CN111725588A - 一种具有主动被动双重保护的低温电池 - Google Patents
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Abstract
一种具有主动被动双重保护的低温电池，包括电池盒及盒内的多个电池芯，每个电池芯内部均设置有温度传感器；在每个电池芯的一侧均设置有加热膜。本发明还包括温控开关，多个加热膜之间电气串联，所述的温控开关设置电气串联连接在多个加热膜的串联电气回路中。在现有低温电池的加热技术上增加了温控开关，与传统的温度传感器相比，温控开关本身不受电池BMS系统控制，解决传统电池温度加热中由于主控系统故障或温度传感器故障造成的电池加热超温故障的问题。串联加热膜，并且将温控开关串联在其中，与常规的全并联电路相比，能够降低直流温控开关的承载电压，使30V耐压范围的直流温控开关可以直接应用在电路中，无需添加任何电气原件。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种具有主动被动双重保护的低温电池。
背景技术
为了改善电池的低温性能，现在已经有在电池中加入加热膜的方式对出于低温环境的电池进行加热，例如：公开号为CN207852865U的中国专利公开了一种低温电池组，在电池中加入加热膜，并且通过电池BMS检测内置于每个电池中的温度传感器用以控制加热温度。
然而，我们在实际使用中发现：有时候会出现BMS系统的主控单元故障或电池中的温度传感器故障导致加热膜一直加热不断电，从而使电池过热现象。为了解决这一问题，需要一种最好能脱离BMS系统主控单元、独立控温的加热保护的设计。
同时，我们在解决上述问题的同时还存在如下难题：由于电池提供的的供电电源都是直流48V或60V，而直流温度开关耐压通常在30V以下，没有更高的，再高需要用继电器和预充电路控制，而采用继电器或其它的原件实现都存在电气粘结故障，影响产品的实际效果。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种具有主动被动双重保护的低温电池，1)在现有低温电池的加热技术上增加了温控开关，并以串联在加热膜的连接形式断开加热回路，由温度传感器和电池BMS作为温控主控保护，温控开关作为被动保护，与传统的温度传感器相比，温控开关本身不受电池BMS系统控制，单个温控开关可以独立完成超温断路功能，解决传统电池温度加热中由于主控系统故障或温度传感器故障造成的电池加热超温故障的问题。2)同时，串联加热膜，并且将温控开关串联在其中，与常规的全并联电路相比，能够降低直流温控开关的承载电压，使30V耐压范围的直流温控开关可以直接应用在电路中，无需添加任何电气原件。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种具有主动被动双重保护的低温电池，所述的电池包括电池盒及盒内的多个电池芯，多个电池芯依次电气串联连接，每个所述的电池芯内部均设置有温度传感器；每个温度传感器均与电池BMS系统相连接；在每个电池芯的一侧均设置有加热膜。
本发明的特点在于：还包括温控开关，多个加热膜之间电气串联，串联后连接至电池BMS系统的温控正极和温控负极端；所述的温控开关设置在电池芯附近，电气串联连接在多个加热膜的串联电气回路中，串联在任意两个加热膜的串联回路之间。
进一步地，所述的加热膜为PI加热膜，所述的PI加热膜一面具有粘性，粘贴在电池芯上。
进一步地，所述的温度传感器为DS18B20温度传感器，多个DS18B20温度传感器通过一线总线方式连接，并通过一线总线连接至电池BMS系统中。
进一步地，所述的温控开关为直流温控开关，开关温度设置为15-55摄氏度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在现有低温电池的加热技术上增加了温控开关，并以串联在加热膜的连接形式断开加热回路，温控开关仅从电池BMS中取出电源，但不受电池BMS系统的控制，可以独立完成超温断路功能，高于被动保护温度时能够自动断开加热回路，解决传统电池温度加热中由于主控系统故障造成的电池加热超温故障的问题；
2、串联加热膜，并且将温控开关串联在其中，与常规的全并联电路相比，能够降低直流温控开关的承载电压，使30V耐压范围的直流温控开关可以直接应用在电路中，无需添加任何电气原件；
3、串联加热膜，温控开关可以设置在任意位置，接线距离短，故障少；
4、由温度传感器和电池BMS作为温控主控保护，温控开关作为被动保护，当温度传感器信号异常不能断开加热时，能够保证断开加热。
附图说明
图1为本发明的一种具有主动被动双重保护的低温电池结构主视图；
图2为本发明的一种具有主动被动双重保护的低温电池结构剖视图1；
