CN107734946A - 运载工具电池中印刷电路板散热方法、装置、计算机可读存储介质以及运载工具电池 - Google Patents

运载工具电池中印刷电路板散热方法、装置、计算机可读存储介质以及运载工具电池 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种运载工具电池中印刷电路板散热方法、装置、计算机可读存储介质以及运载工具电池，应用于电子技术领域。本发明实施例中，通过根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度；当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。解决了运载工具电池容易自燃、续航短以及使用寿命低的问题。

Description

运载工具电池中印刷电路板散热方法、装置、计算机可读存储 介质以及运载工具电池
【技术领域】
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种运载工具电池中印刷电路板散热方法、装置、计算机可读存储介质以及运载工具电池。
【背景技术】
随着人们对清洁能源的需求的不断增加，使用电池作为主要供能装置的运载工具得到了广泛的发展。
为了提高运载工具电池的性能，需要对电池进行电芯均衡，目前电芯均衡方式分为主动均衡和被动均衡两种，相对于被动均衡方式，主动均衡方式具有高效率、高成本、低可靠性、电路复杂的特点，故现在更多采用被动均衡方式，被动均衡方式其电路相对更简单，成本更低，但同时温度的影响更大，而高温对大多数元器件都会产生严重影响，它会导致电子元器件的性能改变甚至使其失效，甚至会出现自然的问题，给使用者造成安全隐患。另外，电池过热还会影响电池的续航以及使用寿命。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种运载工具电池中印刷电路板散热方法、装置、计算机可读存储介质以及运载工具电池，用以解决现有技术中运载工具电池容易自燃、续航短以及使用寿命低的问题。
一方面，提供了一种运载工具电池中印刷电路板散热方法。该印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)包括至少一个电芯均衡电阻，所述方法包括：
根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；
根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度；
当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
如上所述的第一方面，进一步提供一种实现方式，所述根据至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度包括：
确定所述PCB的有效散热面积，所述PCB的有效散热面积包括PCB上导热金属层的有效散热面积；
根据所述PCB的有效散热面积和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述提示增加散热措施包括：
提示增加第一导热垫来辅助散热，以及所述第一导热垫的尺寸；所述第一导热垫的换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB 的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值；
或者，
提示增加第二导热垫和第一PCB外壳来辅助散热，以及所述第二导热垫的尺寸和所述第一PCB外壳的尺寸；所述第二导热垫和所述第一PCB外壳换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一导热垫的尺寸满足如下条件：
其中，所述A为第一导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述为所述目标热流密度阈值，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述Pt为所述至少一个均衡电阻的总功率，所述d为所述第一导热垫厚度，所述λc为所述第一导热垫的导热系数，所述Δtc为所述第一导热垫两侧的温差。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一PCB外壳的尺寸满足如下条件：
其中，所述At为所述第一PCB外壳一面的表面积，所述Vmax为电池电芯的最大电压，所述为所述目标热流密度阈值，所述A为第二导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述R为所述至少一个均衡电阻的总电阻，所述d为所述第二导热垫厚度，所述λc为所述第二导热垫的导热系数，所述Ts是所述第一PCB外壳表面平均热力学温度，所述Ta为环境热力学温度，所述ε为所述第一PCB外壳的表面黑度，所述Tm等于0.5(Ts+Ta)。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度包括：
确定所述PCB的有效散热面积和所述PCB上存在的第三导热垫的热换量；
根据所述PCB的有效散热面积、所述第三导热垫的热换量和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述提示增加散热措施包括：
