动力电池的加热控制方法以及系统与流程

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池的加热控制方法以及系统。

背景技术：

目前，电动汽车中的锂离子动力电池在低温下充电缓慢，并且对动力电池有一定的寿命损伤，所以在环境温度较低时，需要给动力电池加热。例如，动力电池的温度被加热到一定温度(如5℃)以上时，可以对动力电池进行大电流正常充电。

相关技术中，电动汽车中的动力电池通常是通过加热装置给电芯持续加热。其中，加热装置通常设置在动力电池的底部，在对电芯进行加热时，加热装置的热量通过动力电池的底部向上传递。但是，当加热装置的动率较大时，每只电芯的底部和顶部，动力电池模组中间位置的电芯与模组边缘的电芯之间都会产生较大的温差，有时温差甚至大至15～20℃，并且这种温差会随着动力电池的高度的增加而增大，从而影响动力电池系统的一致性和寿命。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种动力电池的加热控制方法。该方法可以有效的利用热量传导原理，使得动力电池中电芯的温度均衡，进而使得动力电池中电芯之间的温差缩小到工程应用可接受范围内，保证了电池系统的一致性和寿命，且成本低廉，效率较高。

本发明的第二个目的在于提出一种动力电池的加热控制系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的动力电池的加热控制方法，所述方法应用于动力电池的加热控制系统，所述系统包括动力电池、用于对所述动力电池进行加热的加热装置，所述方法包括：检测所述动力电池的当前环境是否满足预设的加热条件；在检测到所述动力电池的当前环境满足所述加热条件时，控制所述加热装置对所述动力电池进行间歇式加热。

根据本发明实施例的动力电池的加热控制方法，可检测动力电池的当前环境是否满足预设的加热条件，若是，则控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。即通过对动力电池进行间歇式加热，可以有效的利用热量传导原理，使得动力电池中电芯的温度均衡，进而使得动力电池中电芯之间的温差缩小到工程应用可接受范围内，保证了电池系统的一致性和寿命，且成本低廉，效率较高。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的动力电池的加热控制系统，包括：动力电池，所述动力电池包括多个电芯；加热装置，所述加热装置设置于所述动力电池的表面之上，所述加热装置用于对所述动力电池进行加热；控制模块，所述控制模块分别与所述动力电池和加热装置相连，所述控制模块用于在检测到所述动力电池的当前环境满足所述加热条件时，控制所述加热装置对所述动力电池进行间歇式加热。

根据本发明实施例的动力电池的加热控制系统，可检测动力电池的当前环境是否满足预设的加热条件，若是，则控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。即通过对动力电池进行间歇式加热，可以有效的利用热量传导原理，使得动力电池中电芯的温度均衡，进而使得动力电池中电芯之间的温差缩小到工程应用可接受范围内，保证了电池系统的一致性和寿命，且成本低廉，效率较高。

本发明附加的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

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的动力电池的加热控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的加热时间表中多个时序控制周期的示例图；

图3为本发明实施例的根据时序控制周期加热时、动力电池中不同温度检测点之间的温度差的示例图；

图4是根据本发明实施例的控制加热装置对动力电池进行间歇式加热的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的动力电池的加热控制系统的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的加热装置与动力电池之间的结构示例图；

图7是根据本发明一个具体实施例的动力电池的加热控制系统的结构示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的动力电池的加热控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的动力电池的加热控制方法以及系统。

图1是根据本发明一个实施例的动力电池的加热控制方法的流程图。需要说明的是，本发明实施例的动力电池的加热控制方法可应用于本发明实施例的动力电池的加热控制系统。其中，该系统可包括动力电池、用于对动力电池进行加热的加热装置。作为一种示例，该加热装置可以是电加热板，动力电池的形状可以是方形。

