一种加热膜温度控制系统及方法与流程

本发明涉及温度控制，具体涉及一种加热膜温度控制系统及方法。

背景技术：

1、在低温环境下，由于锂离子电池内部的锂离子扩散变得缓慢，电解液中离子电导率的下降，内部接触电阻的增大以及各种化学反应速率变慢等因素，导致了电池的充放电能力和可用容量急剧衰减。尤其是在低温环境中会导致析锂的发生，锂枝晶生长到一定的程度会刺破隔膜，导致一些安全事故的发生。为避免这些事故，加热膜开始广泛应用在动力电池系统中。加热膜用于给锂离子电池的电芯加热，使电芯工作在正常的温度。

2、为了确保电池在安全温度范围内，通常采用加热膜温度控制系统。通过监测电池温度并调整加热膜功率来维持电池温度在安全范围内。

3、传统的加热膜温度控制系统存在一些问题，可能无法快速响应电池温度的变化，导致电池温度过高超出安全范围，又或者由于加热功率较低导致电池加热效果较慢，影响正常工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种加热膜温度控制系统及方法，解决以下技术问题：

2、传统的加热膜温度控制系统存在一些问题，可能无法快速响应电池温度的变化，导致电池温度过高超出安全范围，又或者由于加热功率较低导致电池加热效果较慢，影响正常工作。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种加热膜温度控制系统，包括：

5、加热膜控制模块，用于控制加热膜的加热功率，对电池电芯进行加热，设定若干个加热档位，所述加热档位包括零功率档位、低功率档位、中功率档位和满功率档位；

6、数据获取模块，用于获取电池电芯的实时温度，并绘制实时温度随时间变化的曲线；

7、状态判断模块，用于将实时温度与电池的工作温度区间[l，h]进行比对，当实时温度大于h-δt低于h时，δt为预设单位温度，则判定电池为微热状态，则加热档位为零功率档位；当实时温度大于l+δt低于h-δt时，则判定电池为正常状态，加热档位为低功率档位；当实时温度大于l小于l+δt时，则判定电池为中风险状态，加热档位为中功率档位；当实时温度小于l时，则判断电池为高风险状态，加热档位为满功率档位；

8、状态优化模块，用于获取所述曲线中实时温度对应点的切线斜率k，当电池处于正常状态时，若k大于预设阈值a，a大于0，则将正常状态升级为高风险状态，通过加热膜控制模块降为零功率档位；若k小于预设阈值b，b小于0，则将电池升级为高风险状态，通过加热膜控制模块提升为满功率档位；否则继续检测。

9、作为本发明进一步的方案：所述状态判断模块还包括时间判断单元，包括：

10、当电池处于正常状态时，且k大于a时，获取加热膜的设定功率p，加热膜的剩余加热时间t1，获取电池的实时温度t，通过公式：

11、；

12、计算出预计过热时间th，其中c表示电池电芯的比热容，m表示电池电芯的质量，若t1＜th，则判断电池保持为正常状态，若t1＞th，则将电池升级为高风险状态，降低加热膜功率p为p1，。

13、作为本发明进一步的方案：所述时间判断单元还包括：

14、当电池处于正常状态时，且k小于b时，获取加热膜的设定功率p，加热膜的剩余加热时间t2，获取电池的实时温度t，通过公式tc=(t-l)/k计算出预计过冷时间tc，若tc＞t2，则判断电池保持为正常状态，若tc＜t2，则将加热膜的功率提升为p2，。

15、作为本发明进一步的方案：所述状态优化模块还包括二次确认单元，包括：

16、当电池处于正常状态时，对于斜率k大于预设阈值a，持续获取电池在未来单位时间段内实时温度对应点在曲线上的斜率ka，若斜率ka始终大于a，则仍判断为高风险状态，否则将高风险状态降级为正常状态；

17、当电池处于正常状态时，对于斜率k小于预设阈值b，持续获取电池在未来单位时间段内实时温度对应点在曲线上的斜率kb，若斜率kb始终小于b，则仍判断为高风险状态，提升加热膜功率，否则继续检测。

18、作为本发明进一步的方案：还包括电池平衡模块，所述电池平衡模块用于将所述电池电芯划分为若干个子区域，分别获取若干个子区域的温度，所述实时温度为若干个子区域温度的平均值。