提示增加第二PCB外壳来辅助散热，以及所述第二PCB外壳的尺寸；所述第二PCB外壳等效的热换量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，减去所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积，与所述第三导热垫的热换量的差值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述散热方式包括自然风冷却，所述温升阈值包括20摄氏度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述印刷电路板PCB包括第三PCB外壳，所述方法还包括：
确定所述第三PCB外壳表面的温度以及面积；
根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述 PCB还包括第四导热垫，所述根据所述PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格包括：
根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积结合如下公式确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度，
其中，所述TR为所述至少一个均衡电阻表面温度，所述d为所述第四导热垫厚度，所述A为所述第四导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述为所述目标热流密度阈值，所述Ts为所述第三PCB外壳表面平均热力学温度，所述Ta为环境热力学温度，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述Pt为所述至少一个均衡电阻的总功率，所述ε为所述第三PCB外壳的表面黑度，所述At为所述第三PCB 外壳一面的表面积，所述λc为所述第四导热垫的导热系数。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
本申请实施例可以在判断运载工具电池中印刷电路板散热不够时，提示增加散热措施的方式，以及该方式所需材料的尺寸，以此，方便了运载工具电池中PCB增加合适的材料进行散热，提高了PCB设计以及制作的效率。进一步可以降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
另一方面，提供了一种运载工具电池中印刷电路板散热装置，包括：
第一确定单元，用于根据温升阈值和散热方式，与热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；
第二确定单元，用于根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB 的热流密度；
提示单元，用于当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
如上所述的第一方面，进一步提供一种实现方式，第二确定单元具体用于：
确定所述PCB的有效散热面积，所述PCB的有效散热面积包括PCB上导热金属层的有效散热面积；
根据所述PCB的有效散热面积和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，提示单元具体用于：
提示增加第一导热垫来辅助散热，以及所述第一导热垫的尺寸；所述第一导热垫的换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB 的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值；
或者，
提示增加第二导热垫和第一PCB外壳来辅助散热，以及所述第二导热垫的尺寸和所述第一PCB外壳的尺寸；所述第二导热垫和所述第一PCB外壳换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述待增加的导热垫的尺寸满足如下条件：
其中，所述A为第一导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述为所述目标热流密度阈值，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述Pt为所述至少一个均衡电阻的总功率，所述d为所述第一导热垫厚度，所述λc为所述第一导热垫的导热系数，所述Δtc为所述第一导热垫两侧的温差。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述待增加的PCB外壳的尺寸满足如下条件：
其中，所述At为所述第一PCB外壳一面的表面积，所述Vmax为电池电芯的最大电压，所述为所述目标热流密度阈值，所述A为第二导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述R为所述至少一个均衡电阻的总电阻，所述d为所述第二导热垫厚度，所述λc为所述第二导热垫的导热系数，所述Ts是所述第一PCB外壳表面平均热力学温度，所述Ta为环境热力学温度，所述ε为所述第一PCB外壳的表面黑度，所述Tm等于0.5(Ts+Ta)。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第二确定单元具体用于：
确定所述PCB的有效散热面积和所述PCB上存在的第三导热垫的热换量；
根据所述PCB的有效散热面积、所述第三导热垫的热换量和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，提示单元具体用于：
