CN209675461U - 电池的加热电路、动力电池包和电动车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池的加热电路、动力电池包和电动车，涉及交通领域。本公开电池的加热电路，包括串联连接的一个或多个加热模块(1)，每个加热模块(1)包括第一加热器(2)、第二加热器(3)和第一继电器(4)，其中，第二加热器(3)和第一继电器(4)串联后与第一加热器(2)并联，加热电路一端与电池(5)的正极相连，加热电路的另一端与电池(5)的负极相连。利用该加热电路加热电池时，能够通过开启或关闭其中的继电器来控制工作的加热器的数量，所以，能够调节加热电路的阻值，从而调节对电池的加热速度，因此，能够根据需求灵活地加热电池，增强行车时的驾驶性能，提升用户体验。

Description

电池的加热电路、动力电池包和电动车

技术领域

本公开涉及车辆领域，具体地，涉及电池的加热电路、动力电池包和电动车。

背景技术

电动车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。随着政府大力推广清洁能源，电动车在我国得到长足的发展，中国已经成为电动车最大的市场之一。相对于传统的以燃油为动力的车辆，电动车有以下优点：

1、对环境的污染小。燃油车排放大量废弃，是造成雾霾的主因之一。电动车在使用的过程当中不存在废气。

2、噪音小。道路上汽车的噪音一直困扰着道路周围的住户，电动车与燃油车相比噪音很小。

电动车存在优点的同时，缺点也是不能忽视的。电动车的电池在低温环境下的性能会受到影响：

1)放电倍率较低，影响车辆正常行驶与加速性能。

2)电池放电能力差，放出电量较正常温度时降低。

3)充电电流降低，充电时间延长。

4)若电池长时间工作在低温环境下，电池包的寿命会受到严重影响。

因此如何能让电动车的电池在低温环境下有也有较好的工作状态成为重要的课题。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种可靠、高效的电池的加热电路、动力电池包和电动车。

本公开提供一种电池的加热电路，包括串联连接的一个或多个加热模块，每个加热模块包括第一加热器、第二加热器和第一继电器，其中，所述第二加热器和所述第一继电器串联后与所述第一加热器并联，所述加热电路一端与所述电池的正极相连，所述加热电路的另一端与所述电池的负极相连。

可选地，所述第一加热器和所述第二加热器为加热电阻丝或加热片。

可选地，所述加热电路还包括第二继电器，所述第二继电器与所述一个或多个加热模块串联。

可选地，所述加热电路包括串联连接的多个加热模块，至少一个加热模块中的第二加热器的阻值与其他加热模块中的第二加热器的阻值不相同。

可选地，所述加热电路还包括：

与所述加热模块串联的一个或多个第三加热器。

本公开提供一种动力电池包，包括电池和上述任一加热电路，其中，所述加热电路的一端与所述电池的正极相连，所述加热电路的另一端与所述电池的负极相连。

可选地，所述动力电池包还包括主正继电器和主负继电器，所述加热电路的一端与所述电池的正极相连，并通过所述主正继电器连接所述动力电池包的正极，所述加热电路的另一端连接所述动力电池包的负极，并通过所述主负继电器与所述电池的负极相连。

可选地，还包括预充继电器和预充电阻，所述预充继电器和所述预充电阻串联后与所述主正继电器相并联。

可选地，所述动力电池包还包括温度传感器，用于检测所述电池的温度；控制器，与所述温度传感器连接，用于根据所述温度传感器检测的温度控制第一继电器的通断。

本公开提供一种电动车，包括上述任一动力电池包。

通过上述技术方案，利用加热电路加热电池时，能够通过开启或关闭其中的继电器来控制工作的加热器的数量，所以，能够调节加热电路的阻值，从而调节对电池的加热速度，因此，能够根据需求灵活地加热电池，增强行车时的驾驶性能，提升用户体验。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的一实施例提供的电池的加热电路的示意图；

