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CN118431598A - 一种带温控管理功能的电池系统及管理方法 - Google Patents

一种带温控管理功能的电池系统及管理方法 Download PDF

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CN118431598A
CN118431598A CN202410896137.3A CN202410896137A CN118431598A CN 118431598 A CN118431598 A CN 118431598A CN 202410896137 A CN202410896137 A CN 202410896137A CN 118431598 A CN118431598 A CN 118431598A
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Changzhou Wujin Hualian Electric Control Equipment Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种带温控管理功能的电池系统及管理方法,属于电池系统领域,系统包括数据处理模块、温度控制模块、应急处理模块、智能预警模块,其中,所述数据处理模块包括数据采集单元与数据分析单元,所述温度控制模块包括电池加热单元与电池冷却单元;所述数据采集单元用于采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;所述数据分析单元用于对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;所述电池加热单元用于对电池进行加热;所述电池冷却单元用于对电池进行冷却。本发明,能够在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,并制定相应的应急措施。

Description

一种带温控管理功能的电池系统及管理方法
技术领域
本发明涉及电池系统领域,具体是一种带温控管理功能的电池系统及管理方法。
背景技术
随着全球对可再生能源和环境保护的重视,人们对新能源电动车的关注度也在不断上升,而电池作为新能源电动车的重要组成设备,为新能源电动车的行驶提供了动力来源。然而,高温、低温对电池性能和寿命产生负面影响,因此,电池温控管理成为解决方案之一。
适宜的温度可以提高电池的充放电效率。在高温环境下,电池内部的电解液蒸发加剧,电池内阻增大,导致放电能力下降;而在低温环境下,电解液凝固同样会影响放电能力。因此,通过温控管理将电池温度控制在适宜范围内,可以提高电池的充放电性能,从而增加电动车的续航里程和动力性能。
现有电池系统针对温控管理通常只是在电池温度过高或过低时对电池进行冷却或加热,却无法在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,也没有相应的应急措施。因此,本领域技术人员提供了一种带温控管理功能的电池系统及管理方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带温控管理功能的电池系统及管理方法,能够在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,并制定相应的应急措施,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种带温控管理功能的电池系统,包括数据处理模块、温度控制模块、应急处理模块、智能预警模块,其中,所述数据处理模块包括数据采集单元与数据分析单元,所述温度控制模块包括电池加热单元与电池冷却单元;
所述数据采集单元用于采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;所述数据分析单元用于对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;所述电池加热单元用于对电池进行加热;所述电池冷却单元用于对电池进行冷却;所述智能预警模块用于在电池出现异常时发出预警;所述应急处理模块用于在电池出现异常时采取相应的应急措施。
作为本发明进一步的方案:所述数据分析单元对电池内部温度进行分析的具体过程为:
将采集到的电池内部温度标记为T1;
将T1与预设温度t1进行比对,若T1>t1,则说明此时电池内部温度高于预设温度t1,向温度控制模块发送对电池进行冷却的指令;
将T1与预设温度t2进行比对,若T1<t2,则说明此时电池内部温度低于预设温度t2,向温度控制模块发送对电池进行加热的指令。
作为本发明再进一步的方案:所述数据分析单元对数据采集单元传来的所有信息进行分析的具体过程为:
将采集到的电池外界温度标记为T2;
