电池系统、电池系统的控制方法、控制装置和车辆与流程

1.本技术实施例涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电池系统、电池系统的控制方法、控制装置和车辆。


背景技术：

2.目前动力电池的调温在业界主要采取水冷的方式，通过将冷却液通入电池模组底部的液冷水管或者液冷板流道，通过热传导的方式将高温电池的热量带走或者给低温电池进行加热。目前的水冷方案中，整个电池冷却系统拥有一个进水口一个出水口，通过控制流道横截面积来合理分配包内模组的冷却(加热)流量，从而尽可能维持电池包内不同模组的温度一致性。这类方法虽然已经平衡了冷却(加热)功率与流量，但仍然存在最远流道行程处与最近流道行程处温差较大、电池包中心模组与电池包外围模组温差较大的问题，从而影响各个电池的一致性。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本发明的第一方面提供了一种电池系统。
5.本发明的第二方面提供了一种电池系统的控制方法。
6.本发明的第三方面提供了一种电池系统的控制装置。
7.本发明的第四方面提供了一种车辆。
8.有鉴于此，根据本技术实施例的第一方面提出了一种电池系统，包括：
9.多个电池模组；
10.温度调节组件，所述温度调节组件包括：介质出口、入口管道、出口管道和介质回收口，所述入口管道连通于所述介质出口，所述出口管道连通于所述介质回收口，每个所述电池模组的出液端连通于所述出口管道；
11.控制阀，每个所述电池模组连通有至少一个所述控制阀，所述控制阀的第一阀口连通于所述入口管道，第二阀口连通于所述出口管道，第三阀口连通于所述电池模组的进液端。
12.在一种可行的实施方式中，每个所述电池模组包括介质通道，所述介质通道的一端为所述出液端，另一端为所述进液端；
13.所述介质通道包括水管和/或冷液板流道。
14.在一种可行的实施方式中，所述入口管道为多个，每个所述电池模组连通于至少一个所述入口管道。
15.在一种可行的实施方式中，所述出口管道为多个，每个所述电池模组连通于至少一个所述出口管道；
16.多个所述出口管道中的至少部分出口管道连通于所述入口管道，多个所述电池模组形成电池包，多个所述出口管道的至少部分出口管道和多个所述入口管道中的至少部分
入口管道布置在所述电池包的周侧。
17.在一种可行的实施方式中，所述温度调节组件还包括：
18.换热器，所述换热器连通于所述介质出口和所述介质回收口。
19.根据本技术实施例的第二方面提出了一种电池系统的控制方法，用于上述任一技术方案所述的电池系统，所述控制方法包括：
20.响应于电池本体温度调节指令；
21.控制控制阀的所述第一阀口与所述第三阀口导通，以使所述温度调节组件内的介质流经所述电池模组。
22.在一种可行的实施方式中，控制方法还包括：
23.采集每个所述电池模组的温度信息；
24.将温度信息与预设温度的差值大于第一阈值的电池模组作为目标调节电池模组；
25.增加与所述目标调节电池模组对应的控制阀的第一阀口与所述第三阀口的导通开度，增加除所述目标调节电池模组以外的其他电池模组对应的控制阀的第一阀口与第二阀口的导通开度。
26.在一种可行的实施方式中，控制方法还包括：
27.获取电池系统所处的环境温度信息；
28.在所述环境温度信息低于第一阈值，或所述环境温度信息高于第二阈值的情况下，控制所有的所述控制阀的第一阀口与第二阀口导通，使得经由所述温度调节组件输出的介质流经多个所述电池模组组成的电池包的外侧；
29.其中，所述第一阈值的取值低于所述第二阈值。
30.根据本技术实施例的第三方面提出了一种电池系统的控制装置，包括：
31.存储器，存储有计算机程序；
32.处理器，执行所述计算机程序；
33.其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现上述任一技术方案所述的电池系统的控制方法。
34.根据本技术实施例的第四方面提出了一种车辆，其特征在于，包括：
35.上述任一技术方案所述的电池系统；和
36.上述技术方案所述的电池系统的控制装置。
