CN106816658A - 电池包及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包及其保护方法，其中电池包的保护方法，包括步骤：检测电池包的温度T；检测电池包的电流I；根据电池包的电流、电池包中电芯的内阻、比热容、质量以及时间长度t计算第n次的判据温度T_n，当n等于1时，t为电池包的电流I截止至计算时所持续的时间长度，T_n‑1为电池包的温度T，当n大于1时，t为设定的时间长度，T_n‑1为上一次计算所得的判据温度；判断判据温度是否大于预设温度值；当判据温度大于预设温度值时，使电池包停止充电或放电。电池包的保护方法能够延长电池包的使用寿命。

Description

电池包及其保护方法

技术领域

本发明涉及一种电池包，具体涉及一种电池包的保护方法。

背景技术

现有的电池包在充电或者放电的工作过程中，内部电芯的温度会随着工作时长的持续而逐渐升高，如果不能对电池包进行散热或者断电保护的话，当温度升高到一定程度后，很有可能会损坏电池包。

针对电池包的温度的升高，一方面是使得电池包能够得到及时的散热，另一方面是在电池包的温度升高到预设温度值时使得电池包停止充电或放电。

现有的电池包温度检测装置通常设置在电芯的外表面，但是往往根据电芯的外表面的温度控制电池包是否停止充电或放电时，由于电芯的外表面的温度不能真实反映电芯的温度，所以会造成电池包寿命减短。

发明内容

一种电池包的保护方法，包括：检测电池包的温度T；检测电池包的电流I；根据公式T_n=T_n-1+计算第n次的判据温度，其中，R为电池包中电芯的内阻，C为电池包中电芯的比热容，m为电池包中电芯的质量，T_n-1为第n-1次的判据温度，n取值为大于等于1的正整数，当n等于1时，t为电池包的电流I截止至计算时所持续的时间长度，T_n-1为电池包的温度T，当n大于1时，t为设定的时间长度，T_n-1为上一次计算所得的判据温度；判断判据温度是否大于预设温度值；当判据温度大于预设温度值时，使电池包停止充电或放电。

进一步地，检测电池包的电流I的步骤还包括：判断电池包的电流I是否大于预设电流值；如果电池包的电流I大于预设电流值则以判据温度判断是否使电池包停止充电或放电。

进一步地，如果电池包的电流I小于等于预设电流值则根据电池包的温度T判断是否使电池包停止充电或放电。

进一步地，当n大于1时，n越大时，时间长度t越短。

另一种电池包的保护方法，包括：检测电池包的温度T；检测电池包的电流I；根据公式∆T= 计算温度修正值∆T，其中，t为电池包的电流I截止至计算时所持续的时间长度，R为电池包中电芯的内阻，C为电池包中电芯的比热容，m为电池包中电芯的质量；判断电池包的温度T与温度修正值∆T之和T+∆T是否大于预设温度值；当电池包的温度T与温度修正值∆T之和T+∆T大于预设温度值时，使电池包停止充电或放电。

进一步地，检测电池包的电流I的步骤还包括：判断电池包的电流I是否大于预设电流值；如果电池包的电流I大于预设电流值则以电池包的温度T与温度修正值∆T之和T+∆T判断是否使电池包停止充电或放电；如果电池包的电流I小于等于预设电流值则以电池包的温度T判断是否使电池包停止充电或放电。

进一步地，随着电池包的电流I持续时间的增加，两次判断是否使电池包停止充电或放电之间的时间间隔缩短。

另一种电池包的保护方法，包括：检测电池包的初始温度T₀；根据公式=∆T₁+…+∆T_n计算累计温升 ，其中，∆T_n=，I为第n次计算时电池包的电流值，R为电池包中电芯的内阻，C为电池包中电芯的比热容，m为电池包中电芯的质量，t为第n次计算时设定的预设时长；判断电池包的初始温度T₀与累计温升 之和T₀+是否大于预设温度值；当电池包的初始温度T₀与累计温升之和T₀+大于预设温度值时，使电池包停止充电或放电。

进一步地，累计温升中的∆T_n=中的内阻R取值随计算次数n增加而增大。

一种电池包，采用以上所说的任意一种电池包的保护方法。

该电池包的保护方法能更准确的在测量的电芯的表面温度基础上监控电芯的实际温度。

附图说明

图1是一种电池包的保护方法的流程图；

图2是另一种电池包的保护方法的流程图；

图3是又一种电池包的保护方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1显示了一种电池包的保护方法的流程图。如图1所示，电池包的保护方法具体包括如下步骤：

检测电池包的温度T。

具体的，我们知道，电池包在工作过程中，电池包内部的温度会不断的升高，而如果电池包内部的温度不能得到及时散热，当温度过高时可能会损坏电池包，因此针对电池包内部的温度，我们需要对电池包进行保护。

