TW201320534A - 一種電池的加熱電路 - Google Patents

Abstract

一種電池的加熱電路，包括多個開關裝置、開關控制模組、阻尼元件、儲能電路及極性反轉單元；儲能電路包括電流記憶元件和多個電荷記憶元件，多個電荷記憶元件與多個開關裝置一一對應串聯構成多個支路，該多個支路彼此並聯後與電流記憶元件、阻尼元件串聯；開關控制模組與開關裝置連接，用於控制開關裝置導通和關斷，以使當開關裝置導通時，能量在電池與儲能電路之間往復流動；極性反轉單元與儲能電路連接，用於在開關裝置導通再關斷後，對電荷記憶元件的電壓極性進行反轉。本發明提供的加熱電路能提高電池的充放電性能，在給電池加熱時安全性高且工作效率高。

Description

一種電池的加熱電路

本發明屬於電子設備技術領域，尤其涉及一種電池的加熱電路。

考慮到汽車需要在複雜的路況和環境條件下行駛，或者有些電子設備需要在較差的環境條件中使用的情況，所以，作為電動車或電子設備電源的電池就需要適應這些複雜的狀況。而且除了需要考慮這些狀況，還需考慮電池的使用壽命及電池的充放電迴圈性能，尤其是當電動車或電子設備處於低溫環境中時，更需要電池具有優異的低溫充放電性能和較高的輸入輸出功率性能。
一般而言，如果在低溫條件下對電池充電的話，將對電池進行充電會導致電池的阻抗增大，極化增強，從而導致電池的容量下降。