37.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的电池系统包括了多个电池模组、温控调节组件和控制阀，温控调节组件用于向多个电池模组输出介质，在电池模组温度较低时，温度调节组件加热填充在温度调节组件内的介质，而后再将温度较高的介质输送至电池模组以为电池模组升温，在电池模组的温度较高时，温度调节组件降低填充在温度调节组件内的介质为温度，低温状态下的介质被输送至电池模组为电池模组进行降温。本技术实施例提供的电池系统包括了介质出口、入口管道、出口管道和介质回收口，而控制阀的第一阀口连通于入口管道，第二阀口连通于出口管道，第三阀口连通于电池模组的进液端，如此设置通过控制第一阀口与第二阀口或第三阀口连通，即可控制介质在电池系统内的流向，能够有选择性地控制介质流经电池模组，即可控制温度调节的介质优先通过温差较大的电池模组，利于降低不同电池模组之间的温度差异，提高电池系统温度的一致性，使得电池系统性能均衡，提高电池系统的性能。还可以通过控制第一阀口与第
二阀口和第三阀口之间的开度，控制介质向电池模组内的流量，能够使位于电池系统远端的电池模组能够流通更多的介质，而位于电池系统近端的电池模组流通的介质相对较少，利于降低不同电池模组之间的温度差异，提高电池系统温度的一致性，使得电池系统性能均衡，提高电池系统的性能。
附图说明
38.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
39.图1为本技术提供的一种实施例的电池系统的示意性结构图。
40.图2为本技术提供的一种实施例的电池系统的控制方法的示意性步骤流程图；
41.图3为本技术提供的一种实施例的电池系统的控制装置的结构框图。
42.其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
43.100电池模组、200温度调节组件、300控制阀；
44.201介质出口、202入口管道、203出口管道、204介质回收口；
45.a第一阀口、b第二阀口、c第三阀口。
具体实施方式
46.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
47.如图1所示，根据本技术实施例的第一方面提出了一种电池系统，包括：多个电池模组100；温度调节组件200，温度调节组件200包括：介质出口201、入口管道202、出口管道203和介质回收口204，入口管道202连通于介质出口201，出口管道203连通于介质回收口204，每个电池模组100的出液端连通于出口管道203；控制阀300，每个电池模组100连通有至少一个控制阀300，控制阀300的第一阀口a连通于入口管道202，第二阀口b连通于出口管道203，第三阀口c连通于电池模组100的进液端。
48.本技术实施例提供的电池系统包括了多个电池模组100、温控调节组件和控制阀300，温控调节组件用于向多个电池模组100输出介质，在电池模组100温度较低时，温度调节组件200加热填充在温度调节组件200内的介质，而后再将温度较高的介质输送至电池模组100以为电池模组100升温，在电池模组100的温度较高时，温度调节组件200降低填充在温度调节组件200内的介质为温度，低温状态下的介质被输送至电池模组100为电池模组100进行降温。本技术实施例提供的电池系统包括了介质出口201、入口管道202、出口管道203和介质回收口204，而控制阀300的第一阀口a连通于入口管道202，第二阀口b连通于出口管道203，第三阀口c连通于电池模组100的进液端，如此设置通过控制第一阀口a与第二阀口b或第三阀口c连通，即可控制介质在电池系统内的流向，能够有选择性地控制介质流经电池模组100，即可控制温度调节的介质优先通过温差较大的电池模组100，利于降低不同电池模组100之间的温度差异，提高电池系统温度的一致性，使得电池系统性能均衡，提
高电池系统的性能。还可以通过控制第一阀口a与第二阀口b和第三阀口c之间的开度，控制介质向电池模组100内的流量，能够使位于电池系统远端的电池模组100能够流通更多的介质，而位于电池系统近端的电池模组100流通的介质相对较少，利于降低不同电池模组100之间的温度差异，提高电池系统温度的一致性，使得电池系统性能均衡，提高电池系统的性能。