19、作为本发明进一步的方案：所述电池平衡模块中，获取温度最高的子区域的温度tmax，获取温度最低的子区域的温度tmin，当tmax与tmin的差值大于0.2h时，则将加热膜功率降为设定功率的一半，直至所述差值低于0.5h时，则恢复加热膜加热。

20、作为本发明进一步的方案：获取温度最高的子区域的温度tmax，获取温度最低的子区域的温度tmin，当tmax与tmin的差值大于0.1h时，则中断加热膜加热，直至所述差值低于0.5h时，则恢复加热膜加热。

21、一种加热膜温度控制方法，包括以下步骤：

22、基于加热膜控制模块控制加热膜的加热功率，对电池电芯进行加热，设定若干个加热档位，所述加热档位包括零功率档位、低功率档位、中功率档位和满功率档位；

23、获取电池电芯的实时温度，并绘制实时温度随时间变化的曲线；

24、将实时温度与电池的工作温度区间[l，h]进行比对，当实时温度大于h-δt低于h时，δt为预设单位温度，则判定电池为微热状态，则加热档位为零功率档位；当实时温度大于l+δt低于h-δt时，则判定电池为正常状态，加热档位为低功率档位；当实时温度大于l小于l+δt时，则判定电池为中风险状态，加热档位为中功率档位；当实时温度小于l时，则判断电池为高风险状态，加热档位为满功率档位；

25、获取所述曲线中实时温度对应点的切线斜率k，当电池处于正常状态时，若k大于预设阈值a，a大于0，则将正常状态升级为高风险状态，通过加热膜控制模块降为零功率档位；若k小于预设阈值b，b小于0，则将电池升级为高风险状态，通过加热膜控制模块提升为满功率档位；否则继续检测。

26、本发明的有益效果：

27、本发明首先通过状态判断模块根据电池温度与预设的工作温度区间进行比对，以判定电池的状态是正常还是高风险，这有助于防止过热或过冷，提高电池的安全性和寿命，并根据温度曲线上实时温度点的斜率来优化电池状态，当斜率异常时，系统可以调整加热膜功率，以预防温度问题的发生，通过根据电池状态和斜率等因素计算预计过热或过冷时间，以更精确地判断电池状态，并相应地调整加热膜功率。

技术特征：

1.一种加热膜温度控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种加热膜温度控制系统，其特征在于，所述状态判断模块还包括时间判断单元，包括：

3.根据权利要求2所述的一种加热膜温度控制系统，其特征在于，所述时间判断单元还包括：

4.根据权利要求1所述的一种加热膜温度控制系统，其特征在于，所述状态优化模块还包括二次确认单元，包括：

5.根据权利要求1所述的一种加热膜温度控制系统，其特征在于，还包括电池平衡模块，所述电池平衡模块用于将所述电池电芯划分为若干个子区域，分别获取若干个子区域的温度，所述实时温度为若干个子区域温度的平均值。

6.根据权利要求2所述的一种加热膜温度控制系统，其特征在于，所述电池平衡模块中，获取温度最高的子区域的温度tmax，获取温度最低的子区域的温度tmin，当tmax与tmin的差值大于0.2h时，则将加热膜功率降为设定功率的一半，直至所述差值低于0.5h时，则恢复加热膜加热。

7.根据权利要求6所述的一种加热膜温度控制系统，其特征在于，获取温度最高的子区域的温度tmax，获取温度最低的子区域的温度tmin，当tmax与tmin的差值大于0.1h时，则中断加热膜加热，直至所述差值低于0.5h时，则恢复加热膜加热。

8.一种加热膜温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种加热膜温度控制系统及方法，属于温度控制技术领域，具体包括：数据获取模块，用于获取电池电芯的实时温度，并绘制实时温度随时间变化的曲线；状态判断模块，用于获取工作温度区间[L，H]，当电池为微热状态，加热档位为零功率；当电池为正常状态，加热档位为低功率；当电池为中风险状态，加热档位为中功率；当电池为高风险状态，加热档位为满功率；状态优化模块，用于获取曲线中实时温度对应点的切线斜率k，当电池处于正常状态时，若k大于预设阈值a，则将正常状态升级为高风险状态，降低加热膜功率；若k小于预设阈值b，则将电池升级为高风险状态，提升加热膜功率；本发明实现了对加热膜温度的稳定调控。技术研发人员：黄群山受保护的技术使用者：黄群山技术研发日：技术公布日：2024/7/15