CN114361656A - 一种电池及其温控方法 - Google Patents
一种电池及其温控方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114361656A CN114361656A CN202111639326.5A CN202111639326A CN114361656A CN 114361656 A CN114361656 A CN 114361656A CN 202111639326 A CN202111639326 A CN 202111639326A CN 114361656 A CN114361656 A CN 114361656A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- temperature
- heat
- insulation layer
- temperature control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 30
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 9
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000007707 calorimetry Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 nickel metal hydride Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电池及其温控方法，电池包括电池芯和保温层，保温层在电池芯的外侧，保温层内设置有温控装置；温控方法包括获取电池芯的电信号信息、保温层的第一温度信息和电池芯的第二温度信息；根据第一温度信息得到保温层存储的能量；将电信号信息输入至产热模型中得到电池的产热量；根据保温层存储的能量、电池的产热量和第二温度信息，控制温控装置的工作状态；能准确有效地控制电池芯的温度值，使电池芯的温度值保持在正常工作范围，保证了电池的正常工作，延长了电池的工作寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是一种电池及其温控方法。
背景技术
目前，锂离子电池作为一种环保的能源储备器件，被广泛应用，例如新能源汽车领域等。锂离子电池的电化学循环性能、安全性能与工作温度密切相关。电池工作温度过高，则会加速容量衰减，功率衰减，内阻增加，进而降低电池寿命，更严重的是容易引起电池爆炸造成电池热安全事故；锂离子电池在循环过程中会存在大量活性锂离子沉积现象，电池工作温度过低，电池内部电化学反应受阻，不利于锂离子动力电池高效利用。因此，有效控制电池工作温度，是保证电池正常工作的重要条件。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电池及其温控方法。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
本发明的第一方面，一种电池的温控方法，所述电池包括电池芯和保温层，所述保温层在所述电池芯的外侧，所述保温层内设置有至少部分温控装置；所述温控方法包括：
获取所述电池芯的电信号信息；
获取所述保温层的第一温度信息；
获取所述电池芯的第二温度信息；
根据所述第一温度信息得到所述保温层存储的能量；
将所述电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到所述电池的产热量；
根据所述保温层存储的能量、所述电池的产热量和所述第二温度信息，控制所述温控装置的工作状态。
根据本发明的第一方面，所述电信号信息包括工作电流；所述将所述电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到所述电池的产热量，包括：
对所述工作电流做积分计算，得到所述电池的电池荷电状态；
根据电池循环充放电过程中的电池荷电状态与开路电压的关系曲线，由所述电池荷电状态得到所述电池的开路电压；
根据所述电池的等效电路，由所述工作电流计算得到所述电池芯的工作电压；
根据所述电池荷电状态得到所述电池的温度系数；
根据所述产热模型，由所述工作电流、所述工作电压、所述电池的开路电压、所述温度系数和外部环境温度计算得到所述电池的产热量。
根据本发明的第一方面，所述电池的等效电路包括所述电池的欧姆内阻、表示电化学极化过程的第一RC并联电路、表示浓差极化过程的第二RC并联电路和电压值为所述开路电压的电源，所述电源、所述欧姆内阻、所述第一RC并联电路和所述第二RC并联电路串联。
根据本发明的第一方面，所述根据所述保温层存储的能量、所述电池的产热量和所述第二温度信息，控制所述温控装置的工作状态，包括：
根据所述电池的产热量和所述第二温度信息，得到所述电池的预测温度；
根据所述电池的预测温度，计算第一潜热量，所述第一潜热量为使所述电池芯保持在正常工作温度，所述保温层向所述电池芯所提供的最小潜热量；
