CN110649350A - 一种动力电池用加热系统 - Google Patents

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李世明
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Abstract

本发明公开了一种动力电池用加热系统，包括：多个加热模块、加热集成控制器和温度传感器，多个所述加热模块、所述温度传感器、所述功率检测模块和所述功率获取模块分别通过导线与所述加热集成控制器通讯连接，所述加热模块包括一个导热板、多个加热单元和多个加热信号接收单元，所述导热板上设置有用于固定多个所述加热单元和多个所述加热信号接收单元的固定腔，所述加热单元设置在所述固定腔内，所述加热信号接收单元设置在所述固定腔内，所述加热集成控制器包括与所述加热控制信号接受单元数量相同的信号控制单元。本发明提高了动力电池低温环境下放电性能，提高了动力电池续航行能力。

Description

一种动力电池用加热系统
技术领域
本发明属于动力电池技术领域，更具体地说，尤其涉及一种动力电池用加热系统。
背景技术
近年来，随着石油等传统化石燃料资源的日益枯竭以及温室气体无节制排放引发的全球变暖问题骤然加剧，人们对开发利用诸如太阳能、风能、生物能等可再生清洁能源的呼声日益高涨。在此背景下，世界各国纷纷出台相关政策法规引导和鼓励企业、学校及相关科研单位研究开发以耗电为主的新能源汽车，以期逐步取代以消耗石油提供动力源的传统燃油车。动力电池系统作为电动汽车动力的源泉，被定义为影响整车关键性能的核心部件。因此，各大电芯厂、PACK厂及整车厂正投入大量的人力物力置身于开发一种安全可靠、充电效率高、能量密度高的车用动力电池系统。目前，已大规模商用的可充电电池有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。相较于其他三种电池，锂离子电池具有质量轻、储能大、污染少、寿命长、自放电率低等优点。因而，以锂离子电池组装成的动力电池PACK已成为各大车企的首选，并且可以预见在其他更先进的储能技术出现之前，这一趋势仍将在未来维持相当一段时间。然而，锂离子电池受制于其固有特性，存在低温环境下性能、寿命严重下降的缺陷，如充电能力弱、放电容量低、衰减严重、循环倍率性能差等。研究表明，一般在-20℃～60℃温度范围内，锂离子电池均能工作，但当环境温度低于0℃时，锂离子电池的放电性能会出现明显下降。因此，为解决在高纬度、寒冬等低温环境下电动汽车电池能量衰减、续航里程缩短的问题，需要找到一种可靠的技术手段以保证动力电池在合适的温度下工作。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明可对动力电池进行加热，提高了动力电池低温环境下放电性能，提高了动力电池续航行能力，而提出的一种动力电池用加热系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力电池用加热系统，包括：多个加热模块、加热集成控制器和温度传感器，多个所述加热模块和所述温度传感器分别通过导线与所述加热集成控制器通讯连接；
所述加热模块包括一个导热板、多个加热单元和多个加热信号接收单元；
所述导热板上设置有用于固定多个所述加热单元和多个所述加热信号接收单元的固定腔；
所述加热单元设置在所述固定腔内；
所述加热信号接收单元设置在所述固定腔内，所述加热信号接收单元用于接收所述加热集成控制器的控制信号，并用于启动和关闭所述加热单元；
所述加热集成控制器包括与所述加热控制信号接受单元数量相同的信号控制单元，所述信号控制单元用于给相对应的所述加热信号接收单元发送加热启动和停止控制信号；
所述温度传感器用于实时检测动力电池的温度，并将检测的动力电池的温度发送给加热集成控制器，以对动力电池的温度实现实时监控。
优选的，所述导热板为导热性能良好的铝板、铝型材中的任意一种。
优选的，还包括功率获取模块和功率检测模块；
所述功率获取模块分别通过导线与所述加热单元、所述加热集成控制器电性连接，所述功率获取模块用于获取所述加热单元的目标功率；
所述功率检测模块分别通过导线与所述加热单元、所述加热集成控制器电性连接，所述功率检测模块用于连续检测所述加热单元的反馈功率。
优选的，当所述加热单元的当前反馈功率大于目标功率时，所述加热集成控制器根据当前反馈功率和上一次反馈功率判断所述加热单元的反馈功率是否处于下降阶段，如果否，所述加热集成控制器则根据当前反馈功率和目标功率的差值减小所述加热单元的加热功率。
优选的，当所述加热单元的当前反馈功率小于等于目标功率时，所述加热集成控制器根据当前反馈功率和上一次反馈功率判断所述加热单元的反馈功率是否处于上升阶段，如果否，所述加热集成控制器则根据当前反馈功率和目标功率的差值增加所述加热单元的加热功率。
优选的，还包括超时故障报警模块，所述超时故障报警模块通过导线与所述加热集成控制器通讯连接，所述超时故障报警模块用于在所述信号控制单元给所述加热信号接收单元发送加热启动和停止控制信号后超出预设时间阈值后动力电池的温度未达到预设温度，进行超时故障报警。
优选的，所述预设时间阈值为30～60s。
优选的，所述温度传感器为热电阻温度传感器，采集温度范围为－200℃～+200℃，精度为0.1℃。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过导热板、加热单元和加热信号接收单元构成单个加热模块，并将多个加热模块并联到加热集成控制器，再将加热集成控制器与温度传感器电连接组成该加热系统，可对动力电池进行加热，提高了动力电池低温环境下放电性能，提高了动力电池续航行能力。
附图说明
图1为本发明的一种动力电池用加热系统的功能性框图；
图2为本发明的一种动力电池用加热系统的加热集成控制器的功能性框图；
图3为本发明的一种动力电池用加热系统的加热模块的功能性框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
