一种带温度保护功能的变功率低温加热系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及动力电池加热领域，特别涉及一种带温度保护功能的变功率低温加热系统和方法。所述一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，包括：电池包、模组温度采集单元、加热单元、加热单元温度采集单元、功率开关和加热系统控制单元；模组温度采集单元用于：采集其对应设置的电池模组内的单体电池的温度；加热单元温度采集单元用于采集加热单元的温度；加热系统控制单元用于：根据加热单元与单体电池的温度差下发指令给功率开关。通过以上系统，可获得加热单元和单体电池间的温度差，并根据温度差下发指令给功率开关，让功率开关用不同的加热功率对电池模组进行加热，做到个性化加热，将减少不必要的加热能耗，同时延长电池模组的使用寿命。组的使用寿命。组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种带温度保护功能的变功率低温加热系统和方法


[0001]本专利技术涉及动力电池加热领域，特别涉及一种带温度保护功能的变功率低温加热系统和方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的普及，动力电池的充电安全性与节约能耗上面的研究越来越多。
[0003]目前公开的比较典型的专利有：一种汽车锂电池加热方法、装置和系统(公开号：CN105720320A)，只提到了在电池包内合理设置功率电阻单元或电加热膜材料，没有提到均温加热系统概念，也没有提到如何设置功率电阻单元或电加热膜材料的功率。
[0004]一种动力电池低温充电加热系统(公开号：CN105870542A)，通过将PTC加热板布置在模组低温区及调整加热回路中的电流的方法保证了动力电池模组均匀受热，减小了动力电池模组与其零部件之间的温度差。
[0005]一种动力电池的加热方法及装置(公开号：CN106058384A)，通过前后分区控制加热的方法来实现降低动力电池温差。
[0006]专利(公开号：CN107317066A)利用间歇式加热的方法来实现温差均衡，这种方式易导致继电器达到使用寿命而导致系统加热功能失效或增加售后维修成本，同时这种方案亦未考虑加热组件与电池之间的温差对加热效率的影响，能耗较大；
[0007]缺点5：专利(公开号：CN107834120A)通过不同的功率对动力电池进行分段加热，使动力电池在加热的过程中热量分布比较均匀，该方案参考动力电池平均温度，未考虑加热组件与动力电池之间温差对加热效率的影响，加热效率一般，而且这种方案只使用有限的几组加热功率，能耗一般；
[0008]缺点6：上述专利中均没有考虑在加热单元中增加温度采集装置，加热系统缺少安全保护功能，为低温加热系统带来一定的安全隐患；
[0009]缺点7：上述专利中均没有明确如何控制加热过程中电池内部温差问题，实际过程中，若加热单元与电池之间温差较大，会引起电池内部温差较大的问题，加热系统一定程度上影响电池使用寿命；
[0010]由上述可以看出目前还没有哪个技术可以解决动力电池与加热组件间的温差给加热效率与加热能耗带来的影响。

