一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，包括控制模块、温度传感器、动力电池组和高频脉冲自加热装置，所述高频脉冲自加热装置与动力电池组串联，控制模块分别与动力电池组和高频脉冲自加热装置连接，温度传感器分别与动力电池组和控制模块连接，控制模块用于控制高频脉冲自加热装置工作以使动力电池组循环往复地充放电，产生的交流电流能够驱动动力电池组的内阻产生热量，本发明专利技术提供一种相对安全且快速的可在低温环境下对新能源汽车的车载动力电池进行加热升温的装置，可实现在低温环境下对电池进行加热升温，以增加其活性，解决低温环境下电池性能难以发挥的问题；提高电池用电效率，延长电池寿命，节约能源。节约能源。节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置


[0001]本专利技术涉及新能源
，特别是涉及一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置。

技术介绍

[0002]相关研究表明，电池的有效放电容量随着环境温度的降低而大幅度下降，
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20℃时的放电容量已经衰减了30％左右，
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30℃时，电池已经无法进行有效放电。因此在低温环境下必须对电池采取加热措施。很多整车、电池企业和研究机构等多年前就开始寻找解决方案，现有的解决方案主要是通过外部加热提高电池温度，加热方式有热敏电阻(PTC)、加热膜或液冷系统。外部加热效率较低，加热速度慢；外部加热方式由于其加热原理，往往距离热源较近的地方会升温很快，而距离较远的地方则迟迟热不起来，会造成电池加热的不均匀，容易在电池内部产生温度梯度，导致电池内部各处的化学反应速度不一致，影响锂离子电池的使用寿命。相比于外部加热方式，电池自加热的方法不需要额外的外部结构，不需要对电池组的结构进行大的改动，只需要一套准确的控制系统来对电池充电放电进行控制，是一种经济有效的策略。目前基于内部加热这个基本思路也出现了几种方案，包括对电池组使用交流电激励，以及在电池内部嵌入高电阻材料。虽然在原理上并无大的差别，但是这些方案实际可行性是有限的，需要考虑如何去放置交流电源，是否能够在车辆起动时能够快速找到或者当电池内部嵌入了其他结构时是否会对电池的性能及安全性造成影响，同时也需要考虑市场现状，考虑经济成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，包括控制模块、温度传感器、动力电池组和高频脉冲自加热装置，所述高频脉冲自加热装置与动力电池组串联，控制模块分别与动力电池组和高频脉冲自加热装置连接，温度传感器分别与动力电池组和控制模块连接，控制模块用于控制高频脉冲自加热装置工作以使动力电池组循环往复地充放电，产生的交流电流能够驱动动力电池组的内阻产生热量。
[0006]作为本专利技术的进一步技术方案：所述动力电池组为新能源汽车的车载动力电池。
[0007]作为本专利技术的进一步技术方案：所述动力电池组是由多节单体电池串联组成，动力电池组的总电压与所有单节电池电压之和保持一致。
[0008]作为本专利技术的进一步技术方案：高频脉冲自加热装置包括第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6，其中，第一开关管T1和第二开关管T2组成的第一桥臂,第三开关管T3和第四开关管T4组成的第二桥臂，所述第一、第二桥臂分别连接在所述动力电池组的正、负两端，第一电感L1与第五开关管T5串联，
第一电容C1、第二电感L2、第六开关管T6串联，所述第一桥臂的半桥中点连接至第一电感L1和第一电容C1的一端，所述第二桥臂的半桥中点连接至第五开关管T5、第六开关管T6的一端。
[0009]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电感器L1组成电感储能结构。
[0010]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电感器L2和电容C1组成谐振储能结构。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0012]本专利技术可以显著提高寒冷环境下电池升温速度,使电池可以在较短时间内恢复至正常的工作温度，本专利技术提供一种相对安全且快速的可在低温环境下对新能源汽车的车载动力电池进行加热升温的装置，可实现在低温环境下对电池进行加热升温，以增加其活性，解决低温环境下电池性能难以发挥的问题；提高电池用电效率，延长电池寿命，节约能源。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的整体方框图。
[0014]图2为本专利技术的电路图。
[0015]图3为电流换向电路处于正向工作状态时电流流动图。
[0016]图4为电流换向电路处于反向工作状态时电流流动图。
[0017]图5为选择电感储能结构作为工作对象时，控制模块的脉冲宽度波形图。
[0018]图6为本专利技术的工作流程图。
[0019]图7为当选择谐振储能结构作为工作对象时，控制模块的脉冲宽度波形图。
[0020]图8为电流变化情况图。
[0021]图中：电池自加热装置
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100、动力电池组
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10、高频脉冲自加热装置
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20、电感储能结构
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22、谐振储能结构
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23、控制模块
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30和温度传感器
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40。
具体实施方式
[0022]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1，如图1所示，一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，该电池自加热装置100可以包括：动力电池组10、高频脉冲自加热装置20、控制模块30和温度传感器40。其中，动力电池组10与高频脉冲自加热装置20相连接，所述控制模块30分别与动力电池组10和高频脉冲自加热装置20相连接。所述控制模块可以通过脉宽调制信号控制所述高频脉冲自加热装置20与所述动力电池组10之间产生循环往复的充放电电流，实现对动力10电池组的加热工作。
[0024]实施例2，在实施例1的基础上，高频脉冲自加热装置包括：由开关管T1、T2、T3、T4、T5、T6组成的开关模块，由电感储能结构22、谐振储能结构23组成的复合式储能模块，其中电感储能结构22、谐振储能结构23以并联形式连接，可以分别为动力电池组10进行加热。
[0025]实施例3，在实施例2的基础上，复合式储能模块中，谐振储能元件23所属的加热电路与电感储能元件22所属的加热电路，两者之间属于并联关系，即高频脉冲自加热装置属
于双支路加热结构。在实际加热过程中，自加热装置可以在不同的加热支路间进行切换，产生不同类型的自加热电流，以满足电池不同情况下的加热需求。其中，每一种加热支路都可以独立工作，通过所述开关模块的通断，与动力电池组10之间产生循环往复的充放电流，实现对低温锂电池的加热。
[0026]实施例4，在实施例3的基础上，储能模块包括：电感储能结构22、谐振储能结构23，所述电感储能结构22、谐振储能结构23以并联方式连接，并且各自产生的自加热电流具有不同的性质；电感储能结构22产生的自加热电流为矩形波电流，电流有效值较大，频率可控；谐振储能结构23产生的自加热电流为正弦波电流，电流有效值较小，频率由LC谐振电路自身的元件属性决定，即利用这两种储能结构可以产生的不同属性的电流，并在不同加热时刻使用不同的加热电流，可以很大程度上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，包括控制模块、温度传感器、动力电池组和高频脉冲自加热装置，其特征在于，所述高频脉冲自加热装置与动力电池组串联，控制模块分别与动力电池组和高频脉冲自加热装置连接，温度传感器分别与动力电池组和控制模块连接，控制模块用于控制高频脉冲自加热装置工作以使动力电池组循环往复地充放电，产生的交流电流能够驱动动力电池组的内阻产生热量。2.根据权利要求1的一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，其特征在于，所述动力电池组为新能源汽车的车载动力电池。3.根据权利要求2的一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，其特征在于，所述动力电池组是由多节单体电池串联组成，动力电池组的总电压与所有单节电池电压之和保持一致。4.根据权利要求1的一种新能源汽车动力电池电流换向高频脉冲自加热装置，其特征在于，所述高频脉冲自加热装置包括第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭思仑，解志鹏，肖峰，刘康，张卓雅，马季，何书磊，蔡凯瑞，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：