一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种多支路区域式动力电池系统加热方法，包括放电时的加热方法和充电时的加热方法，放电时的加热方法包括：放电，若多个实时温度有一个以上≤—10℃，则所有加热支路加热；加热到温差≥10℃，则高温加热支路停止加热，停止加热后温差≤5℃时，又继续加热；直到实时温度均≥15℃，完成放电时的加热；充电时的加热方法的区别是先检测实时温度是否大于0℃，如都大于0℃直接充电，如≤0℃则后续与放电时加热方法一致，到所有电芯≥15℃时进行充电。本发明专利技术的加热方法，通过热力学分析，对电池系统内部电池组进行分区域加热，可以避免各区域温差过大的问题，避免对电池造成不可逆的损伤，以提高电池系统的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统
本专利技术属于动力电池领域，具体涉及一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统。
技术介绍
目前新能源行业正在高速发展中，尤其是纯电动新能源车的发展，已经达到炽热化状态了。作为纯电动新能源车大三电之一的动力电池系统，目前的新能源汽车使用的锂电池的使用条件对温度的要求比较大，一般来说锂电池在充电时的使用工作环境的温度区间为－10℃到55℃，放电时的使用工作环境的温度区间－20℃到55℃，且在锂电池使用时如果温差过大，也会造成电池系统的故障。为了在全国范围内普及新能源汽车，特别是北方地区对新能源汽车的使用，北方的冬季往往温度很低，温度过低超过锂电池的工作环境要求时锂电池会无非正常使用，而导致新能源车辆发生无法充放电的故障。所以针对温度较低的地区，动力电池的设计中就需要加入加热系统。CN201320019410.1提供了一种锂电池模组离线加热装置，包括电池箱、电源管理系统BMS和充电器，电池箱内加设电阻加热丝和温度探测器。该技术利用充电器给加热系统提供电源，同时利用锂电池的BMS对离线加热过程进行智能化管理，无需额外增加电源系统与电子控制系统，电池箱外保温外层为可拆卸，在夏天高温季节可以拆除外部保温材料，确保电池模组良好的散热效果。但是该技术是单路加热控制，这种加热方式对于有复杂架构的电池系统来说，若各个电池组区域都使用相同的控制，因电池组模组复杂情况容易造成电池系统的各区域温差过大问题，容易造成电池不可逆的损伤，影响电池系统使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有动力电池单路加热控制容易造成电池系统的温差过大的问题，提供一种多支路区域式动力电池系统加热方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来实现。一种多支路区域式动力电池系统加热方法，包括放电时的加热方法和充电时的加热方法，a、放电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、动力电池系统闭合总回路继电器进行放电，利用多个温度采集单元检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于－10℃，则闭合所有加热支路的继电器，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大于－10℃，则返回步骤一；步骤三、利用所述多个温度采集单元监控所述多个电芯的实时温度，若出现一个以上电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≥T1，则断开对应加热支路的继电器，停止加热；当停止加热的电芯实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≤T2时，重新闭合对应加热支路的继电器，继续加热；若所有电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差都＜T1，则所有加热支路的继电器仍然处于闭合状态，持续加热；继续监控所述多个电芯的实时温度并重复本步骤中的判定；步骤四、当加热到所有电芯的实时温度均≥15℃，断开所有加热支路的继电器，停止放电加热，完成放电时的加热；b、充电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、利用多个温度采集单元检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于0℃，则闭合所有加热支路的继电器，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大于0℃，则直接跳过步骤三和步骤四，闭合总回路继电器开始充电；步骤三、利用所述多个温度采集单元监控所述多个电芯的实时温度，若出现一个以上电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≥T1，则断开对应加热支路的继电器，停止加热；当停止加热的电芯实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≤T2时，重新闭合对应加热支路的继电器，继续加热；若所有电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差都＜T1，则所有加热支路的继电器仍然处于闭合状态，持续加热；继续监控所述多个电芯的实时温度并重复本步骤中的判定；步骤四、当加热到所有电芯的实时温度均≥15℃，断开所有加热支路的继电器，闭合总回路继电器开始充电。进一步地，所述加热组为PTC加热组。进一步地，所述T1为10℃，所述T2为5℃。本专利技术还提供一种能应用上述多支路区域式动力电池系统加热方法的动力电池系统，包括多个电芯组成的电池组、与所述电池组串联的总回路继电器、与所述多个电芯对应的多个温度采集单元和多个加热支路、电池管理系统；所述多个加热支路与电池组、总回路继电器组成的电路并联且连接动力电池系统的正极和负极，所述多个温度采集单元、总回路继电器、加热支路的继电器与电池管理系统导线连接。进一步地，所述加热支路由加热组和加热支路的继电器串联组成，所述加热组为对应的电芯加热。进一步地，所述加热组为PTC加热组。本专利技术的有益效果：本专利技术的多支路区域式动力电池系统加热方法，通过热力学分析，对电池系统内部电池组进行分区域加热，使用多支路控制加热系统；通过电池管理系统检测温度对加热系统进行控制，当任意电芯与温度最低点电芯温差大于设定值时，温度较高端的加热系统支路断开，温度最低端加热系统支路继续加热；当加热系统多支路与温度最低点电芯温差小于设定值时，多支路同时工作对电池系统进行加热。本专利技术可以避免各区域温差过大的问题，避免对电池造成不可逆的损伤，以提高电池系统的使用寿命。