CN211335653U - 车载电池内部自预热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种车载电池内部自预热装置，包括将车载电池等量分组设置的电池组，车载电池内还设有双向DC/DC变换器，各电池组分别并联在双向DC/DC变换器的输出端，双向DC/DC变换器还电连接有与各电池组并联设置的负载连接端子，负载连接端子与各电池组并联的导线上连接有负载控制开关，其中一电池组与双向DC/DC变换器连接的导线上串联有预热控制开关，还包括负载/预热转换装置；在负载/预热转换装置的控制下，各电池组通过双向DC/DC变换器给对方进行充电，各电池组在充放电循环中，一直有电流经过，由于电池组内部存在内阻，所以电池组内部会自行发热，这种车载电池由内部预热的方式，使车载电池预热效率高、预热均匀，保证内部每个电池单体的温度均匀性。

Description

车载电池内部自预热装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车或新能源汽车的电池管理技术领域，尤其涉及一种车载电池内部自预热装置。
背景技术
对于电动汽车或新能源汽车来说，为了提升车辆在冬季时候电池的续航，需要对电池进行预热，以满足电动汽车或新能源汽车在冬季的用车需求，这是由电池内的电解液特性来决定的。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证，所以电解液的粘度越低对于锂离子的运动来说就越有利，而电解液粘度高的话就会对锂离子的运动形成一定的内阻，且电解液的粘度与温度有关，电解液的粘度会随着温度的降低而出现上升的现象，使电池的充放电性能下降，因此低温环境下，需要对电池进行预热，以保证其放电性能及续航里程。
目前电动汽车或新能源汽车电池低温预热，一般采用充电电源在充电时进行预热或采用电池自身的电能在行车时进行预热，在电池包外部包覆有电加热膜，因此以上预热方式都是采用电源给电池包的电加热膜供电，电加热膜发热后通过热传递对电池包内部的电池预热。这种电池预热的方法存在很多弊端，例如受电加热膜包覆位置影响，其热量向电池包外部空间耗散较多，向内部传递较少且慢；受电池包内部电池组排列布置的限制，各电池组预热不均匀，总之上述预热方式导致电池预热效率低，预热效果不理想。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电池预热由内部产生，预热效率高，每个电池预热均匀的车载电池内部自预热装置。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：车载电池内部自预热装置，包括将车载电池等量分组设置的电池组，所述车载电池内还设有双向DC/DC变换器，各所述电池组分别并联在所述双向DC/DC变换器的输出端，所述双向DC/DC变换器还电连接有与各所述电池组并联设置的负载连接端子，所述负载连接端子与各所述电池组并联的导线上连接有负载控制开关，其中一所述电池组与所述双向DC/DC变换器连接的导线上串联有预热控制开关，还包括负载/预热转换装置，所述负载/预热转换装置分别连接至所述双向DC/DC变换器、所述负载控制开关和所述预热控制开关。
作为优选的技术方案，所述车载电池等量分组为第一电池组和第二电池组，所述预热控制开关串联在所述第二电池组与所述双向DC/DC变换器的连接导线。
作为对上述技术方案的改进，所述负载/预热转换装置包括电池管理模块BMS，所述电池管理模块BMS并联有负载继电器和预热继电器，所述负载继电器的常开触点兼做所述负载控制开关，所述预热继电器的常开触点兼做所述预热控制开关。
作为优选的技术方案，所述负载/预热转换装置内还设有远程通讯模块，所述远程通讯模块信号连接有移动智能终端。
作为优选的技术方案，所述远程通讯模块包括基于GPRS、EDGE、WLAN、Wi-Fi、3G和4G技术的无线通信接口。
作为优选的技术方案，所述移动智能终端包括手机、遥控器或/和便携式电脑。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：加热时将车载电池等分成组且各组并联至双向DC/DC变换器上，在负载/预热转换装置的控制下，各电池组通过双向DC/DC变换器给对方进行充电，各电池组在充放电循环中，一直有电流经过，由于电池组内部存在内阻，所以电池组内部会自行发热，由于且能量一直在各电池组间转换，实际使用时除了双向DC/DC变换器导致的热损外，其余能量都能转化为电池内阻发热，预热耗电少，效率高，而且双向DC/DC变换器也设置在车载电池的内部，它的热损也可以从外部预热各电池组，实现了热量零损失利用，这种车载电池由内部预热的方式，热量由内产生，使车载电池预热效率高、预热均匀，保证内部每个电池单体的温度均匀性。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1是本实用新型实施例的结构框图；
图2是本实用新型实施例电池组与双向DC/DC变换器连接的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示，车载电池内部自预热装置，包括将车载电池等量分组设置的电池组，所述车载电池内还设有双向DC/DC变换器，各所述电池组分别并联在所述双向DC/DC变换器的输出端。本实施例中，所述车载电池等量分组为第一电池组A和第二电池组B，根据所述车载电池的容量不同，也可以等量分设其它数目的电池组。
