用于动力装置的电池模组、温度控制策略和动力装置的制作方法

1.本技术涉及新能源汽车领域，尤其是涉及一种用于动力装置的电池模组、温度控制策略和动力装置。


背景技术：

2.由于ctp电池包在电池包能量密度、电压平台上占据较大优势，ctp电池包在新能源市场上得到了广泛的应用。但由于ctp电池包边梁较多，冷板内流道较长且流量较难分配，ctp电池包在模组边缘位置处的电芯由于边梁散热较快，导致电芯模组的中间位置与模组边缘位置处的电芯温差较大，影响电池包的放电容量以及使用寿命。
3.申请内容
4.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种用于动力装置的电池模组，该电池模组的电芯温差较小，电池模组的放电容量好，使用寿命长。
5.本技术的另一个目的在于提出一种用于电池模组的温度控制策略。
6.本技术的再一个目的在于提出一种动力装置。
7.根据本技术实施例的用于动力装置的电池模组，包括：电芯组，所述电芯组包括：多个电芯且多个所述电芯依次叠置；端板，所述端板设置在所述电芯组在叠置方向上的端部；加热件，所述加热件设置在所述端板以及邻近所述端板的所述电芯之间，在所述温度最高的所述电芯的温度和邻近所述端板的所述电芯的温度中的较小值小于第一阈值时，所述加热件工作并对所述邻近所述端板的所述电芯加热。
8.根据本技术实施例的用于动力装置的电池模组，通过在端板处设置加热件，对邻近端板的电芯加热，使电池模组中各电芯的温度均匀，增加电池模组的放电容量，提升电池模组的使用寿命，并且通过测定电池模组中温度最高的电芯的温度和邻近端板的电芯的温度，当他们中的较小值小于设定的第一阈值时，加热件对邻近端板的电芯加热的方式，可及时对电池模组加热，提升控制电池模组的温度的精度，进一步降低了电池模组的容量衰减，延长了电池模组的使用寿命。
9.在一些实施例中，所述端板包括：第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板设置在所述电芯组在叠置方向的两端，所述加热件包括：第一加热件和第二加热件，所述第一加热件设置在所述第一端板与邻近所述第一端板的所述电芯之间，所述第二加热件设置在所述第二端板与邻近所述第二端板的所述电芯之间，所述第一加热件构造为在所述第一端板和温度最高的所述电芯的温差大于设定值时加热，所述第二加热件构造为在所述第二端板和温度最高的所述电芯的温差大于设定值时加热。
10.在一些实施例中，所述用于动力装置的电池模组还包括：第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器设置在邻近所述第一端板的所述电芯上，所述第二温度传感器设置在邻近所述第二端板的所述电芯上，所述第三温度传感器设置在温度最高的所述电芯上。
11.具体地，温度最高的所述电芯位于所述电芯组在叠置方向上的中间区域。
12.可选地，所述第一加热件和所述第二加热件为加热膜或ptc加热器。
13.在一些实施例中，所述第一加热件构造为第一加热膜，所述第一加热膜包括：与所述第一端板正对的第一加热膜本体以及位于所述第一加热膜本体的两端的且朝向所述第二端板延伸的第一翻边；所述第二加热件构造为第二加热膜，所述第二加热膜包括：与所述第二端板正对的第二加热膜本体以及位于所述第二加热膜本体的两端的且朝向所述第一端板延伸的第二翻边。
14.在一些实施例中，所述用于动力装置的电池模组还包括：冷板，所述冷板设置在所述电芯组的底侧且与所述电芯组的底端贴合。
15.根据本技术实施例的用于电池模组的温度控制策略，至少包括如下步骤：检测邻近所述端板的所述电芯的温度t1以及温度最高的所述电芯的温度t2；比较温度t1和温度t2，并获取二者中的最小值t
min
，并判断t
min
是否小于第一阈值t0；若是，则所述冷板加热，所述加热件工作；否则所述冷板停止加热，并根据t1和t2的温差δt选择性地控制所述加热件工作。
16.根据本技术实施例的用于电池模组的温度控制策略，通过应用温度控制策略控制电池模组的温度，电池模组的充放电性能好，并且电池模组内部温度均匀，温差较小，可增加电池模组的放电容量，提升电池模组的使用寿命。
17.进一步地，在所述冷板加热后，判断t
min
是否大于第二阈值，且在t
min
大于所述第二阈值后控制所述冷板停止加热。
18.根据本技术实施例的动力装置，包括上述任一项所述的温度控制策略。
19.根据本技术实施例的动力装置，通过设置上述温度控制策略，电池模组的充放电性能好，并且电池模组内部温度均匀，温差较小，可增加电池模组的放电容量，提升电池模组的使用寿命，动力装置的使用性能较好。
20.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
