电池加热系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池加热系统和方法，涉及电池领域。该电池加热系统包括：温度采样模块，用于采集目标采样温度；第一开关器件，用于根据驱动信号导通或断开；控制模块，用于根据目标采样温度以及目标采样温度与驱动信号的对应关系，确定控制第一开关器件导通时长和控制第一开关器件断开时长；以及生成驱动信号；加热模块，加热模块的一端通过第一开关器件连接电池模组集合的一端，加热模块的另一端连接电池模组集合的另一端，当第一开关器件导通时，加热模块利用电池模组集合的输出功率为电池模组集合加热，当第一开关器件断开时，加热模块停止对电池模组集合加热。能够提高电池加热的精细程度。

Battery heating system and method

【技术实现步骤摘要】
电池加热系统和方法
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及电池加热系统和方法。
技术介绍
随着新能源的发展，越来越多的领域采用新能源作为动力。比如，采用电池作为动力。伴随着电池的广泛应用，电池的安全问题引起消费者和企业的广泛关注。由于电池的内阻会随着温度的下降而急剧升高，电池的容量会随着温度的下降而迅速下降。当电池所处的环境温度降低时，电池的输出功率也随之降低。为了保证电池输出功率的性能，需要根据实时采集的电池温度，对电池进行加热。比如在将电池作为新能源汽车的动力的过程中，特别是在低温行车的过程中。
技术实现思路
本专利技术实施例提供的电池加热系统和方法，可以提高电池加热的精细程度。一方面，本专利技术实施例提供一种电池加热系统，包括：温度采样模块，用于采集目标采样温度，其中，目标采样温度包括电池模组集合的实时温度或电池模组集合所属电池包的外部环境的实时温度，电池模组集合包含N个电池模组，N为正整数；第一开关器件，用于根据驱动信号导通或断开；控制模块，用于根据目标采样温度以及目标采样温度与驱动信号的对应关系，确定控制第一开关器件导通时长和控制第一开关器件断开时长；以及，基于第一开关器件导通时长和第一开关器件断开时长，生成驱动信号，其中，目标采样温度与驱动信号的对应关系包括目标采样温度与控制第一开关器件导通时长的对应关系和目标采样温度与控制第一开关器件断开时长的对应关系；加热模块，加热模块的一端通过第一开关器件连接电池模组集合的一端，加热模块的另一端连接电池模组集合的另一端，当第一开关器件导通时，加热模块利用电池模组集合的输出功率为电池模组集合加热，当第一开关器件断开时，加热模块停止对电池模组集合加热。另一方面，本专利技术实施例提供一种电池加热方法，包括：温度采样模块采集目标采样温度；控制模块根据目标采样温度以及目标采样温度与驱动信号的对应关系，确定控制第一开关器件导通时长和控制第一开关器件断开时长；控制模块基于第一开关器件导通时长和第一开关器件断开时长，生成并输出驱动信号；第一开关模块接收驱动信号，并根据驱动信号导通或断开；第一开关器件导通，加热模块利用电池模组集合的输出功率为电池模组集合加热；第一开关模块断开，加热模块停止对电池模组集合的加热。根据本专利技术实施例中的电池加热系统和方法，第一开关器件能够根据驱动信号导通或断开，当第一开关器件导通时，加热模块对电池模组集合进行加热，当第一开关器件断开时，加热模块停止对电池模组集合加热。由于驱动信号是根据控制第一开关器件导通时长和控制第一开关器件断开时长确定的，且控制第一开关器件导通时长和控制第一开关器件断开时长与目标采样温度均存在对应关系。因此，根据实时采集的目标采样温度，控制模块能够控制第一开关器件导通时长和断开时长，进而控制加热模块对电池模组集合的加热时长和停止加热的时长，精细加热电池，提高电池加热的精细程度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本专利技术一实施例中一种电池加热系统的结构示意图；图2为本专利技术一实施例的示例中的目标采样温度与驱动信号占空比的部分对应关系的示意图；图3为本专利技术一实施例的示例中的基准驱动信号与反馈信号的示意图；图4为本专利技术一实施例中一种电池加热电路的结构示意图；图5为本专利技术一实施例中另一种电池加热电路的结构示意图；图6示出了本专利技术一实施例中的电池加热方法的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。电池包，包含多个串联、并联或混联的电池模组。其中，电池包内的多个电池模组可称为一个电池模组集合，每一电池模组均包含多个单体电芯。