将温度控制模块接到指令后对电池进行调温的响应时间标记为S实时,其中,响应时间指电池温度从初始温度调整至预设温度t3所用的时间;
在平面坐标系统标出T1与T2,生成直角三角图形P;
将电池以往调温记录中电池内部与外界的温度所生成的直角三角图形标记为pi,i=1···n,其中,n为正整数;
将P与pi进行相似度比对,若pi与P的相似度达到预设值,则将该pi规划到第一序列,若pi与P的相似度未达到预设值,则将该pi规划到第二序列;
从电池以往调温记录中提取第一序列中所有pi对应的调温响应时间,标记为si,i=1···j,其中,j为正整数,且j≤n;
计算平均调温响应时间s平均=(s1+···+sj)/j;
将S实时与s平均进行比对,若S实时>s平均,则说明该温度控制模块的调温功能异常,若S实时≤s平均,则说明该温度控制模块的调温功能正常;
将采集到的电池输出电压标记为U,再将U与预设电压区间进行匹配;
若U处于预设电压区间内,则说明电池输出电压正常,若U不处于预设电压区间内,则说明电池输出电压异常。
作为本发明再进一步的方案:所述智能预警模块发出预警时对其进行分级,具体为:
若分析结果中出现调温功能异常、电池输出电压异常中任意一项,智能预警模块发出一级预警;
若分析结果中出现调温功能异常、电池输出电压异常中所有项,智能预警模块发出二级预警;
若向温度控制模块发送对电池进行冷却的指令后,电池内部温度T1不降反升,智能预警模块发出三级预警。
作为本发明再进一步的方案:所述应急处理模块在电池出现异常时采取的应急措施如下:
若智能预警模块发出一级预警,则为驾驶员规划去往最近的汽车检修点路径,驾驶员根据规划的路径驾驶车辆前往检修点进行检修;
若智能预警模块发出二级预警,则向驾驶员提出熄火离车建议,并呼叫道路救援将车辆拉往最近的汽车检修点;
若智能预警模块发出三级预警,则计算当前车辆的安全时间,并根据安全时间的长短通知驾驶员采取不同的安全措施。
作为本发明再进一步的方案:所述车辆的安全时间具体计算过程为:
获取当前电池内部温度T1以及温度上升速度ΔT;
将预设的电池自燃温度阈值标记为T3;
根据温度上升速度ΔT计算T1达到T3所用时长ΔS=(T3-T1)/ΔT;
将ΔS作为车辆的安全时间输出。
作为本发明再进一步的方案:所述根据安全时间的长短通知驾驶员采取不同的安全措施具体为:
若ΔS小于第一预设时间S1,则通知驾驶员立即熄火离车;
若ΔS小于第二预设时间S2,且ΔS大于等于第一预设时间S1,则通知驾驶员立即靠边停车后熄火离车;
若ΔS大于等于第二预设时间S2,则为驾驶员规划前往最近的空旷道路的行车路线。
作为本发明再进一步的方案:所述前往最近空旷道路的行车路线具体规划过程为:
从数据采集单元采集的信息中获取当前车辆电池的位置信息;
以当前车辆电池所在位置为中心,将半径一公里以内所有道路标记为Qi,i=1···n;
从大数据中提取Qi对应的车流量,并标记为Wi,i=1···n;
筛选车流量最小的三个道路,标记为q1、q2、q3;
将q1、q2、q3距离消防站的距离分别标记为L1、L2、L3;
从L1、L2、L3中筛选出距离最小的道路,并将筛选出的道路标记为q停车;
规划车辆前往q停车的行车路线并将路线通知给驾驶员。
作为本发明再进一步的方案:所述电池冷却单元包括风扇、散热片,所述电池加热单元包括电加热器、液体加热器。
本申请还公开了一种带温控管理功能的电池系统的管理方法,应用于带温控管理功能的电池系统,包括:
数据采集单元采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;
数据分析单元对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;
电池加热单元对电池进行加热,或电池冷却单元对电池进行冷却;
智能预警模块在电池出现异常时发出预警;
应急处理模块在电池出现异常时采取相应的应急措施。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本申请通过采集电池输出电压、电池调温响应时间进行分析,能够在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,并根据当前电池系统的异常程度发出不同级别的预警,对不同级别的预警制定不同的应急措施,针对温度控制模块介入后电池温度不降反升的情况,发出最高级别的预警,并根据电动车电池到达自燃温度前的安全时间长短,制定不同的应急措施,在保证驾驶员安全的前提下,降低电池自燃对公共安全的影响。
附图说明
图1为一种带温控管理功能的电池系统的结构框图;
图2为一种带温控管理功能的电池系统中直角三角图形P的示意图;
图3为一种带温控管理功能的电池系统的管理方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
正如本申请的背景技术中提及的,发明人经研究发现,现有电池系统针对温控管理通常只是在电池温度过高或过低时对电池进行冷却或加热,却无法在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,也没有相应的应急措施,存在一定的缺陷。