当所述保温层存储的能量小于所述第一潜热量，则开启所述温控装置。
根据本发明的第一方面，所述温控装置包括液冷回路管道，部分所述液冷回路管道经过所述保温层，所述液冷回路管道流通有换热媒介；在所述开启所述温控装置的步骤之后，还包括：
根据所述保温层存储的能量与所述第一潜热量之差，得到经过所述保温层的换热媒介量。
根据本发明的第一方面，所述温控装置包括用于对所述换热媒介进行加热的加热器；在所述开启所述温控装置的步骤之后，还包括：
当所述第二温度信息低于预设的温度阈值，则开启所述加热器。
本发明的第二方面，一种电池，包括：
电池芯；
保温层，所述保温层在所述电池芯的外侧，所述保温层内设置有至少部分温控装置；
电信号采集装置，所述电信号采集装置与所述电池芯连接，所述电信号采集装置用于采集所述电池芯的电信号信息；
第一温度采集装置，所述第一温度采集装置与所述保温层连接，所述第一温度采集装置用于采集所述保温层的温度信息；
第二温度采集装置，所述第二温度采集装置与所述电池芯连接，所述第二温度采集装置用于采集所述电池芯的温度信息；
控制器，所述第一温度采集装置、所述第二温度采集装置、所述电信号采集装置和所述温控装置均与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述第一温度信息得到所述保温层存储的能量，还用于将所述电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到所述电池的产热量，还用于根据所述保温层存储的能量、所述电池的产热量和所述第二温度信息，控制所述温控装置的工作状态
根据本发明的第二方面，所述电池芯有多个，所述保温层有多个；多个所述电池芯并排设置，所述电池芯的两侧均设置有所述保温层。
根据本发明的第二方面，所述温控装置包括液冷回路管道和水泵，所述水泵与所述液冷回路管道连通，所述水泵与所述控制器连接；所述液冷回路管道内流通有换热媒介。
根据本发明的第二方面，所述温控装置设有用于对所述换热媒介加热的加热器，所述加热器位于所述液冷回路管道内，所述加热器与所述控制器连接。
上述方案至少具有以下的有益效果：能根据基于电池荷电状态的产热模型准确地预测电池芯的预测温度，并判断保温层存储的能量是否能满足电池芯保持正常工作温度的需求，据此来控制温控装置的工作状态，进而准确有效地控制电池芯的温度值，使电池芯的温度值保持在正常工作范围，保证了电池的正常工作，延长了电池的工作寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例一种电池的结构图；
图2是液冷回路管道的结构示意图；
图3是本发明实施例一种电池的电路连接示意图；
图4是本发明实施例一种电池的温控方法的流程图；
图5是图4中步骤S500的具体流程图；
图6是图4中步骤S600的具体流程图；
图7是本发明实施例一种电池的等效电路的电路图；
图8是本发明实施例一种电池在充放电过程中的混合脉冲的波形图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图3，本发明的一个实施例，提供了一种电池。
电池包括电池芯101、保温层102、温控装置、电信号采集装置11、第一温度采集装置12、第二温度采集装置13和控制器31。
其中，保温层102在电池芯101的外侧，保温层102内设置有至少部分温控装置；电信号采集装置11与电池芯101连接，电信号采集装置11用于采集电池芯101的电信号信息；第一温度采集装置12与保温层102连接，第一温度采集装置12用于采集保温层102的温度信息；第二温度采集装置13与电池芯101连接，第二温度采集装置13用于采集电池芯101的温度信息；第一温度采集装置12、第二温度采集装置13、电信号采集装置11和温控装置均与控制器31连接，控制器31用于根据第一温度信息得到保温层102存储的能量，还用于将电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到电池的产热量，还用于根据保温层102存储的能量、电池的产热量和第二温度信息，控制温控装置的工作状态。
具体地，电池芯101为锂离子电池，当然在其他实施例中，电池芯101也可以是其他类型的电池，例如镍氢电池等。
保温层102由复合相变材料制成。复合相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。复合相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时复合相变材料将吸收或释放大量的潜热。当加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，复合相变材料吸收并储存大量的潜热。当复合相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，复合相变材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热相当大。通过复合相变材料制成的保温层102能更有效地存储热量，防止热量流失，提高能量利用率。
