电池温度控制系统和电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池温度控制系统和一种电池系统。


背景技术：

2.相关技术的电池管理系统，通常采用温度传感器采集电池模组或环境温度的形式来进行温度数据的收集，并在温度采集点数据超过预定控制值时，通过开启散热设备对电池模组进行系统散热，以及在温度采集点数据超过安全控制值时，通过控制全部电池模组停止运行来确保系统安全。
3.然而，相关技术的问题在于，电池管理系统的温度控制是总体统一的，导致任意温度采集点数据出现异常时，均会马上启动散热设备或控制全部电池模组停止运行，即无法实现对个别电池模组的单独管控。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电池温度控制系统，能够实现待冷却电池模组的独立控制，在达到电池系统的快速热均衡和低功耗降温的同时，使电池系统可以在安全温度下连续稳定运行。
5.本实用新型的第二个目的在于提出一种电池系统。
6.为了达到上述目的，本实用新型第一方面提出的电池温度控制系统，包括：对应电池系统设置的红外热成像装置，所述红外热成像装置用于获取所述电池系统的热力图像数据；对应每个所述电池模组分别设置的分散式温度传感器，所述分散式温度传感器用于获取每个所述电池模组的实时温度；对应每个所述电池模组分别设置的分散式选通电路，所述分散式选通电路用于将对应电池模组接入或脱离所述电池系统；控制器，所述控制器分别与所述红外热成像装置、所述分散式温度传感器和所述分散式选通电路相连，用于在根据所述热力图像数据和每个所述电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，控制所述分散式选通电路将所述待冷却电池模组脱离所述电池系统。
7.根据本实用新型提出的电池温度控制系统，通过红外热成像装置获取电池系统的热力图像数据，并通过分散式温度传感器获取每个电池模组的实时温度，进而，通过控制器在根据热力图像数据和每个电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，控制分散式选通电路将待冷却电池模组脱离电池系统。由此，实现待冷却电池模组的独立控制，在达到电池系统的快速热均衡和低功耗降温的同时，使电池系统可以在安全温度下连续稳定运行。
8.另外，根据本实用新型上述的电池温度控制系统，还可以具有如下的附加技术特征：
9.在一些示例中，所述热力图像数据包括所述电池系统的温度分布信息、温度极值信息和温度趋势变化信息。
10.在一些示例中，所述分散式选通电路为具有能量流二选一功能的电路装置，所述分散式选通电路用于对每个所述电池模组进行在线或旁路的切换。
11.在一些示例中，所述分散式选通电路具体用于将所述待冷却电池模组进行旁路，以使所述待冷却电池模组脱离所述电池系统并停止工作。
12.在一些示例中，所述系统还包括：与所述控制器相连的散热装置，所述控制器还用于在所述待冷却电池模组的实时温度大于第一温度阈值时，控制所述散热装置对所述待冷却电池模组进行辅助散热。
13.在一些示例中，所述散热装置包括散热风扇和/或多风道空调器。
14.在一些示例中，所述控制器还用于对所述散热风扇进行转速调节和/或对所述多风道空调器进行制冷制热调节。
15.在一些示例中，所述控制器还用于在所述待冷却电池模组的实时温度小于或等于第二温度阈值时，控制所述分散式选通电路将所述待冷却电池模组接入所述电池系统。
16.在一些示例中，所述系统还包括：与所述控制器相连的显示终端，控制器还用于控制所述显示终端显示所述电池系统的热力图像数据。
17.为了达到上述目的，本实用新型第二方面提出的电池系统，包括上述的电池温度控制系统。
18.根据本实用新型提出的电池系统，能够实现待冷却电池模组的独立控制，在达到电池系统的快速热均衡和低功耗降温的同时，使电池系统可以在安全温度下连续稳定运行。
19.本实用新型附加的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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
20.图1是根据本实用新型一个实施例中的电池温度控制系统的方框示意图；
21.图2是根据本实用新型一个具体实施例中电池系统的结构示意图；
22.图3是根据本实用新型实施例中电池系统的热力图和温度数据分布示意图；
23.图4是根据本实用新型实施例中电池系统的方框示意图。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.下面参考附图描述本实用新型实施例的电池温度控制系统和电池系统。
26.图1是根据本实用新型一个实施例中的电池温度控制系统的方框示意图。
27.具体地，如图1所示，电池温度控制系统100包括红外热成像装置10、分散式温度传感器20、多个分散式选通电路30和控制器40。
28.具体而言，在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，红外热成像装置10对应电池系统设置，分散式温度传感器20对应每个电池模组分别设置，分散式选通电路30对应每
个电池模组分别设置，控制器40分别与红外热成像装置10、分散式温度传感器20和分散式选通电路30相连。
29.更具体地，如图2所示，电池系统包括多个电池簇，每个电池簇包括多组电池模组，其中，多个电池簇包括第一电池簇、第二电池簇和第三电池簇，第一电池簇包括电池模组11、电池模组12、电池模组13和电池模组14，且第一电池簇对应设置有分散式选通电路301，第二电池簇包括电池模组21、电池模组22、电池模组23和电池模组24，且第二电池簇对应设置有分散式选通电路302，第三电池簇包括电池模组31、电池模组32、电池模组33和电池模组34，且第三电池模组对应设置有分散式选通电路303。
