【技术实现步骤摘要】
一种乒乓式电池内加温系统及方法
[0001]本专利技术属于电池
,涉及一种乒乓式电池内加温系统及方法。
技术介绍
[0002]二次电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。充电电池利用化学反应的可逆性,可以组建成一个新电池,即当一个化学反应转化为电能之后,还可以用电能使化学体系修复,然后再利用化学反应转化为电能。市场上主要充电电池有镍氢电池、镍镉电池、铅酸(或铅蓄)电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池等。
[0003]蓄电池产品以其成本低、电压高、原材料丰富,广泛应用于电动自行车、电力、UPS、照明、汽车等应用领域,其中锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,邮电通讯的不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。同时因其工艺成熟、价格低廉等优势,至今尚未有任何一种电池能够完全取代它。近几年市场的持续发展事实,无可辩驳地证明了铅酸蓄电池具有强大的市场生命力。
[0004]寒冷的气候大大降低了蓄电池里的化学反应效率,增大了电池内阻。这两个因素叠加在一起,导致电池的启动功率随着温度的降低而减小。
[0005]以电动客车上使用最多的磷酸铁锂电池为例,这种电池安全性高,单体寿命较长,但低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。比如,磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差,低温环境下容易产生极化,从而降低电池容量;受低温影响,石墨嵌锂速度降低,容易在 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种乒乓式电池内加温系统,其特征在于,包括双向DC变换器,电池、超级电容、负载,超级电容和负载均并在同一个母线电网上,超级电容用于稳定负载电压,当负载需求功率高时,超级电容放电,稳定输出电压,保护负载,即用电设备;电池可存储母线电网上的多余能量,并在启动时,给母线电网供电;双向DC变换器用于实现不同电压等级电力的变化,控制能量来回流动,实现电池加温控制。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述双向DC变换器具体用于采集电池温度信息、电池电压和电流信息以及超级电容的电压信息,进行决策,根据不同条件,控制电池的充放电电流的传输方向和电流值大小。3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述双向DC变换器在实现电池加温控制时,确定电池的正常工作电压,并且规定一个波动范围,即电池电压不得高于预设上限,电池电压同样不得低于于预设下限,同样,规定超级电容的正常电压,并规定一个波动范围,即超级电容电压不得高于预设上限,超级电容电压同样不得低于预设下限。4.如权利要求2所述的系统,其特征在于,双向DC变换器包括PI控制器、计算模块、PWM波生成模块和功率器件,所述PI控制器采集电池电压和超级电容的电压值信息,当电池电压达到下限值,或超级电容的电压值达到上限值后,计算模块计算本次充电或者放电时间,并且将参考电流值进行翻转,即,若之前超级电容充电那么接下来超级电容就放电,当电池电压值再次达到下限值,或超级电容的电压值再次达到上限后,计算模块计算本次充电或者放电时间,通过充放电时间比对,根据预设条件求得参考电流值,再将参考电流值进行翻转,如此进行循环计算;整个控制过程中,将计算模块求得的参考电流值给PI控制器,PI控制模块采用电流环将输出电流I0追踪到参考电流值I
oref
,保持电池的电流值稳定,PWM波生成模块控制功率器件进行电池和超级电容的充放电。5.如权利要求1至4中任一项所述的系统,其特征在于,所述电池为锂电池。6.一种利用权利要求1至5中任一项所述系统实现的乒乓式电池内加温方法。7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:提前设定电池的最低电压和最高电压值范围,超级电容的最低电压和最高电压值电压范围;规定单次充电和放电最大时间T,如果充电时间或者放电时间超过预设阈值,就增加充电和放电电流;设定初始充电电流I
int
,在第一次充电时,电池以I
int
给电容进行充电;设定电池电流增加幅值ΔI,如果充电时间或者放电时间超过预设阈值,就在下个充电周期增加充电和放电电流;在系统第一次启动时,电池的放电电流为I
int
,将超级电容充电到既定电压U
sup
,这时,负载也并在超级电容上,整个系统可以正常工作,负载的电压波动可通过超级电容和电池的充电保持稳定;随后电池继续放电、超级电容充电,开始记录放电开始时间,电...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋克岭,范磊,潘洪运,蒋任君,路聪慧,王平平,刘振东,王龙,赵林林,谢帅,
申请(专利权)人:中国北方车辆研究所,
类型:发明
国别省市:
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