本发明的实施例中，电池芯101有多个，保温层102有多个；多个电池芯101并排设置，电池芯101的两侧均设置有保温层102，这能使得两侧的保温层102同时和电池芯101进行换热，提高换热效率；且相邻的两个电池芯101之间设置有一个保温层102，同一个保温层102能对两侧的电池芯101进行换热，使得电池结构更加简单，降低成本。
相邻的两个电池芯101通过卡扣固定件103进行连接。具体地，卡扣固定件103位于电池芯101的上下两侧，使得多个电池芯101能稳固地组合成一个整体。
保温层102的横截面的面积大于或等于电池芯101的横截面的面积，且保温层102覆盖电池芯101的整个侧面，保证换热效率。具体地，保温层102的横截面的面积基本等同于电池芯101的横截面的面积，长为140mm，宽为30mm，高为100mm，需要说明的是，保温层102的横截面的面积为140mm＊100mm。
参照图2，本发明的实施例中，温控装置包括液冷回路管道和水泵21，水泵21与液冷回路管道连通，水泵21与控制器31连接；液冷回路管道内流通有换热媒介。温控装置设有用于对换热媒介加热的加热器22，加热器22位于液冷回路管道内，加热器22与控制器31连接。加热器22可以是电热丝等常用加热器22件。
具体地，换热媒介可以是水、油等具有良好的流动性能和高比热容的液体材料。
液冷回路管道包括第一外管道201、第二外管道202和多条内管道210；每个保温层102内设置有至少一条内管道210；内管道210的两端分别与第一外管道201、第二外管道202连通，第一外管道201和第二外管道202均与水泵21连通。内管道210的换热媒介与保温层102进行换热；进行换热后的换热媒介从内管道210流向外管道，在电池外部与外界进行换热。
具体地，内管道210的孔径范围为4mm至8mm，内管道210的管壁厚度为1mm。
内管道210包括多段第一分内管道211和多段第二分内管道212，多段第一分内管道211平行设置，相邻的两段第一分内管道211之间通过第二分内管道212连接。则内管道210呈曲折的S型。且内管道210遍布整个保温层102，以能更好且更均匀地与保温层102换热。
液冷回路管道设有阀门。通过阀门能控制液冷回路的通断。当阀门关闭，则液冷回路管道内的换热媒介不能沿液冷回路管道流动；当阀门打开，则换热媒介能沿液冷回路管道流动，与保温层102进行换热。通过阀门也能控制经过保温层102的换热媒介量。
参照图4，本发明的实施例所采用的电池，采用如下的温控方法。
温控方法包括：
步骤S100、获取电池芯101的电信号信息；
步骤S200、获取保温层102的第一温度信息；
步骤S300、获取电池芯101的第二温度信息；
步骤S400、根据第一温度信息得到保温层102存储的能量；
步骤S500、将电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到电池的产热量；
步骤S600、根据保温层102存储的能量、电池的产热量和第二温度信息，控制温控装置的工作状态。
对于步骤S100，通过与电池芯101电连接的电信号采集装置11，获取电池芯101的电信号信息；其中电信号信息主要包括电池芯101的工作电流。
对于步骤S200，通过第一温度采集装置12获取保温层102的第一温度信息；其中第一温度采集装置12包括在每个保温层102102内部中心位置布置的T型热电偶。
对于步骤S300，通过第二温度采集装置13获取电池芯101的第二温度信息；其中第二温度采集装置13为温度传感器。
对于步骤S400，根据第一温度信息得到保温层102存储的能量。保温层102是采用复合相变材料制成的。根据复合相变材料的特性，由保温层102的温度值能根据温度－潜热量关系得到保温层102存储的能量。
参照图5，对于步骤S500，将电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到电池的产热量，其具体包括：
步骤S510，对工作电流做积分计算，得到电池的电池荷电状态；
步骤S520，根据电池循环充放电过程中的电池荷电状态与开路电压的关系曲线，由电池荷电状态得到电池的开路电压；
步骤S530，根据电池的等效电路，由工作电流计算得到电池芯101的工作电压；
步骤S540，根据电池荷电状态得到电池的温度系数；
步骤S550，根据产热模型，由工作电流、工作电压、电池的开路电压、温度系数和外部环境温度计算得到电池的产热量。
对于步骤S510，电池荷电状态为电化学储能过程中储能介质中实际存在的电荷数占额定储能容量对应的储能介质中含有的电荷数的百分率。电池的电池荷电状态可以根据工作电流做积分计算得到。
对于步骤S520，电池循环充放电过程中的电池荷电状态与开路电压的关系曲线可以对电池进行测量得到，根据该关系曲线可以由电池荷电状态得到电池的开路电压Uocv。