本發明的目的是針對電池在低溫條件下會導致電池的阻抗增大、極化增強從而引起電池的容量下降的問題，提供一種電池的加熱電路。為了保持電池在低溫條件下的容量，提高電池的充放電性能，本發明提供了一種電池的加熱電路。
本發明提供的電池的加熱電路包括多個開關裝置、開關控制模組、阻尼元件R1、儲能電路以及極性反轉單元；所述儲能電路用於與所述電池連接，所述儲能電路包括第一電流記憶元件L1和多個電荷記憶元件C1，多個電荷記憶元件C1與多個開關裝置一一對應串聯構成多個支路，所述多個支路彼此並聯之後與第一電流記憶元件L1、阻尼元件R1串聯；所述開關控制模組與開關裝置連接，用於控制開關裝置導通和關斷，以使得當開關裝置導通時，能量在所述電池與所述儲能電路之間往復流動；所述極性反轉單元與所述儲能電路連接，用於在開關裝置導通再關斷後，對多個電荷記憶元件C1的電壓極性進行反轉。
本發明提供的加熱電路能夠提高電池的充放電性能，並且由於在該加熱電路中，儲能電路與電池串聯，當給電池加熱時，由於串聯的電荷記憶元件C1的存在，能夠避免開關裝置失效短路時電流過大引起的安全性問題，能夠有效地保護電池。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
需要指出的是，除非特別說明，當下文中提及時，術語“開關控制模組”為任意能夠根據設定的條件或者設定的時刻輸出相應的控制指令（例如具有相應占空比的脈衝波形）從而控制與其連接的開關裝置相應地導通或關斷的控制器，例如可以為PLC（可編程控制器）等；當下文中提及時，術語“開關”指的是可以通過電信號實現通斷控制或者根據元器件自身的特性實現通斷控制的開關，既可以是單向開關，例如由雙向開關與二極體串聯構成的可單嚮導通的開關等，也可以是雙向開關，例如金屬氧化物半導體型場效應管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）或帶有反並續流二極體的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型電晶體）等；當下文中提及時，術語“雙向開關”指的是可以通過電信號實現通斷控制或者根據元器件自身的特性實現通斷控制的可雙嚮導通的開關，例如MOSFET或帶有反並續流二極體的IGBT等；當下文中提及時，單向半導體元件指的是具有單嚮導通功能的半導體元件，例如二極體等；當下文中提及時，術語“電荷記憶元件”指任意可以實現電荷存儲的裝置，例如電容等；當下文中提及時，術語“電流記憶元件”指任意可以對電流進行存儲的裝置，例如電感等；當下文中提及時，術語“正向”指能量從電池向儲能電路流動的方向，術語“反向”指能量從儲能電路向電池流動的方向；當下文中提及時，術語“電池”包括一次電池（例如乾電池、鹼性電池等）和二次電池（例如鋰離子電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鉛酸電池等）；當下文中提及時，術語“阻尼元件”指任意通過對電流的流動起阻礙作用以實現能量消耗的裝置，例如可以為電阻等。
這裏還需要特別說明的是，考慮到不同類型的電池的不同特性，在本發明中，“電池”可以指不包含內部寄生電阻和寄生電感、或者內部寄生電阻的阻值和寄生電感的電感值較小的理想電池，也可以指包含有內部寄生電阻和寄生電感的電池包。因此，本領域技術人員應當理解的是，當“電池”為不包含內部寄生電阻和寄生電感、或者內部寄生電阻的阻值和寄生電感的電感值較小的理想電池時，阻尼元件R1指的是電池外接的阻尼元件，電流記憶元件L1指的是電池外接的電流記憶元件；當“電池”為包含有內部寄生電阻和寄生電感的電池包時，阻尼元件R1既可以指電池外接的阻尼元件，也可以指電池包內部的寄生電阻，同樣地，電流記憶元件L1既可以指電池外接的電流記憶元件，也可以指電池包內部的寄生電感。
在本發明的實施例中，為了保證電池的使用壽命，需要在低溫情況下對電池進行加熱，當達到加熱條件時，控制加熱電路開始工作，對電池進行加熱，當達到停止加熱條件時，控制加熱電路停止工作。
在電池的實際應用中，隨著環境的改變，可以根據實際的環境情況對電池的加熱條件和停止加熱條件進行設置，以對電池的溫度進行更精確的控制，從而保證電池的充放電性能。
為了對處於低溫環境中的電池E進行加熱，本發明提供了一種電池E的加熱電路，如第1圖所示，該加熱電路包括多個開關裝置1、開關控制模組100、阻尼元件R1、儲能電路以及極性反轉單元101。在本發明的一個實施例中，該儲能電路用於與電池E連接，儲能電路包括第一電流記憶元件L1和多個電荷記憶元件C1，多個電荷記憶元件C1與多個開關裝置1一一對應串聯構成多個支路，多個支路彼此並聯之後與第一電流記憶元件L1、阻尼元件R1串聯，該開關控制模組100與開關裝置1連接，用於控制開關裝置1導通和關斷，以使得當開關裝置1導通時，能量在電池E與儲能電路之間往復流動，該極性反轉單元101與儲能電路連接，用於在開關裝置1導通後再關斷時，對多個電荷記憶元件C1的電壓極性進行反轉。需要說明的是，上述儲能電路僅為本發明的優選實施方式，該儲能電路只要能滿足能量的存儲即可，從而與電池E之間進行能量流動。因此本領域技術人員可基於此思想對上述儲能電路進行等同的修改或變化以達到儲能的效果，這些均應包含在本發明的保護之內。
