CN115621625A - 一种电池的温度控制方法、控制装置及电池组件 - Google Patents

一种电池的温度控制方法、控制装置及电池组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电池的温度控制方法、控制装置及电池组件，所述电池的温度控制方法适应于具有液冷系统的电池组件，所述液冷系统具有与电池间隙换热的液冷组件，所述电池的温度控制方法包括以下步骤：在电池充放电过程中，获取液冷组件的进口温度和出口温度；根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内。本发明旨在解决液冷机组的供水温度与电芯的控制温度相差较大，使得冷冲击对电芯影响很大，导致局部温升及温差加大，影响电芯的寿命的问题。

Description

一种电池的温度控制方法、控制装置及电池组件
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池的温度控制方法、控制装置及电池组件。
背景技术
温度因素是影响电池性能和寿命的重要因素。电池模组在充放电的过程中，不可避免地会产生热量，因而在电池领域，通常在电池模组内设置液冷板以提高电池的散热效率，电池模组内通常设置多个电芯组，每个电芯组由多个电芯组成。现有技术主要通过液冷机组对电芯组进行降温温度控制，液冷机组的普遍的供水温度在15120℃，入口温度低，电芯在运行过程中一般设定在30℃进行智能控制降温，存在的问题是：液冷机组的供水温度与电芯的控制温度相差较大，这使得冷冲击对热源(电芯)影响很大；导致局部温升及温差加大，影响电芯的寿命。
在液冷模组运行过程中，冷却液的进口温度过低，在运行过程中处出现温差波峰，导致液冷模组的温差急剧拉大，影响电芯的一致性。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电池的温度控制方法、控制装置及电池组件，旨在解决液冷机组的供水温度与电芯的控制温度相差较大，使得冷冲击对电芯影响很大，导致局部温升及温差加大，影响电芯的寿命的问题。
鉴于此，本发明提出一种电池的温度控制方法，适应于具有液冷系统的电池组件，所述液冷系统具有与电池间隙换热的液冷组件，其特征在于，所述电池的温度控制方法包括以下步骤：
在电池充放电过程中，获取液冷组件的进口温度和出口温度；
根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内。
可选地，根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内的步骤包括：
判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
若是，则所述液冷组件维持当前的工作参数运行；
若否，则所述液冷组件通过改变当前的工作参数，以调节进口温度。
可选地，若是，则所述液冷组件维持当前的工作参数运行的步骤之后，还包括：
判定所述温度差值与设定的范围的最大阈值之间的差值是否小于等于预设值；
若是，则降低所述电池的功率进行充放电；
若否，则维持所述电池以当前功率进行充放电。
可选地，所述预设值为2℃。
可选地，根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内的步骤包括：
判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
若是，则维持所述电池以当前功率进行充放电；
若否，则降低所述电池的功率进行充放电。
可选地，所述设定的范围在1℃至5℃之间。
本发明还提出一种控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储其上并可在所述处理器上运行的电池温度控制程序，所述电池温度控制程序配置为实现如上文所述的电池的温度控制方法的步骤。
本发明还提出一种电池组件，所述电池组件包括电池、液冷系统、温度检测装置以及控制装置，所述液冷系统包括液冷组件，所述液冷组件与所述电池对应设置，以与所述电池能够进行热交换；所述温度检测装置用以检测所述液冷组件的进口温度和出口温度；所述控制装置与所述温度检测装置电连接，所述控制装置包括如上文所述的控制装置。
可选地，所述液冷组件包括液冷板，所述液冷板安装在所述电池的底部。
可选地，所述温度检测装置包括两个温度传感器，两个所述温度传感器分设于所述液冷组件的进口位置和出口位置。
本发明的技术方案中，在电池充放电过程中，对所述液冷组件的进口温度和出口温度进行实时检测，通过控制装置获取到进口温度和出口温度，并计算出进口温度和出口温度之间的温度差值，若温度差值维持在设定的范围内，则电池的温差控制在合适范围，可确保在液冷组件在整个工作过程中电池各处温差拨动的一致性、以提高电池的使用寿命；若温度差值未处于设定的范围内，可通过调节电池的充放电功率、调节液冷组件的进口温度、或是同时调节电池的充放电功率和调节液冷组件的进口温度来使温度差值维持在设定的范围内，以确保电池各处温差拨动一致。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的电池的温度控制方法的一实施例的流程示意图；
图2为图1中实施例方案涉及的硬件运行环境的控制装置的结构示意图；
图3为本发明提供的电池组件的结构示意图；
图4为本发明提供的电池组件的另一视角的结构示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0003880066710000031
Figure BDA0003880066710000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
温度因素是影响电池性能和寿命的重要因素。电池模组在充放电的过程中，不可避免地会产生热量，因而在电池领域，通常在电池模组内设置液冷板以提高电池的散热效率，电池模组内通常设置多个电芯组，每个电芯组由多个电芯组成。现有技术主要通过液冷机组对电芯组进行降温温度控制，液冷机组的普遍的供水温度在15120℃，入口温度低，电芯在运行过程中一般设定在30℃进行智能控制降温，存在的问题是：液冷机组的供水温度与电芯的控制温度相差较大，这使得冷冲击对热源(电芯)影响很大；导致局部温升及温差加大，影响电芯的寿命。
