[实用新型]动力电池交流充放电低温加热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的电池管理技术领域，尤其涉及一种动力电池交流充放电低温加热系统。

背景技术

动力电池作为制约电动汽车发展的关键部件，迎来了前所未有的发展机遇，锂离子电池具有工作电压高、质量轻、比能量高、循环寿命长、快速充电等优良特性，被认为是未来几年电动汽车用电源的重要发展方向，并且在移动式电子设备以及国防军工等高新技术中得到了越来越广泛的应用。

尽管锂离子电池因其诸多的优点而得到广泛的应用，但是锂离子电池应用领域拓宽的同时，也暴露了一些问题，锂离子电池低温性能始终差强人意，限制了电池的使用范围。常用的电动汽车锂离子动力电池在-10℃时，容量及工作电压会明显降低，-20℃时性能会明显恶化，放电比容量骤降，仅能保持常温时比容量的30％左右。在温度低的季节和地区，锂离子电池性能发挥受到了极大的限制，特别是对电动汽车的使用。锂离子电池低温性能的缺陷在很大程度上限制了其在动力电池领域的广泛应用。

目前，国内外的关于锂离子电池低温研究并不多，特别是国内的电池低温预加热研究更是凤毛麟角，且国内的电池低温预加热主要集中在加热膜加热、宽线法加热等外部加热方法，外部加热不仅能量消耗大，造成电池容量的过度浪费，同时具有加热效果差、温度梯度大、加热时间长等缺点。国外的关于电池预加热的主要集中在电池的内部加热，利用电池的内阻，不需外部任何加热装置，节省成本，结构简单。但不管是外部加热还是内部加热研究都处于研究的初步阶段，并未深入探讨其内部变化及电池产热规律，无法有效地克服当前电池低温充放电时存在的严重性能缺陷。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种结构简单、效率高、对电池损伤小、成本低的动力电池交流充放电低温加热系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种动力电池交流充放电低温加热系统，其特点在于，其包括一温度检测模块、一电子控制模块和一交流激励模块，该温度检测模块和该交流激励模块均与该电子控制模块电连接；

该温度检测模块用于实时地检测该动力电池的温度并将检测出的温度值传输至该电子控制模块；

该电子控制模块用于根据该温度值判断是否需要低温加热，在为是时根据该温度值控制该交流激励模块对该动力电池输出一定的幅值和频率的交流电。

较佳地，该电子控制模块用于判断该温度值是否小于一设定温度值，在为是时根据该温度值控制该交流激励模块输出该交流电，在为否时系统进入休眠状态。

较佳地，该交流激励模块包括一输入电源、一AC/DC变换器、一储能单元、一升压电路、一降压电路、一第一二极管和一第二二极管；

该输入电源通过该AC/DC变换器与该储能单元电连接，该电子控制模块分别与该升压电路和该降压电路电连接，该升压电路的输入端与该储能单元电连接、输出端通过该第二二极管与该动力电池的正极电连接，该降压电路的输入端与该动力电池的正极电连接、输出端通过该第一二极管与该储能单元电连接，该动力电池的负极接地。

较佳地，该交流激励模块还包括一第三二极管，该第三二极管电连接于该AC/DC变换器的输出端和该储能单元的输入端之间。

较佳地，该温度检测模块为一温度传感器。

较佳地，该温度传感器采用热电偶、热敏电阻或红外感应器。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

1)本实用新型利用高频驱动信号控制外部电源对动力电池进行交流充放电自加热，由于动力电池内阻的存在及电化学反应的机理，在电池循环充放电过程中，会产生欧姆热，从而从内部给动力电池加热，使动力电池的温度更均匀；而传统方式通过外部装置加热，靠电池壳壁来传递热量，相比其他加热方法，本实用新型的能量损耗小，效率更高，温升更均匀。

2)本实用新型充放电控制的频率高于电化学阻抗谱测试中电池电化学反应过程的最低频率点，可有效避免低温充放电过程中枝晶的形成；

3)本实用新型自加热过程中，实时监测电池的温度和电压信息，并根据电压和温度信息进行高频充放电控制，从而进一步保证电池的安全；

4)本实用新型只使用极少数的元器件就可以对动力电池进行高频的充放电，从而高效的实现动力电池的整体低温自加热，对电池损伤小，控制简单，成本低，易于实现。

附图说明