CN209409777U - 一种电池包加热电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包加热电路，包括电池电路、电源分配单元电路以及充电机，充电机的电源输出端与电源分配单元电路的电源输入端电连接，所述电源分配单元电路的电源输出端与电池电路的电源输入端电连接；所述的电池电路包括用于充放电的电池组、继电器电路以及用于给所述电池组加热的加热器，所述的电池组的充放电端与继电器电路的输出端电连接，所述继电器电路的输出端与所述加热器的电源输入端电连接。充电机给电池包充电，电源分配单元电路辅助控制充电过程，在温度低允许电池放电的情况下，可以使用电池给PTC供电加热；温度很低不允许电池放电的情况下，使用充电机给PTC供电加热，电路结构简单，系统充电和加热安全可靠，应用范围广泛。

Description

一种电池包加热电路

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，特别地，涉及一种电池包加热电路。

背景技术

近几年新能源技术快速发展，特别是新能源汽车领域，使用电能作为动力得到广泛的认可，由于电池的温度会对电池的性能有较大的影响，尤其是在低温环境下，需要通过加热来维持电池包的温度，正常充放电。

新能源汽车电池包的加热功能一般都是利用PTC（加热器）件来实现的。当温度过低触发了整车的加热条件后，整车通过给PTC供电，产生热量，通过加热回路和加热媒介，间接的将电池包加热。

目前最常用的技术方法有两种，一种是将触发加热的温度条件设置为0摄氏度以上，当电池的实际温度低于此温度时，由新能源汽车会打开PTC供电回路，利用自身电池包供电给PTC，进行加热，当电池包温度达到加热停止温度时，断开PTC供电回路，停止加热，另一种方法是在连接外部充电设备的情况下，由外部充电设备给PTC供电加热，加热的方式和使用电池包供电加热的一样。

现有技术的缺点是在使用自身电池包给PTC供电加热的情况下，当电池包温度低于0摄氏度时，电池包放电会对电池包造成不可逆的损伤，导致电池容量下降。因此只使用电池包供电加热的方法有局限性。当使用外部充电设备给PTC供电加热，在一些意外情况下，会导致在低温下给电池包充电，对电池包的损伤极大，对电池包的安全性会有影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决电池在低温条件下充放电不充分的现象，提出了一种电池包加热电路，该电路可以实现在电池包温度较低的情况下，对电池包进行加热，并且整个加热工程安全可靠，减少对电池包的损坏。

为了实现上述技术目的，本实用新型提出的一种技术方案是：一种电池包加热电路，包括电池电路、电源分配单元电路、充电机、电池管理系统，充电机的电源输出端与电源分配单元电路的电源输入端电连接，所述电源分配单元电路的电源输出端与电池电路的电源输入端电连接；所述的电池电路包括用于充放电的电池组、继电器电路以及用于给所述电池组加热的加热器，所述的电池组的充放电端与继电器电路的输出端电连接，所述继电器电路的输出端与所述加热器的电源输入端电连接，所述继电器电路的输入端与所述电源分配单元电路的输出端电连接，所述继电器电路的驱动端和电源分配单元电路的驱动端均与电池管理系统的控制端电连接。当电源分配单元电路通电，充电机给电池包充电，继电器电路对充电过程有一个保护作用，同时继电器电路中单个继电器的开启，可以控制不同的充电过程，在温度很低时，在电池允许放电的情况下，有电池包给PTC供电加热；在电池不允许放电的情况下通过外部充电机给PTC供电加热；两种加热方式可以通过继电器控制实现，电路结构简单，加热系统安全可靠。

所述的继电器电路包括有主正继电器、主负继电器、加热继电器、预充电继电器以及用于分压限流的预充电电阻，所述主正继电器的第一端与所述电池组的正级端电连接，所述主正继电器的第二端与所述加热器的输入电源正级端电连接，所述预充电继电器的第一端与所述正主继电器的第一端电连接，所述预充电继电器的第二端与所述预充电电阻电连接，所述预充电电阻的第二端与所述主正继电器的第二端电连接；所述加热继电器的第一端与所述加热器输入电源负极端电连接，所述加热继电器的第二端与所述主负继电器的第二端电连接，所述主负继电器的第一端与所述电池组的负极端电连接，所述的主正继电器、主负继电器、加热继电器以及预充电继电器的驱动端均分别与所述电池管理系统的控制端电连接。本方案中，当电源分配单元电路通电，充电机给电池包充电，首先主正继电器和加热继电器开路，主负继电器和预充电继电器通路，由于预充电继电器串联一个用于分压限流的预充电电阻，可以对充电电路起到一个很好的保护作用，当电池组的电压缓慢升高到一定值时，预充电继电器开路，主正继电器通路，继续完成充电过程，避免能量的浪费；当电池组的温度过低时，如果低温情况下继续给电池组充电会导致对池包有极大的损伤，此时加热继电器通路，由外部充电设备给PTC供电，此时的充电电流一部分会流向PTC，另一部分会流向电池包，在切断主正和主负继电器的情况下，电流只可能流向PTC，当加热回流出现故障时，电流也不会流入电池包，极大的提高电池的安全性。

