CN203071606U - 一种锂离子电池组充电加热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种锂离子电池组充电加热系统，该系统包括充电回路、放电回路、电池组、放电开关、充电开关，所述的充电回路包括充电装置、充电开关和电池组，所述的放电回路包括外部加热装置、放电开关和电池组；所述充电装置包含充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块，电池管理系统分别与该充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块连接通讯，对各模块进行数据传输和控制。通过放电回路和充电回路的循环工作，对电池组内部和外部同时加热，使电池受热均匀，同时结构简单，效率高，有效的解决了电池组低温加热充电问题。
Description
技术领域：
本实用新型涉及锂离子电池领域，具体的说是一种锂离子电池组低温充电加热系统。
背景技术：
锂离子电池在低温充电时，锂离子在负极容易出现枝晶现象，随着枝晶的长大，会刺破电池正负极之间的隔膜，形成短路，造成很大危险。目前对锂离子电池的加热方法，多是采用外部加热，这样电池受热不均，仍然会有析锂现象发生。
实用新型内容：
为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提出一种锂离子电池组充电加热系统，该系统包括充电回路、放电回路、电池组、放电开关、充电开关，所述的充电回路包括充电装置、充电开关和电池组，所述的放电回路包括外部加热装置、放电开关和电池组；所述充电装置包含充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块，电池管理系统分别与该充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块连接通讯，对各模块进行数据传输和控制。
作为本实用新型的进一步特征，所述外部加热装置包含有电热毯或电阻丝或PTC。
作为本实用新型的进一步特征，所述充电装置包含充电机或电子负载。
作为本实用新型的进一步特征，所述充电开关和放电开关为PMOS或NMOS或继电器。
作为本实用新型的进一步特征，所述电池管理系统和充电设备控制模块之间的通讯方式采用CAN或LIN或RS485或RS232。
本实用新型的一种锂离子电池组充电发热系统，通过放电回路和充电回路的循环工作，对电池组内部和外部同时加热，使电池受热均匀，同时结构简单，效率高，有效的解决了电池组低温加热充电问题。
附图说明：
图1为本实用新型的锂离子电池组充电加热系统结构框图
图2为本实用新型的锂离子电池组加热功能框图
图3为本实用新型的锂离子电池组加热方法的流程图
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型的实施方式。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本实用新型锂离子电池组充电加热系统包括充电回路、放电回路、电池组12、放电开关15、充电开关14。充电回路包括充电装置11、充电开关14和电池组12，放电回路包括外部加热装置装置13、放电开关15和电池组12。充电装置11可以由充电机或电子负载等设备组成，电池组12由多个电池单体串并联组成，电池组内阻为R1，外部加热装置13由电热毯等组成，其电阻为R2。K1为放电回路开关，K2为充电回路开关。
图2为本实用新型锂离子电池组充电加热系统功能框图，该加热系统主要功能分为3个功能模块。充电设备控制模块21，温度采样模块22和开关控制模块23。BMS(电池管理系统)20为整个系统的CPU，对各功能模块进行数据传输和控制。模块20与模块21之间的通讯可以但不限于选用CAN、LIN、RS485、RS232等通讯方式。温度采样模块22采集的温度数据传送至模块20进行计算处理，由模块20对温度进行比较，并做出判定是否进入低温加热模式。
图3为本实用新型充电加热方法的流程图，在块30中，当电池管理系统20收到充电指令时，进入块31对温度进行判断：如果当前温度T大于等于设定值temp1，电池组直接进入块35正常充电模式；如果当前温度T小于temp1，电池组进入低温加热模式36。
正常充电模式下，图2中的电池管理系统20根据电池组当前SOC和单体电压、温度等信息对充电设备控制模块21进行设置，并且监测整个充电过程，实时上报电池组相关的单体电压、电流温度、SOC等相关数据，出现异常会及时上报故障并切断充电设备。
低温加热模式下，在块32中BMS首先根据当前SOC和温度T，对放电时间T1、充电时间T2和放电电流I1、充电电流I2进行设定，使I1×T1＝I2×T2，确保电池组充入和放出的电量相等，使SOC维持恒定。然后放电阶段33和充电阶段34依次工作。
放电阶段33中，放电回路工作，闭合放电开关15，断开充电开关14，放电回路工作时间为T1，此时放电电流为I1，外部加热装置13同时工作。电池组接收的热量由两部分组成，内部热量Q1和外部热量Q2，电池组放出的安时为W1。其中
Q1＝I12×R1×T1
Q2＝I12×R2×T1
W1＝I1×T1
充电阶段34中，充电回路工作，断开放电开关15，闭合充电开关14，充电回路工作时间为T2，此时充电电流为I2，充电装置对电池组充电。电池组产生的热量Q3，电池组充入的安时为W2。其中
Q3＝I22×R1×T2
W2＝I2×T2
其中W1＝W2，电池组放出和充入的电量相等，保证了电池组12的SOC不会降低。运行完一次放电阶段和充电阶段后，电池组接收的总热量为Q，其中
Q＝Q1+Q2+Q3
每次充电阶段34结束，系统会转移到块31，BMS会对温度进行一次判断，如果温度达到设定值temp1，退出低温加热模式，否则循环执行31→32→33→34。
当然，上述说明并非对本技术方案的限制，任何在该技术方案的实质上的变化、修订、延伸均落入本实用新型的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种锂离子电池组充电加热系统，其特征在于：该系统包括充电回路、放电回路、电池组、放电开关、充电开关，所述的充电回路包括充电装置、充电开关和电池组，所述的放电回路包括外部加热装置、放电开关和电池组；所述充电装置包含充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块，电池管理系统分别与该充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块连接通讯，对各模块进行数据传输和控制。
2.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于：所述外部加热装置包含有电热毯或电阻丝或PTC。
3.根据权利要求1或2所述的加热系统，其特征在于：所述充电装置包含充电机或电子负载。
4.根据权利要求3所述的加热系统，其特征在于：充电开关和放电开关为PMOS或NMOS或继电器。
5.根据权利要求4所述的加热系统，其特征在于：所述电池管理系统和充电设备控制模块之间的通讯方式采用CAN或LIN或RS485或RS232。
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Denomination of utility model: Lithium ion battery pack charge heating system and heating method Effective date of registration: 20190318 Granted publication date: 20130717 Pledgee: Jiangxi State-owned Venture Capital Management Co.,Ltd. Pledgor: SHANGHAI H&D EV BATTERY Co.,Ltd. Registration number: 2019360000012 |
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