CN208889815U - 一种设有温差调节的电池系统和一种车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种设有温差调节的电池系统和一种车辆，设有温差调节的电池系统包括电池模组以及用于连接外部充电设备的充电接口；电池模组包括至少两个电池包，每个电池包均配设有一个用于为对应电池包进行加热的加热模块，各加热模块通过相应的供电线路连接充电接口，各供电线路上串设有加热控制开关。本实用新型提供的技术方案，电池系统中各电池包分别设置有对应的加热模块，根据各电池包的温度变化特性控制相应加热模块上的加热控制开关，能够对各电池包的温度进行单独控制，从而解决现有技术中采用一个加热模块对电池系统进行加热时，由于电池系统的各电池包温度变化特性不一致而造成各电池包温度不一致的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于设有温差调节的电池系统温度控制技术领域，具体涉及一种设有温差调节的电池系统和一种车辆。
背景技术
动力电池是电动汽车上的核心部件，目前电动汽车上应用最广动力电池的是磷酸铁锂电池。相对于动力电池的放电过程，动力电池在充电过程中受温度的影响非常明显。低温环境下进行充电时，动力电池中锂离子和电子反应生成锂的速率大于锂和石墨反应生成LiC6的速率，即锂离子嵌入石墨负极速度慢，从而导致在动力电池的负极表面形成金属锂枝晶，这一反应将会消耗动力电池中的可以反复充放电的锂离子，大幅降低动力电池容量，并且析出的金属锂枝晶可能刺穿隔膜，影响动力电池的安全性能。
磷酸铁锂电池的充电温度范围为0℃～45℃，在下述两种情况下需进行加热，一种是电池模组温度低于0℃，首先进行加热，然后再充电，即先加热再充电；另一种是充电过程中由于环境温度较低造成电池温度持续下降，甚至降到10℃以下，这种工况下应进行边充电边加热。
授权公告号为CN207217700U的中国实用新型专利文件中公开了一种电池加热电路，电池加热电路包括电池和加热模块，加热模块的供电线路上设置有开关模块，该加热模块对整个电池模组进行加热。但是，当电池模组包括至少两个电池包时，现有的电池加热电路只能够对整个电池模组进行加热，无法对电池模组内的各个电池包分别加热。由于各个电池包之间的温度上升特性以及温度下降特性通常存在一定的差异，因此，现有的加热电路不能根据各电池包的具体温度特性进行有针对性的加热，无法调节电池包之间的温差，电池包之间的温差在加热过程中就会逐渐变大，进而无法实现电池包温度的一致性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种设有温差调节的电池系统，用于解决现有技术中在采用一个加热模块对电池系统进行加热时，由于电池系统的各电池包温度变化特性不一致而造成各电池包温度不一致的问题；相应的，本实用新型还提供了一种车辆，该车辆使用上述的设有温差调节的电池系统，解决现有技术中在采用一个加热模块对车辆上的电池系统进行加热时，由于电池系统的各电池包温度变化特性不一致而造成各电池包温度不一致的问题。
为实现上述目的，本实用新型提的技术方案是：
一种设有温差调节的电池系统，包括用于连接外部充电设备的充电接口以及至少两个电池模组；各电池模组设置在至少两个电池包内，每个电池包均配设有一个用于为对应电池包进行加热的加热模块，各加热模块通过相应的供电线路连接充电接口，各供电线路上串设有加热控制开关。
本实用新型所提供的技术方案，设有温差调节的电池系统中各电池包分别设置有对应的加热模块，根据各电池包的温度变化特性控制相应加热模块上的加热控制开关，能够对各电池包的温度进行单独控制，从而解决现有技术中采用一个加热模块对电池系统进行加热时，由于电池系统的各电池包温度变化特性不一致而造成各电池包温度不一致的问题。
进一步的，所述设有温差调节的电池系统还包括控制模块，每个电池包上还设置有用于检测对应电池包温度的温度检测模块，所述控制模块的信号输入端采样连接各温度检测模块，所述控制模块的信号输出端控制连接各加热控制开关。
设置控制模块和温度检测模块，能够根据电池包的温度对相应的加热模块进行自动控制，提高控制效率。
进一步的，所述温度检测模块布置在对应电池包的电池极柱上。
将温度检测模块布置在对应电池包的电池极柱上，能够方便温度检测模块的固定安装。
进一步的，所述电池模组的充电线路连接所述充电接口，所述充电线路上串设有充电控制开关，所述控制模块的信号输出端连接充电控制开关。
控制模块连接充电控制开关，能够对设有电池系统的充电过程进行控制。
进一步的，各加热模块分别包括与相应电池包内电池模组数量相应的加热电阻，各加热电阻设置在相应的电池模组处，同一加热模块中的加热电阻之间并联设置。
每个电池模组设置一个加热电阻，能够保证同一电池包内各电池模组受热的一致性。
一种车辆，包括车辆本体和设有温差调节的电池系统，所述设有温差调节的电池系统包括用于连接外部充电设备的充电接口以及至少两个电池模组；各电池模组设置在至少两个电池包内，每个电池包均配设有一个用于为对应电池包进行加热的加热模块，各加热模块通过相应的供电线路连接充电接口，各供电线路上串设有加热控制开关。