所述的电源分配单元电路包括一个充电继电器，所述充电继电器的第一端与所述充电机的正级端电连接，所述充电机的负极端与所述加热继电器的第二端电连接。本方案中充电继电器控制外部电源给电池包和加热器供电，对充电安全起到保障作用，当电路发生故障时，可以立即断开充电继电器，从而达到保护电路的目的。

所述的加热器为管状结构，所述的管状结构的内部设置有加热片，所述管状结构的内部填充有液体，所述加热片通电给所述液体加热。本方案在，外部充电机提供电能给加热器，加热器加热环绕电池组管道内的液体，用来升高电池组的温度，保证充电过程顺利进行，同时管道内的液体循环加热，增大电池组的受热面积，且能够使得电池组均匀受热，能够延长电池组的使用寿命。

本实用新型的有益效果为：1、在温度很低时，在电池允许放电的情况下，由电池包给PTC供电加热；在电池不允许放电的情况下通过外部充电机给PTC供电加热，两种加热方式可以通过继电器控制实现，电路结构简单，加热系统安全可靠；2、通过继电器控制加热过程，极大的提高电池的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的一种电池包加热电路的电路图。

图2是本实用新型的一种电池包加热电路的充电加热流程图。

图中标记说明：1-电池电路，2-电源分配单元电路，3-充电机，4-加热器，5-继电器电路，6-电池组，21-充电继电器，51-预充继电器，52-主正继电器，53加热继电器，54-主负继电器，55-预充电阻。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本实用新型的一种最佳实施例，仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围，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。

实施例：图1所述一种电池包加热电路，包括电池电路1、电源分配单元电路2、充电机3以及电池管理系统7，充电机3的电源输出端与电源分配单元电路2的电源输入端电连接，所述电源分配单元电路2的电源输出端与电池电路1的电源输入端电连接；所述的电池电路1包括用于充放电的电池组6、继电器电路5以及用于给所述电池组6加热的加热器4，所述的电池组6的充放电端与继电器电路5的输出端电连接，所述继电器电路5的输出端与所述加热器4的电源输入端电连接，所述继电器电路5的输入端与所述电源分配单元电路2的输出端电连接，所述继电器电路5的驱动端和电源分配单元电路2的驱动端均与电池管理系统7的控制端电连接。当电源分配单元电路2通电，充电机3给电池包充电，继电器电路5对充电过程有一个保护作用，同时继电器电路5中单个继电器的开启，可以控制不同的充电过程，当电池温度过低时，可以协同加热器4给充电电池供热，来提高充电效率，充电机3给电池包充电，电源分配单元电路2控制充电过程的关闭，电路结构简单，充电系统安全可靠。

所述的继电器电路5包括有主正继电器、主负继电器、加热继电器、预充电继电器以及用于分压限流的预充电电阻，所述主正继电器的第一端与所述电池组6的正级端电连接，所述主正继电器的第二端与所述加热器4的输入电源正级端电连接，所述预充电继电器的第一端与所述正主继电器的第一端电连接，所述预充电继电器的第二端与所述预充电电阻电连接，所述预充电电阻的第二端与所述主正继电器的第二端电连接；所述加热继电器的第一端与所述加热器4输入电源负极端电连接，所述加热继电器的第二端与所述主负继电器的第二端电连接，所述主负继电器的第一端与所述电池组6的负极端电连接，所述的主正继电器52、主负继电器54、加热继电器53以及预充电继电器51的驱动端均分别与所述电池管理系统7的控制端电连接。本实施例中，当电源分配单元电路2通电，充电机3给电池包充电，首先主正继电器52和加热继电器53开路，主负继电器54和预充电继电器51通路，由于预充电继电器51串联一个用于分压限流的预充电电阻55，可以对充电电路起到一个很好的保护作用，当电池组6的电压缓慢升高到一定值时，预充电继电器51开路，主正继电器52通路，继续完成充电过程，避免能量的浪费；当电池组6的温度过低时，如果低温情况下继续给电池组6充电会导致对池包有极大的损伤，此时加热继电器53通路，由外部充电设备给PTC供电，此时的充电电流一部分会流向PTC，另一部分会流向电池包，在切断主正继电器52和主负继电器54的情况下，电流只可能流向PTC加热器4，当加热回流出现故障时，电流也不会流入电池组6，极大的提高电池的安全性。