技术实现思路

[0011]为此，需要提供一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，用以解决动力电池与加热组件间的温差给加热效率与加热能耗带来的影响的问题。具体技术方案如下：
[0012]一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，包括：电池包、模组温度采集单元、加热单元、热界面材料、加热单元温度采集单元、功率开关和加热系统控制单元；
[0013]所述电池包由两个以上的电池模组组成；
[0014]所述电池模组由两个以上的单体电池组成；
[0015]所述模组温度采集单元设置于所述电池模组上，所述模组温度采集单元用于：采集其对应设置的电池模组内的单体电池的温度；
[0016]所述加热单元设置于所述电池模组的底部或侧部；
[0017]所述加热单元与所述电池模组间填充有热界面材料；
[0018]所述加热单元温度采集单元设置于功率密度大于第一预设阈值的加热单元上，所述加热单元温度采集单元用于采集所述加热单元的温度；
[0019]所述加热系统控制单元用于：根据所述加热单元的温度与所述单体电池的温度间的温度差下发指令给功率开关；
[0020]所述功率开关用于：通过PWM调整对电池模组的加热功率。
[0021]进一步的，还包括：环境温度采集单元；
[0022]所述环境温度采集单元用于：采集环境温度；
[0023]所述加热系统控制单元还用于：根据所述环境温度与所述单体电池的温度间的温度差下发指令给功率开关。
[0024]进一步的，还包括：电池包主正继电器和/或电池包主负继电器；
[0025]所述电池包主正继电器用于：当启动主动保温功能时，配合所述电池包主负继电器和功率开关对所述电池包进行保温；
[0026]所述电池包主负继电器用于：当启动主动保温功能时，配合所述电池包主正继电器和功率开关对所述电池包进行保温。
[0027]进一步的，所述单体电池包括但不限于：软包动力电池、方形动力电池、圆柱动力电池；
[0028]所述模组温度采集单元为负温度系数热敏电阻；
[0029]所述加热单元温度采集单元为负温度系数热敏电阻；
[0030]所述加热单元为电加热单元，所述加热单元包括但不限于：硅胶加热片、云母片加热板、聚酰亚胺加热膜；
[0031]所述热界面材料包括但不限于：导热垫、导热脂、具备填充导热特性的材料；
[0032]所述功率开关为大功率开关型半导体器件，所述功率开关包括但不限于：可控硅功率开关、IGBT功率开关、MOSFET功率开关。
[0033]进一步的，所述加热单元串联形成加热回路，所述加热回路与所述电池包并联，所述加热回路与所述车载充电机并联。
[0034]进一步的，还包括加热保险丝，所述加热保险丝为熔断体。
[0035]为解决上述技术问题，还提供了一种带温度保护功能的变功率低温加热方法，具体技术方案如下：
[0036]一种带温度保护功能的变功率低温加热方法，包括步骤：
[0037]通过模组温度采集单元采集电池模组内单体电池的温度；
[0038]通过加热单元温度采集单元采集加热单元的温度；
[0039]计算所述加热单元的温度与所述单体电池的温度间的温度差，
[0040]根据所述温度差使用不同加热功率对电池模组进行加热。
[0041]进一步的，还包括步骤：
[0042]通过环境温度采集单元采集环境温度；
[0043]计算所述环境温度与所述单体电池的温度间的温度差；
[0044]根据所述环境温度与所述单体电池的温度间的温度差使用不同加热功率对电池模组进行加热。
[0045]进一步的，所述“使用不同加热功率对电池模组进行加热”，具体还包括步骤：
[0046]通过功率开关调整PWM对电池模组的加热功率。
[0047]进一步的，所述“通过模组温度采集单元采集电池模组内单体电池的温度”后，还可以包括步骤：
[0048]判断所述单体电池的当前温度是否满足预设的加热条件，若满足预设的加热条件，则对所述电池模组进行加热。
[0049]本专利技术的有益效果是：一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，包括：电池包、模组温度采集单元、加热单元、热界面材料、加热单元温度采集单元、功率开关和加热系统控制单元；所述电池包由两个以上的电池模组组成；所述电池模组由两个以上的单体电池组成；所述模组温度采集单元设置于所述电池模组上，所述模组温度采集单元用于：采集其对应设置的电池模组内的单体电池的温度；所述加热单元设置于所述电池模组的底部或侧部；所述加热单元与所述电池模组间填充有热界面材料；所述加热单元温度采集单元设置于功率密度大于第一预设阈值的加热单元上，所述加热单元温度采集单元用于采集所述加热单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，其特征在于，包括：电池包、模组温度采集单元、加热单元、加热单元温度采集单元、功率开关和加热系统控制单元；所述电池包由两个以上的电池模组组成；所述电池模组由两个以上的单体电池组成；所述模组温度采集单元设置于所述电池模组上，所述模组温度采集单元用于：采集其对应设置的电池模组内的单体电池的温度；所述加热单元设置于所述电池模组的底部或侧部；所述加热单元与所述电池模组间填充有热界面材料；所述加热单元温度采集单元设置于功率密度大于第一预设阈值的加热单元上，所述加热单元温度采集单元用于采集所述加热单元的温度；所述加热系统控制单元用于：根据所述加热单元的温度与所述单体电池的温度间的温度差下发指令给功率开关；所述功率开关用于：通过PWM调整对电池模组的加热功率。2.根据权利要求1所述的一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，其特征在于，还包括：环境温度采集单元；所述环境温度采集单元用于：采集环境温度；所述加热系统控制单元还用于：根据所述环境温度与所述单体电池的温度间的温度差下发指令给功率开关。3.根据权利要求1或2所述的一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，其特征在于，还包括：电池包主正继电器和/或电池包主负继电器；所述电池包主正继电器用于：当启动主动保温功能时，配合所述电池包主负继电器和功率开关对所述电池包进行保温；所述电池包主负继电器用于：当启动主动保温功能时，配合所述电池包主正继电器和功率开关对所述电池包进行保温。4.根据权利要求1所述的一种带温度保护功能的变功率低温加热系统，其特征在于，所述单体电池包括但不限于：软包动力电池、方形动力电池、圆柱动力电池；所述模组温度采集单元为负温度系数热敏电阻；所述加热单元温度采集单元为负温度系数热敏电阻；所述加热单元为电加热单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：周剑花，卢美廷，陈林萍，陈浩，李帅，陈梅芳，
申请(专利权)人：云度新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：