图2是本公开的又一实施例提供的电池的加热电路的示意图；

图3是本公开的又一实施例提供的电池的加热电路的示意图；

图4是本公开的一实施例提供的动力电池包的示意图；

图5是本公开的又一实施例提供的动力电池包的示意图；

图6是本公开的又一实施例提供的动力电池包的示意图。

附图标记说明

1 加热模块 2 第一加热器

3 第二加热器 4 第一继电器

5 电池 6 第二继电器

7 主正继电器 8 主负继电器

9 预充继电器 10 预充电阻

11 第三加热器

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是本公开的一实施例提供的电池的加热电路的示意图。

如图1所示，本公开的加热电路可以包括串联连接的一个或多个加热模块1，每个加热模块1包括第一加热器2、第二加热器3和第一继电器4。其中，第二加热器3和第一继电器4串联后与第一加热器2并联，加热电路一端与电池5的正极相连，加热电路的另一端与电池5的负极相连。

本公开的电池5可以是由多个电芯串联而成的动力电池。电池5可以是液态锂离子电池或锂离子聚合物电池。第一加热器2和第二加热器3可以位于紧贴电池5的位置。

具体地，第一继电器4的关键指标(如最大耐压值、额定电流)可以根据电池5的电压和第二加热器3的指标确定。

实际应用中，在电池5温度较低时(例如-10℃以下)，可以开启加热电路。加热电路工作时，第一加热器2是开启的，通过闭合与第二加热器3相对应的第一继电器4，可以接入该第二加热器3。接入第二加热器3后，电路的阻值减小，电流增大，使加热的速度增大。

当电池5的温度上升到一定温度时(例如5℃)，电池5的温度足够高，此时可以以较高的效率充电，不再需要快速加热，为了节省能源，可以断开第一继电器4，使第二加热器3停止工作，这样，电路的阻值增大，电流减小，使加热的速度减小。

本公开中，同一加热模块1中的第一加热器2和第二加热器3的加热功率可以不相同，不同加热模块1中的第一加热器2也可以不同，并且，不同加热模块1中的第二加热器3也可以不同。

另外，采用多个加热模块1相对于采用一个加热模块1，通过控制各个第一继电器4的启闭，使得对加热功率的调节更细致。例如，采用一个加热模块1，则加热电路有两种加热功率(第一加热器2对应的加热功率、第一加热器2和第二加热器3相并联组成的电路的加热功率)；采用两个加热模块1，若两个加热模块1中的第一加热器2的加热功率相同，两个加热模块1中的第二加热器3的加热功率相同，则有三种加热功率(两个第一加热器2串联的电路的加热功率、一个第一加热器2与一个第二加热器3相并联后再与一个第一加热器2相串联的电路的加热功率、两个由第一加热器2和第二加热器3并联组成的并联电路再串联在一起组成的加热电路的加热功率)。

利用该加热电路加热电池时，能够通过开启或关闭其中的继电器来控制工作的加热器的数量，所以，能够调节加热电路的阻值，从而调节对电池的加热速度，因此，能够根据需求灵活地加热电池，增强行车时的驾驶性能，提升用户体验。

其中，第一加热器2和第二加热器3可以为加热电阻丝或加热片。

图2是本公开的又一实施例提供的电池的加热电路的示意图。如图2所示，基于图1的实施例，加热电路还包括第二继电器6，第二继电器6与一个或多个加热模块1串联。

第二继电器6的作用是开启或关闭加热电路。特别地，在电池5外部温度较高时，可以关闭第二继电器6来断开加热电路。

实际应用中，第二继电器6的选取与第一继电器4类似，第二继电器6的最大耐压值应该大于或等于电池5的电压，第二继电器6的额定电流值应该大于或等于通过第一加热器2和第二加热器3的电流值之和。

该实施例的加热电路中包含用于接通或断开加热电路的第二继电器，因此能够根据需求开启或关闭加热电路，使加热电路的使用更灵活。

加热电路包括串联连接的多个加热模块1时，至少一个加热模块1中的第二加热器3的阻值可以与其他加热模块1中的第二加热器3的阻值不相同。并且，至少一个加热模块1中的第一加热器2的阻值可以与其他加热模块1中的第一加热器2的阻值不相同。