提示增加第二PCB外壳来辅助散热，以及所述第二PCB外壳的尺寸；所述第二PCB外壳等效的热换量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，减去所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积，与所述第三导热垫的热换量的差值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述散热方式包括自然风冷却，所述温升阈值包括20摄氏度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述印刷电路板PCB包括第三PCB外壳，还包括：
第三确定单元用于，确定所述第三PCB外壳表面的温度以及面积；
判断单元，用于根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述 PCB还包括第四导热垫，判断单元具体用于：
根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积结合如下公式确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度，
其中，所述TR为所述至少一个均衡电阻表面温度，所述d为所述第四导热垫厚度，所述A为所述第四导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述为所述目标热流密度阈值，所述Ts为所述第三PCB外壳表面平均热力学温度，所述Ta为环境热力学温度，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述Pt为所述至少一个均衡电阻的总功率，所述ε为所述第三PCB外壳的表面黑度，所述At为所述第三PCB 外壳一面的表面积，所述λc为所述第四导热垫的导热系数。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
通过本发明实施例，可以判断运载工具电池中PCB散热是否足够，并且在散热不足够时，进行提示，以便增加散热措施，以此，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB 上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行执行上述任意一方面或多方面所述的方法。
另一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述任意一方面或多方面所述的方法。
另一方面，提供了一种运载工具电池，其特征在于，所述电池包括PCB，所述PCB包括至少一个负载均衡电阻、导热金属层以及导热垫；其中，所述PCB 的热流密度大于所述目标热流密度阈值，所述PCB的热流密度根据所述PCB的有效散热面积、所述导热垫和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定，所述 PCB的有效散热面积包括所述导热金属层的有效散热面积。
如上所述的方面，进一步提供一种实现方式，所述PCB还包括PCB外壳，所述PCB的热流密度根据所述PCB的有效散热面积、所述导热垫、所述PCB外壳和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定。
通过本发明实施例，提供的运载工具电池中PCB散热措施足够，以此，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
【附图说明】
图1本发明实施例所提供的一种运载工具电池中PCB散热方法的流程示意图；
图2本发明实施例提供的一个示例；
图3本发明实施例所提供的另一种运载工具电池中PCB散热方法的流程示意图；
图4本发明实施例提供的另一个示例；
图5为本发明实施例所提供的一种运载工具电池中PCB散热装置结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述导热垫或PCB外壳，但这些导热垫或PCB外壳不应限于这些术语。这些术语仅用来将导热垫或PCB外壳彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一导热垫也可以被称为第二导热垫，类似地，第二导热垫也可以被称为第一导热垫。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。
本申请的申请人通过分析发现，运载工具电池主要包括电芯以及控制电路，该控制电路主要用于运行电池管理系统(battery management system，BMS) 以管理电芯，例如，管理电芯的充放电。运载工具电池通常包括多个电芯，由于生产工艺、生产厂商、生产批次以及使用情况存在不同，造成各个电芯之间存在容量以及电量上的不一致性，所以需要进行电芯均衡，以提高电池的性能。一般通过在控制电路上设置电芯均衡模块来实现电芯均衡，该电芯均衡模块包括一个或多个电芯均衡电阻。电芯均衡电阻工作时会产生大量的热量，通常通过自然风来实现散热。但是，在电芯均衡电阻较多，或者控制电路上空间较小等的情况下，可能存在散热不充分的问题，从而造成控制电路过热。控制电路过热导致电路上的电子元件性能改变甚至失效，使得电池出现续航短以及使用寿命短的问题，用户体验低。甚至，控制电路过热还可能导致电池自燃，影响使用者的安全。
但是，现有技术中并没有提供控制电路上提供的散热方式是否满足电芯均衡电阻散热的判断手段，也没有在不满足散热要求时的解决措施，所以出现控制电路过热的概率大大增加，存在十分严重的安全隐患。
本发明实施例提供了一种运载工具电池中PCB散热方法、装置、计算机可读存储介质以及运载工具电池。在设计PCB时，可以对该PCB上的散热效果进行判断，在该PCB上的散热措施不足时，可以提示增加散热措施，甚至提示增加的散热措施的方式以及尺寸。
