CN218827353U - 电池管理系统、电池系统、终端设备和充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统、电池系统、终端设备和充电器，电池管理系统包括：线路模块，线路模块包括正极连接线路和负极连接线路；开关模块，开关模块设置于线路模块的连接线路上，用于正极连接线路、负极连接线路以及正极连接线路与负极连接线路之间的接通或断开；控制模块，控制模块与开关模块连接，用于控制开关模块的开关动作，以形成交变电源模块、第一正极耳、第一集流体和第二正极耳的加热回路，和/或，形成交变电源模块、第一负极耳、第二集流体和第二负极耳的加热回路。采用该电池管理系统可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

Description

电池管理系统、电池系统、终端设备和充电器

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池管理系统、电池系统、终端设备和充电器。

背景技术

随着生活信息交流量的增大，消费者对移动终端的持续工作时间要求越来越长。但是，因移动终端的移动特性限制了其体积，移动终端所能容纳的电池能量有限，而在电池使用完后快速补电成为使用者的有效解决方法，因此，对电池快充速度的要求也随之提高。

然而，因电池充电速度受自身物理化学特性影响，导致其充电速度有限，尤其在低温情况下，锂电池动力学变得很差。若低温下电池进行大电流放电，则会造成电池循环寿命断崖式的下跌；而低温下对电池进行大电流充电，也会造成电池锂离子在负极堆积形成枝晶，导致无法充电，因此，在低温下实现充电乃至于快速充电成为了亟待解决的问题。

相关技术中，对于低温下对电池充电，通常在电池低温时进行小电流充电，而在电池材料活化后再进行大电流充电，但是该方法充电时间较长；或者在电池表面增加发热片，但是该方法存在热效率低、占用电池宝贵空间的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池管理系统，采用该电池管理系统可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

本实用新型的目的之二在于提出一种电池系统。

本实用新型的目的之三在于提出一种终端设备。

本实用新型的目的之四在于提出一种充电器。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例提供一种电池管理系统，用于电池加热，所述电池包括卷绕电芯，所述卷绕电芯包括第一集流体、设置在所述第一集流体两端的第一正极耳和第二正极耳，以及第二集流体和设置在所述第二集流体两端的第一负极耳和第二负极耳，所述电池管理系统包括：线路模块，所述线路模块包括正极连接线路和负极连接线路，所述正极连接线路的第一充电连接端适于与交变电源模块的第一极连接，所述正极连接线路的第一电池连接端适于与所述第一正极耳连接，所述正极连接线路的第二电池连接端适于与所述第二正极耳连接，所述负极连接线路的第二充电连接端适于与交变电源模块的第二极连接，所述负极连接线路的第三电池连接端适于与所述第一负极耳连接，所述负极连接线路的第四电池连接端适于与所述第二负极耳连接；开关模块，所述开关模块设置于所述线路模块的连接线路上，用于所述正极连接线路、所述负极连接线路以及所述正极连接线路与所述负极连接线路之间的接通或断开；控制模块，所述控制模块与所述开关模块连接，用于控制所述开关模块的开关动作，以形成所述交变电源模块、所述第一正极耳、所述第一集流体和所述第二正极耳的加热回路，和/或，形成所述交变电源模块、所述第一负极耳、所述第二集流体和所述第二负极耳的加热回路。

根据本实用新型的电池管理系统，基于线路模块与第一正极耳、第二正极耳、第一负极耳以及第二负极耳之间的连接，利用控制模块控制设置于线路模块的连接线路上的开关模块的开关动作，可以在电池与交变电源模块之间形成不同的加热回路，由交变电源模块为加热回路提供电流，电流流经第一集流体和/或第二集流体，使得第一集流体和/或第二集流体产生热量以对电池的活性物质进行加热，从而有效避免低温下电池无法充放电的问题。

在一些实施例中，所述交变电源模块包括：供电信号转换单元，所述供电信号转换单元的供电端适于连接外部电源，所述供电信号转换单元的第一极与所述正极连接线路的第一充电连接端连接，所述供电信号转换单元的第二极与所述负极输出线路的第二充电连接端连接，用于将电源电压转换为所述卷绕电芯所需加热电压。

在一些实施例中，所述开关模块包括：第一开关，所述第一开关的第一端与所述第二充电连接端连接；第二开关，所述第二开关的第一端与所述第一开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第三电池连接端、所述第四电池连接端连接；第三开关，所述第三开关的第一端与所述第一开关的第二端、所述第一电池连接端连接，所述第三开关的第二端与所述第一充电连接端、所述第二电池连接端连接。

在一些实施例中，所述第一负极耳与所述第二负极耳连接。

在一些实施例中，所述开关模块包括：第四开关，所述第四开关的第一端与所述第二充电连接端、所述第三电池连接端连接，所述第四开关的第二端与所述第四电池连接端连接；第五开关，所述第五开关的第一端与所述第四开关的第二端连接，所述第五开关的第二端与所述第一充电连接端连接；第六开关，所述第六开关的第一端与所述第五开关的第二端连接，所述第六开关的第二端与所述第一电池连接端、所述第二电池连接端连接。