21.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是根据本技术实施例的电池模组的结构示意图；
23.图2是根据本技术实施例的电池模组的第一加热件的立体外形图；
24.图3是根据本技术实施例的温度控制策略的流程示意图。
25.附图标记：
26.电池包1000、
27.电池模组100、
28.电芯组1、电芯10、
29.端板2、第一端板21、第二端板22、
30.加热件3、第一加热件31、第一加热膜310、第一加热膜本体311、第一翻边312、第二加热件32、
31.冷板4、
32.模组绑带5、
具体实施方式
33.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.下面参考图1-图2描述根据本技术实施例的用于动力装置的电池模组100。
36.根据本技术实施例的用于动力装置的电池模组100，包括：电芯组1、端板2和加热件3，电芯组1包括：多个电芯10且多个电芯10依次叠置，端板2设置在电芯组1在叠置方向上的端部，加热件3设置在端板2以及邻近端板2的电芯10之间，在温度最高的电芯10的温度和邻近端板2的电芯10的温度中的较小值小于第一阈值时，加热件3工作并对邻近端板2的电芯10加热。
37.如图1所示，电池模组100由多个电芯组1叠置形成，而电芯组1由多个电芯10依次叠置，其中电芯10沿左右方向叠置组成电芯组1，电芯组1沿前后方向叠置组成电池模组100，值得一提的是，左右方向和前后方向都是基于附图所示的方位，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指电芯10或电芯组1以特定的方位构造。
38.端板2设置在电芯组1叠置方向的端部，即端板2设置在电芯组1的前后方向的两端，加热件3设置在端板2和邻近端板2的电芯10之间，可对与加热板接触的邻近端板2的电芯10加热。加热件3位于端板2朝向电芯10的内侧，端板2对加热件3起到保护作用，同时使得电池模组100的结构紧凑，稳定性较高。
39.可以理解的是，电池模组100中邻近端部的电芯10散热较快，本技术实施例的加热板可对邻近端板2的电芯10加热，从而使电池模组100中各电芯10的温差较小，增加电池模组100的放电容量，提升电池模组100的使用寿命。
40.本技术实施例中电池模组100中的温度最高的电芯10可经由多次实验而确定，比如：可对电池模组100整体加热，并测试获得散热速度最慢的电芯10，即为电池模组100中温度最高的电芯10；或者在电池模组100正常工作时，测试获得电池模组100工作时温度最高的电芯10，即为电池模组100中温度最高的电芯10。
41.而一般地，温度最高的电芯10位于电芯组1在叠置方向上的中间区域。
42.获得电池模组100中温度最高的电芯10的温度以及邻近端板2的电芯10的温度，将他们的温度相比较，获得两者的较小值，当较小值小于设定的第一阈值时，加热件3即对邻近端板2的电芯10加热。
43.值得一提的是，电池模组100具有对电池模组100整体进行热交换的换热器，在电
芯10温度低于第一温度阈值时，电芯10的充放电性能会收到影响，电池模组100的性能下降，因此bms(动力电池管理系统)会控制换热器使电池模组100的温度维持在第一温度阈值以上，以提升电池模组100的工作性能。
44.而第一温度阈值是根据电池模组100的充放电性能而确定的，不同的电池模组100的第一温度阈值会与不同，跟根据电池模组100灵活设定。
45.电池模组100中邻近端部的电芯10散热较快，一般情况下，邻近端板2的电芯10的温度为较小值，即当邻近端板2的电芯10温度小于设定的第一阈值时，加热板即对邻近端板2的电芯10加热，加热板可专门对易于散热的端板2处电芯10进行加热，快速提升端板2处的温度，从而使电池模组100中各电芯10的温度均匀，提升电池模组100的使用性能，避免出现电芯10模组的中心位置电芯10温度高于第一阈值，而端部处电芯10的温度已经小于第一阈值，造成电池模组100的充放电性能下降的情况出现。
46.而在另一些特殊情况下，比如换热器的运行出现故障，导致温度最高的电芯10的温度为较小值时，即当温度最高的电芯10的温度小于设定的第一阈值时，加热板即进行加热，可提升电池模组100的问题，提升电池模组100的工作效率。
47.根据本技术实施例的用于动力装置的电池模组100，通过在端板2处设置加热件3，对邻近端板2的电芯10加热，使电池模组100中各电芯10的温度均匀，增加电池模组100的放电容量，提升电池模组100的使用寿命，并且通过测定电池模组100中温度最高的电芯10的温度和邻近端板2的电芯10的温度，当他们中的较小值小于设定的第一阈值时，加热件3对邻近端板2的电芯10加热的方式，可及时对电池模组100加热，提升控制电池模组100的温度的精度，进一步降低了电池模组100的容量衰减，延长了电池模组100的使用寿命。