在该思路的引导下，本方案实施例提供了以下可行的实施方案。
实施例一
本发明实施例给出一种运载工具电池中PCB散热方法。
具体的，请参考图1，其为本发明实施例所提供的方法的流程示意图，如图所示，该方法包括以下步骤：
S110，终端根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值。
散热方式主要包括：空气自然对流和辐射冷却，也就是自然风冷却；强迫空气冷却；碳氟化合物浸没自然对流冷却；碳氟化合物相交冷却；强迫水冷；等等。对于运载工具电池，通常采用空气自然对流和辐射冷却即可满足要求，当然，随着科技的发展以及运载工具电池的续航等性能的不断提高，也可以结合其他效率更高的散热方式，以满足运载工具电池的散热要求。
温升、散热方式和热流密度之间存在对应关系，在散热方式一定的情况下，温升越高，热流密度越高。例如，温升和散热方式与热流密度的对应关系可以参见表2所示。
其中，该温升、散热方式和热流密度之间的对应关系可以理解为温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系。
一般情况下，如果要保证电芯均衡电阻表面的温度变化不超过目标温升阈值，在采用目标散热方式进行散热时，则需要确保PCB的热流密度小于目标热流密度阈值。结合表2所示，在散热方式为自然风冷却，目标温升阈值为20摄氏度时，热流密度阈值为0.026W/cm2。
可以预先在终端中配置温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系。
S120，终端根据至少一个电芯均衡电阻的总功率确定PCB的热流密度。
终端可以根据至少一个电芯均衡电阻的总功率以及PCB当前存在的散热措施来确定PCB热流密度。下面结合PCB当前存在的散热措施分别介绍如何 PCB的热流密度。
在一个示例中，当PCB上仅通过导热金属层(例如，铜皮)或者其他导热层进行散热时，PCB热流密度、PCB的有效散热面积和待散热热量存在如下关系：
其中，为PCB的热流密度，P为待散热热量，S为PCB的有效散热面积，该PCB的有效散热面积可以包括PCB上用于至少一个电芯均衡电阻散热的有效面积，例如，该PCB的有效散热面积可以包括导热金属层的有效散热面积。
在另一个示例中，当PCB还通过导热垫进行散热时，PCB热流密度与PCB 的有效散热面积、导热垫热换量和待散热热量存在如下关系：
其中，Q为导热垫的热换量；λc为导热垫的导热系数；A为导热垫垂直于热流方向的横截面面积；Δtc为导热垫两侧的温；d为导热垫厚度。
在另一个示例中，当PCB还通过导热垫和PCB外壳进行散热时，PCB 热流密度与PCB的有效散热面积、导热垫和PCB外壳的热换量和待散热热量存在如下关系：
其中，QT为PCB外壳的热换量；As为PCB外壳侧面有效面积；At为PCB 外壳顶面的表面面积；Ab为PCB外壳底面面积；Δts为PCB外壳表面的温升；σ为斯忒藩-玻尔兹曼常数，5.67×10-8W/(m2·K4)；ε为PCB外壳的表面黑度； Tm＝0.5(Ts+Ta)，Ts是PCB外壳表面平均热力学温度，Ta是环境热力学温度； Ar＝As+At+Ab。
通常，对于运载工具电池中PCB的待散热热量主要来自于该PCB上的至少一个电芯均衡电阻，所以，待散热热量约等于PCB上的至少一个电芯均衡电阻的总功率Pt。
在最坏情况下，也就是电芯均衡电阻总功率最大时：
其中，R为PCB上的至少一个电芯均衡电阻的总电阻，Vmax为电池电芯的最大电压。
可选地，当运载工具电池中PCB上还存在其他大功率电阻时：
p＝Pt+P0 (式七)
其中，P0为PCB上的其他大功率电阻的总功率。此时，PCB的有效散热面积可以包括PCB上用于其他大功率电阻散热的有效面积。
终端根据式六或式七结合前述式一，式二和式三，或式三、式四和式五，可以确定当前PCB可能出现的最大热流密度，在本发明实施例中，当前PCB 可能出现的最大热流密度可以简称为PCB的热流密度。
S130，当PCB的热流密度大于目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
在确定目标散热方式下目标温升阈值对应的目标热流密度阈值和PCB的热流密度后，可以比较两者的大小。
当PCB的热流密度小于目标热流密度阈值时，则表明该PCB上现有的散热措施足够，此时可以提示该PCB合规，或不进行提示。
当PCB的热流密度大于目标热流密度阈值时，则表明该PCB上现有的散热措施不够，此时可以提示增加散热措施。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的终端可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。
需要说明的是，S120～S130的执行主体可以为一种运载工具电池中PCB散热装置，该装置可以位于本地终端的应用，或者还可以为位于本地终端的应用中的插件或软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)等功能单元，本发明实施例对此不进行特别限定。
可以理解的是，所述应用可以是安装在终端上的应用程序(nativeApp)，或者还可以是终端上的浏览器的一个网页程序(webApp)，本发明实施例对此不进行限定。
通过本发明实施例，可以判断运载工具电池中PCB散热是否足够，并且在散热不足够时，进行提示，以便增加散热措施，以此，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB 上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