考慮到不同類型的電池E的不同特性，如果電池E內部的寄生電阻阻值和寄生電感自感較大，阻尼元件R1也可以為電池內部的寄生電阻，第一電流記憶元件L1也可以為電池內部的寄生電感。
開關控制模組100可以通過控制開關裝置1來使得能量從電池E同時或者按序流向各個電荷記憶元件C1，以及使得能量從各個電荷記憶元件C1同時或者按序流回電池E。其中，上述使得能量“同時”流向各個電荷記憶元件C1以及“同時”流回電池E可以通過控制多個支路上的各個開關裝置同時導通來實現的。上述使得能量“按序”流向各個電荷記憶元件C1以及“按序”流回電池可以通過控制多個支路上的各個開關裝置1以一定順序導通來實現的。例如多個開關裝置1可以均在不同的時間導通，這樣可以實現多個支路的不同時充放電；也可以將多個開關裝置1分組成開關裝置組，每個開關裝置組中的各個開關裝置同時導通，而各個開關裝置組以不同的時間導通，這樣可以實現各個開關裝置組所針對的支路的不同時充放電。優選地，開關控制模組100可以控制開關裝置1以使得能量從電池E同時流到多個電荷記憶元件C1，並且能量從各個電荷記憶元件C1按序流動回電池E。在這種實施方式中，電流正向流動時，電池E放電，可以將儲能電路同時與電池E連通，以增大電流；電流反向流動時，對電池E充電，此時可以將儲能電路按序與電池E連通，以減小流過電池E的電流。
開關裝置1具有多種實現方式，本發明對開關裝置的實現方式不作限制。作為開關裝置1的一種實施方式，開關裝置1為第一雙向開關K3，如第2圖所示。由開關控制模組100控制第一雙向開關K3的導通與關斷，當需要對電池加熱時，導通第一雙向開關K3即可，如暫停加熱或者不需要加熱時關斷第一雙向開關K3即可。
單獨使用一個第一雙向開關K3實現開關裝置1，電路簡單，佔用系統面積小，容易實現，但是電路功能受到明顯局限，例如不能實現反向電流時關斷等。對此，本發明還提供了如下開關裝置1的優選實施方式。
優選地，開關裝置1包括用於實現能量從電池流向儲能電路的第一單向支路和用於實現能量從儲能電路流向電池的第二單向支路，開關控制模組100與第一單向支路和第二單向支路中的一者或兩者分別連接，用以控制所連接的支路的導通和關斷。當電池需要加熱時，導通第一單向支路和第二單向支路兩者，如暫停加熱可以選擇關斷第一單向支路和第二單向支路中的一者或兩者，當不需要加熱時，可以關斷第一單向支路和第二單向支路兩者。優選地，第一單向支路和第二單向支路兩者都能夠受開關控制模組100的控制，這樣，可以靈活實現能量正向流動和反向流動。
作為開關裝置1的另一種實施方式，如第3圖所示，開關裝置1可以包括第二雙向開關K4和第三雙向開關K5，第二雙向開關K4和第三雙向開關K5彼此反向串聯以構成第一單向支路和第二單向支路，開關控制模組100與第二雙向開關K4和第三雙向開關K5分別連接，用於通過控制第二雙向開關K4和第三雙向開關K5的導通和關斷來控制第一單向支路和第二單向支路的導通和關斷。當需要對電池加熱時，導通第二雙向開關K4和第三雙向開關K5即可，如暫停加熱可以選擇關斷第二雙向開關K4和第三雙向開關K5中的一者或者兩者，在不需要加熱時關斷第二雙向開關K4和第三雙向開關K5即可。這種開關裝置1的實現方式能夠分別控制第一單向支路和第二單向支路的導通和關斷，靈活實現電路的正向和反向能量流動。
作為開關裝置1的另一種實施方式，如第5圖所示，開關裝置1可以包括第一開關K6、第一單向半導體元件D11以及第二單向半導體元件D12，第一開關K6和第一單向半導體元件D11彼此串聯以構成第一單向支路，第二單向半導體元件D12構成第二單向支路，開關控制模組100與第一開關K6連接，用於通過控制第一開關K6的導通和關斷來控制第一單向支路的導通和關斷。在如第5圖所示的開關裝置1中，當需要加熱時，導通第一開關K6即可，不需要加熱時，關斷第一開關K6即可。
如第5圖中所示的開關裝置1的實現方式雖然實現了能量往返沿著相對獨立的支路流動，但是還不能實現能量反向流動時的關斷功能。本發明還提出了開關裝置1的另一種實施方式，如第6圖所示，開關裝置1還可以包括位於第二單向支路中的第二開關K7，該第二開關K7與第二單向半導體元件D12串聯，開關控制模組100還與第二開關K7連接，用於通過控制第二開關K7的導通和關斷來控制第二單向支路的導通和關斷。這樣在第6圖示出的開關裝置1中，由於兩個單向支路上均存在開關（即第一開關K6和第二開關K7），同時具備能量正向和反向流動時的關斷功能。
優選地，開關裝置1還可以包括與第一單向支路和/或第二單向支路串聯的電阻，用於減小電池加熱回路的電流，避免回路中電流過大對電池造成損害。例如，可以在第3圖中示出的開關裝置1中添加與第二雙向開關K4和第三雙向開關K5串聯的電阻R6，得到開關裝置1的另一種實現方式，如第4圖所示。第7圖中也示出了開關裝置1的一種實施方式，其是在第6圖中示出的開關裝置1中的兩個單向支路上分別串聯電阻R2、電阻R3得到的。
