换电电池包、热管理方法以及车辆与流程

1.本发明涉及换电电池的技术领域，具体而言，涉及一种换电电池包、热管理方法以及车辆。

背景技术：

2.在换电车辆使用场景内，电池包是以在车辆行驶时放电消耗电量以及在换电站中充电补充电量的方式进行循环的。车辆行驶时的放电工况，由于其放电功率较小，电池包内电芯发热量也较小；而电池包在换电站内充电时，由于充电时间短，充电功率较大，电芯发热量也较大。
3.目前，车辆上配置了车载热管理设备，在车辆行驶过程中，通过车载热管理设备统对电池包进行热管理。在车辆行驶过程中，电池包放电产生的热量较小，为其匹配车载热管理设备，不仅增加了车辆的制造成本，而且在一定程度上增加了整车的重量。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种换电电池包、热管理方法以及车辆，以至少解决目前车辆通过设置车载热管理设备对电池包进行热交换，增加车辆制造成本高以及增加整车重量的技术问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种换电电池包，包括：电池箱体，电池箱体具有容纳腔；换热板，换热板与电池箱体连接，换热板将容纳腔分隔成多个第一容纳区域，第一容纳区域沿电池箱体的第一方向排布，其中，换热板内设置有换热通道，换热通道用于与换电站热管理系统连通；相变导热单元，相变导热单元与换热板连接，相变导热单元将第一容纳区域分隔成多个第二容纳区域，第二容纳区域沿电池箱体的第二方向排布，其中，第二方向与第一方向垂直；电芯，电芯设置在第二容纳区域内，电芯分别与换热板以及相变导热单元抵接。
7.可选地，第一容纳区域内任意相邻的两层电芯之间均设置有相变导热单元。
8.可选地，换热板内具有多个换热通道，多个换热通道并联设置。
9.可选地，换热板的换热通道内设置有多个翅片。
10.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种换电电池包的热管理方法，用于控制上述的换电电池包，方法包括：获取换电电池包内电芯温度以及换电电池包的电池温度；在换电电池包处于充电的情况下，将电池温度与电芯温度进行比较，获得第一比较结果；基于第一比较结果，生成控制指令集，控制指令集用于控制换电站热管理系统执行换热策略，其中，换热策略包括如下至少之一：对换热板内的换热介质进行降温的降温策略、对换热板内的换热介质进行升温的升温策略、清空换热板内的换热介质的保温策略。
11.可选地，方法还包括：在换电电池包处于放电的情况下，将电池温度与电芯温度进行比较，获得第二比较结果；在第二比较结果满足预设条件的情况下，车辆返回至换电站，
对换电电池包进行更换。
12.可选地，基于第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断电池温度是否大于电芯温度的最大值；如果是，生成控制指令集中的第一目标指令，第一目标指令用于控制换电站热管理系统执行降温策略。
13.可选地，基于第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断电池温度是否小于电芯温度的最小值；如果是，生成控制指令集中的第二目标指令，第二目标指令用于控制换电站热管理系统执行升温策略。
14.可选地，基于第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断电池温度是否大于电芯温度的最大值；如果否，判断电池温度是否小于电芯温度的最小值；如果否，生成控制指令集中的第三目标指令，第三目标指令用于控制换电站热管理系统执行保温策略。
15.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括换电电池包，换电电池包为上述的换电电池包。
16.在本发明实施例中，换热板与相变导热单元垂直设置，将电池箱体的容纳腔分隔成多个第二容纳区域，电芯设置在第二容纳区域内，电芯分别与换热板以及相变导热单元抵接以进行换热作业，换热板内设置有换热通道，换热通道用于与换电站热管理系统连通。在车辆行驶过程中，即换热板与换电站热管理系统处于非连通状态，换热板内无换热介质，电芯在放电过程中，发热量较小，电芯此时仅通过相变导热单元进行换热。换电电池包在换电站充电时，即换热板与换电站热管理系统处于连通状态，电芯在快速充电过程中，发热量较大，电芯此时通过相变导热单元以及换热板进行同时换热。换电电池包在充电过程中，利用换电站热管理系统实现内部温度的调节，车辆上无需为换电电池包的换热作业设置相关的零部件，减轻了整车的重量，利于车辆的轻量化设计以及降低车辆的制造成本。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1是根据本发明实施例的一种可选的换电电池包的热管理方法的计算机终端的硬件结构框图；