在一些实施例中，所述第一正极耳与所述第二正极耳连接。

在一些实施例中，所述开关模块包括：第七开关，所述第七开关的第一端与所述第二充电连接端连接；第八开关，所述第八开关的第一端与所述第七开关的第一端连接，所述第八开关的第二端与所述第三电池连接端连接；第九开关，所述第九开关的第一端与所述第七开关的第二端连接，所述第九开关的第二端与所述第四电池连接端连接；第十开关，所述第十开关的第一端与所述第七开关的第二端连接；第十一开关，所述第十一开关的第一端与所述第十开关的第二端连接，所述第十一开关的第二端与所述第一充电连接端连接；第十二开关，所述第十二开关的第一端与所述第十一开关的第一端连接，所述第十二开关的第二端与所述第一电池连接端连接；第十三开关，所述第十三开关的第一端与所述第十一开关的第二端连接，所述第十三开关的第二端与所述第二电池连接端连接。

在一些实施例中，所述第一充电连接端包括第一连接子端和第二连接子端，所述第二充电连接端包括第三连接子端和第四连接子端；

所述开关模块包括：第十四开关，所述第十四开关的第一端与所述第三连接子端、所述第三电池连接端连接，所述第十四开关的第二端与所述第四连接子端、所述第四电池连接端连接；第十五开关，所述第十五开关的第一端与所述第一连接子端、所述第一电池连接端连接，所述第十五开关的第二端与所述第二连接子端、所述第二电池连接端连接。

在一些实施例中，所述开关模块包括：第十六开关，所述第十六开关的第一端与所述第二充电连接端连接；第十七开关，所述第十七开关的第一端与所述第十六开关的第一端连接，所述第十七开关的第二端与所述第三电池连接端连接；第十八开关，所述第十八开关的第一端与所述第十六开关的第二端连接，所述第十八开关的第二端与所述第四电池连接端连接；第十九开关，所述第十九开关的第一端与所述第三电池连接端连接，所述第十九开关的第二端与所述第四电池连接端连接；第二十开关，所述第二十开关的第一端与所述第十六开关的第二端连接；第二十一开关，所述第二十一开关的第一端与所述第二十开关的第二端连接，所述第二十一开关的第二端与所述第一充电连接端连接；第二十二开关，所述第二十二开关的第一端与所述第二十一开关的第一端连接，所述第二十二开关的第二端与所述第一电池连接端连接；第二十三开关，所述第二十三开关的第一端与所述第二十一开关的第二端连接，所述第二十三开关的第二端与所述第二电池连接端连接；第二十四开关，所述第二十四开关的第一端与所述第一电池连接端连接，所述第二十四开关的第二端与所述第二电池连接端连接。

在一些实施例中，所述电池管理系统还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制模块连接，用于采集所述电池的温度。

本实用新型第二方面实施例提供一种电池系统，包括：电池，所述电池包括卷绕电芯，所述卷绕电芯包括正极片和负极片，所述正极片包括第一集流体和设置在所述第一集流体两端的第一正极耳和第二正极耳，所述负极片包括第二集流体和设置在所述第二集流体两端的第一负极耳和第二负极耳；上述实施例所述的电池管理系统，所述电池管理系统的线路模块与所述第一正极耳、所述第二正极耳、所述第一负极耳和所述第二负极耳分别连接，用于对所述电池加热。

根据本实用新型的电池系统，通过采用上述实施例提供的电池管理系统，可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

本实用新型第三方面实施例提供一种终端设备，包括：电池，所述电池包括卷绕电芯，所述卷绕电芯包括正极片和负极片，所述正极片包括第一集流体和设置在所述第一集流体两端的第一正极耳和第二正极耳，所述负极片包括第二集流体和设置在所述第二集流体两端的第一负极耳和第二负极耳；上述实施例所述的电池管理系统，所述电池管理系统的线路模块与所述第一正极耳、所述第二正极耳、所述第一负极耳和所述第二负极耳分别连接，用于对所述电池加热。

根据本实用新型的终端设备，通过采用上述实施例提供的电池管理系统，可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

在一些实施例中，还包括：交变电源模块，所述交变电源模块与所述线路模块连接，用于将电源电压转换为所述卷绕电芯所需加热电压。

本实用新型的第三方面实施例提供一种充电器，包括上述实施例所述的电池管理系统。

根据本实用新型的充电器，通过采用上述实施例提供的电池管理系统，可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

在一些实施例中，还包括：交变电源模块，所述交变电源模块与所述线路模块连接，用于将电源电压转换为电池所需加热电压。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电池管理系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例对第一集流体进行加热的结构示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例对第一集流体进行加热的结构示意图；

图4是根据本实用新型另一个实施例的电池管理系统的结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例对第二集流体进行加热的结构示意图；

图6是根据本实用新型另一个实施例对第二集流体进行加热的结构示意图；

图7是根据本实用新型另一个实施例的电池管理系统的结构示意图；

图8是根据本实用新型另一个实施例对第一集流体进行加热的结构示意图；

图9是根据本实用新型另一个实施例的电池管理系统的结构示意图；

图10是根据本实用新型一个实施例对第一集流体和第二集流体进行加热的结构示意图；

图11是根据本实用新型另一个实施例对第一集流体进行加热的结构示意图；

图12是根据本实用新型另一个实施例对第二集流体进行加热的结构示意图；

图13是根据本实用新型一个实施例的电池系统的结构示意图；

图14是根据本实用新型一个实施例的终端设备的结构示意图；

图15是根据本实用新型一个实施例的充电器的结构示意图。

附图标记：

电池管理系统10；终端设备20；电池系统30；充电器40；

电池1；线路模块2；开关模块3；控制模块4；交变电源模块5。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种电池管理系统，采用该电池管理系统可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

