一种电池化成分容设备的温度控制系统及方法与流程

本发明涉及电池化成分容设备的，具体涉及一种电池化成分容设备的温度控制系统及方法。

背景技术：

1、电池化成分容过程中，电池会持续产生热量，为保证检测结果的准确性，通常需要将电池置于恒温环境下进行分容测试。因此，电池化成分容设备通常设置多个可独立运行的温控箱体，并通过换热器、风机以及换热介质管路对各温控箱体内部温度进行控制。

2、现有技术中，对于多个温控箱体的温度控制，通常采用集中式供液调节方式，即根据设备整体温度状态对换热介质的供液温度或供液流量进行调节，以实现温度控制。在设备实际运行过程中，由于不同温控箱体内的电池装载数量、电池发热状态以及空气流动情况存在差异，不同温控箱体之间容易出现温度偏差。现有控制方式通常依据检测温度进行整体调节，当部分温控箱体出现温度偏差时，难以针对产生温度偏差的温控箱体进行调节，从而影响多个温控箱体的温度控制效果。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中且难以针对存在温度偏差的箱体进行独立调节并兼顾整体温度控制的技术缺陷，本发明提供一种电池化成分容设备的温度控制系统及方法。

2、为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现：

3、本发明所述的一种电池化成分容设备的温度控制系统，包括：

4、组合式机架，所述组合式机架上设置有多个温控箱体；

5、多个温控机构，所述多个温控机构分别设置于各个所述温控箱体内，所述温控机构包括换热器和多个调速风机，所述调速风机用于驱动气流流经所述换热器并在对应温控箱体内循环流动；

6、公共冷热介质管路，所述公共冷热介质管路包括热介质管路和冷介质管路，所述热介质管路上设有第一电动比例阀，所述冷介质管路上设有第二电动比例阀，所述第一电动比例阀和所述第二电动比例阀用于调节对应介质的流量，所述热介质管路和冷介质管路经汇合后形成供液总管，所述供液总管分别连接至各个换热器，所述换热器的进液端设置有流量计，所述流量计用于检测流入对应换热器的介质流量；

7、温度采集模块，所述温度采集模块包括分别设置于各个所述温控箱体内的多个环境温度传感器，所述环境温度传感器用于采集对应温控箱体内的环境温度数据；

8、控制器，所述控制器分别与所述环境温度传感器、所述第一电动比例阀、所述第二电动比例阀及所述调速风机电连接，所述控制器用于根据多个环境温度传感器采集的环境温度数据确定各温控箱体的区域平均温度及全局环境温度；根据各温控箱体的区域平均温度与全局环境温度之间的偏差确定目标调节箱体，并控制所述目标调节箱体内对应的调速风机进行转速调节，以调节对应温控箱体内的空气流动；以及根据全局环境温度与目标基准温度之间的偏差调节所述第一电动比例阀和所述第二电动比例阀的开度，以改变热介质管路和冷介质管路的介质流量，进而调节供入各换热器的介质温度。

9、结合第一方面，所述控制器还用于根据同一温控箱体内多个环境温度传感器采集的环境温度数据，计算该温控箱体的区域平均温度及箱体内部温差值，并将所述温差值作为该温控箱体内调速风机转速调节的参数。

10、结合第一方面，每个所述温控箱体内的多个调速风机包括设置于所述换热器表面的第一风机组，以及分别设置于所述温控箱体两侧内壁的第二风机组；

11、其中，所述第一风机组用于调节对应温控箱体的区域平均温度与目标基准温度之间的偏差；所述第二风机组用于缩小对应温控箱体内部各位置环境温度传感器采集数据之间的温差。

12、结合第一方面，所述控制器在对目标调节箱体内调速风机进行转速调节时：

13、当目标调节箱体的区域平均温度高于目标基准温度时，提高目标调节箱体内的第一风机组与第二风机组的转速；

14、当目标调节箱体的区域平均温度低于目标基准温度时，降低目标调节箱体内的第一风机组与第二风机组的转速。

15、结合第一方面，所述控制器通过各个温控箱体内调速风机的独立调节，缩小不同温控箱体之间的区域平均温度偏差；

16、当全局环境温度偏离目标基准温度达到设定阈值时，所述控制器再通过调节所述第一电动比例阀和所述第二电动比例阀的开度，调节各换热器的入口介质温度。

17、结合第一方面，所述控制器还用于根据全局环境温度与目标基准温度之间的温差调节第一电动比例阀和第二电动比例阀的开度；

18、当全局环境温度高于目标基准温度时，第一电动比例阀的开度小于第二电动比例阀的开度；

19、当全局环境温度低于目标基准温度时，第二电动比例阀的开度小于第一电动比例阀的开度。

20、结合第一方面，在所述第一电动比例阀和第二电动比例阀开启后，所述控制器按照以下公式计算目标调节箱体内各调速风机的目标转速：

21、

22、其中，y为目标调速风机的目标转速百分比，且计算结果限定于0至100%之间，t1为该温控箱体的区域平均温度，t2为目标基准温度，k为预设的固定衰减常数，y0为预设基础转速百分比。

