[发明专利]一种动力电池包可变流道主动热管理控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种动力电池包可变流道主动热管理控制方法及系统，包括温度传感器、相变储能导热板、电池管理系统、换向阀、水泵、水箱、散热器、蓄电池、循环水管；平面热管放置在电池单体两两之间紧密贴合，平面热管嵌在相变储能导热板中，相变储能导热板伸入到循环水管中，循环水管中的冷却液通过进/出水管与外界散热器相连；温度传感器贴在动力电池包上，温度传感器与电池管理系统通过温度传感器信号线束相连；电池管理系统根据温度传感器传来的信息，通过PID算法控制水泵、散热器以及换向阀，进而调整循环水道中的冷却液流向以及流速，用以控制动力电池包的整体温升，增加动力电池包温度一致性。

技术领域

本发明涉及轨道交通设备用动力电池包热管理系统的技术领域，具体涉及一种动力电池包可变流道主动热管理控制方法及系统。

背景技术

世界范围内大城市轨道交通因供电系统(包括交流高压网、直流接触网)自身故障、人为(恐怖)破坏、偶发因素、自然灾害等引起的列车供电短时中断或长时间瘫痪情况的时有发生。因非车辆原因造成的列车无法正常受电事故的恢复时间都比较长，往往超过车辆的应急供电时间。因此，从运营现状考虑，列车如能通过车载电池实现应急牵引，能够有效解决应列车外部供电原因引起的区间迫停问题，减少乘客恐慌、无序疏散等引起的踩踏事故。轨道车装载应急牵引动力电池包系统，是在车辆故障情况下，依靠自身配置的应急牵引动力电池包系统将列车行驶至最近的站点。由于动力电池包作为主要应急牵引来源，需要的放电倍率大、持续时间长，所以动力电池包的产热会极为明显。同时由于动力电池包内部结构的原因，各电池单体的温度上升速率存在差异，长时间工作时，部分电池温度过高，同时动力电池包内部温度差异过大，会使动力电池包整体使用性能以及使用寿命降低。为了保证动力电池包能正常工作，延长其使用寿命并保证其工作性能，动力电池包的散热系统至关重要。

现在对于应急动力电池包系统的散热方式与电动汽车的动力电池包散热方式比较近似，由于放电倍率大的原因，采用液冷板的液冷式或者相变材料散热是主流。通过在动力电池包下方布置液冷板，冷却液流经液冷板将电池传递至液冷板的热量带走，实现对动力电池包的降温，但是目前的液冷板结构形式固定，仅能调节流量大小，无法根据动力电池包实时变化的温度分布进行散热效率的调整，散热模式单一，即无法针对高温区域进行局部强化散热，造成散热效率低下，无法将因为工况变化造成的高温电池控制在合适温度范围，同时动力电池包热均衡性差，使电池的使用性能与使用寿命受到限制；或者简单的将相变材料放置在电池与液冷板之间，这样即降低了整包能量密度，另外由于无法针对高温区域进行针对性的散热。

专利公开号CN105742693A，公开日2016年7月6日，发明创造的名称为一种高安全性锂离子电池模块，该申请公开了一种高安全性锂离子电池模块，其不足之处是：1、该发明专利公开的高安全性锂离子电池模块所采用的液冷装置无法根据动力电池包的实时温度分布调整散热效率；2、将电池散热到某一温度值所需要的时间较长。

专利公开号CN201420140914.3，公开日2014年03月26日，发明创造的名称为电池组和具有该电池组的电池包和车辆，该申请公开了一种电池散热结构，其不足之处是采用相变材料板与液冷板叠加对动力电池包进行散热，这样并不能发挥相变板的效能，只是将二者简单的叠加，降低了整包能量密度，而且无法根据动力电池包温度的实时变化进行散热效率的调整，从而降低电池的热均衡性。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种动力电池包可变流道主动热管理控制方法及系统，用于高速动车组应急动力电池系统中，以保证动力电池包在工作时始终处于最佳放电温度区间，提高动力电池包的热均衡性，保证高铁动车组在应急状态下动力电池包的使用性能与使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种动力电池包可变流道主动热管理系统，包括：电气系统、冷却系统，所述电气系统包括电池模组、温度传感器、温度传感器信号线束、电池管理系统、电源线束、蓄电池、水泵控制线束、换向阀控制线、散热器控制线束，所述的冷却系统包括换向阀、相变储能导热板、平面热管、循环水管、散热器、水箱、水泵、进水管、出水管、冷却液。