下面参考图1-图12描述本实用新型实施例的电池管理系统10，该电池管理系统10包括线路模块2、开关模块3和控制模块4。

其中，该电池管理系统10用于为电池加热，以解决低温下电池无法充放电的问题，如图1所示，电池1包括卷绕电芯，卷绕电芯包括正极片和负极片，正极片包括第一集流体R1和设置在第一集流体R1两端的第一正极耳B+1和第二正极耳B+2，负极片包括第二集流体R2和设置在第二集流体R2两端的第一负极耳B-1和第二负极耳B-2。

线路模块2包括正极连接线路和负极连接线路，例如图1中细实线所示为正极连接线路，粗实线所示为负极连接线路，其中，正极连接线路的第一充电连接端a适于与交变电源模块5的第一极连接，正极连接线路的第一电池连接端b适于与第一正极耳B+1连接，正极连接线路的第二电池连接端c适于与第二正极耳B+2连接，负极连接线路的第二充电连接端d适于与交变电源模块5的第二极连接，负极连接线路的第三电池连接端e适于与第一负极耳B-1连接，负极连接线路的第四电池连接端f适于与第二负极耳B-2连接。

开关模块3设置于线路模块2的连接线路上，用于正极连接线路、负极连接线路以及正极连接线路与负极连接线路之间的接通或断开。

控制模块4与开关模块3连接，用于控制开关模块3的开关动作，以形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，和/或，形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路。

具体的，在电池1进行充放电时，控制模块4可以实时监控卷绕电芯的温度，如可以设置用于感应电芯温度的温度传感器，以实时监测卷绕电芯的温度，并将检测数据传送至控制模块4，进而控制模块4根据该温度来判断电池1是否处于低温。

进而，在温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，则说明此时电池1在低温下工作，因此为避免低温下电池1无法充放电的问题，参考图1所示，基于线路模块2与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2、第一负极耳B-1以及第二负极耳B-2之间的连接，通过控制模块4控制开关模块3的开关动作，以使得正极连接线路、负极连接线路以及正极连接线路与负极连接线路之间的接通或断开，从而形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流通过第一正极耳B+1流入，并经第一集流体R1、第二正极耳B+2流出，在此过程中电流经过第一集流体R1时，使得第一集流体R1产生焦耳热，以对第一集流体R1表面的活性物质进行加热，且加热区域覆盖整个第一集流体R1，加热均匀，同时因电池1采用卷绕结构，正极片和负极片交替布置，因此第一集流体R1产生的热量也可快速、均匀地传递至负极片，从而使得电池1整体温升更加均匀。

和/或，通过控制模块4控制开关模块3的开关动作，以使得正极连接线路、负极连接线路以及正极连接线路与负极连接线路之间的接通或断开，从而形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流通过第一负极耳B-1流入，并经第二集流体R2、第二负极耳B-2流出，在此过程中电流经过第二集流体R2时，使得第二集流体R2产生焦耳热，以对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，且加热区域覆盖整个第二集流体R2，加热均匀，同时因电池1采用卷绕结构，正极片和负极片交替布置，因此第二集流体R2产生的热量也可快速、均匀地传递至正极片，从而使得电池1整体温升更加均匀。

由此，基于上述电池管理系统10的设计，在电池1处于低温时，通过在电池1与交变电源模块5之间形成不同的加热回路，以使得电池1内的第一集流体R1和/或第二集流体R2产生的欧姆热，来对电池1的活性物质进行加热，从而实现对电池2整体均匀加热的效果，而且此方式也无需再在电池表面增加发热片，有效提高加热效率，节省电池空间。

在实施例中，对于交变电源模块5，其输出电信号为交变的电信号。例如，可以为交流电信号，即波形从零到极值再回到零值的电信号；或可以为脉冲电信号，即波形或正或负的电信号，如正脉冲电信号或负脉冲电信号。

需要说明的是，第一集流体R1在展开状态下即未卷绕时具有起始端和结束端，基于此，对于第一集流体R1的两端，可以选取起始端与结束端之间的任意两位置作为第一集流体R1的两端，以用于与两个正极耳进行对应连接；或者，可以选取起始端作为与正极耳连接的其中一端，并选取起始端与结束端之间的任意一位置作为与正极耳连接的另一端；或者，可以选取结束端作为与正极耳连接的其中一端，并选取起始端与结束端之间的任意一位置作为与正极耳连接的另一端；或者，为最大化实现对电池2的加热效果，可以直接选取起始端和结束端以分别对应连接两个正极耳，对此不作限制。同理，对于第二集流体R2的两端的设置方式与上述第一集流体R1的两端的设置方式相类似，在此不再做详细赘述。

此外，在交变电源模块5为加热回路提供电流时，可以通过控制电流的大小，来改善加热时间，如可以为加热回路施加较大的电流，以缩短加热时间，缩短充电时长，实现大电流快充电的效果。