如图1所示，该动力电池的加热控制方法可以包括：

s110，检测动力电池的当前环境是否满足预设的加热条件。

其中，在本发明的实施例中，上述加热条件可以是环境温度小于预设阈值。可以理解，该预设阈值可以是由动力电池在低温环境下的充放电性能来决定，例如，如果动力电池在低温环境下的充放电性能比较高，即动力电池在一定低温环境下还是能够正常充放电，则可将该预设阈值设定的稍微小些，如-10℃；如果动力电池在低温环境下的充放电性能较低，即动力电池在一定低温环境下就不能正常充放电，则可将该预设阈值设定的稍微大些，如0℃。

需要说明的是，在本发明的一个实施例中，在检测到动力电池的当前环境未满足预设的加热条件时，可通过充电装置开始对动力电池进行充电。

s120，在检测到动力电池的当前环境满足加热条件时，控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。

具体地，在检测到动力电池的当前环境满足加热条件时，需对该动力电池进行一定的加热，在本步骤中，可控制加热装置对动力电池进行间歇式加热，以使得动力电池的温度能够满足充电条件。

可以理解，一个高温物体和一个低温物体在刚刚接触时，两个物体的温差可以视为接触前的初始温差。随着时间的延长，低温物体被高温物体加热升温，高温物体被低温物体冷却降温，到达一定时间后，两个物体的温度可以达到基本一致，即温度均衡。

本发明实施例的动力电池的加热控制方法，正是利用上述物理现象，通过控制加热装置进行间歇式加热，以缩小动力电池中电芯之间的温差。在本步骤中，可按照时序控制方式控制加热装置以进行间歇式加热，或者，还可以通过实时检测动力电池的当前温度以控制加热装置进行间歇式加热。下面将通过示例以对这两种控制方式进行详细描述。

作为一种示例，上述控制加热装置对动力电池进行间歇式加热的具体实现过程可如下：按照时序控制方式控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。

具体而言，在本发明的实施例中，可先获取预设的针对动力电池的加热时间表，其中，加热时间表中具有多个时序控制周期，每个时序控制周期包括第一时间和第二时间，其中，每个时序控制周期中的第一时间均相同，每个时序控制周期中的第二时间随着加热次数的增多而逐渐变大，之后，针对每个时序控制周期，控制加热装置在第一时间内对动力电池进行加热，并在第二时间内停止对动力电池的加热。其中，在本发明的实施例中，上述加热时间表可以是预先通过大量试验而得到的经验值。

也就是说，可通过加热装置先对动力电池加热一段时间t(即上述第一时间)，之后停止加热一段时间(即上述第二时间)，这个时间段可以使加热装置上的热量通过接触面(即加热装置与电芯之间的接触面)传导到电芯，同时电芯上的热量从接触面(即电芯之间的接触面)向其他位置传导，即给热量的传递提供有效的时间。这样，在没有新热量缠身的情况下(即加热装置关闭，未进行加热时)，热量传递的时间越长，电芯内部和电芯之间的温差越小，加热装置与电芯之间的温差越大，需要热量均衡和温度均衡的时间越长。

例如，图2为本发明实施例的加热时间表中多个时序控制周期的示例图，如图2所示，t为第一时间，t2-t1、t4-t3、t6-t5和“开始充电”时刻-t7均为第二时间，且t1-t0、t2-t1为第一个时序控制周期，t3-t2、t4-t3为第二个时序控制周期，t5-t4、t6-t5为第三个时序控制周期，t7-t6、“开始充电”时刻-t7为第四个时序控制周期。可以看出，每个时序控制周期中的第二时间随着加热次数的增多而逐渐变大，这样，随着加热时间的累积，加热装置的热量也就越大，热量向外传导所需要的时间也就越多，所以需要控制加热装置停止加热的时间也就相应的增加。在通过上述加热时间表中的时序控制周期以控制加热装置对动力电池进行加热的情况下，可以得到动力电池的温度记录如图3所示，为根据时序控制周期加热时、动力电池中不同温度检测点之间的温度差的示例图，可以看出，利用时序控制周期来实现降低动力电池中电芯之间的温差是有效的，当动力电池加热结束时，电芯温度在可充电范围内，并且温度差较加热装置开启时小很多，完全可以满足目前的工程应用。