本实用新型所提供的技术方案，设有温差调节的电池系统中各电池包分别设置有对应的加热模块，根据各电池包的温度变化特性控制相应加热模块上的加热控制开关，能够对各电池包的温度进行单独控制，从而解决现有技术中采用一个加热模块对电池系统进行加热时，由于电池系统的各电池包温度变化特性不一致而造成各电池包温度不一致的问题。
进一步的，所述设有温差调节的电池系统还包括控制模块，每个电池包上还设置有用于检测对应电池包温度的温度检测模块，所述控制模块的信号输入端采样连接各温度检测模块，所述控制模块的信号输出端控制连接各加热控制开关。
设置控制模块和温度检测模块，能够根据电池包的温度对相应的加热模块进行自动控制，提高控制效率。
进一步的，所述温度检测模块布置在对应电池包的电池极柱上。
将温度检测模块布置在对应电池包的电池极柱上，能够方便温度检测模块的固定安装。
进一步的，所述电池模组的充电线路连接所述充电接口，所述充电线路上串设有充电控制开关，所述控制模块的信号输出端连接充电控制开关。
控制模块连接充电控制开关，能够对电池系统的充电过程进行控制。
进一步的，各加热模块分别包括与相应电池包内电池模组数量相应的加热电阻，各加热电阻设置在相应的电池模组处，同一加热模块中的加热电阻之间并联设置。
每个电池模组设置一个加热电阻，能够保证同一电池包内各电池模组受热的一致性。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中设有温差调节的电池系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
实施例1：
本实施例提供一种设有温差调节的电池系统，该设有温差调节的电池系统中设置有至少两个电池包，各电池包分别设置有相应的加热模块，通过各加热模块对相应的电池包进行加热，使各电池包的温度保持一致。
本实施例所提供的设有温差调节的电池系统，其结构原理如图1所示，包括充电接口HW、电池模组B1、电池模组B2、电池模组B3和电池模组B4，其中充电接口HW用于连接如充电机等外部充电设备，从外部取电后为各电池模组充电；电池模组B1、电池模组B2和电池模组B3设置在第一电池包内，电池模组B4设置在第二电池包内。
第一电池包设置有第一加热模块，第二电池包设置有第二加热模块，第一加热模块中包括第一加热电阻R1、第二加热电阻R2和第三加热电阻R3，其中第一加热电阻R1设置在电池模组B1处，用于为电池模组B1加热；第二加热电阻R2设置在电池模组B2处，用于为电池模组B2加热；第三加热电阻设置在电池模组B3处，用于为电池模组B3加热；
第一加热电阻R1、第二加热电阻R2和第三加热电阻R3并联设置，三者之间并联后通过第一供电线路与充电接口HW连接，并且在第一供电线路上串设有第一加热控制开关K1，当第一加热控制开关K1闭合后，充电机为充电接口HW供电，充电接口HW通过第一供电线路为第一加热电阻R1、第二加热电阻R2和第三加热电阻R3供电；
第二加热模块包括第四加热电阻R4，第四加热电阻R4设置在电池模组R4处，用于为电池模组R4加热；第四加热电阻R4通过第二供电线路与充电接口HW连接，并且在第二供电线路上设置有第二加热控制开关K2，当第二加热控制开关K2闭合后，充电机为充电接口HW供电，充电接口HW通过第二供电线路为第四加热电阻R4供电。
为了保证对设有温差调节的电池系统中各电池包温度调节的效果和效率，本实施例中还设置有控制模块，并且第一电池包设置有第一温度检测模块，第二电池包设置有第二温度检测模块；第一温度检测模块包括温度传感器T1、温度传感器T2和温度传感器T3，第二温度检测模块包括温度传感器T4。温度传感器T1设置在电池模组B1处，用于检测电池模组B1的温度；温度传感器T2设置在电池模组B2处，用于检测电池模组B2的温度；温度传感器T3设置在电池模组B3处，用于检测电池模组B3的温度；温度传感器T4设置在电池模组B4处，用于检测电池模组B4的温度。
控制模块的信号输入端连接温度传感器T1、温度传感器T2、温度传感器T3和温度传感器T4的信号输出端，控制模块的信号输出端连接第一加热控制开关K1和第二加热控制开关K2，根据从温度传感器T1、温度传感器T2、温度传感器T3和温度传感器T4接受到的信号对第一加热控制开关K1和第二加热控制开关K2进行控制，控制的逻辑为：
当充电接口HW连接到充电机后，假设当前的环境温度为-10℃，由于10℃以下不允电池系统充电，因此需要为第一电池包和第二电池包加热；控制第一加热控制开关K1和第二加热控制开关K2闭合，第一加热模块和第二加热模块开始工作，为相应的电池包加热；
当第一电池包和第二电池包的温度达到10℃时停止加热，控制第一加热开关K1和第二加热开关K2断开，并开始为第一电池包和第二电池包进行充电；
当环境温度很低，电池系统充电产生的热量不足以维持电池系统自身的温度时，第一电池包和第二电池包在充电过程中的温度开始下降；
由于第一电池包和第二电池包的保温结构相同，大小不同，因此两者在充电过程中降温速率不同，其中第二电池包降温速率是第一电池包的2倍，第一电池包的温度比第二电池包的温度高；
当第一电池包和第二电池包之间的温度之差大于最大运行温差时，控制第二加热控制开关K2闭合，第二加热模块开始工作，为第二电池包加热；当第一电池包和第二电池包之间的温度差不大于最大运行温差时控制第二加热控制开关K2断开，停止为第二电池包加热；
