加热方法、加热装置和可读存储介质转让专利

申请号 : CN202310476646.6

文献号 : CN116193642B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 吴凯李爱新李耀王灿

申请人 : 宁德时代新能源科技股份有限公司

摘要 :

本申请提供一种加热方法、加热装置和可读存储介质,适用于温度控制技术领域。该方法包括:确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,确定加热对象从初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,在相邻的下一加热周期内,根据理论热量与实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热。由于理论热量和实际热量在加热过程中较为稳定,因此理论热量与实际热量之间的偏差波动较小,从而在根据理论热量和实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热的过程中,可以降低加热对象的温度波动。

权利要求 :

1.一种加热方法,其特征在于,所述方法包括:

确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,所述第一温度为所述加热对象在当前加热周期结束时的温度;

确定所述加热对象从所述初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,所述第二温度为所述加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度;

在所述相邻的下一加热周期内,根据所述理论热量与所述实际热量之间的偏差控制所述加热件对所述加热对象进行加热;

其中,所述确定所述加热对象从所述初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,包括:确定所述加热对象在温度升高第二温度差时需要吸收的第二热量,所述第二温度差为所述第二温度与所述初始温度之间的温度差;根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的第二散热量和所述第二热量确定所述理论热量。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,

所述第二温度与所述加热对象在所述当前加热周期结束时所要达到的温度相同;

或者,所述第二温度为所述加热对象以恒定的升温速率加热到所述相邻的下一加热周期结束时所能达到的温度。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,包括:根据所述第一温度与所述初始温度之间的第一温度差确定所述实际热量。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一温度与所述初始温度之间的第一温度差确定所述实际热量,包括:确定所述加热对象在温度升高所述第一温度差时需要吸收的第一热量;

根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的第一散热量和所述第一热量确定所述实际热量。

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。

7.如权利要求1‑6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述理论热量与所述实际热量之间的偏差控制所述加热件对所述加热对象进行加热,包括:确定所述理论热量对应的电压值与所述实际热量对应的电压值之间的电压差;

根据所述电压差控制所述加热件对所述加热对象进行加热。

8.一种加热装置,其特征在于,所述加热装置包括:

第一确定模块,用于确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,所述第一温度为所述加热对象在当前加热周期结束时的温度;

第二确定模块,用于确定所述加热对象从所述初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,所述第二温度为所述加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度;

控制模块,用于在所述相邻的下一加热周期内,根据所述理论热量与所述实际热量之间的偏差控制所述加热件对所述加热对象进行加热;

其中,所述第二确定模块包括第二确定单元,用于确定所述加热对象在温度升高第二温度差时需要吸收的第二热量,所述第二温度差为所述第二温度与所述初始温度之间的温度差;根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的第二散热量和所述第二热量确定所述理论热量。

9.如权利要求8所述的加热装置,其特征在于,

所述第二温度与所述加热对象在所述当前加热周期结束时所要达到的温度相同;

或者,所述第二温度为所述加热对象以恒定的升温速率加热到所述相邻的下一加热周期结束时所能达到的温度。

10.如权利要求8所述的加热装置,其特征在于,所述第一确定模块包括第一确定单元,用于根据所述第一温度与所述初始温度之间的第一温度差确定所述实际热量。

11.如权利要求10所述的加热装置,其特征在于,所述第一确定单元具体用于确定所述加热对象在温度升高所述第一温度差时需要吸收的第一热量;根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的第一散热量和所述第一热量确定所述实际热量。

12.如权利要求11所述的加热装置,其特征在于,所述第一散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。

13.如权利要求8所述的加热装置,其特征在于,所述第二散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。

14.如权利要求8‑13中任一项所述的加热装置,其特征在于,所述控制模块具体用于确定所述理论热量对应的电压值与所述实际热量对应的电压值之间的电压差;根据所述电压差控制所述加热件对所述加热对象进行加热。

15.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质用于存储计算机程序,当所述计算机程序被加热装置运行时,使得所述加热装置执行如权利要求1‑7中任一项所述的方法。

说明书 :

加热方法、加热装置和可读存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及温度控制技术领域,具体涉及一种加热方法、加热装置和可读存储介质。

背景技术

[0002] 在对加热对象进行加热的过程中,通常需要对加热件发出的热量进行调节,以调节加热对象的温度,使加热对象的温度符合需求。例如,加热对象为电池模组,加热件为设置在电池模组一侧的加热板,在对电池模组进行恒温加热的过程中,需要调节加热板输出的热量,使电池模组的温度稳定在目标温度。
[0003] 在温度调节过程中,由于温度调节存在滞后性,使得加热对象的温度会存在较大的波动。