为了解决上述缺陷,本申请公开了一种带温控管理功能的电池系统及管理方法,能够在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,并制定相应的应急措施。
以下将结合附图对本申请的方案如何解决上述技术问题详细介绍。
请参阅图1,本发明实施例中,一种带温控管理功能的电池系统,包括数据处理模块、温度控制模块、应急处理模块、智能预警模块,其中,数据处理模块包括数据采集单元与数据分析单元,温度控制模块包括电池加热单元与电池冷却单元;数据采集单元用于采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;数据分析单元用于对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;电池加热单元用于对电池进行加热;电池冷却单元用于对电池进行冷却;智能预警模块用于在电池出现异常时发出预警;应急处理模块用于在电池出现异常时采取相应的应急措施。本申请能够在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,并制定相应的应急措施。
在本实施例中,数据分析单元对电池内部温度进行分析的具体过程为:将采集到的电池内部温度标记为T1;将T1与预设温度t1进行比对,若T1>t1,则说明此时电池内部温度高于预设温度t1,向温度控制模块发送对电池进行冷却的指令;将T1与预设温度t2进行比对,若T1<t2,则说明此时电池内部温度低于预设温度t2,向温度控制模块发送对电池进行加热的指令。新能源电动车电池主要有以下几种类型:
铅酸电池:成本低、低温性好、性价比高,但能量密度低、寿命短、体积大、安全性差,一般用于低速车。
镍氢电池:成本低、技术成熟、寿命长、耐用,但能量密度低、体积大、电压低、有电池记忆效应,且含有重金属,遗弃后对环境造成污染。
锰酸锂电池:成本低、安全性和低温性能好的正极材料,但材料本身并不太稳定,容易分解产生气体,循环寿命衰减较快,高温性能较差、寿命相对短。
磷酸铁锂电池:热稳定佳、安全、成本低、寿命长,但能量密度低、怕低温。电池温度处于500-600℃时,其内部化学成分才开始分解,并且穿刺、短路、高温都不会燃烧或者爆炸。但车辆续航里程一般,当温度低于-5℃时,充电效率低。
三元锂电池:能量密度高、循环寿命长、不惧低温,但高温下稳定性不足。是对于续航里程有要求的纯电动汽车的主流方向,且适合北方天气,低温时电池更加稳定。
上述电池在温度过高或过低时都会造成电池性能下降,为了确保电池性能始终保持在高效运行状态,需要在电池温度上升或下降到设定阈值时对电池进行冷却或加热。
在本实施例中,数据分析单元对数据采集单元传来的所有信息进行分析的具体过程为:将采集到的电池外界温度标记为T2;将温度控制模块接到指令后对电池进行调温的响应时间标记为S实时,其中,响应时间指电池温度从初始温度调整至预设温度t3所用的时间;在平面坐标系统标出T1与T2,生成直角三角图形P,如图2所示;将电池以往调温记录中电池内部与外界的温度所生成的直角三角图形标记为pi,i=1···n,其中,n为正整数;将P与pi进行相似度比对,若pi与P的相似度达到预设值,则将该pi规划到第一序列,若pi与P的相似度未达到预设值,则将该pi规划到第二序列;从电池以往调温记录中提取第一序列中所有pi对应的调温响应时间,标记为si,i=1···j,其中,j为正整数,且j≤n;计算平均调温响应时间s平均=(s1+···+sj)/j;将S实时与s平均进行比对,若S实时>s平均,则说明该温度控制模块的调温功能异常,若S实时≤s平均,则说明该温度控制模块的调温功能正常;将采集到的电池输出电压标记为U,再将U与预设电压区间进行匹配;若U处于预设电压区间内,则说明电池输出电压正常,若U不处于预设电压区间内,则说明电池输出电压异常。随着电池的长时间使用,由于电池以及温度控制模块的老化,会导致电池调温功能相较于以往出现很大的变化,即使温度控制模块依旧能将电池温度调整到设定的温度,但所需要的时间却更长,这种变化若是无法及时发现,很容易在后续使用中给电池带来严重的损坏,甚至会导致电池调温速度跟不上电池升温速度,最终使得电池温度达到自燃温度阈值,为此,本申请针对电池内外温度筛选以往相同温度条件的调温记录,并从中筛选出相似度达到预设值的记录,再以此作为对比案例,分析该电池系统的调温功能是否存在异常,进而及时发现预警,提高安全性的同时减小损失。同样的,电池的输出电压也是衡量电池健康的一个重要参数,当电池出现异常时,其输出电压也容易出现异常。
在本实施例中,智能预警模块发出预警时对其进行分级,具体为:若分析结果中出现调温功能异常、电池输出电压异常中任意一项,智能预警模块发出一级预警;若分析结果中出现调温功能异常、电池输出电压异常中所有项,智能预警模块发出二级预警;若向温度控制模块发送对电池进行冷却的指令后,电池内部温度T1不降反升,智能预警模块发出三级预警。不同级别的预警能够让驾驶电动车的驾驶员了解当前电动车电池异常的轻重缓急,从而后续为驾驶员制定合理的应急措施,进而提高安全性的同时降低损失。