根據本發明的技術方案，當需要對電池E加熱時，開關控制模組100控制多個開關裝置1同時或者按序導通，電池E與儲能電路串聯構成回路，電池E對各個電荷記憶元件C1進行充電，當回路中的電流經過電流峰值後正向為零時，電荷記憶元件C1開始放電，電流從電荷記憶元件C1流回電池E，回路中的正向、反向電流均流過阻尼元件R1，通過阻尼元件R1的發熱可以達到給電池E加熱的目的。上述充放電過程可以迴圈進行，當電池E的溫度升高達到停止加熱條件時，開關控制模組100可以控制開關裝置1關斷，加熱電路停止工作。
在上述加熱過程中，當電流從儲能電路流回電池E時，電荷記憶元件C1中的能量不會完全流回電池E，而是會有一些能量餘留在電荷記憶元件C1中，最終使得電荷記憶元件C1電壓接近或等於電池電壓，從而使得從電池E向電荷記憶元件C1的能量流動不能進行，不利於加熱電路的迴圈工作。因此，在開關裝置1導通再關斷後，本發明採用極性反轉單元101對電荷記憶元件C1的電壓極性進行反轉，由於極性反轉後的電荷記憶元件C1的電壓能夠與電池E的電壓串聯相加，當開關裝置1再次導通時，能夠提高加熱回路中的放電電流。開關裝置1可以在一個週期或多個週期內的任意時間點關斷；開關裝置1的關斷時刻可以是任何時刻，例如回路中的電流為正向/反向時、為零時/不為零時均可以實施關斷。根據所需要的關斷策略可以選擇開關裝置1的不同的實現形式，如果只需要實現正向電流流動時關斷，則選用例如第2圖、第5圖所示的開關裝置1的實現形式即可，如果需要實現正向電流和反向電流時均可以關斷，則需要選用如第4圖、第6圖、第7圖所示的兩個單向支路均可控的開關裝置。優選地，開關控制模組100用於當開關裝置1導通後流過開關裝置1的電流為零時或為零後關斷開關裝置1，這樣回路效率高，且回路中電流為零再關斷開關裝置1對整個電路影響較小。
作為極性反轉單元101的一種實施方式，極性反轉單元101包括多個反轉電路，多個反轉電路與多個電荷記憶元件C1一一對應連接，其中如第8圖所示，每個反轉電路包括相互串聯的單向開關3和第二電流記憶元件L2，開關控制模組100還與單向開關3連接，用於通過控制單向開關3導通來對多個電荷記憶元件C1的電壓極性進行反轉，該反轉可以是針對多個電荷記憶元件C1同時進行的，也可以是按序進行的。
作為極性反轉單元101的另一種實施方式，如第9圖所示，極性反轉單元101包括多個單向開關3和一個第二電流記憶元件L2，多個單向開關3的一端一一對應連接到多個電荷記憶元件C1的一端，多個單向開關3的另一端連接到第二電流記憶元件L2的一端，第二電流記憶元件L2的另一端連接到多個電荷記憶元件C1的另一端，開關控制模組100還與單向開關3連接，用於通過控制單向開關3的導通來對多個電荷記憶元件C1的電壓極性進行同時或者按序反轉。在這種實施方式中，對多個電荷記憶元件C1的極性反轉過程可以只採用一個第二電流記憶元件L2實現，節省了元件的個數，並且，優選地，開關控制模組100通過控制多個單向開關3的導通時間來對多個電荷記憶元件C1的電壓極性進行按序反轉，在這種方式下，由於多個電荷記憶元件C1的極性非同時反轉，更有利於減小極性反轉單元101中所需的第二電流記憶元件L2的體積，進而有利於減小電池加熱電路的體積和重量。
其中，單向開關3可以採用任何能夠實現單向通路的通斷控制的元件。例如，單向開關3可以採用如第10圖所示的結構，即單向開關3可以包括相互串聯的單向半導體元件D1和開關K2。多個單向開關可以採用各個相互串聯的單向半導體元件和開關來實現；也可以採用共用一個開關的形式，例如將多個單向半導體元件的一端均串聯到同一個開關的一端，多個單向半導體元件的另一端分別對應連接到多個電荷記憶元件，開關的另一端連接到電流記憶元件，這種形式可以減少加熱電路中的開關個數；也可以採用共用一個單向半導體元件的形式，例如將多個開關的一端均串聯到一個單向半導體元件的一端，多個開關的另一端分別對應連接到多個電荷記憶元件，單向半導體元件的另一端連接到電流記憶元件，這種形式可以減少加熱電路中的單向半導體元件個數。本發明對加熱電路中的極性反轉單元101的單向開關3的實現方式不作限制，只要能實現對針對多個電荷記憶元件的極性反轉過程的控制即可。
下面結合第11圖-第14圖對電池E的加熱電路的實施方式的工作方式進行簡單介紹，其中第11圖、第13圖、第14圖顯示的是電池E的加熱電路的各種實施方式，第12圖顯示的是第11圖中的電池E的加熱電路的相應波形圖。需要注意的是，雖然本發明的特徵和元素參考第11圖、第13圖、第14圖以特定的結合進行了描述，但每個特徵或元素可以在沒有其他特徵和元素的情況下單獨使用，或在與或不與其他特徵和元素結合的各種情況下使用。本發明提供的電池E的加熱電路的實施方式並不限於第11圖、第13圖、第14圖所示的實現方式。第12圖所示的波形圖中的網格部分表示在該段時間內可以單次或多次對開關施加驅動脈衝，並且脈衝的寬度可以根據需要進行調節。
