CN107681065A - 一种动力电池加热系统 - Google Patents
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Abstract
一种动力电池加热系统，包括电池管理系统、N个继电器、N个电池组、N个加热单元及N个温度传感器；所述继电器包括第一开关和第一线圈，所述电池组包括M个串联及/或并联的单体电池，所述加热单元包括用于收容并加热对应的电池组的加热板；所述温度传感器用于感应对应的电池组的温度变化并发送对应的温度信号给所述电池管理系统，所述电池管理系统用于根据温度信号检测对应的电池组的温度值，将所述温度值与设定值相比较，根据比较结果控制所述第一开关的导通与截至进以控制对应的加热单元是否工作，M和N为自然数；上述动力电池加热系统加热效率高、热平衡性好。
Description
【技术领域】
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种动力电池加热系统。
【背景技术】
目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。电动汽车的动力通常由动力电池提供，目前电动汽车常用的动力电池一般为磷酸铁锂电池和三元锂电池，锂电池充放电特性的最佳温度区间在35℃～45℃。但是在广阔的中国北方地区的冬天，会出现-20℃，甚至-30℃的气温。根据电池充放电特性，在低温条件下电池的充电能力较弱，放电深度较低，电池组的续航里程将大大缩减。同时由于在低温下电池组的充放电电流不稳定，还会影响电池的使用寿命，进而限制电动汽车的推广和发展。
鉴于此，实有必要提供一种动力电池加热系统以克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能在电动汽车的动力电池温度过低时自动且高效的为动力电池加热的动力电池加热系统。
为了实现上述目的，本发明还提供一种动力电池加热系统，所述动力电池加热系统包括电池管理系统、N个继电器、N个电池组、N个加热单元及N个温度传感器；所述继电器包括第一开关和第一线圈，所述电池组包括M个串联及/或并联的单体电池，所述加热单元与所述电池组及所述继电器一一对应，所述加热单元包括两块用于收容并加热对应的电池组的加热板；所述第一开关的第一端与所述电池组的正极相连，所述第一开关的第二端与所述加热板的一端相连，所述加热板的另一端与所述电池组的负极相连；所述第一线圈的第一端与所述电池管理系统相连，所述第一线圈的第二端接地；所述温度传感器设置于与每个电池组对应的位置，所述温度传感器的两端与所述电池管理系统相连，所述温度传感器用于感应对应的电池组的温度变化并发送对应的温度信号给所述电池管理系统，所述电池管理系统用于根据温度信号检测对应的电池组的温度值，将所述温度值与设定值相比较，根据比较结果控制所述第一开关的导通与截止进以控制对应的加热单元是否工作，M和N为自然数。
进一步地，当电池管理系统判断所述温度值小于设定值时则发送电平信号至所述第一线圈，所述第一线圈带电，所述第一开关闭合，对应的加热单元工作并产生热量为对应的电池组加热。
进一步地，当电池管理系统判断所述温度值大于所述设定值时则控制所述所述第一线圈不带电，所述第一开关截止，对应的加热单元不工作。
进一步地，每块所述加热板上均匀分布有M个收容孔，所述收容孔的形状大小对应于所述单体电池的外型，两块加热板上的M个所述收容孔彼此相对形成M个收容空间用以收容M个所述单体电池。
进一步地，所述单体电池的外壳为钢材，所述加热板为碳晶材料。
进一步地，N个所述电池组串联及/或并联组成动力电池包。
相比于现有技术，本发明通过采用由碳晶材料制成的加热板，利用碳晶材料的灵活性、加热平衡性及高效的热转换性能，在提高能量利用率的同时，还不影响各个单体电池之间的热均衡，具有加热快，耗能小，热平衡性好的优点。本发明还利用所述电池单体的金属外壳传热，能够实现在寒冷温度下电池组的快速且高效率加热，进一步提高了能量的利用率；综上所述，本发明提供的动力电池加热系统能快速可靠的为所述电池组加热，可有效的避免所述电池组在温度过低不能正常充放电时带来的危害。
【附图说明】
图1为本发明的实施例提供的动力电池加热系统的原理框图。
图2为本发明的实施例提供的动力电池加热系统中的单体电池和加热板的的装配立体图。
图3为本发明的实施例提供的动力电池加热系统中的加热板的结构图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请一并参阅图1、图2及图3，所述动力电池加热系统100包括电池管理系统1、N个继电器2、N个电池组3以及N个加热单元4。所述继电器2包括第一开关K1和第一线圈L1，N个电池组3串联及/或并联组成电池包(图未示)，所述电池组3包括M个串联及/或并联的单体电池C，所述单体电池C的外壳为金属材料，例如钢材。所述加热单元4与所述电池组3及所述继电器2一一对应，每个加热单元4包括两块彼此相对的加热板41，每块加热板41上均匀分布有M个形状及大小一致的收容孔411，所述收容孔411的形状大小对应于所述单体电池C的外型设计，两块加热板41上的M个收容孔411彼此相对形成M个收容空间用以收容M个单体电池C，M和N为自然数。
所述第一开关K1的第一端与所述电池组3的正极相连，所述第一开关K1的第二端与所述加热板41的一端相连，所述加热板41的另一端与所述电池组3的负极相连。所述第一线圈L1的第一端与所述电池管理系统1相连，所述第一线圈L1的第二端接地。在与每个电池组3对应的位置上还设置了温度传感器5，所述温度传感器5的两端与所述电池管理系统1相连，所述温度传感器5用于感应对应的电池组3的温度变化并发送对应的温度信号给所述电池管理系统1，所述电池管理系统1用于根据温度信号检测对应的电池组3的温度值，将所述温度值与设定值相比较，根据比较结果控制所述第一开关K1的导通与截止进以控制对应的加热单元4是否工作。