所述双向DC/DC变换器还电连接有与各所述电池组并联设置的负载连接端子，所述负载连接端子与各所述电池组并联的导线上连接有负载控制开关S1，其中一所述电池组与所述双向DC/DC变换器连接的导线上串联有预热控制开关S2，本实施例中由于设置了所述第一电池组A和所述第二电池组B，所述预热控制开关S2串联在所述第二电池组B与所述双向DC/DC变换器之间的连接导线，当然，所述预热控制开关S2也可以串联在所述第一电池组A与所述双向DC/DC变换器之间的连接导线，可以根据用户使用要求进行定制。
在实际使用时，根据功能需要所述负载控制开关S1与所述预热控制开关S2择一使用。即所述负载控制开关S1闭合时，所述预热控制开关S2断开，所述车载电池开始向外部负载输出电压，以供外部负载工作使用；所述负载控制开关S1断开时，所述预热控制开关S2闭合，停止对外部负载的电压输出，各所述电池组间交替供电，达到所述车载电池预热的目的。
本实施例还包括负载/预热转换装置，所述负载/预热转换装置分别连接至所述双向DC/DC变换器、所述负载控制开关S1和所述预热控制开关S2。具体地，所述负载/预热转换装置包括电池管理模块BMS，所述电池管理模块BMS并联有负载继电器和预热继电器，所述负载继电器的常开触点兼做所述负载控制开关S1，所述预热继电器的常开触点兼做所述预热控制开关S2。在所述电池管理模块BMS的管理控制下，根据需要控制相应的功能启动。
本实施例在正常充放电时，所述电池管理模块BMS控制所述负载控制开关S1闭合，所述预热控制开关S2断开，所述第一电池组A与所述第二电池组B采用并联方式共同为车辆上的负载提供电能。所述车载电池需要进行预热时，所述电池管理模块BMS控制所述负载控制开关S1断开，所述预热控制开关S2闭合，并给所述车载电池上内置的所述双向DC/DC变换器(功率5kw左右)使能，控制所述第一电池组A升压后给所述第二电池组B充电，十分钟后，切换能量传输方向，即将所述第二电池组B升压后给所述第一电池组A充电，且按照上述充电方式每隔十分钟，切换一次，实现两所述电池组不停地进行充放电循环。通过电量传递，在所述车载电池内阻的作用下，实现从所述车载电池内部加热各电池单体，直至温度达到所述电池管理模块BMS内的设定值终止。预热温度的检测与控制可在目前普遍使用的温度传感器等零部件的配合下实现，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容。预热温度达到设定值后，所述电池管理模块BMS停止所述双向DC/DC变换器的使能，并控制所述负载控制开关S1闭合，所述预热控制开关S2断开，且在所述电池管理模块BMS的作用下使两所述电池组通过并联达到电压一致，使加热过程导致的两所述电池组的容量差可自行均衡完毕。
本实施例所述负载/预热转换装置内还设有远程通讯模块，所述远程通讯模块信号连接有移动智能终端。具体地，所述远程通讯模块包括基于GPRS、EDGE、WLAN、Wi-Fi、3G和4G技术的无线通信接口。所述移动智能终端包括手机、遥控器或/和便携式电脑，在所述手机、所述遥控器或/和所述便携式电脑内安装有相应的控制APP，用于向所述负载/预热转换装置发出控制信号。
在低温环境下，需要用车时，可提前通过所述手机、所述遥控器或/和所述便携式电脑内的APP启动程序远程启动预热功能，或进行所述车载电池的预约加热，如果在冬季每天固定时间用车时，还可以通过所述远程通讯模块定点自启动预热，实现所述车载电池预热的智能控制。
本实用新型加热时将车载电池等分成组且各组并联至双向DC/DC变换器上，在负载/预热转换装置的控制下，各电池组通过双向DC/DC变换器给对方进行充电，各电池组在充放电循环中，一直有电流经过，由于电池组内部存在内阻，所以电池组内部会自行发热，由于且能量一直在各电池组间转换，实际使用时除了双向DC/DC变换器导致的热损外，其余能量都能转化为电池内阻发热，预热耗电少，效率高，而且双向DC/DC变换器也设置在车载电池的内部，它的热损也可以从外部预热各电池组，实现了热量零损失利用，这种车载电池由内部预热的方式，热量由内产生，使车载电池预热效率高、预热均匀，保证内部每个电池单体的温度均匀性。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.车载电池内部自预热装置，其特征在于：包括将车载电池等量分组设置的电池组，所述车载电池内还设有双向DC/DC变换器，各所述电池组分别并联在所述双向DC/DC变换器的输出端，所述双向DC/DC变换器还电连接有与各所述电池组并联设置的负载连接端子，所述负载连接端子与各所述电池组并联的导线上连接有负载控制开关，其中一所述电池组与所述双向DC/DC变换器连接的导线上串联有预热控制开关，还包括负载/预热转换装置，所述负载/预热转换装置分别连接至所述双向DC/DC变换器、所述负载控制开关和所述预热控制开关。
2.如权利要求1所述的车载电池内部自预热装置，其特征在于：所述车载电池等量分组为第一电池组和第二电池组，所述预热控制开关串联在所述第二电池组与所述双向DC/DC变换器的连接导线。
3.如权利要求1所述的车载电池内部自预热装置，其特征在于：所述负载/预热转换装置包括电池管理模块BMS，所述电池管理模块BMS并联有负载继电器和预热继电器，所述负载继电器的常开触点兼做所述负载控制开关，所述预热继电器的常开触点兼做所述预热控制开关。
4.如权利要求1、2或3所述的车载电池内部自预热装置，其特征在于：所述负载/预热转换装置内还设有远程通讯模块，所述远程通讯模块信号连接有移动智能终端。
5.如权利要求4所述的车载电池内部自预热装置，其特征在于：所述远程通讯模块包括基于GPRS、EDGE、WLAN、Wi-Fi、3G和4G技术的无线通信接口。
6.如权利要求4所述的车载电池内部自预热装置，其特征在于：所述移动智能终端包括手机、遥控器或/和便携式电脑。
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