48.在本技术的一些实施例中，如图1所示，端板2包括：第一端板21和第二端板22，第一端板21和第二端板22设置在电芯组1在叠置方向的两端，加热件3包括：第一加热件31和第二加热件32，第一加热件31设置在第一端板21与邻近第一端板21的电芯10之间，第二加热件32设置在第二端板22与邻近第二端板22的电芯10之间。
49.电芯组1沿前后方向叠置成电池模组100，电芯组1的叠置方向的两端分别设置有第一端板21和第二端板22，邻近端板2的电芯10温度为，邻近第一端板21的电芯10温度和邻近第二端板22的电芯10温度，在将温度最高的电芯10的温度与邻近端板2的电芯10的温度相比较时，需要将温度最高的电芯10的温度、邻近第一端板21的电芯10温度和邻近第二端板22的电芯10温度共同比较，其中较小值小于第一温度阈值时，加热件3工作。
50.加热件3包括第一加热件31和第二加热件32，第一加热件31对邻近第一端板21的电芯10加热，敌人加热件3对邻近第二端板22的电芯10加热。在一些实施例中，设置一个加热继电器控制两个加热件3，当任意温度小于第一温度阈值时，两个加热件3均开启，对邻近端板2的电芯10加热。在另一些实施例中，可通过设置多个加热继电器对第一加热件31和第二加热件32分别控制，当邻近第一端板21的电芯10温度小于第一温度阈值时，第一加热件31工作，当邻近第二端板22的电芯10温度小于第一温度阈值时，第二加热件32工作，当温度最高的电芯10的温度于第一温度阈值时，第一加热件31和第二加热件32均工作，提升电芯10温度的控制精度。
51.第一加热件31构造为在邻近第一端板21的电芯10和温度最高的电芯10的温差大于设定值时加热，第二加热件32构造为在邻近第二端板22的电芯10和温度最高的电芯10的
温差大于设定值时加热；第一加热件31构造为在第一端板21和温度最高的电芯10的温差小于设定值时停止加热，第二加热件32构造为在第二端板22和温度最高的电芯10的温差小于设定值时停止加热。
52.通过在邻近端板2的电芯10处设置加热件3对电芯10进行加热，可提升端部易散热电芯10的温度，并且通过设置加热件3在邻近端板2的电芯10和温度最高的电芯10的温差大于设定值时加热，可使电池模组100内部温度均衡，改善了电池模组100的内部温差，降低了电池模组100的容量衰减，延长了电池模组100的使用寿命。还通过设置加热件3在邻近端板2的电芯10和温度最高的电芯10的温差小于设定值时停止加热，不但可使电池模组100内部温度均衡，并且可避免电芯10升温过快。局部温度过高的情况发生，提升电池模组100的安全性。
53.在一些实施例中，用于动力装置的电池模组100还包括：第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，第一温度传感器设置在邻近第一端板21的电芯10上，第二温度传感器设置在邻近第二端板22的电芯10上，第三温度传感器设置在温度最高的电芯10上。
54.第一温度传感器可获得邻近第一端板21的电芯10的温度，第二温度传感器可获得邻近第二端板22的电芯10的温度，第三温度传感器可获得温度最高的电芯10的温度。
55.在本技术的一些实施例中，如图2所示，第一加热件31和第二加热件32为加热膜或ptc加热器。
56.在本技术的一些实施例中，如图2所示，第一加热件31构造为第一加热膜310，第一加热膜310包括：与第一端板21正对的第一加热膜本体311以及位于第一加热膜本体311的两端的且朝向第二端板22延伸的第一翻边312。第二加热件32构造为第二加热膜，第二加热膜包括：与第二端板22正对的第二加热膜本体以及位于第二加热膜本体的两端的且朝向第一端板21延伸的第二翻边。
57.下面参考图1，以第一加热膜310为例，详细描述第一加热件31与电芯10的安装结构，第一加热膜本体311与第一端板21正对，并且与邻近第一端板21的电芯10正对，第一加热膜本体311通过双面背胶的形式与电芯10固定，第一翻边312位于第一加热膜本体311的两端，第一翻边312朝向第二端板22方向延伸，与邻近第一端板21的电芯10以及叠置的多个电芯10的侧面通过胶黏贴固定，还可增设模组绑带5环绕电池模组100的侧面，增加贴合力，提升第一加热膜310的安装稳定性。
58.在一些实施例中，用于动力装置的电池模组100还包括：冷板4，冷板4设置在电芯组1的底侧且与电芯组1的底端贴合，通过设置冷板4，可对电池模组100整体进行热交换，调节电池模组100温度，提升电池模组100的使用性能。
