一种电池包的温差控制方法及电池包与流程

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池包的温差控制方法及电池包。

背景技术：

在电池包使用过程中，电芯模组中间位置的电芯温度最高，电芯模组靠近端板的电芯能够通过端板快速散热，其温度最低。尤其在具有液冷系统的电池包中，由于端板与液冷系统直接接触，导致电芯模组的中间位置与端部的电芯温差较大，影响电池包的放电容量以及使用寿命。

目前，采用端板与电芯之间安装加热膜来改善电芯模组的温差。该方法存在的问题是：加热膜对电芯模组靠近端板的电芯直接接触进行加热，导致被加热电芯的温升过快，局部温度过高，不易精确控制电芯的加热温度，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种电池包的温差控制方法，以解决电池包内部温差较大，以及直接加热电芯导致电芯温升不易控制的问题。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电池包的温差控制方法，用于改善电池包内电芯模组的温差，分别采集所述电芯模组的端板的温度t1和位于所述电芯模组中间位置的电芯的温度t2，并获得所述温度t1和所述温度t2的温差δt，将所述温差δt与设定值t进行比较，

若所述温差δt大于等于所述设定值t，则加热所述端板；

若所述温差δt小于所述设定值t，则停止加热所述端板。

优选地，所述端板内部安装有加热件，所述加热件能够对所述端板进行加热或停止加热。

优选地，所述加热件为加热膜或正温度系数热敏电阻。

优选地，获取所述端板的温度随加热时间的变化线，并根据所述变化线划分不同的温度区间；根据所述端板处于不同的所述温度区间，对应调整所述加热件的加热功率。

优选地，所述温度区间至少包括第一区间和第二区间，所述加热功率至少包括第一加热功率和第二加热功率；当所述温度t1位于所述第一区间时，所述加热件以所述第一加热功率对所述端板进行加热；当所述温度t1位于所述第二区间时，所述加热件以所述第二加热功率对所述端板进行加热。

优选地，所述温度t1为分别位于所述电芯模组两端的两个所述端板的温度的平均值，所述温度t2为位于所述电芯模组中间位置处至少三个所述电芯的温度的平均值。

优选地，所述电池包包括采集单元，所述采集单元安装于所述电芯模组。

优选地，所述采集单元包括fpc板和多个设置于所述fpc板的采集端子，所述采集端子连接或抵接于对应的所述电芯或所述端板，所述fpc板通过所述采集端子采集所述温度t1和所述温度t2。

优选地，所述设定值t为3℃。

本发明的另一个目的在于提供一种电池包，以解决电池包内部温差较大，以及直接加热电芯导致电芯温升不易控制的问题。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电池包，使用上述的电池包的温差控制方法。

本发明的有益效果为：

本发明提出的电池包的温差控制方法，采集端板的温度t1和处于电芯模组中间位置的电芯的温度t2，获取两者的温差δt。当温差δt大于等于设定值t，则加热端板；若温差δt小于设定值t，则停止加热端板。通过加热端板实现了对靠近端板的电芯进行加热，有利于控制电芯在加热过程中的温升，避免直接加热电芯导致电芯温升过快、局部温度过高的情况，消除了安全隐患，提高了电池包的安全性。同时，通过加热或停止加热端板实现了电芯模组内部温度均衡，改善了电池包的内部温差，降低了电池包的容量衰减，延长了电池包的使用寿命。

本发明提出的电池包采用上述电池包的温差控制方法，通过加热端板实现了对靠近端板的电芯进行加热，有利于控制电芯在加热过程中的温升，避免直接加热电芯导致电芯温升过快、局部温度过高的情况，消除了安全隐患，提高了电池包的安全性。同时，通过加热或停止加热端板实现了电芯模组内部温度均衡，改善了电池包的内部温差，降低了电池包的容量衰减，延长了电池包的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电池包的温差控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的电芯模组的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电芯模组的端面视图。

图中部件名称和标号如下：

10、电芯模组；1、电芯；2、端板；21、安装槽；3、加热件；4、fpc板；41、采集端子。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例公开了一种电池包的温差控制方法，用于改善电池包内电芯模组10的温差。该电池包的温差控制方法具体为：分别采集电芯模组10的端板2的温度t1和位于电芯模组10中间位置的电芯1的温度t2，并获得温度t1和温度t2的温差δt，将温差δt与设定值t进行比较，若温差δt大于等于设定值t，则加热端板2；若温差δt小于设定值t，则停止加热端板2。

