CN118539570A - 一种锂离子启动电池控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子启动电池控制装置，包括锂离子电池、BMS电池系统、双路防反二极管、加热膜，锂离子电池的正极分别与BMS电池系统充电回路的一端以及双路防反二极管的一端连接，BMS电池系统充电回路的另一端与双路防反二极管的一端连接，双路防反二极管的另一端为输出端，并且与加热膜连接，加热膜的另一端与BMS电池系统加热回路连接，BMS电池系统加热回路的另一端与锂离子电池的负极连接，BMS电池系统内部设有控制开关a和控制开关b，控制开关a控制充电回路，控制开关b控制加热膜，电池充电过程中，控制开关a能够避免电池过充，电池在低温时，BMS电池系统控制控制开关b闭合，加热膜能够对电池加热，提高充电效率。

Description

一种锂离子启动电池控制装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池控制装置技术领域，具体涉及一种锂离子启动电池控制装置。
背景技术
车辆启动后，车载发电机对车载设备进行供电，同时对启动电池进行充电。目前市场上用的磷酸铁锂电池在充电过程中没有充满关断电路，蓄电池一直处于充电状态，容易造成蓄电池寿命偏短甚至过充、起火。
并且低温状态下电解液的黏度增大，甚至部分凝固，导致锂离子电池的导电率下降，极大的影响锂电池的充放电，目前市场上的锂电池还未能解决低温状态下充放电的问题，在一定程度上也限制了其在某些场合进一步的应用。
公告号为CN117039252A的一篇中国发明专利，其公开了一种适用于快速充放电的锂离子电池控制装置，包括：保护壳套、散热保护机构、回流冷却机构。保护壳套的两端均固定连接有顶板。散热保护机构设于保护壳套的外侧，散热保护机构包括散热保护外壳，散热保护外壳套设于控制外壳的外侧，散热保护外壳与保护壳套配合形成散热导流腔，散热保护外壳的两侧均固定连接有一组散热风扇，散热保护外壳的上方固定连接有抽风机，散热风扇与抽风机均与散热导流腔相连通。本发明通过相应机构设置，可对锂离子电池充放电控制装置起到散热保护的作用，减小了锂离子电池充放电控制装置在使用过程中出现温度过高的情况，提高了锂离子电池充放电装置的快速充放电效率。
但是其并未解决在低温状态下锂离子电池充电的问题，锂离子电池在低温状态下依然存在导电率下降、充电不良、性能降低等问题；并且其装置内部结构较复杂，成本高。
公告号为CN2019100580033的一篇中国发明专利，其公开了一种锂离子电池系统及锂离子电池温度控制方法。所述锂离子电池系统包括电池包和温度管理装置。所述电池包包括多个单体电池和箱体，多个所述单体电池间隔设置于所述箱体内，所述箱体开设第一开口和第二开口。所述温度管理装置包括气体循环装置，所述气体循环装置与所述第一开口连通，用于向所述第一开口注入气体，以调节所述箱体内部的温度。
但是其通过加热装置和冷却装置对气体循环装置产生的气体进行加热和冷却以此来调控电池箱体内温度的方式，通过气体进行加热和冷却不仅不能及时对电池的温度起到调节作用，而且加热装置、冷却装置、气体循环装置等多个装置的设置导致锂离子电池系统结构复杂、生产成本大大增加、维护成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种锂离子启动电池控制装置，包括锂离子电池、BMS电池系统、双路防反二极管、加热膜，锂离子电池的正极分别与BMS电池系统充电回路的一端以及双路防反二极管的一端连接，BMS电池系统充电回路的另一端与双路防反二极管的一端连接，双路防反二极管的另一端为输出端，并且与加热膜连接，加热膜的另一端与BMS电池系统加热回路连接，BMS电池系统加热回路的另一端与锂离子电池的负极连接，BMS电池系统内部设置有控制开关a和控制开关b控制开关a用于控制充电回路，控制开关b用于控制加热膜，解决了现有技术存在锂电池过充以及低温状态下锂电池充电不良等问题。
本发明的技术解决措施如下：