可以理解的是，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，则说明此时电池1内的材料已活化，因此无需再继续对电池1加热，控制模块4则控制开关模块3的开关动作，以使得正极连接线路、负极连接线路以及正极连接线路与负极连接线路之间的接通或断开，以切断加热回路，使得电池1恢复正常充放电工作。

此外，在一些实施例中，电池管理系统10内还可以设置电池保护模块，以在卷绕电芯发生过充、过放或短路时，及时切断电池保护模块的电路，以对卷绕电芯起到保护作用。

根据本实用新型的电池管理系统10，基于线路模块2与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2、第一负极耳B-1以及第二负极耳B-2之间的连接，利用控制模块4控制设置于线路模块2的连接线路上的开关模块3的开关动作，可以在电池1与交变电源模块5之间形成不同的加热回路，由交变电源模块5为加热回路提供电流，电流流经第一集流体R1和/或第二集流体R2，使得第一集流体R1和/或第二集流体R2产生热量以对电池1的活性物质进行加热，从而有效避免低温下电池1无法充放电的问题。

在一些实施例中，交变电源模块5包括供电信号转换单元，供电信号转换单元的供电端适于连接外部电源，供电信号转换单元的第一极与正极连接线路的第一充电连接端a连接，供电信号转换单元的第二极与负极输出线路的第二充电连接端d连接，用于将电源电压转换为卷绕电芯所需加热电压，以避免因电源电压过大而对电池造成损坏。

在实施例中，供电信号转换单元可以为DC-AC转换器，以输出交流电压信号来对加热回路进行加热；或者，供电信号转换单元可以为脉冲隔离单元，以输出脉冲信号来对加热回路进行加热。

在一些实施例中，如图1所示，开关模块3包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3。

其中，第一开关K1的第一端与第二充电连接端d连接；第二开关K2的第一端与第一开关K1的第一端连接，第二开关K2的第二端与第三电池连接端e、第四电池连接端f连接；第三开关K3的第一端与第一开关K1的第二端、第一电池连接端b连接，第三开关K3的第二端与第一充电连接端a、第二电池连接端c连接。

具体的，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第一开关K1断开，并控制第二开关K2和第三开关K3均闭合，如图1所示，第一充电连接端a与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2之间的连接线路接通，第二充电连接端d与第一负极耳B-1、第二负极耳B-2之间的连接线路接通，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作。

若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第一开关K1闭合，并控制第二开关K2和第三开关K3均断开，如图2所示，由此即可使得第二充电连接端d与第一正极耳B+1之间的连接线路接通，从而形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流经过第一集流体R1，使得第一集流体R1会产生焦耳热，以对第一集流体R1表面的活性物质进行加热，且利用电池1的卷绕结构，第一集流体R1产生的热量也会快速、均匀地传递至负极片，从而使得电池1整体温升更加均匀，达到对电池1加热的目的。

在一些实施例中，如图3所示，第一负极耳B-1与第二负极耳B-2连接，即第一负极耳B-1与第二负极耳B-2在卷绕电芯的内部或外部连接后以作为卷绕电芯的负极输出端，同时使得第一负极耳B-1、第二集流体R2与第二负极耳B-2之间形成闭环回路。

基于此，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第一开关K1断开，并控制第二开关K2和第三开关K3均闭合，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作；若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第一开关K1闭合，并控制第二开关K2和第三开关K3均断开，如图3所示，由此即可形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流经过第一集流体R1，使得第一集流体R1会产生焦耳热，以对第一集流体R1表面的活性物质进行加热，同时，上述加热回路中电流产生的磁通量变化，会使得第一负极耳B-1、第二集流体R2与第二负极耳B-2所形成的闭环回路内产生感应电流，即第二集流体R2内也会存在电流流过，从而使得第二集流体R2也产生焦耳热，以对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，由此实现互感加热的效果，使得电池1整体温升更加均匀，达到对电池1加热的目的。

在一些实施例中，如图4所示，开关模块3包括第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6。

其中，第四开关K4的第一端与第二充电连接端d、第三电池连接端e连接，第四开关K4的第二端与第四电池连接端f连接；第五开关K5的第一端与第四开关K4的第二端连接，第五开关K5的第二端与第一充电连接端a连接；第六开关K6的第一端与第五开关K5的第二端连接，第六开关K6的第二端与第一电池连接端b、第二电池连接端c连接。

具体的，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第五开关K5断开，并控制第四开关K4和第六开关K6均闭合，如图4所示，第一充电连接端a与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2之间的连接线路接通，第二充电连接端d与第一负极耳B-1、第二负极耳B-2之间的连接线路接通，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作。

若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第五开关K5闭合，并控制第四开关K4和第六开关K6均断开，如图5所示，由此即可使得第一充电连接端a与第二负极耳B-2之间的连接线路接通，从而形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流经过第二集流体R2，使得第二集流体R2会产生焦耳热，以对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，且利用电池1的卷绕结构，第二集流体R2产生的热量也会快速、均匀地传递至正极片，从而使得电池1整体温升更加均匀，达到对电池1加热的目的。

在一些实施例中，如图6所示，第一正极耳B+1与第二正极耳B+2连接，即第一正极耳B+1与第二正极耳B+2在卷绕电芯的内部或外部连接后以作为卷绕电芯的正极输出端，同时使得第一正极耳B+1、第一集流体R1与第二正极耳B+2之间形成闭环回路。