当第一电池包和第二电池包的温度都小于0℃时控制第一加热控制开关K1和第二加热控制开关K2闭合，第一加热模块和第二加热模块开始工作，为相应的电池包加热。
本实施例中，温度传感器T1、温度传感器T2、温度传感器T3和温度传感器T4分别设置在电池模组B1、电池模组B2、电池模组B3和电池模组B4的电池极柱上，以方便各温度传感器的固定安装。
作为其他实施方式，控制模块也可以通过控制第一加热控制开关K1和第二加热控制开关K2，使第一电池包和第二电池包的温度均维持在设定温度。
作为对设有温差调节的电池系统的进一步改进，本实施例中各电池模组还分别通过相应的充电线路与充电接口连接，在电池模组B1的充电线路上设置有充电控制开关K21，电池模组B2的充电线路上设置有充电控制开关K22，电池模组B3的充电线路上设置有充电控制开关K23，电池模组B4的充电线路上设置有充电控制开关K24；控制模块与各充电线路上的充电开关连接，用于控制各充电开关的工作状态。
本实施例中，第一加热电阻R1、第二加热电阻R2、第三加热电阻R3和第四加热电阻R4均为加热电阻片；作为其他实施方式，第一加热电阻R1、第二加热电阻R2、第三加热电阻R3和第四加热电阻R4可以采用加热电阻丝。
本实施例中，每个加热模块中设置有与相应电池包内电池模组数量相应的加热电阻，同一加热模块中的各加热电阻之间并联设置；作为其他实施方式，可以在一个电池包内设置一个与电池包内电池模组体积相应的加热电阻片通过一个加热电阻片为相应电池包内的所有电池模组加热。
本实施例中，每个电池模组设置有一个温度传感器；作为其他实施方式，可以每个电池包设置一个温度传感器，各温度传感器设置在相应电池包的电池极柱上。
实施例2：
本实施例提供一种车辆，该车辆包括车辆本体和设有温差调节的电池系统，其中设有温差调节的电池系统与上述实施例1中所提供的设有温差调节的电池系统相同；该设有温差调节的电池系统已在上述实施例1中做了详细介绍，这里不多做说明。
Claims (10)
1.一种设有温差调节的电池系统，其特征在于，包括用于连接外部充电设备的充电接口以及至少两个电池模组；各电池模组设置在至少两个电池包内，每个电池包均配设有一个用于为对应电池包进行加热的加热模块，各加热模块通过相应的供电线路连接充电接口，各供电线路上串设有加热控制开关。
2.根据权利要求1所述的设有温差调节的电池系统，其特征在于，所述设有温差调节的电池系统还包括控制模块，每个电池包上还设置有用于检测对应电池包温度的温度检测模块，所述控制模块的信号输入端采样连接各温度检测模块，所述控制模块的信号输出端控制连接各加热控制开关。
3.根据权利要求2所述的设有温差调节的电池系统，其特征在于，所述温度检测模块设置在对应电池包的电池极柱上。
4.根据权利要求2所述的设有温差调节的电池系统，其特征在于，所述电池模组的充电线路连接所述充电接口，所述充电线路上串设有充电控制开关，所述控制模块的信号输出端连接充电控制开关。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的设有温差调节的电池系统，其特征在于，各加热模块分别包括与相应电池包内电池模组数量相应的加热电阻，各加热电阻设置在相应的电池模组处，同一加热模块中的加热电阻之间并联设置。
6.一种车辆，包括车辆本体和设有温差调节的电池系统，其特征在于，设有温差调节的电池系统包括用于连接外部充电设备的充电接口以及至少两个电池模组；各电池模组设置在至少两个电池包内，每个电池包均配设有一个用于为对应电池包进行加热的加热模块，各加热模块通过相应的供电线路连接充电接口，各供电线路上串设有加热控制开关。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述设有温差调节的电池系统还包括控制模块，每个电池包上还设置有用于检测对应电池包温度的温度检测模块，所述控制模块的信号输入端采样连接各温度检测模块，所述控制模块的信号输出端控制连接各加热控制开关。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述温度检测模块设置在对应电池包的电池极柱上。
9.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述电池模组的充电线路连接所述充电接口，所述充电线路上串设有充电控制开关，所述控制模块的信号输出端连接充电控制开关。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的车辆，其特征在于，各加热模块分别包括与相应电池包内电池模组数量相应的加热电阻，各加热电阻设置在相应的电池模组处，同一加热模块中的加热电阻之间并联设置。
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| CN112467256A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-09 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种电池系统的温差控制方法 |
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