CN215070144U - 一种电池pack加热的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池pack加热的控制电路，包括电池管理系统BMS、加热装置、充电系统，所述电池pack的正极连接至负载的一端，负载的另一端经继电器5连接电池pack的负极；充电系统的正极分别连接继电器2的一端、继电器3的一端，继电器3的另一端连接至加热装置的正极；继电器2的另一端经分别连接电池pack的正极以及继电器1的一端，继电器1的另一端连接至加热装置的正极；加热装置的负极分别连接电池pack的负极以及继电器4的一端，继电器4的另一端连接充电系统；所述电池管理系统BMS的输出端分别连接至继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，用于分别控制继电器的断开闭合。本实用新型可以减少电池加热等待时间。

Description

一种电池pack加热的控制电路

技术领域

本实用新型的涉及电池加热领域，特别涉及一种电池pack加热的控制电路。

背景技术

锂离子电池由于单体电压高、循环寿命长等优点，备受欢迎，但是锂电池因自身的材料体系关系，一般允许的工作温度范围是-20℃～60℃，并且其使用性能受温度影响较大，特别是低温条件下，锂电池的各项性能都会降低。因此，低温条件下，只能进行小倍率的充放电，如要进行大倍率充放电，需要对锂电池加热，在达到合适温度后才能发挥电池的最大性能。现有技术的车辆在加热时电路不合理，一定程度上增加了等待加热的时间，使得车辆启动较慢，影响车辆的使用，影响用户的出行需求。

如图1所示，整个系统包含：1#电池pack系统、充电系统、整车负载组成。其中电池pack系统包括整数个电芯(1～N),整数个继电器(1～N)、整数个熔断器(1～N)、加热装置和由BMS组成的温度、电压采集等监测控制电路。

为解决低温下充放电问题，现行方案一般采用以下控制方式：当BMS检测到电芯的温度低于其充放电能力的限值，将禁止电芯大电流充放电。此时PACK系统中的加热装置需要开启加热(加热装置在设计时就参考电芯的放电能力，其耗损功率低于低温下的电芯放电能力)。

当处于行车放电时：此时充电系统未接入，为防止负载的接入引起电芯的大电流放电，继电器5处于断开状态，继电器1闭合，电芯小电流放电供加热装置工作。随着加热的进行，当BMS检测到电芯到达可以大倍率放电的温度后，断开继电器1，吸合继电器5接入负载。

当处于充电时：当电池系统需要充电，系统SOC一般已经很低，不足以自身放电来开启加热装置加热。此时充电系统接入，引入了外部电源。继电器1、2、4全部吸合，加热装置开始工作。随着加热的进行，当BMS检测到电芯到达可以大倍率充电的温度后，断开继电器1,继电器2、4继续处于吸合状态，调整相关参数后开始给电芯大电流充电。

现行方案在充电加热阶段，继电器1、2、4全部吸合。外部的充电系统既与加热装置导通，也与电芯组的两端连接。在加热未到达适合电芯大电流充电的温度时，禁止电芯充电。故充电系统的输出电压必须等同于电芯组的电压，而加热装置基本是纯电阻装置。其功率可看似P＝U²/R,因R恒定，电压U的大小决定了加热装置的功率，即充电过程中电芯组的电压限制了加热装置的功率，势必会延长加热时间，影响驾乘体验。

实用新型内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电池pack加热的控制电路，用于实现对于电池包的加热同时该加热相对于现有技术的电路可以减少加热时间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电池pack加热的控制电路，包括电池管理系统BMS、加热装置、充电系统、继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，所述电池pack的正极连接至负载的一端，负载的另一端经继电器5连接电池pack的负极；充电系统的正极分别连接继电器2的一端、继电器3的一端，继电器3的另一端连接至加热装置的正极；继电器2的另一端经分别连接电池pack的正极以及继电器1的一端，继电器1的另一端连接至加热装置的正极；加热装置的负极分别连接电池pack的负极以及继电器4的一端，继电器4的另一端连接充电系统；所述电池管理系统BMS的输出端分别连接至继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，用于分别控制继电器的断开闭合。

所述加热装置的正极串接设置熔断器后连接至继电器1、继电器3或者所述加热装置的负极串接设置熔断器后连接至继电器5。

所述电池管理系统BMS包括电池管理单元、温度采集单元，所述温度采集单元采集电池pack的温度数据，其输出端连接至电池管理单元，所述电池管理单元根据温度采集单元采集的温度数据来分别控制继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5的断开闭合。