该实施例中的加热电路，采用不同阻值的第二加热器3，加热电路的输出功率的灵活性较大。

图3是本公开的又一实施例提供的电池的加热电路的示意图。如图3所示，基于图1的实施例，加热电路还可以包括与所述加热模块串联的一个或多个第三加热器11。

具体地，与加热模块1串联的第三加热器11在加热电路中的排布方式，可以是与加热模块1间隔出现，也可以是所有的第三加热器11连接在加热电路的一端，所有加热模块1连接在加热电路的另一端，如图3的实施例。该实施例提供了另一种形式的加热电路。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种动力电池包。图4是本公开的一实施例提供的动力电池包的示意图。如图4所示，动力电池包包括电池5和上述任一种加热电路，其中，加热电路的一端与电池5的正极相连，加热电路的另一端与电池5的负极相连。

在该动力电池包中，利用其中包含的加热电路来加热电池，能够通过开启或关闭其中的继电器来控制工作的加热器的数量，所以，能够调节加热电路的阻值，从而调节对电池的加热速度，因此，能够根据需求灵活地加热电池，增强行车时的驾驶性能，提升用户体验。

图5是本公开的又一实施例提供的动力电池包的示意图。如图5所示，基于图4的实施例，动力电池包还包括主正继电器7和主负继电器8。加热电路的一端与电池5的正极相连，并通过主正继电器7连接动力电池包的正极，加热电路的另一端连接动力电池包的负极，并通过主负继电器8与电池5的负极相连。

具体地，动力电池包的正极和负极，用于连接外部电源，或者连接外部需要供电的装置。

具体地，动力电池包可以由直流充电桩或交流充电桩充电。其中，交流充电桩可以通过车载充电器(On Board Charger，OBC)给动力电池包充电。当动力电池包外接电源后，主正继电器7和主负继电器8闭合，就可以给动力电池包中的电池5充电。

在又一实施例中，动力电池包还可以包括温度传感器和控制器。

温度传感器用于检测电池5的温度。控制器与温度传感器连接，用于根据温度传感器检测的温度控制第一继电器4的通断。

其中，控制器可以是具有控制功能的芯片，例如，单片机，嵌入式处理器芯片，或者中央处理器芯片。控制器也可以设置在车辆的电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)中。

除了控制第一继电器4之外，控制器也可以控制主正继电器7、主负继电器8和第二继电器6的通断。通过控制上述继电器的通断，动力电池包有可以有七种工作状态：

工作状态一：只充电

主正继电器7和主负继电器8闭合，第二继电器6断开。

工作状态二：外部供电只加热

主正继电器7和主负继电器8断开，第二继电器6闭合，第一继电器4断开。

工作状态三：外部供电只快速加热

主正继电器7和主负继电器8断开，第二继电器6闭合，第一继电器4闭合。

工作状态四：充电并加热

主正继电器7和主负继电器8闭合，第二继电器6闭合，第一继电器4断开。

工作状态五：充电并快速加热

主正继电器7和主负继电器8闭合，第二继电器6闭合，第一继电器4闭合。

工作状态六：电池供电加热

主正继电器7断开，主负继电器8闭合，第二继电器6闭合，第一继电器4断开。

工作状态七：电池供电快速加热

主正继电器7断开，主负继电器8闭合，第二继电器6闭合，第一继电器4闭合。

另外，控制器可以监控电池5的温度，进而依据电池5的温度来确定控制加热电路的方式。控制器可以通过获取电池5附近的温度传感器的数据来监控电池5的温度。控制器与温度传感器的通信方式可以是有线通信，也可以是无线通信(例如蓝牙)。

控制器可以采用如下的控制逻辑：

1)响应于动力电池包与充电枪接触或者钥匙启动，控制器获取电池包内电芯的温度，判断该温度是否小于第一阈值(例如-10℃)。

2)如果温度小于第一阈值，控制器控制第一继电器4和第二继电器6闭合，第一加热器2和第二加热器3启动(即工作状态三)。

3)如果温度大于第一阈值，再进一步判断温度是否小于第二阈值(例如5℃)，如果温度小于第二阈值，则控制器控制主正继电器7和主负继电器8闭合，形成充电回路，控制器控制第一继电器4断开，动力电池包边充电边加热，并不以最高功率加热(即工作状态四)。

