[发明专利]一种电池低温充电的控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电池相关技术领域，具体涉及一种电池低温充电的控制系统。

背景技术

随着社会进步和发展，电池已经成为动力源的核心部件，由于不仅体积小、容量大、电压稳定、便于携带和使用、可循环利用符合可持续发展的理念，所以受到人们极大地关注和被应用到广泛的领域。目前现有的电池有铅酸电池、镍铬/镍氢电池和锂电池，其中，铅酸电池因已有140多年历史，用户认可度高，回收技术成熟，且价格低廉，所以现广泛应用于汽车启动、通信、铁路、牵引等多个领域。镍铬/镍氢电池因价格低，使用寿命较长，可高倍率放电，在军用、民用领域都运用广泛。锂电池是目前最受欢迎的电池，具有比能量高、循环寿命长、使用安全、耐高温、容量大且无记忆效应的优点，所以被应用到各个领域，比如手机、便携式数码产品、电动汽车和储能设备等。

由于电池应用的领域均相当广泛，所以使用环境往往是比较苛刻，很多时候需要电池能在0℃甚至更低温度环境下工作，所以电池在低温环境下的充电技术也被人们广泛的关注着，研究表明铅酸电池在低于0℃环境中，温度每降低10℃内阻约增大15％左右，因为硫酸溶液粘度变大，所以增大了硫酸溶液电阻，而加重了电极极化的影响，蓄电池容量会明显减少，严重影响了电池的性能。在低温环境下充电，浓差极化加剧，会引起充电效率降低，影响了电池的使用功能。镍铬/镍氢电池在低温环境下同样会遇到电池电压和容量降低，充电效率低下等问题。对于锂电池在温度低于0℃时，电池的电压、容量等性能均会出现不同程度的下降，充电电压呈非线性变化，内阻变化比较剧烈，严重影响电池的使用寿命，充电容量大幅度下降，损坏了电池的性能。而在低温度下进行充电的技术难题却一直没有被攻克。

目前，针对上述电池在低温环境中充电问题，还没有统一的方法。解决的一般方法是将电池置于常温环境，待其内部温度趋于稳定后再进行充电。但这种方法却大大受到环境的限制，在野外恶劣环境或航天航空领域等低温环境条件下不适用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电池低温充电的控制系统，能够解决电池在低温环境下的正常充电问题，同时保证充电过程中不损坏电池功能和性能。

实施本发明的具体步骤如下：

一种电池低温充电的控制系统，该系统包括充电器和电池电芯预设装置，电池电芯预设装置包括多个温度传感器和多个加热单元，充电器包括充电单元、充电控制单元、数据采集单元、数据传输单元和阈值判断单元；

多个温度传感器和多个加热单元均分布在电池电芯内部和/或表面的不同处；

数据采集单元实时采集温度传感器的温度值通过数据传输单元传输到充电控制单元；

充电控制单元利用阈值判断单元判断电池电芯的温度值，充电控制单元根据阈值判断单元的判断结果控制加热单元和充电单元的工作：

电池处于未充电状态下：当获取的电芯温度值低于设定的阈值S1，充电控制单元控制加热单元对电池电芯进行加热；当获取的电芯温度值处于设定的阈值在[S₁,S₂]内，充电控制单元控制加热单元对电池电芯进行加热，控制充电单元对电池电芯进行充电；当获取的电芯温度值高于设定的阈值S2，充电控制单元控制充电单元对电池电芯进行充电；

电池处于充电状态下：当获取的电芯温度值处于设定的阈值在[S₁,S₂]内，充电控制单元控制加热单元对电池电芯进行加热，控制充电单元对电池电芯进行充电；当获取的电芯温度值高于设定的阈值S2时，充电控制单元控制充电单元对电池电芯进行充电，控制加热单元对电池电芯不加热。

进一步地，加热单元采用加热膜或电阻丝网。

有益效果：

1)本系统利用充电器的阈值判断单元，先对电池温度进行判断，并利用外接电源先对电池电芯进行加热，使之内部达到设定温度，并处于热平衡状态，使得电池的电压、容量等性能得以保证，利用该系统不仅解决了电池在低温环境下的不能正常充电问题，同时保证充电过程中不损坏电池功能和性能。

2)本系统实时采集电池电芯的温度并使其不低于有损电池性能的预设温度S1，从而避免了充电过程中电池电芯的物理和电化学性能不可逆损伤，延长了电池的使用寿命，也使得本系统在环境温度极低的野外环境或航天航空领域中均可适用。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为低温充电系统的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。