一种液冷动力电池冷却液流量控制方法、系统及汽车与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种液冷动力电池冷却液流量控制方法、系统及汽车。


背景技术：

2.现有新能源电池包液冷方式的流量与温度控制以所检测到的电池温度及冷却液温度进行控制，液冷电池包内部冷却液流量及温度影响其换热能力，从而影响其加热及冷却过程中的电池的温度变化速度，同时也影响流动冷却液进出口温差值，该温差值直接反应冷却液带走或失去的能量。冷却液进出口温差越大，其给电池包内部造成的温差越大；而若需保证进出水较小温差，则需水泵提供较高的冷却液流量，这样会造成较高的能耗。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种液冷动力电池冷却液流量控制方法、系统及汽车，用于解决现有液冷动力电池为控制电池包温差，导致能耗过高的问题。
4.本发明提供的一种液冷动力电池冷却液流量控制方法，所述方法包括：
5.步骤s11、获取电池包温差与冷却液温差之间的关系；
6.步骤s12、根据目标电池包温差以及电池包温差与所述冷却液温差的关系，推导得出目标冷却液温差；
7.步骤s13、根据目标冷却液温差，计算得到需求冷却液流量；
8.步骤s14、根据所述需求冷却液流量，控制电池冷却泵运行。
9.进一步地，步骤s11具体包括：
10.使用三维计算流体动力学仿真分析或者热管理测试得到所述电池包温差与所述冷却液温差的关系。
11.进一步地，步骤s13具体包括：
12.根据电池包换热热阻与冷却液流量关系，建立第一方程式其中所述r
batt_co
为电池包换热热阻，所述δt
batt_co
为电池包温度与冷却液温度差，所述q
co
为冷却液流量，所述ρ
co
为冷却液密度，所述δt
in_out
为冷却液温差，所述c
p
为冷却液比热；
13.仿真或者实验得到电池包换热热阻与冷却液质量流率关系，拟合得到所述电池包换热热阻与冷却液质量流率的第二方程式所述m为冷却液质量流率，所述a、b、c为系数；
14.结合所述第一方程式、所述第二方程式、所述目标冷却液温差以及测试获取得到的电池包温度、冷却液温度，计算得到需求冷却液流量。
15.进一步地，步骤结合所述第一方程式、所述第二方程式、所述目标冷却液温差以及
测试获取得到的电池包温度、冷却液温度，计算得到需求冷却液流量包括：
16.令a＝cc
p
δt
co_max
、b＝αc
p
δt
co_max-t
batt
t
coolant
和c＝bc
p
δt
co_max
，所述δt
co_max
为目标冷却液温差，所述t
batt
为电池包温度，所述t
coolant
为冷却液温度；
17.计算需求冷却液质量流率的公式为
18.根据所述需求冷却液质量流率和冷却液密度，计算需求冷却液流量的公式为所述q
req
为需求冷却液流量。
19.本发明提供的一种液冷动力电池冷却液流量控制系统，所述系统包括：
20.获取单元，用于获取电池包温差与冷却液温差之间的关系；
21.第一计算单元，用于根据目标电池包温差以及所述冷却液温差与电池包温差的关系，推导得出目标冷却液温差；
22.第二计算单元，用于根据目标冷却液温差，计算得到需求冷却液流量；
23.控制单元，用于根据所述需求冷却液流量，控制电池冷却泵运行。
24.进一步地，所述获取单元具体用于：
25.使用三维计算流体动力学仿真分析或者热管理测试得到所述电池包温差与所述冷却液温差的关系。
26.进一步地，所述第二计算单元具体用于：
27.根据电池包换热热阻与冷却液流量关系，建立第一方程式其中所述r
batt_co
为电池包换热热阻，所述δt
batt_co
为电池包温度与冷却液温度差，所述q
co
为冷却液流量，所述ρ
co
为冷却液密度，所述δt
in_out
为冷却液温差，所述c
p
为冷却液比热；
28.仿真或者实验得到电池包换热热阻与冷却液质量流率关系，拟合得到所述电池包换热热阻与冷却液质量流率的第二方程式所述m为冷却液质量流率，所述a、b、c为系数；
29.结合所述第一方程式、所述第二方程式、所述目标冷却液温差以及测试获取得到的电池包温度、冷却液温度，计算得到需求冷却液流量。
30.本发明提供的一种汽车，所述汽车包括上述液冷动力电池冷却液流量控制系统。
31.实施本发明，具有如下有益效果：
32.通过本发明，根据电池包温差与冷却液温差之间的关系，由目标电池包温差确定目标冷却液温差，并根据目标冷却液温差来计算需求冷却液流量，根据所述需求冷却液流量控制电池冷却泵运行，解决了现有液冷动力电池为控制电池包温差，导致能耗过高的问题。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明实施例提供的液冷动力电池冷却液流量控制方法的流程图。
35.图2是本发明实施例提供的电池包温差与冷却液温差的曲线关系图。
36.图3是本发明实施例提供的电池包换热热阻与冷却液质量流率的关系图。
37.图4是本发明实施例提供的液冷动力电池冷却液流量控制系统的结构图。
具体实施方式
38.本专利中，在保障电池包温差不超过目标电池包温差基础上，对冷却液流量进行控制，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
