CN209329113U - 电池加热组件和电池加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池加热组件和电池加热系统，属于车辆电池技术领域。本实用新型实施例提供的电池加热组件和电池加热系统，当需要PTC加热器为待加热电池加热时，电池管理系统BMS控制PTC加热器为待加热电池加热，在加热过程中，第一温控开关和第二温控开关能分别采集PTC加热器的高压回路的温度值与低压控制回路的温度值，并根据采集到的温度值控制PTC加热器得电或者失电，从而控制PTC加热器为待加热电池加热或者停止为待加热电池加热，实现温度可控，同时，PTC加热器得电或者失电过程中，风机始终运转，保证放置待加热电池的箱体中的温度均匀维持在一定的范围，整体达到恒温调温的效果。

Description

电池加热组件和电池加热系统

技术领域

本实用新型涉及车辆电池技术领域，具体而言，涉及一种电池加热组件和电池加热系统。

背景技术

电动汽车动力电池作为整车动力输出，需要满足续航里程长、放电能量效率高等优势。电池性能与环境温度有很大关系，长期低温环境对电池使用寿命有严重影响，为了避免这种问题，低温环境需要给电池加热。

现有技术中，普遍采用PI加热膜为电池加热，由于PI加热膜容易刺破，加热不能自主控温，容易引起电芯温差过大，降低安全性。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种电池加热组件和电池加热系统，解决了不能自主控温，容易引起电芯温差过大，安全性低的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池加热组件，其中，包括：

加热器、第一温控开关、第二温控开关；

所述第一温控开关和所述第二温控开关设置在所述加热器两端；

所述第一温控开关和所述第二温控开关用于控制所述加热器为待加热电池加热。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一温控开关的阈值温度为80℃；所述第二温控开关的阈值温度为75℃。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述加热器为PTC加热器；

所述PTC加热器包括：镀锌外压板、不锈钢波纹状弹簧片、单层铝散热片、PTC发热片及镀镍铜电极端子。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电池加热系统，其中，包括第一方面中任意一项所述的加热组件、低压电源、扼流线圈、继电器、保险丝、风机和电池管理系统BMS；

所述风机和所述电池管理系统BMS均设置在PCB控制板上；

所述风机连接所述PCB电路板上的风机接口；所述电池管理系统BMS连接所述PCB电路板上的电池管理系统BMS接口；

所述低压电源的正极端通过所述扼流线圈与所述继电器的正极线圈端连接；

所述低压电源的负极端通过所述保险丝与所述加热组件的加热器的第一连接端连接；

所述继电器的负极线圈端通过所述第一温控开关与所述加热器的第二连接端连接；

所述继电器的第一触点端通过所述加热组件的第二温控开关连接所述PCB电路板上的温控开关接口；

所述继电器的第二触点端连接所述PCB电路板上的继电器接口。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电池管理系统BMS用于控制所述加热组件为待加热电池加热；

所述风机用于在电池管理系统BMS控制下，为所述待加热电池提供风力。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述风机为涡轮风机；

所述继电器为高压继电器。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电池管理系统BMS包括主控模块和从控模块；

所述从控模块用于采集所述待加热电池的温度值，并将所述待加热电池的温度值发送至所述主控模块；

所述主控模块用于当所述待加热电池的温度值低于设定温度值时，控制所述涡轮风机运转，以使所述涡轮风机运转为所述待加热电池提供风力，并控制所述加热器为所述待加热电池加热。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述主控模块包括：

第一中央处理器、第一通讯模块、第一电源变换模块及第一存储模块；

所述第一通讯器、所述第一电源变换模块及所述第一存储模块均与所述第一中央处理器连接。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，所述从控模块包括：

第二中央处理器、第二通讯模块、第二电源变换模块、均衡控制模块、温度检测模块及第二存储模块；

所述第二通讯模块、所述第二电源变换模块、所述均衡控制模块、所述温度检测模块及所述第二存储模块均与所述第二中央处理器连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第六种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：供电接口；

所述供电接口用于连接外设电源，以使所述外设电源为所述系统供电。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的电池加热组件和电池加热系统，电池加热组件包括：加热器、第一温控开关、第二温控开关，第一温控开关和第二温控开关设置在加热器两端，第一温控开关和第二温控开关用于控制加热器为待加热电池加热，在加热器为待加热电池加热过程中，第一温控开关和第二温控开关能采集加热器的温度，并控制加热器给待加热电池加热，使待加热电池温度的可控，提高了安全性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例所提供的电池加热组件的结构框图；