基于此，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第五开关K5断开，并控制第四开关K4和第六开关K6均闭合，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作；若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第五开关K5闭合，并控制第四开关K4和第六开关K6均断开，如图6所示，由此即可形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流经过第二集流体R2，使得第二集流体R2会产生焦耳热，以对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，同时，上述加热回路中电流产生的磁通量变化，会使得第一正极耳B+1、第一集流体R1与第二正极耳B+2所形成的闭环回路内产生感应电流，即第一集流体R1内也会存在电流流过，从而使得第一集流体R1也产生焦耳热，以对第一集流体R1表面的活性物质进行加热，由此实现互感加热的效果，使得电池1整体温升更加均匀，达到对电池1加热的目的。

在一些实施例中，如图7所示，开关模块3包括第七开关K7、第八开关K8、第九开关K9、第十开关K10、第十一开关K11、第十二开关K12和第十三开关K13。

其中，第七开关K7的第一端与第二充电连接端d连接；第八开关K8的第一端与第七开关K7的第一端连接，第八开关K8的第二端与第三电池连接端e连接；第九开关K9的第一端与第七开关K7的第二端连接，第九开关K9的第二端与第四电池连接端f连接；第十开关K10的第一端与第七开关K7的第二端连接；第十一开关K11的第一端与第十开关K10的第二端连接，第十一开关K11的第二端与第一充电连接端a连接；第十二开关K12的第一端与第十一开关K11的第一端连接，第十二开关K12的第二端与第一电池连接端b连接；第十三开关K13的第一端与第十一开关K11的第二端连接，第十三开关K13的第二端与第二电池连接端c连接。

具体的，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第十开关K10断开，并控制第七开关K7、第八开关K8、第九开关K9、第十一开关K11、第十二开关K12和第十三开关K13均闭合，如图7所示，第一充电连接端a与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2之间的连接线路接通，第二充电连接端d与第一负极耳B-1、第二负极耳B-2之间的连接线路接通，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作。

若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4可以控制第七开关K7、第十开关K10、第十二开关K12和第十三开关K13均闭合，并控制第八开关K8、第九开关K9、第十一开关K11均断开，如图8所示，由此即可形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，以使得第一集流体R1产生的焦耳热来对第一集流体R1表面的活性物质进行加热；或者，控制模块4可以控制第十一开关K11、第十开关K10、第八开关K8、第九开关K9均闭合，并控制第十二开关K12、第十三开关K13、第七开关K7均断开，由此即可形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，使得第二集流体R2产生的焦耳热来对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，由此实现对电池1整体均匀加热的目的。

在一些实施例中，如图9所示，第一充电连接端a包括第一连接子端a1和第二连接子端a2，第二充电连接端d包括第三连接子端d1和第四连接子端d2。以及，开关模块3包括第十四开关K14和第十五开关K15。

其中，第十四开关K14的第一端与第三连接子端d1、第三电池连接端e连接，第十四开关K14的第二端与第四连接子端d2、第四电池连接端f连接；第十五开关K15的第一端与第一连接子端a1、第一电池连接端b连接，第十五开关K15的第二端与第二连接子端a2、第二电池连接端c连接。

具体的，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第十四开关K14和第十五开关K15均闭合，如图9所示，第一充电连接端a与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2之间的连接线路接通，第二充电连接端d与第一负极耳B-1、第二负极耳B-2之间的连接线路接通，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作。

若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4可以控制第十四开关K14和/或第十五开关K15均断开，由此即可单独形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，或者单独形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，或者如图10所示，同时形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路和交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，使得第一集流体R1和/或第二集流体R2产生的焦耳热来对电池内的活性物质进行加热，由此通过采用双路输出的方式来实现对电池1整体均匀加热的目的。

其中，对于图9所示的电池管理系统10，在对电池1加热时，可以任意选择是单独借助第一集流体R1或第二集流体R2来实现或是同时借助第一集流体R1和第二集流体R2来实现，对此不作限制。可以理解的是，若选择同时借助第一集流体R1和第二集流体R2来实现，其加热效率会更快。

在一些实施例中，如图11所示，开关模块3包括第十六开关K16、第十七开关K17、第十八开关K18、第十九开关K19、第二十开关K20、第二十一开关K21、第二十二开关K22、第二十三开关K23、第二十四开关K24。

其中，第十六开关K16的第一端与第二充电连接端d连接；第十七开关K17的第一端与第十六开关K16的第一端连接，第十七开关K17的第二端与第三电池连接端e连接；第十八开关K18的第一端与第十六开关K16的第二端连接，第十八开关K18的第二端与第四电池连接端f连接；第十九开关K19的第一端与第三电池连接端e连接，第十九开关K19的第二端与第四电池连接端f连接；第二十开关K20的第一端与第十六开关的第二端连接；第二十一开关K21的第一端与第二十开关K20的第二端连接，第二十一开关K21的第二端与第一充电连接端a连接；第二十二开关K22的第一端与第二十一开关K21的第一端连接，第二十二开关K22的第二端与第一电池连接端b连接；第二十三开关K23的第一端与第二十一开关K21的第二端连接，第二十三开关K23的第二端与第二电池连接端c连接；第二十四开关K24的第一端与第一电池连接端b连接，第二十四开关K24的第二端与第二电池连接端c连接。