在结构上，电池包通常包括壳体和电芯。其中，壳体用于形成电池包的外壳，对于单个电池包而言，为了实现电池包能够具有足够大的标称电压，通常情况下，单个电池包会包括多个电芯，多个电芯容纳于壳体内。

这里，检测电池包的温度T可以指的是检测电芯的表面最高温度。而仅仅检测电芯的表面最高温度并不能真实的反应电芯的温度，但是电芯的温度目前还很难直接通过温度检测直接得到，因此我们设计在检测电芯的表面最高温度的基础之上对电池包内部的温度进行补偿。

检测电池包的电流I。

检测并记录电池包的电流I，电池包的电流I可以为电池包的充电电流也可以为放电电流。电池包的保护方法适用于电池包的充电过程，也适用于电池包的放电过程。

具体的，该步骤中还可以包括步骤：判断电池包的电流I是否大于预设电流值I1。该预设电流值I1用于可以根据电池包的特性或者工作环境等各种因素进行预先设定。例如，在本实施例中，该预设电流值I1可以设置为40A，当然本领域技术人员可以理解的，预设电流值I1的大小并不以此为限。

判断电池包的电流I是否大于预设电流值I1，如果电池包的电流I大于预设电流值I1，则进行到步骤：计算第n次判据温度T_n。

而如果电池包的电流I小于等于预设电流值I1，则直接根据电池包的温度T判断该电池包的温度T是否大于预设温度值T1，如果电池包的温度T大于预设温度值T1，则进行到步骤：使电池包停止充电或放电；而如果电池包的温度T小于等于预设温度值T1，则回到步骤：检测电池包的温度T。

其中，预设温度值T1为用户预先设定的一个温度值，该预设温度值T1用户可以根据电池包的特性、工作环境等因素进行预先设定。例如，在本实施例中，该预设温度值T1可以设置为70℃，当然本领域技术人员可以理解的，预设温度值T1的大小并不以此为限。

计算第n次判据温度T_n。

具体的，T_n=T_n-1+。其中，R为电池包中电芯的内阻，C为电池包中电芯的比热容，m为电池包中电芯的质量，T_n-1为第n-1次的判据温度，n取值为大于等于1的正整数。

T_n为第n次判据温度，T_n-1为第n-1次判据温度，当n等于1时，t为电池包的电流I截止至计算时所持续的时间长度，T_n-1为电池包的温度T。也即是说当n等于1时，当则判据温度T₁= T₀+ ，其中T₀=T，也即是T₁= T+。

当n大于1时，t为设定的时间长度，T_n-1为上一次计算所得的判据温度。例如，T₂= T₁+，再例如，T₃= T₂+等。其中，t为设定的时间长度，可以理解的，一方面，t可以为一个设定的固定时长，例如，当n大于1时，t=10s；另一方面，t也可以为设定的变化时间长度，例如当n大于1时，随着n的增大，时间长度t越短。

判断判据温度T_n是否大于预设温度值T1。

在计算第n次判据温度T_n后，判断该判据温度T_n是否大于预设温度值T1，当判据温度T_n大于预设温度值T1时，则进行步骤：使电池包停止充电或放电；而当判据温度T_n小于预设温度值T1时，则回到步骤：检测电池包的温度T。

使电池包停止充电或放电。

在完成以上对温度的判断的各步骤后，如果电芯的温度大于预设温度值T1时，这时说明了电池包内部的温度已经比较高，此时应当及时的断开电源，从而使电池包停止充电或放电，进而达到保护电池包的目的。

需要说明的是，以上各步骤在没有说明特殊说明的情况下，各步骤之间不存在顺序。例如，步骤“检测电池包的温度T”可以设置在步骤“检测电池包的电流I”之后。再例如：步骤“检测电池包的温度T”还可以设置在步骤“判断电池包的电流I是否大于预设电流值I1”之后。

这样，电池包在充电或者放电过程中，能够通过对电池包内部的温度进行补偿的方式计算判据温度T_n，从而能够更为实时、准确、真实的反应电芯的温度，避免因为仅仅通过检测电芯表面的最高温度来判断是否断开电源而造成的断电不及时而损坏电池包的问题，进而能够使得电池包得到更好的保护，延长电池包的使用寿命。

图2显示了另一种电池包的保护方法的流程图。如图2所示，电池包的保护方法具体包括如下步骤：

检测电池包的温度T。

这里，检测电池包的温度T可以指的是检测电池包内部电芯的表面最高温度。而仅仅检测电芯的表面最高温度并不能真实的反应电芯的温度，但是电芯的温度目前还很难直接通过温度检测直接得到，因此我们设计在检测电芯的表面最高温度的基础之上对电池包内部的温度进行补偿。

