一种动力电池包的均温加热方法及存储介质与流程

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种动力电池包的均温加热方法及存储介质。

背景技术：

随着新能源汽车技术的不断发展，和人们环保意识的不断提升，电动汽车已越来越普及。电动汽车是以动力电池(即电池包)提供动力源，驱动动力电机推动汽车前进，动力电池作为新能源汽车的主要动力源，其对工作环境温度的要求较为苛刻，为满足全国范围内的正常使用，动力电池工作环境温度一般要求为-30.0℃-60.0℃。动力电池在高温环境下工作时，循环寿命减少；低温环境下工作时，充放电容量降低。，这是由动力电池本身化学特性决定的。为弥补动力电池化学特性的短板，需对动力电池的工作温度进行有效控制，使动力电池工作在较为理想的工作温度范围内，减少温度对动力电池工作性能的影响。

现有技术中，针对减小动力电池包温差的方法，均是统一通过控制加热系统来实现的，存在的问题是：不能对单个电池模组温度实现精准控制；能源消耗大。

技术实现要素：

为此，需要提供一种动力电池包的均温加热方法及存储介质，解决现有技术中存在的不能对单个电池模组实现精准控制，且加热过程能源消耗大的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种动力电池包的均温加热方法，包括以下步骤：

测量在使用过程中，动力电池包的电池模组不同区域的温度变化情况；

根据测量得出的温度变化情况将电池模组分为自然降温慢区域、自然降温快区域；

对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元，用于保证在加热过程中，电池模组的温差在预定范围内。

进一步地，在测量在使用过程中，动力电池包的电池模组不同区域的温度变化情况步骤中，具体为：

通过低温隔热试验或仿真分析，获取动力电池包的电池模组不同区域的降温速率；

通过低温加热试验或仿真分析，获取动力电池包的电池模组不同区域的升温速率。

进一步地，在根据测量得出的温度变化情况将电池模组分为自然降温慢区域、自然降温快区域的步骤：

降温速率＞1℃/h的区域划分为自然降温快区域；

降温速率≤1℃/h的区域划分为自然降温慢区域。

进一步地，在对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元步骤中，

至少设置有三组不同的加热功率。

进一步地，在对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元步骤中，

根据至少三组不同加热功率下的电池模组升温速率，建立各模组升温速率-加热功率函数qi(x)(i从1～n，n为电池包内的电池模组个数)；

根据系统预设目标值，测量出最低加热目标温度t0和加热时间t0，则电池包最低升温速率v0＝(t0-t起始温度)/t0。

进一步地，在对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元步骤中，

根据电池模组底部不同区域的温度变化情况，确定电池模组的加热目标温度阈值ti(i从1～n，n为电池包内模组个数)。

进一步地，在对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元步骤后，还包括以下步骤：

自然降温快区域内的电池模组加热目标温度tl高于最低加热目标温度t0，且tl-t0不大于电池模组底部的温差在预定范围；

自然降温慢区域内的电池模组加热目标温度tl高于最低加热目标温度t0，且tl-t0不大于电池模组的温差在预定范围。

进一步地，在对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元步骤后，还包括以下步骤：

根据电池模组的升温速率-加热功率函数qi(x)及电池模组的加热目标温度，计算电池模组对应加热单元的加热功率pi＝q^-1(vi)(i从1～n，n为电池包内模组个数)。

进一步地，至少设置有三组不同的加热功率都在50w-100w的功率范围内。

区别于现有技术，上述技术方案通过以下步骤实现电池包均温加热的方法：测量在使用过程中，动力电池包的电池模组不同区域的温度变化情况；根据测量得出的温度变化情况将电池模组分为自然降温慢区域、自然降温快区域；对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元，用于保证在加热过程中，电池模组的温差在预定范围内。利用电池模组不同区域的自然降温和主动加热的特性，在自然降温慢的区域设置较小的加热功率，在自然降温快的区域设置较大的加热功率，通过在不同区域设置不同的加热功率实现主动加热的均温功能，达到了实现动力电池包均温和降低能源消耗的双重效果。

发明人还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述技术方案任一所述的步骤。

区别于现有技术，上述技术方案通过以下步骤实现电池包均温加热的方法：测量在使用过程中，动力电池包的电池模组不同区域的温度变化情况；根据测量得出的温度变化情况将电池模组分为自然降温慢区域、自然降温快区域；对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元，用于保证在加热过程中，电池模组的温差在预定范围内。利用电池模组不同区域的自然降温和主动加热的特性，在自然降温慢的区域设置较小的加热功率，在自然降温快的区域设置较大的加热功率，通过在不同区域设置不同的加热功率实现主动加热的均温功能，达到了实现动力电池包均温和降低能源消耗的双重效果。