30.可选地，在本实用新型的上述实施例中，红外热成像装置10可以用于获取电池系统的热力图像数据，例如，可以在电池系统正前方部署红外热成像装置10，然后通过控制器40控制红外热成像装置10，以使红外热成像装置10通过红外热成像技术从二维图像的角度获取电池系统的热力图像数据。
31.分散式温度传感器20可以用于获取每个电池模组的实时温度，例如，可以通过对应每个电池模组分别设置的分散式温度传感器获取对应电池模组的实时温度，以便于进行电池温度检测。
32.分散式选通电路30可以用于将电池模组接入或脱离电池系统，例如，在控制器40根据热力图像数据和每个电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，可以通过控制分散式选通电路30将待冷却电池模组脱离电池系统，即将待冷却电池模组进行旁路控制，以使待冷却电池模组退出电池系统并停止工作，此时，分散式选通电路30可以将能量流跳过待冷却电池模组，并连接待冷却电池模组的前后电池模组，从而，在保证电池系统不间断工作的同时，对待冷却电池模组进行主动降温。
33.可选地，在待冷却模组降温完成后，控制器40还可以通过分散式选通电路30将待冷却电池模组接入电池系统。
34.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，热力图像数据可以包括电池系统的温度分布信息、温度极值信息和温度趋势变化信息，其中，控制器30可以根据电池系统的温度分布信息、温度极值信息和温度趋势变化信息识别出电池系统的低、中、高温度梯度变化区域，以确定出电池系统的发热区域。
35.举例而言，如图3所示，假设电池系统包括第一电池簇，第二电池簇和第三电池簇，其中，如图3所示，第一电池簇包括电池模组t11、t12、t13和t14，第二电池簇包括电池模组t21、t22、t23和t24，第三电池簇包括四个电池模组t31、t32、t33和t34，a1、a2、a3分别对应为红外热成像图像数据识别的低、中、高温度梯度变化区域，可以看出，高温热积累发生于第二电池簇，且温度趋势为第二电池簇向周围电池簇进行热传递，由此，可以确定出电池系统的发热区域为第二电池簇。
36.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，分散式选通电路30为具有能量流二选一功能的电路装置，分散式选通电路30用于对每个电池模组进行在线或旁路的切换。
37.具体地，在该实施例中，分散式选通电路为具有能量流二选一功能的电路装置，并用于实现对每个电池模组进行在线或旁路的切换，其中，电池模组在线是指的是将当前电池模组接入电池系统，以使当前电池模组参与电池系统的功率输出，电池模组旁路指的是将当前电池模组脱离电池系统，以使当前电池模组退出电池系统的功率输出。
38.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，分散式选通电路30具体用于将待冷却电池模组进行旁路，以使待冷却电池模组脱离电池系统并停止工作。
39.具体地，在本实用新型的上述实施例中，在控制器40根据热力图像数据和每个电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，可以通过控制分散式选通电路30将待冷却电池模组进行旁路，以使待冷却电池模组脱离电池系统并停止工作，从而，在保证电池系统不间断工作的同时，对待冷却电池模组进行主动降温。
40.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，系统还包括：与控制器相连的散热装置，控制器还用于在待冷却电池模组的实时温度大于第一温度阈值时，控制散热装置对待冷却电池模组进行辅助散热。
41.具体地，在该实施例中，为避免待冷却电池模组长时间处于高温状态，进而造成电池模组的工作性能下降甚至损坏的问题，可以在待冷却电池模组的实时温度大于第一温度阈值时，通过控制器控制散热装置对待冷却电池模组进行辅助散热，从而，提高待冷却电池模组的降温效率。
42.可选地，在该实施例中，第一温度阈值的取值可以根据待冷却电池模组的内部化学结构，出厂设定等因素进行相应的设定，在本实用新型实施例中可以不对第一温度阈值的具体取值进行限定。
43.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，散热装置包括散热风扇和/或多风道空调器。
44.具体地，在该实施例中，如图2所示，可以对应每个电池单体或者电池模组配置散热风扇，且每个电池簇均在空间位置上配置有就近的空调风道出口，其中，由此，实现对待冷却电池模组的辅助散热。
45.进一步地，在本实用新型的实施例中，控制器还用于对散热风扇进行转速调节和/或多风道空调器进行制冷热调节。
46.具体地，在该实施例中，控制器可以用于对散热风扇进行独立的启停控制和转速调节，以及对多风道空调器进行独立的启停控制和制冷制热。
47.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，电池温度控制系统还包括：控制器还用于在待冷却电池模组的实时温度小于或等于第二温度阈值时，控制分散式选通电路将待冷却电池模组接入电池系统。
48.具体地，在该实施例中，由于待冷却电池模组在脱离电池系统后停止工作不再继续发热，此时，待冷却电池模组的实时温度持续减小，因此，在待冷却电池模组的实时温度小于或等于第二温度阈值时，可以认为待冷却电池模组恢复至常温，此时，可以控制分散式选通电路将待冷却电池模组接入电池系统。
49.可选地，在该实施例中，第二温度阈值的取值可以根据待冷却电池模组的内部化学结构，出厂设定等因素进行确定，在本实用新型实施例中可以不对第二温度阈值的具体取值进行限定。
50.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，电池温度控制系统还包括：与控制器相连的显示终端，控制器还用于控制显示终端显示电池系统的热力图像数据。