在如第11圖所示的電池E的加熱電路中，開關裝置1使用雙向開關形式（即雙向開關K1a和K1b），雙向開關K1a與電荷記憶元件C1a串聯構成第一支路，雙向開關K1b與電荷記憶元件C1b串聯構成第二支路，兩條支路均分別與第一電流記憶元件L1、阻尼元件R1以及電池E串聯。極性反轉單元101採用共用第二電流記憶元件L2的形式，單向半導體元件D1a與開關K2a以及單向半導體元件D1b與開關K2b分別構成兩個單向開關3，分別用於控制針對電荷記憶元件C1a和C1b的極性反轉過程。開關控制模組100可以控制K1a、K1b、K2a和K2b的導通和關斷。第12圖示出了第11圖所示的加熱電路的流經電荷記憶元件C1a的電流I_C1a、電荷記憶元件C1a的電壓V_C1a、流經電荷記憶元件C1b的電流I_C1b、電荷記憶元件C1b的電壓V_C1b的波形圖，第11圖所示的加熱電路可以按如下過程進行工作：
a）開關控制模組100控制雙向開關K1a、K1b導通，如第12圖所示的t1時間段，電池E通過與雙向開關K1a、電荷記憶元件C1a組成的回路以及與雙向開關K1b、電荷記憶元件C1b組成的回路進行正向放電（如第12圖中的t1時間段的電流I_C1a、I_C1b的正半週期所示）和反向充電（如第12圖中的t1時間段的電流I_C1a、I_C1b的負半週期所示）；
b）開關控制模組100控制雙向開關K1a、K1b在反向電流為零時關斷；
c）開關控制模組100控制開關K2b導通，電荷記憶元件C1b通過單向半導體元件D1b、第二電流記憶元件L2和開關K2b組成的回路放電，並達到電壓極性反轉的目的，之後，開關控制模組100控制開關K2b關斷，如第12圖中的t2時間段所示；
d）開關控制模組100控制開關K2a導通，電荷記憶元件C1a通過單向半導體元件D1a、第二電流記憶元件L2和開關K2a組成的回路放電，並達到電壓極性反轉的目的，之後，開關控制模組100控制開關K2a關斷，如第12圖中的t3時間段所示；
e）重複步驟a）至d），電池E不斷通過充放電實現加熱，直至電池E達到停止加熱條件為止。
在如第13圖所示的電池E的加熱電路中，開關裝置1仍採用如第11圖中的雙向開關形式（即雙向開關K1a和K1b），雙向開關K1a與電荷記憶元件C1a串聯構成第一支路，雙向開關K1b與電荷記憶元件C1b串聯構成第二支路，兩條支路均分別與第一電流記憶元件L1、阻尼元件R1以及電池E串聯。極性反轉單元101仍然採用的是共用第二電流記憶元件L2的形式，與第11圖中的極性反轉單元不同的是，在第13圖中採用單向半導體元件D1a、開關K2a、K2b作為極性反轉單元中的單向開關，開關K2a和開關K2b的一端連接到單向半導體元件D1a的一端，另一端分別連接到電荷記憶元件C1a和C1b，單向半導體元件D1a的另一端連接到第二電流記憶元件L2。開關控制模組100可以控制K1a、K1b、K2a和K2b的導通和關斷，從而控制整個加熱電路的工作過程。如第13圖所示的電池E的加熱電路與如第11圖所示的加熱電路相比只是極性反轉單元101中的單向開關的具體電路結構稍有不同，其工作過程基本類似，在此不再贅述。
在如第14圖所示的電池E的加熱電路中，開關裝置1仍採用如第11圖中的雙向開關形式（即雙向開關K1a和K1b），雙向開關K1a與電荷記憶元件C1a串聯構成第一支路，雙向開關K1b與電荷記憶元件C1b串聯構成第二支路，兩條支路均分別與第一電流記憶元件L1、阻尼元件R1以及電池E串聯。極性反轉單元101仍然採用的是共用第二電流記憶元件L2的形式，與第11圖中的極性反轉單元不同的是，在第14圖中採用單向半導體元件D1a、單向半導體元件D1b、開關K2a作為極性反轉單元中的單向開關，單向半導體元件D1a和單向半導體元件D1b的一端連接到開關K2a的一端，單向半導體元件D1a和單向半導體元件D1b的另一端分別連接到電荷記憶元件C1a和C1b，開關K2a的另一端連接到第二電流記憶元件L2。開關控制模組100可以控制K1a、K1b、K2a的導通和關斷，從而控制整個加熱電路的工作過程。如第14圖所示的加熱電路在工作時，可以先控制雙向開關K1a導通，使得電池E通過電荷記憶元件C1所在的支路進行充放電過程，之後控制雙向開關K1a關斷，控制開關K2a導通，以對電荷記憶元件C1a進行極性反轉，完成對電荷記憶元件C1的極性反轉之後，控制開關K2a關斷；隨後，可以控制雙向開關K1b導通，使得電池E通過電荷記憶元件C1b所在的支路進行充放電過程，之後控制雙向開關K1b關斷，控制開關K2a導通，以對電荷記憶元件C1b進行極性反轉，完成對電荷記憶元件C1b的極性反轉之後，控制開關K2a關斷。如此反復，直到達到電池加熱條件為止。
本發明提供的加熱電路能夠提高電池的充放電性能，並且在該加熱電路中，儲能電路、開關裝置與電池串聯，當給電池加熱時，由於串聯的電荷記憶元件的存在，能夠避免開關裝置失效短路引起的安全性問題，能夠有效地保護電池。同時，本發明的加熱電路中還提供了極性反轉單元，當開關裝置關斷後，該極性反轉單元能夠將儲能電路中的電荷記憶元件的極性反轉，由於極性反轉後的電荷記憶元件的電壓能夠與電池的電壓串聯相加，當下一次控制開關裝置導通時，能夠提高加熱回路中的放電電流，由此提高加熱電路的工作效率。而且，本發明的優選實施方式中採用單個電感進行極性反轉的方式，節省了元件的個數，有利於減小電池的加熱電路的體積和重量。
以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。

1．．．開關裝置

3．．．單向開關

100．．．開關控制模組

101．．．極性反轉單元

C1．．．電荷記憶元件

C1a、C1b．．．電荷記憶元件

D1．．．單向半導體元件

D11．．．第一單向半導體元件

D12．．．第二單向半導體元件

E．．．電池

I_C1a．．．電流

K1a、K1b．．．雙向開關

K2．．．開關

K3．．．第一雙向開關

K4．．．第二雙向開關

K5．．．第三雙向開關

K6．．．第一開關

K7．．．第二開關

L1．．．第一電流記憶元件

L2．．．第二電流記憶元件

R1．．．阻尼元件

R2、R3、R6．．．電阻

V_C1a．．．電壓

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：
第1圖為本發明提供的電池的加熱電路的示意圖；
第2圖為第1圖中的開關裝置的一種實施方式的示意圖；
第3圖為第1圖中的開關裝置的一種實施方式的示意圖；
第4圖為第1圖中的開關裝置的一種實施方式的示意圖；
第5圖為第1圖中的開關裝置的一種實施方式的示意圖；
第6圖為第1圖中的開關裝置的一種實施方式的示意圖；
第7圖為第1圖中的開關裝置的一種實施方式的示意圖；
第8圖為第1圖中的極性反轉單元的一種實施方式的示意圖；
第9圖為第1圖中的極性反轉單元的一種實施方式的示意圖；
第10圖為第8圖和第9圖中的單向開關的一種實施方式的示意圖；
第11圖為本發明提供的電池的加熱電路的一種實施方式的示意圖；
第12圖為第11圖提供的電池的加熱電路對應的波形圖；
第13圖為本發明提供的電池的加熱電路的另一種實施方式的示意圖；
第14圖為本發明提供的電池的加熱電路的又一種實施方式的示意圖。

1．．．開關裝置

100．．．開關控制模組

101．．．極性反轉單元

C1．．．電荷記憶元件

E．．．電池

L1．．．第一電流記憶元件

R1．．．阻尼元件

Claims (12)

