[发明专利]一种锂电池低温环境充电系统及方法

说明书

本申请涉及一种锂电池低温环境充电系统及方法，其包括：锂电池组，包括若干阵列排布的锂电池；铅酸蓄电池板，设置于锂电池组的底部，所述铅酸蓄电池板与锂电池组电连接，铅酸蓄电池板热接触于各锂电池的底面；换热系统，包括若干设置于各相邻锂电池之间的换热片、微型泵、循环管道和加热装置，所述换热片具有内腔且在内腔设置有波形支撑板，所述波形支撑板的波峰和波谷处抵接于所述换热片的内腔壁，所述波形支撑板与换热片的内腔壁之间的间隙容纳有循环液，所述循环管道连通各换热片至加热装置上以形成循环回路，所述微型泵设置于循环管道上。本申请具有高效地实现对低温环境下的锂电池进行充电，且减轻对电池本身造成的损害的优点。

技术领域

本申请涉及新能源电池的领域，尤其是涉及一种锂电池低温环境充电系统及方法。

背景技术

随着锂离子电池的广泛应用，多样化的充电形式也相继涌现。锂电池对工作温度的要求较为苛刻，比如低温下锂电池性能退化严重，同时在锂离子电池充放电过程中会有一些副反应发生。这些副反应中主要是锂离子与电解液不可逆的反应，会造成锂电池容量衰退，使电池性能进一步恶化。导电活性物质的消耗，造成容量衰减。研究发现，当荷电状态（SOC）和充电电流密度越大，测试温度越低，石墨负极的电位就会越负，负极表面的锂沉积副反应也越容易发生。

目前，一种可选的思路是，采用在锂电池表面设置电热丝，在低温环境下对电热丝进行供电，当电热丝对锂电池加热到一定程度时，则再启动锂电池，以利用锂电池自身的发热继续升温。相应的有一种替代方案，采用加热片替代加热丝，如聚酰亚胺薄片上面印刷电路板，使用加热片贴附于锂电池的表面，以来对锂电池进行加热。但是，对于加热膜加热，加热功率无法调节，容易造成干烧，电池温度分布不一致。升温速度慢，速率一般在0.2~0.4℃/min，且成本高，需要贴满。

发明内容

为了高效地实现对低温环境下的锂电池进行充电，且减轻对电池本身造成的损害，本申请提供一种锂电池低温环境充电系统及方法。

第一方面，本申请提供的一种锂电池低温环境充电系统，采用如下的技术方案：

一种锂电池低温环境充电系统，包括：

锂电池组，包括若干阵列排布的锂电池；

铅酸蓄电池板，设置于锂电池组的底部，所述铅酸蓄电池板与锂电池组电连接，铅酸蓄电池板热接触于各锂电池的底面；

换热系统，包括若干设置于各相邻锂电池之间的换热片、微型泵、循环管道和加热装置，所述换热片具有内腔且在内腔设置有波形支撑板，所述波形支撑板的波峰和波谷处抵接于所述换热片的内腔壁，所述波形支撑板与换热片的内腔壁之间的间隙容纳有循环液，所述循环管道连通各换热片至加热装置上以形成循环回路，所述微型泵设置于循环管道上。

通过采用上述技术方案，锂电池作为主供电电源，铅酸蓄电池作为辅助供电电源，由于铅酸蓄电池对低温的耐受性高，在低温环境下，能够用于对换热系统进行供电。微型泵驱动循环液沿循环管道流动，加热装置对循环液进行统一加热，避免了将加热片遍布在各锂电池上的高成本，同时还有利于锂电池处于高温状态时利用循环系统外接换热系统进行散热。由于换热片为包含有循环液的夹板，在厚度方向上的支撑效果差，当锂电池温度升高时将会膨胀挤压换热片，波形支撑板能够对换热片提供支撑和缓冲。可选的，加热装置也可以设置于波形支撑板上以便于对循环液进行加热。

另外，通过该方案，循环液经过循环能够充分地与各个锂电池进行换热，由于锂电池的位置不同，其温度也有所不同，循环液在对各处锂电池加热时能够尽量减小温度差异。这是由于锂电池组统一由SOC进行控制，锂电池局部温度分布不均将会导致SOC误判而在不合适的时机启动锂电池供电，使得锂电池内部锂枝晶的快速生长和电池短路。

可选的，该锂电池低温环境充电系统还包括云母外壳，所述云母外壳的内部设置有用于与外部电路连通的电路接口，所述锂电池组安装于云母外壳内，且锂电池的外壁组抵接于云母外壳的内侧壁，且锂电池组顶部的电极结构嵌入于所述电路接口中。