智能高温老化系统技术方案

本文公开的是一种高温老化系统，包括：电池单体托盘堆垛，其具有电池单体托盘按照多个层级在其中进行堆叠的结构；一个或多个托盘架，其被容纳在高温老化室内部，并且每个托盘架包括其中电池单体托盘堆垛被容纳的网格形存储空间；堆垛机，其被配置为将电池单体托盘运送到网格形存储空间；热成像相机，其被安装在堆垛机上，并且被配置为获取关于装载在网格形存储空间中的电池单体托盘的热图像温度数据；以及控制器，其被配置为基于热图像温度数据来控制高温老化室内部的温度。据来控制高温老化室内部的温度。据来控制高温老化室内部的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】智能高温老化系统


[0001]本专利技术涉及一种用于电池单体的智能高温老化系统。
[0002]本申请要求于2021年7月6日提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0088257的优先权，并通过引用将在所述韩国专利申请的文献中公开的全部内容合并于此。

技术介绍

[0003]近来，能够被充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动设备的能源。
[0004]此外，二次电池作为用于电动车辆和混合动力电动车辆的能源受到关注，它们被提议作为解决使用化石燃料的传统汽油和柴油车辆的空气污染问题的措施。因此，由于二次电池的优点，使用二次电池的应用类型正在多样化，并且预计二次电池在未来将应用于与现在相比更多的领域和产品。
[0005]根据电极和电解质的组成，可以将二次电池分类为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池，并且在这些电池中，不易发生电解质泄漏且易于制造的锂离子聚合物电池的使用正在增加。通常，根据电池外壳的形状，将二次电池分类为其中将电极组件安装在圆柱形金属筒中的圆柱形电池、其中将电极组件安装在棱柱形金属筒中的棱柱形电池、以及其中将电极组件安装在铝层压片材构成的袋式外壳中的袋型电池。安装在电池外壳中的电极组件由正极、负极和介于正极和负极之间的分隔件的结构形成，并且是能够被充电和放电的发电元件。电极组件被分类为果冻卷型电极组件和堆垛型电极组件，在果冻卷式电极组件中分隔件被插入作为用活性材料涂覆的长片材的正极与负极之间并卷绕，在堆垛式电极组件中各自具有预定尺寸的多个正极和负极被依次堆叠，其之间插入分隔件。
[0006]在二次电池中，通常在电解质注入之后执行活化处理，并且在活化处理中，电池单体通过初始充电形成固体电解质界面(SEI)膜，然后通过高温老化快速洗脱金属异物，以防止产生低电压故障。
[0007]因为高温老化通常在60℃以上的温度下执行，所以应当在温度保持恒定的空间中执行工作。然而，根据现有技术，在装载其上安装多个电池单体的托盘之后，使用通用温度计来执行温度控制。然而在这种情况下，在高温老化室的电池单体之中，与外侧部分的电池单体相比，托盘中心部分的电池单体的温度由于热循环困难而过度增大。在这种情况下，发生位于中心部分的电池单体的容量由于不可逆反应而劣化的现象。此外，当温度控制由人工执行时，难以均匀地控制温度，并且因为所有工作都要手动地执行，所以存在需要大量时间和金钱的问题。
[0008][现有技术文件][0009][专利文献][0010]韩国专利申请No.10
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2015
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0026994