参照图7，图7是电池的等效电路的电路图。电池的等效电路包括电池的欧姆内阻、表示电化学极化过程的第一RC并联电路、表示浓差极化过程的第二RC并联电路和电压值为开路电压的电源，电源、欧姆内阻、第一RC并联电路和第二RC并联电路串联。具体地，欧姆内阻为R0，第一RC并联电路包括并联的电阻R1和电容C1，第二RC并联电路包括并联的电阻R2和电容C2。
参照图8，图8是电池在充放电过程中的混合脉冲的波形图。
对于步骤S530，根据电池的等效电路，由工作电流计算得到工作电压的推算过程如下：
根据基尔霍夫电流电压定律可以计算第一RC并联电路两端的电压U1和第二RC并联电路两端的电压U2。
根据Uw＝Uocv-U0-U1-U2，
和
可以得到
和
对后两个式子进行拉普拉斯变换可以得到
和
其中，Uw表示工作电压，Uocv表示开路电压，R0表示欧姆内阻，R1表示电化学极化内阻，R2表示浓差极化内阻，Iw表示工作电流，U0表示R0端电压，U1表示R1端电压，U2表示R2端电压，U1(0)表示第一RC并联电路两端的初始电压，U2(0)表示第二RC并联电路两端的初始电压，τ1表示电化学极化时间常数，τ2表示电化学极化时间常数。
根据混合脉冲图，DE阶段处于脉冲测试搁置阶段，等效电路没有电流输入，即处于零电流输入状态。此时Iw＝0，可以得到
利用matlab中cftool工具包拟合有
进而有U1(0)＝b1，U2(0)＝b2，
其中b0、b1、b2、λ1和λ2均为曲线拟合得到的常数。
根据混合脉冲图，BC阶段为零状态响应阶段，等效电路中U1(0)和U2(0)均为0。此时有
和
利用matlab中cftool工具包拟合有
进而可以推导得到
和
根据τ＝RC进而得到等效电路中R1和R2的具体数值。其中a0、a1和a2均为曲线拟合得到的常数。
根据混合脉冲图，由CD段电压变化，根据
可以求得欧姆内阻R0。其中UC为混合脉冲图中C点的电压值，UD为混合脉冲图中D点的电压值。
将R0、R1、R2、C1和C2的具体数值带入电池的等效电路中，以工作电流Iw作为输入，可以得到工作电压Uw的值。
对于步骤S540，电池的温度系数
随电池荷电状态变化，可以由电位法或量热法测量得到。
对于步骤S550，根据产热模型，由工作电流、工作电压、电池的开路电压、温度系数和外部环境温度，由Berrnad产热公式计算得到电池的产热量。具体地，产热量表示为：
T为电池开始放电起始温度，几乎与外部环境温度一致，外部环境温度可以由放置在外部环境中的温度传感器测量得到。
参照图6，对于步骤S600，根据保温层102存储的能量、电池的产热量和第二温度信息，控制温控装置的工作状态，包括：
步骤S610，根据电池的产热量和第二温度信息，得到电池的预测温度；
步骤S620，根据电池的预测温度，计算第一潜热量，第一潜热量为使电池芯101保持在正常工作温度，保温层102向电池芯101所提供的最小潜热量；
步骤S630，当保温层102存储的能量小于第一潜热量，则开启温控装置。
对于步骤S610，根据能量守恒定律有
进而得到电池的预测温度Tp；式中，Ta为第二温度信息，Cth为电池热容，R为热传导热阻，
表示电池温度与时间变化的关系。
对于步骤S620，当电池的预测温度处于正常工作温度的范围内，则第一潜热量为0。当电池的预测温度不处于正常工作温度的范围内，在正常工作温度取一标准温度值Tst，根据预测温度与标准温度值之差，计算第一潜热量，第一潜热量Q1可以表示为Q1＝|Tp-Tst|Cp，其中CD为保温层102的热容。即保温层102向电池芯101所提供该第一潜热量数值的潜热量，能使电池芯101的温度达到标准温度值，以保持在正常工作温度。一般地，电池的正常工作温度范围为25℃至50℃，则标准温度值可以取30℃。
对于步骤S630，当保温层102存储的能量小于第一潜热量，即保温层102存储的能量无法满足电池为保持在正常工作温度对能量的需求，则开启温控装置。当保温层102存储的能量大于第一潜热量，即保温层102存储的能量能满足电池为保持在正常工作温度对能量的需求，则保持温控装置处于关闭状态，这有利于节约能量。
进一步，温控装置包括液冷回路管道，部分液冷回路管道经过保温层102，液冷回路管道流通有换热媒介；在开启温控装置的步骤之后，还包括：
根据保温层102存储的能量与第一潜热量之差，得到经过保温层102的换热媒介量。换热媒介量可以表示为
其中为Q2为保温层102存储的能量，Cl为换热媒介的热容。
进一步，温控装置包括用于对换热媒介进行加热的加热器22；在开启温控装置的步骤之后，还包括：
当第二温度信息低于预设的温度阈值，则开启加热器22。
例如，温度阈值根据历史经验设置，温度阈值可以是5℃，当然在其他实施例中，温度阈值也可以取其他数值，如10℃。
在低温环境下，通过加热器22加热换热媒介，经液冷回路对保温层102加热，进而反向将热量输送至电池芯101，使电池芯101处于正常工作温度范围内，提高电池寿命。
即温控装置的工作状态包括开关状态、开启加热器22的加热状态和关闭加热器22的降温状态。
