一种电池的加热电路制造技术

提供一种电池的加热电路，包括多个开关装置(1)、开关控制模块(100)、阻尼元件R1、储能电路及极性反转单元(101)；所述储能电路包括电流存储元件L1和多个电荷存储元件C1，多个电荷存储元件C1与多个开关装置(1)一一对应串联构成多个支路，该多个支路彼此并联后与电流存储元件L1、阻尼元件R1串联；开关控制模块(100)与开关装置(1)连接，用于控制开关装置(1)导通和关断，以使当开关装置(1)导通时，能量在电池与储能电路之间往复流动；极性反转单元(101)与储能电路连接，用于在开关装置(1)导通再关断后，对电荷存储元件C1的电压极性进行反转。本发明专利技术提供的加热电路能提高电池的充放电性能，在给电池加热时安全性高且工作效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子领域，尤其涉及一种电池的加热电路。
技术介绍
考虑到汽车需要在复杂的路况和环境条件下行驶，或者有些电子设备需要在较差的环境条件中使用，所以，作为电动车或电子设备电源的电池就需要适应这些复杂的状况。 而且除了考虑这些状况，还需考虑电池的使用寿命及电池的充放电循环性能，尤其是当电动车或电子设备处于低温环境中时，更需要电池具有优异的低温充放电性能和较高的输入输出功率性能。一般而言，在低温条件下对电池进行充电会导致电池的阻抗增大，极化增强，由此导致电池的容量下降。为了保持电池在低温条件下的容量，提高电池的充放电性能，本专利技术提供了一种电池的加热电路。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对电池在低温条件下会导致电池的阻抗增大、极化增强从而引起电池的容量下降的问题，提供一种电池的加热电路。本专利技术提供的电池的加热电路包括多个开关装置、开关控制模块、阻尼元件R1、储能电路以及极性反转单元；所述储能电路用于与所述电池连接，所述储能电路包括电流存储元件Ll和多个电荷存储元件Cl，多个电荷存储元件Cl与多个开关装置一一对应串联构成多个支路，所述多个支路彼此并联之后与电流存储元件Li、阻尼元件Rl串联；所述开关控制模块与开关装置连接，用于控制开关装置导通和关断，以使得当开关装置导通时，能量在所述电池与所述储能电路之间往复流动；所述极性反转单元与所述储能电路连接，用于在开关装置导通再关断后，对多个电荷存储元件Cl的电压极性进行反转。本专利技术提供的加热电路能够提高电池的充放电性能，并且由于在该加热电路中， 储能电路与电池串联，当给电池加热时，由于串联的电荷存储元件Cl的存在，能够避免开关装置失效短路时电流过大引起的安全性问题，能够有效地保护电池。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中图1为本专利技术提供的电池的加热电路的示意图；图2为图1中的开关装置的一种实施方式的示意图；图3为图1中的开关装置的一种实施方式的示意图；图4为图1中的开关装置的一种实施方式的示意图5为图1中的开关装置的一种实施方式的示意图；图6为图1中的开关装置的一种实施方式的示意图；图7为图1中的开关装置的一种实施方式的示意图；图8为图1中的极性反转单元的一种实施方式的示意图；图9为图1中的极性反转单元的一种实施方式的示意图；图10为图8和图9中的单向开关的一种实施方式的示意图；图11为本专利技术提供的电池的加热电路的一种实施方式的示意图；图12为图11提供的电池的加热电路对应的波形图；图13为本专利技术提供的电池的加热电路的另一种实施方式的示意图；图14为本专利技术提供的电池的加热电路的又一种实施方式的示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。需要指出的是，除非特别说明，当下文中提及时，术语“开关控制模块”为任意能够根据设定的条件或者设定的时刻输出控制指令(例如脉冲波形)从而控制与其连接的开关装置相应地导通或关断的控制器，例如可以为PLC ；当下文中提及时，术语“开关”指的是可以通过电信号实现通断控制或者根据元器件自身的特性实现通断控制的开关，既可以是单向开关，例如由双向开关与二极管串联构成的可单向导通的开关，也可以是双向开关，例如金属氧化物半导体型场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)或带有反并续流二极管的IGBT ；当下文中提及时，术语“双向开关”指的是可以通过电信号实现通断控制或者根据元器件自身的特性实现通断控制的可双向导通的开关，例如MOSFET或带有反并续流二极管的IGBT ；当下文中提及时，单向半导体元件指的是具有单向导通功能的半导体元件，例如二极管等；当下文中提及时，术语“电荷存储元件”指任意可以实现电荷存储的装置，例如可以为电容等；当下文中提及时，术语“电流存储元件”指任意可以对电流进行存储的装置，例如可以为电感等；当下文中提及时，术语“正向”指能量从电池向储能电路流动的方向，术语“反向，，指能量从储能电路向电池流动的方向；当下文中提及时，术语“电池”包括一次电池(例如干电池、碱性电池等)和二次电池(例如锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池或铅酸电池等)；当下文中提及时，术语“阻尼元件”指任意通过对电流的流动起阻碍作用以实现能量消耗的装置，例如可以为电阻等。这里还需要特别说明的是，考虑到不同类型的电池的不同特性，在本专利技术中，“电池”可以指不包含内部寄生电阻和寄生电感、或者内部寄生电阻的阻值和寄生电感的电感值较小的理想电池，也可以指包含有内部寄生电阻和寄生电感的电池包；因此，本领域技术人员应当理解的是，当“电池”为不包含内部寄生电阻和寄生电感、或者内部寄生电阻的阻值和寄生电感电感值较小的理想电池时，阻尼元件Rl指的是电池外部的阻尼元件，电流存储元件Ll指的是电池外部的电流存储元件；当“电池”为包含有内部寄生电阻和寄生电感的电池包时，阻尼元件Rl既可以指电池外部的阻尼元件，也可以指电池包内部的寄生电阻，同样地，电流存储元件Ll既可以指电池外部的电流存储元件，也可以指电池包内部的寄生电感。为了保证电池的使用寿命，可以在低温情况下对电池进行加热，当达到加热条件时，控制加热电路开始工作，对电池进行加热，当达到停止加热条件时，控制加热电路停止工作。在电池的实际应用中，随着环境的改变，可以根据实际的环境情况对电池的加热条件和停止加热条件进行设置，以保证电池的充放电性能。为了对处于低温环境中的电池E进行加热，本专利技术提供了一种电池E的加热电路， 如图1所示，该加热电路包括多个开关装置1、开关控制模块100、阻尼元件R1、储能电路以及极性反转单元101 ；所述储能电路用于与所述电池E连接，所述储能电路包括电流存储元件Ll和多个电荷存储元件Cl，多个电荷存储元件Cl与多个开关装置1 一一对应串联构成多个支路，所述多个支路彼此并联之后与电流存储元件Li、阻尼元件Rl串联；所述开关控制模块100与开关装置1连接，用于控制开关装置1导通和关断，以使得当开关装置1导通时，能量在所述电池E与所述储能电路之间往复流动；所述极性反转单元101与所述储能电路连接，用于在开关装置1导通再关断后，对多个电荷存储元件Cl的电压极性进行反转。考虑到不同类型的电池E的不同特性，如果电池E内部的寄生电阻阻值和寄生电感自感较大，所述阻尼元件Rl也可以为电池内部的寄生电阻，所述电流存储元件Ll也可以为电池内部的寄生电感。开关控制模块100可以通过控制开关装置1来使得能量从电池E同时或者按序流向各个电荷存储元件Cl，以及使得能量从各个电荷存储元件Cl同时或者按序流回电池E。 其中，上述使得能量“同时”流向各个电荷存储元件Cl以及“同时”流回电池E可以通过控制多个支路上的各个开关装置同时导通来实现的。上述使得能量“按序”流向各个电荷存储元件Cl以及“按序”流回电池可以通过控制多个支路上的各个开关装置1以一定顺序导通来实现的。例如多个开关装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池的加热电路，该加热电路包括多个开关装置（１）、开关控制模块（１００）、阻尼元件Ｒ１、储能电路以及极性反转单元（１０１）；所述储能电路用于与所述电池连接，所述储能电路包括电流存储元件Ｌ１和多个电荷存储元件Ｃ１，多个电荷存储元件Ｃ１与多个开关装置（１）一一对应串联构成多个支路，所述多个支路彼此并联之后与电流存储元件Ｌ１、阻尼元件Ｒ１串联；所述开关控制模块（１００）与开关装置（１）连接，用于控制开关装置（１）导通和关断，以使得当开关装置（１）导通时，能量在所述电池与所述储能电路之间往复流动；所述极性反转单元（１０１）与所述储能电路连接，用于在开关装置（１）导通再关断后，对多个电荷存储元件Ｃ１的电压极性进行反转。

【技术特征摘要】
2010.07.30 CN 201010245288.0;2010.08.30 CN 20101021.一种电池的加热电路，该加热电路包括多个开关装置(1)、开关控制模块(100)、阻尼元件R1、储能电路以及极性反转单元(101)；所述储能电路用于与所述电池连接，所述储能电路包括电流存储元件Ll和多个电荷存储元件Cl，多个电荷存储元件Cl与多个开关装置(1) 一一对应串联构成多个支路，所述多个支路彼此并联之后与电流存储元件Li、阻尼元件Rl串联；所述开关控制模块(100)与开关装置⑴连接，用于控制开关装置⑴导通和关断，以使得当开关装置(1)导通时，能量在所述电池与所述储能电路之间往复流动；所述极性反转单元(101)与所述储能电路连接，用于在开关装置(1)导通再关断后，对多个电荷存储元件Cl的电压极性进行反转。2.根据权利要求1所述的电池的加热电路，其中，所述极性反转单元(101)包括多个反转电路，多个反转电路与多个电荷存储元件Cl 一一对应连接，其中每个反转电路包括相互串联的单向开关(3)和电流存储元件L2，所述开关控制模块(100)还与所述单向开关(3) 连接，用于通过控制单向开关(3)导通来对多个电荷存储元件Cl的电压极性进行反转。3.根据权利要求1所述的电池的加热电路，其中，所述极性反转单元(101)包括多个单向开关⑶和一个电流存储元件L2，多个单向开关(3)的一端一一对应连接到多个电荷存储元件Cl的一端，多个单向开关C3)的另一端连接到电流存储元件L2的一端，电流存储元件L2的另一端连接到多个电荷存储元件Cl的另一端，所述开关控制模块(100)还与所述单向开关⑶连接，用于通过控制单向开关⑶导通来对多个电荷存储元件Cl的电压极性进行同时或者按序反转。4.根据权利要求1所述的加热电路，其中，所述开关装置(1)为双向开关K3。5.根据权利要求1所述的加热电路，其中，所述开关装置(1)包括用于实现能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯卫，徐文辉，韩瑶川，杨钦耀，夏文锦，马士宾，李先银，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94