发明内容

[0004] 本申请实施例提供了一种加热方法、加热装置和可读存储介质,可以解决加热过程中的温度波动较大的问题。
[0005] 第一方面,本申请实施例提供了一种加热方法,该方法包括:
[0006] 确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,所述第一温度为所述加热对象在当前加热周期结束时的温度;
[0007] 确定所述加热对象从所述初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,所述第二温度为所述加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度;
[0008] 在所述相邻的下一加热周期内,根据所述理论热量与所述实际热量之间的偏差控制所述加热件对所述加热对象进行加热。
[0009] 本申请实施例中,在加热过程中确定加热件产生的实际热量以及加热对象需要的理论热量,根据理论热量和实际热量之间偏差控制加热件对加热对象进行加热。由于理论热量和实际热量在加热过程中较为稳定,因此理论热量与实际热量之间的偏差波动较小,从而在根据理论热量和实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热的过程中,可以降低加热对象的温度波动。
[0010] 在一些实施例中,所述第二温度与所述加热对象在所述当前加热周期结束时所要达到的温度相同;或者,所述第二温度为所述加热对象以恒定的升温速率加热到所述相邻的下一加热周期结束时所能达到的温度。
[0011] 在本申请实施例中,当每个加热周期结束时加热对象所需达到的温度相同时,加热方法可以适用于恒温加热场景,当根据加热时长和升温速率确定相邻的下一个加热周期所需达到的温度时,加热方法可以适用于恒速率升温场景。
[0012] 在一些实施例中,所述确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,包括:
[0013] 根据所述第一温度与所述初始温度之间的第一温度差确定所述实际热量。
[0014] 在本申请实施例中,根据第一温度与初始温度之间的第一温度差确定加热件需要产生的实际热量,可以比较准确的确定加热对象的温度从初始温度升高至第一温度时加热件需要产生的热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0015] 在一些实施例中,所述根据所述第一温度与所述初始温度之间的第一温度差确定所述实际热量,包括:
[0016] 确定所述加热对象在温度升高所述第一温度差时需要吸收的第一热量;
[0017] 根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的第一散热量和所述第一热量确定所述实际热量。
[0018] 在本申请实施例中,在确定实际热量的过程中,同时考虑了加热对象吸收的热量和加热件在加热过程中损耗的热量,可以准确地确定加热对象的温度从初始温度升高值第一温度时加热件需要产生的热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0019] 在一些实施例中,所述第一散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0020] 在本申请实施例中,在根据第一热量、加热件的对流散热量和辐射散热量确定实际热量时,可以得到更准确的实际热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0021] 在一些实施例中,所述确定所述加热对象从所述初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,包括:
[0022] 根据所述第二温度与所述初始温度之间的第二温度差确定所述理论热量。
[0023] 在本申请实施例中,根据第二温度与初始温度之间的第二温度差确定加热件需要产生的实际热量,可以比较准确的确定加热对象的温度从初始温度升高至第二温度时需要的热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0024] 在一些实施例中,所述根据所述第二温度与所述初始温度之间的第二温度差确定所述理论热量,包括:
[0025] 确定所述加热对象在温度升高所述第二温度差时需要吸收的第二热量;
[0026] 根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的第二散热量和所述第二热量确定所述理论热量。
[0027] 在本申请实施例中,在确定理论热量的过程中,同时考虑了加热对象吸收的热量和加热件在加热过程中损耗的热量,可以准确地确定加热对象的温度从初始温度升高值第二温度时需要加热件产生的热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0028] 在一些实施例中,所述第二散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0029] 本申请实施例中,在根据第二热量和加热件在加热过程中的对流散热量和辐射散热量确定实际热量时,可以得到更准确的理论热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0030] 在一些实施例中,所述根据所述理论热量与所述实际热量之间的偏差控制所述加热件对所述加热对象进行加热,包括:
[0031] 确定所述理论热量对应的电压值与所述实际热量对应的电压值之间的电压差;
[0032] 根据所述电压差控制所述加热件对所述加热对象进行加热。
[0033] 第二方面,本申请实施例提供了一种加热装置,该加热装置包括:
[0034] 第一确定模块,用于确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,所述第一温度为所述加热对象在当前加热周期结束时的温度;
[0035] 第二确定模块,用于确定所述加热对象从所述初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,所述第二温度为所述加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度;
[0036] 控制模块,用于在所述相邻的下一加热周期内,根据所述理论热量与所述实际热量之间的偏差控制所述加热件对所述加热对象进行加热。
[0037] 在一些实施例中,所述第二温度与所述加热对象在所述当前加热周期结束时所要达到的温度相同;或者,所述第二温度为所述加热对象以恒定的升温速率加热到所述相邻的下一加热周期结束时所能达到的温度。
[0038] 在一些实施例中,所述第一确定模块包括第一确定单元,用于根据所述第一温度与所述初始温度之间的第一温度差确定所述实际热量。
[0039] 在一些实施例中,所述第一确定单元具体用于确定所述加热对象在温度升高所述第一温度差时需要吸收的第一热量;根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的第一散热量和所述第一热量确定所述实际热量。
[0040] 在一些实施例中,所述第一散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第一温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0041] 在一些实施例中,所述第二确定模块包括第二确定单元, 用于根据所述第二温度与所述初始温度之间的第二温度差确定所述理论热量。
[0042] 在一些实施例中,所述第二确定单元具体用于确定所述加热对象在温度升高所述第二温度差时需要吸收的第二热量;根据所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的第二散热量和所述第二热量确定所述理论热量。
[0043] 在一些实施例中,所述第二散热量包括所述加热件在将所述加热对象的温度升高所述第二温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0044] 在一些实施例中,所述控制模块具体用于确定所述理论热量对应的电压值与所述实际热量对应的电压值之间的电压差;根据所述电压差控制所述加热件对所述加热对象进行加热。
[0045] 第三方面,本申请实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质用于存储计算机程序,当所述计算机程序被加热装置运行时,使得所述加热装置执行如第一方面所述的方法。
[0046] 第四方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在加热装置上运行时,使得加热装置执行上述第一方面所述的方法。
[0047] 可以理解的是,上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。