图2为本实用新型另一实施例所提供的电池加热系统的电路连接图；

图3为本实用新型另一实施例所提供的PCB控制板的接线孔示意图；

图4为本实用新型另一实施例所提供的电池管理系统BMS的结构框图。

图标：

1-继电器接口；2-温控开关接口；3-第一电源接口；4-接地接口；41-主控模块；42-从控模块；5-第二电源接口；6-电池管理系统BMS接口；7-第一风机接口；8-第二风机接口；9-第三风机接口；10-加热器；11-第一温控开关；12-第二温控开关。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

相关技术中，电动汽车动力电池作为整车动力输出，需要满足续航里程长、放电能量效率高等优势。电池性能与环境温度有很大关系，长期低温环境对电池使用寿命有严重影响，为了避免这种问题，低温环境需要给电池加热。目前，普遍采用PI加热膜为电池加热，由于PI加热膜容易刺破，加热不能自主控温，容易引起电芯温差过大，降低安全性。

针对现有技术中产生的问题。本实用新型实施例提供了一种电池加热组件和电池加热系统，以下首先对本实用新型的电池加热组件的进行详细介绍。

实施例一

该实施例提供了一种电池加热组件，如图1所示为电池加热组件的结构框图，包括：加热器10，第一温控开关11，第二温控开关12。

第一温控开关11和第二温控开关12设置在加热器10两端，当加热器10为待加热电池加热时，第一温控开关11和第二温控开关12用于控制加热器10为待加热电池加热。

可以理解的是，第一温控开关11和第二温控开关12可以为KSD301温控开关，由于KSD301温控开关是一种用双金属片作为感温组件的温控开关，当加热器10为待加热电池加热时，双金属片处于自由状态，第一温控开关11和第二温控开关12采集加热器10的温度，当第一温控开关11和第二温控开关12采集到的温度达到阈值温度时，双金属片受热产生内应力而迅速动作，打开/闭合触点，阻止加热器10为待加热电池加热，从而起到控温作用。当电器冷却到复位温度时，触点自动闭合/打开，加热器10继续为待加热电池加热，因此，第一温控开关11和第二温控开关12可以通过采集加热器10的温度控制加热器10为待加热电池加热。其中，第一温控开关11的阈值温度为80℃，第二温控开关12的阈值温度为75℃。

具体地，加热器10为PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系统)加热器，其中，PTC加热器可以包括：镀锌外压板、不锈钢波纹状弹簧片、单层铝散热片、PTC发热片及镀镍铜电极端子。单层铝散热片可以为V型、U型，且综合了黏胶和机械式的优点，并充分考虑到PTC加热器在工作时的各种热、电现象，其结合力强，导热、散热性能优良，效率高，安全可靠。

本实用新型实施例提供的电池加热组件包括：加热器、第一温控开关、

第二温控开关，第一温控开关和第二温控开关设置在加热器两端，第一温控开关和第二温控开关用于控制加热器为待加热电池加热，在加热器为待加热电池加热过程中，第一温控开关和第二温控开关分别采集PTC加热器的温度，并控制加热器给待加热电池加热，使待加热电池温度可控，提高了安全性。

实施例二

该实施例提供了一种电池加热系统，如图2所示为电池加热系统电路连接图，该系统包括：加热组件、低压电源、扼流线圈、继电器、保险丝、风机和电池管理系统BMS。

结合图3，风机和电池管理系统BMS均设置在PCB控制板上，风机连接PCB电路板上的第一风机接口7、第二风机接口8和第三风机接口9，电池管理系统BMS连接PCB电路板上的电池管理系统BMS接口6，低压电源的正极端通过扼流线圈与继电器的正极线圈端连接，以使第一温控开关采集PTC加热器的高压回路的温度值，低压电源的负极端通过保险丝与加热组件的加热器的第一连接端连接，以使第二温控开关采集PTC加热器的低压控制回路的温度值，继电器的负极线圈端通过第一温控开关与加热器的第二连接端连接，继电器的第一触点端通过加热组件的第二温控开关连接PCB电路板上的温控开关接口2，继电器的第二触点端连接所述PCB电路板上的继电器接口1，电池加热系统通过接地接口4接地。

