一种锂电池加热装置及加热方法制造方法及图纸

本申请公开了一种锂电池加热装置及加热方法，该装置包括：电池管理系统、自加热功率变换器和锂电池；锂电池和自加热功率变换器均与电池管理系统连接，自加热功率变换器与锂电池闭环连接；电池管理系统用于，检测锂电池的温度，根据检测到的温度生成第一信号，并将第一信号发送给自加热功率变换器；自加热功率变换器用于，根据第一信号在锂电池上形成交流充放电电流，以对锂电池进行加热。由此可知，本申请提供的方法使用交流充放电电流通过锂电池的内阻时的热效应，对锂电池进行直接的加热，解决热量传递过程中的能量损耗过大的问题，从而提高了锂电池的加热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池加热装置及加热方法
本申请涉及电池领域，尤其涉及一种锂电池加热装置及加热方法。
技术介绍
随着锂电池应用技术逐渐发展，由于其能量密度大于其他的一些储能方式，锂电池在电动轨道交通、电动汽车及航空航天领域得到广泛的应用。锂电池具备功率密度高、安全性好、寿命强等优点，但锂电池输出功率易受温度限制。例如锂电池在-10摄氏度以下的峰值功率衰减到常温下峰值功率的60％，这使得锂电池在低温环境下无法直接正常启动，需要先将电池加热到一定温度。目前，加热电池的方法主要是在待加热的锂电池附近设置专门用来加热锂电池的加热电阻。但从加热电阻到锂电池的热传递效率较低，热量传递过程损耗大，因此加热效果不佳。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锂电池加热装置及加热方法，用于低温时对锂电池进行加热，以提升对锂电池的加热效率。为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：本申请实施例提供一种锂电池加热装置，其特征在于，所述装置包括：电池管理系统、自加热功率变换器和锂电池；所述锂电池和所述自加热功率变换器均与所述电池管理系统连接，所述自加热功率变换器与所述锂电池闭环连接；所述电池管理系统用于，检测所述锂电池的温度，根据检测到的温度生成第一信号，并将所述第一信号发送给所述自加热功率变换器；所述自加热功率变换器用于，根据所述第一信号在所述锂电池上形成交流充放电电流，以对所述锂电池进行加热。可选地，所述自加热功率变换器，包括：N个全桥电路和N组电感元件，每个全桥电路分别对应一组电感元件，每组电感元件包括2个电感元件；每个全桥电路包括4个MOS管；所述N为大于1的整数；一个全桥电路对应的一组电感元件中包括的2个电感元件分别位于该全桥电路的2个电源对角线上。可选地，所述全桥电路包括4个桥臂，每个桥臂上包括1个MOS管。可选地，所述2个电感元件包括第一电感元件和第二电感元件；所述4个MOS管包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第一电感元件形成一个调节电路；所述第三MOS管、所述第四MOS管和所述第二电感元件形成另一个调节电路；两个调节电路相互对称，用于产生直流分量相反且交流分量叠加的电流。可选地，所述自加热功率变换器，具体用于以定频控制策略对所述锂电池进行加热。可选地，所述自加热功率变换器具体用于控制以固定的频率对所述锂电池进行加热；所述固定的频率高于10kHz。可选地，所述在所述锂电池上根据所述第一信号形成交流充放电电流，包括：根据所述第一信号调节所述全桥电路桥臂上的MOS管的占空比，以调节所述交流充放电电流的幅值。可选地，所述电池管理系统具体用于：当检测到所述锂电池的温度低于第一温度阈值时，生成启动所述自加热功率变换器的第一信号；在对所述锂电池进行加热的过程中，当检测到所述锂电池的温度高于第二温度阈值时，生成关断所述自加热功率变换器的第一信号；所述第一温度阈值小于所述第二温度阈值。可选地，所述电池管理系统还用于：检测所述锂电池是否满足充放电条件；若满足所述充放电条件，则根据检测到的温度生成第一信号。可选地，还包括：与所述电池管理系统通信连接的电流传感器和/或电压传感器；所述电流传感器用于，测量所述锂电池的电流并发送至所述电池管理管理系统；所述电压传感器用于，测量所述锂电池的电压并发送至所述电池管理管理系统。可选地，应用于自加热功率变换器，所述方法包括：接收电池管理系统发送的第一信号，所述第一信号为根据锂电池的温度生成的信号；根据所述第一信号，在所述锂电池上形成交流充放电电流，以对所述锂电池进行加热。可选地，所述根据所述第一信号，在所述锂电池上形成交流充放电电流，以对所述锂电池进行加热，包括：根据所述第一信号，在所述锂电池上形成交流充放电电流，以定频控制策略对所述锂电池进行加热。通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：本申请实施例提供了一种锂电池加热装置，包括：电池管理系统、自加热功率变换器和锂电池；所述锂电池和所述自加热功率变换器均与所述电池管理系统连接，所述自加热功率变换器与所述锂电池闭环连接；所述电池管理系统用于，检测所述锂电池的温度，根据检测到的温度生成第一信号，并将所述第一信号发送给所述自加热功率变换器；所述自加热功率变换器用于，根据所述第一信号在所述锂电池上形成交流充放电电流，以对所述锂电池进行加热。