附图说明

[0048] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049] 图1示出了本申请实施例提供的一种加热系统的原理示意图。
[0050] 图2示出了本申请实施例提供的一种加热过程的温度变化示意图。
[0051] 图3示出了本申请实施例提供的另一种加热过程的温度变化示意图。
[0052] 图4示出了本申请实施例提供的一种加热方法的步骤流程图。
[0053] 图5示出了本申请实施例提供的另一种加热系统的原理示意图。
[0054] 图6示出了本申请实施例提供的一种温度控制原理示意图。
[0055] 图7示出了本申请实施例提供的一种加热方法的逻辑示意图。
[0056] 图8示出了本申请实施例提供的一种加热装置的结构示意图。
[0057] 图9示出了本申请实施例提供的另一种加热装置的结构示意图。

具体实施方式

[0058] 以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0059] 应当理解,当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0060] 还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
[0061] 如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0062] 另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0063] 在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
[0064] 图1示出了本申请实施例提供的一种加热系统的原理示意图。如图1所示,加热系统中包括控制模块11、调压模块12、加热板13、一个或多个电池模组14和温度传感器15。电池模组14可以是一个或多个串联的电池模组,每个电池模组可以由多个单体电池串联和/或并联组成。在该加热系统中,加热对象为电池模组14,加热件为加热板13,加热板13设置在电池模组14的一侧,用于对电池模组14进行加热。
[0065] 其中,控制模块11分别与温度传感器15和调压模块12连接,温度传感器15可以对电池模组14的温度进行采集,并向控制模块11发送电池模组14的温度。控制模块11可以控制调压模块12向加热板13输出的电压,使加热板13发热对电池模组14进行加热。
[0066] 在一些实施例中,上述加热系统可以安装在用电装置中,用电装置例如电动汽车、电动轮船和电动玩具等,但不限于此。当加热系统安装在用电装置中时,上述加热系统构成用电装置中电池包(pack)的一部分,控制模块11可以是电池包中的电池管理系统(battery management system,BMS)。
[0067] 以上仅为示例性举例,加热对象和加热件的具体类型,以及加热系统的具体组成可以根据需求设置,本实施例对此不做限制。
[0068] 在一种加热场景中,加热件需要对加热对象进行恒温加热,使加热对象的温度稳定在目标温度。以图1所示的加热系统为例,当用电装置所处的环境中的温度较低时,会影响电池模组14的正常充放电。此时,控制模块11可以控制调压模块12向加热板13输出的电压,使加热板13对电池模组14进行加热,以使电池模组14的温度稳定在目标温度,从而使电池模组14可以正常充放电。
[0069] 图2示出了本申请实施例提供的一种加热过程的温度变化示意图。图2中横坐标为时间,纵坐标为温度,曲线21为恒温加热过程中电池模组14的温度变化曲线。如图2所示,在恒温加热过程中,电池模组14的实际温度在达到目标温度t1之后会上下波动。当温度波动较小时,加热对象的温度会低于温度上限值t2且高于温度下限值t3,使得电池模组14的实际温度稳定在目标温度t1。而当温度波动较大时,加热对象的温度会高于温度上限值t2或低于温度下限值t3,使得电池模组14的实际温度无法稳定在目标温度t1。
[0070] 在另一种加热场景中,加热件需要对加热对象进行恒速率升温,使加热对象的温度以恒定的升温速率升高。以电池测试为例,在对单体电池(也称电芯)的性能进行测试的过程中,加热件需要对单体电池进行加热,使单体电池的温度以恒定的升温速率不断升高,直至单体电池发生热失控,以测试单体电池的性能。
[0071] 图3示出了本申请实施例提供的另一种加热过程的温度变化示意图。图3中横坐标为时间,纵坐标为温度,直线31为理想状态下单体电池在恒速率升温过程中的温度变化曲线,曲线32为恒速率升温过程中单体电池实际的温度变化曲线。
