CN108054471A - 锂电池的预热方法以及预热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动车技术领域，公开了一种锂电池的预热方法和装置，该方法包括：在接收到预热信号的条件下，确定所述锂电池的当前使用模式；在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式；通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。通过本发明公开的上述方法，当锂电池处在放电模式下，根据锂电池当前的温度来确定与温度对应的预热方式，进而选择合适的预热方式对锂电池进行预热，通过不同的电池温度采用不同的预热方式，既可以确保锂电池在低温条件下能够正常工作，且能够提高锂电池的寿命和储能能力。

Description

锂电池的预热方法以及预热装置
技术领域
本发明涉及电动车技术领域，具体涉及一种锂电池的预热方法以及一种锂电池的预热装置。
背景技术
在经济全球化发展和社会节能减排的迫切需求下，世界汽车工业发展的重心正在发生转移。电动汽车作为一种新能源汽车，具有节能环保的优势，越来越成为汽车领域研究的热点。由于锂电池具有能量密度大、使用寿命长、无记忆效应等优点，被广泛应用于电动汽车中。
锂电池作为电动汽车中的重要部件，其状态的好坏直接影响到电动汽车的发展和应用前景。由于锂电池材料的固有特性，导致它对使用环境温度的要求较为苛刻。在低温环境下锂电池实际充放电性能远远低于常温下的充放电性能，而且是随着温度下降而下降。所以在低温环境下锂电池不能正常使用，而且长期在低温下充放电影响锂电池的寿命和储能能力。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的在低温环境下锂电池无法正常使用的问题，提供一种锂电池的预热方法以及一种锂电池的预热装置，可以确保锂电池在低温环境下能够正常使用，且提高锂电池使用寿命和储能能力。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种锂电池的预热方法，该方法包括：在接收到预热信号的条件下，确定所述锂电池的当前使用模式；在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式；通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
可选地，所述锂电池包括包覆于所述锂电池表面的电加热器，所述预热方式包括锂电池小电流放电内热以及利用外置加热装置加热。
可选地，所述根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，包括：在所述锂电池的当前温度值高于预设温度时，选择锂电池小电流放电内热的预热方式；在所述锂电池的当前温度值低于所述预设温度时，选择利用外置加热装置加热的预热方式。
可选地，所述外置加热装置为机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的至少一者。
可选地，所述方法还包括：在所述锂电池处于充电模式的情况下，通过充电电源对所述锂电池进行预热。
本发明第二方面提供一种锂电池的预热装置，该装置包括：
模式确定模块，用于在接收到预热信号的条件下确定所述锂电池的当前使用模式；预热控制模块，用于：
在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，以及通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
可选地，所述锂电池包括包覆于所述锂电池表面的电加热器，所述预热方式包括锂电池小电流放电内热以及利用外置加热装置加热。
可选地，所述根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，包括：在所述锂电池的当前温度值高于预设温度时，选择锂电池小电流放电内热的预热方式；在所述锂电池的当前温度值低于所述预设温度时，选择利用外置加热装置加热的预热方式。
可选地，所述外置加热装置为机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的至少一者。
可选地，所述预热控制模块还用于：在所述锂电池处于充电模式的情况下，通过充电电源对所述锂电池进行预热。
通过本发明提供的预热方法和预热装置，在接收到锂电池预热信号的条件下，首先确定锂电池的工作模式，当锂电池处在放电模式下，根据锂电池当前的温度来确定与温度对应的预热方式，进而选择合适的预热方式对锂电池进行预热，通过不同的电池温度采用不同的预热方式，既可以确保锂电池在低温条件下能够正常工作，且能够提高锂电池的寿命和储能能力。
附图说明
图1是根据本发明一种实施方式提供的锂电池的预热方法的流程图；
图2是根据本发明一种实施方式提供的锂电池的预热装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
请参考图1，本发明实施例提供一种锂电池的预热方法，包括以下步骤：
步骤S101：在接收到预热信号的条件下，确定所述锂电池的当前使用模式；
步骤S102：在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式；
步骤S103：通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
具体地，由于锂电池材料的固有特性，导致锂电池需要在一定的温度范围下才能正常工作，比如0℃—50℃，当锂电池温度在低于正常工作温度时充放电性能远远低于工作温度下的充放电性能，并且随着温度下降而下降。比如在低于-20℃时，放电能力仅为室温下的10％—20％，在-30℃时，放电能力仅剩室温下的2％左右；而且低于-20℃，锂电池只能放电而不能充电。所以锂电池在低温环境下不能正常使用，而且如果长期工作在低温环境下会降低锂电池的寿命和储能能力，甚至可能导致电池膨胀变形、爆炸，存在安全隐患。所以锂电池在工作时要保证锂电池的温度处在工作温度下。
