CN211376882U - 一种基于化成分容系统的温控系统 - Google Patents

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邱立国
张文科
蔡琳
胡全友
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Abstract

本实用新型涉及一种基于化成分容系统的温控系统，包括用于启动系统的启动模块(1)，用于采集温度数据的采集模块(2)，用于分析并获取温差数据的分析模块(3)以及用于温度控制的温控模块(4)；所述采集模块(2)与所述启动模块(1)连接，所述分析模块(3)与所述采集模块(2)连接，所述温控模块(4)分别与所述启动模块(1)、所述分析模块(3)连接。本实用新型可以精准调控设备可提供的散热功效，满足电池生产环境的散热需求，同时减少了能源的消耗。

Description

一种基于化成分容系统的温控系统
技术领域
本实用新型涉及化成分容控制领域，特别涉及一种基于化成分容系统的温控系统。
背景技术
一般在电池生产阶段的后期需要对电池进行化成分容，这一步骤则需要保证电池库位的温升和电池的均温，进而保证同批次电池性能的一致性；然后实际生产过程中同一生产设备往往同时应对不同类型的电池，又因为常规电池柜的散热能力不可调，所以不同类型电池无法同时处在最佳温度中进行生产。
除此之外，电池在化成分容过程中的工序较多，每步工序中的发热量不同，进而电池柜在每步工序所需要的散热能力也不相同；生产环境需要的散热能力与设备可提供的散热能力不匹配产生矛盾，同时也造成了能源的浪费，增加了运营成本。
实用新型内容
为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本实用新型的目的在于提供一种基于化成分容系统的温控系统，通过收集的原始温度数据和对其进一步的分析数据作为空调和风机的温度控制依据，实现了对库位内电池的精准控温。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案第一方面是一种基于化成分容系统的温控系统，包括用于启动系统的启动模块(1)，用于采集温度数据的采集模块(2)，用于分析并获取温差数据的分析模块(3)以及用于温度控制的温控模块(4)；所述采集模块(2)与所述启动模块(1)连接，所述分析模块(3)与所述采集模块(2) 连接，所述温控模块(4)分别与所述启动模块(1)、所述分析模块(3)连接。
有益效果：精准调控设备可提供的散热功效，满足电池生产环境的散热需求，同时减少了能源的消耗。
根据本实用新型第一方面所述的，所述启动模块(1)由用于导入初始信息的数据导入单元(11)，用于设置风机启停模式的风机设置单元(12)，用于生成执行数据的执行单元(13)以及用于启动系统的启动单元(14)组成；所述风机设置单元(12) 与所述数据导入单元(11)连接，所述执行单元(13)与所述数据导入单元(11)连接，所述启动单元(14)分别与所述风机设置单元(12)、所述执行单元(13)连接。
根据本实用新型第一方面所述的，所述采集模块(2)由用于采集库位内不同区域温度的库位温度采集单元(21)以及用于采集库位内各个电池温度的电池温度采集单元(22)组成；所述库位温度采集单元(21)与所述启动模块(1)连接，所述电池温度采集单元(22)与所述启动模块(1)连接。
根据本实用新型第一方面所述的，所述库位温度采集单元(21)由温度传感器构成，所述库位温度采集单元(21)至少存在1个，每个所述库位温度采集单元(21) 中的所述温度传感器至少存在1个。
根据本实用新型第一方面所述的，所述电池温度采集单元(22)由温度传感器构成，所述电池温度采集单元(22)至少存在1个，每个所述电池温度采集单元(22) 中的所述温度传感器至少存在1个。
根据本实用新型第一方面所述的，所述分析模块(3)由用于分析获取库位均温值的库位均温分析单元(31)，用于分析获取电池均温值的电池均温分析单元(32)，用于分析获取各电池与电池均温值间电池温差数据的电池温差分析单元(33)以及用于分析获取环境温差数据的环境温差分析单元(34)组成；所述库位均温分析单元(31) 与所述采集模块(2)连接，所述电池均温分析单元(32)与所述采集模块(2)连接，所述电池温差分析单元(33)分别与所述采集模块(2)、所述电池均温分析单元(32) 连接，所述环境温差分析单元(34)分别与库位均温分析单元(31)、电池均温分析单元(32)连接。
根据本实用新型第一方面所述的，所述温控模块(4)由用于控制库位内环境温度的空调温控单元(41)以及用于控制库位内电池温度的风机温控单元(42)组成；所述空调温控单元(41)与所述分析模块(3)中的环境温差分析单元(34)连接，所述风机温控单元(42)分别与所述空调温控单元(41)、所述分析模块(3)中的电池温差分析单元(33)连接。
根据本实用新型第一方面所述的，所述空调温控单元(41)由安装于库位内的空调构成，所述空调温控单元(41)至少存在1个，每个所述空调温控单元(41)控制的所述空调至少存在1个。