[0072] 如图3所示,在对单体电池进行测试的过程中,理想状态下单体电池的升温速率为直线31的斜率,升温速率恒定,即单体电池的温度稳定。而实际应用中,单体电池的升温速率为曲线32的斜率,单体电池的升温速率会上下波动,从而导致单体电池的温度并不会以恒定的升温速率升温,会出现波动。
[0073] 以上仅为示例性举例,加热场景可以包括但不限于上述举例。
[0074] 以图1为例,加热件通过热传导的方式向加热对象传递热量,对加热对象进行加热,加热件的温度越高加热对象的温度越高。在每次通过调节加热件的电压调节加热件输出的热量之后,加热件的温度并不会发生突变,仍会以调节前的温度对加热对象加热一段时间,因此对加热对象的温度调节存在一定的滞后性,使得加热对象的温度会存在较大的波动。
[0075] 为了解决加热过程中温度波动较大的问题,本申请实施例提供一种加热方法,在加热过程中,首先确定加热对象被加热到第一温度时加热件需要产生的实际热量,并确定加热对象被加热到第二温度时所需的理论热量,第一温度为加热对象在当前加热周期结束时的温度,第二温度为加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度。然后根据理论热量与实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热。
[0076] 由于理论热量和实际热量在加热过程中较为稳定,因此理论热量与实际热量之间的偏差波动较小,从而在根据理论热量和实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热的过程中,可以降低加热对象的温度波动。
[0077] 图4示出了本申请实施例提供的一种加热方法的步骤流程图。如图4所示,该方法可以包括步骤41至步骤43:
[0078] 步骤41、确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量。
[0079] 其中,第一温度为加热对象在当前加热周期结束时的温度。
[0080] 图5示出了本申请实施例提供的另一种加热系统的原理示意图。如图5所示,加热系统中可以包括温度传感器15和温度传感器16,温度传感器15用于采集电池模组14的实际温度,温度传感器16用于采集电池模组14所处的环境中的环境温度。
[0081] 其中,图5所示的加热系统中可以包括一个或多个温度传感器15。当温度传感器15为一个时,在每个加热周期结束时,控制模块11可以将温度传感器15采集的实际温度确定为电池模组14的第一温度。当温度传感器15为多个时,在每个加热周期结束时,控制模块11可以计算多个温度传感器15分别采集的实际温度的平均值,将计算得到的平均值确定为电池模组14的第一温度。
[0082] 在一些实施例中,初始温度可以为加热对象所处的环境中的环境温度。如图5所示,在每个加热周期结束时,控制模块11可以获取温度传感器16采集的环境温度,将环境温度确定为初始温度。例如,图5所示的加热系统位于用电装置中,电池模组14在未开始加热之前电池模组14的温度与环境温度一致,因此可以将初始温度设置为电池模组14所处的环境中的温度。
[0083] 在另一些实施例中,初始温度为加热对象开始加热时的温度。例如,在开始加热时,电池模组14的温度与环境中的环境温度一致,控制模块11可以记录电池模组14开始加热时温度传感器16采集得到的环境温度,将该环境温度确定为初始温度。
[0084] 应当理解的是,加热对象的初始温度可以是加热对象所处的环境温度,也可以是加热对象开始加热时的温度,初始温度的选择方式可以包括但不限于上述举例。
[0085] 在一些实施例中,在对加热对象进行加热的过程中,可以在每个加热周期结束时通过温度传感器采集的加热对象的实际温度确定第一温度,并确定第一温度与加热对象的初始温度之间的温度差(该温度差可以称为第一温度差),然后根据第一温度差确定实际热量。
[0086] 示例性地,首先可以确定第一温度与初始温度之间的第一温度差,然后确定加热对象的温度升高第一温度差时加热对象需要吸收的热量(该热量可以称为第一热量),并将第一热量确定为实际热量。以电池模组14为例,第一热量可以通过公式(1)计算确定,公式(1)如下所示:
[0087] 公式(1);
[0088] 其中,为电池模组14的平均比热容, 为电池模组14的质量, 为温度每升高1摄氏度(℃)时电池模组14需要吸收的热量。 为电池模组14的初始温度, 为第一温度,为电池模组14从初始温度 被加热到第一温度 时需要吸收的第一热量。