本发明中，当用户启动电动汽车时，会向锂电池发送工作信号，在检测到工作信号时，就会检测锂电池当前的温度是否在工作温度范围之内，如果不在工作温度范围之内，就会发送锂电池预热信号，对锂电池进行预热；或者当用户在电动汽车使用过程中，会驻车等候信号灯或等人，此时，也会实时检测锂电池的当前温度是否在工作温度范围之内，如果不在工作温度范围之内，就会发送锂电池预热信号，对锂电池进行预热。
因此，根据本发明的技术方案，首先，在接收到预热信号的条件下，确定所述锂电池的当前使用模式。锂电池的使用模式分为充电模式和放电模式。
其次，在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式。
当锂电池在低温环境下，锂电池的当前温度与工作温度的差值有大有小，所需要的加热时间就会有所不同，当锂电池的当前温度较高，与工作温度相差较小时，加热时间短；当锂电池的当前温度较低，与工作温度的相差较大时，预热时间可能比较长，所以为了缩短加热时间，本发明中设置了不同的预热方式，不同的预热方式与锂电池的电池温度具有对应关系，当确定锂电池处于放电模式时，检测锂电池当前的温度值，根据所述对应关系选择与锂电池当前温度对应的预热方式。
最后，通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
通过本发明的方法，当锂电池处在放电模式下，根据锂电池当前的温度来确定与温度对应的预热方式，进而选择合适的预热方式对锂电池进行预热，通过不同的电池温度采用不同的预热方式，既可以确保锂电池在低温条件下能够正常工作，且能够提高锂电池的寿命和储能能力。
可选地，所述锂电池包括包覆于所述锂电池表面的电加热器，所述预热方式包括锂电池小电流放电内热以及利用外置加热装置加热。
本发明中，电加热器包括电加热片、柔性电加热膜，或者其它可以利用电能发热的装置，电加热器包覆于锂电池的表面，与加热装置连接，可以根据加热装置提供的电流发热，以达到对锂电池预热的效果。
锂电池有以下两种预热方式：
第一种：锂电池小电流放电内热。锂电池低温下虽然无法放出大电流，但仍可以小电流、短时间放电。电加热器作为锂电池的加热热源体，与锂电池的电极相连，锂电池为电加热器供电。当锂电池放出的小电流通过电加热器后，能够快速地将电能转换成热能，热能再以直接传导方式给锂电池表面加热，使锂电池的整体温度能够在很短的时间内快速回升到工作温度，以达到正常的放电能力。
第二种：利用外置加热装置加热。电加热器与外置加热装置的电极连接，由外置加热装置为电加热器供电。当外置加热装置放出电流的通过电加热器时，电加热器能够快速将电能转换成热能，热能再以直接传导方式给锂电池表面加热，使得锂电池快速升温，开始正常工作。
可选地，所述外置加热装置为机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的至少一者。
电动汽车在行驶过程中，会频繁刹车，在刹车时，车轮转动的惯性力不仅阻碍了刹车，而且大量能量被被损耗掉了。本发明中，通过制动能量回收技术，将电动汽车在刹车、减速、下坡等制动状态下释放的大量动能进行回收，转换为电能存储在机械能电池中。当达到预热条件时，可通过机械能电池对锂电池预热。
太阳能电池是利用半导体光电材料吸收光能后发生光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。本发明中，可以在电动汽车顶部安装太阳能收集装置，电动汽车在行驶时，对太阳能进行收集，并将光能转换成电能，将电能存储于太阳能电池中。当达到预热条件时，可通过太阳能电池对锂电池预热。
本发明中还可以利用糖类物质、有机废水、有机废固物等作为原料，通过专门的化学反应装置，转换成电并存储在微生物电池中。当达到预热条件时，可通过微生物电池对锂电池预热。
本发明中还可以用燃料电池，空气电池等环保可循环利用的电池作为外置加热装置，本实施例中不做限制。
可选地，所述根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，包括：在所述锂电池的当前温度值高于预设温度时，选择锂电池小电流放电内热的预热方式；在所述锂电池的当前温度值低于所述预设温度时，选择利用外置加热装置加热的预热方式。
由于锂电池自放电为小电流放电，产生的热量不是很高，所以，锂电池小电流放电内热适合在锂电池的当前温度值与工作温度相差较小时使用；而外置加热装置可以提供较大的电流，在锂电池的当前温度值较低的情况下可以选择外置加热装置，使锂电池可以快速升温。
本发明中设置一预设温度(该预设温度可以根据实际操作的需要进行设置，本发明不对其进行限定)，当锂电池的当前温度值高于预设温度时，表明锂电池的当前温度与工作温度相差较小，通过锂电池小电流放电就能在短时间内让锂电池恢复正常工作，所以此时选择锂电池小电流放电内热的预热方式对锂电池预热；当锂电池的当前温度值低于预设温度时，表明锂电池的当前温度与工作温度相差较大，需要较大电流才能使得锂电池的温度恢复工作温度，所以，此时选择用外置加热装置加热的预热方式对锂电池预热。
通过本实施例的方法可以根据锂电池的当前温度值选择不同的预热方式，缩短了锂电池的预热时间。
可选地，可以与锂电池连接多个外置加热装置，本发明的方法在选择外置加热装置对锂电池预热时，也可以根据锂电池的当前温度值选择不同数量的外置加热装置。
举例来说，当检测到锂电池的当前温度为值在-5℃—-15℃之间时，可以选择机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的任意一个电池给锂电池预热；当检测到锂电池的当前温度值为-15℃—-30℃时，可以选择机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的任意两个电池给锂电池预热；当检测到锂电池的当前温度为值为低于-30℃时，可以选择机械能电池、太阳能电池、微生物电池三个电池同时给锂电池预热。通过本实施例的方法可以根据锂电池的温度选择不同数量的外置加热装置给锂电池预热，进一步缩短预热时间，提高预热效率。
