[发明专利]一种锂电池组内部交流加热电路、系统及加热方法

说明书

本公开提出了一种锂电池组内部交流加热电路、系统及加热方法，加热电路包括第一回路、第二回路及第三回路；第一回路中，待加热电池放电至第一储能元件，第一储能元件电压上升；第二回路，待加热电池放电至第二储能元件，第二储能元件电压上升；第三回路导通时，第一回路、第二回路关断，第一储能元件和第二储能元件的电压和大于待加热电池的电压，第一储能元件和第二储能元件放电，电流流向待加热电池。本发明能够实现任意节电池在低温条件下的快速加热，具有较高的加热效率。

技术领域

本公开属于锂离子电池组低温加热技术领域，尤其涉及一种锂电池组内部交流加热电路、系统及加热方法。

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。

锂离子电池只有在常温环境下才能有好的性能表现。在低温环境中尤其是在零度以下，锂离子电池内阻增大，容量降低。锂离子电池工作在这样的低温环境下不仅会大大缩短电动汽车的续航里程，还会对锂电池造成不可逆的损害，影响电池寿命甚至会危及行车安全。这严重阻碍电动汽车在寒冷地带如冬季的中国北方的推广和发展。因此，在低温条件中对锂离子电池进行加热，是亟待解决的研究课题。

目前已有的电池加热技术主要分为两类：其分别为外部加热技术、内部加热技术。其中，外部加热技术是通过使用电池外部加热装置产生热，通过介质把热传递给电池来实现电池加热。常见的外部加热装置是以空气、液体作为介质对电池进行加热的。内部加热技术一般是通过对流或者热传导的热传递方式来对电池进行加热的。也有使用隔热材料将电池与加热源密封，最为常见的加热源是热电偶。隔热材料能有效减少热量向空气中扩散，实现电池加热。但是，外部加热技术存在电池温度分布不均匀，加热不一致的问题。同时，外部加热技术加热效率低，加热过程中容易产生热量损失。此外，外部加热装置体还存在体积大、成本高、不便于随车携带、难以普及等问题。

内部加热技术是利用电池内阻产生欧姆热来对电池进行加热。与外部加热技术相比，内部加热技术不会造成加热不一致的现象，同时加热装置体积小、成本低、可随车携带。同时，内部加热技术对电池的能量损耗较小，符合节能减排，绿色出行的理念。内部加热技术又可细分为直流电加热和交流电加热。其中，直流电加热存在效率低、析锂、损害电池循环寿命等问题，容易对电池产生损害。采用交流电加热这一加热技术优点更为明显。体积小、结构简单、易于操作、能量损耗小的交流电加热技术有利于新能源电动汽车的推广普及。

目前，存在采用交流电实现对电池加热，但是存在一些问题，主要为：

一、加热拓扑的结构有待进一步的简化。例如申请号为：201810108213.4专利中的拓扑结构，需要用到2个电容、4个MOS管。

二、待加热电池单体数目会受到加热拓扑结构的限制问题，有待解决，例如申请号为：201810108213.4专利中的加热拓扑，只能实现任意2n节即偶数节电池单体的加热。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种锂电池组内部交流加热电路，实现最快加热。

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，公开了一种锂电池组内部交流加热电路，包括：第一回路、第二回路及第三回路；

所述第一回路中，待加热电池放电至第一储能元件，第一储能元件电压上升；

所述第二回路，待加热电池放电至第二储能元件，第二储能元件电压上升；

所述第三回路导通时，第一回路、第二回路关断，第一储能元件和第二储能元件的电压和大于待加热电池的电压，第一储能元件和第二储能元件放电，电流流向待加热电池。

进一步的技术方案，所述第一回路为由第一储能元件、待加热电池、第一开关管串联构成。