39.如图1所示，本发明实施例提供了液冷动力电池冷却液流量控制方法，所述方法包括：
40.步骤s11、获取电池包温差与冷却液温差之间的关系。
41.需要说明的是，电池包温差是指电池电芯之间温差，该电池包温差需要被限定在一定范围内，否则会影响动力电池汽车的工作，冷却液温差是指电池包冷却液出口温度与电池包冷却液进口温度的差值，因为电池冷却液与电池包存在热交换，因而电池包冷却液进口温度和电池包冷却液出口温度存在差值。
42.具体地，使用三维计算流体动力学仿真分析或者热管理测试得到所述电池包温差与所述冷却液温差的关系。
43.一并参考图2，图2示出了电池包温差与冷却液温差的直线关系，虽然本图2以直线来表示电池包温差与冷却液温差之间关系，但根据不同的电池包类型，电池包温差与冷却液温差之间也可能是曲线。
44.步骤s12、根据目标电池包温差以及电池包温差与所述冷却液温差的关系，推导得出目标冷却液温差。
45.需要说明的是，目标电池包温差是电池包温差最大值，但电池包温差大于目标电池包温差时，电池包工作效能会下降，对于每个电池包都有自身的目标电池包温差；根据所述电池包温差与所述冷却液温差的关系以及目标电池包温差，推导得到目标冷却液温差；也就是冷却液温差必须被控制在一定范围内，否则会导致电池包温差过大。
46.步骤s13、根据目标冷却液温差，计算得到需求冷却液流量。
47.需要说明的是，目标冷却液温差限制，导致液冷动力电池冷却液流量控制要采取加大流量方式，但是流量在保证目标冷却液温差情况下，尽量最小。
48.步骤s13具体包括：
49.根据电池包换热热阻与冷却液流量关系，建立第一方程式其中所述r
batt_co
为电池包换热热阻，所述δt
batt_co
为电池包温度与冷却液温度差，所述q
co
为冷却液流量，所述ρ
co
为冷却液密度，所述δt
in_out
为冷却液温差，所述c
p
为冷却液比热；
50.需要说明的是，第一方程式中所述电池包换热热阻形成的等式基于理论概念建立
的。
51.仿真或者实验得到电池包换热热阻与冷却液质量流率关系，拟合得到所述电池包换热热阻与冷却液质量流率的第二方程式所述m为冷却液质量流率，所述a、b、c为系数；
52.需要说明的是，第二方程式中等式基于测试数据拟合得到的电池包换热热阻与冷却液质量流率的关系，具体可以参考图3，通过拟合得到曲线表达方程式就是第二方程式，且a、b、c在拟合出的第二方程式中为常数。
53.结合所述第一方程式、所述第二方程式、所述目标冷却液温差以及测试获取得到的电池包温度、冷却液温度，计算得到需求冷却液流量。
54.具体地，计算得到需求冷却液流量步骤包括：
55.令a＝cc
p
δt
co_max
、b＝αc
p
δt
co_max-t
batt
t
coolant
和c＝bc
p
δt
co_max
，所述δt
co_max
为目标冷却液温差，所述t
batt
为电池包温度，所述t
coolant
为冷却液温度；
56.计算需求冷却液质量流率的公式为
57.根据所述需求冷却液质量流率和所述冷却液密度，计算需求冷却液流量的公式为所述q
req
为需求冷却液流量。
58.步骤s14、根据所述需求冷却液流量，控制电池冷却泵运行。
59.需要说明的是，在保障电池包温差不超过目标电池包温差的前提下，根据计算出来的需求冷却液流量，通过控制电池冷却泵运行，达到了能耗最小的效果。
60.如图4所示，本发明实施例提供了液冷动力电池冷却液流量控制系统，所述系统包括：
61.获取单元41，用于获取电池包温差与冷却液温差之间的关系；
62.第一计算单元42，用于根据目标电池包温差以及所述冷却液温差与电池包温差的关系，推导得出目标冷却液温差；
63.第二计算单元43，用于根据目标冷却液温差，计算得到需求冷却液流量；
64.控制单元44，用于根据所述需求冷却液流量，控制电池冷却泵运行。
65.进一步地，所述获取单元41具体用于：
66.使用三维计算流体动力学仿真分析或者热管理测试得到所述电池包温差与所述冷却液温差的关系。
67.进一步地，所述第二计算单元43具体用于：
68.根据电池包换热热阻与冷却液流量关系，建立第一方程式其中所述r
batt_co
为电池包换热热阻，所述δt
batt_co
为电池包温度与冷却液温度差，所述q
co
为冷却液流量，所述ρ
co
为冷却液密度，所述δt
in_out
为冷却液温差，所述c
p
为冷却液比热；
69.仿真或者实验得到电池包换热热阻与冷却液质量流率关系，拟合得到所述电池包
换热热阻与冷却液质量流率的第二方程式所述m为冷却液质量流率，所述a、b、c为系数；
70.结合所述第一方程式、所述第二方程式、所述目标冷却液温差以及测试获取得到的电池包温度、冷却液温度，计算得到需求冷却液流量。
71.本发明实施例提供了汽车，所述汽车包括上述液冷动力电池冷却液流量控制系统。
72.实施本发明，具有如下有益效果：
73.通过本发明，根据电池包温差与冷却液温差之间的关系，由目标电池包温差确定目标冷却液温差，并根据目标冷却液温差来计算需求冷却液流量，根据所述需求冷却液流量控制电池冷却泵运行，解决了现有液冷动力电池为控制电池包温差，导致能耗过高的问题。
74.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。