51.具体地，在该实施例中，在获取得到电池系统的热力图像数据之后，还可以将电池系统的热力图像数据发送至显示终端，并通过控制器控制显示终端显示电池系统的热力图
像数据，从而，便于工作人员对电池系统的发热状况进行直观了解，及时对电池系统进行管控。
52.综上，根据本实用新型提出的电池温度控制系统，通过红外热成像装置获取电池系统的热力图像数据，并通过分散式温度传感器获取每个电池模组的实时温度，进而，通过控制器在根据热力图像数据和每个电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，控制分散式选通电路将待冷却电池模组脱离电池系统。由此，实现待冷却电池模组的独立控制，在达到电池系统的快速热均衡和低功耗降温的同时，使电池系统可以在安全温度下连续稳定运行。
53.进一步地，如图4所示，本实用新型实施例还提出了一种电池系统1000，包括前述本实用新型实施例的电池温度控制系统100。
54.综上，根据本实用新型提出的电池系统，能够实现待冷却电池模组的独立控制，在达到电池系统的快速热均衡和低功耗降温的同时，使电池系统可以在安全温度下连续稳定运行。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
57.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
58.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
59.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
60.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是
示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种电池温度控制系统，其特征在于，所述系统包括：对应电池系统设置的红外热成像装置，所述红外热成像装置用于获取所述电池系统的热力图像数据；对应每个电池模组分别设置的分散式温度传感器，所述分散式温度传感器用于获取每个所述电池模组的实时温度；对应每个所述电池模组分别设置的分散式选通电路，所述分散式选通电路用于将对应电池模组接入或脱离所述电池系统；控制器，所述控制器分别与所述红外热成像装置、所述分散式温度传感器和所述分散式选通电路相连，用于在根据所述热力图像数据和每个所述电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，控制所述分散式选通电路将所述待冷却电池模组脱离所述电池系统。2.根据权利要求1所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述热力图像数据包括所述电池系统的温度分布信息、温度极值信息和温度趋势变化信息。3.根据权利要求1所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述分散式选通电路为具有能量流二选一功能的电路装置，所述分散式选通电路用于对每个所述电池模组进行在线或旁路的切换。4.根据权利要求3所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述分散式选通电路具体用于将所述待冷却电池模组进行旁路，以使所述待冷却电池模组脱离所述电池系统并停止工作。5.根据权利要求1所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述控制器相连的散热装置，所述控制器还用于在所述待冷却电池模组的实时温度大于第一温度阈值时，控制所述散热装置对所述待冷却电池模组进行辅助散热。6.根据权利要求5所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述散热装置包括散热风扇和/或多风道空调器。7.根据权利要求6所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述控制器还用于对所述散热风扇进行转速调节和/或对所述多风道空调器进行制冷制热调节。8.根据权利要求1或5中任一项所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在所述待冷却电池模组的实时温度小于或等于第二温度阈值时，控制所述分散式选通电路将所述待冷却电池模组接入所述电池系统。9.根据权利要求1所述的电池温度控制系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述控制器相连的显示终端，控制器还用于控制所述显示终端显示所述电池系统的热力图像数据。10.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括如权利要求1-8中任一项所述的电池温度控制系统。

技术总结
本实用新型公开了一种电池温度控制系统和电池系统，其中，电池温度控制系统包括：对应电池系统设置的红外热成像装置，用于获取电池系统的热力图像数据；对应每个电池模组分别设置的分散式温度传感器，用于获取每个电池模组的实时温度；对应每个电池模组分别设置的分散式选通电路，用于将对应电池模组接入或脱离电池系统，用于将电池模组接入或脱离电池系统；控制器，分别与红外热成像装置、分散式温度传感器和分散式选通电路相连，用于在根据热力图像数据和每个电池模组的实时温度确定出待冷却电池模组后，控制分散式选通电路将待冷却电池模组脱离电池系统。由此，实现待冷却电池模组的独立控制，使电池系统可以在安全温度下连续稳定运行。续稳定运行。续稳定运行。


技术研发人员：张永密 慈松 石雪倩 王运方 张凯 欧阳飙 李阳 王波 刘钰磊 陈悦 汤睿 张海林 王子毅 易夏辉 周杨林
受保护的技术使用者：华电内蒙古能源有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/8/8