19.图2是根据本发明实施例的一种可选的换电电池包的结构示意图；
20.图3是根据本发明实施例的一种可选的换电电池包的局部放大示意图；
21.图4是是根据本发明实施例的一种可选的换电电池包的热管理方法的流程图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.100、电池箱体；
24.200、换热板；201、管接头；
25.300、相变导热单元；
26.400、电芯。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.根据本发明实施例，提供了一种换电电池包的热管理方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
30.该方法实施例可以在车辆中包含存储器和处理器的电子装置或者类似的运算装置中执行。以运行在车辆的电子装置上为例，如图1所示，车辆的电子装置可以包括一个或多个处理器102(处理器可以包括但不限于中央处理器(cpu)、图形处理器(gpu)、数字信号处理(dsp)芯片、微处理器(mcu)、可编程逻辑器件(fpga)、神经网络处理器(npu)、张量处理器(tpu)、人工智能(ai)类型处理器等的处理装置)和用于存储数据的存储器104。可选地，上述汽车的电子装置还可以包括用于通信功能的传输设备106、输入输出设备108以及显示器110。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述车辆的电子装置的结构造成限定。例如，车辆的电子装置还可包括比上述结构描述更多或者更少的组件，或者具有与上述结构描述不同的配置。
31.存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的换电电池包的热管理方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的换电电池包的热管理方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
32.传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
33.显示器110可以是触摸屏式的液晶显示器(lcd)。该液晶显示器可使得用户能够与移动终端的用户界面进行交互。在一些实施例中，上述移动终端具有图形用户界面(gui)，用户可以通过触摸触敏表面上的手指接触和/或手势来与gui进行人机交互，此处的人机交互功能可选的包括如下交互：创建网页、绘图、文字处理、制作电子文档、游戏、视频会议、即
时通信、收发、通话界面、播放数字视频、播放数字音乐和/或网络浏览等，用于执行上述人机交互功能的可执行指令被配置/存储在一个或多个处理器可执行的计算机程序产品或可读存储介质中。
34.如图2、图3所示，本实施例中换电电池包包括：电池箱体100、换热板200、相变导热单元300以及电芯400。电池箱体100具有容纳腔，换热板200与电池箱体100连接，换热板200将容纳腔分隔成多个第一容纳区域，第一容纳区域沿电池箱体100的第一方向排布，其中，换热板200内设置有换热通道，换热通道用于与换电站热管理系统连通，具体地，换热通道通过管接头201与换电站热管理系统连通。相变导热单元300与换热板200连接，相变导热单元300将第一容纳区域分隔成多个第二容纳区域，第二容纳区域沿电池箱体100的第二方向排布，其中，第二方向与第一方向垂直。电芯400设置在第二容纳区域内，电芯400分别与换热板200以及相变导热单元300抵接。具体地，如图2所示，第一方向为电池箱体100的高度方向，第二方向为电池箱体100的长度方向。
35.在本技术的实施例中，换热板200与相变导热单元300垂直设置，将电池箱体100的容纳腔分隔成多个第二容纳区域，电芯400设置在第二容纳区域内，电芯400分别与换热板200以及相变导热单元300抵接以进行换热作业，换热板200内设置有换热通道，换热通道用于与换电站热管理系统连通。在车辆行驶过程中，即换热板200与换电站热管理系统处于非连通状态，换热板200内无换热介质，电芯400在放电过程中，发热量较小，电芯400此时仅通过相变导热单元300进行换热。换电电池包在换电站充电时，即换热板200与换电站热管理系统处于连通状态，电芯400在快速充电过程中，发热量较大，电芯400此时通过相变导热单元300以及换热板200进行同时换热。换电电池包在充电过程中，利用换电站热管理系统实现内部温度的调节，车辆上无需为换电电池包的换热作业设置相关的零部件，减轻了整车的重量，利于车辆的轻量化设计以及降低车辆的制造成本。