本实用新型的优点在于：结构简单，可以做到快速的对电池进行加热，提高了加热效率，减少加热等待时间，提高车辆的使用的舒适度。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为现有技术的电池加热控制电路原理图；

图2为本实用新型的电池pack加热控制电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，一种电池pack加热的控制电路，包括电池管理系统BMS、加热装置、充电系统、继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，电池pack的正极连接至负载的一端，负载的另一端经继电器5连接电池pack的负极；充电系统的正极分别连接继电器2的一端、继电器3的一端，继电器3的另一端连接至加热装置的正极；继电器2的另一端经分别连接电池pack的正极以及继电器1的一端，继电器1的另一端连接至加热装置的正极；加热装置的负极分别连接电池pack的负极以及继电器4的一端，继电器4的另一端连接充电系统；电池管理系统BMS的输出端分别连接至继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，用于分别控制继电器的断开闭合。

在本申请中增加熔断器来进行保护，熔断器具体设置位置为：加热装置的正极串接设置熔断器后连接至继电器1、继电器3或者所述加热装置的负极串接设置熔断器后连接至继电器5。

本申请主要依赖BMS进行继电器的断开闭合控制从而实现电池的加热，从而保证加热的可靠进行。电池管理系统BMS包括电池管理单元、温度采集单元，温度采集单元采集电池pack的温度数据，其输出端连接至电池管理单元，所述电池管理单元根据温度采集单元采集的温度数据来分别控制继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5的断开闭合。

本方案如图2所示，整个系统包含：1#电池pack系统、充电系统、整车负载组成。其中电池pack系统包括整数个电芯(1～N),整数个继电器(1～N)、整数个熔断器(1～N)、加热装置和由BMS组成的温度、电压采集等监测控制电路。与现有方案相比增加继电器3将行车加热和充电加热分开。当BMS检测到电芯的温度低于其充放电能力的限值，将禁止电芯大电流充放电。此时PACK系统中的加热装置需要开启加热(加热装置在设计时就参考电芯的放电能力，其耗损功率低于低温下的电芯放电能力)。在加热阶段将行车加热和充电加热单独控制。避免了在加热过程中充电系统与电芯组的连接导通。限制了加热装置的功率。由P＝U²/R可知，R恒定，电压U的大小已经脱离的取决于电芯组的端电压，可以利用充电系统调整为加热装置的最大设计电压。提升加热装置的输出功率，节省加热时间，提高驾乘体验。

其具体控制原理包括:当处于行车放电时,此时充电系统未接入，为防止负载的接入引起电芯的大电流放电，继电器5处于断开状态，继电器1闭合，电芯小电流放电供加热装置工作。随着加热的进行，当BMS检测到电芯到达可以大倍率放电的温度后，断开继电器1，吸合继电器5接入负载。

当处于充电时：继电器3、4吸合，加热装置开始工作。随着加热的进行，当BMS检测到电芯到达可以大倍率充电的温度后，断开继电器3，吸合继电器2，继电器4仍处于吸合状态，调整相关参数后开始给电芯大电流充电。

以上通过5个继电器的闭合断开控制来实现对于加热的进行控制，使得电池包pack加热更加快速可靠，减少加热的等待时间，提高用户体验。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电池pack加热的控制电路，其特征在于：包括电池管理系统BMS、加热装置、充电系统、继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，所述电池pack的正极连接至负载的一端，负载的另一端经继电器5连接电池pack的负极；充电系统的正极分别连接继电器2的一端、继电器3的一端，继电器3的另一端连接至加热装置的正极；继电器2的另一端经分别连接电池pack的正极以及继电器1的一端，继电器1的另一端连接至加热装置的正极；加热装置的负极分别连接电池pack的负极以及继电器4的一端，继电器4的另一端连接充电系统；所述电池管理系统BMS的输出端分别连接至继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5，用于分别控制继电器的断开闭合。

2.如权利要求1所述的一种电池pack加热的控制电路，其特征在于：所述加热装置的正极串接设置熔断器后连接至继电器1、继电器3或者所述加热装置的负极串接设置熔断器后连接至继电器5。

3.如权利要求1或2所述的一种电池pack加热的控制电路，其特征在于：所述电池管理系统BMS包括电池管理单元、温度采集单元，所述温度采集单元采集电池pack的温度数据，其输出端连接至电池管理单元，所述电池管理单元根据温度采集单元采集的温度数据来分别控制继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5的断开闭合。

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