一种锂离子启动电池控制装置，包括锂离子电池、BMS电池系统、双路防反二极管、加热膜，所述锂离子电池的正极分别与BMS电池系统充电回路的一端以及双路防反二极管的一端连接，所述BMS电池系统充电回路的另一端与双路防反二极管的一端连接，所述双路防反二极管的另一端为输出端，并且与加热膜连接，所述加热膜的另一端与BMS电池系统加热回路连接，所述BMS电池系统加热回路的另一端与锂离子电池的负极连接，所述BMS电池系统内部设置有控制开关a和控制开关b所述控制开关a用于控制充电回路，所述控制开关b用于控制加热膜。
作为一种优选，所述BMS电池系统设置有AFE采集模块。
作为一种优选，所述双路防反二极管至少采用一个双路二极管或两个单路二极管。
作为一种优选，所述双路防反二极管可以采用肖特基势垒二极管、TVS二极管等大功率器件。
作为一种优选，所述控制开关a和控制开关b可以采用MOS、继电器、可控硅或晶闸管等一切可以控制的开关。
作为又一种优选，所述加热膜可以采用PET加热膜或PI加热膜。
本发明的有益效果在于：
1.本发明设置有控制开关b，电池充电过充中，当AFE采集模块检测到电压达到保护点时，BMS电池系统控制充电回路的控制开关a断开，避免蓄电池一直处于充电状态，造成蓄电池寿命偏短甚至过充、起火等问题。
2.本发明设置有加热膜，当电池的温度低于0℃时，BMS电池系统可以控制加热回路的控制开关b闭合，通过加热膜对电池先加热，加热到5℃时，BMS电池系统控制充电回路的控制开关a闭合对电池进行充电，进行边加热边充电，当电池温度达到15℃时，BMS电池系统关闭控制开关b，电池可以进入纯充电阶段，以此来解决电池不能低温充电的问题。
3.目前市场上锂电BMS电池系统都是采用多节单电芯保护电路，电路复杂，接线复杂，成本高，本发明通过廉价的通用二极管及合理的供电管理电路实现控制电池的充放电，硬件结构简单、可靠性更高、成本更低。
综上所述，本发明具有能够保护电池避免过充、低温状态下有效提升充电效率和电池性能、提高电池寿命、结构简单等优点，适合锂离子电池控制装置技术领域。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为该锂离子启动电池控制装置的第一种控制方式的状态示意图；
图2为该锂离子启动电池控制装置的第二种控制方式的状态示意图；
图3为该锂离子启动电池控制装置的第三种控制方式的状态示意图；
图4为该锂离子启动电池控制装置的第四种控制方式的状态示意图；
图5为该锂离子启动电池控制装置的步骤树状示意图。
图中：锂离子电池1、BMS电池系统2、双路防反二极管3、加热膜4、控制开关a21、控制开关b22、AFE采集模块23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例
如图1至图5所示，一种锂离子启动电池控制装置，包括锂离子电池1、BMS电池系统2、双路防反二极管3、加热膜4，锂离子电池1的正极分别与BMS电池系统2充电回路的一端以及双路防反二极管3的一端连接，BMS电池系统2充电回路的另一端与双路防反二极管3的一端连接，双路防反二极管3的另一端为输出端，并且与加热膜4连接，加热膜4的另一端与BMS电池系统2加热回路连接，BMS电池系统2加热回路的另一端与锂离子电池1的负极连接，BMS电池系统2内部设置有控制开关a21和控制开关b22控制开关a21用于控制充电回路，控制开关b22用于控制加热膜4。充电回路经过BMS电池系统2，BMS电池系统2内部有控制开关a21，BMS电池系统2具有AFE采集模块23，可以采集电池的单体电压和温度，电池充电过程中，当AFE采集模块23检测到电压达到保护点时，BMS电池系统2控制充电回路的控制开关a21断开，避免蓄电池一直处于充电状态，造成蓄电池寿命偏短甚至过充、起火等问题；通过设置加热膜4，当电池在低温的时候，BMS电池系统2控制加热回路的控制开关b22闭合，通过加热膜4对电池先进行加热，等待电池的温度升到可充电温度范围内再给电池进行充电和放电，提高充电效率和电池性能；BMS电池系统2不控制放电回路，放电电流只有外部负载决定；BMS电池系统2控制充电回路，当电池包满电时切断充电回路以保护电池过充。