49.可以理解的是，每个电池模组100连通有一个控制阀300，而每个控制阀300的第一阀口a连通于入口管道202，第二阀口b连通于出口管道203，第三阀口c连通于电池模组100的进液端，当控制阀300的第一阀口a与第二阀口b导通时，温度调节模块内的介质就不会流经与控制阀300对应的电池模组100，而当第一阀口a与第三阀口c导通时，温度调节模块内的介质即可流经与控制阀300对应的电池模组100。基于同样的道理，当增加第一阀口a与第三阀口c之间的开度时，即可使更多的介质流经与控制阀300对应的电池模组100，当减小第一阀口a与第三阀口c之间的开度时，即可减少供入到电池模组100内的介质量。
50.可以理解的是，远端的电池模组为与温度调节组件200的介质出口201距离较远，介质流经管道较长的电池模组100，而近端电池模组为靠近于温度调节组件200，介质可以直接或短距离的供给的电池模组100。
51.在一些示例中，每个电池模组100包括介质通道，介质通道的一端为出液端，另一端为进液端；介质通道包括水管和/或冷液板流道。
52.每个电池模组100均包括了介质通道，当温度调节模块的介质供入到电池模组100时，介质可以顺着介质通道进行流通，介质即可与电池模块的本体进行换热以调节电池模组100的温度，在介质完成换热后即可通过介质通道的出液端排出电池模组100，排出电池模块的介质可以进入到其他的电池模组100内进行继续换热也可以返回至温度调节组件200的介质回收口204进行再次利用。
53.介质通道包括水管和/或冷液板流道，通过水管和/或冷液板流道的设置利于介质的循环流动。
54.在一些示例中，入口管道202为多个，每个电池模组100连通于至少一个入口管道202。
55.入口管道202为多个，每个电池模组100连通于至少一个入口管道202，利于经由温度调节组件200输出的介质输入到每个电池模组100内，利于快速调节电池模组100的温度。
56.在一些示例中，出口管道203为多个，每个电池模组100连通于至少一个出口管道203；多个出口管道203中的至少部分出口管道203连通于入口管道202，多个电池模组100形成电池包，多个出口管道203的至少部分出口管道203和多个入口管道202中的至少部分入口管道202布置在电池包的周侧。
57.出口管道203为多个，每个电池模组100连通有至少一个出口管道203，利于介质经由电池模组100排出，利于介质的循环利用。
58.多个出口管道203中的至少部分出口管道203连通于入口管道202，使得部分电池模组100的出口管道203与入口管道202连通形成的管道可以作为其他电池模组100的入口管道202，能够减少管道的设置数量，使得管道的布局更加合理，便捷。
59.多个出口管道203的至少部分出口管道203和多个入口管道202中的至少部分入口管道202布置在电池包的周侧，如此设置使得多个电池模组100形成的电池包的周侧形成有
能够供介质进行循环的管道，当电池系统所处的温度极低或极高的情况下，可以控制介质不流经电池模组100，而是控制介质在电池包的周侧进行循环，优先调节电池本体外周的温度，保证电池本体工作的稳定性。
60.在一些示例中，温度调节组件200还包括：换热器，换热器连通于介质出口201和介质回收口204。
61.温度调节组件200还包括换热器，通过换热器的设置能够为填充在温度调节组件200内的介质进行增温或降温，在电池系统需要升温时可以输出高温的介质，在电池系统需要降温时，可以输出低温的介质，使得电池系统的温控更加可靠。
62.在一些示例中，温度调节组件200还可以包括驱动件，驱动件设置在换热器内用于驱动填充在温度调节组件200内的介质流动。
63.如图2所示，根据本技术实施例的第二方面提出了一种电池系统的控制方法，用于上述任一技术方案的电池系统，控制方法包括：
64.步骤101：响应于电池本体温度调节指令。可以理解的是，电池本体温度调节指令可以是用户发出的，也可以是车载温度传感器检测到电池系统温度偏离于预设温度时主动发出的。
65.步骤102：控制控制阀的第一阀口与第三阀口导通，以使温度调节组件内的介质流经电池模组。通过控制控制阀的第一阀口与第三阀口导通，温度调节组件内的介质即可流经电池模组，介质即可与电池模组进行换热为电池模组进行温度调节，使得电池系统的温度能够接近于预期的温度。