可选地，所述方法还包括：
通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热时，实时检测锂电池当前的温度值；当所述锂电池当前的温度值达到第一预设温度时，停止对所述锂电池预热。
在使用加热装置给锂电池预热的时候，当锂电池的温度达到工作温度，已经可以正常工作时，电加热器的温度是高于锂电池工作温度的最低值的，所以此时再停止锂电池的预热，锂电池的温度还会继续升高，这样可能导致最后锂电池的温度过高，从而影响锂电池的正常工作，同时也浪费了加热装置的能源。所以本发明中，在给锂电池预热时，要实时监测锂电池的温度，当锂电池的温度接近工作温度(即达到所设置的第一预设温度)的时候，停止加热装置对锂电池预热，利用电加热器的余温对锂电池预热。通过本实施例的方法可以避免锂电池温度过高而影响锂电池的工作性能，同时还能节约能源，延长加热装置的使用寿命。
可选地，所述方法还包括：
在所述锂电池处于充电模式的情况下，通过充电电源对所述锂电池进行预热。众所周知，电池是有使用寿命的，当锂电池、太阳能电池、机械能电池、微生物电池等这些加热装置在使用到一定次数之后，储能能力以及放电能力都会大大下降，不能再正常使用。所以本发明中锂电池处于充电模式下，可以通过充电电源提供的电流使电加热器加热，从而对锂电池预热。
通过本实施例的方法，可以直接利用充电电源对锂电池进行预热，减少外置加热装置的使用次数，从而延长外置加热装置的使用寿命，提高电动车的使用年限。
本发明第二方面提供一种锂电池的预热装置200，该装置包括：
模式确定模块201，用于在接收到预热信号的条件下确定所述锂电池的当前使用模式；预热控制模块202，用于：在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，以及通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
可选地，所述锂电池包括包覆于所述锂电池表面的电加热器，所述预热方式包括锂电池小电流放电内热以及利用外置加热装置加热。
可选地，所述根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，包括：在所述锂电池的当前温度值高于预设温度时，选择锂电池小电流放电内热的预热方式；在所述锂电池的当前温度值低于所述预设温度时，选择利用外置加热装置加热的预热方式。
可选地，所述外置加热装置为机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的至少一者。
可选地，所述预热控制模块还用于：在所述锂电池处于充电模式的情况下，通过充电电源对所述锂电池进行预热。
通过本发明提供的预热方法和预热装置，在接收到锂电池预热信号的条件下，首先确定锂电池的工作模式，当锂电池处在放电模式下，根据锂电池当前的温度来确定与温度对应的预热方式，进而选择合适的预热方式对锂电池进行预热，通过不同的电池温度采用不同的预热方式，既可以确保锂电池在低温条件下能够正常工作，且能够提高锂电池的寿命和储能能力。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种锂电池的预热方法，其特征在于，该方法包括：
在接收到预热信号的条件下，确定所述锂电池的当前使用模式；
在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式；
通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锂电池包括包覆于所述锂电池表面的电加热器，所述预热方式包括锂电池小电流放电内热以及利用外置加热装置加热。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，包括：
在所述锂电池的当前温度值高于预设温度时，选择锂电池小电流放电内热的预热方式；
在所述锂电池的当前温度值低于所述预设温度时，选择利用外置加热装置加热的预热方式。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外置加热装置为机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述锂电池处于充电模式的情况下，通过充电电源对所述锂电池进行预热。
6.一种锂电池的预热装置，其特征在于，该装置包括：
模式确定模块，用于在接收到预热信号的条件下确定所述锂电池的当前使用模式；
预热控制模块，用于：
在所述锂电池处于放电模式的情况下，根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，以及通过所选择的预热方式对所述锂电池进行预热。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述锂电池包括包覆于所述锂电池表面的电加热器，所述预热方式包括锂电池小电流放电内热以及利用外置加热装置加热。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述根据所述锂电池当前的温度值选择与所述温度值对应的预热方式，包括：
在所述锂电池的当前温度值高于预设温度时，选择锂电池小电流放电内热的预热方式；
在所述锂电池的当前温度值低于所述预设温度时，选择利用外置加热装置加热的预热方式。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述外置加热装置为机械能电池、太阳能电池、微生物电池中的至少一者。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预热控制模块还用于：
在所述锂电池处于充电模式的情况下，通过充电电源对所述锂电池进行预热。
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