在本实施例中,应急处理模块在电池出现异常时采取的应急措施如下:若智能预警模块发出一级预警,则为驾驶员规划去往最近的汽车检修点路径,驾驶员根据规划的路径驾驶车辆前往检修点进行检修,电动车到达检修点后,检修点的工作人员通过对电动车进行检查确定电池当前异常的原因并进行解决,从而提前排除隐患;若智能预警模块发出二级预警,则向驾驶员提出熄火离车建议,并呼叫道路救援将车辆拉往最近的汽车检修点,二级预警状态下的电池已经处于不稳定状态,为了确保驾驶员安全,让驾驶员熄火停车,并通知道路救援将电动车拉到检修点不仅能够遏止电池恶化的趋势,还能够让驾驶员远离车辆提高安全性;若智能预警模块发出三级预警,则计算当前车辆的安全时间,并根据安全时间的长短通知驾驶员采取不同的安全措施。针对温度控制模块介入后电池温度不降反升的情况,发出最高级别的预警,并根据电动车电池到达自燃温度前的安全时间长短,制定不同的应急措施,在保证驾驶员安全的前提下,降低电池自燃对公共安全的影响。
在本实施例中,车辆的安全时间具体计算过程为:获取当前电池内部温度T1以及温度上升速度ΔT;将预设的电池自燃温度阈值标记为T3;根据温度上升速度ΔT计算T1达到T3所用时长ΔS=(T3-T1)/ΔT;将ΔS作为车辆的安全时间输出。通过计算车辆的安全时间能够了解当前驾驶员的操作时间是否充裕,不同的时间能够采取的措施也不同。
在本实施例中,根据安全时间的长短通知驾驶员采取不同的安全措施具体为:若ΔS小于第一预设时间S1,则通知驾驶员立即熄火离车;若ΔS小于第二预设时间S2,且ΔS大于等于第一预设时间S1,则通知驾驶员立即靠边停车后熄火离车;若ΔS大于等于第二预设时间S2,则为驾驶员规划前往最近的空旷道路的行车路线。当驾驶员的操作时间很紧张,为了确保驾驶员的安全,让驾驶员立即离开车辆是最好的选择。而在时间相对充裕的情况下,驾驶员将车辆停靠在路边后再离车,不仅能够保证驾驶员的安全,还能够减小对道路车辆的影响。而在时间较为充裕的情况下,驾驶员将车辆行驶到车流量少的道路,不仅方便后续救援工作的展开,还能够最大限度的降低对公共安全的影响。
在本实施例中,前往最近空旷道路的行车路线具体规划过程为:从数据采集单元采集的信息中获取当前车辆电池的位置信息;以当前车辆电池所在位置为中心,将半径一公里以内所有道路标记为Qi,i=1···n;从大数据中提取Qi对应的车流量,并标记为Wi,i=1···n;筛选车流量最小的三个道路,标记为q1、q2、q3;将q1、q2、q3距离消防站的距离分别标记为L1、L2、L3;从L1、L2、L3中筛选出距离最小的道路,并将筛选出的道路标记为q停车;规划车辆前往q停车的行车路线并将路线通知给驾驶员。通过筛选出车流量较少、且距离消防站较近的道路作为停靠的道路,不仅能够降低车辆自燃后对公共安全的影响,还能够方便后续消防车辆快速赶到此地进行救援。
在本实施例中,电池冷却单元包括风扇、散热片,电池加热单元包括电加热器、液体加热器。
如图3所示,本申请还公开了一种带温控管理功能的电池系统的管理方法,应用于带温控管理功能的电池系统,包括:数据采集单元采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;数据分析单元对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;电池加热单元对电池进行加热,或电池冷却单元对电池进行冷却;智能预警模块在电池出现异常时发出预警;应急处理模块在电池出现异常时采取相应的应急措施。
本发明通过采集电池输出电压、电池调温响应时间进行分析,能够在电池系统出现异常时及时精准的发现并预警,并根据当前电池系统的异常程度发出不同级别的预警,对不同级别的预警制定不同的应急措施,针对温度控制模块介入后电池温度不降反升的情况,发出最高级别的预警,并根据电动车电池到达自燃温度前的安全时间长短,制定不同的应急措施,在保证驾驶员安全的前提下,降低电池自燃对公共安全的影响。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述的,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,包括数据处理模块、温度控制模块、应急处理模块、智能预警模块,其中,所述数据处理模块包括数据采集单元与数据分析单元,所述温度控制模块包括电池加热单元与电池冷却单元;
所述数据采集单元用于采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;所述数据分析单元用于对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;所述电池加热单元用于对电池进行加热;所述电池冷却单元用于对电池进行冷却;所述智能预警模块用于在电池出现异常时发出预警;所述应急处理模块用于在电池出现异常时采取相应的应急措施。