技术实现思路

[0011][技术问题][0012]本专利技术的目的是提供一种智能高温老化系统，其设置有能够在高温老化处理期间将托盘内部的温度偏差最小化的算法。
[0013][技术方案][0014]在本专利技术的一个实施例中，提供一种高温老化系统，包括：电池单体托盘堆垛，其中，将多个电池单体容纳在内部的电池单体托盘按照多个层级进行堆叠；一个或多个托盘架，其被容纳在高温老化室内部，并且每个托盘架包括其中容纳电池单体托盘堆垛的网格形存储空间；堆垛机，其被配置为将电池单体托盘运送到网格形存储空间；热成像相机，其被安装在堆垛机上并且被配置为获取关于装载在网格形存储空间中的电池单体托盘堆垛的热图像温度数据；以及控制器，其被配置为基于热图像温度数据来控制高温老化室内部的温度。
[0015]堆垛机可以包括被配置为在左右方向上移动的支柱以及安装在支柱上并且被配置为垂直移动的装载台，热成像相机可以在当支柱和装载台移动时一起移动，同时获取电池单体托盘的热图像温度数据。
[0016]一个或多个加热器和一个或多个吹风机可以被安装在高温老化室中，以控制高温老化室内部的温度。
[0017]控制器可以根据热图像温度数据来计算电池单体托盘堆垛的中心部分和外侧部分的温度，并基于所计算的温度来控制高温老化室内部的温度。
[0018]当电池单体托盘堆垛的中心部分的温度或者电池单体托盘堆垛的中心部分与外侧部分之间的温度差在参考范围之外时，控制器可以控制高温老化室内部的温度。
[0019]控制器可以计算被容纳在托盘架中的电池单体托盘堆垛的中心部分的温度的平均值，或者计算被容纳在托盘架中的电池单体托盘堆垛的中心部分与外侧部分之间的温度差的平均值，并且当计算结果在参考范围之外时，控制器可以控制整个高温老化室的温度。
[0020]控制器可以计算被容纳在托盘架中的电池单体托盘堆垛的部分的中心部分的温度的平均值，或者计算被容纳在托盘架中的电池单体托盘堆垛的部分的中心部分与外侧部分之间的温度差的平均值，并且当计算结果在参考范围之外时，控制器可以局部地控制对应电池单体托盘堆垛所位于的区域的温度。
[0021]可以通过停止加热器和吹风机中的一个或多个、重新启动加热器和吹风机中的一个或多个或者通过停止和重新启动的组合来执行对高温老化室内部的温度的控制。
[0022]当减小高温老化室内部的温度时，控制器可以停止加热器的操作并操作吹风机。
[0023]当增大高温老化室内部的温度时，控制器可以操作加热器并停止吹风机的操作。
[0024]控制器可以学习热图像温度数据，以导出用于将电池单体托盘堆垛的中心部分与外侧部分之间的温度差最小化的温度控制算法。
[0025]控制器可以收集所存储的热图像温度数据以配置训练数据，并且包括人工智能，人工智能根据训练数据导出用于将电池单体托盘堆垛的中心部分与外侧部分之间的温度差最小化的温度控制算法。
[0026]人工智能可以通过将根据所导出的温度控制算法的预测温度与实际电池单体托盘堆垛的热图像温度数据进行比较来验证算法的有效性，并利用验证结果来更新训练数据。
[0027]温度控制算法可以与操作或停止的加热器或吹风机的位置和数量相关，并且可以
与加热器或吹风机的操作时间的控制相关。
[0028]人工智能可以由用于深度学习的深度神经网络(DNN)形成。
[0029][有益效果][0030]根据本专利技术，基于人工智能算法对高温老化室内部的温度进行最佳地控制，从而在高温老化处理期间，可以自动将托盘中的温度偏差最小化，并且因此可以减少能耗并改善电池单体的性能。
附图说明
[0031]图1和图2是示出根据本专利技术的高温老化系统的示意图。
[0032]图3和图4是示出电池单体托盘和电池单体托盘堆垛的结构的示意图。
[0033]图5是示出将电池单体托盘堆垛容纳在托盘架中的处理的示意图。
[0034]图6是示出在电池单体托盘堆垛中电池单体托盘随时间的温度变化的曲线图。
[0035]图7是示出根据本专利技术的温度控制算法的流程图。
[0036]图8是示出用于深度学习的深度神经网络(DNN)的结构的示意图。
具体实施方式
[0037]下面将详细描述本专利技术。在描述本专利技术之前，本文和所附权利要求书中使用的术语或词本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高温老化系统，包括：电池单体托盘堆垛，在所述电池单体托盘堆垛中，将多个电池单体容纳在内部的电池单体托盘按照多个层级进行堆叠；一个或多个托盘架，所述一个或多个托盘架被容纳在高温老化室内部，并且每个托盘架包括其中容纳所述电池单体托盘堆垛的网格形存储空间；堆垛机，所述堆垛机被配置为将所述电池单体托盘运送到所述网格形存储空间；热成像相机，所述热成像相机被安装在所述堆垛机上，并且被配置为获取关于装载在所述网格形存储空间中的所述电池单体托盘堆垛的热图像温度数据；以及控制器，所述控制器被配置为基于所述热图像温度数据来控制所述高温老化室内部的温度。2.根据权利要求1所述的高温老化系统，其中：所述堆垛机包括被配置为在左右方向上移动的支柱以及安装在所述支柱上并且被配置为垂直移动的装载台；以及所述热成像相机在当所述支柱和所述装载台移动时一起移动，同时获取电池单体托盘的热图像温度数据。3.根据权利要求1所述的高温老化系统，其中，一个或多个加热器和一个或多个吹风机被安装在所述高温老化室中，以控制所述高温老化室内部的温度。4.根据权利要求1所述的高温老化系统，其中，所述控制器根据所述热图像温度数据来计算所述电池单体托盘堆垛的中心部分和外侧部分的温度，并基于所计算的温度来控制所述高温老化室内部的温度。5.根据权利要求4所述的高温老化系统，其中，当所述电池单体托盘堆垛的所述中心部分的温度或者所述电池单体托盘堆垛的所述中心部分与所述外侧部分之间的温度差在参考范围之外时，所述控制器控制所述高温老化室内部的温度。6.根据权利要求5所述的高温老化系统，其中，所述控制器计算被容纳在所述托盘架中的电池单体托盘堆垛的所述中心部分的温度的平均值，或者计算被容纳在所述托盘架中的电池单体托盘堆垛的所述中心部分与所述外侧部分之间的温度差的平均值，并且当计算结果在所述参考范围之外时，所述控制器控制整个所述高温老化室的温度。7.根据权利要求5所述的高温老化系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庸九，都圣官，权泫撤，李宪浩，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：