实施例二
基于上述实施例一所提供的一种运载工具电池中PCB散热方法，本发明实施例进行进一步地描述。其中，在S130中，提示增加散热措施时，还可以进一步提示增加散热措施的方式，以及该方式所需材料的尺寸，其中，该材料的尺寸可以包括该材料的面积和厚度等等。
在一个示例中，若运载工具电池中PCB上当前未安装导热垫，或者安装的导热垫较小时，可以提示增加导热垫或者替换热换量更大的导热垫，此时， S130具体可以包括：
提示增加第一导热垫来辅助散热，以及该第一导热垫的尺寸；该第一导热垫的换热量，大于等于，至少一个电芯均衡电阻的总功率，与PCB的有效散热面积和目标热流密度阈值乘积的差值。
其中，第一导热垫对应的最小尺寸可以结合前述实施例中式二和式三计算得到。此时，在式二和式三中，Q为第一导热垫的热换量；λc为第一导热垫的导热系数；A为第一导热垫垂直于热流方向的横截面面积；Δtc为第一导热垫两侧的温；d为第一导热垫厚度。
第一导热垫的尺寸满足如下条件：
其中，A为第一导热垫垂直于热流方向的横截面面积，为目标热流密度阈值，S为PCB的有效散热面积，Pt为至少一个均衡电阻的总功率，d为第一导热垫厚度，λc为第一导热垫的导热系数，Δtc为第一导热垫两侧的温差。
可选地，提示增加第二导热垫和第一PCB外壳来辅助散热，以及所述第二导热垫的尺寸和所述第一PCB外壳的尺寸；所述第二导热垫和所述第一 PCB外壳换热量，大于等于，至少一个电芯均衡电阻的总功率，与PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值。
其中，第二导热垫和第一PCB外壳对应的最小尺寸可以结合前述实施例中式三、式四和式五计算得到。此时，在式三、式四和式五中，Q为第二导热垫的热换量；λc为第二导热垫的导热系数；A为第二导热垫垂直于热流方向的横截面面积；Δtc为第二导热垫两侧的温；d为第二导热垫厚度。QT为第一 PCB外壳的热换量；As为第一PCB外壳侧面有效面积；At为第一PCB外壳顶面的表面面积；Ab为第一PCB外壳底面面积；Δts为第一PCB外壳表面的温升；ε为第一PCB外壳的表面黑度；Ts是第一PCB外壳表面平均热力学温度。
第二导热垫的尺寸满足如下条件：
第一PCB外壳尺寸满足如下条件
其中，取侧面有效面积As＝0，顶面和底面有效散热面积At＝Ab；At为第一PCB外壳一面的表面积，Vmax为电池电芯的最大电压，为目标热流密度阈值，A为第二导热垫垂直于热流方向的横截面面积，S为PCB的有效散热面积，R为至少一个均衡电阻的总电阻，d为第二导热垫厚度，λc为第二导热垫的导热系数，Ts是第一PCB外壳表面平均热力学温度，Ta为环境热力学温度，ε为第一PCB外壳的表面黑度。
其中，在自然风冷却时，PCB外壳表面温升、PCB外壳表面面积、PCB 外壳黑度以及散热量的对应关系，可以参见图4所示。其中，图4中，机箱表面面积即为PCB外壳表面面积。
在另一个示例中，若运载工具电池中PCB中当前安装有导热垫，但未安装PCB外壳时，或者安装的PCB外壳较小时，可以提示增加PCB外壳或者替换热换量更大的PCB外壳，此时，S130具体可以包括：
提示增加第二PCB外壳来辅助散热，以及第二PCB外壳的尺寸；第二 PCB外壳等效的热换量，大于等于，至少一个电芯均衡电阻的总功率，减去 PCB的有效散热面积和目标热流密度阈值乘积，与第三导热垫的热换量的差值。第三导热垫为PCB上已安装的导热垫。
其中，第二PCB外壳对应的最小尺寸可以结合前述实施例中式三、式四和式五计算得到。此时，在式三、式四和式五中，Q为第三导热垫的热换量；λc为第三导热垫的导热系数；A为第三导热垫垂直于热流方向的横截面面积；Δtc为第三导热垫两侧的温；d为第三导热垫厚度。QT为第二PCB外壳的热换量；As为第二PCB外壳侧面有效面积；At为第二PCB外壳顶面的表面面积； Ab为第二PCB外壳底面面积；Δts为第二PCB外壳表面的温升；ε为第二PCB 外壳的表面黑度；Ts是第二PCB外壳表面平均热力学温度。
第二PCB外壳尺寸满足如前述式十所示的条件，此时，在式十中，取侧面有效面积As＝0，顶面和底面有效散热面积At＝Ab；At为第二PCB外壳一面的表面积，A为第三导热垫垂直于热流方向的横截面面积，d为第三导热垫厚度，λc为第三导热垫的导热系数，Ts是第二PCB外壳表面平均热力学温度，ε为第二PCB外壳的表面黑度。
上述公式均可以预先配置在终端中。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的终端可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。
本申请实施例可以在判断运载工具电池中PCB散热不够时，提示增加散热措施的方式，以及该方式所需材料的尺寸，以此，方便了运载工具电池中 PCB增加合适的材料进行散热，提高了PCB设计以及制作的效率。进一步可以降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
实施例三
本发明实施例提供了一种运载工具电池中PCB散热方法。本方发明实施例可以基于前述实施例一和实施例二。在本发明实施例中PCB可以包括第四导热垫和第三PCB外壳，可以通过第三PCB外壳的温度，确定电芯均衡电阻的温度，进而判断电芯均衡电阻是否过热。具体包括如下步骤：
S310，终端确定第三PCB外壳表面的温度以及面积。
第三PCB外壳表面的温度以及面积可以通过测量进行估算，第三PCB外壳的面积还可以根据第三PCB外壳的尺寸确定。
S320，终端根据第三PCB外壳表面的温度以及面积确定至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格。
