[发明专利]一种基于恒流恒压充放电的低温锂离子电池交流预热方法

说明书

本公开提出了基于恒流恒压充放电的低温锂离子电池交流预热方法及系统，包括：确定待充电电池的安全电流阈值及电池电压安全阈值；采用恒流恒压充电模式和恒流恒压放电模式交替对电池进行交流预热；其中，恒流恒压充电模式下以待充电电池的安全电流阈值对电池进行充电，检测到电池端电压达到安全电压阈值上限时，恒定电压安全电压阈值上限继续充电；恒流恒压放电模式下以电池的安全电流阈值对电池进行放电，检测到电池端电压达到安全电压阈值下限时，恒定电压安全电压阈值上限继续放电。在电池电流电压安全阈值内进行预热，降低对电池的损伤；以电池安全电流最大值进行预热，提高预热效率。

技术领域

本公开属于电池加热技术领域，尤其涉及基于恒流恒压充放电的低温锂离子电池交流预热方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着电动汽车的快速发展和大规模推广应用，锂离子电池以其独特的优势是成为电动汽车动力驱动的首选。然而，在低温环境下(0℃)，锂电池的充电速度会急剧变慢，由于副反应导致负极析锂而不是锂离子嵌入，严重影响电池的循环寿命和使用安全。在低温下，能量密度和功率密度降低，锂电池性能差，极大地降低了电动汽车的续航里程。因此，对低温电池进行预热，提高电池性能，意义重大。

现有的电池低温加热技术可以分为外部加热和内部加热两大类。外部加热利用外部热源，如加热膜或加热板，通过传热介质从外部实现电池加热。但往往加热效率较低、速率较慢，特别是容易在电池内部形成较大的温度梯度，导致电池不一致性增大、电池寿命衰退加速。而内部加热方法是指在充放电过程中直接利用电池内阻从电芯内部产热，温度一致性较好，同时具有加热速度快、效率高等优点。其中，内部交流加热方法嵌锂和脱锂交替进行，避免了锂的析出和电池SOC的持续变化，对电池损害小，成为当前低温预热技术的热点，但现有车载内部交流加热方法都采用安装外部加热拓扑或交流电源等加热系统，成本较高，占用空间。此外，现有内部交流加热过程中，电池电压容易超过电池所允许的安全范围，对电池造成一定的损伤。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于恒流恒压充放电的低温锂离子电池交流预热方法，利用双向充电系统在电池安全阈值内以最大充放电潜能加热，具有预热速度快、对电池损伤小且无需额外的加热系统等优点。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了基于恒流恒压充放电的低温锂离子电池交流预热方法，包括：

确定待充电电池的安全电流阈值及电池电压安全阈值；

采用恒流恒压充电模式和恒流恒压放电模式交替对电池进行交流预热；

其中，恒流恒压充电模式下以待充电电池的安全电流阈值对电池进行充电，检测到电池端电压达到安全电压阈值上限时，恒定电压安全电压阈值上限继续充电；

恒流恒压放电模式下以电池的安全电流阈值对电池进行放电，检测到电池端电压达到安全电压阈值下限时，恒定电压安全电压阈值上限继续放电。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本公开基于基于恒流恒压充放电的低温锂离子电池交流预热方法，在保证电池端电压不超过安全阈值的前提下，实现电池在低温环境下的快速预热。

考虑到现有加热系统的成本和复杂性，该方法可以依靠充电设备来实现，避免电池改装，节省电池组空间，特别是无需另外的交流电源、加热拓扑等加热系统。随着车载充电桩迅速发展，这种方法可以集成到双向大功率直流充电桩中，实现低温加热充电，甚至可以直接应用于未来车辆到电网(V2G)场景中的车辆和固定储能系统。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明