一种电池加热控制方法及系统与流程

本发明涉及电池加热，具体涉及一种电池加热控制方法及系统。

背景技术：

1、随着环保概念的不断深入，越来越多的新能源产品应运而生，例如新能源汽车等，但当温度较低时，新能源汽车中电池的性能可能会受到影响，导致电池容量减少和功率输出降低。通过加热电池，可以提高其工作效率和寿命。此外，在极寒的环境中，电池加热还可以防止电池冻结和损坏，因此需要对电池的加热过程进行控制。

2、当前技术中主要根据电池所处环境温度的情况，控制电池的加热，并在环境温度达到预设的运行温度时，停止加热，很显然这种加热方式至少具有以下方面问题：1、当前技术中电池在进行加热时，并没有根据环境温度和电池中电芯的温度，确认加热设备的加热功率，进而无法体现出不同低温状态下电池的加热功率选择的针对性，也无法避免在极寒情况下，加热设备加热速率过快而导致电池的热量不均和损耗，另一方面，当前技术在电池进行加热时，主要对电池内电芯的温度进行监测，并没有对环境温度进行监测，进而无法体现了电池整体加热状态，并且无法体现出后续电池加热效果的多维度分析，也无法在后续加热设备加热功率调节分析中反映出环境温度对电池电芯温度的影响，降低加热设备加热的准确性，无法提高电池加热的效果。

3、2、当前技术中仅对加热设备的加热情况进行控制，并没有在电池运行时，对电池的工作温度合格性进行分析，进而无法反映出电池在运行时温度的合格情况，从而无法对加热设备的温度保温功率进行分析与控制，无法确保电池在低温环境下的正常运行，由此降低电池的工作效率和寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供的一种电池加热控制方法及系统，解决了背景技术中存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：第一方面，本发明提供了一种电池加热控制方法，包括：步骤一、温度监测：监测当前时间点电池对应的电芯温度和环境温度，进而判断当前时间点的电池是否需要加热，若当前时间点的电池需要加热，则执行步骤二；

3、步骤二、电池加热：根据当前时间点电池对应的电芯温度和环境温度，分析加热设备对应的加热功率和加热时长，进而控制加热设备对电池进行加热；

4、步骤三、加热监测：在加热设备对电池进行加热过程中，按照预设时间间隔布设各采集时间点，进而采集电池对应影响区域各采集点在各采集时间点的温度，同时采集电池中各电芯在各采集时间点对应的温度；

5、步骤四、加热调控：根据各采集点在各采集时间点对应的温度和电池中各电芯在各采集时间点对应的温度，计算电池在各采集时间点对应的热均值和热增值，由此统计电池在各采集时间点对应的热符值，判断电池在各采集时间点对应的加热情况，并将电池对应加热情况为异常的各采集时间点记为各调控时间点，进而根据各采集点在各采集时间点对应的温度和电池中各电芯在各采集时间点对应的温度，计算各调控时间点对应的环境温度影响因子，同时根据根据加热设备在各调控时间点对应的热符值，计算加热设备在各调控时间点对应的目标加热功率，从而按照加热设备在各调控时间点对应的目标加热功率对加热设备进行调控；

6、步骤五、保温控制：当电池在某采集时间点对应的热符值大于预设的热符值时，则停止加热设备加热，并将停止时刻作为起始点，以预设时间间隔布设监测点，进而监测各采集点在各监测时间点对应的温度和各电芯在各监测时间点对应的温度，计算电池对应的工作温合值，并判断电池对应的工作温度是否合格，若电池对应的工作温度不合格，则计算加热设备对应的目标保温功率，从而按照加热设备对应的目标保温功率对加热设备进行控制。

7、优选地，所述分析加热设备对应的加热功率和加热时长，具体分析过程如下：将当前时间点电池对应的环境温度和电芯温度分别记为t1、t2，进而代入计算公式中，得到电池对应的加热需求评估系数α，其中t1min、t2min分别为设定的电池运行时最低环境温度、最低电芯温度，ε1、ε2分别为设定的环境温度、电芯温度对应的权重因子；

