CN203617733U

CN203617733U - 电动汽车的动力电池组加热***及电动汽车

Info

Publication number: CN203617733U
Application number: CN201320672282.0U
Authority: CN
Inventors: 王祥振; 张君鸿; 赵雪梅; 肖宁强; 孙增光; 杨重科; 赵景辉
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beijing Treasure Car Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2023-10-29

Abstract

本实用新型提出一种用于电动汽车的动力电池组加热***及电动汽车，其中，该***包括：动力电池组；加热膜，加热膜用于对动力电池组加热；蓄电池和加热开关，蓄电池在加热开关闭合时为加热膜供电；以及电池管理器，电池管理器与加热开关相连，在动力电池组中单体电池温度低于预设阈值时，电池管理器闭合加热开关以使加热膜对动力电池组加热。本实用新型实施例的***，在低温环境下通过加热膜对动力电池组进行加热，保证了动力电池组在低温环境下的正常充电或放电，增加了动力电池组的工作性能和使用寿命，同时提高了电动汽车的续航里程，降低了使用成本。

Description

电动汽车的动力电池组加热***及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种用于电动汽车的动力电池组加热***及电动汽车。

背景技术

市场上的电动汽车大多采用锂电池作为动力电池，锂电池在具有工作电压大、能量密度大、自放电率低及无记忆效应等显著的优点的同时，也具有低温性能差、单体一致性差等缺点。例如，锂电池在温度为0度时，其电量容量只有电池额定容量的90%左右；在温度为-20度时，其电量容量只有电池额定容量的70%左右。因此，如果电动汽车的动力电池组长时间工作在低温环境下，由于动力电池组在低温环境下活性较低、内阻变大、放电性能及充电性能减弱等缺点，将大大降低动力电池组的容量和充电循环周期，导致动力电池组工作性能和使用寿命，直接影响电动汽车的续航里程和使用成本。

目前，为了保证动力电池组在低温情况下能够正常充电或放电，可以对动力电池进行加热以提高其温度，使其达到合适的温度再进行充电或放电。对电动汽车动力电池组进行加热的方式主要有以下几种：

（1）采用电动汽车的空调热风对电池箱中的动力电池组进行加热；

（2）采用动力电池组的自身电源对动力电池组进行加热；

（3）采用220V交流电源对动力电池组进行加热。

然而目前存在的问题是：

（1）采用电动汽车的空调热风对电池箱中的动力电池组进行加热时，需要对电动汽车的通风管道、电池箱及整车结构进行重新设计和布局，设计过程复杂，成本较高，且加热效果不明显；

（2）采用动力电池组的自身电源对动力电池组进行加热时，由于在动力电池组未被加热前，动力电池组就需要放电，因此影响了动力电池组的性能，并且消耗了动力电池组的能量，导致增加了动力电池组的充电时间，降低动力电池组的使用寿命；

（3）采用220V交流电源对动力电池组进行加热时，由于需要使用市电对动力电池组进行加热，因此存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种用于电动汽车的动力电池组加热***，该***在低温环境下通过加热膜对动力电池组进行加热，保证了动力电池组在低温环境下的正常充电或放电，增加了动力电池组的工作性能和使用寿命，同时提高了电动汽车的续航里程，降低了使用成本。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电动汽车。

为实现上述目的，本实用新型第一方面实施例提出的用于电动汽车的动力电池组加热***，包括：动力电池组；加热膜，所述加热膜用于对所述动力电池组加热；蓄电池和加热开关，所述蓄电池在所述加热开关闭合时为所述加热膜供电；以及电池管理器，所述电池管理器与所述加热开关相连，在所述动力电池组中单体电池温度低于预设阈值时，所述电池管理器闭合所述加热开关以使所述加热膜对所述动力电池组加热。

本实用新型实施例的用于电动汽车的动力电池组加热***，在低温环境下通过加热膜对动力电池组进行加热，保证了动力电池组在低温环境下的正常充电或放电，增加了动力电池组的工作性能和使用寿命，同时提高了电动汽车的续航里程，降低了使用成本。

为了实现上述目的，本实用新型第二方面实施例的电动汽车，包括本实用新型第一方面实施例的用于电动汽车的动力电池组加热***。

本实用新型实施例的电动汽车，在低温环境下通过加热膜对动力电池组进行加热，保证了动力电池组在低温环境下的正常充电或放电，增加了动力电池组的工作性能和使用寿命，同时提高了电动汽车的续航里程，降低了使用成本。

本实用新型附加的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

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一个实施例的用于电动汽车的动力电池组加热***的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参考附图描述本实用新型实施例的用于电动汽车的动力电池组加热***及电动汽车。

图1是本实用新型一个实施例的用于电动汽车的动力电池组加热***的结构示意图。

如图1所示，用于电动汽车的动力电池组加热***，包括：动力电池组110、加热膜120、蓄电池130、加热开关140、电池管理器150、温度传感器160、充电机170、充电开关180、直流转换模块190、电机控制器1100及预充开关1110和正极开关1120。