所述加热板41用于为对应的电池组3中的各个单体电池C加热且所述加热板41由对应的电池组3提供电能。所述加热板41采用碳晶材料实现低温辐射供热。通过碳晶材料的灵活性、加热平衡性及高效的热转换性能，所述加热板41在提高能量利用率的同时，还不影响各个单体电池C之间的热均衡。另外，由于所述单体电池C采用的是导热性很好的金属外壳，可实现所述电池组3中的各个单体电池C的快速加热。
下面将对本发明动力电池加热系统100的工作原理进行说明。
所述温度传感器5实时感应对应的电池组3的温度变化并发送对应的温度信号给所述电池管理系统1。当所述电池管理系统1工作时，所述电池管理系统1根据收到的温度信号检测出对应的电池组3的温度值，并将所述温度值与设定值进行比较，当电池管理系统1判断所述温度值小于设定值时则发送电平信号至所述第一线圈L1，所述第一线圈L1带电，所述第一开关K1闭合，对应的加热单元4工作并产生热量为对应的电池组3加热。当电池管理系统1判断所述温度值大于所述设定值时则控制所述第一线圈L1不带电，所述第一开关K1截止，对应的加热单元4不工作。
可以理解，在温度极低的冬天，所述电池管理系统1可以在所述电池组3温度过低时自动控制所述加热单元4，以对所述电池组3进行快速加热，进而使所述电池组3中的各个单体电池C能正常且有效的充放电，从而有效地避免了电池组3充放电失常导致的危害。
本发明通过采用由碳晶材料制成的加热板41，通过碳晶材料的灵活性、加热平衡性及高效的热转换性能，在提高能量利用率的同时，还不影响各个单体电池C之间的热均衡，具有加热快，耗能小，热平衡性好的优点。本发明还利用所述电池单体C的金属外壳传热，能够实现在寒冷温度下电池组3的快速且高效率加热，进一步提高了能量的利用率。由此可见，本发明提供的动力电池加热系统100能快速可靠的为所述电池组3加热，可有效的避免所述电池组3在温度过低不能正常充放电时带来的危害。
本发明并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (6)
1.一种动力电池加热系统，其特征在于：包括电池管理系统、N个继电器、N个电池组、N个加热单元及N个温度传感器；所述继电器包括第一开关和第一线圈，所述电池组包括M个串联及/或并联的单体电池，所述加热单元与所述电池组及所述继电器一一对应，所述加热单元包括两块用于收容并加热对应的电池组的加热板；所述第一开关的第一端与所述电池组的正极相连，所述第一开关的第二端与所述加热板的一端相连，所述加热板的另一端与所述电池组的负极相连；所述第一线圈的第一端与所述电池管理系统相连，所述第一线圈的第二端接地；所述温度传感器设置于与每个电池组对应的位置，所述温度传感器的两端与所述电池管理系统相连，所述温度传感器用于感应对应的电池组的温度变化并发送对应的温度信号给所述电池管理系统，所述电池管理系统用于根据温度信号检测对应的电池组的温度值，将所述温度值与设定值相比较，根据比较结果控制所述第一开关的导通与截止进以控制对应的加热单元是否工作，M和N为自然数。
2.如权利要求1所述的动力电池加热系统，其特征在于：当电池管理系统判断所述温度值小于设定值时则发送电平信号至所述第一线圈，所述第一线圈带电，所述第一开关闭合，对应的加热单元工作并产生热量为对应的电池组加热。
3.如权利要求2所述的动力电池加热系统，其特征在于：当电池管理系统判断所述温度值大于所述设定值时则控制所述第一线圈不带电，所述第一开关截止，对应的加热单元不工作。
4.如权利要求3所述的动力电池加热系统，其特征在于：每块所述加热板上均匀分布有M个收容孔，所述收容孔的形状大小对应于所述单体电池的外型，两块加热板上的M个所述收容孔彼此相对形成M个收容空间用以收容M个所述单体电池。
5.如权利要求1所述的动力电池加热系统，其特征在于：所述单体电池的外壳为钢材，所述加热板为碳晶材料。
6.如权利要求1所述的动力电池加热系统，其特征在于：N个所述电池组串联及/或并联组成动力电池包。
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Cited By (3)
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| CN109301399A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-01 | 桑顿新能源科技有限公司 | 一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统 |
| CN110649350A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 江西优特汽车技术有限公司 | 一种动力电池用加热系统 |
| CN113884902A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-04 | 华南理工大学 | 一种低温下自供能的电池相变加热系统 |
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2017
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