请参阅图1-3，本发明提供一种动力电池用加热系统，包括：加热模块、加热集成控制器和热电阻温度传感器，加热模块和热电阻温度传感器分别通过导线与加热集成控制器通讯连接；
加热模块包括一个导热板、多个加热单元和多个加热信号接收单元；
导热板为导热性能良好的铝板、铝型材中的任意一种，导热板上设置有用于固定多个加热单元和多个加热信号接收单元的固定腔；
加热单元设置在固定腔内；
加热信号接收单元设置在固定腔内，加热信号接收单元用于接收加热集成控制器的控制信号，并用于启动和关闭加热单元；
加热集成控制器包括与加热控制信号接受单元数量相同的信号控制单元，信号控制单元用于给相对应的加热信号接收单元发送加热启动和停止控制信号；
热电阻温度传感器的采集温度范围为－200℃～+200℃，精度为0.1℃，热电阻温度传感器用于实时检测动力电池的温度，并将检测的动力电池的温度发送给加热集成控制器，以对动力电池的温度实现实时监控。
还包括功率获取模块和功率检测模块，功率获取模块和功率检测模块分别通过导线与加热单元、加热集成控制器电性连接，功率获取模块用于获取加热单元的目标功率，功率检测模块用于连续检测加热单元的反馈功率。
当加热单元的当前反馈功率大于目标功率时，加热集成控制器根据当前反馈功率和上一次反馈功率判断加热单元的反馈功率是否处于下降阶段，如果否，加热集成控制器则根据当前反馈功率和目标功率的差值减小加热单元的加热功率，当加热单元的当前反馈功率小于等于目标功率时，加热集成控制器根据当前反馈功率和上一次反馈功率判断加热单元的反馈功率是否处于上升阶段，如果否，加热集成控制器则根据当前反馈功率和目标功率的差值增加加热单元的加热功率。
还包括超时故障报警模块，超时故障报警模块通过导线与加热集成控制器通讯连接，超时故障报警模块用于在信号控制单元给加热信号接收单元发送加热启动和停止控制信号后超出30～60s后动力电池的温度未达到预设温度，进行超时故障报警。
该加热系统的具体制作步骤如下：
S1、选择导热板形状和尺寸；
S2、将多个加热单元和多个加热信号接收单元任意可靠的机械连接安装固定于导热板上的固定腔内，并将信号接收单元的信号线从导热板固定腔内引出，组成一个加热模块；
S3、根据需要选定加热模块的数量；
S4、通过电连接将指定数量的加热模块电并联到加热集成控制器上，再将加热集成控制器与热电阻温度传感器电连接，组成加热系统。
综上所述：本发明通过导热板、加热单元和加热信号接收单元构成单个加热模块，并将多个加热模块并联到加热集成控制器，再将加热集成控制器与温度传感器电连接组成该加热系统，可对动力电池进行加热，提高了动力电池低温环境下放电性能，提高了动力电池续航行能力。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动力电池用加热系统，其特征在于，包括：多个加热模块、加热集成控制器和温度传感器，多个所述加热模块和所述温度传感器分别通过导线与所述加热集成控制器通讯连接；
所述加热模块包括一个导热板、多个加热单元和多个加热信号接收单元；
所述导热板上设置有用于固定多个所述加热单元和多个所述加热信号接收单元的固定腔；
所述加热单元设置在所述固定腔内；
所述加热信号接收单元设置在所述固定腔内，所述加热信号接收单元用于接收所述加热集成控制器的控制信号，并用于启动和关闭所述加热单元；
所述加热集成控制器包括与所述加热控制信号接受单元数量相同的信号控制单元，所述信号控制单元用于给相对应的所述加热信号接收单元发送加热启动和停止控制信号；
所述温度传感器用于实时检测动力电池的温度，并将检测的动力电池的温度发送给加热集成控制器，以对动力电池的温度实现实时监控。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：所述导热板为导热性能良好的铝板、铝型材中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：还包括功率获取模块和功率检测模块；
所述功率获取模块分别通过导线与所述加热单元、所述加热集成控制器电性连接，所述功率获取模块用于获取所述加热单元的目标功率；
所述功率检测模块分别通过导线与所述加热单元、所述加热集成控制器电性连接，所述功率检测模块用于连续检测所述加热单元的反馈功率。
4.根据权利要求3所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：当所述加热单元的当前反馈功率大于目标功率时，所述加热集成控制器根据当前反馈功率和上一次反馈功率判断所述加热单元的反馈功率是否处于下降阶段，如果否，所述加热集成控制器则根据当前反馈功率和目标功率的差值减小所述加热单元的加热功率。
5.根据权利要求3所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：当所述加热单元的当前反馈功率小于等于目标功率时，所述加热集成控制器根据当前反馈功率和上一次反馈功率判断所述加热单元的反馈功率是否处于上升阶段，如果否，所述加热集成控制器则根据当前反馈功率和目标功率的差值增加所述加热单元的加热功率。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：还包括超时故障报警模块，所述超时故障报警模块通过导线与所述加热集成控制器通讯连接，所述超时故障报警模块用于在所述信号控制单元给所述加热信号接收单元发送加热启动和停止控制信号后超出预设时间阈值后动力电池的温度未达到预设温度，进行超时故障报警。
7.根据权利要求6所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：所述预设时间阈值为30～60s。
8.根据权利要求1所述的一种动力电池用加热系统，其特征在于：所述温度传感器为热电阻温度传感器，采集温度范围为－200℃～+200℃，精度为0.1℃。
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