具体的，控制模块4确定卷绕电芯的温度高于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4控制第十七开关K17、第十九开关K19、第二十三开关K23、第二十四开关K24均闭合，并控制第十六开关K16、第十八开关K18、第二十开关K20、第二十一开关K21、第二十二开关K22均断开，由此使得第一充电连接端a与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2之间的连接线路接通，第二充电连接端d与第一负极耳B-1、第二负极耳B-2之间的连接线路接通，由此电池1与交变电源模块5之间不会形成加热回路，也就不会执行加热功能，电池1通过正极连接线路和负极连接线路可以正常执行充放电工作。

若控制模块4确定卷绕电芯的温度低于卷绕电芯的可充放电温度控制下限值时，控制模块4可以控制第十七开关K17、第十八开关K18、第二十一开关K21、第二十四开关K24均断开，并控制第十六开关K16、第十九开关K19、第二十开关K20、第二十二开关K22、第二十三开关K23均闭合，如图11所示，由此使得第一负极耳B-1、第二集流体R2与第二负极耳B-2之间形成闭环回路，同时可形成交变电源模块5、第一正极耳B+1、第一集流体R1和第二正极耳B+2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流经过第一集流体R1，使得第一集流体R1会产生焦耳热，以对第一集流体R1表面的活性物质进行加热，同时，上述加热回路中电流产生的磁通量变化，会使得第一负极耳B-1、第二集流体R2与第二负极耳B-2所形成的闭环回路内产生感应电流，即第二集流体R2内也会存在电流流过，从而使得第二集流体R2也产生焦耳热，以对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，由此实现互感加热的效果，使得电池1整体温升更加均匀，达到对电池1加热的目的。

或者，控制模块4也可以控制第十六开关K16、第十九开关K19、第二十二开关K22、第二十三开关K23均断开，并控制第十七开关K17、第十八开关K18、第二十开关K20、第二十一开关K21、第二十四开关K24均闭合，如图12所示，由此使得第一正极耳B+1、第一集流体R1与第二正极耳B+2之间形成闭环回路，同时可形成交变电源模块5、第一负极耳B-1、第二集流体R2和第二负极耳B-2的加热回路，进而由交变电源模块5为该加热回路提供电流，电流经过第二集流体R2，使得第二集流体R2会产生焦耳热，以对第二集流体R2表面的活性物质进行加热，同时，上述加热回路中电流产生的磁通量变化，会使得第一正极耳B+1、第一集流体R1与第二正极耳B+2所形成的闭环回路内产生感应电流，即第一集流体R1内也会存在电流流过，从而使得第一集流体R1也产生焦耳热，以对第一集流体R1表面的活性物质进行加热，由此实现互感加热的效果，使得电池1整体温升更加均匀，达到对电池1加热的目的。

此外，可以理解的是，对于图1-图12中任一电池管理系统10的设计方式，控制模块4可以通过控制开关模块3中每个开关的开关动作来切换电池的加热回路和充放电回路，也就是说，电池处于低温环境时，控制模块4会控制开关模块3执行开关动作，以将充放电回路切换为加热回路，使得电池停止充放电动作，并对电池进行加热；反之，电池未处于低温环境时，控制模块4则会控制开关模块3执行开关动作，以将加热回路切换为充放电回路，停止对电池加热，使得电池恢复充放电。

其中，需要说明的是，无论图1-图12中任一电池管理系统10的设计方式，在加热回路与充放电回路的切换过程中，为避免出现因开关模块3内开关控制顺序而造成电路短路的问题，本申请中可以在切换回路之前，由控制模块4先控制开关模块3内所有的开关均处于断开状态，然后再根据所要切换的回路来控制开关模块3内的部分开关闭合。

或者，为避免出现因开关模块3内开关控制顺序而造成电路短路的问题，控制模块4也可以按照一定的先后控制顺序来控制开关模块3内每个开关的开关动作。

举例说明，如对于图7所示的电池管理系统，在将充放电回路切换为加热回路时，因在充放电回路下，第七开关K7、第八开关K8、第九开关K9、第十一开关K11、第十二开关K12以及第十三开关K13均处于闭合状态，而其余开关均处于断开状态，在此情况下，若在切换过程中先控制第十开关K10闭合，则必然会导致电路短路，因此为避免这种情况，控制模块4可以先控制第八开关K8、第九开关K9以及第十一开关K11断开，然后再控制第十开关K10闭合。再例如，对于图11所示的电池管理系统，在将充放电回路切换为加热回路时，因在充放电回路下，第十六开关K16、第十七开关K17、第十八开关K18、第二十一开关K21、第二十二开关K22以及第二十三开关K23均处于闭合状态，而其余开关均处于断开状态，在此情况下，若在切换过程中先控制第二十开关K20闭合，则必然会导致电路短路，因此为避免这种情况，控制模块4可以先控制第十七开关K17、第十八开关K18以及第二十一开关K21断开，然后再控制第十开关K10闭合。当然，上述描述内容仅为对图7或图11中避免短路问题的一种控制示例，本申请在可以避免切换过程中出现短路问题的前提下，控制模块4也可以采取其他的开关控制顺序，对此不作限制。同理，对于其他附图所示的电池管理系统10，其切换过程中也均需考虑短路问题，具体原理可参照上述内容中对开关模块3内每个开关的控制，在此不再一一赘述。

