CN101710631A - 一种锂离子动力电池加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，所述的锂离子电池本体的***包裹由加热膜制成的加热套，电池管理***BMS实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器，温度控制器接收到该控制信号后对加热套加热或停止加热。本发明通过在锂离子电池本体的外周包裹上具有加热功能的加热套，可以使锂离子电池在其电池温度低于正常工作温度范围内，即在车辆无法启动的情况下，在十分钟左右被加热到正常的工作温度范围，从而能够使车辆正常行驶，本发明对电池本体或者对单个的电池单体包裹加热材料，保证加热均匀，使用安全，绝缘和加热的效率较高。

Description

一种锂离子动力电池加热装置
技术领域
本发明涉及加热装置，尤其是一种锂离子动力电池加热装置。
背景技术
锂离子动力电池是现阶段拥有最佳能量密度和功率密度的动力电池，随着锂离子动力电池技术和工艺的发展，等能量(WH)的锂电池在价格方面跟镍氢电池价差不大，安全稳定性也大为提高，在如今新能源汽车领域有着举足轻重的地位。
由于锂离子电池的电解液是有机溶质，所以在低温下的放电能力很差。然而新能源乘用车所面对的部分销售市场是属于寒带极地地区的，如果温度过低，小于锂电池工作温度范围，车辆无法启动，那时就需要一个电池加热装置给电池升温了。这个加热装置要考虑加热方式、加热均匀性、安全性、与电池绝缘、加热功率效率和加热速度等等。目前市面上各电池与整车厂家还没有相应锂离子动力电池加热技术，开发锂离子动力电池加热技术已成为燃眉之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池加热装置，当锂离子动力电池的电池温度低于正常工作温度时，该装置能够对锂离子动力电池进行加热，并且保证加热均匀，加热效率高。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，所述的锂离子电池本体的***包裹由加热膜制成的加热套，电池管理***BMS实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器，温度控制器接收到该控制信号后对加热套加热或停止加热。
由上述技术方案可知，本发明通过在锂离子电池本体的外周包裹上具有加热功能的加热套，可以使锂离子电池在其电池温度低于正常工作温度范围内，即在车辆无法启动的情况下，在十分钟左右被加热到正常的工作温度范围，从而能够使车辆正常行驶，本发明对电池本体或者对单个的电池单体包裹加热材料，保证加热均匀，使用安全，绝缘和加热的效率较高。
附图说明
图1是本发明的电路图；
图2是本发明中温度控制器、加热套之间的部分电路图。
具体实施方式
一种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，所述的锂离子电池本体的***包裹由加热膜制成的加热套2，电池管理***BMS(Battery Management System)3实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器4，温度控制器4接收到该控制信号后对加热套2加热或停止加热，如图1所示。
结合图1，所述的加热套2为电阻式加热器，其厚度为1mm，加热套2套设在锂离子电池本体上，其形状与其所包裹的锂离子电池本体的形状相吻合。制成加热套2的加热膜采用多种耐高温有机材料、高分子材料、碳素及耐高温纤维复合制成新颖电热材料，是一可代替部分金属发热丝作为发热元件的面状发热体。与金属电热丝相比，加热膜具有柔软、耐折、耐腐蚀、发热快、发热均匀、节能、绝缘、透气等优点，可应用于各类装置的加热、保温及干燥。
结合图1，所述的锂离子电池本体为单个电池或多个电池单体1，加热套2分别套设在单个电池或多个电池单体1上。本发明使用一毫米厚度的加热膜做成加热套2，加热套2的形状根据不同电池外形材质、容量和具体空间布置的需求而定，对单个电池直接包裹，对多个电池单体1则分别包裹。20AH以上大容量锂离子电池的每个锂离子的电池单体1单独配一个加热套2，加热套2的功率较大，功率根据电池个数容量级联方式而定，电源取自锂离子动力电池，通常一辆高速两厢紧凑型锂离子电动乘用车加热套2的功率需求不小于2KW，可保证10分钟左右电池从低温升至正常工作温度范围，从而正常启动车辆。
结合图1、2，所述的电池管理***BMS3通过CAN总线与温度控制器4通讯，温度控制器4分别与加热套2的电源高压端、加热套2的电源低压端相连，加热套2的电源高压端接锂离子电池本体的正极，加热套2的电源低压端接锂离子电池本体的负极。所述的温度控制器4的输出端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接光耦U的输入端，光耦U接5V直流电，光耦U的输出端接电阻R与场效应管Q2组成的并联电路，场效应管Q2的漏极接加热套2的电源高压端，场效应管Q2的源极接加热套2的电源低压端。由于加热套2是个电阻式发热器，在存在多个电池单体1的情况下，每个单独的加热套2的发热功率受单个加热套2的电阻值和单个加热套2的承载电压控制，每个加热套2的工作电压为AC/DC 3V～220V，为了保证加热套2工作在安全电压内，加热套2采用先串联后并联的方式与锂电池的正负极相连，如图1所示，是以两个加热套2串联然后再并联的方式连接，具体串联的个数视不同功率的电池单体1而定。
在工作时，当电动汽车的钥匙打到ON档，电池管理***BMS3监测锂离子电池本体的温度，判断电池温度是否满足动力电池正常的工作温度范围，如果比正常的工作温度范围低，电池管理***BMS3发送控制CAN报文，该CAN报文内部包含一个立即加热指令，温度控制器4通过CAN网关接收到，发送CTRL驱动信号为闭合信号，即I/O口输出高电平，三极管Q导通，光耦U导通，电阻R处为高电平，场效应管Q2导通，加热套2开始加热，加热工作完成，电动车辆可以正常启动。
反之，当电动汽车的钥匙打到ON档，电池管理***BMS3监测锂离子电池本体的温度，判断电池温度是否满足动力电池正常的工作温度范围，如果是在正常的工作温度范围内，电池管理***BMS3发送控制CAN报文，其内部包含一个无需加热指令，温度控制器4通过CAN网关接收到，发送CTRL驱动信号为断开信号，即I/O端口输出低电平，三极管Q1截止，加热套2不工作。

Claims (7)

1.一种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，其特征在于：所述的锂离子电池本体的***包裹由加热膜制成的加热套(2)，电池管理***BMS(3)实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器(4)，温度控制器(4)接收到该控制信号后对加热套(2)加热或停止加热。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于：所述的加热套(2)为电阻式加热器，加热套(2)套设在锂离子电池本体上，其形状与其所包裹的锂离子电池本体的形状相吻合。
3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于：所述的电池管理***BMS(3)通过CAN总线与温度控制器(4)通讯，温度控制器(4)分别与加热套(2)的电源高压端、加热套(2)的电源低压端相连，加热套(2)的电源高压端接锂离子电池本体的正极，加热套(2)的电源低压端接锂离子电池本体的负极。
4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于：所述的加热膜的厚度为1mm。
5.根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于：所述的锂离子电池本体为单个电池，加热套(2)套设在单个电池上。
6.根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于：所述的锂离子电池本体为多个电池单体(1)，加热套(2)分别套设在多个电池单体(1)上，加热套(2)之间采用两两串联再并联的方式连接。
7.根据权利要求3所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于：所述的温度控制器(4)的输出端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接光耦U的输入端，光耦U接5V直流电，光耦U的输出端接电阻R与场效应管Q2组成的并联电路，场效应管Q2的漏极接加热套(2)的电源高压端，场效应管Q2的源极接加热套(2)的电源低压端。
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