通过该电池和应用该温控方法，能根据基于电池荷电状态的产热模型准确地预测电池芯101的预测温度，并判断保温层102存储的能量是否能满足电池芯101保持正常工作温度的需求，据此来控制温控装置的工作状态，进而准确有效地控制电池芯101的温度值，使电池芯101的温度值保持在正常工作范围，保证了电池的正常工作，延长了电池的工作寿命。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池的温控方法，其特征在于，所述电池包括电池芯和保温层，所述保温层在所述电池芯的外侧，所述保温层内设置有至少部分温控装置；所述温控方法包括：
获取所述电池芯的电信号信息；
获取所述保温层的第一温度信息；
获取所述电池芯的第二温度信息；
根据所述第一温度信息得到所述保温层存储的能量；
将所述电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到所述电池的产热量；
根据所述保温层存储的能量、所述电池的产热量和所述第二温度信息，控制所述温控装置的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种电池的温控方法，其特征在于，所述电信号信息包括工作电流；所述将所述电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到所述电池的产热量，包括：
对所述工作电流做积分计算，得到所述电池的电池荷电状态；
根据电池循环充放电过程中的电池荷电状态与开路电压的关系曲线，由所述电池荷电状态得到所述电池的开路电压；
根据所述电池的等效电路，由所述工作电流计算得到所述电池芯的工作电压；
根据所述电池荷电状态得到所述电池的温度系数；
根据所述产热模型，由所述工作电流、所述工作电压、所述电池的开路电压、所述温度系数和外部环境温度计算得到所述电池的产热量。
3.根据权利要求2所述的一种电池的温控方法，其特征在于，所述电池的等效电路包括所述电池的欧姆内阻、表示电化学极化过程的第一RC并联电路、表示浓差极化过程的第二RC并联电路和电压值为所述开路电压的电源，所述电源、所述欧姆内阻、所述第一RC并联电路和所述第二RC并联电路串联。
4.根据权利要求1所述的一种电池的温控方法，其特征在于，所述根据所述保温层存储的能量、所述电池的产热量和所述第二温度信息，控制所述温控装置的工作状态，包括：
根据所述电池的产热量和所述第二温度信息，得到所述电池的预测温度；
根据所述电池的预测温度，计算第一潜热量，所述第一潜热量为使所述电池芯保持在正常工作温度，所述保温层向所述电池芯所提供的最小潜热量；
当所述保温层存储的能量小于所述第一潜热量，则开启所述温控装置。
5.根据权利要求4所述的一种电池的温控方法，其特征在于，所述温控装置包括液冷回路管道，部分所述液冷回路管道经过所述保温层，所述液冷回路管道流通有换热媒介；在所述开启所述温控装置的步骤之后，还包括：
根据所述保温层存储的能量与所述第一潜热量之差，得到经过所述保温层的换热媒介量。
6.根据权利要求5所述的一种电池的温控方法，其特征在于，所述温控装置包括用于对所述换热媒介进行加热的加热器；在所述开启所述温控装置的步骤之后，还包括：
当所述第二温度信息低于预设的温度阈值，则开启所述加热器。
7.一种电池，其特征在于，包括：
电池芯；
保温层，所述保温层在所述电池芯的外侧，所述保温层内设置有至少部分温控装置；
电信号采集装置，所述电信号采集装置与所述电池芯连接，所述电信号采集装置用于采集所述电池芯的电信号信息；
第一温度采集装置，所述第一温度采集装置与所述保温层连接，所述第一温度采集装置用于采集所述保温层的温度信息；
第二温度采集装置，所述第二温度采集装置与所述电池芯连接，所述第二温度采集装置用于采集所述电池芯的温度信息；
控制器，所述第一温度采集装置、所述第二温度采集装置、所述电信号采集装置和所述温控装置均与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述第一温度信息得到所述保温层存储的能量，还用于将所述电信号信息输入至基于电池荷电状态的产热模型中，得到所述电池的产热量，还用于根据所述保温层存储的能量、所述电池的产热量和所述第二温度信息，控制所述温控装置的工作状态。
8.根据权利要求7所述的一种电池，其特征在于，所述电池芯有多个，所述保温层有多个；多个所述电池芯并排设置，所述电池芯的两侧均设置有所述保温层。
9.根据权利要求7所述的一种电池，其特征在于，所述温控装置包括液冷回路管道和水泵，所述水泵与所述液冷回路管道连通，所述水泵与所述控制器连接；所述液冷回路管道内流通有换热媒介。
10.根据权利要求9所述的一种电池，其特征在于，所述温控装置设有用于对所述换热媒介加热的加热器，所述加热器位于所述液冷回路管道内，所述加热器与所述控制器连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111639326.5A CN114361656B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种电池及其温控方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111639326.5A CN114361656B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种电池及其温控方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114361656A true CN114361656A (zh) | 2022-04-15 |