[0089] 在本申请实施例中,根据第一温度与初始温度之间的第一温度差确定加热件需要产生的实际热量,可以比较准确的确定加热对象的温度从初始温度升高至第一温度时加热件需要产生的热量。
[0090] 可选地,根据第一温度差确定实际热量的步骤可以包括:
[0091] 确定加热对象在温度升高第一温度差时需要吸收的第一热量;
[0092] 根据加热件在将加热对象的温度升高第一温度差的过程中的第一散热量和第一热量确定实际热量。
[0093] 可选地,第一散热量包括加热件在将加热对象的温度升高第一温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0094] 示例性地,在计算确定实际热量的过程中,首先可以确定第一热量,并确定加热件在将加热对象的温度升高第一温度差的过程中的第一散热量,根据第一热量和第一散热量确定实际热量。第一散热量可以包括加热件在加热过程中的对流散热量(也称自然对流散热量)和辐射散热量中的一项或两项,该对流散热量可以称为第一对流散热量,该辐射散热量可以称为第一辐射散热量。
[0095] 以图5所示加热系统为例,实际热量用符号 表示,第一对流散热量用符号 表示,第一辐射散热量用符合 表示,则第一对流散热量 可以通过公式(2)计算确定,第一辐射散热量 可以通过公式(3)计算确定,实际热量 可以通过公式(4)计算确定。公式(2)、公式(3)和公式(4)如下所示:
[0096] 公式(2);
[0097] 公式(3);
[0098] 公式(4);
[0099] 其中,为加热板13的对流换热系数,A为加热板13的面积。为加热板13的发射率,为玻尔兹曼常数。
[0100] 应当理解的是,第一热量 根据第一温度 和初始温度 计算得到,第一热量表示电池模组14的温度从初始温度 升高至当前加热周期结束时的这一时刻的第一温度时需要吸收的热量。通过公式(2)计算得到的第一对流散热量 为加热板13的瞬时对流散热量,通过公式(3)计算得到的第一辐射散热量 为加热板13的瞬时辐射散热量。
[0101] 因此,实际热量 表示若在当前加热周期结束这一时刻开始对温度为初始温度的电池模组14进行加热,并将电池模组14的温度加热到第一温度 时加热板13实际产生的热量。
[0102] 在实际应用中,也可以通过其他方式确定第一对流散热量和第一辐射散热量。例如,可以通过实验确定加热电池模组14的温度每升高1摄氏度时加热板13的单位对流散热量和单位辐射散热量。在计算确定第一对流散热量时,可以将第一温度与初始温度之间的温度差与单位对流散热量的乘积作为第一对流散热量。同理,可以将第一温度与初始温度之间的温度差与单位辐射散热量的乘积作为第一辐射散热量。
[0103] 以上仅为示例性举例,对流散热量和辐射散热量的具体计算方法可以包括但不限于上述举例。
[0104] 在本申请实施例中,在确定实际热量的过程中,同时考虑了加热对象吸收的热量和加热件在加热过程中损耗的热量,可以准确地确定加热对象的温度从初始温度升高至第一温度时加热件需要产生的热量。并且,在根据第一热量、对流散热量和辐射散热量确定实际热量时,可以得到更准确的实际热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0105] 步骤42、确定加热对象从初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量。
[0106] 其中,第二温度为加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度(该温度也可以称为目标温度)。
[0107] 可选地,第二温度与加热对象在当前加热周期结束时所要达到的温度相同;或者,第二温度为加热对象以恒定的升温速率加热到相邻的下一加热周期结束时所能达到的温度。
[0108] 如图2和图3所示,在恒温加热中,在每个加热周期结束时加热对象所要达到的目标温度均相同,每个加热周期结束时加热对象的温度可以预先确定。在恒速率升温场景中,第二温度可以根据加热时长和升温速率确定。
[0109] 以图5所示加热系统为例,在恒速率升温场景中,控制模块11可以在启动加热板13开始对电池模组14进行加热的同时开始计时,计时时长为电池模组14的加热时长。例如,计时时长为t,升温速率为A摄氏度每分钟(℃/min),第二温度为 ,每个加热周期的周期时长为Δt,则可以获取当前加热周期结束时的计时时长t,并根据计时时长t与周期时长Δt确定相邻的下一个加热周期结束时电池模组14需要达到的第二温度 ,第二温度 =A×(t+Δt)。