本申请的方法使用交流充放电电流通过锂电池的内阻时的热效应，对锂电池进行直接的加热，解决热量传递过程中的能量损耗过大的问题，从而提高了锂电池的加热效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种锂电池加热装置结构示意图；图2为本申请实施例提供的包含一个全桥电路和一组电感元件的自加热功率变换器结构示意图；图3为本申请实施例提供的包含多个全桥电路和多组电感元件的自加热功率变换器结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种锂电池加热方法的流程示意图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。正如前文描述，在待加热的锂电池附近设置专门用来加热锂电池的加热电阻。但从加热电阻到锂电池的热传递效率较低，热量传递过程损耗大，加热效果不佳。在本申请提供的技术方案中，通过电流流过锂电池的内阻时的热效应对锂电池进行直接的加热，可以提高锂电池的加热效率。这种方法避免了利用额外的加热电阻对电池进行加热时，热量传递过程中的能量损耗。在对锂电池的内阻进行加热时，由于锂电池的内阻较小，因此对其加热的功率受到锂电池内阻的限制。锂电池的交流内阻远大于直流内阻，在本申请技术方案中采用交流充放电电流对锂电池进行加热，加热功率更大，效率更高。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。第一实施例参见图1，该图为本申请实施例提供的一种锂电池加热装置结构示意图。如图1所示，本申请实施例所提供的锂电池加热装置，包括：电池管理系统300、自加热功率变换器200和锂电池100。在本申请实施例中，锂电池100可以是指一个锂电池100，也可以是指包括多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池加热装置，其特征在于，所述装置包括：/n电池管理系统、自加热功率变换器和锂电池；/n所述锂电池和所述自加热功率变换器均与所述电池管理系统连接，所述自加热功率变换器与所述锂电池闭环连接；/n所述电池管理系统用于，检测所述锂电池的温度，根据检测到的温度生成第一信号，并将所述第一信号发送给所述自加热功率变换器；/n所述自加热功率变换器用于，根据所述第一信号在所述锂电池上形成交流充放电电流，以对所述锂电池进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池加热装置，其特征在于，所述装置包括：
电池管理系统、自加热功率变换器和锂电池；
所述锂电池和所述自加热功率变换器均与所述电池管理系统连接，所述自加热功率变换器与所述锂电池闭环连接；
所述电池管理系统用于，检测所述锂电池的温度，根据检测到的温度生成第一信号，并将所述第一信号发送给所述自加热功率变换器；
所述自加热功率变换器用于，根据所述第一信号在所述锂电池上形成交流充放电电流，以对所述锂电池进行加热。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自加热功率变换器，包括：
N个全桥电路和N组电感元件，每个全桥电路分别对应一组电感元件，每组电感元件包括2个电感元件；每个全桥电路包括4个MOS管；所述N为大于1的整数；
一个全桥电路对应的一组电感元件中包括的2个电感元件分别位于该全桥电路的2个电源对角线上。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述全桥电路包括4个桥臂，每个桥臂上包括1个MOS管。


4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述2个电感元件包括第一电感元件和第二电感元件；所述4个MOS管包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；
所述第一MOS管、所述第二MOS管和所述第一电感元件形成一个调节电路；所述第三MOS管、所述第四MOS管和所述第二电感元件形成另一个调节电路；两个调节电路相互对称，用于产生直流分量相反且交流分量叠加的电流。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自加热功率变换器，具体用于以定频控制策略对所述锂电池进行加热。


6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述自加热功率变换器具体用于控制以固定的频率对所述锂电池进行加热；所述固定的频率高于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭，李艳昆，张永才，田庆，周卓敏，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37