本专利技术实施例提供了一种电池加热系统和方法，可应用于低温行车的场景中。在电池加热系统中，加热模块可利用电池模组集合的输出功率为电池模组集合加热。在本专利技术实施例中，在加热模块和电池模组集合之间设置第一开关器件，并利用控制模块控制第一开关器件导通时长和第一开关器件断开时长。当控制模块控制第一开关器件导通时，加热模块对电池模组集合进行加热；当控制模块控制第一开关器件断开时，加热模块停止对电池模组集合加热。由于控制模块可以根据电池模组集合的实时温度或电池模组集合所属电池包的外部环境的实时温度，控制第一开关器件导通时长和第一开关器件断开时长。本专利技术实施例中可以根据电池模组集合的温度或电池加热系统所属的电池包的外部环境温度，控制第一开关器件导通时长和第一开关器件断开时长，进而实现对加热模块的动态控制。因此，可以提高电池加热的精细程度。图1为本专利技术一实施例中一种电池加热系统的结构示意图。如图1所示，电池加热系统10包括：温度采样模块11、控制模块12、第一开关器件13和加热模块14。温度采样模块11，用于采集目标采样温度。其中，目标采样温度包括电池模组集合20中的一个电池模组的实时温度、电池模组集合20中多个电池模组的平均实时温度、电池模组集合20所属电池包的内部温度、电池模组集合20所属电池包的壳体温度或电池模组集合20所属电池包的外部环境的实时温度。电池模组集合20包含N个电池模组，N为正整数。在本专利技术的一些实施例中，当需要采集电池模组集合20的实时温度作为目标采样温度时，图1中的点划线表示温度采样模块11可从电池模组集合20采集目标采样温度。具体地，可以为电池模组集合20所包含的N个电池模组各设置一温度采样单元。具体地，每一温度采样单元均可采集对应的电池模组所包含的每一单体电芯的实时温度。示例性地，若一个电池模组包含i个单体电芯，则该电池模组对应的温度采样单元，共可采集i个实时温度数据，T1、T2、……、Ti。本示例中可以将所采集的i个实时温度数据中的最小温度数据作为该电池模组的实时温度，其中，i为正整数。相应地，在本示例中，可从N个电池模组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池加热系统，其特征在于，包括：/n温度采样模块，用于采集目标采样温度，其中，所述目标采样温度包括电池模组集合的实时温度或所述电池模组集合所属电池包的外部环境的实时温度，所述电池模组集合包含N个电池模组，N为正整数；/n第一开关器件，用于根据所述驱动信号导通或断开；/n控制模块，用于根据所述目标采样温度以及所述目标采样温度与驱动信号的对应关系，确定控制第一开关器件导通时长和控制所述第一开关器件断开时长；以及，基于所述第一开关器件导通时长和所述第一开关器件断开时长，生成驱动信号，其中，所述目标采样温度与驱动信号的对应关系包括所述目标采样温度与所述控制第一开关器件导通时长的对应关系和所述目标采样温度与所述控制第一开关器件断开时长的对应关系；加热模块，所述加热模块的一端通过所述第一开关器件连接所述电池模组集合的一端，所述加热模块的另一端连接所述电池模组集合的另一端，当所述第一开关器件导通时，所述加热模块利用所述电池模组集合的输出功率为所述电池模组集合加热，当所述第一开关器件断开时，所述加热模块停止对所述电池模组集合加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池加热系统，其特征在于，包括：
温度采样模块，用于采集目标采样温度，其中，所述目标采样温度包括电池模组集合的实时温度或所述电池模组集合所属电池包的外部环境的实时温度，所述电池模组集合包含N个电池模组，N为正整数；
第一开关器件，用于根据所述驱动信号导通或断开；
控制模块，用于根据所述目标采样温度以及所述目标采样温度与驱动信号的对应关系，确定控制第一开关器件导通时长和控制所述第一开关器件断开时长；以及，基于所述第一开关器件导通时长和所述第一开关器件断开时长，生成驱动信号，其中，所述目标采样温度与驱动信号的对应关系包括所述目标采样温度与所述控制第一开关器件导通时长的对应关系和所述目标采样温度与所述控制第一开关器件断开时长的对应关系；加热模块，所述加热模块的一端通过所述第一开关器件连接所述电池模组集合的一端，所述加热模块的另一端连接所述电池模组集合的另一端，当所述第一开关器件导通时，所述加热模块利用所述电池模组集合的输出功率为所述电池模组集合加热，当所述第一开关器件断开时，所述加热模块停止对所述电池模组集合加热。