具体地，动力电池组110用于对动力电车提供电能。其中，动力电池组110可包括多个单体电池。

加热膜120用于对动力电池组110加热。具体地，加热膜120可由例如硅胶材料等制成，并且还可以将该加热膜120的厚度设置的较薄，以使加热膜120可贴附于多个单体电池的表面，例如，可以利用导热硅胶粘贴在各种形状的单体电池的表面。由于硅胶材料的加热膜120材质较软，使得加热膜120可以适合各种形状的动力电池组110，可迅速、高效的为动力电池组110进行加热。此外，由于加热膜120的厚度较薄，因此，加热膜120占用的空间非常小，散热性能也很好。在本实用新型的一个实施例中，优选地可将加热膜贴附于每个单体电池的表面，从而使加热膜120分别对动力电池组110中的每个单体电池进行加热，由此使得每个单体电池的温度保持较高的一致性，保证了动力电池组110在充电或者放电过程中每个单体电池电压的一直性。蓄电池130和加热开关140，蓄电池130在加热开关140闭合时为加热膜供电。其中，蓄电池130可为铅酸蓄电池，加热开关140可为继电器。

电池管理器150，电池管理器150与加热开关140相连，在动力电池组110中单体电池温度低于预设阈值时，电池管理器160闭合加热开关140以使加热膜120对动力电池组110加热。具体地，电池管理器150可实时对动力电池组110的温度进行检测，并对检测到的温度进行分析，根据分析的结果通过加热开关140控制加热膜120工作。此外，电池管理器150可实时检测动力电池组110的温度变化情况，并预估加热膜120对动力电池组110加热的剩余加热时间。在本实用新型的一个实施例中，电池管理器150可使用例如电池管理***BMS（Battery Management System），电池管理器150可设置有温度检测模块、温升计算模块及故障保护功能模块等。电池管理器150可根据检测到的动力电池组110的温度，估算需要对动力电池组110加热的功率大小与加热时间。此外，如果加热膜120在为动力电池组110加热过程中动力电池组110出现故障，例如，动力电池组110温度过高，或者电压异常等状况，则电池管理器150可通过加热开关140停止加热膜120对动力电池组110进行加热，由此可以保证动力电池组110的安全，避免了安全隐患。

在本实用新型的一个实施例中，用于电动汽车的动力电池组加热***还包括温度传感器160，温度传感器160与电池管理器150相连，温度传感器160检测动力电池组110中单体电池的温度，并将检测到的温度信号发送至电池管理器150。

在本实用新型的一个实施例中，用于电动汽车的动力电池组加热***还包括充电机170和充电开关180。具体地，充电开关180连接在充电机170和动力电池组110之间的，充电开关180和电池管理器150相连，当充电机170对动力电池组110充电时，如果动力电池组110中单体电池的温度低于预设阈值，则电池管理器150断开充电开关180并通过加热膜120对动力电池组110进行加热直至动力电池组110中单体电池的温度不低于预设阈值，电池管理器150闭合充电开关180并通过充电机170对动力电池组110进行充电。

在本实用新型的一个实施例中，用于电动汽车的动力电池组加热***还包括直流转换模块190。直流转换模块190分别与动力电池组110和蓄电池130相连，直流转换模块190将动力电池组110的输出电压转换为预设电压值的电压为蓄电池130充电。

在本实用新型的一个实施例中，用于电动汽车的动力电池组加热***还包括电机控制器1100和预充开关1110。其中，预充开关1110可为继电器。具体地，预充开关1110连接在电机控制器1100和电池管理器150之间，预充开关1110与电池管理器150相连，在电动汽车启动时，如果动力电池组110中单体电池的温度低于预设阈值，则电池管理器150断开预充开关1110并通过加热膜120对动力电池组110进行加热直至动力电池组110中单体电池的温度不低于预设阈值，电池管理器150闭合预充开关1110并通过预充开关1110对电机控制器1100进行预充电。

在本实用新型的一个实施例中，用于电动汽车的动力电池组加热***还包括正极开关1120。其中，正极开关1120可为继电器。具体地，动力电池组110通过正极开关1120与电机控制器1100的正极相连，且正极开关1120与电池管理器150相连，在对电机控制器1100进行预充电之后，电池管理器150断开预充开关1110并闭合正极开关1120。

下面详细说明一下用于电动汽车的动力电池组加热***的工作方式。当动力电池组110需要充电时，电池管理器150检测充电机170的工作状态，并且检测动力电池组110的当前温度。如果检测到动力电池组110的当前温度为正常温度，即动力电池组110的当前温度不低于预设阈值，则电池管理器150闭合充电开关180，且保持加热开关140、预充开关1110和正极开关1120均断开。此时，动力电池组110与充电机170接通，充电机170对动力电池组110正常充电。