[0110] 在本申请实施例中,当每个加热周期结束时加热对象所需达到的温度相同时,加热方法可以适用于恒温加热,当根据加热时长和升温速率确定相邻的下一个加热周期所需达到的温度时,加热方法可以适用于恒速率升温场景,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0111] 在一些实施例中,在对加热对象进行加热的过程中,可以在每个加热周期结束时确定第二温度,并确定第二温度与初始温度之间的温度差(该温度差可以称为第二温度差),然后根据第二温度差确定理论热量。
[0112] 示例性地,首先可以确定第二温度与初始温度之间的第二温度差,然后确定加热对象的温度升高第二温度差时加热对象需要吸收的热量(该热量称为第二热量),并将第二热量确定为理论热量。以电池模组14为例,电池模组14的温度升高第二温度差时需要吸收的第二热量可以通过公式(5)计算确定,公式(5)如下所示:
[0113] 公式(5);
[0114] 其中, 为第二温度, 为电池模组14从初始温度 加热到第二温度 时需要吸收的热量。
[0115] 在本申请实施例中,根据第二温度与初始温度之间的第二温度差确定加热件需要产生的实际热量,可以比较准确的确定加热对象的温度从初始温度升高至第二温度时需要的热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0116] 可选地,根据第二温度差确定理论热量的步骤可以包括:
[0117] 确定加热对象在温度升高第二温度差时需要吸收的第二热量;
[0118] 根据加热件在将加热对象的温度升高第二温度差的过程中的第二散热量和第二热量确定理论热量。
[0119] 可选地,第二散热量包括加热件在将加热对象的温度升高第二温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0120] 示例性地,在计算确定理论热量的过程中,首先可以确定第二热量,并确定加热件在将加热对象的温度升高第二温度差的过程中的第二散热量,根据第二热量和第二散热量确定理论热量。第二散热量可以包括加热件在加热过程中的对流散热量和辐射散热量中的一项或两项,该对流散热量可以称为第二对流散热量,该辐射散热量可以称为第二辐射散热量。
[0121] 以图5所示加热系统为例,理论热量用符号 表示,第二对流散热量用符号 表示,第二辐射散热量用符合 表示,第二对流散热量 可以通过公式(6)计算确定,第二辐射散热量 可以通过公式(7)计算确定,理论热量 可以通过公式(8)计算确定,公式(6)、公式(7)和公式(8)如下所示:
[0122] 公式(6);
[0123] 公式(7);
[0124] 公式(8);
[0125] 应当理解的是,第二热量 根据第二温度 和初始温度 计算得到,第二热量表示电池模组14的温度从初始温度 升高至相邻的下一个加热周期结束这一时刻的第二温度 时电池模组14需要吸收的热量。通过公式(6)计算得到的第二对流散热量 为加热板13的瞬时对流散热量,通过公式(7)计算得到的第二辐射散热量 为加热板13的瞬时辐射散热量。
[0126] 因此,理论热量 可表示若在当前加热周期结束这一时刻开始对温度为初始温度 的电池模组14进行加热,并将电池模组14的温度加热到第二温度 时加热板13总共需要加热板13产生的热量。
[0127] 在实际应用中,也可以通过其他方式确定第二对流散热量和第二辐射散热量。例如,可以通过实验确定加热电池模组14的温度每升高1摄氏度时加热板13的单位对流散热量和单位辐射散热量。在计算确定第二对流散热量时,可以将第二温度与初始温度之间的温度差与单位对流散热量的乘积作为第二对流散热量。同理,可以将第二温度与初始温度之间的温度差与单位辐射散热量的乘积作为第二辐射散热量。
[0128] 以上仅为示例性举例,对流散热量和辐射散热量的具体计算方法可以包括但不限于上述举例。
[0129] 在本申请实施例中,在确定理论热量的过程中同时考虑了加热对象吸收的热量和加热件在加热过程中损耗的热量,可以准确地确定加热对象的温度从初始温度升高值第二温度时需要加热件产生的热量。并且,在根据第二热量、对流散热量和辐射散热量确定实际热量时,可以得到更准确的理论热量,可以降低理论热量与实际热量之间的偏差,从而可以降低加热对象的温度波动。
[0130] 步骤43、在相邻的下一加热周期内,根据理论热量与实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热。
