热管理，确保动力电池始终基于最优充电倍率运行。

15、在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一热管理模式，对所述动力电池进行热管理控制，包括：

16、根据所述预设目标soc和当前soc的soc差值，确定第一热管理模式对应的热管理控制响应速度需求，所述热管理控制响应速度需求与所述soc差值呈负相关；

17、根据所述第一热管理模式与热管理控制响应速度需求，对所述动力电池进行热管理控制。

18、在本技术实施例中，通过基于soc差值确定热管理控制响应速度需求，使得热管理控制强度与充电时间的协同，尽可能确保了热管理既不超前干预造成能源浪费，也不滞后响应引发电池降额，实现合理有效的热管理。可在避免能源浪费的前提下，最大程度地提升充电效率并保障电池安全。

19、在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一热管理模式，对所述动力电池进行热管理控制，包括：

20、根据所述第一热管理模式，确定对应的请求水量、请求水温以及请求水流速；

21、根据所述请求水量、请求水温以及请求水流速，控制热管理设备对所述动力电池进行热管理。

22、在本技术实施例中，通过对水量、水温以及水流速三个维度参数的协同调控，可准确控制热交换过程的换热强度与响应速率，从而可适配不同工况下的热管理需求。

23、在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一热管理模式与热管理控制响应速度需求，对所述动力电池进行热管理控制，包括：

24、若第一热管理模式为加热模式，则根据第一热管理模式与热管理控制响应速度需求确定对应的加热请求水温、加热请求水量以及加热请求水流速，控制热管理设备对所述动力电池进行热管理；所述加热请求水温、加热请求水量以及加热请求水流速，均与所述热管理控制响应速度需求呈正相关；

25、若第一热管理模式为冷却模式，则根据第一热管理模式与热管理控制响应速度需求确定对应的冷却请求水温、冷却请求水量以及冷却请求水流速，控制热管理设备对所述动力电池进行热管理；所述冷却请求水量和冷却请求水流速与所述热管理控制响应速度需求呈正相关；所述冷却请求水温与所述热管理控制响应速度需求呈负相关。

26、在本技术实施例中，通过为加热模式与冷却模式分别建立响应速度需求与多维度控制参数的映射关系，可将未来的热管理目标转化为热管理设备的控制指令，实现调控方向与调控强度的协同匹配，在确保热管理控制响应速度的同时，兼顾热管理控制的稳定性。

27、在一种可能的实现方式中，所述根据所述最优充电倍率对应的需求温度与当前温度的比较结果，确定第一热管理模式，包括：

28、若所述最优充电倍率对应的需求温度大于当前温度，则确定所述动力电池的第一热管理模式为加热模式；

29、若所述最优充电倍率对应的需求温度小于当前温度，则确定所述动力电池的第一热管理模式为冷却模式。

30、在本技术实施例中，通过上述两个判断，可建立充电需求与热管理控制之间的直接映射关系。能够根据电池实际需要的温度目标（即支持最优充电倍率的温度）来引导热管理控制，尽可能的避免了在温度已满足充电需求时进行无效调节，提升了热管理的响应速度，减少了不必要的热管理能耗。

31、在一种可能的实现方式中，所述根据动力电池的当前soc、当前温度、以及温度-soc-充电倍率映射关系，确定当前充电倍率，包括：

32、若动力电池中所有单体电芯的最低温度与最高温度的差值大于或等于预设温差阈值，则确定所述动力电池的第一热管理模式为均温模式；

33、若动力电池中所有单体电芯的最低温度与最高温度的差值小于预设温差阈值，则根据动力电池的当前soc、当前温度、以及温度-soc-充电倍率映射关系，确定当前充电倍率。

34、在本技术实施例中，通过首先进行温差校验，能够有效降低电芯温度不一致性对充电倍率判定的干扰，提高后续热管理控制的准确性与安全性。

35、在一种可能的实现方式中，所述根据动力电池的当前soc、当前温度、以及温度-soc-充电倍率映射关系，确定当前充电倍率，包括：

36、若动力电池进入充电状态，则根据所述动力电池中所有单体电芯的最低温度、最高温度以及所述最低温度与所述最高温度的差值，确定所述动力电池的第二热管理模式，所述第二热管理模式包括均温模式、加热模式、冷却模式以及无热管理需求模式；

37、若所述第二热管理模式为无热管理需求模式，则根据动力电池的当前soc、当前温度、以及温度-soc-充电倍率映射关系，确定当前充电倍率；

38、若所述第二热管理模式不是无热管理需求模式，则根据所述第二热管理模式，对所述动力电池进行热管理控制。

39、在本技术实施例中，通过在动力电池进入充电状态时，首先根据温差、最低温度和最高温度进行上述粗粒度的初步热管理判断与热管理控制，可在充电初期快速响应热管理需求。而后续充电过程中，则可采用上述基于温度-soc-充电倍率映射关系的热管理策略。采用这种先粗后精的架构，兼顾了充电初期的安全响应速度与后续阶段的能效。

40、第二方面，本技术实施例提供了一种电池包，包括动力电池与控制器，所述控制器用于第一方面中任意一项所述的方法。

41、第三方面，本技术实施例提供了一种车辆，包括第二方面中所述的电池包。

42、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面中任意一项所述的方法。