图3为本发明的一种具有主动被动双重保护的低温电池结构剖视图2；
图4为本发明的一种具有主动被动双重保护的低温电池整体结构立体图；
图5为本发明的多个电池芯的电气串联结构图；
图6为本发明的多个加热膜的电气串联结构图；
图7为本发明的DS28B20的总线连接结构图；
图8为电池BMS系统外部信号端口图(现有技术)。
图中：1-电池盒 2-电池BMS 3-电池芯 4-加热膜 5-温控开关 6-温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1-8所示，一种具有主动被动双重保护的低温电池，所述的电池包括电池盒1及盒内的多个电池芯3，多个电池芯3依次电气串联连接，每个所述的电池芯3内部均设置有温度传感器6；在每个电池芯3的一侧均设置有加热膜4。
本发明的特点在于：还包括温控开关5，多个加热膜4之间电气串联，串联后连接至电池BMS系统2的温控正极T+和温控负极T-端；所述的温控开关5设置在电池芯3附近，电气串联连接在多个加热膜4的串联电气回路中，串联在任意两个加热膜4的串联回路之间。
所述的加热膜4为PI加热膜，所述的PI加热膜一面具有粘性，粘贴在电池芯3上。
如图7-8所示，所述的温度传感器6为DS18B20温度传感器，多个DS18B20温度传感器通过一线总线方式连接，并通过一线总线连接至电池BMS系统2中(VDD、DQ、GND为三根连接端子，DQ为信号线，VDD和GND为电源线)。
所述的温控开关为直流温控开关，开关温度设置为15-55摄氏度。
本发明的工作过程为：
1)当电池BMS系统2正常工作时，系统实时检测电池内温度传感器DS18B206的温度信号，当检测到电池内温度低于5度时，BMS系统2的温控正极和温控负极端与电源端接通，启动加热膜4；如果电池温度达到BMS的设置温度(主控温度，可设置为10-15摄氏度)时则停止加热；
温控开关5由于设置为温度到达温控开关的设置温度(被动保护温度，可设置为15-55)断开，因此此时温控开关5始终导通，不动作。
2)当电池BMS系统2故障或电池内温度传感器6出现故障，加热膜4的电气回路始终处于通电状态，无法断开；电池周围的温度持续上升，当达到设置的被动保护温度时，温控开关5动作，断开加热膜4的电气回路，停止加热。
本发明在现有低温电池的加热技术上增加了温控开关5，并以串联在加热膜4的连接形式断开加热回路，温控开关5仅从电池BMS系统2中取出电源，但不受电池BMS系统2的控制，可以独立完成超温断路功能，高于被动保护温度时能够自动断开加热回路，解决传统电池温度加热中由于主控系统故障造成的电池加热超温故障的问题。串联加热膜4，并且将温控开关5串联在其中，与常规的全并联电路相比，能够降低直流温控开关5的承载电压，使30V耐压范围的直流温控开关5可以直接应用在电路中，无需添加任何电气原件。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (4)
1.一种具有主动被动双重保护的低温电池，所述的电池包括电池盒及盒内的多个电池芯，多个电池芯依次电气串联连接，每个所述的电池芯内部均设置有温度传感器；每个温度传感器均与电池BMS系统相连接；在每个电池芯的一侧均设置有加热膜；
其特征在于，还包括温控开关，多个加热膜之间电气串联，串联后连接至电池BMS系统的温控正极和温控负极端；所述的温控开关设置在电池芯附近，电气串联连接在多个加热膜的串联电气回路中，串联在任意两个加热膜的串联回路之间。
2.根据权利要求1所述的一种具有主动被动双重保护的低温电池，其特征在于，所述的加热膜为PI加热膜，所述的PI加热膜一面具有粘性，粘贴在电池芯上。
3.根据权利要求1所述的一种具有主动被动双重保护的低温电池，其特征在于，所述的温度传感器为DS18B20温度传感器，多个DS18B20温度传感器通过一线总线方式连接，并通过一线总线连接至电池BMS系统中。
4.根据权利要求1所述的一种具有主动被动双重保护的低温电池，其特征在于，所述的温控开关为直流温控开关，开关温度设置为15-55摄氏度。
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|---|---|---|---|---|
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| CN113594551A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-02 | 山西中泽聚能新能源有限公司 | 耐低温锂离子电池的制备方法 |
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