根据本实用新型第一方面所述的，所述风机温控单元(42)由安装于库位内电池上的风机构成，所述风机温控单元(42)至少存在1个，每个所述风机温控单元(42) 控制的所述风机至少存在1个。
附图说明
图1是根据本实用新型优选实施例的整体架构示意图；
图2是根据本实用新型优选实施例的单元架构示意图；
图3是根据本实用新型具体实施例A的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开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它含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本实用新型的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本实用新型的范围施加限制。
接下来结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步说明：
参照图1所示为根据本实用新型优选实施例的模块连接示意图，包括用于启动系统的启动模块(1)，用于采集温度数据的采集模块(2)，用于分析并获取温差数据的分析模块(3)以及用于温度控制的温控模块(4)；采集模块(2)与启动模块(1) 连接，分析模块(3)与采集模块(2)连接，温控模块(4)分别与启动模块(1)、分析模块(3)连接。
参照图2所示为根据本实用新型优选实施例的单元架构示意图，包括：
启动模块(1)由用于导入初始信息的数据导入单元(11)，用于设置风机启停模式的风机设置单元(12)，用于生成执行数据的执行单元(13)以及用于启动系统的启动单元(14)组成；风机设置单元(12)与数据导入单元(11)连接，执行单元(13) 与数据导入单元(11)连接，启动单元(14)分别与风机设置单元(12)、执行单元 (13)连接。
采集模块(2)由用于采集库位内不同区域温度的库位温度采集单元(21)以及用于采集库位内各个电池温度的电池温度采集单元(22)组成；库位温度采集单元(21) 与启动模块(1)中的启动单元(14)连接，电池温度采集单元(22)与启动模块(1) 中的启动单元(14)连接；库位温度采集单元(21)由温度传感器构成，库位温度采集单元(21)至少存在1个，每个库位温度采集单元(21)中的温度传感器至少存在 1个，库位温度采集单元(21)及相应温度传感器的布置数量及位置视实际应用场景而定；电池温度采集单元(22)由温度传感器构成，电池温度采集单元(22)至少存在1个，每个电池温度采集单元(22)中的温度传感器至少存在1个，电池温度采集单元(22)及相应温度传感器的布置数量及位置视实际应用场景而定。
分析模块(3)由用于分析获取库位均温值的库位均温分析单元(31)，用于分析获取电池均温值的电池均温分析单元(32)，用于分析获取各电池与电池均温值间电池温差数据的电池温差分析单元(33)以及用于分析获取环境温差数据的环境温差分析单元(34)组成；库位均温分析单元(31)与采集模块(2)中的库位温度采集单元(21)连接，电池均温分析单元(32)与采集模块(2)中的电池温度采集单元(22) 连接，电池温差分析单元(33)分别与采集模块(2)中的电池温度采集单元(22)、电池均温分析单元(32)连接，环境温差分析单元(34)分别与库位均温分析单元(31)、电池均温分析单元(32)连接。
温控模块(4)由用于控制库位内环境温度的空调温控单元(41)以及用于控制库位内电池温度的风机温控单元(42)组成；空调温控单元(41)与分析模块(3) 中的环境温差分析单元(34)连接，风机温控单元(42)分别与空调温控单元(41)、分析模块(3)中的电池温差分析单元(33)连接；空调温控单元(41)由安装于库位内的空调构成，空调温控单元(41)至少存在1个，每个空调温控单元(41)控制的空调至少存在1个，空调温控单元(41)数量及相应控制空调数量视实际情况而定；风机温控单元(42)由安装于库位内电池上的风机构成，风机温控单元(42)至少存在1个，每个风机温控单元(42)控制的风机至少存在1个，风机温控单元(42)数量及相应控制风机数量视实际情况而定。
参照图3所示为根据本实用新型具体实施例A的示意图，其展示的是一个2×8 的库位内的布置场景俯视图，以图片方向释义为主进行表述如下：4个角落分别布置了4个空调，用于调节库位温度；上下左右分别布置了4个温度传感器用于检测库位内的环境温度；每个电池旁都布置了1个温度传感器用于检测电池温度，每2个电池对应1个风机，用于控制电池温度。
实际生产过程中，电池分容的环境温度一般为25℃，假设每个电池容量为220Ah，电池的分容工序为：搁置1min；60A恒流放电至电压截止至2.5V；搁置1min；120A 恒流充电80min；搁置1min；22A恒流充电40min；搁置1min；11A恒流充电20min；搁置1min；120A恒流放电90min……