附图说明

图1为具体实施方式所述电池模组加热单元功率计算流程图；

图2为具体实施方式所述动力电池包的结构示意图；

图3为具体实施方式所述单个电池模组的结构示意图；

图4为具体实施方式所述动力电池包电路连接结构图。

附图标记说明：

1、电池模组；

2、电池模组测温组件；

21、第一温度传感器；

22、第二温度传感器；

3、加热单元；

4、加热控制模块；

5、加热继电器；

6、保险丝；

7、加热单元测温组件；

71、第三温度传感器；

72、第四温度传感器；

8、导热件。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例提供一种动力电池包的均温加热方法，测量在使用过程中，动力电池包的电池模组不同区域的温度变化情况；

s101，通过低温隔热试验或仿真分析，获取动力电池包的电池模组不同区域的降温速率；根据测量得出的温度变化情况将电池模组分为自然降温慢区域、自然降温快区域；具体的，根据温度传感器进行试验，降温速率＞1℃/h的区域划分为自然降温快区域；降温速率≤1℃/h的区域划分为自然降温慢区域。

s102，通过低温加热试验或仿真分析，获取动力电池包的电池模组不同区域的升温速率。具体的，通过低温隔热试验或仿真分析，获取至少三组加热功率下电池模组的升温速率。具体的，至少设置有三组不同的加热功率都在50w-100w的功率范围内。能够更好的保证后续函数的拟合精度。

s103，在对自然降温慢区域、自然降温快区域得出升温速率后，还包括以下步骤：

根据至少三组不同加热功率下的电池模组升温速率，建立各模组升温速率-加热功率函数qi(x)(i从1～n，n为电池包内的电池模组个数)；

根据系统预设目标值，测量出最低加热目标温度t0和加热时间t0，则电池包最低升温速率v0＝(t0-t起始温度)/t0。

s104，在对自然降温慢区域、自然降温快区域分别得出升温速率或者降温速率后，还包括以下步骤，

根据电池模组底部不同区域的温度变化情况，确定电池模组的加热目标温度阈值ti(i从1～n，n为电池包内模组个数)。

进一步的，在确定电池模组的加热目标温度阈值ti步骤之前，还包括以下步骤：

自然降温快区域内的电池模组加热目标温度tl高于最低加热目标温度t0，且tl-t0不大于电池模组的温差在预定范围；

自然降温慢区域内的电池模组加热目标温度tl高于最低加热目标温度t0，且tl-t0不大于电池模组的温差在预定范围。

s105，自然降温慢区域内的电池模组升温速率vh＝(th-t起始温度)/t0＝v0，自然降温慢区域内的电池模组升温速率vh＝(tl-t起始温度)/t0，各模组升温速率vi＝(ti-t起始温度)/t0；

s106，在确定电池模组的加热目标温度阈值ti步骤之后，还包括以下步骤，

根据电池模组的升温速率-加热功率函数qi(x)及电池模组的加热目标温度，计算电池模组对应加热单元的加热功率pi＝q^-1(vi)(i从1～n，n为电池包内模组个数)。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如上述技术方法所述的步骤。

上述技术方案通过以下步骤实现电池包均温加热的方法：测量在使用过程中，动力电池包的电池模组不同区域的温度变化情况；根据测量得出的温度变化情况将电池模组的底部分为自然降温慢区域、自然降温快区域；对自然降温慢区域、自然降温快区域分别设置有不同的加热功率的加热单元，用于保证在加热过程中，电池模组的温差在预定范围内。利用电池模组不同区域的自然降温和主动加热的特性，在自然降温慢的区域设置较小的加热功率，在自然降温快的区域设置较大的加热功率，通过在不同区域设置不同的加热功率实现主动加热的均温功能，达到了实现动力电池包均温和降低能源消耗的双重效果。

请参阅图2-图4，本实施例还涉及一种均温加热的动力电池包，包括电池模组1、电池模组测温组件2、加热单元3以及加热控制模块4，所述电池模组包括第一电池模组区域以及第二电池模组区域。

如图2和图3所示，所述电池模组测温组件2包括第一温度传感器21和第二温度传感器22，所述第一温度传感器21设置于第一电池模组区域，用于测量第一电池模组区域的温度变化范围，所述第二温度传感器22设置于第二电池模组区域，用于测量第二电池模组区域的温度变化范围；具体的，所述电池模组的划分是根据电池模组测温组件2的测量情况将电池模组1分为自然降温快的第一电池模组区域和自然降温慢的第二电池模组区域。