本专利技术的多支路区域式动力电池系统加热方法，加热组采用PTC(正温感系数电阻)加热组，当温度升高时，加热组电阻升高，加热功率减小，降低了电池系统出现热失控的风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例双支路区域式动力电池系统加热方法对应的动力电池系统；图2为本专利技术多支路区域式动力电池系统加热方法放电时的流程图；图3为本专利技术多支路区域式动力电池系统加热方法充电时的流程图；其中：1、电池组，2、总回路继电器，3、温度采集单元，4、电池管理系统，5、正极，6、负极，7、加热组，8、加热支路的继电器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限制本专利技术。本专利技术公开的多支路区域式动力电池系统加热方法，适用于两条以上支路的动力电池系统的加热系统，控制策略如图2、图3，其中双支路动力电池系统加热系统如图1。一种多支路区域式动力电池系统加热方法，包括放电时的加热方法和充电时的加热方法，放电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、动力电池系统闭合总回路继电器2进行放电，利用多个温度采集单元3检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统4；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于－10℃，则闭合所有加热支路的继电器8，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组7为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大于－10℃，则返回步骤一；步骤三、利用所述多个温度采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多支路区域式动力电池系统加热方法，其特征在于，包括放电时的加热方法和充电时的加热方法，a、放电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、动力电池系统闭合总回路继电器进行放电，利用多个温度采集单元检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于－10℃，则闭合所有加热支路的继电器，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大于－10℃，则返回步骤一；步骤三、利用所述多个温度采集单元监控所述多个电芯的实时温度，若出现一个以上电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≥T1，则断开对应加热支路的继电器，停止加热；当停止加热的电芯实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≤T2时，重新闭合对应加热支路的继电器，继续加热；若所有电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差都＜T1，则所有加热支路的继电器仍然处于闭合状态，持续加热；继续监控所述多个电芯的实时温度并重复本步骤中的判定；步骤四、当加热到所有电芯的实时温度均≥15℃，断开所有加热支路的继电器，停止放电加热，完成放电时的加热；b、充电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、利用多个温度采集单元检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于0℃，则闭合所有加热支路的继电器，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大于0℃，则直接跳过步骤三和步骤四，闭合总回路继电器开始充电；步骤三、利用所述多个温度采集单元监控所述多个电芯的实时温度，若出现一个以上电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≥T1，则断开对应加热支路的继电器，停止加热；当停止加热的电芯实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≤T2时，重新闭合对应加热支路的继电器，继续加热；若所有电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差都＜T1，则所有加热支路的继电器仍然处于闭合状态，持续加热；继续监控所述多个电芯的实时温度并重复本步骤中的判定；步骤四、当加热到所有电芯的实时温度均≥15℃，断开所有加热支路的继电器，闭合总回路继电器开始充电。...

【技术特征摘要】
1.一种多支路区域式动力电池系统加热方法，其特征在于，包括放电时的加热方法和充电时的加热方法，a、放电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、动力电池系统闭合总回路继电器进行放电，利用多个温度采集单元检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于－10℃，则闭合所有加热支路的继电器，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大于－10℃，则返回步骤一；步骤三、利用所述多个温度采集单元监控所述多个电芯的实时温度，若出现一个以上电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≥T1，则断开对应加热支路的继电器，停止加热；当停止加热的电芯实时温度与所有电芯中最低实时温度温差≤T2时，重新闭合对应加热支路的继电器，继续加热；若所有电芯的实时温度与所有电芯中最低实时温度温差都＜T1，则所有加热支路的继电器仍然处于闭合状态，持续加热；继续监控所述多个电芯的实时温度并重复本步骤中的判定；步骤四、当加热到所有电芯的实时温度均≥15℃，断开所有加热支路的继电器，停止放电加热，完成放电时的加热；b、充电时的加热方法包括如下步骤：步骤一、利用多个温度采集单元检测动力电池系统内部对应多个电芯的实时温度，并将检测到的所述多个实时温度传输至电池管理系统；步骤二、若所述多个实时温度有一个以上小于或等于0℃，则闭合所有加热支路的继电器，所述加热支路的个数与所述多个电芯对应，所述加热支路的加热组为对应的电芯加热；若所述多个实时温度都大...

【专利技术属性】
技术研发人员：何剑，李晶，徐强，曾武，李冯宾，王汨，刘刚，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43