66.可以理解的是，每个电池模组连通有一个控制阀，而每个控制阀的第一阀口连通于入口管道，第二阀口连通于出口管道，第三阀口连通于电池模组的进液端，当控制阀的第一阀口与第二阀口导通时，温度调节模块内的介质就不会流经与控制阀对应的电池模组，而当第一阀口与第二阀口导通时，温度调节模块内的介质即可流经与控制阀对应的电池模组。基于同样的道理，当增加第一阀口与第三阀口之间的开度时，即可使更多的介质流经与控制阀对应的电池模组，当减小第一阀口与第三阀口之间的开度时，即可减少供入到电池模组内的介质量。
67.可以理解的是，远端的电池模组为与温度调节组件的介质出口距离较远，介质流经管道较长的电池模组，而近端电池模组为靠近于温度调节组件，介质可以直接或短距离的供给的电池模组。
68.在一些示例中，控制方法还包括：采集每个电池模组的温度信息；将温度信息与预设温度的差值大于第一阈值的电池模组作为目标调节电池模组；增加与目标调节电池模组对应的控制阀的第一阀口与第三阀口的导通开度，增加除目标调节电池模组以外的其他电池模组对应的控制阀的第一阀口与第二阀口的导通开度。
69.本技术实施例提供的控制方法，还可以采集每个电池模块的温度信息，当多个电池模块中的部分电池模块的温度信息与预设的温度差值大于第一阈值的情况下，则认为这部分电池模块的温差较大，这部分电池模块目前所处的温度会导致电池系统多个电池模块的一致性降低，通过控制增加与目标调节电池模组对应的控制阀的第一阀口与第三阀口的导通开度，增加除目标调节电池模组以外的其他电池模组对应的控制阀的第一阀口与第二阀口的导通开度，能够使更多的介质流向到目标调节电池模组内，能够使得电池系统的温
度一致性更高。
70.在一些示例中，控制方法还包括：获取电池系统所处的环境温度信息；在环境温度信息低于第二阈值，或环境温度信息高于第三阈值的情况下，控制所有的控制阀的第一阀口与第二阀口导通，使得经由温度调节组件输出的介质流经多个电池模组组成的电池包的外侧；其中，第二阈值的取值低于第三阈值。
71.本技术实施例提供的控制方法，还可以对电池系统所处的环境温度信息进行采集，当环境温度信息低于第二阈值，或环境温度信息高于第三阈值的情况下可以认为当前电池系统处于极端的温度环境内，电池系统的温度可能过高或过低，这种情况下，可以控制所有的控制阀的第一阀口与第二阀口导通，既经由温度调节组件输出的介质不会流经到电池模组内，而是优先在多个电池模组组成的电池包的周侧流通，如此设置能够及时调节电池包整体的温度，特别是能够及时调节电池包外侧的温度，能够保证电池包的安全运行。
72.如图3所示，根据本技术实施例的第三方面提出了一种电池系统的控制装置，包括：存储器401，存储有计算机程序；处理器402，执行计算机程序；其中，处理器402在执行计算机程序时，实现上述任一技术方案的电池系统的控制方法。
73.本技术实施例提供的控制装置，处理器在执行计算机程序时，实现上述任一技术方案的电池系统的控制方法，因此该电池系统的控制装置具备上述任一技术方案的电池系统的控制方法的全部有意效果，在此不做赘述。
74.根据本技术实施例的第四方面提出了一种车辆，包括：上述任一技术方案的电池系统；和上述技术方案的电池系统的控制装置。
75.本技术实施例提供的车辆包括了上述任一技术方案的电池系统和电池系统的控制装置，因此该车辆具备上述任一技术方案的电池系统和电池系统的控制装置的全部有意效果，在此不做赘述。
76.在一些示例中，车辆还包括bms系统(battery management system)，bms系统通信连接于电池系统的控制阀，bms系统可以检测记录各电池模组温度，进出水口温度，流量，各电池模组状态等。当bms系统可以基于每个电池模组的温度检测结果调节控制阀的开通方向和开度，以提高电池系统温度的一致性，使得电池系统性能均衡，提高电池系统的性能。
77.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
78.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
79.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以
合适的方式结合。
80.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。