23、本发明第二方面提供了，一种电池化成分容设备的温度控制方法，应用于本发明第一方面任意一项所述的一种电池化成分容设备的温度控制系统，所述系统包括组合式机架、设置于机架上的多个温控箱体、设置于各温控箱体内的温控机构、公共冷热介质管路及控制器，所述温控机构包括换热器和多个调速风机，所述公共冷热介质管路包括接入各换热器的热介质管路和冷介质管路，所述热介质管路上设有第一电动比例阀，所述冷介质管路上设有第二电动比例阀，所述方法包括以下步骤：

24、获取当前化成分容工艺指令，并确定对应的目标基准温度；

25、在调控初始阶段，于所述第一电动比例阀和第二电动比例阀首次开启之前，控制所有温控箱体内部的调速风机运行；

26、实时获取各个温控箱体内多个环境温度传感器采集的环境温度数据，分别计算各个温控箱体的区域平均温度，并计算得到全局环境温度；

27、比较各温控箱体的区域平均温度与全局环境温度之间的偏差，将区域平均温度偏离全局环境温度超过预设偏差阈值的温控箱体确定为目标调节箱体，并控制所述目标调节箱体内对应的调速风机进行转速调节；

28、当全局环境温度与目标基准温度之间的偏差达到设定阈值时，通过调节第一电动比例阀和第二电动比例阀的开度，调节各换热器的入口介质温度。

29、结合第二方面，控制所述目标调节箱体内对应的调速风机进行转速调节，具体包括以下步骤：

30、根据同一目标调节箱体内多个环境温度传感器采集的环境温度数据，计算该目标调节箱体内部的温差值；

31、当目标调节箱体的区域平均温度高于目标基准温度时，提高目标调节箱体内第一风机组的转速；当目标调节箱体的区域平均温度低于目标基准温度时，降低所述第一风机组的转速；

32、当目标调节箱体内部的温差值大于设定阈值时，提高目标调节箱体内第二风机组的转速；

33、其中，所述第一风机组设置于换热器表面，所述第二风机组分别设置于温控箱体两侧内壁。

34、结合第二方面，按照预设开度对应关系同时调节第一电动比例阀和第二电动比例阀，具体包括：

35、当全局环境温度高于目标基准温度时，所述第一电动比例阀的开度小于所述第二电动比例阀的开度；

36、当全局环境温度低于目标基准温度时，所述第二电动比例阀的开度小于所述第一电动比例阀的开度；

37、结合第二方面，在所述第一电动比例阀和第二电动比例阀首次开启之后至工艺流程结束期间，目标调节箱体内各调速风机的目标转速按照以下公式计算：

38、

39、其中，y为目标调速风机的目标转速百分比，且计算结果限定于0至100%之间，t1为该温控箱体的区域平均温度，t2为目标基准温度，k为预设的固定衰减常数，y0为预设基础转速百分比。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

41、本发明所述的一种电池化成分容设备的温度控制系统，通过采集各温控箱体内的环境温度数据，分别确定各温控箱体的区域平均温度及全局环境温度，并根据区域平均温度与全局环境温度之间的偏差确定目标调节箱体，通过对目标调节箱体内对应调速风机进行转速调节，实现对局部温度偏差的针对性调节；同时，当全局环境温度与目标基准温度之间的偏差达到设定阈值时，再通过调节第一电动比例阀和第二电动比例阀的开度，对供入各换热器的介质温度进行整体调节。通过局部温场调节与整体温度控制相结合的方式，使存在温度偏差的温控箱体能够得到针对性修正，同时保证多个温控箱体整体温度维持在目标范围内，从而减小不同温控箱体之间的温度差异，提高电池化成分容过程中各温控箱体的温度一致性。

42、本发明所述的一种电池化成分容设备的温度控制方法，通过实时获取各温控箱体内的环境温度数据，分别计算区域平均温度和全局环境温度，并根据区域平均温度与全局环境温度之间的偏差确定目标调节箱体，对目标调节箱体内对应的调速风机进行转速调节；当全局环境温度与目标基准温度之间的偏差达到设定阈值时，再调节第一电动比例阀和第二电动比例阀的开度，对供入各换热器的介质温度进行整体调节。通过先对存在温度偏差的温控箱体进行局部调节，再对整体温度进行统一调节，使局部温度偏差调节与整体温度控制相互配合，提高多个温控箱体之间的温度均衡程度，满足电池化成分容过程对温场一致性的控制要求。