本实施例的电池包的温差控制方法，通过加热端板2实现了对靠近端板2的电芯1进行加热，有利于控制电芯1在加热过程中的温升，避免直接加热电芯1导致电芯1温升过快、局部温度过高的情况，消除了安全隐患，提高了电池包的安全性。同时，通过加热或停止加热端板2实现了电芯模组10内部温度均衡，改善了电池包的内部温差，降低了电池包的容量衰减，延长了电池包的使用寿命。

如图2和图3所示，电芯模组10包括端板2和多个电芯1。多个电芯1并排设置，并在电芯1排列方向的两端均安装有端板2。需要说明的是，电芯模组10的温差为在电芯模组10中温度最高的区域与温度最低的区域的温度之差。在电芯模组10放电过程中，处于电芯模组10中间位置的电芯1温度最高，靠近端板2的电芯1的温度最低。由于靠近端板2的电芯1的温度与接触的端板2的温度基本相同，因此，可以将测量得到的端板2的温度t1作为电芯模组两端的电芯1的温度。

需要注意的是，在对电池包进行充电之前，还可以通过上述电池包的温差控制方法，对端板2进行预热，提高电池包的温度，便于电池包快速完成充电，提高了电池包的充电效率，降低了电池包充电过程的能耗。

优选地，端板2内部安装有加热件3，加热件3能够对端板2进行加热或停止加热。

如图2所示，端板2开设有安装槽21，安装槽21内安装有能够加热端板2的加热件3。具体地，安装槽21位于端板2内并沿端板2的高度方向延伸，且贯穿端板2高度方向的两端，使得安装槽21具有两个开口端，便于加热件3的安装或更换，从而提高电芯模组10的生产效率。安装槽21为矩形槽，便于加工。安装槽21的开口尺寸大于加热件3的尺寸，便于加热件3的安装。

由于加热件3位于端板2内部，使得端板2能够对加热件3起到保护作用，同时使得电芯模组10的结构紧凑，稳定性较高。而且，避免了占用电芯模组10的内部空间，有利于提高电芯模组10的能量密度。

优选地，端板2具有至少两个安装槽21，至少两个安装槽21沿电芯1的宽度方向间隔设置。加热件3与安装槽21数量相同，且一一对应安装。本实施例的端板2具有两个安装槽21，两个安装槽21之间的部分为端板2中间位置处的加强结构，提高了端板2的强度，有利于增强电芯模组10的结构稳定性。当然，安装槽21的数量还可以为三个、四个或五个以上。

优选地，加热件3粘接于安装槽21靠近电芯1组的侧壁，使得加热件3能够快速对靠近端板2的电芯1进行加热，有利于提高加热速率。同时，加热件3通过粘接固定，实现了加热件3的简便拆装，提高了电芯模组10的生产效率。

本实施例的加热件3为加热膜或正温度系数热敏电阻。可以理解的是，加热膜或正温度系数热敏电阻连接于电芯模组10的加热电路中，加热电路通过加热膜或正温度系数热敏电阻实现加热功能。由于加热膜或正温度系数热敏电阻的加热原理为电池技术领域内常规技术手段，且加热膜或正温度系数热敏电阻均为外购件，对于加热件3的加热原理不再进行赘述。当然，加热件3还可以为其他具有加热功能的部件。

继续如图2和图3所示，电池包包括采集单元，采集单元安装于电芯模组10。该电池包的温差控制方法通过采集单元采集电芯模组10中端板2的温度t1和位于电芯模组10的中间位置的电芯1的温度t2。

本实施例的采集单元包括fpc板4和多个设置于fpc板4的采集端子41，采集端子41连接或抵接于对应的电芯1或端板2，fpc板4通过采集端子41采集温度t1和温度t2。

本实施例的采集端子41沿电芯1排列方向间隔设置于fpc板4。本实施例中采集端子41的数量为多个，多个采集端子41分别与对应的电芯1或端板2连接或抵接，以使fpc板4能够实时采集每个电芯1的温度以及两个端板2的温度，从而获得温度t1和温度t2。