59.在本技术的一些实施例中，冷板4包括水冷系统，水冷系统可通过水泵循环水流，并通过水冷系统对电池模组100加热，使电池模组100的温度维持在第一温度阈值以上，以提升电池模组100的工作性能。
60.下面参考图3描述根据本技术实施例的用于电池模组100的温度控制策略。
61.根据本技术实施例的用于电池模组100的温度控制策略，至少包括如下步骤：
62.检测邻近端板2的电芯10的温度t1以及温度最高的电芯10的温度t2；
63.比较温度t1和温度t2，并获取二者中的最小值t
min
，并判断t
min
是否小于第一阈值
t0；
64.若是，则冷板4加热，加热件3工作，随后判断t
min
是否大于第二阈值，且在t
min
大于第二阈值后控制冷板4停止加热；
65.若否，则冷板4停止加热；
66.在冷板4停止加热后，检测邻近端板2的电芯10的温度t1以及温度最高的电芯10的温度t2，获得t1和t2的温差δt，并判断δt是否小于设定值t；
67.若是，则加热件3停止加热；
68.若否，则加热件3加热，直到温差δt小于设定值t。
69.根据本技术实施例的用于电池模组100的温度控制策略，通过应用温度控制策略控制电池模组100的温度，电池模组100的充放电性能好，并且电池模组100内部温度均匀，温差较小，可增加电池模组100的放电容量，提升电池模组100的使用寿命。
70.下面从参考图1-图3描述根据本技术用于电池模组100的温度控制策略的一个具体实施例，其中，第一温度阈值为5℃，电池模组100的温度高于5℃时，充放电性能较好，第二温度阈值为10℃，第二温度阈值高于第一温度阈值，提供一个预值可节省整车能耗，并且保证电池性能，避免电池模组100反复加热、停止的情况出现。设定值t为5℃，可使电池模组100内部温度均衡，改善了电池模组100的内部温差。
71.在低温环境时，bms启动，通过第一温度传感器和第二温度传感器检测邻近端板2的电芯10的温度t1，通过第三温度传感器检测温度最高的电芯10的温度t2，比较温度t1和温度t2，而低温环境中电池模组100温度较低，温度t1和温度t2中的最小值小于5℃，冷板4加热，加热件3也加热，加热到温度t1和温度t2中的最小值大于10摄氏度时，冷板4停止加热。检测此时邻近端板2的电芯10的温度t1和温度最高的电芯10的温度t2，获得t1和t2的温差δt，温差δt大于5℃时，加热件3加热，直至温差δt小于5℃，加热件3也停止加热，此时电池模组100的充放电性能较好，并且电池模组100内部温度均匀，温差较小，增加电池模组100的放电容量，提升电池模组100的使用寿命。
72.在高温环境时，bms启动，通过第一温度传感器和第二温度传感器检测邻近端板2的电芯10的温度t1，通过第三温度传感器检测温度最高的电芯10的温度t2，比较温度t1和温度t2，而高温环境中电池模组100温度较高，温度t1和温度t2中的最小值大于5℃，冷板4不加热。检测此时邻近端板2的电芯10的温度t1和温度最高的电芯10的温度t2，获得t1和t2的温差δt，温差δt大于5℃，加热件3加热，直至温差δt小于5℃，加热件3停止加热。
73.在高温环境时，bms启动，通过第一温度传感器和第二温度传感器检测邻近端板2的电芯10的温度t1，通过第三温度传感器检测温度最高的电芯10的温度t2，比较温度t1和温度t2，而高温环境中电池模组100温度较高，温度t1和温度t2中的最小值大于5℃，冷板4不加热。检测此时邻近端板2的电芯10的温度t1和温度最高的电芯10的温度t2，获得t1和t2的温差δt，温差δt小于5℃，加热件3也不加热。
74.根据本技术实施例的动力装置，包括上述的温度控制策略。
75.根据本技术实施例的动力装置，通过设置上述温度控制策略，电池模组100的充放电性能好，并且电池模组100内部温度均匀，温差较小，增加电池模组100的放电容量，提升电池模组100的使用寿命，动力装置的使用性能较好。
76.根据本技术实施例的动力装置，包括电池包1000，如图1所示，电池包1000由多个
电池模组100组成，冷板4设置在多个电池模组100的底侧，并且与多个电池模组100的底端贴合，冷板4可对电池包1000加热，在电池包1000的各个电池模组100上均设置有端板2和加热件3，可使电池包1000的内部温度均匀，对电池包1000整体的温度调节可使电池包1000的内部温度均匀，提升电池包1000的性能，增加电池包1000的使用寿命。
77.在本技术的一些具体实施例中，动力装置为车辆。
78.根据本技术实施例的电池模组100的其他构成例如温度传感器和冷板4等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
79.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。