本发明专利技术公开了一种动力电池低温交流加热电路及加热方法，涉及电池组加热技术领域。该低温交流加热电路包括：双向Buck‑Boost变换电路、第一电池组、第二电池组、温度传感器以及控制器；双向Buck‑Boost变换电路设置在第一电池组和第二电池组之间；温度传感器分别与第一电池组、第二电池组以及控制器连接，用于实时检测第一电池组和第二电池组的温度信号并发送至控制器；控制器用于根据温度信号控制第一MOSFET开关以及第二MOSFET开关的通断，以控制第一电池组和第二电池组之间的充放电，从而实现电池组的加热。本发明专利技术公开的动力电池低温交流加热电路及加热方法能够以低成本、低消耗及高效率实现动力电池的低温加热。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池组加热，特别是涉及一种动力电池低温交流加热电路及加热方法。
技术介绍
1、现有的电池组加热技术按能量提供方式可主要划分为内部加热和外部加热两大类，常见外部加热可划分为电热元件加热、空气加热、液体加热、相变材料加热，电热元件包括电热板、电热薄膜、加热套、热管和波尔贴效应元件。外部加热法通常利用导体、空气、液体等外部热源对锂电池进行热传导，会导致热量向环境中扩散，并且热扩散损失大量的能量加热时间相对较长，加热一致性差，设备制造成本高，应用在电动汽车中存在一定弊端。
2、内部加热方法是在低温条件下，较低温度导致电池的内阻增大，通过利用电池充放电过程中由于电池内部自身阻抗产生的焦耳热来进行加热电池，通过电池与电池之间能量传递进行加热，减少热量向外扩散的散失。内部加热相比于外部加热，不受电池形状影响，具有更快的温升速度和更稳定的加热一致性，更低的热诱导老化应力。内部加热方法又分为交流加热和直流加热方法，其中直流电预热方法高效精准，但能耗较高并且需要添加额外加热设备和额外电源，设备成本相对较高，长时间直流加热会在电池负极产生锂枝晶，降低电池寿命，造成内部短路。
3、综上所述，现有技术中，电动汽车在低温条件下存在电池性能下降、冷启动困难、充电速度缓慢以及电池寿命缩短等问题，对于电动汽车在寒冷地区推广和使用造成了一定阻碍。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种动力电池低温交流加热电路及加热方法，能够低成本、低消耗、高效率的实现动力电池的低温加热。</p>2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种动力电池低温交流加热电路，包括：双向buck-boost变换电路、第一电池组、第二电池组、温度传感器以及控制器；
4、所述双向buck-boost变换电路包括：第一电容、第二电容、第一mosfet开关、第二mosfet开关以及电感；所述第一mosfet开关的漏极与所述第一电容的一端连接；所述第一mosfet开关的源极分别与所述第二mosfet开关的漏极以及所述电感的一端连接；所述电感的另一端与所述第二电容的一端连接；所述第二mosfet开关的源极分别与所述第一电容的另一端以及所述第二电容的另一端连接；
5、所述双向buck-boost变换电路设置在所述第一电池组和第二电池组之间；所述第一电池组与所述第一电容并联连接；所述第二电池组与所述第二电容并联连接；所述温度传感器分别与所述第一电池组、所述第二电池组以及所述控制器连接，用于实时检测所述第一电池组和第二电池组的温度信号并发送至所述控制器；所述控制器分别与所述第一mosfet开关的栅极以及所述第二mosfet开关的栅极连接，用于根据所述温度信号控制所述第一mosfet开关以及所述第二mosfet开关的通断，以控制第一电池组和第二电池组之间的充放电，从而实现电池组的加热。
6、可选地，所述第一电池组由n+1节单体锂离子电池串联而成；所述第二电池组由n节单体锂离子电池串联而成。
7、可选地，所述锂离子电池包括磷酸铁锂电池、三元锂电池和锰酸锂电池。
8、一种动力电池低温交流加热方法，应用于所述的动力电池低温交流加热电路，包括：
9、控制器实时获取温度传感器检测的温度信号；
10、将温度信号与预设温度进行比较，若温度信号低于预设温度，控制器输出pwm信号来控制第一mosfet开关和第二mosfet开关的通断，以控制第一电池组和第二电池组之间的充放电，从而实现电池组的加热。
11、可选地，所述pwm信号的占空比为50％、相位差为180°。