其中，低压电源用于为加热组件提供电电压，以使加热组件为待加热电池加热，低压电源可以为12V或者24V的直流电池，也可以是220V交流电源经过变换后输出12V或者24V的直流电压。

电池管理系统BMS用于控制加热组件为待加热电池加热，风机用于在电池管理系统BMS的控制下，为待加热电池提供风力，风机可以为涡轮风机，继电器为高压继电器。

当加热组件为待加热电池加热时，保险丝获取流经加热组件的电流，当电流过大时，保险丝断开，阻止低压电源为加热组件供电，从而阻止加热组件为待加热电池加热，起到保护系统的作用。

如图4所示，电池管理系统BMS包括主控模块41和从控模块42。其中，从控模块42用于采集待加热电池的温度值，并将待加热电池的温度值发送至主控模块41，主控模块41用于当待加热电池的低于设定温度值时，控制涡轮风机运转，以使涡轮风机运转为待加热电池提供风力，并控制PTC加热器为待加热电池加热。

进一步地，主控模块41包括：第一中央处理器、第一通讯模块、第一电源变换模块及第一存储模块，其中，第一通讯模块、第一电源变换模块及第一存储模块均与第一中央处理器连接；从控模块42包括：第二中央处理器、第二通讯模块、第二电源变换模块、均衡控制模块、温度检测模块及第二存储模块，其中，第二通讯模块、第二电源变换模块、均衡控制模块、温度检测模块及第二存储模块均与第二中央处理器连接。

进一步地，电池加热系统还包括：供电接口，该供电接口用于连接外设电源，以使外设电源为系统供电，该供电接口可以是第一电源接口3，也可以是第二电源接口5，第一电源接口3连接12V的外设电源，第二电源接口5连接24V的外设电源。

结合图2，电池管理系统BMS控制PTC加热器为待加热电池加热的具体过程为：

步骤1：PTC加热器得电；

当需要PTC加热器为待加热电池加热时，待加热电池可以放置在箱体内，接通外设电源为电路板供电，电池管理系统BMS得电开始工作，主控模块的第一中央处理器发出处理信号，并将处理信号发送给从控模块的第二中央处理器，第二中央处理器接收到处理信号后，向温度检测模块发送温度采集指令，以使温度检测模块采集箱体内的待加热电池的温度值，并将采集到的待加热电池的发送给第二中央处理器，第二中央处理器将待加热电池的发送给均衡控制模块，以使均衡控制模块对接收到的箱体内的温度做均衡处理，然后将处理后的待加热电池的温度值发送给第二中央处理器，第二中央处理器处理接收并将处理后的待加热电池的温度值转化为以电信号形式存在的控制指令，将控制指令发送给主控模块的第一中央处理器。

第一中央处理器接收到控制指令之后，对控制指令进行处理，并发出加热信号，该系统中的加热组件、低压电源、扼流线圈、继电器、保险丝、风机和电池管理系统BMS接通形成通路。

然后，风机开始运转，且风机有两种工作模式，分别为：24V、1.62A、6850转/min以及12V、3.4A、6850转/min，继电器得电，继电器中的线圈吸合，从而常开触点闭合，使加热组件1得电，发热加热组件1中的PTC加热器得电为待加热电池加热。

步骤(2)：PTC加热器失电；

PTC加热器为待加热电池加热过程中，PTC加热器的温度慢慢升高，为了阻止PTC加热器的温度不断升高，设置在PTC加热器两端的第一温控开关和第二温控开关采集PTC加热器的温度，如果第一温控开关采集到的PTC加热器的温度高于80℃或者第二温控开关采集到的PTC加热器的温度高于75℃或者第一温控开关采集到的PTC加热器的温度高于80℃且第二温控开关采集到的PTC加热器的温度高于75℃，第一温控开关或者第二温控开关或者第一温控开关和第二温控开关的常闭触点由打开状态转为闭合状态，使PTC加热器和低压电源断开，PTC加热器失电，在PTC加热器失电后，温度会慢慢降下来，当从控模块检测到的温度值低于设定温度值时，重复上述步骤1，电池管理系统BMS继续控制PTC加热器为待加热电池加热，保证PTC加热器为待加热电池加热过程中不会使PTC加热器过高，从而使温度可控。