本实用新型第二方面实施例提供一种电池系统，如图13所示，该电池系统30包括电池1和电池管理系统10。

其中，参考图1所示，电池1包括卷绕电芯，卷绕电芯包括正极片和负极片，正极片包括第一集流体R1和设置在第一集流体R1两端的第一正极耳B+1和第二正极耳B+2，负极片包括第二集流体R2和设置在第二集流体R2两端的第一负极耳B-1和第二负极耳B-2。电池管理系统10的线路模块2与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2、第一负极耳B-1和第二负极耳B-2分别连接，用于对电池1加热。

根据本实用新型的电池系统30，通过采用上述实施例提供的电池管理系统10，可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

本实用新型第三方面实施例提供一种终端设备，如图14所示，该终端设备20包括电池1和上述实施例提供的电池管理系统10。

其中，参考图1所示，电池1包括卷绕电芯，卷绕电芯包括正极片和负极片，正极片包括第一集流体R1和设置在第一集流体R1两端的第一正极耳B+1和第二正极耳B+2，负极片包括第二集流体R2和设置在第二集流体R2两端的第一负极耳B-1和第二负极耳B-2。电池管理系统10的线路模块2与第一正极耳B+1、第二正极耳B+2、第一负极耳B-1和第二负极耳B-2分别连接，用于对电池1加热。

在实施例中，终端设备为具备电池的用电设备，如个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑或车辆等。

根据本实用新型的终端设备20，通过采用上述实施例提供的电池管理系统10，可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

在一些实施例中，终端设备20还包括交变电源模块5，交变电源模块5与线路模块2连接，用于将电源电压转换为卷绕电芯所需加热电压。

具体的，参考图1-图6所示，对于交变电源模块5可以作为终端设备20的内部模块，通过交变电源模块5的供电端与充电器的正负极对应连接，以便接入外部电源，从而在为电池1进行加热时，外部电源提供的电源电压即可通过交变电源模块5转换为卷绕电芯所需加热电压，以实现低温下为电池加热的目的。

本实用新型的第三方面实施例提供一种充电器，如图15所示，充电器40包括上述实施例提供的电池管理系统10。

具体的，充电器40用于为终端设备20内的电池充电，而用于为电池加热的电池管理系统10则设置在充电器40内，由此既可以解决低温下电池无法充放电的问题，又可以减少终端设备20的质量和体积，节省终端设备20的空间。

根据本实用新型的充电器40，通过采用上述实施例提供的电池管理系统10，可以有效解决低温下电池无法充放电的问题。

在一些实施例中，充电器40还包括交变电源模块5，交变电源模块5与线路模块10连接，用于将电源电压转换为电池所需加热电压。

具体的，参考图7-图12所示，对于交变电源模块5可以作为充电器40的内部模块，即交变电源模块5不再为终端设备20的内部模块，由电池管理系统10的控制模块4与充电器40内的控制单元进行通讯，以判断是否需对电池1加热，并在为电池1进行加热时，电池管理系统10内的线路模块2直接与充电器40的正负极对应连接，以便接入外部电源，而外部电源提供的电源电压通过交变电源模块5转换为卷绕电芯所需加热电压，以实现低温下为电池加热的目的，同时基于此设置也可以有效减少终端设备20的质量和体积，节省终端设备20的空间。

可以理解的是，对于图1-图6所示的电池管理系统10，为建少终端设备20的质量和体积，可以将交变电源模块5改为设在充电器40内，以作为充电器40的内部模块；同理，对于图7-图12所示的电池管理系统10，其中的交变电源模块5也可以改为设在终端设备20内，以作为终端设备20的内部模块，对此不作限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种电池管理系统，其特征在于，用于电池加热，所述电池包括卷绕电芯，所述卷绕电芯包括第一集流体、设置在所述第一集流体两端的第一正极耳和第二正极耳，以及第二集流体和设置在所述第二集流体两端的第一负极耳和第二负极耳，所述电池管理系统包括：

线路模块，所述线路模块包括正极连接线路和负极连接线路，所述正极连接线路的第一充电连接端适于与交变电源模块的第一极连接，所述正极连接线路的第一电池连接端适于与所述第一正极耳连接，所述正极连接线路的第二电池连接端适于与所述第二正极耳连接，所述负极连接线路的第二充电连接端适于与交变电源模块的第二极连接，所述负极连接线路的第三电池连接端适于与所述第一负极耳连接，所述负极连接线路的第四电池连接端适于与所述第二负极耳连接；

开关模块，所述开关模块设置于所述线路模块的连接线路上，用于所述正极连接线路、所述负极连接线路以及所述正极连接线路与所述负极连接线路之间的接通或断开；

控制模块，所述控制模块与所述开关模块连接，用于控制所述开关模块的开关动作，以形成所述交变电源模块、所述第一正极耳、所述第一集流体和所述第二正极耳的加热回路，和/或，形成所述交变电源模块、所述第一负极耳、所述第二集流体和所述第二负极耳的加热回路。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述交变电源模块包括：

供电信号转换单元，所述供电信号转换单元的供电端适于连接外部电源，所述供电信号转换单元的第一极与所述正极连接线路的第一充电连接端连接，所述供电信号转换单元的第二极与所述负极连接线路的第二充电连接端连接，用于将电源电压转换为所述卷绕电芯所需加热电压。