如果电池管理器150检测到动力电池组110的当前温度低于允许充电的设定温度阀值时，即动力电池组110的当前温度低于预设阈值，则电池管理器150闭合加热开关140，且保证充电开关180、预充开关1110和正极开关1120均断开。此时，蓄电池130和加热膜120接通，通过低压直流12V的蓄电池130为电加热膜120供电，在短时间内可将动力电池组110的当前温度提高到允许充电的预设阀值后，电池管理器150控制加热开关140断开，加热膜120停止对动力电池组110加热。然后电池管理器150闭合充电开关180，且保持加热开关140、预充开关1110和正极开关1120均断开。此时，动力电池组110与充电机170接通，充电机170对动力电池组110正常充电。

当电动汽车需要启动运行时，在电动汽车启动后，电池管理器150检测动力电池组110的当前温度。如果检测到动力电池组110的当前温度为正常温度，即动力电池组110的当前温度不低于预设阈值，则电池管理器150闭合预充开关1110，且保持加热开关140、充电开关180和正极开关1120均断开。此时，动力电池组110与电机控制器1100接通，动力电池组110对电机控制器1100进行预充电。预充电完成后，电池管理器150断开预充开关1110，同时闭合正极开关1120。此时，动力电池组110与电机控制器1100接通，动力电池组110为电动汽车的驱动电机提供电能，电动汽车可实现正常运行。

如果电池管理器150检测到的动力电池组110温度低于允许放电的设定温度阀值时，即动力电池组110的当前温度低于预设阈值，则电池管理器150闭合加热开关140，且保证充电开关180、预充开关1110和正极开关1120均断开。此时，蓄电池130和加热膜120接通，通过低压直流12V的蓄电池130为加热膜120供电，在短时间内可将动力电池组110的温度提高到允许放电的设定阀值后，电池管理器150控制加热开关140断开，加热膜120停止对动力电池组110加热。然后电池管理器150闭合预充开关1110，且保持加热开关140、充电开关180和正极开关1120均断开。此时，动力电池组110与电机控制器1100接通，动力电池组110对电机控制器1100进行预充电。预充电完成后，电池管理器150断开预充开关1110，同时闭合正极开关1120。此时，动力电池组110与电机控制器1100接通，动力电池组110为电动汽车的驱动电机提供电能，电动汽车可实现正常运行。

为了实现上述实施例，本实用新型还提出一种电动汽车。

一种电动汽车，包括本实用新型第一方面实施例的用于电动汽车的动力电池组加热***。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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

1.一种用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，包括：

动力电池组；

加热膜，所述加热膜用于对所述动力电池组加热；

蓄电池和加热开关，所述蓄电池在所述加热开关闭合时为所述加热膜供电；以及

电池管理器，所述电池管理器与所述加热开关相连，在所述动力电池组中单体电池温度低于预设阈值时，所述电池管理器闭合所述加热开关以使所述加热膜对所述动力电池组加热。

2.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，还包括：

温度传感器，所述温度传感器与所述电池管理器相连，所述温度传感器检测所述动力电池组中单体电池的温度，并将检测到的温度信号发送至所述电池管理器。

3.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，所述动力电池组包括多个单体电池，所述加热膜贴附于所述多个单体电池的表面。

4.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，所述蓄电池为铅酸蓄电池，所述加热开关为继电器。

5.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，还包括：

充电机；

连接在所述充电机和所述动力电池组之间的充电开关，所述充电开关和所述电池管理器相连，当所述充电机对所述动力电池组充电时，如果所述动力电池组中单体电池的温度低于预设阈值，则所述电池管理器断开所述充电开关并通过所述加热膜对所述动力电池组进行加热直至所述动力电池组中单体电池的温度不低于预设阈值，所述电池管理器闭合所述充电开关并通过所述充电机对所述动力电池组进行充电。

6.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，还包括：

直流转换模块，所述直流转换模块分别与所述动力电池组和所述蓄电池相连，所述直流转换模块将所述动力电池组的输出电压转换为预设电压值的电压为所述蓄电池充电。

7.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，还包括：

电机控制器；

连接在所述电机控制器和所述电池管理器之间的预充开关，所述预充开关与所述电池管理器相连，在所述电动汽车启动时，如果所述动力电池组中单体电池的温度低于预设阈值，则所述电池管理器断开所述预充开关并通过所述加热膜对所述动力电池组进行加热直至所述动力电池组中单体电池的温度不低于预设阈值，所述电池管理器闭合所述预充开关并通过所述预充开关对所述电机控制器进行预充电。

8.如权利要求7所述的用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，还包括：

正极开关，所述动力电池组通过所述正极开关与所述电机控制器的正极相连，且所述正极开关与所述电池管理器相连，在对电机控制器进行预充电之后，所述电池管理器断开所述预充开关并闭合所述正极开关。

9.如权利要求8所述用于电动汽车的动力电池组加热***，其特征在于，所述预充开关和所述正极开关为继电器。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的用于电动汽车的动力电池组加热***。