[发明专利]电动汽车电池包与充电桩联合冷却方法及系统

说明书

本发明属于电动汽车快速充电冷却技术领域，具体涉及了一种电动汽车电池包与充电桩联合冷却方法及系统，旨在解决快速充电场景下传统电池包、充电桩散热方式的散热功率不能满足需求，充电接口缺乏有效冷却的问题。本发明包括：快充状态启动自循环冷却；计算总产热量并获取当前时刻的冷凝器风速或冷凝水流速；若Δt时间内系统冷却处于稳态，则维持自循环，否则启动循环泵并以预设转速n运行，进入强迫循环模式；若Δt时间内系统冷却处于稳态，则维持循环泵的转速，否则，将进行循环泵的转速增量调整；重复执行直至电动汽车停止快充，关闭冷凝器风扇和循环泵。本发明同时冷却充电桩和电池包，降低成本和系统耗能，提高充电安全性和冷却效果。

技术领域

本发明属于电动汽车快速充电冷却技术领域，具体涉及了一种电动汽车电池包与充电桩联合冷却方法及系统。

背景技术

在能源安全和绿色交通的双重推动下，电动汽车近年来发展迅速。锂离子电池因其能量密度高、功率密度高、循环寿命长等优点成为电动汽车的主要动力源。但由于电池参数与使用条件的依赖关系，锂离子电池在实际应用中仍然面临一些困难和挑战。相比于传统燃油汽车，电动汽车补能时间大大延长，在慢充工况下电池包甚至需要8～10h才可充满。解决充电时间焦虑的关键是快充电芯和快充充电桩的推广应用。然而，在超级快充工况下，电池包SOC短时间内大幅变化将带来严重的散热问题。同时，充电桩电能转换装置的产热功率也将随充电功率上升而激增。

现有电动汽车电池包普遍采用风冷、液冷、制冷剂直冷冷却方式，并通过散热器或与空调制冷系统连接的换热器将电池热量转移至大气环境。现有充电桩多采用风冷、油冷散热方式。一方面，电池包在快充工况下的产热功率可能超过10kW，传统空调散热系统难以满足快充工况下整车的散热需求，极有可能造成热失控。另一方面，传统低功率充电桩的风冷、油冷等散热方式不再适用于超级快充充电桩核心部件的冷却。此外，充电枪与电池包接口处因其接触电阻，而产生了强烈的散热需求。因此，电动汽车快充技术的关键不仅仅在于提高功率，更在于提高系统散热能力。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即快速充电场景下传统电池包、充电桩散热方式的散热功率不能满足需求，充电接口缺乏有效冷却的问题，本发明提供了一种电动汽车电池包与充电桩联合冷却方法，该联合冷却方法包括：

步骤S10，当检测到电动汽车处于快速充电状态时，启动电动汽车联合冷却的冷凝器风扇或冷凝水的自循环模式；

步骤S20，采集电池管理系统数据，并计算实时的电池包产热功率P_gen和电池包充电功率P_charge；采集充电桩管理系统监测的电网输入功率P_in，结合所述电池包充电功率P_charge计算充电接口产热功率P_η；

步骤S30，基于所述电池包产热功率P_gen和所述充电接口产热功率P_η，计算总产热功率P_all，并基于所述总产热功率P_all计算当前时刻t的冷凝器风速v或冷凝水流速V；

步骤S40，获取当前时刻t之后的Δt时间内的电池包温度数据、回液端冷却工质的流量数据，判断并执行：

若Δt时间内冷却工质入口流量的变化值G_t-G_t-15％×G_t、电池包温度T_t-T_t-11％×T_t且电池包稳态温度T_t低于阈值T_limit，则维持冷凝器风扇或冷凝水的自循环模式；否则，启动循环泵并控制其以预设转速n运行，执行强迫循环模式；

步骤S50，令当前时刻t＝t+Δt，获取当前时刻t之后的Δt时间内的电池包温度数据，判断并执行：