作为另一种示例，如图4所示，上述控制加热装置对动力电池进行间歇式加热的具体实现过程可包括以下步骤：

s41，控制加热装置对动力电池进行加热。其中，在本示例中，该动力电池可包括多个电芯。

s42，在第三时间之后停止对动力电池的加热，获取动力电池中与加热装置距离最远的电芯的温度，并获取最大温度的电芯与最小温度的电芯之间的温度差值。

具体地，可控制加热装置对动力电池进行加热，并在一定时间(即上述第三时间)之后停止对所述动力电池的加热，此时采集动力电池中与加热装置距离最远的电芯的温度，并计算出所述动力电池中最大温度的电芯与最小温度的电芯之间的温度差值。

可选地，在本发明的一个实施例中，该加热装置的个数可为一个或多个。需要说明的是，加热装置的个数不同，与加热装置距离最远的电芯的位置也会不同。例如，当加热装置的个数为一个时，该加热装置可设置于动力电池的底部，则与加热装置距离最远的电芯可为位于动力电池顶部的电芯。又如，当加热装置的个数为两个时，该两个加热装置可分别设置于动力电池的底部和顶部，此时与加热装置距离最远的电芯可为位于动力电池中心位置的电芯。

在本步骤中，在获取与加热装置距离最远的电芯的温度、以及最大温度的电芯与最小温度的电芯之间的温度差值之后，可判断所述与加热装置距离最远的电芯的温度是否小于第一阈值，并判断所述温度差值是否小于或等于第二阈值。

s43，当与加热装置距离最远的电芯的温度小于第一阈值，且温度差值小于或等于第二阈值时，重新执行控制加热装置对动力电池进行加热的步骤，即返回执行步骤s41。

s44，当与加热装置距离最远的电芯的温度大于或等于第一阈值时，控制充电装置对动力电池进行充电。

具体地，当判断与加热装置距离最远的电芯的温度大于或等于第一阈值时，不管此时所述温度差值是小于或等于第二阈值，还是大于该第二阈值，均控制充电装置对动力电池进行充电。

s45，当与加热装置距离最远的电芯的温度小于第一阈值，且温度差值大于第二阈值时，继续停止对动力电池的加热，直至在温度差值小于或等于第二阈值时，重新执行控制加热装置对动力电池进行加热的步骤(即返回执行步骤s41)，或者，在与加热装置距离最远的电芯的温度大于或等于第一阈值时，执行控制充电装置对动力电池进行充电的步骤。

具体地，当判断与加热装置距离最远的电芯的温度小于第一阈值，且温度差值大于第二阈值时，可认为此时动力电池的温度还不能满足充电条件，且此时所述温度差值仍大于第二阈值，可继续停止对动力电池的加热，即继续利用热量传导原理，等待电芯之间的温度均衡，直至在温度差值小于或等于第二阈值、且当前与加热装置距离最远的电芯的温度仍小于第一阈值时，重新执行控制加热装置对动力电池进行加热的步骤(即返回执行步骤s41)。或者在继续停止对动力电池的加热，等待电芯之间的温度均衡，使得与加热装置距离最远的电芯的温度大于或等于第一阈值时，可控制充电装置开始对动力电池进行充电。

需要说明的是，为了方便对加热装置实现对动力电池进行加热和停止加热的控制，在本发明的实施例中，可设置一个电源开关，该电源开关可与加热装置相连，可控制电源开关的闭合和断开以控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。作为一种示例，该电源开关可以是继电器。其中，该继电器可以是电磁线圈继电器或固态继电器等。

根据本发明实施例的动力电池的加热控制方法，可检测动力电池的当前环境是否满足预设的加热条件，若是，则控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。即通过对动力电池进行间歇式加热，可以有效的利用热量传导原理，使得动力电池中电芯的温度均衡，进而使得动力电池中电芯之间的温差缩小到工程应用可接受范围内，保证了电池系统的一致性和寿命，且成本低廉，效率较高。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种动力电池的加热控制系统。

图5是根据本发明一个实施例的动力电池的加热控制系统的结构示意图。如图5所示，该动力电池的加热控制系统50可以包括：动力电池51、加热装置52和控制模块53。其中动力电池51可包括多个电芯51a。

具体地，加热装置52可设置于动力电池51的表面之上，加热装置52可用于对动力电池51进行加热。例如，假设动力电池51的形状为方形，该加热装置52可设置于动力电池51的底部，如图6所示。

控制模块53分别与动力电池51和加热装置52相连，控制模块53可用于在检测到动力电池51的当前环境满足加热条件时，控制加热装置52对动力电池51进行间歇式加热。

在本发明的实施例中，控制模块53可按照时序控制方式控制加热装置以进行间歇式加热，或者，还可以通过实时检测动力电池的当前温度以控制加热装置进行间歇式加热。下面将通过示例以对这两种控制方式进行详细描述。

作为一种示例，控制模块53控制加热装置52对动力电池51进行间歇式加热的具体实现过程可如下：按照时序控制方式控制加热装置52对动力电池51进行间歇式加热。具体而言，在本发明的一个实施例中，如图7所示，该控制模块53可包括：获取单元531和控制单元532。

其中，获取单元531用于获取预设的针对动力电池51的加热时间表，其中，加热时间表中具有多个时序控制周期，每个时序控制周期包括第一时间和第二时间，其中，每个时序控制周期中的第一时间均相同，每个时序控制周期中的第二时间随着加热次数的增多而逐渐变大。控制单元532用于针对每个时序控制周期，控制加热装置52在第一时间内对动力电池51进行加热，并在第二时间内停止对动力电池51的加热。

作为另一种示例，该控制模块53控制加热装置52对动力电池51进行间歇式加热的具体实现过程可如下：控制加热装置52对动力电池51进行加热；在第三时间之后停止对动力电池51的加热，获取动力电池51中与加热装置52距离最远的电芯51a的温度，并获取最大温度的电芯51a与最小温度的电芯51a之间的温度差值；在与加热装置52距离最远的电芯51a的温度小于第一阈值，且温度差值小于或等于第二阈值时，重新执行控制加热装置52对动力电池51进行加热的步骤；在与加热装置52距离最远的电芯51a的温度大于或等于第一阈值时，控制充电装置对动力电池51进行充电；在与加热装置52距离最远的电芯51a的温度小于第一阈值，且温度差值大于第二阈值时，继续停止对动力电池51的加热，直至在温度差值小于或等于第二阈值时，重新执行控制加热装置52对动力电池51进行加热的步骤，或者，在与加热装置52距离最远的电芯51a的温度大于或等于第一阈值时，执行控制充电装置对动力电池51进行充电的步骤。

可选地，在本发明的一个实施例中，该加热装置52的个数可为一个或多个。需要说明的是，加热装置52的个数不同，与加热装置52距离最远的电芯51a的位置也会不同。例如，当加热装置52的个数为一个时，该加热装置52可设置于动力电池51的底部，则与加热装置52距离最远的电芯51a可为位于动力电池51顶部的电芯。又如，当加热装置52的个数为两个时，该两个加热装置52可分别设置于动力电池51的底部和顶部，此时与加热装置52距离最远的电芯51a可为位于动力电池51中心位置的电芯。

为了方便对加热装置实现对动力电池进行加热和停止加热的控制，进一步地，在本发明的一个实施例中，如图8所示，该加热控制系统50还可包括：电源开关54。其中，电源开关54与加热装置52相连。在本发明的实施例中，控制模块53可通过控制电源开关54的闭合和断开以控制加热装置52对动力电池51进行间歇式加热。作为一种示例，电源开关54可为继电器。其中，该继电器可以是电磁线圈继电器或固态继电器等。

根据本发明实施例的动力电池的加热控制系统，可检测动力电池的当前环境是否满足预设的加热条件，若是，则控制加热装置对动力电池进行间歇式加热。即通过对动力电池进行间歇式加热，可以有效的利用热量传导原理，使得动力电池中电芯的温度均衡，进而使得动力电池中电芯之间的温差缩小到工程应用可接受范围内，保证了电池系统的一致性和寿命，且成本低廉，效率较高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。