| CN114361656B CN114361656B (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=81104303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111639326.5A Active CN114361656B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种电池及其温控方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114361656B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023201789A1 (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | 广东工业大学 | 一种电池热管理方法和装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100104935A1 (en) * | 2008-10-28 | 2010-04-29 | Weston Arthur Hermann | Heat dissipation for large battery packs |
| CN108172938A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-15 | 华南理工大学广州学院 | 一种动力电池热量管理系统 |
| CN112531233A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-19 | 福州市长乐区古槐星际商务咨询服务部 | 电动车的电池保温方法 |
| CN113189489A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-07-30 | 东风汽车集团股份有限公司 | 基于电热耦合电池模型的sop预测系统及其预测方法、存储介质 |
| CN113224412A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-06 | 联合汽车电子有限公司 | 动力电池的控温方法、ampc控制器、热管理系统及介质 |
| CN113314783A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 中国地质大学（北京） | 一种基于复合相变材料与液冷混合的电动汽车电池温度管理系统 |
| CN113764808A (zh) * | 2020-06-02 | 2021-12-07 | 广州汽车集团股份有限公司 | 电池热管理装置以及汽车 |
| CN216773357U (zh) * | 2021-12-29 | 2022-06-17 | 广东工业大学 | 一种电池 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111639326.5A patent/CN114361656B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100104935A1 (en) * | 2008-10-28 | 2010-04-29 | Weston Arthur Hermann | Heat dissipation for large battery packs |
| CN108172938A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-15 | 华南理工大学广州学院 | 一种动力电池热量管理系统 |
| CN113764808A (zh) * | 2020-06-02 | 2021-12-07 | 广州汽车集团股份有限公司 | 电池热管理装置以及汽车 |
| CN112531233A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-19 | 福州市长乐区古槐星际商务咨询服务部 | 电动车的电池保温方法 |
| CN113224412A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-06 | 联合汽车电子有限公司 | 动力电池的控温方法、ampc控制器、热管理系统及介质 |