可以根据如下公式确定PCB上的电芯均衡电阻表面的温度：
其中，TR为至少一个均衡电阻表面温度，d为第四导热垫厚度，A为第四导热垫垂直于热流方向的横截面面积，为目标热流密度阈值，Ts为第三PCB 外壳表面平均热力学温度，Ta为环境热力学温度，S为PCB的有效散热面积， Pt为至少一个均衡电阻的总功率，ε为第三PCB外壳的表面黑度，At为第三 PCB外壳一面的表面积，λc为第四导热垫的导热系数。
通过本发明实施例可以根据PCB外壳的温度来确定均衡电阻表面温度，且在PCB外壳上有更多的空间且更容易地安装一些温度传感器，来实现均衡电阻温度的检测，在温度超过规定时，可以采取相应的措施，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热造成损害的可能，从而保证了运载工具电池中PCB上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中 PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
实施例四
基于上述实施例一、实施例二以及实施例三所提供的一种运载工具电池中 PCB散热方法，本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。
请参考图5，其为本发明实施例所提供的一种运载工具电池中PCB散热装置结构示意图。如图5所示，该装置包括：
第一确定单元501，用于根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；
第二确定单元502，用于根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述 PCB的热流密度；
提示单元503，用于当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
可选地，第二确定单元502具体用于：
确定所述PCB的有效散热面积，所述PCB的有效散热面积包括PCB上导热金属层的有效散热面积；
根据所述PCB的有效散热面积和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
可选地，提示单元503具体用于：
提示增加第一导热垫来辅助散热，以及所述第一导热垫的尺寸；所述第一导热垫的换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB 的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值；
或者，
提示增加第二导热垫和第一PCB外壳来辅助散热，以及所述第二导热垫的尺寸和所述第一PCB外壳的尺寸；所述第二导热垫和所述第一PCB外壳换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值。
可选地，第二确定单元502具体用于：
确定所述PCB的有效散热面积和所述PCB上存在的第三导热垫的热换量；
根据所述PCB的有效散热面积、所述第三导热垫的热换量和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
可选地，提示单元503具体用于：
提示增加第二PCB外壳来辅助散热，以及第二PCB外壳的尺寸；第二PCB 外壳等效的热换量，大于等于，至少一个电芯均衡电阻的总功率，减去PCB的有效散热面积和目标热流密度阈值乘积，与第三导热垫的热换量的差值。第三导热垫为PCB上已安装的导热垫。
可选地，还包括：
第三确定单元，用于确定所述第三PCB外壳表面的温度以及面积；
判断单元，用于根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格。
由于本实施例中的各单元能够执行图1或图3所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1或图3的相关说明。
通过本发明实施例，可以判断运载工具电池中PCB散热是否足够，并且在散热不足够时，进行提示，以便增加散热措施，以此，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB 上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
实施例五
图6为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。如图6所示，该终端600包括显示器601、处理器602和存储器603，显示器601用于与用户交互；所述存储器603用于存放程序；所述处理器602用于执行所述存储器存储的所述程序，以执行前述图1或图3中终端执行的步骤。
该终端600具体包括：
处理器602，用于根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；
处理器602，用于根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度；
显示器601，用于当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
可选地，处理器602具体用于：
确定所述PCB的有效散热面积，所述PCB的有效散热面积包括PCB上导热金属层的有效散热面积；
根据所述PCB的有效散热面积和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
可选地，显示器601具体用于：
提示增加第一导热垫来辅助散热，以及所述第一导热垫的尺寸；所述第一导热垫的换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB 的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值；
或者，
提示增加第二导热垫和第一PCB外壳来辅助散热，以及所述第二导热垫的尺寸和所述第一PCB外壳的尺寸；所述第二导热垫和所述第一PCB外壳换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值。
可选地，处理器602具体用于：
确定所述PCB的有效散热面积和所述PCB上存在的第三导热垫的热换量；
根据所述PCB的有效散热面积、所述第三导热垫的热换量和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
可选地，显示器601具体用于：
提示增加第二PCB外壳来辅助散热，以及第二PCB外壳的尺寸；第二PCB 外壳等效的热换量，大于等于，至少一个电芯均衡电阻的总功率，减去PCB的有效散热面积和目标热流密度阈值乘积，与第三导热垫的热换量的差值。第三导热垫为PCB上已安装的导热垫。
可选地，处理器602还用于：
确定所述第三PCB外壳表面的温度以及面积；
根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格。
由于本实施例中的各部件能够执行图1或图3所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1或图3的相关说明。
需要说明的是，显示器601可用于显示由用户输入的信息、提供给用户的信息以及终端的各种菜单，还可以接受用户输入。具体的显示器601可包括显示面板以及触控面板。其中显示面板可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display， LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板。触控面板，也称为触摸屏、触敏屏等，可收集用户在其上或附近的接触或者非接触操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作，也可以包括体感操作；该操作包括单点控制操作、多点控制操作等操作类型。
通过本发明实施例，可以判断运载工具电池中PCB散热是否足够，并且在散热不足够时，进行提示，以便增加散热措施，以此，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB 上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
实施例六
本发明实施例给出一种运载工具电池。
具体地，该运载工具电池包括PCB，该PCB包括至少一个负载均衡电阻、导热金属层以及导热垫；其中，PCB的热流密度大于目标热流密度阈值，PCB 的热流密度根据PCB的有效散热面积、导热垫和至少一个电芯均衡电阻的总功率确定，PCB的有效散热面积包括导热金属层的有效散热面积。
可选地，PCB还包括PCB外壳，PCB的热流密度根据PCB的有效散热面积、导热垫、PCB外壳和至少一个电芯均衡电阻的总功率确定。
需要说明的是，本发明实施例中的该运载工具电池可以根据如前述图1或图 3所示实施例的方法制得。本发明实施例中的导热垫可以为前述图1或图3所示的实施例中的任意一导热垫，相应地PCB外壳可以为前述图1或图3所示的实施例中的任意一PCB外壳。
通过本发明实施例，提供的运载工具电池中PCB散热措施足够，以此，降低了运载工具电池中PCB工作过程中，出现过热情况的可能，从而保证了运载工具电池中PCB上的电子元器件维持较高的性能，减少了由于运载工具电池中PCB过热，出现电池自燃的可能，提高了使用者的安全，提升了用户体验。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，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，仅仅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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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网络单元上。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。
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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等) 或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种运载工具电池中印刷电路板散热方法，其特征在于，所述印刷电路板PCB包括至少一个电芯均衡电阻，所述方法包括：
根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；
根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度；
当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度包括：
确定所述PCB的有效散热面积，所述PCB的有效散热面积包括PCB上导热金属层的有效散热面积；
根据所述PCB的有效散热面积和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述提示增加散热措施包括：