2.根据权利要求1所述的电池加热系统，其特征在于，所述加热模块包括串联的N个加热器，N个所述加热器与所述电池模组集合所包含的N个所述电池模组一一对应。


3.根据权利要求1所述的电池加热系统，其特征在于，所述电池加热系统还包括：
第二开关器件，所述第二开关器件设置于所述加热模块的另一端与所述电池模组集合的另一端之间。


4.根据权利要求3述的电池加热系统，其特征在于，所述电池加热系统还包括：
电压采样模块，所述电压采样模块分别连接所述加热模块的两端，用于分别采集所述加热模块的一端的第一采集电压数据和所述加热模块的另一端的第二采集电压数据，其中，所述加热模块的一端通过所述第一开关器件与所述电池模组集合的负极相连接，所述加热模块的另一端通过所述第二开关器件与所述电池模组集合的正极相连接；
所述控制模块，具体用于根据所述电压采样模块采集的所述第一采集电压数据、所述第二采集电压数据和预设的正常运行判断条件，判断所述电池加热系统是否正常运行；若所述第一采集电压数据和第二采集电压数据均满足所述正常运行判断条件，判定所述电池加热系统正常运行。


5.根据权利要求4所述的电池加热系统，其特征在于，
所述正常运行判断条件，具体包括：
在所述加热模块对所述电池模组集合加热之前，当所述第一开关器件和所述第二开关器件均断开时，所述第一采集电压数据和所述第二采集电压数据均小于预设的第一标定值；当所述第一开关器件断开，所述第二开关器件闭合时，所述第一采集电压数据和所述第二采集电压数据均大于预设的第二标定值；以及，当所述第一开关器件和所述第二开关器件均闭合时，所述第一采集电压数据小于预设的第一标定值，以及所述第二采集电压数据大于预设的第二标定值；
其中，所述第一标定值是第一标定电压与第一标定系数的乘积，所述第一标定电压是当所述第一开关器件和第二开关器件均断开，且所述电池模组集合输出额定电压时，所述第二开关器件与所述电池模组集合正极的连接处的电压，
所述第二标定值是第二标定电压与第二标定系数的乘积，所述第二标定电压是当所述第一开关器件和第二开关器件均闭合，且所述电池模组集合输出额定电压时，所述加热模块与所述第一开关器件的连接处的电压。


6.根据权利要求4所述的电池加热系统，其特征在于
所述正常运行判断条件，具体包括：
在所述加热模块结束所述电池模组集合加热之前，当所述第一开关器件断开，所述第二开关器件闭合时，所述第一采集电压数据和所述第二采集电压数据均大于预设的第二标定值；以及，当所述第一开关器件和所述第二开关器件均断开时，所述第一采集电压数据和所述第二采集电压数据均小于预设的第一标定值；
其中，所述第一标定值是第一标定电压与第一标定系数的乘积，所述第一标定电压是当所述第一开关器件和第二开关器件均断开，且所述电池模组集合输出额定电压时，所述第二开关器件与所述电池模组集合正极的连接处的电压，
所述第二标定值是第二标定电压与第二标定系数的乘积，所述第二标定电压是当所述第一开关器件和第二开关器件均闭合，且所述电池模组集合输出额定电压时，所述加热模块与所述第一开关器件的连接处的电压。


7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的电池加热系统，其特征在于，所述第一开关器件包括金属氧化物半导体场效应管。


8.根据权利要求1至6任一权利要求所述的电池加热系统，其特征在于，所述驱动信号为脉冲信号，所述脉冲信号的占空比为每个脉冲周期中所述控制第一开关器件导通时长与所述控制第一开关器件断开时长的比值。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，娄其栋，李前邓，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35