在液冷模组运行过程中，冷却液的进口温度过低，在运行过程中处出现温差波峰，导致液冷模组的温差急剧拉大，影响电芯的一致性。
鉴于此，本发明提出一种电池的温度控制方法，图1至图4为本发明的一实施例。
请参阅图1，所述电池1的温度控制方法适应于具有液冷系统2的电池组件100，所述液冷系统2具有与所述电池1间隙换热的液冷组件21，其特征在于，所述电池1的温度控制方法包括以下步骤：
S1:在电池1充放电过程中，获取液冷组件21的进口温度和出口温度；
S2:根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池1和/或液冷系统2工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内。
本发明的技术方案中，在电池1充放电过程中，对所述液冷组件21的进口温度和出口温度进行实时检测，通过控制装置1000获取到进口温度和出口温度，并计算出进口温度和出口温度之间的温度差值，若温度差值维持在设定的范围内，则电池1的温差控制在合适范围，可确保在液冷组件21在整个工作过程中电池1各处温差拨动的一致性、以提高电池1的使用寿命；若温度差值未处于设定的范围内，可通过调节电池1的充放电功率、调节液冷组件21的进口温度、或是同时调节电池1的充放电功率和调节液冷组件21的进口温度来使温度差值维持在设定的范围内，以确保电池1各处温差拨动一致。
需要说明的是，为使电池1各处的温差拨动趋于一致，在本发明的一实施例中，设定的范围在1℃至5℃之间，优选的，可通过控制装置1000维持所述温度差值处于2℃至3℃之间。
其中，在上文调节电池1的冲放电功率的技术方案中，步骤S2:根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池1和/或液冷系统2工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内的步骤包括：
S11:判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
S12:若是，则维持所述电池1以当前功率进行充放电；
S13:若否，则降低所述电池1的功率进行充放电。
通过检测温度差值是否位于设定的范围，若温度差值位于设定的范围内，则所述电池1维持当前的功率进行充放电，若所述温度差值不位于设定的范围内，则所述电池1降低当前的功率进行充放电，以使所述温度差值位于设定的范围内。
可以理解的是，通过所述电池1降低当前的功率进行充放电，其实质为减少电池1本身在工作时散发的热量，而所述电池1的热量降低后，则冷媒至所述液冷组件21的进口位置流至出口位置时，其在出口位置的温度降低，即通过降低液冷组件21的出口温度以使所述温度差值位于设定的范围内。
而在上文所述的调节液冷组件21的进口温度的技术方案中，步骤S2:根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池1和/或液冷系统2工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内的步骤包括：
S14:判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
S15:若是，则所述液冷组件21维持当前的工作参数运行；
S16:若否，则所述液冷组件21通过改变当前的工作参数，以调节进口温度。
通过检测温度差值是否位于设定的范围，若温度差值位于设定的范围，则所述液冷组件21维持当前的工作参数运行，若所述温度差值不位于设定的范围内，则所述液冷组件21通过改变当前的工作参数，以调节进口温度，使进口温度更贴近电池1温度。
其中，调节进口温度的形式不做限制，可以是通过设有一加热设备对经所述液冷组件21的进口的冷媒进行加热、也可是所述液冷组件21自身具备加热功能。
可以理解的是，通过调节所述液冷组件21的进口温度即可维持温度差值位于设定的范围内，相较于上文所述调节电池1冲放电功率的方案，其在使电池1各处温差拨动保持一致的同时，还不会影响电池1的工作效率。
进一步地，步骤S15:若是，则所述液冷组件21维持当前的工作参数运行的步骤之后，还包括：
S151：判定所述温度差值与设定的范围的最大阈值之间的差值是否小于等于预设值；
S152:若是，则降低所述电池1的功率进行充放电；
S153:若否，则维持所述电池1以当前功率进行充放电。
则所述温度差值位于设定的范围内时，其与设定范围的最大阈值的差值小于等于预设值时，可降低所述电池1的功率进行冲放电，从而使所述温度差值维持在上文所述优选温度范围内，而所述温度差值与设定范围的最大阈值的差值大于预设值时，则维持所述电池1以当前功率进行充放电。
其中，在本发明的一实施例中，所述预设值为2℃。
请参阅图2，本发明还提出一种控制装置1000，所述控制装置1000可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户结构1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户结构1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户结构1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器1005，也可以是稳定的存储器1005(non-volatile memory)，例如磁盘存储器1005。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图2中示出的控制装置1000的结构并不构成对所述控制装置1000的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
在图2所述的控制装置1000中，通过所述处理器1001可以调用存储器1005中存储的电池1温度控制程序，并执行以下操作：
S1:在电池1充放电过程中，获取液冷组件21的进口温度和出口温度；