检测电池包的电流I。

检测并记录电池包的电流I，电池包的电流I可以为电池包的充电电流也可以为放电电流。该电池包的保护方法适用于电池包的充电过程，也适用于电池包的放电过程。

具体的，该步骤中还可以包括步骤：判断电池包的电流I是否大于预设电流值I1。该预设电流值I1用于可以根据电池包的特性或者工作环境等各种因素进行预先设定。

判断电池包的电流I是否大于预设电流值I1，如果电池包的电流I大于预设电流值I1，则进行到步骤：计算温度修正值∆T。

而如果电池包的电流I小于等于预设电流值I1，则直接根据电池包的温度T判断该电池包的温度T是否大于预设温度值T1，如果电池包的温度T大于预设温度值T1，则进行到步骤：使电池包停止充电或放电；而如果电池包的温度T小于等于预设温度值T1，则回到步骤：检测电池包的温度T。

其中，预设温度值T1为用于预设设定的一个温度值，该预设温度值T1用户可以根据电池包的特性、工作环境等因素进行预设设定。

计算温度修正值∆T。

具体的，∆T=。其中，t为电池包的电流截止至计算时所持续的时间长度，R为电池包中电芯的内阻，C为电池包中电芯的比热容，m为电池包中电芯的质量。

判断电池包的温度T和温度修正值∆T之和是否大于预设温度值T1。

具体的，在计算温度修正值∆T后，则能真实反映电芯的温度的值应当为T+∆T，此时判断T+∆T是否大于预设温度值T1。当T+∆T大于预设温度值T1时，则进行步骤：使电池包停止充电或放电；而当T+∆T小于等于预设温度值T1时，则回到步骤：检测电池包的温度T。

使电池包停止充电或放电。

在完成以上各步骤后，如果电芯内部的温度大于预设温度值T1时，这时说明了电池包内部的温度已经比较高，此时应当及时的断开电源，从而使电池包停止充电或放电，进而达到保护电池包的目的。

其中，t为电池包的电流I持续的时间长度，随着电池包的电流I持续时间的增加，两次判断是否使电池包停止充电或放电之间的时间间隔缩短。也即是说，随着t的增大，在判断T+∆T小于预设温度值T1后至回到步骤“检测电池包的温度T”之间的时间间隔可以缩短，也即是判断的频率可以适当的增大。

需要说明的是，以上各步骤在没有特殊说明的情况下，各步骤之间不存在顺序。例如，步骤“检测电池包的温度T”可以设置在步骤“检测电池包的电流I”之后。再例如：步骤“检测电池包的温度T”还可以设置在步骤“判断电池包的电流I是否大于预设电流值I1”之后。

这样，电池包在充电或者放电过程中，能够通过对电池包内部的温度进行补偿的方式计算电芯的温度，从而能够更为实时、准确、真实的反应电芯的温度，避免因为仅仅通过检测电芯表面的最高温度来判断是否断开电源而造成的断电不及时而损坏电池包的问题，进而能够使得电池包得到更好的保护，延长电池包的使用寿命。

图3显示了又一种电池包的保护方法的流程图。如图3所示，电池包的保护方法具体包括如下步骤：

检测电池包的初始温度T₀。

这里，检测电池包的初始温度T₀可以指的是检测电池包内部电芯的表面最高温度。而我们知道仅仅检测电芯的表面最高温度并不能真实的反应电芯的温度，但是电芯的温度目前还很难直接通过温度检测直接得到，因此我们设计在检测电芯的表面最高温度的基础之上对电池包内部的温度进行补偿。

计算累计温升 。

具体的， =∆T₁+ …+∆T_n。其中，∆T_n=，I为第n次计算时电池包的电流值，R为电池包中电芯的内阻，C为电池包中电芯的比热容，m为电池包中电芯的质量，t为第n次计算时设定的预设时长。

为第n次计算时的累计温升，例如第一次的累计温升=∆T₁，而∆T₁=，其中I为第一次计算时电池包的电流值。再例如，第二次的累积温升 =∆T₁+∆T₂，而∆T₂=，其中I为第二次计算时电池包的电流值。

判断初始温度T₀和累计温升 之和是否大于预设温度值T1。

在计算累计温升后，判断T₀+ 是否大于预设温度值T1，当T₀+ 大于预设温度值T1时，则进行步骤：使电池包停止充电或放电；而当T₀+小于等于预设温度值T1时，则回到步骤：计算累计温升 。

使电池包停止充电或放电。

在完成以上的对温度进行判断的各步骤后，如果电芯的温度大于预设温度值T1时，这时说明了电池包内部的温度已经比较高，此时应当及时的断开电源，从而使电池包停止充电或放电，进而达到保护电池包的目的。