所述加热单元3设置在所述电池模组1的底部，所述加热单元3包括第一加热模块以及第二加热模块，具体的，所述第一加热模块与所述第二加热模块相互串联形成加热回路，便于加热单元3整体的控制和监测，所述第一加热模块设置在所述第一电池模组区域的底部，所述第二加热模块所述在所述第二电池模组区域的底部。在其他的事实例中，所述加热单元3也可以设置在电池模组1的四周，能够更加全面的实现在动力电池包的均温效果。

如图4所示，进一步地，所述加热回路上设置有加热继电器5，所述加热继电器5设置在加热回路上，用于控制加热回路的连通与断开。在电路中起到自动调节、安全保护、转换电路的作用。

进一步地，所述加热回路上设置有保险丝6，所述保险丝6用于防止加热回路出现过流风险。保险丝6可以在电路异常升到一定高度和热度的时候，自身熔断切断电流，保护电路的安全运行。

所述第一加热模块用于根据所述第一温度传感器21所发送的数据设定加热功率，所述第二加热模块用于根据所述第二温度传感器22所发送的数据设定加热功率，使得所述第一电池模组区域与所述第二电池模组区域的温差在预设阈值范围内。

所述加热控制模块4与所述加热单元3电连接，所述加热控制模块4用于控制加热单元3和监测所述加热单元3的温度。即在自然降温慢的第二电池模组区域设置较小的加热功率，在自然降温快的第一电池模组区域设置较大的加热功率，从而保证了加热过程中的系统温差在目标阈值范围内，同时可以实现快速加热，降低加热系统的能耗，降低低温充电的时间；在实现加热过程结束时，自然降温慢的区域变成低温区，自然降温快的区域变成高温区，加热停止后的低温充电过程中，高温区降温快，低温区降温慢，电池包温差呈收缩减小趋势，即实现低温充电过程中不加热的被动均温功能。

进一步地，所述加热单元3上还设置有加热单元测温组件7，所述加热单元测温组件7用于监测所述加热单元3的温度变化情况。具体的，所述加热单元测温组件7包括第三温度传感器71和第四温度传感器72，所述第三温度传感器71设置在所述第一加热模块上，所述第四温度传感器72设置在所述第二加热模块上。具体的，所述第三温度传感器71和第四温度传感器72分别设置在自然降温快的第一加热模块和自然降温慢区域内的第二加热模块上，可以对加热单元3的运行温度情况进行实时的监测，便于对加热单元3的运行情况进行一个预测和反馈。

进一步地，所述加热单元测温组件7与加热控制模块4连接，加热单元测温组件7的温度变化情况作为加热控制模块4的观察参数。具体的，当加热单元3的温度过高时，加热控制模块4可以及时断开加热回路，防止加热单元3损坏。

进一步地，所述加热控制模块4的电源来自车载充电机、电池包或者直流充电柱。

进一步地，所述加热单元3与所述电池模组之间还设置有导热件8，所述导热件8用于降低热阻。所述导热件8采用柔性填充材料，具体的可以为柔性导热片,导热硅脂,导热灌封材料,导热黏合剂,导热胶带,导热相变材料等。

进一步地，所述加热单元3为硅胶加热片。在其他的事实例中，所述加热单元3还可以为ptc加热板、云母片加热板或聚酰亚胺加热膜等。

动力电池在使用的过程中，在加热时，依据电池模组不同区域的升温和降温特性来设计加热功率，从而保证加热过程中的系统温差在目标阈值范围内，同时又可以实现高效快速加热，降低加热系统能耗，降低低温充电时间，实现加热过程结束时，自然降温慢的区域变成低温区，自然降温快的区域变成高温区，加热停止后的低温充电过程中，高温区降温快，低温区降温慢，电池包温差呈收缩减小趋势，即实现低温充电过程中(不加热)的被动均温功能。解决了大多数低温加热系统无法实现的低温充电过程中(不加热)均温功能，而且不需要启动加热系统即可实现均温，既满足了电池包均温功能的需求，又不增加额外的能耗。将主动均温功能和被动均温功能结合在一起，实现低温下的全过程均温功能，既保证了加热过程的均温功能，又保证了充电过程的均温功能，达到了均温和降能耗的双重效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“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。

本领域内的技术人员应明白，上述各实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。这些实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。上述各实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，包括但不限于：ram、rom、磁碟、磁带、光盘、闪存、u盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

上述各实施例是参照根据实施例所述的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到计算机设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机设备以特定方式工作的计算机设备可读存储器中，使得存储在该计算机设备可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机设备上，使得在计算机设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案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之内。