S2:根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池1和/或液冷系统2工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内
进一步地，所述处理器1001可以调用存储器1005中存储的电池1温度控制程序，还执行以下操作：
S11:判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
S12:若是，则维持所述电池1以当前功率进行充放电；
S13:若否，则降低所述电池1的功率进行充放电。
进一步地，所述处理器1001可以调用存储器1005中存储的电池1温度控制程序，还执行以下操作：
S14:判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
S15:若是，则所述液冷组件21维持当前的工作参数运行；
S16:若否，则所述液冷组件21通过改变当前的工作参数，以调节进口温度。
进一步地，所述处理器1001可以调用存储器1005中存储的电池1温度控制程序，还执行以下操作：
S151：判定所述温度差值与设定的范围的最大阈值之间的差值是否小于等于预设值；
S152:若是，则降低所述电池1的功率进行充放电；
S153:若否，则维持所述电池1以当前功率进行充放电。
请参阅图3至图4，本发明还提出一种电池组件100，所述电池组件100包括电池1、液冷系统2、温度检测装置3以及控制装置1000，所述液冷系统2包括液冷组件21，所述液冷组件21与所述电池1对应设置，以与所述电池1能够进行热交换；所述温度检测装置3用以检测所述液冷组件21的进口温度和出口温度；所述控制装置1000与所述温度检测装置3电连接，所述控制装置1000包括存储器1005、处理器1001及存储在所述存储其上并可在所述处理器1001上运行的电池1温度控制程序，所述电池1温度控制程序配置为实现如上述所述的电池1的温度控制方法的步骤，由于本电池组件100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有的有益效果，在此不再一一赘述。
其中，在电池1充放电过程中，所述温度检测装置3对所述液冷组件21的进口温度和出口温度进行实时检测，通过所述控制装置1000获取到进口温度和出口温度，并计算出进口温度和出口温度之间的温度差值，若温度差值维持在设定的范围内，则电池1的温差控制在合适范围，可确保在液冷组件21在整个工作过程中电池1各处温差拨动的一致性、以提高电池1的使用寿命；若温度差值未处于设定的范围内，可通过调节电池1的充放电功率、调节液冷组件21的进口温度、或是同时调节电池1的充放电功率和调节液冷组件21的进口温度来使温度差值维持在设定的范围内，以确保电池1各处温差拨动一致。
进一步地，所述液冷组件21包括液冷板211，所述液冷板211安装在所述电池1的底部。通过在所述液冷板211贴合所述电池1的底部设置，所述液冷板211内流通有冷媒以对所述电池1进行换热。
再进一步地，所述温度检测装置3包括两个温度传感器31，两个所述温度传感器31分设于所述液冷组件21的进口位置和出口位置。即在本发明的一实施例中，通过设置有两个所述温度传感器31对所述液冷组件21的进口位置和出口位置的温度进行检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池的温度控制方法，适应于具有液冷系统的电池组件，所述液冷系统具有与电池间隙换热的液冷组件，其特征在于，所述电池的温度控制方法包括以下步骤：
在电池充放电过程中，获取液冷组件的进口温度和出口温度；
根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内。
2.如权利要求1所述的电池的温度控制方法，其特征在于，根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内的步骤包括：
判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
若是，则所述液冷组件维持当前的工作参数运行；
若否，则所述液冷组件通过改变当前的工作参数，以调节进口温度。
3.如权利要求2所述的电池的温度控制方法，其特征在于，若是，则所述液冷组件维持当前的工作参数运行的步骤之后，还包括：
判定所述温度差值与设定的范围的最大阈值之间的差值是否小于等于预设值；
若是，则降低所述电池的功率进行充放电；
若否，则维持所述电池以当前功率进行充放电。
4.如权利要求3所述的电池的温度控制方法，其特征在于，所述预设值为2℃。
5.如权利要求1所述的电池的温度控制方法，其特征在于，根据所述进口温度和所述出口温度之间的温度差值，控制电池和/或液冷系统工作，以使得所述温度差值维持在设定的范围内的步骤包括：
判定所述温度差值是否位于设定的范围内；
若是，则维持所述电池以当前功率进行充放电；
若否，则降低所述电池的功率进行充放电。
6.如权利要求1所述的电池的温度控制方法，其特征在于，所述设定的范围在1℃至5℃之间。
7.一种控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储其上并可在所述处理器上运行的电池温度控制程序，所述电池温度控制程序配置为实现如权利要求1至6任意一项所述的电池的温度控制方法的步骤。
8.一种电池组件，其特征在于，包括：
电池；
液冷系统，所述液冷系统包括液冷组件，所述液冷组件与所述电池对应设置，以与所述电池能够进行热交换；
温度检测装置，所述温度检测装置用以检测所述液冷组件的进口温度和出口温度；以及，
控制装置，与所述温度检测装置电连接，包括如权利要求7所述的控制装置。
9.如权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述液冷组件包括液冷板，所述液冷板安装在所述电池的底部。
10.如权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述温度检测装置包括两个温度传感器，两个所述温度传感器分设于所述液冷组件的进口位置和出口位置。
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