| CN113189489A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-07-30 | 东风汽车集团股份有限公司 | 基于电热耦合电池模型的sop预测系统及其预测方法、存储介质 |
| CN113314783A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 中国地质大学（北京） | 一种基于复合相变材料与液冷混合的电动汽车电池温度管理系统 |
| CN216773357U (zh) * | 2021-12-29 | 2022-06-17 | 广东工业大学 | 一种电池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023201789A1 (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | 广东工业大学 | 一种电池热管理方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114361656B (zh) | 2024-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ye et al. | Performance assessment and optimization of a heat pipe thermal management system for fast charging lithium ion battery packs | |
| Jaguemont et al. | Thermal management of a hybrid electric vehicle in cold weather | |
| Gu et al. | Thermal‐electrochemical modeling of battery systems | |
| Fang et al. | Electrochemical–thermal modeling of automotive Li‐ion batteries and experimental validation using a three‐electrode cell | |
| Osmani et al. | Recent progress in the thermal management of lithium-ion batteries | |
| CN111244568B (zh) | 电动汽车动力电池液冷系统实时制冷量计算方法及其控制 | |
| CN114256535B (zh) | 基于相变材料和互嵌式肋片的锂离子电池热管理系统及方法 | |
| CN112151914B (zh) | 动力电池交流加热方法、装置和电动交通工具 | |
| CN109301399B (zh) | 一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统 | |
| CN110299580A (zh) | 一种电池自加热保温装置 | |
| Wu et al. | Experimental study on aerogel passive thermal control method for cylindrical lithium-ion batteries at low temperature | |
| CN112092676A (zh) | 一种利用虚拟温度传感器对电池包温度场的估算修正方法 | |
| CN110176654A (zh) | 一种具有加热结构的锂离子电池 | |
| CN109888332A (zh) | 一种燃料电池热管理系统及热管理方法 | |
| CN114361656B (zh) | 一种电池及其温控方法 | |
| Lee et al. | Three‐dimensional thermal modeling of electric vehicle batteries | |
| CN110416640A (zh) | 组合动力电池充放电控制方法、系统及汽车 | |
| CN109378536A (zh) | 一种全工况电池热管理系统及热管理控制方法 | |
| CN111063949B (zh) | 一种锂离子电池长寿命充电方法 | |
| CN102082314A (zh) | 一种蓄电池温度控制装置及系统 | |
| CN106532182A (zh) | 电动汽车电池pack智能恒温系统及其恒温方法 | |
| CN112072217A (zh) | 一种基于相变材料与电加热装置的锂电池低温保护系统及控制方法 | |
| CN115020874A (zh) | 一种动力电池热管理控制方法 | |
| CN205583100U (zh) | 一种适应于高寒地区模块式电池组 | |
| CN216773357U (zh) | 一种电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |