一种动力电池的自加热电路制造技术

本发明专利技术公开了一种动力电池的自加热电路，包括：绝缘外壳、软包动力电池、加热片、BMS系统和控制电路。本发明专利技术提出的一种动力电池的自加热电路，当软包动力电池温度过低时，通过软包动力电池给加热片供电，从而加热片发热向软包动力电池补充热量，实现了软包动力电池温度的自调节，保证电池在低温状态下能够正常进行充放电，提升电池在低温状态下的电性能，提高电动汽车在寒冷环境中的续航里程。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池的自加热电路
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种动力电池的自加热电路。
技术介绍
随着社会的发展，人们对于环境问题越来越重视，新能源汽车技术被越来越多的消费者认可，预计2020年新能源汽车会逐渐取代传统汽车。随着新能源汽车需求量的逐年增加，气候对于电动汽车的限制也越来越明显，众所周知动力电池在低温环境下的性能会受到限制，甚至无法充电，为满足动力电池的低温充电需求，设计一种动力电池自加热电路就显得尤为重要了。目前，动力电池自加热电路存在两个设计方向：①使用方形铝壳电池设计自加热电路；②使用软包电池设计自加热电路；方形铝壳自加热电路设计存在以下两个设计难点：1、为满足加热效果，考虑加热片内置，但可能存在加热片被腐蚀的风险；2、电池内部空间狭小，温度传感器及控制电路集成在盖板内或电池内部比较困难；相比于方形铝壳电池，软包电池无需加热片内置也能有较好的加热效果，同时软包电池结构较为灵活，便于布置加热膜与控制电路。本专利为一种动力电池的自加热电路，可以提升电池在低温时的电性能，解决因温度太低影响电池充电的问题。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种动力电池的自加热电路。本专利技术提出的一种动力电池的自加热电路，包括：绝缘外壳、软包动力电池、加热片、BMS系统和控制电路；软包动力电池的数量为N，加热片的数量为N+1，N≧1；软包动力电池和加热片间隔设置形成电池模块，各软包动力电池与相对两侧的加热片形成夹心结构；绝缘外壳包括在电池模块外部用于固定各软包动力电池；各加热片的一端通过控制电路连接软包动力电池的正极，各加热片的另一端与软包动力电池的负极导电连接；控制电路具有导通状态和断开状态，导通状态下，各加热片由软包动力电池供电，加热片发热工作；断开状态下，各加热片失电恢复自然状态；至少一个软包动力电池的正极极耳上设有温度采集元件，BMS系统分别连接控制电路和温度采集元件，用于根据温度采集元件采集的温度数据调整控制电路的通断。优选地，各软包动力电池的正极分别设有温度采集元件，BMS系统用于根据各温度采集元件采集的最小温度数据调整控制电路的通断。优选地，加热片与软包动力电池超声焊接。优选地，加热片采用镍片加热膜，其有镍片和粘附在镍片两侧的可背胶组成。优选地，加热片采用方波结构。优选地，加热片的形状根据以下公式确定：其中，L为加热片长度，S为加热片的横截面积，K为软泡动力电池对加热片释放热量的吸收效率，t为加热片工作时间，U为加热片两端的电压，ρ为加热片电阻率，C为极耳的比热容，M为极耳的质量，T2为加热的目标温度，T1为当前温度。优选地，还包括绝缘板，绝缘外壳封装在合金外壳中，绝缘板套设在各软包动力电池的正极极耳和负极极耳上，用于将软包动力电池的正极极耳和负极极耳与合金外壳隔离。优选地，装配步骤如下：加热片采用双面背胶的方式与软包动力电池粘帖固定；加热片一端与软包动力电池负极超声焊接；加热片另一端与控制电路所在电路板导电连接，软包动力电池正极焊接一个连接片，并将连接片与控制电路所在电路板进行导电连接；BMS系统预设一条温度采集线缆，温度采集线缆一端的温度采集元件与软包动力电池正极极耳超声焊接；BMS系统的信号线与控制电路所在电路板对插连接；将绝缘外壳与绝缘板进行卡接固定后，放入合金外壳后进行封装。本专利技术提出的一种动力电池的自加热电路，当软包动力电池温度过低时，通过软包动力电池给加热片供电，从而加热片发热向软包动力电池补充热量，实现了软包动力电池温度的自调节，保证电池在低温状态下能够正常进行充放电，提升电池在低温状态下的电性能，提高电动汽车在寒冷环境中的续航里程。本专利技术中，通过控制电路的导通和断开，控制加热片的上电失电，通过BMS系统根据软包动力电池的极耳温度采集自动调节控制电路状态，实现了软包动力电池温度的智能调节和控制。本专利技术中，将电池温度的监控转换为电池极耳温度的监控，简化了电路结构，避免了外接电路对电池内部的不利影响。附图说明图1为本专利技术提出的一种动力电池的自加热电路的结构示意图；图2为本专利技术提出的一种动力电池的自加热电路的控制结构图。具体实施方式参照图1、图2，本专利技术提出的一种动力电池的自加热电路，包括：绝缘外壳1、软包动力电池3、加热片5、BMS系统、控制电路4和绝缘板2。软包动力电池3的数量为N，加热片5的数量为N+1，N≧1。软包动力电池3和加热片5间隔设置形成电池模块，各软包动力电池3与相对两侧的加热片5形成夹心结构。加热片5上电状态下发热，从而为软包动力电池3加热。本实施方式中，绝缘外壳1包括在电池模块外部用于固定各软包动力电池3，具体的，绝缘外壳1还封装在合金外壳中，绝缘板2套设在各软包动力电池3的正极极耳和负极极耳上，用于将软包动力电池3的正极极耳和负极极耳与合金外壳隔离，以避免软包动力电池3与合金外壳短路。各加热片5的一端通过控制电路4连接软包动力电池3的正极，各加热片5的另一端与软包动力电池3的负极导电连接。如此，加热片5与软包动力电池3形成闭合回路。具体的，本实施方式中，各软包动力电池3并联连接，加热片5的两端可分别连接任意软包动力电池3的正极和负极。本实施方式中，加热片5与软包动力电池3超声焊接。控制电路4具有导通状态和断开状态，导通状态下，各加热片5由软包动力电池3供电，加热片5发热工作，以便给各软包动力电池加热。断开状态下，各加热片5失电恢复自然状态，停止发热。本实施方式中，至少一个软包动力电池3的正极极耳上设有温度采集元件，BMS系统分别连接控制电路4和温度采集元件，用于根据温度采集元件采集的温度数据调整控制电路4的通断。具体的，当BMS系统根据温度采集元件采集的温度判断出软包动力电池3温度过低，则将控制电路4调整到导通状态，以便通过加热片5对软包动力电池3进行热量补充；当BMS系统获取的温度采集元件采集的温度达到预设温度阈值，则将控制电路4调整到断开状态，以停止对软包动力电池3加热，避免高温工作。本实施方式中，各软包动力电池的正极分别设有温度采集元件，BMS系统用于根据各温度采集元件采集的最小温度数据调整控制电路4的通断。具体的，BMS系统中预设有温度上限阈值和温度下限阈值，温度上限阈值大于温度下限阈值，BMS系统将各温度采集元件采集的最小温度数据分别与温度上限阈值和温度下限阈值比较，当最小温度数据小于或等于温度下限阈值，则将控制电路4导通；反之，当最小温度数据大于或等于温度上阈值，则将控制电路4断开。本实施方式中，加热片5采用镍片加热膜，其有镍片和粘附在镍片两侧的可背胶组成。具体的，加热片5采用方波结构，以提高其发热效率。具体实施时，加热片5还可采用石墨烯等其他加热片。本实施方式中，加热片5的选择根据热量需求、材质等有关。具体的，本实施方式中，软包动力电池需要吸收的热量Q吸＝Q放×K，其中Q放为加热片释放的热量，K为软泡动力电池对加热片释放热量的吸收效率。Q放＝C×M×(T2-T1)，C为极耳的比热容，M为极耳的质量，T2为加热的目标温度，T1为当前温度。Q放＝t×U2/R，t为加热片工作时间，U为加热片两端的电压，R为加热片的电阻值。R＝ρ×L/S，ρ为加热片电阻率，L为加热片长度，S为加热片的横截面积。结合以上公式可推导出，加热片的形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池的自加热电路，其特征在于，包括：绝缘外壳(1)、软包动力电池(3)、加热片(5)、BMS系统和控制电路(4)；软包动力电池(3)的数量为N，加热片(5)的数量为N+1，N≧1；软包动力电池(3)和加热片(5)间隔设置形成电池模块，各软包动力电池(3)与相对两侧的加热片(5)形成夹心结构；绝缘外壳(1)包括在电池模块外部用于固定各软包动力电池(3)；各加热片(5)的一端通过控制电路(4)连接软包动力电池(3)的正极，各加热片(5)的另一端与软包动力电池(3)的负极导电连接；控制电路(4)具有导通状态和断开状态，导通状态下，各加热片(5)由软包动力电池(3)供电，加热片(5)发热工作；断开状态下，各加热片(5)失电恢复自然状态；至少一个软包动力电池(3)的正极极耳上设有温度采集元件，BMS系统分别连接控制电路(4)和温度采集元件，用于根据温度采集元件采集的温度数据调整控制电路(4)的通断。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的自加热电路，其特征在于，包括：绝缘外壳(1)、软包动力电池(3)、加热片(5)、BMS系统和控制电路(4)；软包动力电池(3)的数量为N，加热片(5)的数量为N+1，N≧1；软包动力电池(3)和加热片(5)间隔设置形成电池模块，各软包动力电池(3)与相对两侧的加热片(5)形成夹心结构；绝缘外壳(1)包括在电池模块外部用于固定各软包动力电池(3)；各加热片(5)的一端通过控制电路(4)连接软包动力电池(3)的正极，各加热片(5)的另一端与软包动力电池(3)的负极导电连接；控制电路(4)具有导通状态和断开状态，导通状态下，各加热片(5)由软包动力电池(3)供电，加热片(5)发热工作；断开状态下，各加热片(5)失电恢复自然状态；至少一个软包动力电池(3)的正极极耳上设有温度采集元件，BMS系统分别连接控制电路(4)和温度采集元件，用于根据温度采集元件采集的温度数据调整控制电路(4)的通断。2.如权利要求1所述的动力电池的自加热电路，其特征在于，各软包动力电池的正极分别设有温度采集元件，BMS系统用于根据各温度采集元件采集的最小温度数据调整控制电路(4)的通断。3.如权利要求1所述的动力电池的自加热电路，其特征在于，加热片(5)与软包动力电池(3)超声焊接。4.如权利要求1所述的动力电池的自加热电路，其特征在于，加热片(5)采用镍片加热膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周家宇，刘成士，鞠林润，李星，左帆帆，李少凡，宁亚军，杨刚，李彬彬，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34