8、将电池对应的加热需求评估系数与数据库中存储的各加热需求评估系数区间对应的参考加热功率、参考加热时长进行对比，若电池对应的加热需求评估系数在某加热需求评估系数区间内，则将该加热需求评估系数区间对应的参考加热功率、参考加热时长作为加热设备对应的加热功率和加热时长。

9、优选地，所述计算电池在各采集时间点对应的热均值和热增值，具体计算过程如下：将各采集点在各采集时间点对应的温度记为tit，其中i表示各采集点对应的温度、i＝1,2......n，t表示各采集时间点对应的温度，t＝1,2......p，将电池中各电芯在各采集时间点对应的温度记为tjt，j表示各电芯对应的编号，j＝1,2......m；

10、根据计算公式得到电池在各采集时间点对应的热均值δt，其中表示第i+1个采集点在第t个采集时间点对应的温度，表示电池中第j+1个电芯在第t个采集时间点对应的温度，δt1、δt2分别为设定的环境许可温度差、电芯许可温度差，η1、η2分别为设定的相同时间点中采集点温度差、电芯温度差对应的权重因子；

11、根据计算公式

12、

13、得到电池在各采集时间点对应的热增值其中tit-1表示第i个采集点在第t-1个采集时间点对应的温度，表示电池中第j个电芯在第t-1个采集时间点对应的温度，v1、v2分别为设定的参考环境温度增长速率、参考电芯温度增长速率，δv1、δv2分别为设定的许可环境温度增长速率差、许可电芯温度增长速率差，k1、k2分别为设定环境温度增长速率、电芯温度增长速率对应的权重因子，a表示自然常数。

14、优选地，所述统计电池在各采集时间点对应的热符值，判断电池在各采集时间点对应的加热情况，具体统计与判断过程如下：将电池在各采集时间点对应的热均值δt和热增值代入统计公式中，得到电池在各采集时间点对应的热符值χt，其中λ1、λ2分别为设定的热均值、热增值对应的权重因子；

15、将电池在各采集时间点对应的热符值与数据库中存储的热符值阈值进行对比，若电池在某采集时间点对应的热符值小于热符值阈值，则判定电池在该采集时间点对应的加热情况为异常，反正则判定电池在该采集时间点对应的加热情况为正常，以此方式判断电池在各采集时间点对应的加热情况。

16、优选地，所述计算加热设备在各调控时间点对应的目标加热功率，具体计算过程如下：从数据库中获取电池对应的标准最低运行温度，进而将电池对应的标准最低运行温度减去各电芯在各调控时间点对应的温度，得到各电芯在各调控时间点对应的加热温度，记为其中t′表示各调控时间点对应的编号，t′＝1′,2′......p′；

17、提取各采集点在各调控时间点对应的温度，进而通过均值计算，得到各调控时间点对应的环境平均温度，记为将各电芯在各调控时间点对应的温度通过均值计算，得到电池在各调控时间点对应的平均温度，记为进而代入计算公式中，得到各调控时间点对应的环境温度影响因子θt′，其中δt0为设定的参考电池温度与环境温度差，μ为设定的电池温度与环境温度差对应的补偿因子；

18、提取电池在各调控时间点对应的热符值，记为χt′，并将数据库中存储的热符值阈值记为χ，进而代入计算公式中，得到加热设备在各调控时间点对应的加热评估系数φt′，其中e表示自然常数，为设定的加热评估系数对应的补偿因子；

19、将加热设备在各调控时间点对应的加热评估系数与数据库中存储的各加热评估系数区间对应的参考加热功率进行对比，若加热设备在某调控时间点对应的加热评估系数在某加热评估系数区间内，则将该加热评估系数区间对应的参考加热功率作为加热设备在该调控时间点对应的目标加热功率，以此方式分析得到加热设备在各调控时间点对应的目标加热功率。

20、优选地，所述计算电池对应的工作温合值，并判断电池对应的工作温度是否合格，具体计算与判断过程如下：将各采集点在各监测时间点对应的温度和各电芯在各监测时间点对应的温度分别记为tir和其中r表示各监测时间点对应的编号，r＝1,2......y；

21、依据计算公式得到电池对应的工作温合值ψ，其中t′、t″分别为设定的电池运行时参考环境温度、参考电芯温度，σ1、σ2分别为设定的环境温合值、电芯温合值对应的权重因子；

22、将电池对应的工作温合值与数据库中存储的工作温合值阈值进行对比，若电池对应的工作温合值小于工作温合值阈值，则判定电池对应的工作温度不合格，反正则判定电池对应的工作温度合格。

23、优选地，所述计算加热设备对应的目标保温功率，具体计算过程如下：将工作温合值阈值减去电池对应的工作温合值，得到电池对应的工作温合差，进而将电池对应的工作温合差与数据库中存储的各工作温合差区间对应的参考保温功率进行对比，若电池对应的工作温合差在某电池对应的工作温合差区间内，则将该电池对应的工作温合差区间对应的参考保温功率作为加热设备对应的目标保温功率。

24、第二方面，本发明提供了一种电池加热控制系统，包括：温度监测模块，用于监测当前时间点电池对应的电芯温度和环境温度，进而判断当前时间点的电池是否需要加热，若当前时间点的电池需要加热，则发送信号至电池加热模块；

25、电池加热模块，用于根据当前时间点电池对应的电芯温度和环境温度，分析加热设备对应的加热功率和加热时长，进而控制加热设备对电池进行加热；

26、加热监测模块，用于在加热设备对电池进行加热过程中，按照预设时间间隔布设各采集时间点，进而采集电池对应影响区域各采集点在各采集时间点的温度，同时采集电池中各电芯在各采集时间点对应的温度；

27、加热调控模块，用于根据各采集点在各采集时间点对应的温度和电池中各电芯在各采集时间点对应的温度，计算电池在各采集时间点对应的热均值和热增值，由此统计电池在各采集时间点对应的热符值，判断电池在各采集时间点对应的加热情况，并将电池对应加热情况为异常的各采集时间点记为各调控时间点，进而根据各采集点在各采集时间点对应的温度和电池中各电芯在各采集时间点对应的温度，计算各调控时间点对应的环境温度影响因子，同时根据根据加热设备在各调控时间点对应的热符值，计算加热设备在各调控时间点对应的目标加热功率，从而按照加热设备在各调控时间点对应的目标加热功率对加热设备进行调控；

28、保温控制模块，用于当电池在某采集时间点对应的热符值大于预设的热符值时，则停止加热设备加热，并将停止时刻作为起始点，以预设时间间隔布设监测点，进而监测各采集点在各监测时间点对应的温度和各电芯在各监测时间点对应的温度，计算电池对应的工作温合值，并判断电池对应的工作温度是否合格，若电池对应的工作温度不合格，则计算加热设备对应的目标保温功率，从而按照加热设备对应的目标保温功率对加热设备进行控制。

29、本发明的有益效果在于：本发明提供了一种电池加热控制方法及系统，通过对电池的电芯温度和环境温度进行监测和分析，进而确认加热设备的加热功率，并在电池加热过程中对电池电芯温度和环境温度的变化进行监测和分析，从而对加热设备的加热功率进行实时调控，并在加热完成后，根据电池中电芯温度和环境温度，对加热设备的保温功率进行分析，解决了当前技术中对电池不同低温环境下加热针对性不足的问题，实现了电池在低温环境下的智能化和自动化的加热控制，有效的提高了电池加热的均匀性和效率，也提高了电池加热的准确性和效果，确保电池在低温环境下的正常运行，由此提高了电池的工作效率和寿命。