36.一般，将相变导热单元300的相变温度设置为t0，20℃≤t0≤40℃，即，在车辆行驶过程中，使电芯400的温度位置在20℃～40℃。
37.在车辆行驶过程中，为了加快电芯400与相变导热单元300之间的换热速度，在第一容纳区域内任意相邻的两层电芯400之间均设置有相变导热单元300，增大了电芯400与相变导热单元300之间的接触面积，加快了换热速度。
38.在换电电池包充电过程，为了加快换热板200与电芯400之间的换热速度，换热板200内具有多个换热通道，多个换热通道并联设置，缩短了单个换热通道的流通里程，即加快了热交换的频率。具体地，换热通道为微孔多通道结构。
39.进一步地，为了提高与换热介质的换热效率，换热板200的换热通道内设置有多个翅片，即增加了与换热介质的接触面积，利于充分换热。
40.进一步地，为了提高换热效率，电芯400与电池箱体100以及相变导热单元300之间均通过导热胶进行粘结。
41.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种换电电池包的热管理方法，用于控制上述的换电电池包进行换热，图4是根据本发明其中一可选实施例的换电电池包的热管理方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：步骤s1：获取换电电池包内电芯温度以及换电电池包的电池温度。步骤s2：在换电电池包处于充电的情况下，将电池温度与电芯温度进行比较，获得第一比较结果。步骤s3：基于第一比较结果，生成控制指令集，控制指令集
用于控制换电站热管理系统执行换热策略，其中，换热策略包括如下至少之一：对换热板内的换热介质进行降温的降温策略、对换热板内的换热介质进行升温的升温策略、清空换热板内的换热介质的保温策略。
42.具体地，由于电芯的个体差异以及电芯位置的不同，同一个电池包内不同的电芯以及同一个电芯的不同位置可能存在温度差异。获取电芯温度，其中，电芯温度包括：电芯最高温度th和电芯最低温度tl，th的取值范围为45℃≤th≤55℃，tl的取值范围为-15℃≤tl≤0℃。
43.在步骤s3中，基于第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断电池温度是否大于电芯温度的最大值。如果是，生成控制指令集中的第一目标指令，第一目标指令用于控制换电站热管理系统执行降温策略。具体地，当电池温度t1＞th时，控制换电站热管理系统对换热板内的换热介质进行降温。
44.在步骤s3中，基于第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断电池温度是否小于电芯温度的最小值；如果是，生成控制指令集中的第二目标指令，第二目标指令用于控制换电站热管理系统执行升温策略。具体地，当电池温度t1＜tl时，控制换电站热管理系统对换热板内的换热介质进行升温。
45.在步骤s3中，基于第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断电池温度是否大于电芯温度的最大值；如果否，判断电池温度是否小于电芯温度的最小值；如果否，生成控制指令集中的第三目标指令，第三目标指令用于控制换电站热管理系统执行保温策略。具体地，当电池温度tl≤t1≤th时，说明换电电池包的温度符合使用要求，无需进行换热，此时，将清空换热板内的换热介质，使换电电池包维持此时的温度。
46.通过上述步骤，使换电电池包在充电的同时，调节内部温度至使换电电池包的温度符合使用要求，将换电电池包的热管理系统设置在换电站内，车辆上无需为换电电池包的换热作业设置相关的零部件，减轻了整车的重量，利于车辆的轻量化设计以及降低车辆的制造成本。
47.进一步地，换电电池包的热管理方法还包括：在换电电池包处于放电的情况下，将电池温度与电芯温度进行比较，获得第二比较结果；在第二比较结果满足预设条件的情况下，车辆返回至换电站，对换电电池包进行更换。具体地，当t1＞th，整车控制器将发出“电池包超温”的提示，当t1＜tl时，整车控制器将发出“电池包温度过低”的提示，驾驶员接收到提示后，需返回换电站完成电池包的更换。
48.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括换电电池包，换电电池包为上述的换电电池包。
49.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