12、可选地，当第一电池组和第二电池组处于充电状态时，所述预设温度为15℃；当第一电池组和第二电池组未接通时，所述预设温度为5℃。
13、可选地，所述控制器输出pwm信号来控制第一mosfet开关和第二mosfet开关的通断，具体包括：
14、双向buck-boost变换电路处于buck升压电路模式时，所述控制器输出pwm信号控制所述第一mosfet开关导通，控制第二mosfet开关关断，第一电池组、第二电池组、第一mosfet开关、电感以及第二电容构成一个闭合回路，此时第一电池组放电，第二电池组进行充电。
15、可选地，所述控制器输出pwm信号来控制第一mosfet开关和第二mosfet开关的通断，具体包括：
16、双向buck-boost变换电路处于buck降压电路模式时，所述控制器输出pwm信号控制所述第二mosfet开关导通，控制第一mosfet开关关断，第一电池组、第二电池组、第二mosfet开关、电感以及第一电容构成一个闭合回路，此时第二电池组放电，第一电池组进行充电。
17、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
18、本专利技术提供了一种动力电池低温交流加热电路及加热方法，在第一电池组和第二电池组之间设置了一个双向buck-boost变换电路，采用温度传感器实时检测第一电池组和第二电池组的温度信号，并设置控制器根据温度信号通过pid控制设定pwm信号频率驱动双向buck-boost变换电路中开关的通断，以控制第一电池组和第二电池组之间的快速充放电，从而实现电池组的加热。本专利技术能够有效提升动力电池在低温条件下的性能，具有结构简单、能量消耗低、预热均匀性好以及成本低特点，最终实现低成本、低消耗、高效率的动力电池的低温加热。
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【技术保护点】
1.一种动力电池低温交流加热电路，其特征在于，包括：双向Buck-Boost变换电路、第一电池组、第二电池组、温度传感器以及控制器；
2.根据权利要求1所述的动力电池低温交流加热电路，其特征在于，所述第一电池组由n+1节单体锂离子电池串联而成；所述第二电池组由n节单体锂离子电池串联而成。
3.根据权利要求2所述的动力电池低温交流加热电路，其特征在于，所述锂离子电池包括磷酸铁锂电池、三元锂电池和锰酸锂电池。
4.一种动力电池低温交流加热方法，应用于权利要求1-3任一项所述的动力电池低温交流加热电路，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的动力电池低温交流加热方法，其特征在于，所述PWM信号的占空比为50％、相位差为180°。
6.根据权利要求4所述的动力电池低温交流加热方法，其特征在于，当第一电池组和第二电池组处于充电状态时，所述预设温度为15℃；当第一电池组和第二电池组未接通时，所述预设温度为5℃。
7.根据权利要求4所述的动力电池低温交流加热方法，其特征在于，所述控制器输出PWM信号来控制第一MOSFET开关和第二MOSFET开关的通断，具体包括：
8.根据权利要求4所述的动力电池低温交流加热方法，其特征在于，所述控制器输出PWM信号来控制第一MOSFET开关和第二MOSFET开关的通断，具体包括：
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【技术特征摘要】
1.一种动力电池低温交流加热电路，其特征在于，包括：双向buck-boost变换电路、第一电池组、第二电池组、温度传感器以及控制器；
2.根据权利要求1所述的动力电池低温交流加热电路，其特征在于，所述第一电池组由n+1节单体锂离子电池串联而成；所述第二电池组由n节单体锂离子电池串联而成。
3.根据权利要求2所述的动力电池低温交流加热电路，其特征在于，所述锂离子电池包括磷酸铁锂电池、三元锂电池和锰酸锂电池。
4.一种动力电池低温交流加热方法，应用于权利要求1-3任一项所述的动力电池低温交流加热电路，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的动力电池低...
【专利技术属性】
技术研发人员：李渊，崔巍，马泽宇，薛佳乐，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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