1. 一種電池的加熱電路，所述加熱電路包括：
   多個開關裝置；
   阻尼元件；
   儲能電路，所述儲能電路用於與電池連接，所述儲能電路包括第一電流記憶元件和多個電荷記憶元件，其中，所述多個電荷記憶元件與所述多個開關裝置一一對應串聯以構成多個支路，所述多個支路彼此並聯之後與所述第一電流記憶元件、阻尼元件串聯；
   開關控制模組，所述開關控制模組與所述開關裝置連接，用於控制所述開關裝置導通和關斷，以使得當所述開關裝置導通時，能量在所述電池與所述儲能電路之間往復流動；以及
   極性反轉單元，所述極性反轉單元與所述儲能電路連接，用於在所述開關裝置導通後再關斷時，對多個所述電荷記憶元件的電壓極性進行反轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電池的加熱電路，其中，所述極性反轉單元包括：
   多個反轉電路，多個所述反轉電路與多個所述電荷記憶元件一一對應連接，其中，每個所述反轉電路包括相互串聯的單向開關和第二電流記憶元件，所述開關控制模組還與所述單向開關連接，用於通過控制單向開關導通來對多個所述電荷記憶元件的電壓極性進行反轉。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電池的加熱電路，其中，所述極性反轉單元包括：
   多個單向開關和一個第二電流記憶元件，多個所述單向開關的一端一一對應連接到多個所述電荷記憶元件的一端，多個所述單向開關的另一端連接到所述第二電流記憶元件的一端，所述第二電流記憶元件的另一端連接到多個所述電荷記憶元件的另一端，所述開關控制模組還與所述單向開關連接，用於通過控制單向開關導通來對多個所述電荷記憶元件的電壓極性進行同時或者按序反轉。
4. 如申請專利範圍第1項所述的加熱電路，其中，所述開關裝置為第一雙向開關。
5. 如申請專利範圍第1項所述的加熱電路，其中，所述開關裝置包括：
   用於實現能量從所述電池流向所述儲能電路的第一單向支路；和
   用於實現能量從所述儲能電路流向所述電池的第二單向支路，其中，所述開關控制模組與所述第一單向支路和第二單向支路中的一者或兩者分別連接，用以控制所連接的支路的導通和關斷。
6. 如申請專利範圍第5項所述的加熱電路，其中，所述開關裝置包括：
   第二雙向開關；和
   第三雙向開關，所述第二雙向開關和第三雙向開關彼此反向串聯以構成所述第一單向支路和第二單向支路，其中，所述開關控制模組與所述第二雙向開關和第三雙向開關分別連接，用於通過控制所述第二雙向開關和第三雙向開關的導通和關斷以控制所述第一單向支路和第二單向支路的導通和關斷。
7. 如申請專利範圍第5項所述的加熱電路，其中，所述開關裝置包括：
   第一開關；
   第一單向半導體元件，所述第一開關和第一單向半導體元件彼此串聯以構成所述第一單向支路；以及
   第二單向半導體元件，所述第二單向半導體元件構成所述第二單向支路，所述開關控制模組與所述第一開關連接，用於通過控制所述第一開關的導通和關斷來控制所述第一單向支路的導通和關斷。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電池的加熱電路，其中，所述開關裝置還包括：
   位於所述第二單向支路中的第二開關，所述第二開關與所述第二單向半導體元件串聯，所述開關控制模組還與所述第二開關連接，用於通過控制所述第二開關的導通和關斷來控制所述第二單向支路的導通和關斷。
9. 如申請專利範圍第5項所述電池的加熱電路，其中，所述開關裝置還包括與所述第一單向支路和/或第二單向支路串聯的電阻。
10. 如申請專利範圍第1-9項中任一項權利要求所述的電池的加熱電路，其中，所述開關控制模組在所述開關裝置導通後流經所述開關裝置的電流為零時或為零後控制所述開關裝置關斷。
11. 如申請專利範圍第1項所述的加熱電路，其中，所述開關控制模組控制多個所述開關裝置以使得能量從電池同時或者按序流向各個電荷記憶元件並且能量從各個電荷記憶元件同時或者按序流向所述電池。
12. 如申請專利範圍第1項所述的電池的加熱電路，其中，所述阻尼元件為所述電池內部的寄生電阻，所述第一電流記憶元件為所述電池內部的寄生電感。