2.根据权利要求1所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述数据分析单元对电池内部温度进行分析的具体过程为:
将采集到的电池内部温度标记为T1;
将T1与预设温度t1进行比对,若T1>t1,则说明此时电池内部温度高于预设温度t1,向温度控制模块发送对电池进行冷却的指令;
将T1与预设温度t2进行比对,若T1<t2,则说明此时电池内部温度低于预设温度t2,向温度控制模块发送对电池进行加热的指令。
3.根据权利要求2所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述数据分析单元对数据采集单元传来的所有信息进行分析的具体过程为:
将采集到的电池外界温度标记为T2;
将温度控制模块接到指令后对电池进行调温的响应时间标记为S实时,其中,响应时间指电池温度从初始温度调整至预设温度t3所用的时间;
在平面坐标系统标出T1与T2,生成直角三角图形P;
将电池以往调温记录中电池内部与外界的温度所生成的直角三角图形标记为pi,i=1···n,其中,n为正整数;
将P与pi进行相似度比对,若pi与P的相似度达到预设值,则将该pi规划到第一序列,若pi与P的相似度未达到预设值,则将该pi规划到第二序列;
从电池以往调温记录中提取第一序列中所有pi对应的调温响应时间,标记为si,i=1···j,其中,j为正整数,且j≤n;
计算平均调温响应时间s平均=(s1+···+sj)/j;
将S实时与s平均进行比对,若S实时>s平均,则说明该温度控制模块的调温功能异常,若S实时≤s平均,则说明该温度控制模块的调温功能正常;
将采集到的电池输出电压标记为U,再将U与预设电压区间进行匹配;
若U处于预设电压区间内,则说明电池输出电压正常,若U不处于预设电压区间内,则说明电池输出电压异常。
4.根据权利要求3所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述智能预警模块发出预警时对其进行分级,具体为:
若分析结果中出现调温功能异常、电池输出电压异常中任意一项,智能预警模块发出一级预警;
若分析结果中出现调温功能异常、电池输出电压异常中所有项,智能预警模块发出二级预警;
若向温度控制模块发送对电池进行冷却的指令后,电池内部温度T1不降反升,智能预警模块发出三级预警。
5.根据权利要求4所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述应急处理模块在电池出现异常时采取的应急措施如下:
若智能预警模块发出一级预警,则为驾驶员规划去往最近的汽车检修点路径,驾驶员根据规划的路径驾驶车辆前往检修点进行检修;
若智能预警模块发出二级预警,则向驾驶员提出熄火离车建议,并呼叫道路救援将车辆拉往最近的汽车检修点;
若智能预警模块发出三级预警,则计算当前车辆的安全时间,并根据安全时间的长短通知驾驶员采取不同的安全措施。
6.根据权利要求5所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述车辆的安全时间具体计算过程为:
获取当前电池内部温度T1以及温度上升速度ΔT;
将预设的电池自燃温度阈值标记为T3;
根据温度上升速度ΔT计算T1达到T3所用时长ΔS=(T3-T1)/ΔT;
将ΔS作为车辆的安全时间输出。
7.根据权利要求6所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述根据安全时间的长短通知驾驶员采取不同的安全措施具体为:
若ΔS小于第一预设时间S1,则通知驾驶员立即熄火离车;
若ΔS小于第二预设时间S2,且ΔS大于等于第一预设时间S1,则通知驾驶员立即靠边停车后熄火离车;
若ΔS大于等于第二预设时间S2,则为驾驶员规划前往最近的空旷道路的行车路线。
8.根据权利要求7所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述前往最近空旷道路的行车路线具体规划过程为:
从数据采集单元采集的信息中获取当前车辆电池的位置信息;
以当前车辆电池所在位置为中心,将半径一公里以内所有道路标记为Qi,i=1···n;
从大数据中提取Qi对应的车流量,并标记为Wi,i=1···n;
筛选车流量最小的三个道路,标记为q1、q2、q3;
将q1、q2、q3距离消防站的距离分别标记为L1、L2、L3;
从L1、L2、L3中筛选出距离最小的道路,并将筛选出的道路标记为q停车;
规划车辆前往q停车的行车路线并将路线通知给驾驶员。
9.根据权利要求8所述的一种带温控管理功能的电池系统,其特征在于,所述电池冷却单元包括风扇、散热片,所述电池加热单元包括电加热器、液体加热器。
10.一种带温控管理功能的电池系统的管理方法,应用于如权利要求1至9任意一项所述的带温控管理功能的电池系统,其特征在于,包括:
数据采集单元采集电池内部与外界的温度、电池调温响应时间、电池所在位置、电池输出电压的信息,并将采集到的信息输送给数据分析单元;
数据分析单元对接收的所有信息进行分析,输出分析结果;
电池加热单元对电池进行加热,或电池冷却单元对电池进行冷却;
智能预警模块在电池出现异常时发出预警;
应急处理模块在电池出现异常时采取相应的应急措施。
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Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003092837A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 可搬型電源装置
JP2005158271A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Nissan Motor Co Ltd 電池冷却系異常検出システム
JP2018070020A (ja) * 2016-11-01 2018-05-10 トヨタ自動車株式会社 車載バッテリ冷却システム
CN111890988A (zh) * 2020-07-15 2020-11-06 广州小鹏车联网科技有限公司 电池热失控检测方法、装置、电池管理系统以及车辆
CN112435428A (zh) * 2019-08-07 2021-03-02 北汽福田汽车股份有限公司 新能源汽车的火情报警系统、方法以及新能源汽车
CN112886082A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 中国汽车技术研究中心有限公司 动力电池热失控预警方法、装置、电子设备及介质
CN113036250A (zh) * 2021-02-27 2021-06-25 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种动力电池热失控全时段监控系统、方法及新能源汽车
CN113135117A (zh) * 2021-03-29 2021-07-20 广州小鹏汽车科技有限公司 冷却系统检测方法、装置、车辆及存储介质
CN113611942A (zh) * 2021-07-05 2021-11-05 东风时代(武汉)电池系统有限公司 一种电池模组热失控预警控制方法、装置及系统
CN113948781A (zh) * 2021-09-26 2022-01-18 深圳普瑞赛思检测技术有限公司 一种电池热失控预警方法和装置
CN115817283A (zh) * 2022-12-01 2023-03-21 苏州首帆电子科技有限公司 一种新能源汽车电池监测方法和系统
DE102022003359A1 (de) * 2021-09-17 2023-03-23 Mercedes-Benz Group AG Fahrzeugseitige Frühwarnvorrichtung, Frühwarnsystem, Frühwarnverfahren, Programmprodukt und Fahrzeug
CN116872737A (zh) * 2023-08-02 2023-10-13 赛力斯汽车有限公司 车辆检测方法、车辆检测装置、车辆及存储介质
CN117124922A (zh) * 2023-09-13 2023-11-28 广东一帆新能源有限公司 一种新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统
CN117175077A (zh) * 2023-09-21 2023-12-05 中国第一汽车股份有限公司 车辆电池的冷却控制方法、装置和计算机可读存储介质
CN117525692A (zh) * 2023-10-26 2024-02-06 苏州华骞时代新能源科技有限公司 一种安全储能系统的控制方法及系统
CN117673580A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 深圳市国威通电子技术有限公司 一种用于新能源电池的温度控制设备
CN117691217A (zh) * 2023-12-13 2024-03-12 连云港庚德电子系统科技有限公司 一种数字控制bms管理应急系统及方法
KR20240058239A (ko) * 2022-10-25 2024-05-03 국립공주대학교 산학협력단 전기자동차의 배터리 과열 및 화재방지 시스템 및 방법
CN118244126A (zh) * 2024-05-28 2024-06-25 深圳市铂电科技有限公司 一种基于集成传感器的新能源汽车电池检测方法及系统

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003092837A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 可搬型電源装置
