CN108365279A - 一种基于ptc自动调节分配电流的调节装置及调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于PTC自动调节分配电流的调节装置及调节方法,包括电流传感器、加热膜和恒流源，所述恒流源与电池包串联，所述加热膜并联在电池包两端，所述电流传感器连接在电池包与恒流源之间的动力线上，用于测量电池包充放电电流。本发明能够缩短加热时间，提高电池包温升，尽快开启充电模式。

Description

一种基于PTC自动调节分配电流的调节装置及调节方法
技术领域
本发明涉及电池低温加热技术领域，具体涉及一种基于PTC自动调节分配电流的调节装置及调节方法。
背景技术
在所有影响锂离子电池性能的因素中，温度的作用较为显著。锂离子电池充电过程是锂离子从正极脱嵌并嵌入负极的过程，当环境温度降低时，电池包温度下降，正极反应速率降低，锂离子在电解液中传导速度变慢，嵌入负极的阻抗会增大，从而部分锂离子直接在负极表面析出单质（低温充电负极析锂），金属锂在负极表面积累，生成枝晶，刺破隔膜，造成电池短路。同时低温充电的显著特征是短时间内电压迅速上升，电压较快达到截止条件，几乎充不进电。综上电池包低温充电危险性较大，很难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供基于PTC自动调节分配电流的调节装置及调节方法，能够缩短加热时间，提高电池包温升，尽快开启充电模式。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于PTC自动调节分配电流装置，包括电流传感器、加热膜和恒流源，所述恒流源与电池包串联，所述加热膜并联在电池包两端，所述电流传感器连接在电池包与恒流源之间的动力线上，用于测量电池包充放电电流。
进一步的，所述加热膜采用热敏电阻器PTC。
进一步的，所述热敏电阻器粘贴在电池箱的底部。
一种基于PTC自动调节分配电流装置的调节方法，包括以下步骤：
采集电池包、加热膜两端的电压，当电池包两端电压高于加热膜两端电压时，电池包放电、恒流源对加热膜充电，同时对电池包加热；
当电池包两端电压等于加热膜两端电压时，电池包不充不放，恒流源对加热膜充电加热电池包；
当电池包两端电压低于加热膜两端电压时，恒流源对电池包小电流充电，同时给加热膜充电到电池包最低温度达到5℃；
实时采集加热膜两端的电压，根据加热膜两端电压的变化，自动开启和关闭电池包的充放电。
由上述技术方案可知，本发明通过将PTC应用于电池低温加热中，当电池包两端电压高于加热膜两端电压时，电池包放电和恒流源对加热膜充电同时对电池包加热，当电池包两端电压等于加热膜两端电压时，电池包不充不放，恒流源仅对加热膜充电加热电池包，当电池包两端电压低于加热膜两端电压时，恒流源对电池包小电流充电，同时给加热膜充电到电池包最低温度达到5℃。根据PTC两端电压的变化，自动开启和关闭电池包的充放电，通过该方法能够缩短加热时间，提高电池包温升，尽快开启充电模式。
附图说明
图1是本发明的装置图；
图2是本发明的加热膜的电阻变化图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1-2所示，一种基于PTC自动调节分配电流的调节装置，包括电流传感器2、加热膜3和恒流源4，该恒流源4与电池包1串联，该加热膜3并联在电池包1两端，电流传感器2连接在电池包1与恒流源4之间的动力线上，用于测量电池包1充放电电流。 电池包1空电态两端电压高于加热膜3两端电压，电池包1储存一定的电量。
本实施例，该加热膜3采用的是正温度系数热敏电阻器PTC，热敏电阻器PTC通过串联方式粘贴在电池箱体底部，并与模块底部接触良好。
一种基于PTC自动调节分配电流装置的调节方法，包括以下步骤：
分别检测电池包1、加热膜3两端的电压，当电池包1两端电压高于加热膜3两端电压时，电池包1放电、恒流源4对加热膜3充电，同时对电池包1加热；当电池包1两端电压等于加热膜3两端电压时，电池包1不充不放，恒流源4对加热膜3充电加热电池包1；当电池包1两端电压低于加热膜3两端电压时，恒流源4对电池包1小电流充电，同时给加热膜3充电到电池包1最低温度达到5℃；实时采集加热膜3两端的电压，根据加热膜3两端电压的变化，自动开启和关闭电池包1的充放电。
图2是本发明的加热膜3的电阻变化图，如图2所示，在低温加热阶段，加热膜3阻值与温度呈正相关，随着温度升高而增大，在此阶段通过加热膜3的电流恒定，因此加热膜3两端电压和加热功率都在逐渐增大。当加热膜3与电池包1两端电压相同时，加热膜内阻不再随温度升高而变化，此时加热能力最大。在此基础上继续加热，恒流源4同时对加热膜3和电池包1供电，通过加热膜3的电流降低，加热能力逐渐下降。为规避电池包1过放，加热膜3最低电压为电池包1空电态电压，此时Umin=电池包串数×Vmin=I2×RN，Vmin是电池包单体电芯放电下限值，RN是加热膜3的最低工作电阻。当加热膜3与电池包1两端电压相同时，此时电压记为UF，加热膜3电阻RM =UF/I2，Umin～UF是加热膜3的工作电压范围，Rmin～RF是加热膜3的工作电阻范围。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于PTC自动调节分配电流装置，其特征在于：包括电流传感器、加热膜和恒流源，所述恒流源与电池包串联，所述加热膜并联在电池包两端，所述电流传感器连接在电池包与恒流源之间的动力线上，用于测量电池包充放电电流。
2.根据权利要求1所述的基于PTC自动调节分配电流装置，其特征在于：所述加热膜采用热敏电阻器PTC。
3.根据权利要求2所述的基于PTC自动调节分配电流装置，其特征在于：所述热敏电阻器粘贴在电池箱的底部。
4.一种基于PTC自动调节分配电流装置的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集电池包、加热膜两端的电压，当电池包两端电压高于加热膜两端电压时，电池包放电、恒流源对加热膜充电，同时对电池包加热；
当电池包两端电压等于加热膜两端电压时，电池包不充不放，恒流源对加热膜充电加热电池包；
当电池包两端电压低于加热膜两端电压时，恒流源对电池包小电流充电，同时给加热膜充电到电池包最低温度达到5℃；
实时采集加热膜两端的电压，根据加热膜两端电压的变化，自动开启和关闭电池包的充放电。
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