50.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
51.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连
接，可以是电性或其它的形式。
52.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
53.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
54.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
55.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种换电电池包，其特征在于，包括：电池箱体，所述电池箱体具有容纳腔；换热板，所述换热板与所述电池箱体连接，所述换热板将所述容纳腔分隔成多个第一容纳区域，所述第一容纳区域沿所述电池箱体的第一方向排布，其中，所述换热板内设置有换热通道，所述换热通道用于与换电站热管理系统连通；相变导热单元，所述相变导热单元与所述换热板连接，所述相变导热单元将所述第一容纳区域分隔成多个第二容纳区域，所述第二容纳区域沿所述电池箱体的第二方向排布，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直；电芯，所述电芯设置在所述第二容纳区域内，所述电芯分别与所述换热板以及所述相变导热单元抵接。2.根据权利要求1所述的换电电池包，其特征在于，所述第一容纳区域内任意相邻的两层所述电芯之间均设置有相变导热单元。3.根据权利要求1所述的换电电池包，其特征在于，所述换热板内具有多个所述换热通道，多个所述换热通道并联设置。4.根据权利要求1所述的换电电池包，其特征在于，所述换热板的所述换热通道内设置有多个翅片。5.一种换电电池包的热管理方法，用于控制权利要求1-4中任一项所述的换电电池包，其特征在于，所述方法包括：获取换电电池包内电芯温度以及所述换电电池包的电池温度；在所述换电电池包处于充电的情况下，将所述电池温度与所述电芯温度进行比较，获得第一比较结果；基于所述第一比较结果，生成控制指令集，所述控制指令集用于控制换电站热管理系统执行换热策略，其中，所述换热策略包括如下至少之一：对所述换热板内的换热介质进行降温的降温策略、对所述换热板内的换热介质进行升温的升温策略、清空所述换热板内的换热介质的保温策略。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述换电电池包处于放电的情况下，将所述电池温度与所述电芯温度进行比较，获得第二比较结果；在所述第二比较结果满足预设条件的情况下，车辆返回至换电站，对所述换电电池包进行更换。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断所述电池温度是否大于所述电芯温度的最大值；如果是，生成所述控制指令集中的第一目标指令，所述第一目标指令用于控制所述换电站热管理系统执行降温策略。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断所述电池温度是否小于所述电芯温度的最小值；如果是，生成所述控制指令集中的第二目标指令，所述第二目标指令用于控制所述换
电站热管理系统执行升温策略。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述第一比较结果，生成控制指令集，包括：判断所述电池温度是否大于所述电芯温度的最大值；如果否，判断所述电池温度是否小于所述电芯温度的最小值；如果否，生成所述控制指令集中的第三目标指令，所述第三目标指令用于控制所述换电站热管理系统执行保温策略。10.一种车辆，包括换电电池包，其特征在于，所述换电电池包为权利要求1-7中任一项所述的换电电池包。

技术总结

本发明公开了一种换电电池包、热管理方法以及车辆。其中，换电电池包：电池箱体、换热板、相变导热单元以及电芯，换热板与相变导热单元将电池箱体的容纳腔分隔成多个第二容纳区域，电芯设置在第二容纳区域内，电芯分别与换热板以及相变导热单元抵接以进行换热作业，换热板内设置有换热通道，换热通道用于与换电站热管理系统连通。换电电池包在换电站充电时，即换热板与换电站热管理系统处于连通状态，电芯通过相变导热单元以及换热板进行同时换热。换电电池包在充电过程中，利用换电站热管理系统实现内部温度的调节，车辆上无需为换电电池包的换热作业设置相关的零部件，减轻了整车的重量，利于车辆的轻量化设计以及降低车辆的制造成本。成本。成本。