[0131] 在一些实施例中,可以确定实际热量对应的电压值 ,以及确定理论热量对应的电压值 ,然后计算电压值 与电压值 之间的电压差err,将电压差err作为控制器的输入。由控制器根据电压差err计算确定加热件的电压(可以称为控制电压),根据控制电压控制加热件对加热对象进行加热。
[0132] 以图5所示加热系统为例,当加热板13的电阻为R时,电压值 和电压值 可以分别通过公式(9)和公式(10)计算确定,电压差err可以通过公式(11)计算确定,公式(9)、公式(10)和公式(11)如下所示:
[0133] 公式(9);
[0134] 公式(10);
[0135] 公式(11);
[0136] 示例性地,控制器可以是设置在控制模块11中的软件模块,控制器可以是比例积分(proportional integral,PI)控制器,也可以是比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器,或者其他类型的控制器,本实施例对此不做限制。
[0137] 以PI控制器为例,在相邻的下一个加热周期内,加热板13的控制电压可以通过公式(12)计算确定,公式(12)确定如下所示:
[0138] 公式(12);
[0139] 其中, 为相邻的下一个加热周期内加热件的控制电压, 为PI控制器的比例系数, 为PI控制器的积分系数,t为积分时间。
[0140] 图6示出了本申请实施例提供的一种温度控制原理示意图。在控制加热板13对电池模组14加热的过程中,首先通过温度传感器15获取当前加热周期结束时电池模组14的第一温度 ,根据第一温度 计算确定实际热量 ,并确定实际热量 对应的电压值 。同时,确定相邻的下一个加热周期电池模组14所要达到的第二温度 ,根据第二温度 计算确定理论热量 ,确定理论热量 对应的电压值 。
[0141] 然后,计算确定电压值 和电压值 之间的电压差 。在计算得到 之后,通过比例系数和电压差 计算确定PI控制器的比例项 ,以及根据积分系数、积分时间和电压差 确定PI控制器的积分项 。其中,积分时间为电池模组14的加热时长。
[0142] 最后,对比例项和积分项进行求和得到控制电压 ,控制模块11可以控制调压模块12向加热板13输出控制电压 ,通过加热板13产生热量对电池模组14进行加热。
[0143] 如图5所示,本申请实施例提供的加热方法可以由控制模块11实施,在加热过程中,在启动加热件之后,控制模块11在每个加热周期结束时可以依次执行步骤41至步骤43,得到一个新的控制电压 ,通过控制电压 实现对加热件输出的热量的调节,从而可以显示对加热对象的温度调节。
[0144] 其中,在每个加热周期结束时需要获取加热对象的第一温度,因此可以将每次获取到第一温度的时间点作为当前加热周期结束时的时间点。显然,在实际应用中也可以通过其他方式划分加热过程中的每个加热周期,例如可以将每次调节加热件的电压的时间点确定为当前加热周期的开始时间点,以及确定为前一个加热周期的结束时间点。
[0145] 如图5所示,在对电池模组14进行加热的过程中,需要对加热板13的电压进行多次调节,以改变加热板13向电池模组14输出的热量,实现对电池模组14的温度调节。每次调节对应一个加热周期,在每个加热周期开始时对加热板13的电压进行一次调节,在加热周期结束时对加热板13的电压进行下一次调节。
[0146] 以上仅为示例性举例,加热过程中加热周期的具体划分方式可以包括但不限于上述举例。
[0147] 图7示出了本申请实施例提供的一种加热方法的逻辑示意图。该方法可以包括图7所示的步骤71至步骤77。
[0148] 步骤71、确定第一温度。
[0149] 步骤72、确定第一温度对应的电压值。
[0150] 其中,第一温度对应的电压值为根据第一温度确定的实际热量对应的电压值 。
[0151] 步骤73、确定第二温度。
[0152] 步骤74、确定第二温度对应的电压值。
[0153] 其中,第二温度对应的电压值为根据第二温度确定的理论热量对应的电压值 。
[0154] 步骤75、确定电压差。
[0155] 其中,电压差为实际热量 对应的电压值 与理论热量 对应的电压值 之间的电压差 。
[0156] 步骤76、通过PI控制器得到控制电压。
[0157] 如图6所示,在确定电压差 之后,可以将电压差err输入PI控制器。电压差err作为PI控制器的输入,通过PI控制器可以确定控制电压 ,控制电压 为相邻的下一个加热周期内加热件的电压。
[0158] 步骤77、通过控制电压控制加热件对加热对象进行加热。
[0159] 如图5所示,在通过PI控制器得到控制电压 之后,控制模块11可以控制调压模块12向加热板13输出控制电压 ,以控制加热板13发出热量,对电池模组14进行加热。