4)如果温度大于第二阈值，则无需加热，控制器控制第二继电器6断开(即工作状态一)。

特别地，加热电路包括多个加热模块1时，动力电池包中的电池5的温度从低温逐渐上升的过程中，控制器可以根据温度的状况逐一断开各个加热模块1中的第一继电器4。例如，加热电路包括两个加热模块1。当电池5为-10℃时，控制器控制两个加热模块1中的两个第一继电器4闭合，并控制第二继电器6闭合。当电池5为0℃时，控制器控制一个加热模块1中的第一继电器4闭合，另一个加热模块1的第一继电器4断开。当电池5为10℃时，控制器控制第二继电器6断开。

图6是本公开的又一实施例提供的动力电池包的示意图。如图6所示，基于图5的实施例，动力电池包还包括预充继电器9和预充电阻10，预充继电器9和预充电阻10串联后与主正继电器7相并联。

为了防止动力电池包中的电池5刚开始给容性负载供电时，负载与电池5的压差过大，导致供电瞬间电流过大，在刚开始给负载供电时，控制器控制主负继电器8闭合，控制预充继电器9闭合，控制主正继电器7断开。此时，负载通过预充电阻10与电池5组成回路。预充电阻10起到减小电流的作用，当负载中的电容完成充电，负载两端的电压与电池5的电压的压差较小后(例如压差小于电池5电压的5％)，控制器控制主正继电器7闭合。

该实施例中，动力电池包中包括限流电阻，因此能够防止给容性负载供电时，由于电池与容性负载的压差过大导致电流过大，安全性较高。

本公开提供一种电动车，包括上述任一动力电池包。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池的加热电路，其特征在于，包括串联连接的一个或多个加热模块(1)，每个加热模块(1)包括第一加热器(2)、第二加热器(3)和第一继电器(4)，其中，所述第二加热器(3)和所述第一继电器(4)串联后与所述第一加热器(2)并联，所述加热电路一端与所述电池(5)的正极相连，所述加热电路的另一端与所述电池(5)的负极相连。

2.根据权利要求1所述的加热电路，其特征在于，所述第一加热器(2)和所述第二加热器(3)为加热电阻丝或加热片。

3.根据权利要求1所述的加热电路，其特征在于，所述加热电路还包括第二继电器(6)，所述第二继电器(6)与所述一个或多个加热模块(1)串联。

4.根据权利要求2所述的加热电路，其特征在于，所述加热电路包括串联连接的多个加热模块(1)，至少一个加热模块(1)中的第二加热器(3)的阻值与其他加热模块(1)中的第二加热器(3)的阻值不相同。

5.根据权利要求1所述的加热电路，其特征在于，所述加热电路还包括：

与所述加热模块(1)串联的一个或多个第三加热器(11)。

6.一种动力电池包，其特征在于，包括电池(5)和权利要求1-5中任一权利要求所述的加热电路，其中，所述加热电路的一端与所述电池(5)的正极相连，所述加热电路的另一端与所述电池(5)的负极相连。

7.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括主正继电器(7)和主负继电器(8)，所述加热电路的一端与所述电池(5)的正极相连，并通过所述主正继电器(7)连接所述动力电池包的正极，所述加热电路的另一端连接所述动力电池包的负极，并通过所述主负继电器(8)与所述电池(5)的负极相连。

8.根据权利要求7所述的动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括预充继电器(9)和预充电阻(10)，所述预充继电器(9)和所述预充电阻(10)串联后与所述主正继电器(7)相并联。

9.根据权利要求6所述的动力电池包，其特征在于，所述动力电池包还包括：

温度传感器，用于检测所述电池(5)的温度；

控制器，与所述温度传感器连接，用于根据所述温度传感器检测的温度控制第一继电器(4)的通断。

10.一种电动车，其特征在于，包括权利要求6-9中任一权利要求所述的动力电池包。