为了保证采集数据的准确性，优选地，温度t1为分别位于电芯模组10两端的两个端板2的温度的平均值，温度t2为位于电芯模组10中间位置处至少三个电芯1的温度的平均值。当电芯模组10内的电芯1数量较多时，还可以增加中间位置的电芯1数量，进一步提高了采集数据的准确性。例如，采集位于电芯模组10中间位置的五个电芯1的温度，并将五个电芯1的温度平均值作为温度t2。

本实施例的采集端子41为正温度系数热敏电阻或温度传感器。由于正温度系数热敏电阻或温度传感器均为成熟的产品，对于其温度采集的工作原理不再进行赘述。当然，采集端子41还可以为其他具有温度采集功能的部件。

需要说明的是，端板2为金属板。因此，采集端子41需要绝缘固定于端板2上进行温度采集。具体地，可以通过在端板2的采集位置喷涂绝缘漆或者通过导热胶将采集端子41与端板2进行绝缘固定。

优选地，获取端板2的温度随加热时间的变化线，并根据变化线划分不同的温度区间。根据端板2处于不同的温度区间，对应调整加热件3的加热功率。在对端板2进行加热的过程中，以端板2的加热时间为x坐标，以端板2的实时温度为y坐标，绘制端板2的温度随加热时间的变化线。随着加热时间的增加，端板2的温度越来越高。相应地，需要逐渐调低加热件3的加热功率，以便控制端板2的温升，避免过加热，有利于精确控制靠近端板2的电芯10的温升。

具体地，可以按照温度由低到高的顺序，将端板2的温度变化范围划分为多个连续的温度区间。当端板2的温度t1位于较低的温度区间时，调高加热件3的加热功率，以便于快速提升端板2的温度；当端板2的温度t1位于较高的温度区间时，调低加热件3的加热功率，以避免端板2的温升过高。

需要说明的是，每个温度区间内由首端到尾端的温度值逐渐的变大，且任意相邻的两个温度区间中，其中一个温度区间的尾端的温度值与另一个温度区间的首端的温度值相同。

优选地，温度区间至少包括第一区间和第二区间，加热功率至少包括第一加热功率和第二加热功率。当温度t1位于第一区间时，加热件3以第一加热功率对端板2进行加热；当温度t1位于第二区间时，加热件3以第二加热功率对端板2进行加热。根据温度t1位于不同的温度区间，实时调整加热件3的加热功率，以实现端板2的快速加热，并避免端板2的温升过快，从而避免被端板2加热的电芯1温升过快。

本实施例将温度区间划分为两个，分别为相连的第一区间和第二区间，且第一区间的尾端的温度值与第二区间的首端的温度值相同，第一加热功率大于第二加热功率。当然，温度区间还可以为划分为三个、四个或五个以上，加热件3的加热功率相应调整。例如，可以通过在加热件3上设定不同的档位，不同的档位对应不同的加热功率，以快速实现加热功率的调整。

优选地，设定值t为3℃。本实施例的设定值为3℃。即当采集温度t1和温度t2的温差δt大于等于3℃，加热件3对端板2进行加热，从而使靠近端板2的电芯1的温度升高，直至温差δt小于3℃，加热件3停止加热。

需要说明的是，一般情况下，当电芯模组10的温差δt小于3℃，有利于提高电芯模组10的电性能和使用寿命。在其他实施例中，设定值t还可以为3.5℃或4℃或4.5℃或5℃等。

需要说明的是，电池包还包括电池管理系统(图中未显示)，电池管理系统分别与采集单元和加热件3通讯连接。电池管理系统能够根据采集单元所采集的电芯模组10中间位置的电芯1与端板2的温差，控制加热件3对端板2进行加热或停止加热。电池管理系统为电池技术领域内常规技术手段，对于其具体的工作原理不再进行赘述。

本实施例还公开了一种电池包(图中未显示)。该电池包使用上述电池包的温差控制方法，以消除电池包内部的温差。通过加热端板2实现了对靠近端板2的电芯1进行加热，有利于控制电芯1在加热过程中的温升，避免直接加热电芯1导致电芯1温升过快、局部温度过高的情况，消除了安全隐患，提高了电池包的安全性。同时，通过加热或停止加热端板2实现了电芯模组10内部温度均衡，改善了电池包的内部温差，降低了电池包的容量衰减，延长了电池包的使用寿命。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。