[0160] 如图7所示,在本申请实施例提供的加热方法中,控制模块可以循环执行步骤71至步骤76,每次循环对应一个加热周期,在每个加热周期确定一个控制电压 ,并根据控制电压 对加热件的电压进行一次调节,实现对加热件输出的热量的一次调节,从而可以实现对加热对象的温度调节。
[0161] 综上所述,本申请实施例中提供一种新的加热方法,在加热过程中确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,确定加热对象从初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,在相邻的下一加热周期内,根据理论热量与实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热。
[0162] 由于理论热量和实际热量在加热过程中较为稳定,因此理论热量与实际热量之间的偏差波动较小,从而在根据理论热量和实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热的过程中,可以降低加热对象的温度波动。
[0163] 图8示出了本申请实施例提供的一种加热装置的结构示意图。加热装置8可以设置于上述举例中的控制模块,如图8所示,加热装置8包括:
[0164] 第一确定模块81,用于确定加热对象从初始温度加热到第一温度的过程中加热件产生的实际热量,第一温度为加热对象在当前加热周期结束时的温度;
[0165] 第二确定模块82,用于确定加热对象从初始温度加热到第二温度的过程中所需的理论热量,第二温度为加热对象在相邻的下一加热周期结束时所要达到的温度;
[0166] 控制模块83,用于在相邻的下一加热周期内,根据理论热量与实际热量之间的偏差控制加热件对加热对象进行加热。
[0167] 在一种实施例中,第二温度与加热对象在当前加热周期结束时所要达到的温度相同;或者,第二温度为加热对象以恒定的升温速率加热到相邻的下一加热周期结束时所能达到的温度。
[0168] 在一种实施例中,第一确定模块包括第一确定单元,用于根据第一温度与初始温度之间的第一温度差确定实际热量。
[0169] 在一种实施例中,第一确定单元具体用于确定加热对象在温度升高第一温度差时需要吸收的第一热量;根据加热件在将加热对象的温度升高第一温度差的过程中的第一散热量和第一热量确定实际热量。
[0170] 在一种实施例中,第一散热量包括加热件在将加热对象的温度升高第一温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0171] 在一种实施例中,第二确定模块包括第二确定单元, 用于根据第二温度与初始温度之间的第二温度差确定理论热量。
[0172] 在一种实施例中,第二确定单元具体用于确定加热对象在温度升高第二温度差时需要吸收的第二热量;根据加热件在将加热对象的温度升高第二温度差的过程中的第二散热量和第二热量确定理论热量。
[0173] 在一种实施例中,第二散热量包括加热件在将加热对象的温度升高第二温度差的过程中的对流散热量和/或辐射散热量。
[0174] 在一种实施例中,控制模块具体用于确定理论热量对应的电压值与实际热量对应的电压值之间的电压差;根据电压差控制加热件对加热对象进行加热。
[0175] 图9为本申请实施例提供的一种加热装置的结构框图。如图9所示,加热装置8包括处理器91以及存储器93,处理器91和存储器93可以通过一个或者多个总线94连接。
[0176] 加热装置8还包括计算机程序92,计算机程序92被存储在存储器93中,当该计算机程序92被处理器91执行时,使得加热装置8执行上述图4所示的加热方法。
[0177] 其中,上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应实体器件的功能描述,在此不再赘述。
[0178] 本申请实施例还提供一种可读存储介质,该可读存储介质包括计算机程序,当其在计算机上运行时,使得该计算机执行上述方法实施例提供的方法。
[0179] 本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得该计算机执行上述方法实施例提供的方法。
[0180] 以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
[0181] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。