JP2005158271A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Nissan Motor Co Ltd 電池冷却系異常検出システム
JP2018070020A (ja) * 2016-11-01 2018-05-10 トヨタ自動車株式会社 車載バッテリ冷却システム
CN112435428A (zh) * 2019-08-07 2021-03-02 北汽福田汽车股份有限公司 新能源汽车的火情报警系统、方法以及新能源汽车
CN111890988A (zh) * 2020-07-15 2020-11-06 广州小鹏车联网科技有限公司 电池热失控检测方法、装置、电池管理系统以及车辆
CN112886082A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 中国汽车技术研究中心有限公司 动力电池热失控预警方法、装置、电子设备及介质
CN113036250A (zh) * 2021-02-27 2021-06-25 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种动力电池热失控全时段监控系统、方法及新能源汽车
CN113135117A (zh) * 2021-03-29 2021-07-20 广州小鹏汽车科技有限公司 冷却系统检测方法、装置、车辆及存储介质
CN113611942A (zh) * 2021-07-05 2021-11-05 东风时代(武汉)电池系统有限公司 一种电池模组热失控预警控制方法、装置及系统
DE102022003359A1 (de) * 2021-09-17 2023-03-23 Mercedes-Benz Group AG Fahrzeugseitige Frühwarnvorrichtung, Frühwarnsystem, Frühwarnverfahren, Programmprodukt und Fahrzeug
CN113948781A (zh) * 2021-09-26 2022-01-18 深圳普瑞赛思检测技术有限公司 一种电池热失控预警方法和装置
KR20240058239A (ko) * 2022-10-25 2024-05-03 국립공주대학교 산학협력단 전기자동차의 배터리 과열 및 화재방지 시스템 및 방법
CN115817283A (zh) * 2022-12-01 2023-03-21 苏州首帆电子科技有限公司 一种新能源汽车电池监测方法和系统
CN116872737A (zh) * 2023-08-02 2023-10-13 赛力斯汽车有限公司 车辆检测方法、车辆检测装置、车辆及存储介质
CN117124922A (zh) * 2023-09-13 2023-11-28 广东一帆新能源有限公司 一种新能源汽车充电电池的断电保护装置及其系统
CN117175077A (zh) * 2023-09-21 2023-12-05 中国第一汽车股份有限公司 车辆电池的冷却控制方法、装置和计算机可读存储介质
CN117525692A (zh) * 2023-10-26 2024-02-06 苏州华骞时代新能源科技有限公司 一种安全储能系统的控制方法及系统
CN117691217A (zh) * 2023-12-13 2024-03-12 连云港庚德电子系统科技有限公司 一种数字控制bms管理应急系统及方法
CN117673580A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 深圳市国威通电子技术有限公司 一种用于新能源电池的温度控制设备
CN118244126A (zh) * 2024-05-28 2024-06-25 深圳市铂电科技有限公司 一种基于集成传感器的新能源汽车电池检测方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LI, HONGXU: "Experimental Investigation of the Thermal Runaway Propagation Characteristics and Thermal Failure Prediction Parameters of Six-Cell Lithium-Ion Battery Modules", ENERGIES, vol. 16, no. 13, 5 July 2023 (2023-07-05), pages 1 - 14 *
孙志文;朱建新;储爱华;周兴叶;: "混合动力汽车动力电池主动热管理系统设计", 电源技术, no. 04, 20 April 2015 (2015-04-20) *

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