圆柱锂电池热管理方法、装置与流程

本发明涉及电源管理领域，特别涉及圆柱锂电池热管理方法、装置。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，储能电池得到广泛应用；如锂电池在新能源车、储能电站上的应用等，储能锂电池一般由大量成组的电池串并联而成，电池组结构紧凑，电池高倍率充放电过程中产热量大，热量易积聚难散发，电池组容易局部过热或温度不均匀，进而容易引起电池性能下降、容量衰减；在电池箱体内通过冷却装置（如风冷、液冷）对其整体进行降温冷却，使其在相对恒定的温度下工作。

2、如记载在202211340034.6 中的一种智能流量分配电池热管理系统、方法及电池总成，系统由电池液冷板、流量控制器、水管接头、进水管总成、出水管总成和紧固螺母构成；通过电磁控制阀门进行流道的通断管理以实现均匀冷却。又如记载在202211378719.x中的电池模组热管理装置及其电池模组和电芯温度管控方法，针对的是模组中的每个电芯，控制温度更精准，温度更均衡，安全方面更安全。再如记载在202310004037.0中的一种沉浸式液冷电池模组结构及其装配方法，通过将电芯直接置于密封的冷却介质中进行换热，以达到冷却效果。

3、上述技术虽然在一定程度上能实现冷却，但存在以下问题：考虑到电池组装效率，一方面，采用多个电磁阀体增加了装配调试的难度，且连接管路众多，密封要求高，易发生冷却液泄漏的问题；另一方面，采用毛细管路分隔整个电芯模组，需将单电芯逐个嵌入毛细管路后再进行汇流焊接，不仅效率低下，且难以形成稳定的固定结构，在后续装配中定位难度高，同时此结构难以应用到圆柱电池的结构中；考虑电池使用上，采用浸润式的冷却，一方面对电池箱体密封性提出了高要求，另一方面箱体整体重量较重，不利于电池结构的轻量化。

4、本技术旨在建立一种新的圆柱锂电池热管理方法解决上述问题。

技术实现思路

1、为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供一种圆柱锂电池热管理方法，包括如下步骤：

2、获取圆柱锂电池箱体内所有电池单元的采集温度并形成一维的温度集合c1{ta1，ta2，……，tan}；其中，电池单元内串联有若干电芯单体；

3、对所述温度集合c1{ta1，ta2，……，tan}进行升维，以得到二维的温度矩阵k1[tanm]；其中，n为电池单元的数量，m为电池单元内电芯单体的数量；

4、将所述二维的温度矩阵k1[tanm]映射至圆柱锂电池箱体内不同的冷却区域内，并得到不同冷却区域的区域内温差值△tp与区域内平均温度tavep；其中，p为冷却区域的数量；

5、根据所述区域内温差值△tp和/或区域内平均温度tavep控制不同冷却流道内流通量的大小；其中，冷却流道包括电芯核心区流道、电芯外围区流道。

6、在一优选方案中，根据所述区域内温差值△tp和/或区域内平均温度tavep控制不同冷却流道内流通量的大小，具体包括如下步骤：

7、判断所述温差值△tp是否大于等于第一温度阈值t1；

8、若温差值△tp大于等于第一温度阈值t1，则增大电芯核心区流道的流通量。

9、在一优选方案中，不同所述冷却区域的第一温度阈值t1不同。

10、在一优选方案中，增大电芯核心区流道的流通量后，还包括步骤：

11、判断所述温差值△tp是否减小；

12、若未减小，则同时增大电芯核心区流道与电芯外围区流道的流通量。

13、在一优选方案中，根据所述区域内温差值△tp和/或区域内平均温度tavep控制不同冷却流道内流通量的大小，具体包括如下步骤：

14、判断区域内平均温度tavep是否大于等于第二温度阈值t2；

15、若平均温度tavep大于等于第二温度阈值t2，则增大电芯外围区流道的流通量。

16、在一优选方案中，增大电芯外围区流道的流通量后，还包括步骤：

17、判断区域内平均温度tavep是否减小；

18、若未减小，则同时增大电芯核心区流道与电芯外围区流道的流通量。

19、在一优选方案中，根据所述区域内温差值△tp和/或区域内平均温度tavep控制不同冷却流道内流通量的大小，具体包括如下步骤：

20、判断区域内平均温度tavep的差值是否小于第三温度阈值t3；

21、若区域内平均温度tavep的差值大于等于第三温度阈值t3，则同时增大电芯核心区流道与电芯外围区流道的流通量；

22、若区域内平均温度tavep的差值小于第三温度阈值t3，则判断所述温差值△tp是否大于等于第一温度阈值t1；

23、若温差值△tp大于等于第一温度阈值t1，则增大电芯核心区流道的流通量。

24、在一优选方案中，若温差值△tp小于第一温度阈值t1，还包括步骤：

25、判断区域内平均温度tavep是否大于等于第二温度阈值t2；

26、若平均温度tavep大于等于第二温度阈值t2，则增大电芯外围区流道的流通量。

27、本发明的第二目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现圆柱锂电池热管理方法。

28、本发明的第三目的是提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现圆柱锂电池热管理方法。

29、本发明的第四目的是提供一种圆柱锂电池热管理装置，包括：

30、获取单元，用以获取圆柱锂电池箱体内所有电池单元的采集温度并形成一维的温度集合c1{ta1，ta2，……，tan}；其中，电池单元内串联有若干电芯单体；

31、处理单元，用以对所述温度集合c1{ta1，ta2，……，tan}进行升维，以得到二维的温度矩阵k1[tanm]；其中，n为电池单元的数量，m为电池单元内电芯单体的数量；将所述二维的温度矩阵k1[tanm]映射至圆柱锂电池箱体内不同的冷却区域内，并得到不同冷却区域的区域内温差值△tp与区域内平均温度tavep；其中，p为冷却区域的数量；根据所述区域内温差值△tp和/或区域内平均温度tavep控制不同冷却流道内流通量的大小；其中，冷却流道包括电芯核心区流道、电芯外围区流道。

32、本发明的第五目的是提供一种储能电池箱，包括多个由若干电芯单体串联组成的电池单元、冷却流道；冷却流道将若干电芯单体划分成多个冷却区域bn；还包括所述的圆柱锂电池热管理装置。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、本发明涉及一种圆柱锂电池热管理方法，包括：获取圆柱锂电池箱体内所有电池单元的采集温度并形成一维的温度集合；对温度集合进行升维，以得到二维的温度矩阵；将二维的温度矩阵k1映射至圆柱锂电池箱体内不同的冷却区域内，并得到不同冷却区域的区域内温差值△tp与区域内平均温度tavep；根据区域内温差值△tp和/或区域内平均温度tavep控制不同冷却流道内流通量的大小。本发明通过在圆柱电芯轴向划分的核心区域与外围区域布设冷却流道，并通过二维维度监测，精准调控以保证电芯工作温度的一致性，有效降低长期温度一致性差导致的电容量与充放电循环的差异；有利于提升电池整体使用寿命。

35、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。