所述的电源分配单元电路2包括一个充电继电器21，所述充电继电器21的第一端与所述充电机3的正级端电连接，所述充电机3的负极端与所述加热继电器53的第二端电连接。本实施例中，充电继电器21控制外部电源给电池组6和加热器4供电，对充电安全起到保障作用，当电路发生故障时，可以立即断开充电继电器21，从而达到保护电路的目的。

所述的加热器4为管状结构，所述的管状结构的内部设置有加热片，所述管状结构的内部填充有液体，所述加热片通电给所述液体加热。本实施例中，外部充电器提供电能给加热器4，加热器4加热环绕电池组6管道内的液体，用来升高电池组6的温度，保证充电过程顺利进行，同时管道内的液体循环加热，增大电池组6的受热面积，且能够使得电池组6均匀受热，能够延长电池组6的使用寿命。

图2所述的一种电池组6加热电路的直流充电加热流程图的具体步骤如下：

步骤一，电源分配单元电路2导通，充电机3上高压给电池组6充电，BMS（电池管理系统）控制充电流程；

步骤二，BMS检测电池组6温度，判断有无加热需求，若需要加热转至下一步；若判断无需加热，则转至步骤十一；

步骤三，BMS控制加热继电器53闭合，加热器4开始对电池组6进行加热；

步骤四，当温度升高度设定温度，BMS控制加热回路闭合，停止加热；

步骤五，BMS检测电池组6电压值，通过控制充电机3对电池进行恒压充电；

步骤六，测量充电机3电压与电池组6电压的差值，决定是否切断主正继电器52和主负继电器54；

步骤七，主正继电器52和主负继电器54被断路，充电机3独自给加热器4供电加热；

步骤八，BMS判断电池组6温度是否达到设定温度，若判定结果为“是”，则转到下一步；若判定结果为“否”，则转到步骤七继续供电加热器4给电池组加热；

步骤九，BMS控制加热继电器53断开，充电机3给加热器4供电停止，加热过程完成；

步骤十，BMS控制主正继电器52和主负继电器54闭合；

步骤十一，充电机3根据BMS发送的请求充电命令，恢复正常充电模式。

以上所述仅是本实用新型一种电池包加热电路的一种较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的若干变形和改进，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种电池包加热电路，其特征在于：包括电池电路（1）、电源分配单元电路（2）、充电机（3）以及电池管理系统（7），充电机（3）的电源输出端与电源分配单元电路（2）的电源输入端电连接，所述电源分配单元电路（2）的电源输出端与电池电路的电源输入端电连接，所述的电池电路（1）包括用于充放电的电池组（6）、继电器电路（5）以及用于给所述电池组（6）加热的加热器（4），所述的电池组（6）的充放电端与继电器电路（5）的输出端电连接，所述继电器电路（5）的输出端与所述加热器（4）的电源输入端电连接，所述继电器电路的输入端与所述电源分配单元的输出端电连接，所述继电器电路（5）的驱动端和电源分配单元电路（2）的驱动端均与电池管理系统（7）的控制端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池包加热电路，其特征在于，所述的继电器电路（5）包括有主正继电器（52）、主负继电器（54）、加热继电器（53）、预充电继电器（51）以及预充电阻（55），所述主正继电器（52）的第一端与所述电池组（6）的正级端电连接，所述主正继电器（52）的第二端与所述加热器（4）的输入电源正级端电连接，所述预充电继电器（51）的第一端与所述主正继电器（52）的第一端电连接，所述预充电继电器（51）的第二端与所述预充电阻（55）电连接，所述预充电阻（55）的第二端与所述主正继电器（52）的第二端电连接；所述加热继电器（53）的第一端与所述加热器（4）输入电源负极端电连接，所述加热继电器（53）的第二端与所述主负继电器（54）的第二端电连接，所述主负继电器（54）的第一端与所述电池组（6）的负极端电连接，所述的主正继电器（52）、主负继电器（54）、加热继电器（53）以及预充电继电器（51）的驱动端均分别与所述电池管理系统（7）的控制端电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电池包加热电路，其特征在于，所述的电源分配单元电路（2）包括一个充电继电器（21），所述充电继电器（21）的第一端与所述充电机（3）的正级端电连接，所述充电机（3）的负极端与所述加热继电器（53）的第二端电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池包加热电路，其特征在于，所述的加热器（4）为管状结构，所述的管状结构的内部设置有加热片，所述管状结构的内部填充有液体，所述加热片通电给所述液体加热。