[发明专利]电池的内部加热

说明书

本公开内容提出了一种用于车辆电池的电池加热方法和电池加热系统(100)。电池加热系统包括车辆电池(110)、辅助储能装置(130)、直流‑直流(DC‑DC)转换器(120)和处理电路(102)。处理电路(102)被配置成能够使电池加热系统(100)在第一模式和第二模式下工作，其中在第一模式，直流‑直流(DC‑DC)转换器(120)被配置为能够控制电流i沿第一方向流过车辆电池(110)；在第二模式下，直流‑直流(DC‑DC)转换器(120)被配置为能够控制电流i以沿第二方向流过车辆电池(110)。

技术领域

本公开内容涉及电池领域和冷电池的加热的领域。

背景技术

如今，非常流行使用电池为各种电气装置供电。不仅诸如智能手机、平板电脑和便携式电脑等小型家用电子设备，还有诸如电钻设备、电动割草机、电动自行车和电动汽车等电气设备，都使用电池。有不同类型的电池，尤其是可充电的电池是很常用的。

电池的性能受温度的影响。大多数电池都有最佳工作温度。通常的最佳工作温度大约是20摄氏度或68华氏度。室内使用的电池通常不会受到不同环境温度的影响。室内温度通常在最佳工作温度附近。然而，室外设备中使用的电池由于影响环境温度的天气而被加热或冷却。

电池的性能在低温下会下降。这意味着在寒冷环境中使用的电池，诸如在寒冷天气时车辆中使用的电池，会受到较低温度的影响。纯电动车辆或半电动车辆，诸如混合动力车辆或插电式混合动力车辆，依赖于车辆电池的性能。对于冷的车辆电池，可能无法从车辆电池获得标称功率，这将影响驾驶体验和驾驶性能。

发明内容

当前，避免电池性能在电池温度较低的情况下下降的一种方法是加热电池。加热电池将提高电池的性能，特别是将提高电池所能提供的功率。对于纯电动或半电动车辆，诸如混合动力车辆或插电式混合动力车辆，以及依赖于车辆电池性能的车辆，冷电池的加热尤为重要。通常是高压电池的车辆电池的性能对驾驶体验和驾驶性能有着显著的影响。

本公开内容的目的在于提供一种系统和方法，其寻求单独或以任何组合地减轻、缓解或消除本领域中的上述缺陷和缺点中的一个或多个。

本公开内容提出了一种用于车辆电池的电池加热系统。该电池加热系统包括车辆电池、辅助储能装置、直流-直流DC-DC转换器和处理电路。辅助储能装置通过直流-直流DC-DC转换器连接至车辆电池，而处理电路连接至直流-直流DC-DC转换器。处理电路被配置为能够使得电池加热系统在第一模式和第二模式下工作，其中在所述第一模式，直流-直流DC-DC转换器被配置为能够控制电流沿第一方向流过车辆电池，而在上述第二模式下，直流-直流DC-DC转换器被配置为能够控制电流沿第二方向流过车辆电池。根据一个方面，直流-直流DC-DC转换器通过改变输出电压的大小来控制电流的方向。该系统的一个优点是，不需要额外的部件来加热车辆电池，并且由于电流流入和流出车辆电池，荷电状态SoC水平保持在一个相当恒定的值，因而对可驾驶的电力范围、驾驶体验和驾驶性能的影响较小。

根据一个方面，处理电路还被配置为能够使得电池加热系统以一定的频率在第一工作模式和第二工作模式之间改变操作。这样做可以对该频率进行优化，以便获得最佳的电池加热，同时将荷电状态SoC水平维持在一个相当恒定的值。

根据一个方面，直流-直流DC-DC转换器被配置成能够通过设定直流-直流DC-DC转换器的输出电压高于或低于车辆电池输出电压来控制电流。换言之，电流的方向由直流-直流DC-DC转换器控制，并取决于车辆电池的输出电压。根据一个方面，直流-直流DC-DC转换器通过改变输出电压的大小来控制电流的方向。

根据一个方面，车辆电池具有内阻，并且当电流流过车辆电池时，车辆电池由于内阻的损耗而被加热。这意味着内阻会导致车辆电池的加热，而不需要额外的部件来加热车辆电池。

根据一个方面，车辆电池具有内阻，其取决于在第一工作模式和第二工作模式之间的操作的改变频率。这样做的一个优点是，可以选择频率，以获得用于加热电池的最佳内阻。