提示增加第一导热垫来辅助散热，以及所述第一导热垫的尺寸；所述第一导热垫的换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值；
或者，
提示增加第二导热垫和第一PCB外壳来辅助散热，以及所述第二导热垫的尺寸和所述第一PCB外壳的尺寸；所述第二导热垫和所述第一PCB外壳换热量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，与所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积的差值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一导热垫的尺寸满足如下条件：
其中，所述A为第一导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述为所述目标热流密度阈值，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述Pt为所述至少一个均衡电阻的总功率，所述d为所述第一导热垫厚度，所述λc为所述第一导热垫的导热系数，所述Δtc为所述第一导热垫两侧的温差。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一PCB外壳的尺寸满足如下条件：
其中，所述At为所述第一PCB外壳一面的表面积，所述Vmax为电池电芯的最大电压，所述为所述目标热流密度阈值，所述A为第二导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述R为所述至少一个均衡电阻的总电阻，所述d为所述第二导热垫厚度，所述λc为所述第二导热垫的导热系数，所述Ts是所述第一PCB外壳表面平均热力学温度，所述Ta为环境热力学温度，所述ε为所述第一PCB外壳的表面黑度，所述Tm等于0.5(Ts+Ta)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度包括：
确定所述PCB的有效散热面积和所述PCB上存在的第三导热垫的热换量；
根据所述PCB的有效散热面积、所述第三导热垫的热换量和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述提示增加散热措施包括：
提示增加第二PCB外壳来辅助散热，以及所述第二PCB外壳的尺寸；所述第二PCB外壳等效的热换量，大于等于，所述至少一个电芯均衡电阻的总功率，减去所述PCB的有效散热面积和所述目标热流密度阈值乘积，与所述第三导热垫的热换量的差值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PCB包括第三PCB外壳，所述方法还包括：
确定所述第三PCB外壳表面的温度以及面积；
根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述PCB还包括第四导热垫，所述根据所述PCB外壳表面的温度以及面积确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度是否合格包括：
根据所述第三PCB外壳表面的温度以及面积结合如下公式确定所述至少一个电芯均衡电阻表面的温度，
其中，所述TR为所述至少一个均衡电阻表面温度，所述d为所述第四导热垫厚度，所述A为所述第四导热垫垂直于热流方向的横截面面积，所述为所述目标热流密度阈值，所述Ts为所述第三PCB外壳表面平均热力学温度，所述Ta为环境热力学温度，所述S为所述PCB的有效散热面积，所述Pt为所述至少一个均衡电阻的总功率，所述ε为所述第三PCB外壳的表面黑度，所述At为所述第三PCB外壳一面的表面积，所述λc为所述第四导热垫的导热系数。
10.一种运载工具电池中印刷电路板散热装置，其特征在于，所述印刷电路板PCB包括至少一个电芯均衡电阻，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据温升阈值、散热方式和热流密度阈值的对应关系，确定目标温升阈值和目标散热方式对应的目标热流密度阈值；
第二确定单元，用于根据所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定所述PCB的热流密度；
提示单元，用于当所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值时，提示增加散热措施。
11.一种计算机可读存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行如权利要求1-9任意一项所述的方法。
12.一种运载工具电池，其特征在于，所述电池包括印刷电路板PCB，所述PCB包括至少一个负载均衡电阻、导热金属层以及导热垫；其中，所述PCB的热流密度大于所述目标热流密度阈值，所述PCB的热流密度根据所述PCB的有效散热面积、所述导热垫和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定，所述PCB的有效散热面积包括所述导热金属层的有效散热面积。
13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，所述PCB还包括PCB外壳，所述PCB的热流密度根据所述PCB的有效散热面积、所述导热垫、所述PCB外壳和所述至少一个电芯均衡电阻的总功率确定。
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