由于以上工序是首先依据电池发热量与充放电曲线的函数关系、风机转速与风量的函数关系，反馈到风机温控单元(42)，即风机处，进行风机转速的初步调节，此时所有风机转速相同；在实际柜体中由于气缸、线槽、探针组件、温度采集组件等的阻碍作用，无法使每个电池的实际冷却风量一致，例如在120A恒流放电这一工序中，首先依据各电池的温度得到，托盘内电池的平均温度为32℃，将库位均温值和电池均温值差值计算，得到环境温差数据，即温升数据；若电池处于电池生产厂商允许的温升范围内，则进行以下操作，每个电池的电池温差数据绝对值处于电池生产厂商允许的范围内，则不进行风机调节，若不符合，则进行风机调节。
假如位于进风口的电池温度在29℃附近，而位于排风口处电池的温度在35℃，此时利用控制算法进行风机转速的微调，使不同电池的温度靠近电池均温值，每个电池的电池温差数据的绝对值处于电池生产厂商要求范围内。
若温升数据不符合电池生产厂商要求，此时调节空调的送风温度，空调进风口温度的调节值为温升数据超过电池生产厂商预设温度的数值。
锂电池的分容化成过程中每一工序均重复上述过程；而当电池生产厂商更换生产电池时，托盘内电池由2*8变化为2*12，则先调节风机的位置使风机与均量的电池对应起来，再重复上述步骤进行温度控制。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，包括用于启动系统的启动模块(1)，用于采集温度数据的采集模块(2)，用于分析并获取温差数据的分析模块(3)以及用于温度控制的温控模块(4)；所述采集模块(2)与所述启动模块(1)连接，所述分析模块(3)与所述采集模块(2)连接，所述温控模块(4)分别与所述启动模块(1)、所述分析模块(3)连接。
2.根据权利要求1所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述启动模块(1)由用于导入初始信息的数据导入单元(11)，用于设置风机启停模式的风机设置单元(12)，用于生成执行数据的执行单元(13)以及用于启动系统的启动单元(14)组成；所述风机设置单元(12)与所述数据导入单元(11)连接，所述执行单元(13)与所述数据导入单元(11)连接，所述启动单元(14)分别与所述风机设置单元(12)、所述执行单元(13)连接。
3.根据权利要求1所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述采集模块(2)由用于采集库位内不同区域温度的库位温度采集单元(21)以及用于采集库位内各个电池温度的电池温度采集单元(22)组成；所述库位温度采集单元(21)与所述启动模块(1)连接，所述电池温度采集单元(22)与所述启动模块(1)连接。
4.根据权利要求3所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述库位温度采集单元(21)由温度传感器构成，所述库位温度采集单元(21)至少存在1个，每个所述库位温度采集单元(21)中的所述温度传感器至少存在1个。
5.根据权利要求3所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述电池温度采集单元(22)由温度传感器构成，所述电池温度采集单元(22)至少存在1个，每个所述电池温度采集单元(22)中的所述温度传感器至少存在1个。
6.根据权利要求1所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述分析模块(3)由用于分析获取库位均温值的库位均温分析单元(31)，用于分析获取电池均温值的电池均温分析单元(32)，用于分析获取各电池与电池均温值间电池温差数据的电池温差分析单元(33)以及用于分析获取环境温差数据的环境温差分析单元(34)组成；所述库位均温分析单元(31)与所述采集模块(2)连接，所述电池均温分析单元(32)与所述采集模块(2)连接，所述电池温差分析单元(33)分别与所述采集模块(2)、所述电池均温分析单元(32)连接，所述环境温差分析单元(34)分别与库位均温分析单元(31)、电池均温分析单元(32)连接。
7.根据权利要求1所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述温控模块(4)由用于控制库位内环境温度的空调温控单元(41)以及用于控制库位内电池温度的风机温控单元(42)组成；所述空调温控单元(41)与所述分析模块(3) 中的环境温差分析单元(34)连接，所述风机温控单元(42)分别与所述空调温控单元(41)、所述分析模块(3)中的电池温差分析单元(33)连接。
8.根据权利要求7所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述空调温控单元(41)由安装于库位内的空调构成，所述空调温控单元(41)至少存在1个，每个所述空调温控单元(41)控制的所述空调至少存在1个。
9.根据权利要求7所述的基于化成分容系统的温控系统，其特征在于，所述风机温控单元(42)由安装于库位内电池上的风机构成，所述风机温控单元(42)至少存在1个，每个所述风机温控单元(42)控制的所述风机至少存在1个。
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