需要注意的是，PTC加热器得电和失电过程中，风机始终运转，保证放置待加热电池的箱体中的温度均匀维持在一定的范围。

本实用新型实施例提供的电池加热系统包括：加热组件、低压电源、扼流线圈、继电器、保险丝、风机和电池管理系统BMS，当需要PTC加热器为待加热电池加热时，电池管理系统BMS控制PTC加热器为待加热电池加热，在加热过程中，第一温控开关和第二温控开关能采集PTC加热器的高压回路的温度值与低压控制回路的温度值，并根据采集到的温度值控制PTC加热器得电或者失电，从而控制PTC加热器为待加热电池加热或者停止为待加热电池加热，实现温度可控，同时，PTC加热器得电或者失电过程中，风机始终运转，保证放置待加热电池的箱体中的温度均匀维持在一定的范围，整体达到恒温调温的效果。

本实用新型实施例提供的电池加热组件和电池加热系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池加热组件，其特征在于，包括：

加热器、第一温控开关、第二温控开关；

所述第一温控开关和所述第二温控开关设置在所述加热器两端；

所述第一温控开关和所述第二温控开关用于控制所述加热器为待加热电池加热。

2.根据权利要求1所述的电池加热组件，其特征在于，所述第一温控开关的阈值温度为80℃；所述第二温控开关的阈值温度为75℃。

3.根据权利要求2所述的电池加热组件，其特征在于，所述加热器为PTC加热器；

所述PTC加热器包括：镀锌外压板、不锈钢波纹状弹簧片、单层铝散热片、PTC发热片及镀镍铜电极端子。

4.一种电池加热系统，其特征在于，包括权利要求1至3中任意一项所述的加热组件、低压电源、扼流线圈、继电器、保险丝、风机和电池管理系统BMS；

所述风机和所述电池管理系统BMS均设置在PCB控制板上；

所述风机连接所述PCB电路板上的风机接口；所述电池管理系统BMS连接所述PCB电路板上的电池管理系统BMS接口；

所述低压电源的正极端通过所述扼流线圈与所述继电器的正极线圈端连接；

所述低压电源的负极端通过所述保险丝与所述加热组件的加热器的第一连接端连接；

所述继电器的负极线圈端通过所述第一温控开关与所述加热器的第二连接端连接；

所述继电器的第一触点端通过所述加热组件的第二温控开关连接所述PCB电路板上的温控开关接口；

所述继电器的第二触点端连接所述PCB电路板上的继电器接口。

5.根据权利要求4所述的电池加热系统，其特征在于，所述电池管理系统BMS用于控制所述加热组件为待加热电池加热；

所述风机用于在电池管理系统BMS控制下，为所述待加热电池提供风力。

6.根据权利要求5所述的电池加热系统，其特征在于，所述风机为涡轮风机；

所述继电器为高压继电器。

7.根据权利要求6所述的电池加热系统，其特征在于，所述电池管理系统BMS包括主控模块和从控模块；

所述从控模块用于采集所述待加热电池的温度值，并将所述待加热电池的温度值发送至所述主控模块；

所述主控模块用于当所述待加热电池的温度值低于设定温度值时，控制所述涡轮风机运转，以使所述涡轮风机运转为所述待加热电池提供风力，并控制所述加热器为所述待加热电池加热。

8.根据权利要求7所述的电池加热系统，其特征在于，所述主控模块包括：

第一中央处理器、第一通讯模块、第一电源变换模块及第一存储模块；

所述第一通讯器、所述第一电源变换模块及所述第一存储模块均与所述第一中央处理器连接。

9.根据权利要求7所述的电池加热系统，其特征在于，所述从控模块包括：

第二中央处理器、第二通讯模块、第二电源变换模块、均衡控制模块、温度检测模块及第二存储模块；

所述第二通讯模块、所述第二电源变换模块、所述均衡控制模块、所述温度检测模块及所述第二存储模块均与所述第二中央处理器连接。

10.根据权利要求5所述的电池加热系统，其特征在于，所述系统还包括：供电接口；

所述供电接口用于连接外设电源，以使所述外设电源为所述系统供电。