如图1、图2、图3和图4所示，BMS电池系统2设置有AFE采集模块23，AFE采集模块23作为电池单体采集模块能够进行电池单体信息和温度的采集。当电池的温度低于0℃时，BMS电池系统2可以控制加热回路的控制开关b22闭合，通过加热膜4对电池先加热，加热到5℃时，BMS电池系统2控制充电回路的控制开关a21闭合对电池进行充电，进行边加热边充电，当电池温度达到15℃时，BMS电池系统2关闭控制开关b22，电池可以进入纯充电阶段，以此来解决电池不能低温充电的问题。
如图1、图2、图3和图4所示，双路防反二极管3至少采用一个双路二极管或两个单路二极管。目前市场上锂电BMS电池系统都是采用多节单电芯保护电路，电路复杂，接线复杂，成本高，本发明通过廉价的通用二极管及合理的供电管理电路实现控制电池的充放电，硬件结构简单、可靠性更高、成本更低。
如图1、图2、图3和图4所示，双路防反二极管3可以采用肖特基势垒二极管、TVS二极管等大功率器件。肖特基二极管和TVS二极管，具有开关频率高和正向压降低等优点，适合用在低压、大电流输出场合用作高频整流。
如图1、图2、图3和图4所示，控制开关a21和控制开关b22可以采用MOS、继电器、可控硅或晶闸管等一切可以控制的开关。
如图1、图2、图3和图4所示，加热膜4可以采用PET加热膜或PI加热膜。PET电热片厚度薄，使用温度范围在-40℃~80℃，适用范围广，加热面均匀,散热效果好；通过加热膜4使得电池具有加热功能，电池在低温的时候，可以先进行加热，等待电池的温度升到可充电温度范围内再给电池进行充电和放电。
工作过程：
电池充电过程中，当AFE采集模块23检测到电压达到保护点时，BMS电池系统2控制充电回路的控制开关a21断开，避免蓄电池一直处于充电状态，造成蓄电池寿命偏短甚至过充、起火等问题，当电池的温度低于0℃时，BMS电池系统2可以控制加热回路的控制开关b22闭合，通过加热膜4对电池先加热，加热到5℃时，BMS电池系统2控制充电回路的控制开关a21闭合对电池进行充电，进行边加热边充电，当电池温度达到15℃时，BMS电池系统2关闭控制开关b22，电池可以进入纯充电阶段，以此来解决电池不能低温充电的问题。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种锂离子启动电池控制装置，包括锂离子电池（1）、BMS电池系统（2）、双路防反二极管（3）、加热膜（4），其特征在于，所述锂离子电池（1）的正极分别与BMS电池系统（2）充电回路的一端以及双路防反二极管（3）的一端连接，所述BMS电池系统（2）充电回路的另一端与双路防反二极管（3）的一端连接，所述双路防反二极管（3）的另一端为输出端，并且与加热膜（4）连接，所述加热膜（4）的另一端与BMS电池系统（2）加热回路连接，所述BMS电池系统（2）加热回路的另一端与锂离子电池（1）的负极连接，所述BMS电池系统（2）内部设置有控制开关a（21）和控制开关b（22）所述控制开关a（21）用于控制充电回路，所述控制开关b（22）用于控制加热膜（4）。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子启动电池控制装置，其特征在于，所述BMS电池系统（2）设置有AFE采集模块（23），进行电池单体信息和温度的采集。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子启动电池控制装置，其特征在于，所述双路防反二极管（3）至少采用一个双路二极管或两个单路二极管。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子启动电池控制装置，其特征在于，所述双路防反二极管（3）可以采用肖特基势垒二极管、TVS二极管等大功率器件。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子启动电池控制装置，其特征在于，所述控制开关a（21）和控制开关b（22）可以采用MOS、继电器、可控硅或晶闸管等一切可以控制的开关。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子启动电池控制装置，其特征在于，所述加热膜（4）可以采用PET加热膜或PI加热膜。
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