其中，R为电池包的内阻，我们知道电池包的内阻随着电池包放电或者充电时间的增大，因此，这里还设定电池包的内阻随着计算次数n的增加而增大。

这样，电池包在充电或者放电过程中，能够通过对电池包内部的温度进行补偿的方式计算，从而能够更为实时、准确、真实的反应电芯的温度，避免因为仅仅通过检测电芯表面的最高温度来判断是否断开电源而造成的断电不及时而损坏电池包的问题，进而能够使得电池包得到更好的保护，延长电池包的使用寿命。

本发明还提出了一种电池包，该电池包可以采用以上所说的任意一种电池包的保护方法来保护该电池包。该电池包可以包括：温度检测模块、电流检测模量、温度补偿模块和控制模块。其中，温度检测模块例如可以用于检测电池包的温度T或者用于检测电池包的初始温度T₀。电流检测模块例如可以用于检测电池包的电流I。温度补偿模块用计算补偿电芯的温度。控制模块用于分别与温度检测模块、电流检测模量和温度补偿模块电连接，并进行计算和判断，最终确定是否使得电池包停止充电或放电。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池包的保护方法，包括：

检测所述电池包的温度T；

检测所述电池包的电流I；

根据公式T_n=T_n-1+计算第n次的判据温度，其中，R为所述电池包中电芯的内阻，C为所述电池包中电芯的比热容，m为所述电池包中电芯的质量，T_n-1为第n-1次的判据温度，n取值为大于等于1的正整数，当n等于1时，t为所述电池包的电流I截止至计算时所持续的时间长度，T_n-1为所述电池包的温度T，当n大于1时，t为设定的时间长度，T_n-1为上一次计算所得的判据温度；

判断所述判据温度是否大于预设温度值；

当所述判据温度大于所述预设温度值时，使所述电池包停止充电或放电。

2.根据权利要求1所述的电池包的保护方法，其特征在于：

检测所述电池包的电流I；

还包括：

判断所述电池包的电流I是否大于预设电流值；

如果所述电池包的电流I大于所述预设电流值则以所述判据温度判断是否使所述电池包停止充电或放电。

3.根据权利要求2所述的电池包的保护方法，其特征在于：

如果所述电池包的电流I小于等于所述预设电流值则根据所述电池包的温度T判断是否使所述电池包停止充电或放电。

4.根据权利要求1所述的电池包的保护方法，其特征在于：

当n大于1时，n越大时，时间长度t越短。

5.一种电池包的保护方法，包括：

检测所述电池包的温度T；

检测所述电池包的电流I；

根据公式∆T=计算温度修正值∆T，其中，t为所述电池包的电流I截止至计算时所持续的时间长度，R为所述电池包中电芯的内阻，C为所述电池包中电芯的比热容，m为所述电池包中电芯的质量；

判断所述电池包的温度T与所述温度修正值∆T之和T+∆T是否大于预设温度值；

当所述电池包的温度T与所述温度修正值∆T之和T+∆T大于所述预设温度值时，使所述电池包停止充电或放电。

6.根据权利要求5所述的电池包的保护方法，其特征在于：

检测所述电池包的电流I；

还包括：

判断所述电池包的电流I是否大于预设电流值；

如果所述电池包的电流I大于所述预设电流值则以所述电池包的温度T与所述温度修正值∆T之和T+∆T判断是否使所述电池包停止充电或放电；

如果所述电池包的电流I小于等于所述预设电流值则以所述电池包的温度T判断是否使所述电池包停止充电或放电。

7.根据权利要求6所述的电池包的保护方法，其特征在于：

随着所述电池包的电流I持续时间的增加，两次判断是否使所述电池包停止充电或放电之间的时间间隔缩短。

8.一种电池包的保护方法，包括：

检测所述电池包的初始温度T₀；

根据公式 =∆T₁+ …+∆T_n计算累计温升 ，其中，∆T_n=，I为第n次计算时所述电池包的电流值，R为所述电池包中电芯的内阻，C为所述电池包中电芯的比热容，m为所述电池包中电芯的质量，t为第n次计算时设定的预设时长；

判断所述电池包的初始温度T₀与所述累计温升 之和T₀+是否大于预设温度值；

当所述电池包的初始温度T₀与所述累计温升 之和T₀+ 大于所述预设温度值时，使所述电池包停止充电或放电。

9.根据权利要求8所述的电池包的保护方法，其特征在于：

所述累计温升中的∆T_n=中的内阻R取值随计算次数n增加而增大。

10.一种电池包，采用如权利要求1至9任意一项所述的电池包的保护方法。