3.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述开关模块包括：

第一开关，所述第一开关的第一端与所述第二充电连接端连接；

第二开关，所述第二开关的第一端与所述第一开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第三电池连接端、所述第四电池连接端连接；

第三开关，所述第三开关的第一端与所述第一开关的第二端、所述第一电池连接端连接，所述第三开关的第二端与所述第一充电连接端、所述第二电池连接端连接。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一负极耳与所述第二负极耳连接。

5.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述开关模块包括：

第四开关，所述第四开关的第一端与所述第二充电连接端、所述第三电池连接端连接，所述第四开关的第二端与所述第四电池连接端连接；

第五开关，所述第五开关的第一端与所述第四开关的第二端连接，所述第五开关的第二端与所述第一充电连接端连接；

第六开关，所述第六开关的第一端与所述第五开关的第二端连接，所述第六开关的第二端与所述第一电池连接端、所述第二电池连接端连接。

6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一正极耳与所述第二正极耳连接。

7.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述开关模块包括：

第七开关，所述第七开关的第一端与所述第二充电连接端连接；

第八开关，所述第八开关的第一端与所述第七开关的第一端连接，所述第八开关的第二端与所述第三电池连接端连接；

第九开关，所述第九开关的第一端与所述第七开关的第二端连接，所述第九开关的第二端与所述第四电池连接端连接；

第十开关，所述第十开关的第一端与所述第七开关的第二端连接；

第十一开关，所述第十一开关的第一端与所述第十开关的第二端连接，所述第十一开关的第二端与所述第一充电连接端连接；

第十二开关，所述第十二开关的第一端与所述第十一开关的第一端连接，所述第十二开关的第二端与所述第一电池连接端连接；

第十三开关，所述第十三开关的第一端与所述第十一开关的第二端连接，所述第十三开关的第二端与所述第二电池连接端连接。

8.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，

所述第一充电连接端包括第一连接子端和第二连接子端，所述第二充电连接端包括第三连接子端和第四连接子端；

所述开关模块包括：

第十四开关，所述第十四开关的第一端与所述第三连接子端、所述第三电池连接端连接，所述第十四开关的第二端与所述第四连接子端、所述第四电池连接端连接；

第十五开关，所述第十五开关的第一端与所述第一连接子端、所述第一电池连接端连接，所述第十五开关的第二端与所述第二连接子端、所述第二电池连接端连接。

9.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述开关模块包括：

第十六开关，所述第十六开关的第一端与所述第二充电连接端连接；

第十七开关，所述第十七开关的第一端与所述第十六开关的第一端连接，所述第十七开关的第二端与所述第三电池连接端连接；

第十八开关，所述第十八开关的第一端与所述第十六开关的第二端连接，所述第十八开关的第二端与所述第四电池连接端连接；

第十九开关，所述第十九开关的第一端与所述第三电池连接端连接，所述第十九开关的第二端与所述第四电池连接端连接；

第二十开关，所述第二十开关的第一端与所述第十六开关的第二端连接；

第二十一开关，所述第二十一开关的第一端与所述第二十开关的第二端连接，所述第二十一开关的第二端与所述第一充电连接端连接；

第二十二开关，所述第二十二开关的第一端与所述第二十一开关的第一端连接，所述第二十二开关的第二端与所述第一电池连接端连接；

第二十三开关，所述第二十三开关的第一端与所述第二十一开关的第二端连接，所述第二十三开关的第二端与所述第二电池连接端连接；

第二十四开关，所述第二十四开关的第一端与所述第一电池连接端连接，所述第二十四开关的第二端与所述第二电池连接端连接。

10.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制模块连接，用于采集所述电池的温度。

11.一种电池系统，其特征在于，包括：

电池，所述电池包括卷绕电芯，所述卷绕电芯包括正极片和负极片，所述正极片包括第一集流体和设置在所述第一集流体两端的第一正极耳和第二正极耳，所述负极片包括第二集流体和设置在所述第二集流体两端的第一负极耳和第二负极耳；

权利要求1-10任一项所述的电池管理系统，所述电池管理系统的线路模块与所述第一正极耳、所述第二正极耳、所述第一负极耳和所述第二负极耳分别连接，用于对所述电池加热。

12.一种终端设备，其特征在于，包括：

电池，所述电池包括卷绕电芯，所述卷绕电芯包括正极片和负极片，所述正极片包括第一集流体和设置在所述第一集流体两端的第一正极耳和第二正极耳，所述负极片包括第二集流体和设置在所述第二集流体两端的第一负极耳和第二负极耳；

权利要求1-10任一项所述的电池管理系统，所述电池管理系统的线路模块与所述第一正极耳、所述第二正极耳、所述第一负极耳和所述第二负极耳分别连接，用于对所述电池加热。

13.根据权利要求12所述的终端设备，其特征在于，还包括：

交变电源模块，所述交变电源模块与所述线路模块连接，用于将电源电压转换为所述卷绕电芯所需加热电压。

14.一种充电器，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的电池管理系统。

15.根据权利要求14所述的充电器，其特征在于，还包括：

交变电源模块，所述交变电源模块与所述电池管理系统的线路模块连接，用于将电源电压转换为电池所需加热电压。

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